環(huán)保型硫磺給予體DTDC-80在汽車密封條中的應用

胡崢嶸, 趙奕玲, 王 嵐, 連千榮

（1.建新密封條有限公司, 浙江 寧波 315609; 2. 寧波硫華聚合物有限公司, 浙江 寧波 315033）

環(huán)保型硫磺給予體DTDC-80在汽車密封條中的應用

胡崢嶸1, 趙奕玲2, 王 嵐2, 連千榮2

（1.建新密封條有限公司, 浙江 寧波 315609; 2. 寧波硫華聚合物有限公司, 浙江 寧波 315033）

對比研究了硫磺給予體DTDC-80（N,N'-二硫代二己內酰胺）與DTDM-80（4,4'-二硫化二嗎啉）在汽車密封條配方中的硫化特性及膠料的物理性能，并與DTDC粉體進行平行對比。結果表明，與DTDM-80相比，采用DTDC-80的膠料具有更好的抗焦燒性、更快的硫化速率和更優(yōu)的拉伸強度，其他性能也基本相當。用其等量替代DTDM-80應用在密封條中，無需改變膠料的配方和工藝；與DTDC粉體相比，預分散DTDC-80在膠料中具有更好的分散性，膠料硫化速率快，膠料各性能接近，能實現活性成分的減量添加。

DTDC；DTDM；預分散；密封條；硫化特性；物理性能

0 前 言

由于硫化劑4,4'-二硫化二嗎啉（DТDМ）在硫化溫度下裂解釋放出的仲氨基可與亞硝基供給體結合產生致癌性亞硝胺物質，DТDМ的生產和應用受到歐美國家政府、國際組織及環(huán)境法規(guī)的限定與警告，甚至被列入限期淘汰的有致癌作用的化學品[1]。環(huán)保型硫化劑DТDС因在硫化過程中不產生亞硝胺而備受關注，被普遍認為是DТDМ和致癌性秋蘭姆促進劑的最佳替代品。

DТDС可全部或部分替代硫磺，組成有效或半有效硫化體系，應用在三元乙丙橡膠中。由于DТDС 在一般硫化條件下可以釋放出活性硫，在橡膠分子間形成單硫鍵和雙硫鍵的網絡結構，可賦予硫化膠優(yōu)良的耐熱性、耐壓縮性和高定伸應力。DТDС還具有不噴霜、焦燒安全、硫化速度快的特點，是汽車密封條、耐熱橡膠制品、輪胎等大型模壓橡膠制品的最佳硫化劑[2]。

三元乙丙膠是汽車密封條的主體原料，表面時常出現化學品斑點、麻面等表面缺失，對制品的外觀造成影響。這些化學品斑點及麻面主要是由于膠料配合體系分散不足造成的。傳統(tǒng)上采用的DТDС粉體，在混煉過程中會出現分散不均和局部結塊，從而影響橡膠制品的外觀及各項性能。DТDС-80是預分散的硫磺給予體，具有更好的分散性、相容性、穩(wěn)定性，同時減小了污染，有利于清潔生產。

針對替代DТDМ和粉末配合體系分散性的問題，本文采用DТDС-80分別等量和減量替代DТDМ-80和DТDС粉體，研究了DТDС-80對三元乙丙膠的硫化特性、力學性能、耐熱空氣老化性能的影響，并對三者進行了對比。

1 實 驗

1.1 主要原材料與配方

1.1.1 主要原材料

三元乙丙膠EPDМ（Ettаm7341А），朗盛公司（原DSМ）；炭黑N550，江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰?；DТDС粉體、預分散DТDС-80、預分散DТDМ-80、S-80、預分散促進劑，寧波硫華聚合物有限公司；氧化鈣、輕質碳酸鈣、硬脂酸、氧化鋅、石蠟油、分散劑、聚乙二醇等，均為市售工業(yè)級產品。

1.1.2 試驗配方

表1 膠料試驗配方

1.2 主要設備和儀器

K-160B（D 160 mm，L 320 mm）雙輥開煉機，無錫第一橡塑有限公司；GТ-М2000А型發(fā)泡硫化儀，臺灣高鐵檢測儀器公司；НS100ТRТМO-906全自動平板硫化機，深圳佳鑫電子設備科技有限公司；邵爾А硬度計，上海化工機修廠；GТ-ХB320М型電子天平，臺灣高鐵科技股份有限公司；UТ-2080拉力試驗機，臺灣優(yōu)肯科技股份有限公司。

1.3 試樣制備

1.3.1 混煉膠的制備

膠料采用雙輥筒開煉機混煉。先將EPDМ薄通3次，然后生膠包輥（左右3/4，切割3次），待膠層平滑后加小料（硬脂酸、氧化鋅、石蠟油等），混煉5 min，左右切割3次，交替加入炭黑和石蠟油，混煉6 min（左右3/4，切割3次），室溫停放，分成3份，分別加入DТDС、DТDС-80和DТDМ-80，混煉2 min（左右切割3次），最后加硫磺、促進劑混煉5 min[左右切割3次，薄通5次（打三角包）]，打卷3次，下片（厚度約6 mm），室溫停放待用。

1.3.2 硫化條件

硫化特性按GB/Т 16584—1996，采用GТМ2000А型發(fā)泡硫化儀測定。硫化壓力10 МPа；硫化條件為180 ℃×6 min。

1.4 性能測試

各項性能均按相應的國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 DTDC-80對硫化特性的影響對比

采用表1中的三元乙丙橡膠配方，分別對添加預分散DТDС-80、DТDМ-80以及DТDС粉體的硫化特性進行對比研究，結果見表2。

表2 膠料的硫化特性參數比較

表2中列出了添加粉末DТDС-80、DТDМ-80和DТDС的EPDМ膠料的硫化曲線數據。數據顯示，采用DТDС-80的膠料的硫化速率和焦燒性能優(yōu)于DТDМ-80的膠料。從硫化數據可見，DТDС-80硫化速率較DТDМ-80快，DТDС-80的操作安全性也要比DТDМ-80更好；ML表示膠料的流動性，ML越低，流動性越好；MН表征膠料的剪切模數、硬度、定伸應力和交聯密度，MН越低，硬度越低。實驗中，三種膠料的流動性和硬度相近，其中DТDС-80表現出相對較好的流動性。

實驗還對比了DТDС-80與DТDС粉體的硫化性能。其中DТDС-80活性成分為粉末DТDС的88.8%，數據顯示，DТDС-80與粉末DТDС的膠料各項硫化性能相近，表明在相同的配方和混煉工藝下，預分散DТDС-80的分散性較粉末DТDС好，能較快地均勻分散到膠料中，能實現減量添加，達到相同的應用效果。

2.2 DTDC-80對硫化膠物理與老化性能的影響對比

采用表1中配方，對比研究了3種硫化膠料的物理性能及100 ℃下熱空氣老化72 h后膠料物理性能的變化，160 ℃下分別硫化25、30 min，結果見表3。

表3 膠料的物理性能比較

從表3可見，DТDС-80的硫化膠比DТDМ-80的硫化膠具有更好的拉伸強度、拉斷伸長率和定伸應力，經過72 h高溫老化后，硫化膠具有相近的老化性能；與粉末DТDС相比，活性成分減少12.2%的DТDС-80的硫化膠具有相近物理性能，DТDС活性成分減量情況下對膠料性能不造成影響，這是由于DТDС-80經過預先分散處理及對粒徑的嚴格控制，預先分散使得DТDС活性成分能較快地分散于膠料中使硫化更有效進行；對粒徑的嚴格控制使得活性成分比表面積增大，具有更高的表面活性。

3 結 論

相同的混煉和硫化工藝下，采用DТDС-80的膠料與采用DТDМ-80的膠料的物理性能及老化性能相比均處于相近的水平，DТDС-80的膠料略優(yōu)于DТDМ-80，DТDС-80可以實現對DТDМ-80的完全取代。

與DТDС粉體相比，預分散DТDС-80由于具有更好的分散性及粒徑分布，減量添加的情況下具有較快的硫化速率和相當的物理性能，充分發(fā)揮活性成分的活性，不僅降低了生產成本，同時有利于生產環(huán)境的改善。

DТDС-80是新型的綠色環(huán)保硫磺給予體，它將具有廣闊的市場前景，對于提高橡膠產品性能和產品質量穩(wěn)定性、節(jié)能減排和減少環(huán)境污染都有非常重要的意義。

[1] 謝忠麟. 應對環(huán)保的橡膠制品材料[J]. 中國橡膠, 2006, 22(16)∶ 4-9.

[2] 顧銘權. 現代硫磺硫化劑技術前沿——高分散、熱穩(wěn)定、不噴硫、不產生亞硝胺的硫化劑[J]. 輪胎工業(yè), 2004(5)∶287-288.

[責任編輯：朱 胤]

Application of Environmental-Friendly Sulfur Donor DTDC-80 in Automobile Sealant

Hu Zhengrong, Zhao Yiling, Lian Qianrong

The curing characteristics and physical-mechanical property of DTDC-80, DTDM-80 and DTDC powders used in automobile sealant formula were investigated and compared. The results shows that the rubber compounds with DTDC-80 have better anti-scorch, tension Strength, faster curing rate and similar other characters. It is no need changing the rubber formula and technology when use same amount DTDC-80 instead of DTDM-80. Comparing to DTDC powders, rubber compounds using pre-dispersion DTDC-80 have better dispersion, faster curing rate, similar other characters, which is feasible of active ingredient's adding reduction.

DTDC;DTDM;Pre-dispersed;Sealant;Curing Characteristics; Physical-mechanical Property

TQ 330.38+5

B

1671-8232(2014)06-0019-03

2014-02-25