多功能硫化促进剂HVA_2在氯丁橡胶_W_中的应用.pdf

收稿日期 2000 08 05 作者简介 许建雄 1936 男 高级工程师 主要从事橡胶配方 的研制试验工作 多功能硫化促进剂HVA 2在 氯丁橡胶 W 中的应用 许建雄1 陆红芬2 1 上海电缆厂 上海 200093 2 宁波伏龙同步带有限公司 浙江 宁波 315000 摘 要 着重介绍HVA 2在氯丁橡胶 W 型 中作硫化促进剂时对胶料门尼焦烧 硫化胶物性 热老化性能 及电性能的影响 结果表明 HVA 2比传统的氯丁橡胶促进剂NA 22好 关键词 HVA 2 氯丁橡胶 W 型 NA 22 中图分类号 TQ330 38 5 文献标识码 B 文章编号 1005 4030 2001 01 0028 03 多功能硫化剂和促进剂HVA 2是最近由 咸阳三精科工贸有限公司研制开发的新产品 其 化学名称是N N 间苯撑双马来酰亚胺 又称 促进剂PDM HVA 2系美国杜邦公司的商品 名称 1 本品为淡黄色粉末 熔点 200 在三 元乙丙橡胶和氯磺化聚乙烯橡胶中 可作促进剂 和硫化剂 以后将分别介绍 本文仅介绍在氯丁 橡胶中 W 型 以等量代替目前普遍使用的促进 剂NA 22 并研究了对氯丁橡胶 W 型 胶料门 尼焦烧的影响 对氯丁橡胶 W 型 硫化胶的强 力 电气性能以及热老化性能的影响 1 实验部分 1 1 试验用基本配方 氯丁橡胶CR 2321 100 氧化镁4 氧化锌5 防老剂丁2 半补强炭黑 四川天然气制 40 DOP 5 工业变压器油5 硬脂酸1 促进剂 不同品种 1 5 含胶量约61 5 1 2 配方用材料 氯丁橡胶CR2321 四川长寿化工总厂产 一 级品 氧化锌 上海京华化工厂产 工业一级品 氧化镁 山西和顺化工厂产 轻质 工业一级品 防老剂丁 南京化工总厂产 工业一级品 HVA 2 咸阳三精科工贸有限公司产 一级品 NA 22 浙江黄岩华星化工厂产 一级品 DM 浙江 永嘉化工厂产 工业一级品 DOP 优级品 变压 器油 牌号为45 硬脂酸 上海制皂厂产 半补 强炭黑 四川隆昌产 1 3 试验用设备及仪器 160 320开炼机 上海橡胶机械厂产 R100E橡胶硫化仪 北京友深电子仪器厂产 QLB 25t平板硫化机 上海第一橡胶机械厂产 DXLL 1000拉力试验机 上海化工机械四厂产 401A老化试验箱 1 4 混炼工艺 将配方放大3倍 将CR2321胶在开炼机上 薄通6次 辊距0 4mm 后下片冷却到室温 辊距 少许放大 生胶回炼包辊后无空洞并有少量堆积 胶 先加入氧化镁和硬酯酸 等料基本吃掉后加入 防老剂丁 半补强炭黑 DOP和变压器油 等上述 材料吃完后加入氧化锌和促进剂 粉料完全吃光 后 将辊距调整1 1 5 mm 翻三角包6个 横包 2个 然后按要求出片冷却至室温备用 2 结果与讨论 2 1 不同促进剂胶料的硫化特性曲线 胶料停放4 24小时进行硫化特性测试 温 度选择150 32min和165 32min 从表1 图1和表2看 使用150 和165 做 硫化特性曲线 可以十分明显地看出 1号和4号 配方用HVA 2促进剂以后 ts1 ts2 t10 t90等时 间都比2号和3号配方用NA 22促进剂的胶料 长很多 在165 的温度下 单用HVA 2 1 5 份后比2号配方DM 0 5 NA 22 1 0的焦烧时 间长约1min ts1 时间 这对小厂在挤出连续硫化 设备落后 螺杆无冷却水 或者胶料的储存无冷藏 82特 种 橡 胶 制 品 第22卷 第1期 间的情况下 通过在配方上改用促进剂HVA 2 就可以解决挤出连续硫化出现的先期焦烧问题 使氯丁胶料生产的安全性大大提高 减少浪费 节 约价钱较高的氯丁橡胶原料 表1 不同促进剂胶料的硫化特性 150 32min 编号DMNA 22HVA 2MLM Hts1ts2t10t50t90Vc1Vc2 10 5 10 391 984 386 55 2014 3027 324 3664 662 20 51 0 392 493 43 393 426 1117 416 8417 125 30 50 50 50 402 713 53 493 577 3621 265 4495 676 4 1 50 372 014 005 164 5412 2126 214 4744 743 注 ML单位是N m 表2 不同促进剂胶料的硫化特性 165 32min 编号DMNA 22HVA 2MLM Hts1ts2t10t50t90Vc1Vc2 10 5 10 382 682 353 143 259 0021 455 2175 400 20 51 0 352 421 391 561 563 59 3812 5212 98 30 50 50 50 392 901 412 12 73 5314 267 8438 053 4 1 50 403 012 423 153 2510 3225 424 3684 484 图1 不同硫化系统氯丁橡胶的硫化曲线 温度150 2 2 采用不同促进剂的氯丁橡胶硫化胶的物理 机械性能 从表3看 在相同硫化条件下 1号和2号配 方的拉伸强度最高 经过100 7天老化后 无论 是k1和k2老化系数 均是1号配方最好 可见用 HVA 2代替NA 22之后热老化性能有较大的 提高 众所周知 氯丁橡胶的热老化性能主要是 看拉断伸长率的下降速度 即k2老化系数的数值 越大 热老化性能就越好 据此来判定3号和4 号配方 4号配方不仅强力比较高 而且热老化k2 系数也比3号配方大 可见3号配方使用了NA 22 0 5份就使热老化性能变差 表3 不同促进剂的氯丁胶硫化胶的物理机械性能 编号项目 拉伸强度 N mm 2 拉伸强度老化 系数k1 拉断伸长率 拉断伸长率 老化系数k2 拉断永久 变形 邵尔A型 硬度 度 备注 1老化前 17 01 815 2856促进剂DM 0 5 100 7d老化后15 760 936130 752470促进剂HVA 2 1 0 2老化前 17 66 789 2855促进剂DM 0 5 100 7d老化后14 200 805200 662472促进剂NA 22 1 0 3 老化前 100 7d老化后 14 72 12 17 0 83 756 441 0 58 28 20 64 76 促进剂DM 0 5 促进剂NA 22 0 5 促进剂HVA 2 0 5 4老化前 15 16 654 2066促进剂HVA 2 1 5 100 7d老化后13 200 874060 621678 922001年 许建雄等 多功能硫化促进剂HVA 2在氯丁橡胶 W 中的应用 2 3 采用不同促进剂的氯丁橡胶硫化胶的电性 能 从表4看 配方用材料是一样的 仅仅是促进 剂的变化 也可看出电性能的变化 4号配方单 用HVA 2 结果无论是体积电阻系数还是表面 电阻系数均是最高的 这一点和HVA 2在氯磺 化聚乙烯橡胶中应用是一样的结果 也是对体积 电阻有十分明显的提高 1 可见硫化促进剂 HVA 2对改善氯丁橡胶的电性能是十分有利 的 1号配方用DM和HVA 2 体积电阻和表 面电阻系数都较好 处在第二位 3号配方使用 HVA 2的同时又使用NA 22 结果体积电阻 系数下降了许多 但表面电阻系数仍保持比较高 的数值 这说明了HVA 2的作用 2号配方单 表4 不同促进剂的氯丁橡胶的体积电阻和表面电 阻系数 编号DMNA 22HVA 2 cm s 10 5 13 19 10117 91 1013 20 51 1 36 10112 27 1013 30 50 50 51 78 10116 80 1013 4 1 55 21 10111 27 1014 用NA 22后 无论是体积电阻系数还是表面电 阻系数均是比较差的 3 结语 1 硫化促进剂HVA 2在氯丁橡胶中代替 传统的专用促进剂NA 22 可延长焦烧时间和 硫化时间 使硫化速率降低 这对夏季高温季节提 高氯丁胶料的储存稳定性是十分有利的 特别是 电缆行业的高温连续硫化 可防止在挤出机头产 生先期硫化 2 硫化促进剂HVA 2在氯丁橡胶中代替 NA 22 可提高硫化胶的热老化性能 无论是k1 和k2老化系数均比NA 22要高的多 3 硫化促进剂HVA 2代替NA 22后 能够改善橡胶的电性能 无论是体积电阻系数还 是表面电阻系数均有明显的提高 这对要求电缆 护套具有一定的体积电阻和表面电阻时 使用硫 化促进剂HVA 2就显得十分重要 参考文献 1 曾纪刚 多功能硫化剂HVA 2 J 电线电缆 1992 2 36 我国丁苯橡胶需求将快速增长 近年 我国丁苯橡胶进口量持续增长 1997 年进口11 2万t 1999年进口达12 9万t 再加 上大量非正常渠道的进口 正式报关进口的仅占 36 使国产丁苯橡胶市场占有率下降 目前 国产丁苯橡胶市场占有率仅达70 据预测 今后几年我国丁苯橡胶的需求将快 速增长 2000年丁苯橡胶的需求量为40万t 2005年将达到55万t 2010年将达到77万t 随着国内市场与国际市场逐渐接轨 如加入 WTO 国产丁苯橡胶业将面临严重挑战 除了 进口产品的冲击 国内合成橡胶生产和橡胶加工 外资介入也加剧市场竞争 目前 合资和独资企 业已占全国轮胎总生产能力的58 其所需的合 成橡胶大多数是从国外采购 对国内丁苯橡胶形 成较大威胁 我国现有的6套丁苯橡胶装置技术较为先 进 丁苯橡胶品种也最为齐全 既有乳聚型 又有 溶聚型 既有松香型 又有充油型 但仍满足不了 各种用户的需求 橡胶多功能抗返原硫化剂HVA 2开发投产 咸阳三精科工贸有限公司 经过两年多的探 索研究 开发了新型橡胶多功能抗返原硫化剂 HVA 2 即间苯撑双马来酰亚胺 并于近期投 入生产 HVA 2美国杜邦公司已商品化 它广 泛用于橡胶和塑料工业 该品适用于天然橡胶和 各种合成