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            EPDM(三元乙丙)配方設計

            三元乙丙橡膠通?捎昧螯S、過氧化物、醌肟和反應性樹脂等多種硫化體系進行硫化,在實際生產中以前兩種為主。不同的硫化體系對其混煉膠的門尼黏度、焦燒時間、硫化速度以及硫化膠的交聯鍵型,物理機械性能(如應力、應變、滯后、壓縮變形以及耐熱等性能)亦有直接的影響。硫化體系的選擇要根據所用乙丙橡膠的類型,產品物理機械性能、操作安全性、噴霜以及成本等因素加以綜合考慮。

            過氧化物能有效硫化乙丙膠,硫化膠耐熱、耐老化好,壓縮永久變形小。常用過氧化物有BP、DCP、雙2,5DBPmH)等。BP可在較低溫度下(120130)硫化,而DCP則要在160℃左右·雙2.5 則在170℃左右,用量2-7份。配用少量硫化活性劑(共硫化劑)如S(0.1~0.5份)、TRA、GMF、TAIC、HAr2、CSm等(1~2份)、并提高氧化鋅用量,可提高硫化膠強度和耐熱老化性.硫黃硫化體系具有操作安全,硫化速度適中,綜合物理機械性能佳以及與二烯烴類橡膠共硫化性好等優點,是三元乙丙橡膠使用最廣泛、最主要的硫化體系。

              在硫黃硫化體系中,由于硫磺在乙丙橡膠中溶解度較小,容易噴霜,不宜多用。一般硫磺用量應控制在1~2份。在一定硫黃用量范圍內,隨硫黃用量增加,膠料硫化速度加快,焦燒時間縮短.硫化膠拉伸強度、定伸應力和硬度增高,扯斷伸長率下降。硫黃用量超過2份時,耐熱性能下降,高溫下壓縮永久變形增大。

            為使膠料不噴霜,促進荊的用量亦必須保持在三元乙丙橡膠的噴霜極限溶解度以下。實際上,在工業生產中,為了達到硫化作用的平衡,防止配合劑發生噴霜,讓配合劑之間產生協同效應,有利于導致硫化時間的縮短和交聯密度的提高,幾乎都采用兩種或多種促進劑的并用體系。促進荊效果最大的是秋蘭姆類和二硫代氨基甲酸鹽類,噻唑類常作輔助促進劑。三元乙丙橡膠常用的硫黃硫化體系是TT-M-S或者TMTS-M-S,用量比為1.50.51.5。此外還有S/M/TT/ZDC/TRA(2/1. 5/0.8/0.8/0.8)、S/TT/DM/BZ2/0.8/1.5/1.5)和S/TT/ZBPD/NS(1/1/2/2)等。

            硫黃硫化體系中促進劑的用量還可以通過增加硬脂酸的用量來提高,當其他條件不變的情況下,硬脂酸用量增加會導致交聯密度、單硫和雙硫交聯鍵增加。氧化鋅用量的增加亦有助于在交聯時形成活性促進劑,從而提高膠料的交聯密度及抗返原性。改善動態疲勞性能和耐熱性能。  

                三元乙丙橡膠像丁基橡膠一樣,也可以采用樹脂進行硫化。用反應性烷基酚醛樹脂和含鹵索化合物進行硫化可以獲得高溫下優越的熱穩定性和壓縮永久變形小的硫化膠。缺點是伸長率較低,硬度較大。在樹脂硫化體系中,需要添加鹵化物,以便在樹脂交聯過程

            中起催化作用,加快硫化速度。鹵化物主要有氯化亞錫、氯化鐵、氯化鋅等。由于鹵化物有腐蝕性,用量不宜過多,否則會腐蝕設備表面。

            此外.在用樹脂硫化低不飽和度的DCPD-EPDM時,必須要采用高溫長時間硫化,而硫化ENB-EPDM則可采用與硫磺硫化體系相同的硫化溫度。   

              三元乙丙橡膠也可用醌肟硫化體系進行硫化,硫化體系中需加入活性強的金屬氧化物(如氧化鉛)作活化劑。同時在對醌二肟中加入硫黃亦會產生有利的影響。若在醌肟硫化體系中,所用醌肟主要有對醌二肟(GMF)和對,對二苯甲酰醌二肟。金屬氧化物主要用Pb3 04和.Pb0.。醌肟與鉛的氧化物的用量比大約為610,GMF與硫黃用量比約為10(0. 4-0.8)。醌肟硫化體系硫化的三元乙丙硫化膠具有比過氧化物硫化膠,尤其是比硫黃硫化膠更為優越的耐老化性能。缺點是物理機械性能較差,硬度偏高以及價格高等。

            補強填充體系

                乙丙橡膠是非結晶橡膠,本身機械強度低,需用補強劑改善。炭黑是三元乙丙橡膠主要的補強劑,其中爐法炭黑效果優于槽法嵌黑。主要使用的炭黑是高耐磨、快壓出、半補強等,用量視膠料的硬度和強度等要求而定,常用量為30-100份。

                淺色填料中,白炭黑、碳酸鈣、陶土、滑石粉也有補強作用,可大量填充以降低成本,高填充可達300-500份。

            軟化增塑體系

                目前廣泛用于乙丙橡膠的軟化增塑劑主要有石油系油,包括芳香烴油、環烷油和石蠟油三大類,還有古馬隆樹脂、松焦油、酯類和低分子聚合物等。通常用得最多的軟化增塑劑是石油系油,主要是石蠟油和環烷油,可大量填充,用量5-60份。

            防護體系

                乙丙橡膠本身具有極好的耐老化性能,聚合時原料膠內又加有0.5-1份防老劑作穩定劑,所以橡膠內一般不需用防老劑,只是在高溫下使用的制品加入一些防老劑。




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