橡膠配合加工技術(shù)講座第7講氯丁橡膠_CR_續(xù)一_

1、橡膠配合加工技術(shù)講座第7講 氯丁橡膠(CR (續(xù)一周 瓊(青島化工學(xué)院 266042(接上期將表2配方中炭黑30份改為白色填料50份, 其它條件不變, 其物理性能見表3。表3 幾種白色填充補(bǔ)強(qiáng)劑對(duì)C R 物理性能的影響性 能杭州陶土蘇州陶土硫酸鋇碳酸鎂碳酸鈣拉伸強(qiáng)度/M Pa 10. 012. 610. 911. 77. 8扯斷伸長(zhǎng)率/%876853878824805邵爾A 型硬度/度5056506864300%定伸應(yīng)力/M Pa 2. 43. 32. 03. 42. 2扯斷永久變形/%41574110450回彈值/%4442393132撕裂強(qiáng)度/(kN m-185808493783 1 4

2、加工助劑CR 用的加工助劑有軟化劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑和增粘劑, 其品種、用量、作用及優(yōu)缺點(diǎn)見表4。3 1 5 其它助劑其它助劑還有著色劑和發(fā)泡劑等。白色膠料用鈦白粉作著色劑, 紅色膠料用氧化鐵紅等耐候、耐氧著色劑。發(fā)泡劑主要有AD -CA, PT 和OBSH 。3 2 非硫調(diào)節(jié)型CR 的配合非硫調(diào)節(jié)型CR 與硫調(diào)節(jié)型CR 比較, 具有加工安全性好、不易粘輥、硫化膠耐熱性好、永久變形小的特點(diǎn), 但必須加入促進(jìn)劑才能硫化, 因而它的配合體系與硫調(diào)節(jié)型CR 基本相似, 只是為了取得硫化速度和加工安全性的平衡在促進(jìn)劑的選擇上有所不同, 另外補(bǔ)強(qiáng)體系在W 型膠中的作用較大。3 2 1 硫化體系(1 金屬氧

3、化物和硫調(diào)節(jié)型CR 相似, 非硫調(diào)節(jié)型CR 的硫化體系可用氧化鎂/氧化鋅并用體系。氧化鎂的活性對(duì)非硫調(diào)節(jié)型CR 硫化的影響小, 但采用遲延硫化體系時(shí), 高活性的氧化鎂表4 各種加工助劑的品種、用量、作用及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照加工助劑品 種用量/份作 用優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)石油系石蠟環(huán)烷系芳香系52025>50軟化淺色、無污染易滲出不飽和植物油亞麻油 增塑無污染、耐臭氧、 耐熱易發(fā)霉硫化油膏硫化油膏增塑減少粘輥和收縮、 擠出性好制品軟潤(rùn)滑油石蠟、凡士林、硬脂酸聚乙烯蠟<2<5潤(rùn)滑減少粘輥用量過多降低 硫化速度增粘劑古馬隆樹脂、松香、酚醛樹 脂510提高低溫壓延中 貼膠粘合強(qiáng)度改進(jìn)壓延工藝697第

4、11期 周 瓊 橡膠配合加工技術(shù)講座 第7講 氯丁橡膠(CR的加工安全性好。耐水膠料的配方用鉛丹代替氧化鎂和氧化鋅并用, 鉛丹的用量一般為1020份, 但分散困難, 膠料強(qiáng)度、壓縮永久變形及耐熱性均較差。(2 硫化促進(jìn)劑非硫調(diào)節(jié)型CR 硫化一般需要促進(jìn)劑, 常用的促進(jìn)劑的用量及特點(diǎn)見表5。表5 非硫調(diào)節(jié)型CR 的促進(jìn)劑作用效果比較硫化體系用量/份優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)促進(jìn)劑NA -111. 0硫化速度快、加工安全硫化平坦性差促進(jìn)劑NA -220. 251. 0硫化速度快加工不安全、易焦燒硫黃/促進(jìn)劑TM T D/促進(jìn)劑DOTG 1. 0/0. 5/0. 5操作安全、硫化速度適中耐老化性能差硫黃/促進(jìn)劑T

5、M T D/促進(jìn)劑DOTG 1. 0/0. 5/3. 0操作安全、硫化速度快耐老化性能差促進(jìn)劑DM /促進(jìn)劑NA -221. 0/1. 0操作安全硫化速度緩慢硫黃/促進(jìn)劑TM T D/NA -221. 0/0. 5/0. 25硫化速度快、程度深易焦燒硫黃/促進(jìn)劑DOTG 1. 0/0. 5硫化程度高、加工安全扯斷永久變形大硫黃/促進(jìn)劑M1. 0/0. 75硫化程度不高3 2 2 補(bǔ)強(qiáng)填充體系各種炭黑在非硫調(diào)節(jié)型CR 中的補(bǔ)強(qiáng)效果均比在硫調(diào)節(jié)型CR 中好, 而硬質(zhì)陶土、硅酸鈣、二氧化硅、碳酸鎂和硫酸鋇等可作為它的非補(bǔ)強(qiáng)填料, 大多數(shù)的無機(jī)填料都有延遲硫化的傾向, 以陶土最為顯著, 故應(yīng)增加促進(jìn)劑

6、的量, 沉淀法白炭黑為填料時(shí)可配合適量的乙二醇或24份三乙醇胺, 而含有NA -22的膠料, 無機(jī)填料對(duì)硫化延遲作用很小。3 2 3 防護(hù)體系與硫調(diào)節(jié)型CR 類似, 非硫調(diào)節(jié)型CR 常用防老劑A, D, 4010和NA 及非污染的WSP 和2246等, 用量一般為24份。用防老劑MB, 耐屈撓龜裂性能好。用抗臭氧防老劑時(shí), 一定要并用石蠟, 硫化膠的表面形成有效的保護(hù)膜, 增大防護(hù)作用, 且動(dòng)態(tài)抗臭氧性能較好。3 2 4 加工助劑非硫調(diào)節(jié)型CR 的軟化劑與硫調(diào)節(jié)型的類似。非硫調(diào)節(jié)型CR 結(jié)晶性大, 粘性小, 要用增粘劑如松香、松焦油、古馬隆樹脂和酚醛樹脂等, 用量一般為10份左右。潤(rùn)滑劑一般可

7、不用, 但使用后可改善擠出性能, 促進(jìn)填料分散, 如硬脂酸, 但用量應(yīng) 4 加工4 1 生膠的貯存非硫調(diào)節(jié)型CR 的貯存穩(wěn)定性較好, 但硫調(diào)節(jié)型CR 容易發(fā)生焦燒, 長(zhǎng)期貯存會(huì)降低其性能, 應(yīng)注意在低溫下貯存。入庫(kù)前登記, 先入庫(kù)者先用, 如時(shí)間過長(zhǎng)就需測(cè)定焦燒時(shí)間, 發(fā)現(xiàn)焦燒應(yīng)摻用新鮮膠料。4 2 混煉CR 的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-40 , 在90 以上發(fā)生粘流化轉(zhuǎn)變。混煉溫度過低不易分散。CR 在混煉時(shí)生熱, 在加入硬質(zhì)填料前應(yīng)通冷卻水, 在彈性狀態(tài)下加料, 但氧化鎂在輥溫過低時(shí)結(jié)塊。輥溫以50 為宜, 溫度過高則容易粘輥和焦燒, 填料的分散也不好。在高彈態(tài)下加料, 膠料的彈性好, 強(qiáng)度高,

8、分散均勻, 且無焦燒的危險(xiǎn)。因此, 合理選擇混煉工藝非常重要。常用的混煉方法有開煉機(jī)混煉和密煉機(jī)混煉。4 2 1 開煉機(jī)混煉開煉機(jī)混煉工藝如下:塑煉通冷卻水, 5min氧化鎂通冷卻水, 2min防老劑通冷卻水, 1min填充劑、補(bǔ)強(qiáng)劑3min分批, 4min698 橡 膠 工 業(yè) 1998年第45卷4 2 2 密煉機(jī)混煉CR 的生熱大, 要控制在低溫下混煉, 裝料系數(shù)一般為0. 60, 根據(jù)含膠率的不同, 密煉工藝有所差別。(1 高含膠率配方。工藝基本和開煉機(jī)混煉類似, 由于生熱大, 填充劑只能分批加入, 混煉時(shí)間稍長(zhǎng)。(2 低含膠率配方。由于體系中的彈性材料減少, 生熱小, 填充劑可同時(shí)大量

9、投入, 且裝料系數(shù)可以提高。無論是開煉機(jī)還是密煉機(jī)混煉, 都要注意以下幾點(diǎn):(1 氧化鎂加入溫度不能太高(50 左右 , 否則易結(jié)塊, 氧化鎂和防老劑、防焦劑要先加, 防止焦燒;(2 填料和防老劑不能同時(shí)加入, 否則容易結(jié)塊;(3 為防止焦燒, 氧化鋅和促進(jìn)劑應(yīng)最后加入;(4 硫調(diào)節(jié)型CR 易焦燒, 必須使混煉溫度控制在90 以下。4 3 擠出要使擠出生產(chǎn)高效, 擠出物表面光滑、擠出膨脹比小, 可采取如下措施:(1提高塑煉效果, 使相對(duì)分子質(zhì)量下降, 門尼粘度值降低, 這樣低溫下的粘度較低, 彈性效應(yīng)較小, 擠出制品表面光滑, 否則需在高溫下擠出, 此時(shí)擠出物的膨脹比往往較大。(2摻用擠出改良

10、型CR(WB , 這種膠相對(duì)分子質(zhì)量低, 相對(duì)分子質(zhì)量分布寬, 加入后門尼粘度值下降, 但加入過多, 膠料的強(qiáng)度下降。(3 加入適量的填料, 雖然提高了膠料的粘度, 使阻力上升, 但可以降低擠出膠料的彈性, 使擠出物表面光滑, 膨脹比減小, 特別是添加快壓出炭黑, 效果顯著。(4 加入適量的軟化劑, 可使門尼粘度降低, , 用量過大時(shí)膠料的挺性下降, 此時(shí)若并用相對(duì)分子質(zhì)量大的高粘度CR, 在滿足制品性能的前提下加入一定的補(bǔ)強(qiáng)填充劑, 可解決這個(gè)問題。(5 從加工工藝上考慮, 熱喂料可改進(jìn)膠料的流動(dòng)性, 擠出溫度一般為:螺桿、機(jī)筒 5060 (溫度高時(shí)剪切力小, 膠料分散不均, 且易焦燒 ;

11、機(jī)頭 7080 (溫度過高容易焦燒 ; 口型 90 (高溫有利于高分子鏈在口型中松弛, 彈性下降, 使擠出膨脹比減小 。另外, 增大螺桿的長(zhǎng)徑比可使混煉均勻, 彈性下降, 擠出物的膨脹比減小。轉(zhuǎn)速高, 擠出效率高, 但容易出現(xiàn)不穩(wěn)定流動(dòng); 轉(zhuǎn)速過低, 生產(chǎn)效率太低, 在滿足制品性能的前提下, 要盡可能提高轉(zhuǎn)速。4 4 壓延壓延可用于出片、擦膠及貼膠等。含膠率低的配方易于出片, 低溫下即能制得優(yōu)質(zhì)膠片; 反之, 含膠率高的配方必須在較高的溫度下才能順利出片。出片的各個(gè)輥溫一般如下:CR(GCR(W 上輥溫/ 708095100中輥溫/ 50606065下輥溫/冷卻至40冷卻至40提高中輥溫, 膠

12、片性能較好, 若使用4份聚乙烯蠟則可防止粘輥, 膠片更好。擦膠選用含膠量高、抗結(jié)晶性強(qiáng)的硫調(diào)節(jié)型低粘配方, 如:CR(G 100, 防老劑PA 2, 氧化鎂 4, 易混炭黑 25, 芳烴油 10, 古馬隆(固 5, 古馬隆(液 5, 氧化鋅 15。3個(gè)輥溫分別為:上輥 90120 , 中輥 7090 , 下輥 溫度可調(diào), 滲入不佳時(shí), 升高溫度; 反之降低溫度。4 5 硫化CR 可以采用和其它通用橡膠相同的方法進(jìn)行硫化, 但其硫化溫度要稍高于NR, 最 699第11期 周 瓊 橡膠配合加工技術(shù)講座 第7講 氯丁橡膠(CR象, 實(shí)際操作中可稍許過硫, 特別是對(duì)壓縮永久變形要求較高的墊圈類制品,

13、稍過硫一些較好; 但過硫會(huì)使撕裂強(qiáng)度、耐屈撓龜裂性能下降, 因此隔膜類制品則應(yīng)稍欠硫好。長(zhǎng)件擠出制品如膠管、密封膠條等, 可用直接蒸汽硫化, 該法包括包布硫化、包鉛硫化和滑石粉硫化等。為防止硫化時(shí)塌邊變形, 應(yīng)提高膠料的粘度, 并加快硫化速度。如果對(duì)制品的外觀質(zhì)量要求很高, 可用熱空氣硫化, 其特點(diǎn)是不殘留水滴痕跡, 但硫化效率低。CR 也廣泛采用注壓硫化, 特別是汽車配件及有關(guān)弱電制品等, 由于其形狀均一, 體積較小, 數(shù)量也多, 因此多采用注壓成型方法生產(chǎn)。此時(shí)CR 應(yīng)采用非硫調(diào)節(jié)型聚合物, 配用高活性的氧化鎂和非焦燒性防老劑, 還應(yīng)避免揮發(fā)性大的操作油和易發(fā)泡的無機(jī)填料。在選擇硫化條件時(shí)

14、, 應(yīng)考慮到主要的工藝因素, 即硫化介質(zhì)的性能、溫度和壓力對(duì)硫化過程的影響。CR 常用的硫化方法有硫化罐硫化法、平板硫化法(模壓硫化法 、連續(xù)硫化法、高頻硫化法及個(gè)體硫化機(jī)硫化法等。(1 硫化罐硫化法。用蒸汽、空氣或蒸汽和空氣的混合介質(zhì)硫化橡膠制品, 一般是在加壓的硫化罐中進(jìn)行的。例如在蒸汽介質(zhì)中硫化是在關(guān)閉罐蓋后, 向罐內(nèi)輸入蒸汽。蒸汽要經(jīng)過專用管路送入硫化罐, 管路位于硫化罐的上部, 在管路上部有一排或兩排出氣孔。在130150 蒸汽介質(zhì)中硫化時(shí), 一般15min 送完氣, 硫化一定時(shí)間后, 逐步放汽(一般10min 內(nèi)放完氣 。(2 平板硫化法(模壓硫化法 。制造致密而精度高、構(gòu)型復(fù)雜的

15、橡膠制品時(shí)用平板硫化法。采用這種方法可同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)過程:膠料在專用模型內(nèi)加壓成型, 然后在壓力下進(jìn)行硫化。在一些場(chǎng)合下, 兩個(gè)過程也可以單獨(dú)進(jìn)行。由于膠料具有粘流性質(zhì), 因此應(yīng)在壓力下充滿模型。為改進(jìn)膠料的流動(dòng)性, 可將膠料預(yù)熱, 膠料一般是裝入熱模中。注意在成型過程中尚未完全流動(dòng)之前, 應(yīng)避免發(fā)生早期硫化。(3 連續(xù)硫化法。連續(xù)硫化是指用連續(xù)硫化裝置在模型中硫化或在鼓式硫化機(jī)上硫化。在大批生產(chǎn)同一規(guī)格或尺寸相近的制品時(shí), 建立流水作業(yè)線和連續(xù)硫化裝置, 可以使硫化過程機(jī)械化和自動(dòng)化。而厚度不大的輸送帶、平帶、膠板、地毯及橡膠油氈等長(zhǎng)度大的平面制品, 可以在鼓式硫化機(jī)上連續(xù)硫化。(4 大長(zhǎng)度擠出制品的連續(xù)硫化。采用擠出和硫化的連續(xù)過程生產(chǎn)長(zhǎng)的橡膠密封制品時(shí), 不需貯存和運(yùn)送半成品, 可以較經(jīng)濟(jì)地利用熱能, 也可不用粉狀的隔離劑, 因此可改善勞動(dòng)條件和制品的外觀。但此過程只能在大氣壓下進(jìn)行。為防止膠料硫化時(shí)起泡, 在擠出過程中應(yīng)將膠料在真空擠出機(jī)上進(jìn)行抽真空處理。此外, 膠料需含有能與水化學(xué)結(jié)合的配合劑, 例如細(xì)粒子氧化鈣。為了進(jìn)行連續(xù)硫化, 必須采用能在高溫下有效傳熱的熱載體。硝酸鈉和硝酸鉀及亞硝酸鈉的