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1、乙丙橡胶配方技术及应用进展 摘 要：概述了乙丙橡胶的配方技术及主要进展, 具体分析了乙丙橡胶配方实例的特征, 并分析了国内外市场现状及发展前景。关键词：乙丙橡胶；配方技术；市场现状；发展前景引言乙丙橡胶是一种耐热、耐侯性优异的橡胶材料。乙丙橡胶的用途极为广泛, 主要用于散热器胶管、加热器胶管、门框密封海绵胶条、窗框密封胶条、软管等汽车配件, 以及电线、屋面材料、耐热胶带、聚烯烃改性等, 其需求量日益增加。1 乙烯丙烯类橡胶的性质二元乙丙橡胶( EPM) 和三元乙丙橡胶( EPDM) 1 娄成玉. 乙丙橡胶的合成与加工工艺M . 北京: 化学工业出版社, 1982.1的乙烯链中含有无规排列的丙烯
2、,因此乙烯链的结晶受抑制而成为无定形高分子, 同时表现橡胶弹性。聚乙烯的玻璃化温度( T g) 比橡胶高, 而且结晶度也非常大, 因此它缺乏橡胶的功能。如图1 所示, 当EPM 的乙烯含量低于50 摩尔时, 其结晶度小到用X 射线折射无法测定; 而加入第三单体的EPDM, 其结晶度也被抑制。EPM 中的丙烯含量与玻璃化温度( Tg )的关系是随着丙烯含量的增加, T g 逐渐降低, 达到最小值后再次增高。市售EPM 和EPDM 的丙烯含量范围约为1545 mol%,位于二T g 丙烯含量曲线的低谷区域。影响EPM、EPDM 分子结构的因素, 除乙烯和丙烯的比例外, 还有分子量与分子量分布、组成
3、分布、支化度、第三单体的种类及期含量等。EPDM 的重均分子量M -w 一般在20 万40 万范围内, 用于充油品种的生胶可使用分子量更高的聚合物。用凝胶渗透色谱仪( GPC) 法测定的EPDM 分子量的特性曲线一般几乎是左右对称, 表示分子量分布宽度的M - w /M - n 一般为2- 5, 有的达到8- 10。第三单体的种类是决定EPDM 品质极为重要的因素。此外, EPM 和EPDM 的支化少, 而第三单体为DCPD( 双环戊二烯) 类的EPDM 被认为有支化作用。 支化多的乙丙橡胶, 经过塑炼其门尼粘度大大下降。2 实验配方举例2.1汽车散热器胶垫(硬度70)该制品的配方及性能如表1
4、 所示。表1汽车散热器胶垫配方及性能2.1.1 聚合物配方选用JSR EP33 牌号EPDM。其根据如下:( 1) 低分子EPDM 有利于低填充配合胶料的加工性能;( 2) 乙烯含量低的EPDM 低温特性好;( 3) 碘值高的EPDM 用过氧化物交联效率高。JSR EP33 的聚合物结构特性如下:门尼粘度ML1+ 4( 100C ) 45丙烯含量, w t% 43碘值( ENB) 262.1.2 防老剂选择防老剂T MDQ( 2, 2, 4-三甲基-1, 2-二氢化喹啉聚合物) 与防老剂MB( 2-硫醇基苯并咪唑啉) 并用, 既可提高硫化胶的耐热性, 又不妨碍过氧化物交联。2.1.3 软化剂选
5、择分子量为780 的聚丁烯( Poly vis5SH) 作为软化剂, 不妨碍过氧化物交联。2.2 汽车用水管( 硬度70)该制品的配方及性能如表2 所示。2.2.1聚合物高分子量、高乙烯含量EPDM 有利于高填充配合胶料压出性能, 低乙烯含量EPDM的低温性能优异。因此, 该配方选择JSREP96 牌号与JSR EP27 牌号的EPDM 并用。JSR EP96 的结构特性如下:门尼粘度ML1+ 8 ( 120C ) 53丙烯含量, w t% 27碘值( ENB) 19充油量, 份 50JSR EP27 的结构特性如下:门尼粘度ML1+ 4 ( 100C ) 105丙烯含量, w t% 43碘值
6、( ENB) 152.2.2 硫化体系考虑到制品的耐热性, 选择低硫硫化体系表2 汽车用水管配方及性能配方( 质量份)JSR EP9645. 0; JSR EP2770. 0; 1 号氧化锌5. 0; 硬脂酸1. 0; 快压出炉黑155. 0; 重质碳酸钙30. 0; 石蜡类操作油85. 0; 非反应性烷基酚类树脂3. 0; 促进剂C Z1.0; 促进剂T MT D0. 75; 促进剂DPTT 0. 75; 促进剂NA-22 0. 5; 促进剂ZDC 1. 5; 硫化剂DTDM 1. 5; 表面处理硫黄0. 55。合计: 400. 55未硫化胶性能门尼粘度ML1+ 4( 100C ) 56门尼
7、焦烧时间ML1- 125CVm 38t 5, min 9. 9t 30,min 5. 5振动盘硫化仪硫化特性( 160C)tc ( 10) , min 2. 3tc ( 90) , min 7. 1压出特性( L/ D12. 50mm , 30rpm, 伽弗口型)压出速度, cm/ min 620压出膨胀率, % 20硫化胶性能( 160C20min)100%定伸应力, kgf / cm2 38拉伸强度, kgf / cm2 126伸长率, % 350硬度( JIS) 71撕裂强度( JIS-B) , kgf / cm 29热空气老化试验( 125C70h )拉伸强度变化率, % + 0伸长率
8、变化率, % - 47硬度变化, 度 + 8压缩永久变形( 160C25min 硫化胶)12022h , % 45- 2022h , % 672. 3连续硫化汽车窗框密封胶条( 硬度60)配方与性能如表3 所示。2.3.1聚合物高分子量、高乙烯含量的EPDM 适用于高填充且挤出性能好的胶料配合, 而低乙烯含量且分子量分布窄的EPDM 的低温性能优良, 因此选用了JSR EP103A 牌号EPDM。JSR EP103A 的结构特性如下:门尼粘度ML1+ 4 ( 100C ) 135丙烯含量, w t% 37碘值( ENB) 15分子量分布 窄2.3.2 软化剂选用非污染性的、连续硫化时难以挥发的
9、石蜡类操作油作为软化剂。2.3.3 脱水剂选用氧化钙作为脱水剂, 以防止半成品连续硫化时起泡。配方( 质量份)JSR EP103A 100. 0; 1 号氧化锌5. 0; 硬脂酸1. 0; 快压出炉黑120. 0; 重质碳酸钙20. 0; 石蜡类操作油100. 0; 聚乙二醇2. 0; 氧化钙5. 0; 促进剂M1. 5; 促进剂T MT D0. 5; 促进剂DPT T 0. 7; 促进剂T eEDC 0. 5; 促进剂ZnBDC 1. 0; 硫黄1. 0。合计358. 2表3 汽车窗框密封胶条配方及性能未硫化胶性能门尼粘度ML1+ 4( 100C ) 57 门尼焦烧时间ML1- 125C 4
10、6Vm 8.4 t 5, min 8.4 t 30, min 4.4 振动盘硫化仪硫化特性( 150C)tc ( 10) , min 2.2 tc ( 90) , min 8.6 硫化胶性能( 150C 10m in)100%定伸应力, kgf / cm2 21 拉伸强度, kgf / cm2 126 伸长率, % 540 硬度( JIS-A) 63 压缩永久变形( 150C15min 硫化胶)70C 7h, % 30 2. 4电线护套橡胶( 硬度65)配方与性能如表4 所示。表4电线护套橡胶配方与性能配方( 质量份)JSR EP21 100. 0; 1 号氧化锌5. 0; 硬脂酸1. 0; 快压出炉黑5. 0; 滑石粉90. 0; 活性碳酸钙30. 0; 石蜡类操作油10. 0; 石
