分散剂和内脱模剂的应用VIP

第3 耀 总 2 1 3 期 2 0 0 4 5 年 月 聚 合 物 与 助 剂 P o l y m e r A d c li t l v e s N o 3 S u m 2 1 3 M a y 2 0 0 4 分散剂和内脱模剂的应用 高福年 山东省胶南市橡胶制品厂 青岛胶南 2 6 6 4 2 7 摘 要 分散剂 AT B AT C AT一4 2 莱 茵散 一2 5 莱 茵散 一4 2 用量为 1 3份 生胶 1 0 0 可与填料混合后加入 内脱 模剂 A一1 6 9 3 5 P和 D S用量为 1 2 份 可在混炼初期 加入 也可与填料 混合 后加入 分散 剂与 内脱模 剂可并用 比 例 为 1 1 关键词分散剂 内脱模剂 硫化参数 混炼 脱模 7 O年代 国外橡 胶配 合技术中采用了多 种 多样 的 分 散 剂 和 内 脱 模 剂 如 WS 2 8 0 wB 2 1 2 WB 5 0 等等 取得了良好的效果 近 年来 我国橡胶助剂行业研 究开发 了类似 的 材料 如青 岛昂记橡塑科技有限公司的内脱 模剂 9 3 5 P 白炭黑分散 剂胶宝 丽 B一5 2 炭 黑分散剂胶易素 T一7 8 莱茵化学 青岛 有 限公司的莱茵散一2 5 莱茵散 4 2 台湾元庆 事业股份有限公司上海联络处提供的流动分 散剂 D A和离模流动剂 D S 江苏宜兴卡 欧股份公司的分散剂 AT B AT C AT一 4 2 和 内脱模剂 A T l 6 这些材料投放市场 后 丰富 了橡胶 的配合技术 提高了胶料的工 艺性能 过去较难制作的断面复杂的异型制 品 已能够较容易的进行制作 我厂近几年来 在氟橡胶 丙烯酸酯橡胶中应用了9 3 5 P和 D S 在丁腈橡胶 三元乙丙橡胶 丁苯橡胶 中应用 了 AT B 莱 茵一4 2 AT一1 6 在较 难制作的异型制品的丁腈橡胶配 中采用 AT B与 9 3 5 P并用 取得了 良好的效果 1 试验部分 1 1 材 料 丁腈橡胶 N 4 1 日本瑞翁公司生产 氟 橡 胶 2 6 0 2 上海 三 爱 富有 机氟材 料 公 司 生 产 其他材料 市售 1 2 仪器 与设备 电脑控 制 电子 拉力 机 UT2 0 8 O 台湾优 肯 科 技 有 限 公 司 产 品 无 转 子 硫 变 仪 UR2 0 1 O 台湾 优 肯 科 技 有 限 公 司 产 品 XKl 6 0 XK4 0 0 X K4 5 O开炼机 上海第一橡 胶机械厂产品 X N3 5 x 3 0密炼机 大连第二 橡塑机 械 厂产 品 1 0 0 t 平板 硫 化机 上海 西 玛伟利公司产品 1 3 实验过程及 其性能评价 胶料经混炼后用 UR2 0 1 0无转子硫变仪 测定硫化特性参数 分析对其硫化参数和混 炼均匀度的影响 再进行物理性能参数的测 定和耐热空气老化后参数的变化情况 分析 对其性能的影响 观察混炼工艺过程中的粘 辊情况 混炼电流波动情况 配合剂分散的快 维普资讯 2 0 0 4年第 2 期 高福年 分散剂和 内脱模剂的应用 慢程度 硫化的废品率 对模具的污染情况 流动性及其表面光洁度等 2 结果与讨论 2 1 机理的探讨 内脱模剂实际上是一种内外润滑剂 大 致有两种 一种是 以蜡为基性的混合物 如聚 乙烯 蜡 另一种 是脂 肪盐 类如 9 3 5 P和 D S 是金属皂类混 合物 就其 作用机理迄今仍 有许多理论上的问题难以弄清 多数文献对 其作用 机理 的判 断仍 然是基于 经验性 的推 理 其内润滑剂的主要功能是 削弱聚合物与 容体 内部分子间的相互摩擦 降低内生热和 改善熔融流动性 而外润滑剂的功能主要体 现在树脂 胶 料 微粒 表面熔体表面和加工机 械金属 模具 表面 形成一层润滑剂分子层 形成润滑介面起到界 面润滑 和脱模作用 正 是上述的内外润滑作用提高了胶料的流动性 和减轻了模具的污染而易于脱模 分散剂的 主要成分是金属皂树脂和脂肪酸酯混合物 如 AT B AT C 莱茵一2 5等都是该类物 料 分散剂通过 内润滑 润湿粉料粒子或弹性 体表面 使不同性质和不同品类的粉料粒子 之间或粉料粒子与弹性体之间减小相对移动 的阻力 改善粒子之间的亲合性 使粒料均匀 地分散在胶料中 并改善胶料的加工性能 2 2 不 同 的 分散 剂 和 内脱模 剂对 硫 化 性 能 参数 和混炼均匀度的影响 分散剂和内脱模剂是重要的物料 在应 用中 自身要有 良好的化学稳定性 较长的贮 存期 良好的分散性和内脱模性 混炼胶平面 光滑不起皱纹 破裂 压出半成品胶坯尺寸稳 定 平整 而更重要的是该材料的应用不能影 响硫化性能 参数 如不能迟延硫化 不能缩短 焦烧时间等 2 2 1 试验配方及其混炼工艺 用丁腈橡胶和氟橡胶胶料对其硫化参数 和混炼均匀度进行测定 其试验配方 日本丁 腈橡胶 N一4 1 1 0 0 氧化锌 5 硬 脂 酸 1 N5 5 0炭黑 7 0 二辛酯 1 5 RD 2 4 0 1 0 NA 1 硫黄 0 5 T MT D l T E T D l D M 2 5 分散 剂和内脱模剂变量 上述配方的 3倍重量数 为实际混炼容量 氟橡 胶 2 6 0 2 1 0 0 轻质氧 化镁 1 5 氢氧 化钙 5 填料 1 6 聚 乙烯蜡 0 7 3 硫化剂 3 内脱模剂变量 上述配方的 5 倍重量数为实 际混炼容量 为使试验结果有 良好的准确性 可比性 对 混 炼 工 艺 做 了 严 格 的 规 定 混 炼 是 在 X KI 6 0开炼机 上进行 的 其混炼工艺 见表 1 和表 2 胶料下片后在空气中冷却 2 h 取样测定 硫化参数和混炼均匀度 丁腈橡胶的测定温 度为 1 8 0 C 时间 6 mi n 氟橡胶的测定温度为 1 7 0 时间 1 2 rai n 2 2 2 结果分析 从胶 料硫 化性 能参 数 硫 化 时 间 T T 及其加硫指数 C RI 看 加入分散剂 内脱模剂的胶料与未加上述材料的胶料其上 述参数基本没有变化 影响胶料流动性的参 数是焦烧时间 T T I 扭矩值 M M z M 和最低扭矩值 分散剂 AT B AT C 莱茵 散 一2 5 莱茵散 一4 2的胶料 T l 由 4 8 s增加 到 5 0 s T 由5 2 s增加到 5 4 s 内脱模剂 AT l 6 AT一4 2 9 3 5 P焦烧时间 T T 没有变 化 而 D S其 T 由 4 8 s 增加到 5 2 s T 由 5 0 s 增加到 5 7 s 而扭矩值 M M M 和最低扭 矩值较不加分散剂 内脱模剂的胶料明显下 降 胶料的流动性明显提高 另外曲线各处的 不均匀度也明显减小 特别是混炼不均匀度 下降数值较大 提高流动性 提高混炼的均匀 性这正是使用上述材料的优势所在 随着分 维普资讯 聚合物与助剂 总第 2 1 3 期 散剂和内脱模剂用量的增加 即由 1份增加 到 3份 其焦烧时间 T T 硫化时 间 T c I T 和加硫指数 C RI 基本没有变化 而扭矩 值 Ms l Ms 2 Mc l 0和最低扭矩值下降了 即 流动性随用量的增加而有所提高 混炼的不 均匀度也随用量的增加而有所减小 在氟胶 中加入内脱模剂 D S和 9 3 5 P 对硫化性能参 数 T s T T c i0 T 咖和加硫指数 C R I 基本无 变化 而扭矩值 MS l MS MC 和最低扭矩 值明显下降 混炼不均匀度也下降 特别是 D S更 为突出 证 明了加入 9 3 5 P和 D S可明 显提高胶料 的流动性和混炼均匀性 表 1 丁腈橡胶混炼工艺 加料顺序 辊温 辊矩 mm 时间 rai n 生胶 压合 4 O 4 5 O 5 3 4 5 氧化锌 硬脂酸 防老剂 硫黄 4 O 4 5 3 2 3 炭黑 二辛脂 分散剂或内脱模剂 5 0以下 3 1 O 1 1 促进剂 T MT D TE T D D M 5 O以下 3 2 3 打三角包 4次 5 O以下 3 1 2 薄通三次 5 O以下 0 5 2 3 下 片 5 O以下 3 1 2 合计 2 4 9 1 表 2 氟橡胶混炼工艺 加料顺序 辊温 辊矩 ram 时间 rai n 生胶压合 4 O 4 5 0 5 3 4 5 配合剂 混合搅拌后加入 4 0 4 5 3 1 1 1 2 打三角包 3 4 次 5 O以下 3 2 3 薄通 1 O遍 5 O以下 0 5 9 1 0 下 片 5 O以下 1 2 合计 2 8 1 2 3 不 同分散 剂和 内脱模 剂对胶料物理性 能的 影响 分散剂和内脱模剂如果使胶料的物理机 械性能变劣 那就失去了应用的价值 针对这 一 问题我们对所应用的不同分散剂 内脱模 剂 其试验配方同前丁腈橡胶配方 氰橡胶 配方 进行了对比试验 其试验结果列入表 3 和表 4 3 实际应用情况 加入分散剂后可明显缩短混炼时间 减 少 动力消耗 提高分 散均 匀性 如 我 们用 XK4 0 0开炼机混炼高硬度丁腈橡胶 硬度 8 5 土 5 每车的混炼容量是 2 6 5 k g 未采用 分散剂的胶料 混炼时间是 3 6 4 0 mi n 电流 波动大 若堆积胶过大或加料过多过快时 经 维普资讯 2 0 0 4 年第 2期 高福年 分散剂和内脱模剂的应用 常 出现 闷车现象 混炼 的不均 匀度大都在 6 以上 每车加入 1 5 0 g AT B 生胶量的 1 5 或 1 0 0 g AT B和 1 0 0 g 9 3 5 P 两者 并用后与炭黑混合加入开炼机中 混炼时间 为 3 2 3 6 mi n 电流比较平稳基本不出现闷 车现象 混炼不均匀度大都在 5 5 以下 产 品硫化时不含有分散剂或内脱模剂的胶料 其流动性差 易出现废边过厚 尺寸超差及其 产品缺胶等缺陷 污模粘模现象严重 每天都 要清洗模具 制品光洁度差 启模取件困难 有时启模取件时产品被启破裂 口 加入内脱 模剂 分散剂后上述现象得到解决 特别是制 品外观质量明显提高 氟橡胶骨架油封胶料 若不加内脱模剂 9 3 5 P或 D S 就很难制作出 合格产品 胶料流动性差 污染模具 启模困 难等 若加人生胶用量 2 的内脱模剂 上述 现象基本得到解决 目前 我们在用于制作骨 架油封 o形圈 及其杂品胶垫 的丁腈橡胶 天然橡胶 丁苯橡胶中加入 1 5重 量份 的 AT B 在小规格骨架油封 大都采用了腔 模具硫化 用 1重量份的 AT B和 1重量份 的 9 3 5 P并用 在氟骨架油封胶料中加入 1 5 重量份的 9 3 5 P或 1 5重量份的 D S 在氟橡 胶气门阀杆油封制作中 因采用注压工艺硫 化胶料的流动性要求 比较高 在配方中加入 2重 量份的 9 3 5 P或 2重量份 的 DS 在三 元 乙丙橡胶中加入 1 5 重量份 的 AT一1 6 均 取得较好的效果 表 3 不同内脱模剂 分散剂对丁腈橡胶物理性能的影响 用 邵尔A 扯断 拉伸 1 0 0 C X 7 0 h热空气老化 压缩 材料名称 型硬度 伸长率 强度 硬度 伸长变 拉伸强度 永久变形 t 0 0 X 7 0 h 量 度 MP a 变化 化率 变化率 B型试验 分散剂莱茵一4 2 1 5 7 1 3 5 6 1 5 8 3 1 8 9 2 8 分散剂莱茵一2 5 1 5 7 1 3 5 7 1 4 7 3 1 5 5 2 9 分散剂 AT C 1 5 7 2 3 4 1 1 5 7 3 1 9 1 O 3 0 分散 剂 AT B 1 7 l 3 4 0 1 5 6 3 1 5 1 2 2 8 分散剂 AT B 1 5 7 1 3 6 0 1 5 2 4 1 4 1 2 3 0 分散剂 AT B 3 O 7 0 3 3 6 1 5 0 4 1 6 1 0 3 0 内脱模 剂 AT一1 6 1 5 7 2 3 4 0 1 5 8 3 1 8 1 2 2 9 内脱模 剂 A T一4 2 1 5 7 I 3 3 8 1 6 2 4 2 O 1 3 3 O 内脱模剂 9 3 5 P 1 5 7 1 3 5 0 1 7 O 3 一1 6 1 2 3 1 内脱模剂 DS 1 7 2 3 5 0 1 6 6 4 1 5 1 O 3 0 内脱 模剂 DS 1 5 7 1 3 4 6 1 7 4 4 1 6 l l 3 l 内脱模 剂 DS 3 7 1 3 4 8 1 6 0 4 1 7 1 2 3 2 不加内脱模剂 7 1 3 4 8 1 5 9 4 1 8 1 1 3 O 分散剂 下转 第 8页 维普资讯 聚合物与助剂 总第 2 1 3 期 苯环 一 一 这 种助 剂既是一种硫 化剂 也是 一种 抗 硫化返 原 剂 构 造全新的烷 基单硫键 和烷 基 3 双硫键交联结构 既具有单硫和双硫交联键 的稳定性 又具有类似多硫交联键的柔顺性 提高胶料的热稳定性和抗返原性 在轿车轮 4 胎和载重轮胎胎面胶中的应用研究表明 KA 一 9 1 8 8不仅对天然橡胶胶料 而且对丁苯橡 胶 顺丁橡胶胶料同样有效 KA一9 1 8 8可以 稳定橡胶硫化网络 使胎面胶的耐热性显著 5 改善 老化后硫化橡胶的耐久性极其优异 过 硫化后生热低 强度的保持率高 8 尤其在 载重轮胎实用试验胎面胶 加有碳黑的 NR 6 S B R B R 三 胶 并 用 胶 料 添 加 2份 KA一 9 1 8 8 中证实 含 KA一9 1 8 8的轮胎的胎面磨 7 耗明显降低 因而使轮胎的使用时间延长 参考文献 1 山西省化工研 究所编 塑料 橡胶加 工助 剂 北京 化学工 业出版社 2 0 0 2 9 3 8 8 9 4 2 2 Da t t a R N He l t W F Rub b e r W o r l d 上接 第 2 8页 l 9 9 7 2 1 6 5 2 4 2 7 于泳 郭炳 樊云峰 等 耐 热硫 化 活性 剂 S L一2 7 3应 用研 究 轮 胎工 业 2 0 0 2 2 2 2 1 01 何 桂 德 黄 壬 信 橡 胶 硫 化 活 性 助 剂 AKT一7 3在 载 重斜 支轮 胎 中的应 用研 究 A 第十一届全国轮胎技术研讨会论 文集 c 无锡 2 0 0 0 1 7 9 1 8 1 D a t t a R N 等 著 橡 胶 加 工 助 剂 Du