丁苯橡胶料的配合

1.硫化体系
丁苯橡胶的硫化剂通常为硫磺,丁苯橡胶的不饱和度比xx橡胶低,故硫磺用量也比xx橡胶少,一般为1.5~2.0份。抗张强度、定伸强度、硬度随硫磺用理的增加而提高,{yj}变形则随硫磺用量增加而减小。随硫磺用量增加,硫化速度有所提高,焦烧时间性却大为缩短,老化系数降低,伸长率也相应降低并易于发生屈挠龟裂,当硫磺用量增至3份或3份以上时,伸长率显著下降,同时硫化胶有严重的喷霜现象。硫磺用量过低,则抗张强度和定伸强度小,硬度低,正硫化点后移。使用秋兰姆作硫化剂时,胶料的耐用热、耐屈挠性较好。用过氧化二异丙苯等有机过氧化物作硫化剂时,可以得到耐热老化性能较好的胶料。当使用充油丁苯橡胶时,其硫磺用量应按干胶含量计算。xx橡胶所使用的促进剂丁苯橡胶都可以用,主要为噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类促进剂,如促进剂M、DM、TMTD、NOBS、CZ等。丁苯橡胶使用硫磺为硫化剂时,其硫化速度比xx橡胶慢,故促进剂用量较xx橡胶大。为了获得性能良好的硫化胶,必须使促进剂用量与硫磺用量保持适当的平衡,促进剂用量过多时,使抗张强度与定伸强度增加,但伸长率下降,耐老化性能降低,故用量不宜过多。在单独使用噻唑类的促进剂时,其用量为1.5~1份。促进剂M、DM硫化曲线平坦,硫化胶的综合物理机械性能及老化性能较好,但其硫化速度较慢,使用M时焦烧时间也较短。CZ、NOBS等次磺酰胺类促进剂活性较大,硫化曲线比较平坦,硫化胶物理机械性能较好,且为迟效性促进剂有防焦烧的作用。胍类则是丁苯橡胶的弱促进剂,常作为第二促进剂与噻唑类或秋兰姆类促进剂并用,最常用的胍类促进剂为促进剂D。采用多种促进剂并用的方法常可得到硫化速度快,焦烧时间长,硫化胶的物理机械性能较好的效果,如可采用DM与TMTD并用等配谅。对于充油丁苯橡胶,促进剂用量按干胶含理计算,要求硫化速度较快的胶料,并可适当增加促进剂用量。惰性的白色填料,要比活性炭黑填料(如高耐磨炭黑、中超耐磨炭黑等)

相应增加约20%的促进剂,才能得到相同的硫化速度。
丁苯橡胶的配方中,常使用氧化锌为硫化活性剂,其用量一般为5份。氧化锌不仅能加速硫化,并能改善硫化胶的物理机械性能。硬脂酸也是丁苯橡胶的硫化活性剂,其用量应视聚合时所用的乳化剂而定,乳化剂为歧化松香皂时,硬脂酸的用量一般为2.5份,聚合时所用的乳化剂为脂肪酸时,硬脂酸的用量为1份即可。

2.补强填充体系
无填料的丁苯硫化胶抗张强度很低,这是不同于xx橡胶的,吸有加入补强剂(尤其是炭黑)以后,才能获得良好的物理机械性能。各种炭黑对丁苯橡胶的补强性能与天兢橡胶相似,仅程度有所不同。在丁苯胶料中炭黑的用量一般均比天兢橡胶为多。炭黑粒子的比表面积增大,将有利于丁苯硫化胶抗张强度提高。酸性的槽黑可延长焦烧时间,而胶料的硫化速度则较慢,具有弱碱性的炉法炭黑使胶料的硫化速度加快,而焦烧时间却较槽黑为短。难混槽黑(HPC)和可混槽黑(MPC)粒子细小,难于压炼且生热量高,故在丁苯橡胶中较少采用,超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑、高耐磨炉黑、半补强炉黑等使用较多。用于密封系统的零件,则多采用喷雾炭黑,其粒子较粗、结构较高,硫化胶的弹性大、生热低、变形小、低温性能良好、定伸强度较高,但抗张强度和伸长率较低。为了使丁苯橡胶具有{zj0}的物理机械性能,必须使补强剂分散均匀,补强填充剂在丁苯橡胶中的分散性不如xx橡胶,加入软化剂便能大大地改进这种情况并使操作容易,炭黑用量增加时,并应适当地增加软化剂用量。

非炭黑填料也可用于丁苯橡胶,如细粒子二氧化硅、氢氧化铝、硅酸钙、活性碳酸钙、硬质陶土等。上述填料均有补强作用,但均不如炭黑,如果使用细粒子碳酸钙对丁苯橡胶则无补强作用,定伸强度和抗张强度均较低,只能作填充剂使用。

3.防护体系
丁苯橡胶的耐热、耐老化比xx橡胶好,且在制备其胶乳的共聚合瓜终止时已加入有防老剂,已具有良好的防护性能。但要根据硫化胶产品的要求,在配合中仍需考虑防老化问题。在xx橡胶中应用的防老剂也适用于丁苯橡胶,要求耐热、耐氧化的制品,可使用防老剂D、4010、4010NA,要求耐屈挠性的制品可使用防老剂BLE,要求耐臭氧性能的制品可配用防老剂D、AW、4010、NBC(二丁基二硫代氨基甲酸镍)等,国产丁苯橡胶胶料通常采用防老剂4010或4010NA与其它防老剂并用,在配合时加入适量的石蜡对防护会更为有效,石蜡的加入对光和臭氧抵抗性的增加工厂    比在天兢橡胶中显著,但在动屈挠情况下,石蜡则不能起防护作用。

在充油丁苯橡胶中,由于防老剂会溶解于油中,因此必须适当地增加防老剂的用量。
4. 操作体系
丁苯橡胶塑性较低不易加工,混炼时对配合剂润湿能力比xx橡胶差,配合剂较难分散于橡胶中,故在配合中一般均使用有软化剂,软化剂可增加丁苯橡胶的可塑性,有助于粉状配合剂的混合与分散,降低压延和压出收缩,改进压型胶料的流动性。其用量一般比在xx橡胶中为多,但软化剂用量过大时将对硫化胶的物理机械性能带来不良的影响,故应选择适当的软化剂品种与用量。在丁苯橡胶中常用的软化剂为松焦油、石蜡、沥青、古马隆树脂、硬脂酸、低分子聚丁二烯、邻苯二甲酸二丁酯和已二酸二正已酯等。

除上述软化剂所起的效用外,其中松焦油并具有增粘作用,沥青具有减少胶料收缩的作用,古马隆树脂具有有机补强剂的作用不着 ,邻苯二甲酸二丁酯可降低生热量。但它们均具有迟延硫化的作用。

石蜡主要用作软化剂同时也有润滑作用,并能喷出表面,防止自然老化。当其与硬脂酸并用时,使橡胶粘性减少,抗张强度、定伸强度和硬度下降,而耐寒性较好。

四、丁苯橡胶应用配方及性能举例
丁苯橡胶常与xx橡胶并用以制备轮胎,制备冷气系统的密封零件等。丁苯橡胶也可以单独使用制备密封零件,绝缘制品等。由于丁苯橡胶的耐油性不佳,故不适宜于制造与矿物油类接触的一些零件。以下仅列举制造零件的配方,见表二,表中所列配方硫化胶的主要物理机械性能见表三。当工作介质为空气时,配方一胶料制得的制件可在-60℃~+100℃下工作。配方二制件的工作温度为-60℃~+80℃。

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