当前位置
首页 > 新闻中心
丁腈橡胶(NBR)胶料设计及混炼工艺(附配方)

时间: 2024-02-07 08:43:30 |   作者: 新闻中心


  详情点击链接: 关于2023.7.30~8.5日在河北邢台举办橡胶制品生产技术培养和训练通知

  1、ACN↑耐油性好,非极性或弱极性矿物油,植物油,液体燃料和有较高的稳定性.

  ACN%越高,耐油性愈好耐热性改善,但TG差,ACN%越低,低温性好,但耐油偏差.且ML会升高,压缩永久变形好.一般ACN%在29%可过F17.过F19须用1965或DN401生胶.

  一般NBR配方采用半有效硫化体系,例如:TT/CZ 1.5/1.5PHR,这种硫化体系,具有耐热性较好的效果,SUL/TS压缩歪和焦烧最优.SUL/DM(CZ)拉伸强度好,用载硫剂可获得优良的压缩永久变形,镉镁硫化耐热150℃,过氧化物也可耐150℃高温.且压缩永久变形最小,但撕裂差,活性用ZNO-A/ST-ACD 5/1使用,耐水配方用Pb3O4,这时可不用ZNO-A,但焦烧时间短.

  污染性比非污染性防护效果强,耐油配方,可选用难抽出防老剂.或适当提高用量

  1、N550是快压出炉黑,一般2PHR提高一度,N774是半补强炉黑,一般3PHR提高一度,N990是中粒子热裂法炭黑,一般是4PHR提高一度,

  其中:在配合剂中其余份量不变的情况下,其抗张是N550》N774》N990。

  3、白色填料,白烟补强效果最好,CACO3具有一定的补强效果:补强效果好,但白色填料会吸附促进剂而延迟硫化,必须加入三乙醇胺,一般PEG4000S 2PHR即可,白色填料白烟增加,胶料硬度变硬。ML升高,给加工带来困难。

  一般用的酯类如:DOP DOS DOA,TP-95,TP-90耐寒性好,其顺序如下,好DOS》DOA》DOP差,要求非抽性,用高分子增塑剂:如聚酯类和非干性醇酸树脂等。

  丁腈橡胶采用有效硫化体系能提.高硫化胶耐热老化性能,降低压缩变形性。如硫黄0.5份,TMTD;1.0份,CZ1.0份,拥有非常良好的耐热老化性和低压缩变形。能用于天然橡胶的促进剂都可用于丁腈橡胶。

  丁腈橡胶常用的过氧化物硫化剂有过氧化二异内苯(DCP)、过氧化铅等。过氧化二异丙苯的用量一般为1.5~2.0份,高丙烯腈含量的丁睛橡胶中最宜用量为1.25份,特殊情况可用5份。使用过氧化物硫化剂的丁腈橡胶其特点是压缩永久变形小、耐热老化及耐寒性性能好、不易喷霜,其中耐热、耐寒性及压缩变形都优于低硫体系的配方,但由于成本比较高,硫化时间比较久,当前应用还不太广泛。但热撕裂强度(起模时)不好,加入少量硫黄可改进撕裂性能。采用DCP硫化时,常配用交联助剂来提高交联程度,如使用氰尿酸三烯丙脂等,用量1~5份。采用过氧化铅硫化,低温性能好,拉伸强度大,但压缩变形大,易焦烧。采用过氧化铅硫化可不用氧化锌,但用1.0份硬脂酸有助于配合剂分散。过氧化铅用量一般为5.0份。

  采用树脂作硫化剂的硫化胶具有极好的耐热性,但硫化速度慢,需采用高温长时间硫化。常用的树脂为烷基酚醛树脂。如在丁腈橡胶中加入40份烷基酚醛树脂,在155℃下硫化2h,可获得性能好的硫化胶。为提高树脂硫化的交联程度,可配用多元胺、多元醇或多异氰酸酯等,用量为1~5份。为提高树脂硫化的反应速度,可配用金属卤化物,如氯化亚锡(SnCl2)、三氯化铁(FeC13)等,用量为0.5~2.0份;

  此外,还有采用对苯醌二肟和多价命属氧化物作硫化剂的,但仅限于少数特殊用途。

  丁腈橡胶在伸张状态下结晶能力很差,因此缺乏自身的补强作用,在丁腈橡胶的配方中,一定要使用补强剂,其品种与丁腈橡胶硫化胶性能要求有密切关系。对于普通耐油制品,首先要求拥有非常良好的耐油、耐老化性能、低压缩变形和必要的物理机械性能,因而在炭黑使用上,多选用半补强或者与其它炭黑并用。但要求高强伸性能和高耐磨性时,必须选用高补强性的炭黑,如中超耐磨、高耐磨炭黑等。

  粗粒子的软质炭黑有利于提高胶料的回弹率,大量填充剂也不致于影响主要物性。炭黑用量,半补强炉黑可达60~100份,而槽法炭黑为50份,高耐磨炉黑为50~60份。丁腈橡胶用白色补强剂以白炭黑效果最好,也能加入热固性酚醛树脂、聚氯乙烯树脂为补强剂,有良好的耐热性、强度、耐油性也改善,其他如硬质陶土、活性氧化镁、活性碳酸钙也有某些特定的程度的补强作用。陶土由于弹性差、永久变形大,并且有迟缓硫化作用,应尽量少用。碳酸钙用于增容目的可大量填充,有利于减少相关成本。当与活性补强剂并用时可同时达到改善加工性能和提高物理机械性能的作用。

  由于大多数品种的丁腈橡胶黏度较高,比较坚韧,一般需使用软化增塑剂以改善其各项工艺性能。丁腈橡胶常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等,除对胶料有一定塑化作用外,对丁腈软质胶的弹性和耐磨性也有显著改善。如古马隆树脂对改善貂着性也有很大的作用。液体丁腈橡胶作增塑剂可防止抽出。癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯耐寒性优越。一般产品增塑剂用量在10~30份,古马隆树脂10份,正常的情况一下增塑剂对强伸性能都有影响,一定要根据详细情况控制用量,以取得适当的综合性能。

  在压出制品中,常使用5~20份油膏,这样可使胶料收缩小,表面十分光滑,但会降低物理机械性能和耐热、耐老化性。

  丁腈橡胶抗老化作用优于其他一些二烯类橡胶,但在臭氧作用下,很不稳定。为提升产品的常规使用的寿命,在配方中还须依照产品性能和使用条件,加各种防老剂,可采用单用或并用。用量0.5~5份,过多会出现喷霜现象。有时采用与物理防老剂如蜡类物质并用,可获得良好的防护效果,对于白色或浅色制品应留意选择非污染性防老剂.

  热氧化防老剂有防老剂D、RD、BL,用量1.5~2份;臭氧防老剂有4010.4010NA,并与1~2份石蜡并用;疲劳老化防老剂有防老剂H或4010等,用量1~2份;白色制品用非污染性防老剂,如2246或MB、264等。

  丁腈橡胶的加工性能在很大程度上取决于炳烯腈含量,炳烯腈结构使分子间作用加强,分子链柔顺性降低,使大分子易产生网状结构和支链,这些结构特性对混炼不利.

  丁腈橡胶的特点是混炼能耗很高,配合剂在胶料中分散困难,这可能是与其黏度较高有关.

  丁腈橡胶黏度比一般橡胶高出一倍,丁腈橡胶-26和丁腈橡胶-40门尼粘度为90~120.橡胶加工能耗一般与生胶的黏度成正比.,丁腈橡胶混炼生热较大,与异.橡胶与丁苯橡胶不同,该种橡胶在温度和高机械应力作用下,往往产生结构化作用,因此在升温和延长加工时间的条件下,会导致黏度增大,加入高活性和高结构碳黑,如快压出炉黑,高耐磨炉黑和中超耐磨炉黑时,橡胶年度增高更多,并形成硬凝胶,导致加工困难.

  在低速下混炼,胶料生热较低,所以应采用转速为10~20r/min的密炼机或开炼机进行混炼,且宜用小辊距,低速比和分批加料等工艺条件和操作方法,丁腈橡胶特有的降低胶料温度的工艺措施是在密炼机中同时加入软化剂和碳黑,它可减慢结构化过程,并延长焦烧时间一倍但配合剂分散度稍有降低,当碳黑用量高于80份时,应分3次加入,可降低结构化程度,并改善胶料性能.

  硫磺在丁腈橡胶中分散困难,应在初期加入,以在密炼机中,而不是在开炼机上加入为宜,这样分散度可提高10%左右,促进剂最后加入.

  在丁腈橡胶中加入短效增塑剂丙浠酸脂低聚物是丁腈橡胶的又一特有配方-工艺措施.它能降低胶料黏度,降低生热和混炼能耗,丙浠酸脂用量小于5-8%不会降低硫化胶强度,在硫化过程中,

  当有游离基反应引发剂存在时低聚物与橡胶分子产生接枝,起到一定的补强作用.,

  根据这些特点,丁腈橡胶混炼时应保持40∽45的辊温.装胶容量应为普通合成胶的70~80%.

  辊距以3~4mm为宜,粉料加入应该分批加入,在加料顺序上一般要先硫磺,氧化锌,固体软化剂和增塑剂,待胶料开始软化后,再加入防老剂,活性剂等.碳黑和液体软化剂最好分批加入,以免粘辊,最后加促进剂,为了尽最大可能避免焦烧,应在加完粉料后稍加翻匀即取下冷却,然后再薄通翻炼.

  采用密炼机混炼丁腈橡胶胶料,可提高生产效率,改善操作条件,混炼胶质量良好,丁腈橡胶的密炼必须严控温度,充分保持冷却,使排胶温度不超过130℃加料顺序如下:

  用密炼机混炼时,密炼室起始温度应在80℃左右,运转时胶料温度应不低于100℃排胶温度在130℃以下,填充系数以0.8为宜,如果温度过低,容量过小,易出现压散现象,生胶应预先塑炼,门泥黏度应在75以下,以利于配合剂分散和减少能耗,硬脂酸在密炼中加入有利于配合剂,特别是碳黑等的湿润和分散.再次投料工艺简易可行.