EPR的硫化方法有多种,如:磺黄硫化,有机过氧化物硫化,醌、肟硫化以及树脂硫化等。不同硫化体系胶料的硫化性能和适用的生胶品种都不一样。在具体选用时应根据EPR的生胶品种、硫化胶物理性能要求、加工操作安全性、喷霜以及成本等因素综合考虑。各种硫化体系的组成及胶料特性见表
EPM一般不用硫黄硫化体系进行硫化。只有经过氯化改性后的氯化二元乙丙橡胶才可以采用硫黄硫化体系进行硫化。但有机过氧化物硫化体系却几乎成为EPM实际采用的唯一的硫化体系.
EPDM对上述各种硫化体系皆可使用,但在工业上最普通使用的硫化体系主要还是硫黄硫化体系,不仅其硫化胶综合性能较好,硫化工艺简单,而且成本低。过氧化物硫化体系也是EPDM不可缺少的一种硫化体系,它可赋予硫化胶某些更好的物性。其他硫化体系不仅技术较为复杂,而且成本较高,除特殊需要之外一般不用.
EPR不能结晶,其纯胶硫化胶强度很低,约为6~8MPa,故只有加入补强填充剂后才有使用价值。其所使用的补强填充剂种类与其他通用橡胶相同。经过补强后的EPR化胶物理性能大幅度提高,其填充量远比其他橡胶大;还可以大量充油以降低成本是充油量过大时硫化速率减慢,因此,充油多的胶料应选用不饱和度较高的EPDM。
炭黑是EPR所使用的主要补强剂,其补强性能以细粒子炉黑和槽黑为最佳,硫化胶拉伸强度可达29.4MPa。而耐磨性能是炉黑优于槽黑。若制造电气制品时,需用导电性能好的乙炔炭黑和导电炉黑等。
对力学强度要求不高的制品还可以采用高填充量的白色填料,如陶土、煅烧陶土等,白炭黑能赋予EPR优异的物理性能和与金属、纤维的黏合性能,但过氧化物硫化的胶料应同时加入2~4份乙二醇,以调节胶料的PH值,避免白炭黑与过氧化物之间产生有害化学反应、若与陶土并用于挤出制品可改善胶料的挤出性能。
碳酸钙是EPR最经济和最广泛使用的填料,轻质碳酸钙和活性轻质碳酸钙均有一定的补强效果:重质碳酸钙主要用作填充剂。但均不适用于接触酸的制品。
滑石粉有一定补强作用,与炭黑并用有助于炭黑的混合分散,多用于耐热、耐酸耐碱和电绝缘制品。钛白粉主要起增容作用和降低成本,与白炭黑一样,宜添加少量二亚乙基二醇或聚亚乙基二醇。
在填充补强剂的胶料中适量添加适当的硅烷类偶联剂可进一步改进硫化胶的物理性能和介电性能、如含过氧化物胶料最适用的偶联剂是乙烯基三(1-甲氧基-2氧基)硅烷、使用硫黄促进剂硫化的胶料推荐使用基丙基三甲氧基硅烷。
EPR广泛使用的增塑剂主要有石油系油,即芳烃油、环烷烃油和石蜡油三大类古马隆树脂、松焦油、酯类及低分子聚合物等,石油系油是最常用的增塑剂,除EPM不宜采用芳烃油外,一般都能适用。
选用增塑剂类型要根据所用的硫化体系、成本、污染性、迁移性、加工性能和硫化物理性能而定,石油系增塑剂中最常用的是环烷油,它不仅与EPR的相容性最好且价格和性能也适中。但它不适于过氧化物硫化体系,因环烷油影响过氧化物的交联效率,且挥发分质量分数较高。
芳烃油价格最低,但在EPR中物理性能最差,会导致耐候性能及耐紫外线辐射性下降,若烃油与EPDM的相容性好,可用于对硫化程度、耐老化性能和颜色稳定性求不高的胶料,以降低成本,但在过氧化物硫化体系中不能使用。在硫黄硫化的胶料含25份芳烃油时交联密度下降甚微,若填充量更高时则交联密度明显降低。
石蜡油的挥发分质量分数最低,胶料压缩永久变形较小,适宜于过氧化物硫化体系,但价格高。若用于高乙烯摩尔分数的EPDM硫化胶,低温使用时,应与环烷油并用,否则石蜡油会渗出。
液体聚丁二烯可用作EPDM的增塑剂,并起着过氧化物硫化体系共交联剂的作用因面可改善化硫化胶的物理性能,癸二酸二辛酯(DOS)与EPDM相容性较好,混炼胶柔软,易于压延和挤出,是良好的增塑剂,并可改善胶料的低温屈挠性能。
防老化组分
EPR的耐老化性能优越,一般制品不需加防老剂提高其耐老化性能。为改善其高温150℃以上)下使用性能,就必须加入防老剂,大多数情况下是在含过氧化物硫化体系中使用防老剂,靠用的防老剂品种有防老剂124(2,2,4三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物等,某些采用半有效硫化体系的配方加入10份氧化镉等金属氧化物可提高不加防老剂的EPM胶料的热稳定性,温度越高,这种热稳定效果越好,以氧化镉的效果最好。
ERP使用的增剂主要有松香类树脂、聚粘烯树脂、石油树脂和非反应型烷基酚醛树脂等。其中以烷基酚醛树脂的增黏效果较好,可用于黏合强度要求较高的制品,只是胶料的焦烧时间缩短,价格较高.
1、EPDM汽车散热器胶管配方
充油三元乙丙橡胶 70
三元乙丙橡胶 50
氧化锌 3
硬脂酸 1
N650碳黑 130
N990碳黑 140
石蜡油 120
促进剂BZ 2
促进剂PZ 2
促进剂TMTD 3
促进剂DTDM 2
硫磺 0.5
合计：523.5 备注：160℃+30min H：70°
充油三元乙丙橡胶：乙烯含量75%充环烷油30% ML---1+4--100℃ 55 三元乙丙胶：乙烯含量68% ML1+4100℃ 57
2、EPDM耐高温水蒸气配方
三元乙丙橡胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
防老剂RD 1.8
防老剂D 0.5
N762碳黑 65
交联剂DCP 2.8
助交联剂TAC 1.5合计：202.8
备注：一段硫化：180℃+8min 二段硫化：150℃+2h H: 78°
三元乙丙：第三单体ENB 碘值：26 ML-1+4 100℃ 45 乙烯含量：43
3、EPDM浅色胶料配方
充油三元乙丙橡胶 150
氧化锌 5
硬脂酸 1
白碳黑 90
石蜡油 15
促进剂BZ 2.67
促进剂DM 1
促进剂TETD 0.4
促进剂TMTD 0.4
促进剂TMTM 1.25
合计：266.72 备注：H：55±5° 充油三元乙丙胶：乙烯含量67%
石蜡油 50% ML1+4150℃ 30
4、EPDM导电橡胶配方
三元乙丙胶 100
硬脂酸 1
氧化锌 5
石蜡油 60
乙炔碳黑 150
促进剂TS 1.5
促进剂M 0.5
硫磺 1.5
合计：319.5 备注：160℃+30min H: 82° 体积电阻：3.8*10
5、EPDM挡风玻璃密封条
三元乙丙橡胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
石蜡 1.5
N660 200
环烷油 155
促进剂BZ 2
促进剂DM 1.3
促进剂TMTD 0.6
硫磺 1.5
合计：467.9
备注：160℃+20min H: 59° 第三单体：ENB 高碘值，低丙烯 ML1+4 125℃ 55
6、EPDM防水卷材配方
三元乙丙橡胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
N550碳黑 130
环烷油 90
促进剂M 1.5
促进剂TMTM 2
硫磺 1
合计：330.5
备注：100℃+20min H:60° 第三单体：ENB 丙烯含量：48
碘值：10 ML1+4 100℃: 60
7、EPDM蒸气胶管配方
三元乙丙橡胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
N550碳黑 75
N990碳黑 75
石蜡油2280 75
促进剂M 1.75
促进剂PZ 0.75
促进剂TMTM 0.75
促进剂TE 0.75
硫磺 2
合计：337
8、EPDM高温耐碱胶管配方
三元乙丙胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
N330碳黑 60
滑石粉 15
50#机油 5
DCP 4
合计：190
9、EPDM挡风玻璃密封条
三元乙丙橡胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
石蜡 1.5
N660 185
环烷油 120
促进剂BZ 2
促进剂DM 1.3
促进剂TMTD 0.6
硫磺 1.5
合计：417.9 备注：H： 68°
10、EPDM绝缘胶配方
三元乙丙胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
硅酸镁粉 100
石蜡油 20
对醌二肟 0.5
硫磺 0.3
防老剂RD 0.5
DCP 7
合计:234.3
备注：160℃+30min H:67°
来源：橡胶技术李秀权工作室
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