氯化聚乙烯常見的各種硫化體系

李玉平 高緒東

摘 要：簡要介紹氯化聚乙烯性能特點、主要技術(shù)指標(biāo)、常用硫化體系、應(yīng)用范圍及應(yīng)用領(lǐng)域，在實際應(yīng)用中常出現(xiàn)的問題，解決辦法以及硫化體系選用的依據(jù)，從而象國外那樣在橡膠制品上得以廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：耐候性；噻二唑硫化體系；異氰尿酸酯；壓縮永久變形

1、引言

氯化聚乙烯是將高密度聚乙烯氯化而制成的。氯化聚乙烯按其原料聚乙烯的結(jié)構(gòu)、分子量、含氯量和結(jié)合氯的分布狀態(tài)以及結(jié)晶程度不同可制得不同物性的品種。

應(yīng)用主要領(lǐng)域：1、PVC改性、ABS改性，改善耐沖擊性能；2、聚烯烴阻燃劑；3、做為非硫化橡膠及硫化橡膠使用；4、做為一些共聚體的單元組分。本文主要介紹其常見的硫化體系及選用原則。

2、氯化聚乙烯的制造方法

氯化聚乙烯合成機理是氯氣借助引發(fā)劑而生成游離態(tài)的氯原子，氯原子攻擊聚乙烯大分子鏈的C-H鍵，使之生成大分子游離基，在氯氣不斷補充的情況下，游離基反應(yīng)鏈以連鎖反應(yīng)不停地傳遞轉(zhuǎn)移，使氯化反應(yīng)連續(xù)進行。

目前氯化聚乙烯生產(chǎn)通常使用方法有水相法（杭州科利為代表企業(yè)）、酸相法（濰坊亞星為代表企業(yè)）兩種。

3、氯化聚乙烯常用的硫化體系

①、有機過氧化物硫化體系

代表應(yīng)用領(lǐng)域：電線、電纜

氯化聚乙烯耐候性好，阻燃性好，絕緣性好，所以和乙丙膠一起被廣泛用于電線電纜行業(yè)中。

基本配方：氯化聚乙烯CM3680 100，半補強炭黑 40，滑石粉 60，鄰苯二甲酸二辛酯 30，過氧化物DCP 4，異氰尿酸酯 2

優(yōu)點：電線、電纜行業(yè)最常用的硫化劑就是有機過氧化物硫化體系，橡膠硫化速度快，硫化程度深，拉伸強度高，非常適合連續(xù)硫化，生產(chǎn)效率非常之高。

缺點：DCP（過氧化二異丙苯）硫化后分解產(chǎn)物不易揮發(fā)，膠料帶有強烈的氣味。

目前可用BIPB（雙叔丁基過氧異丙基苯），別名無味DCP替代。

②、硫磺—超速促進劑硫化體系

由于氯化聚乙烯不含雙鍵，常規(guī)硫磺促進劑硫化體系不易使之交聯(lián)，適當(dāng)加入氧化鋅使氯化聚乙烯產(chǎn)生雙鍵，提供反應(yīng)部位后就能使用硫磺超速促進劑硫化。

這一反應(yīng)在形成一定雙鍵后必須用不含鋅的穩(wěn)定劑加以穩(wěn)定。 ，

基本配方：氯化聚乙烯CM352F 100，快壓出炭黑 50，鄰苯二甲酸二辛酯 20，硫磺 1，促進劑CED 1.5，促進劑DM 1.8，氧化鎂 5，氧化鎘 3，硬脂酸 1，氫氧化鈣20

由于該硫化體系不易控制，故在實際產(chǎn)品中很少應(yīng)用于生產(chǎn)。

③、硫脲硫化體系

氯化聚乙烯可以采用硫脲類硫化劑

基本配方：氯化聚乙烯CM352F 100，半補強炭黑40，鄰苯二甲酸二辛酯 25，氧化鎂 8，促進劑NA-22 2.5，硫磺 0.5

缺點：硫化速度慢，100℃以上的熱老化會使其性能受到較大的影響，至今也沒找到理想的防老劑，硫化膠的耐油性也不及有機過氧化物硫化體系和噻二唑硫化體系，硫化橡膠粘合性差，再者硫化橡膠有一種難聞的氣味，使其應(yīng)用受到一些限制。

④、噻二唑衍生物硫化體系

這是目前除電線電纜之外市場最流行的硫化體系，它是以噻二唑衍生物（如ECHO？S）與正丁醛苯胺縮合物（如VANAX808）組成的硫化體系，硫化速率接近于有機過氧化物，硫化膠粘合性好，撕裂強度也比有機過氧化物硫化體系硫化膠好得多，壓縮永久變形接近于有機過氧化物硫化體系硫化膠

基本配方：氯化聚乙烯CM302 100，氧化鎂 5，快壓出炭黑 50，高嶺土E2 40，鄰苯二甲酸二辛酯 28，ECHO S808 3M-70 5

優(yōu)點：硫化程度深，硫化速度快，拉伸強度高，耐熱好，粘合性好

缺點：硫化劑成本高，焦燒時間短，生產(chǎn)安全性差

（1）代表應(yīng)用領(lǐng)域：液壓膠管

耐候性好，耐油好，耐低溫好、阻燃好，著色性好、耐熱好被用于液壓膠管外膠，替代氯丁膠降低成本，改善加工工藝性，替代NBR+PVC提高耐候性

基本配方：氯化聚乙烯CH100 100，氧化鎂 5，氫氧化鋁 10，半補強炭黑 80，鄰苯二甲酸二辛酯 45，防護蠟 1，硫化劑ECHO S808 3M-70 5

（2）代表應(yīng)用領(lǐng)域：汽車膠管

耐候性好，耐油好，耐低溫好、耐熱好被用于汽車膠管內(nèi)外膠，替代乙丙膠降低成本，改善粘合性能，尤其適合用于動力轉(zhuǎn)向管等具有脈沖壓力的產(chǎn)品上

基本配方：氯化聚乙烯CH450 100，氧化鎂10 快壓出炭黑40，高嶺土E2 30，增塑劑TP-95 30，硫化劑ECHOS808 3M-80 5

4、 氯化聚乙烯和其它橡膠并用硫化體系

①、氯化聚乙烯與丁苯膠并用

丁苯橡膠耐磨耗性能和抗初期老化性能優(yōu)于天然，橡膠

基本配方：氯化聚乙烯CM352F 60，丁苯1500 40，硬脂酸 1，鄰苯二甲酸二辛酯 25，高嶺土E2 60，快壓出炭黑 30氧化鋅 1，促進劑TT 1，促進劑NA-22 1.8，S 0.5，氧化鎂 8

②、氯化聚乙烯與丁腈膠并用

丁腈膠以優(yōu)異的耐油性能著稱，同時也具有良好的物理機械性能和加工工藝性能，主要缺點是耐臭氧及熱老化性能較為遜色，純膠膠料強度低。

基本配方：氯化聚乙烯CM352LF 60，丁腈6280 40，氧化鎂 8，鄰苯二甲酸二辛酯 30，快壓出炭黑 50， 過氧化物DCP 2.5，異氰尿酸酯TAIC 2，

③、氯化聚乙烯與乙丙膠并用

乙丙膠并用氯化聚乙烯后，改善了壓出、粘合等加工性能，同時也得到良好的耐油性能和阻燃性能。

基本配方：氯化聚乙烯CM352LF 60，乙丙4045 40，氯化石蠟 30，滑石粉 80， 過氧化物DCP 5，異氰尿酸酯TAIC 2.5

5、結(jié)論

綜上所述，使用氯化聚乙烯到底用哪種硫化劑硫化取決于以下幾點：

①、根據(jù)自己產(chǎn)品來確認(rèn)配方硫化體系

（1）、電線、電纜：建議過氧化物硫化體系

（2）、拖鞋：建議過氧化物硫化體系

（3）、發(fā)泡制品：建議過氧化物硫化體系或噻二唑硫化體系

（4）、防水卷材：建議過氧化物硫化體系

（5）、模壓制品：建議胺鹽硫化體系或噻二唑硫化體系

（6）、液壓膠管、汽車膠管：建議噻二唑硫化體系

②、根據(jù)設(shè)備和工藝情況選用硫化體系

（1）、冷喂料擠出設(shè)備（流道在炮彈外部），銷釘式的，硫化體系要弱些

（2）、冷喂料擠出設(shè)備（流道在炮彈外部），非銷釘式的，硫化體系可強些

（3）、冷喂料擠出機（流道在機頭內(nèi)部），銷釘式的，硫化體系可強些

（4）、冷喂料擠出機（流道在機頭內(nèi)部），非銷釘式的，硫化體系可更強些

（5）、產(chǎn)品硫化時間短的，硫化體系可強些

（6）、產(chǎn)品硫化時間長的，硫化體系可弱些

[參考文獻]

[1]謝遂志、王夢蛟 橡膠工業(yè)手冊1、2，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，1989.

[2]G霍爾登等（傅志峰等譯）熱塑性彈性體[M]北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2003：48-67

[3]劉嵐、賈德民 合成橡膠工業(yè)，2004

作者簡介：

李玉平：男，1974.1.4

2001-2005 埃迪亞（沈陽）橡膠制品有限公司 技術(shù)質(zhì)量部部長（技術(shù)、質(zhì)量）

2005-2008埃迪亞（沈陽）橡膠制品有限公司 總經(jīng)理助理（技術(shù)、質(zhì)量、生產(chǎn)）

2008-2011埃迪亞（沈陽）橡膠制品有限公司 副總經(jīng)理（技術(shù)、質(zhì)量、生產(chǎn)）

2011-2016沈陽第四橡膠股份有限公司 總經(jīng)理

2017-今 杭州科利化工股份有限公司 副總經(jīng)理