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            天然橡膠與氯丁橡膠的并用

                在汽車發動機、變速箱、車架,以及壓縮機、離合器上的彈性聯軸器等橡膠減震、緩沖制品中,襯套、彈性聯軸器應用很多,多以天然橡膠(NR)為主,但NR耐臭氧老化性能很差,這是二烯類橡膠的共性。如何提高NR的耐臭氧性,好多廠家采用添加4份左右的普通半精煉石蠟、微晶蠟及一些新型的防護蠟,以及防老劑等,依靠蠟類物質的噴岀,及與防老劑的協同效應,來解決NR的抗臭氧老化問題。一般抗臭氧老化靜態試驗條件是:溫度40℃、時間72h、臭氧濃度50pphm、預拉伸20%,在NR中采取上述方法,檢測是通過的。

               但在襯套、彈性聯軸器等產品的實際使用中,它是以動態形式工作來滿足減震的或緩沖作用,以發揮NVH減震器、彈性聯軸器的良好性能。鑒于此使用原理,NR膠料抗臭氧老化用靜態試驗法,是不合理的,應該用動態抗臭氧老化試驗法,這樣才能更接近其的使用工況。

               NR用防護蠟類來改善其靜態抗臭氧老化是有效的,但在動態試驗法下,蠟膜會破裂從而失去其抗臭氧老化作用,產品使用壽命就會大打折扣,影響到產品使用的安全性。下面主要講一下天然橡膠(NR,50~60份)與氯丁橡膠(CR,30~40份)的并用,依靠CR良好的抗臭氧老化性,來改善NR動態情況下的抗臭氧老化性能。


            1.配方設計

               NR與CR(選用硫磺調節型)兩種橡膠,都屬于自補強橡膠,生膠自身強度都很髙;NR屬于非極性橡膠,CR屬于極性橡膠,兩種橡膠并用由于極性相差較大,其相容性就很差,并用膠的扯斷強度遠遠低于單用的任何一種橡膠;還有兩種橡膠硫化體系的不同,硫化速度的不匹配性,也是導致并用膠扯斷強度下降的主要原因等,相應的對產品的使用壽命影響也很大。

               解決NR與CR并用膠的相容性,可并入10份順丁橡膠(BR),作為二者的相容劑,可很好的解決相容性問題,因為BR與NR、CR的相容性都較好。同時再用2~2.5份均勻增粘劑(如HM 601,2~2.5份)等,進一步提高其相容性,又對橡膠與金屬骨架的粘接有利。

               為了進一步提高并用膠的耐動態臭氧老化性,防老劑可用防RD(0.8~1.2份),防4010NA(0.8~1份),石蠟(1.5~2份)。

               解決NR與CR的硫化匹配性,必須選用二者的共交聯劑來解決。NR常用的促進劑噻唑類(促M、促DM)、秋蘭姆類(促TT)等,對NR的交聯性很好,但其確是CR的塑解劑,不交聯CR。硫脲類促進劑Na-22,卻是二者并用的很好共交聯劑,其對CR的交聯促進作用很好,但對NR的交聯促進作用沒有噻唑類和秋蘭姆類效果好,可并用少量的此類促進劑來改善,其對CR又有塑解的作用,又能改善兩種膠的共混均勻性;氧化鋅是NR的活性劑,又是CR的硫化劑,可根據并用CR的多少,來選擇其用量;同時又根據并用CR的多少再添加適當的氧化鎂。兩種并用膠硫化體系建議用量:氧化鎂1.5~2份,硫磺1~1.5份,促DM0.3~0.4份,促TT 0.1~0.2份促Na-22  0.8~1份,氧化鋅5份。

               并用膠的補強體系,用炭黑如HAF、FEF、SRF等補強(30~40份),經試驗膠料的物理機械性能沒有其與適量白炭黑(10~20份)并用的好。白炭黑又對粘接有利,但其酸性又影響硫化,可加入硅烷偶聯劑及酸堿中和劑(如PEG-4000,1~1.5份)解決,硅烷偶聯劑選用KH550(0.5~1.5份)較好,它除了發揮偶聯劑的作用外,同時又對膠料與金屬骨架的粘接有利。

               軟化劑建議用石蠟油、環烷油或機油(5~10份),硬脂酸1份。

               配方整體含膠率控制在50~65%。


            2.工藝注意事項:

              煉膠工序:

            ①NR必須經塑煉后,再與CR或CR/BR摻混;

            ②加料順序,由于氧化鋅是CR的硫化劑,不能前期加入,要與硫化劑、促進劑一起放到最后加入。

            ③如密煉機混煉,排膠溫度控制在110℃左右;如密煉柷加硫,加硫溫度控制在≤90℃

              骨架處理工序:

               金屬骨架處理,做好除銹及脫脂,膠粘劑用底涂和面涂的雙涂體系較好,注意涂膠厚度的控制,合理選擇固化溫度及時間。膠粘劑的選用,固化溫度和時間,特別對注射硫化防止膠粘劑遷移引起的粘模,和粘接強度不良很重要。對處理好的骨架要密封保存,防止二次污染。

              硫化工序:合理選用硫化溫度、時間等工藝參數,防止欠硫或過硫。



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