注塑EPDM具有耐候性好、耐水、绝缘性好,耐磨性、弹性、耐油性等特点,因此可以作为轮胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件,还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料,还可制造及鞋、卫生用品等浅色制品。不过有些企业在生产EPDM会出现泛彩的情况,这会影响产品的美观。善贞实业(上海)有限公司是一家集原料销售,研究开发并提供优化解决方案的橡胶公司,现分享下EPDM制品泛彩的方法:
产生泛彩的原因主要有以下几种情况:
1、炭黑中芳烃油燃烧不完全,炭黑使用量越大,吸油值越小,结构度越小越容易出现泛彩现象。其中N550和N774泛红得情况多,N330泛蓝。
2、油的问题,再生胶可能油用量过大,或者是提纯不够闪点低,也可能造成泛彩。这时候要选择重度加氢工艺的石蜡油,由于其小分子析出量小,油品纯净及相对饱和等,对抑制泛彩有很大好处、高闪点的石蜡油也有所帮助,并尽可能地减少油的加入量。
3、PEG,硬脂酸这类助剂的问题,也会导致泛彩问题,古马隆树脂有颜色较深,也容易出颜色。又如防老剂RD,防老剂4010NA,用量过大或者质量不好,也会出现泛彩问题的 。
4、炼胶时油和一些助剂分散不均匀的问题。(这时可以才去逆混改善分散,并适当提高排料温度解决;)
5、硫化不足或者硫化剂偏少形成喷霜造成的泛彩。
6、模具材质差不均匀,受热局部蓝光,以高温快速硫化较多。
现在谈一下对解决泛彩的一些技巧:
1. 最简单换炭黑,有实验条件可以实验不同炭黑搭配,无实验条件换炭黑的品牌,30克炭黑放入烧杯,加水浸没煮沸,待冷却炭黑沉淀,观察表面是否有油花。尼铁隆作为全球一线品牌的炭黑制造商,特殊的生产工艺在生产炭黑时芳烃油燃烧较为充分,炭黑结构高、就对解决泛彩有很大的好处;上海玄珞新材料有限公司负责尼铁隆公司炭黑中国区的销售工作。
2. 适当改变炭黑的配比,比如炭黑有泛蓝,就应该考虑一些自己的炭黑如330等是否加多,如果产品泛红,考虑550,774等是否加多,并尽可能的减少330的使用,330等粒径小的炭黑更容易造成泛彩,在必要的时候可用白炭黑代替部分炭黑;
3. 考虑油的问题,选择重度加氢工艺的石蜡油,如尼纳斯公司的Nypar330重度加氢的石蜡油,
橡胶工艺油 | Nytex810 | Nytex820 | Nytex840 | Nytex230 | Nytex4700 | Nyflex222B | Nypar330 |
性能指标(单位) | 测试方法ASTM | 环烷基油 典型值 | 环烷基油 典型值 | 环烷基油 典型值 | 环烷基油 典型值 | 环烷基(调和)油 典型值 | 环烷基油 典型值 | 石蜡基油 典型值 |
密度15℃ ,kg/dm3 | D4052 | 0.903 | 0.920 | 0.926 | 0.931 | 0.940 | 0.893 | 0.875 |
运动粘度40℃,mm2/s (cSt) | D445 | 22.5 | 114 | 376 | 440 | 700 | 102 | 110 |
运动粘度100℃,mm2/s (cSt) | D445 | 3.8 | 8.5 | 18.5 | 19.9 | 28 | 9 | 12.1 |
闭口闪点,℃ | D93 | 174 | 212 | 243 | 221 | 220 | 218 | 248 |
倾点,℃ | D97 | -45 | -30 | -18 | -12 | -15 | -35 | -12 |
总酸值,mgKOH/g | D974 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | 0.05 | 0.6 | <0.01 | <0.01 |
折射指数,20℃ | D1747 | 1.494 | 1.504 | 1.508 | 1.512 | - | 1.487 | 1.480 |
硫含量,Wt% | D2622 | 0.06 | 0.06 | 0.11 | 1.8 | 0.4 | 0.01 | <25ppm |
颜色 | D1500 | <0.5 | <1.0 | <2.0 | 5.0 | >8.0 | 30 | <0.5 |
苯胺点,℃ | D611 | 73 | 85 | 96 | 88 | 90 | 103 | 124 |
粘度比重常数 | D2501 | 0.861 | 0.861 | 0.853 | 0.858 | 0.866 | 0.830 | 0.801 |
碳型组成 | D2140** |
|
CA% |
| 11 | 12 | 12 | 12 | 25 | <1 | <1 |
CN% |
| 42 | 40 | 36 | 29 | 24 | 41 | 30 |
CP% |
| 47 | 48 | 52 | 59 | 51 | 58 | 69 |
二甲基亚砜萃取物(多环芳烃) | IP346* | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.5 | - | <1.0 | <1.0
|
还有尽量选择高闪点,高粘度的石蜡油,譬如埃尼公司的Celtis956,并也适当减少油的用量.
4. 在耐老化不是要求特别高的环境下尽量不要使用太多或者不使用防老剂,在必要的时候可用MB,264,445等非污染性的防老剂,尽量优化配方避免使用交联剂而加重泛彩;
5. 优化填料,在泛彩严重的情况下,可加大浅色填料的用量,尽量使用纳米高岭土等材料,加入15到30份填料对解决泛彩有奇效;其中矽比科纳米高岭土S75的性能就比较优越,矽比科纳米高岭土D50只有500纳米且比表面积大(吸油值达到42),大大增强了橡胶的对油的溶剂能力,特殊片状高空隙结构,泛彩物质油等不容易析出,比半补强660炭黑的补强水准强,加工流动性能方面具有相当优势;其善贞实业(上海)有限公司为总代理,这这方面试验对比科研也是给了研究人员不少参考。
物理和化学性能 |
个别筛网,筛余百分比 % |
| 常规白度 GEM | 10.0 |
% + 200目 (> 75 um) | <0.25 | PH(水溶液) AFS113-87-S | 6.0-8.0 |
% + 325 目 (> 45 um) | <0.5 | 含水量 AFS C-566 | <1 |
微细颗分析 |
| 化学分析 |
<20 | 99 | SiO2 | 45.5% |
<10 | 96 | Al2O3 | 38% |
<5 | 91 | TiO2 | 1.65% |
<2 | 75 | Fe2O3 | 1.5% |
<1 | 61 | CaO | .0.6% |
<0.5 | 50 | MgO | .0.3% |
中值粒径 (um) SEDIGRAPH | 0.5 | K2O | 0.23% |
表面积 (m2/g) ASTM D-1993 | 24 | Na2O | 0.04% |
吸油量(g/100g) ASTM D-281 | 42 | L.O.I | 13.4%
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6. 考虑加入古马隆等树脂,钛白粉等对泛彩起遮盖性的原料;
7. 优化硫化体系,考虑喷霜问题;
8. 改善加工工艺,改善分散;
9. 模压制品要对模具的受热以及结构考虑,必要的时候采取二次硫化减少喷霜与泛彩;
10.EPDM泛彩,主要发生在炭黑或者油的用量比较大的时候,毕竟EPDM是众所周知和普遍使用的“大肚子”橡胶,尤其是在目前各大厂家推广高门尼、高乙烯牌号的时候,总份数填充到300份--500份左右比比皆是,这时候的泛彩现象就很明显;值得注意的一个现象,极过量填充,比如有些厂家填充到700--900份的时候(姑且不论性能),反而不明显了;究其原因,可理解为大量加入的钙、陶土、胶粉,形成覆盖、折射,但是这种超低成本的橡胶制品,当然不会用好的石蜡油,往往只是出现泛油和低分子太多造成的模脏泛彩;
11.据资料显示,目前橡胶制品95%使用炉法炭黑,这种炭黑天生偏蓝相或者红相,也是补强性高,越是明显,包括卡博特的常规牌号,不能杜绝,反而是一些同规格补强性略低的炭黑,蓝光和红光不明显;同一厂家,同一规格、不同批号的炭黑,也许就泛彩了;建议主要补强填充料也是多样化,增加矿物填料纳米高岭土等的比例,不应只是单单理解为降低成本;
12. EPDM的老化性能非常好,通常是不加RD和4010NA或者4020的,这一点造成的影响在天然胶、丁苯胶存在,EPDM橡胶基本不存在;即使需要加,也只是加445或者MMZ之类更高等级的防老剂;
13.古马龙的成分复杂,颜色偏深,尤其是液体古马龙,加多了有颜色,最好加入颜色较浅的C9或者C5;
14.硫化注射口和部分模内流道位置,和平板设置温度较高、模具材质较差的时候,局部也会形成蓝光、泛彩,这是模具“传染”给橡胶制品的,高温快速硫化的弊端,也是需要注意的细节。