氯丁橡膠防焦燒性能研究

丁曉冬1 原曉城2

（ 1-中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院； 2-天津市橡膠工業(yè)研究所有限公司）

1.前言

氯丁膠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，如果配方設(shè)計、混煉加工、運輸儲存不當(dāng)，會進一步降其穩(wěn)定性。氯丁膠在加工過程中，威脅較大的是焦燒，尤在夏季或者溫度較高時這種威脅更大。焦燒是膠料在存放或加工過程中出現(xiàn)的早期硫化現(xiàn)象?；鞜捘z一旦燒，輕者膠料局部出現(xiàn)熟膠，影響后期成型加工工藝流動性和成品外觀性能，重者會造成產(chǎn)品性能不能滿足要求。因此,氯丁橡膠防焦燒工作非常必要。

2.實驗部分

2.1 主要原材料

CR232、 CR121、CR322，霍家長化合成橡膠有限公司；其它助劑均為橡膠工業(yè)常用工業(yè)級。

2.2 儀器與設(shè)備

XK-160型開煉機，呼和浩特新生聯(lián)合機械廠產(chǎn)品；XLB平板硫化機，青島第三橡膠機械廠；電子橡膠拉力機，臺灣高鐵科技有限公司；圓盤剪切黏度計，臺灣高鐵科技有限公司；硬度計，江都明珠實驗機械廠。

2.3 性能測試

硬度按照GB/T 531.1-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法第1部分邵氏硬度計發(fā)（邵爾硬度）》

拉伸強度、拉斷伸長率按照GB/T 528-2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》

門尼焦燒按照國標(biāo)GB/T《未硫化橡膠初期硫化特性的特定-用圓盤剪切黏度計進行測定》

2.4 試樣制備

按常規(guī)在XK-160 型開煉機上進行混煉，在平板硫化機上硫化。無特別說明，硫化條件均為151℃×40 分鐘。

混煉加料順序為：CR 包輥→氧化鎂→防老劑→炭黑→液體增塑劑→氧化鋅→下片。

3.結(jié)果與討論

3.1 不同膠種的影響

試驗基礎(chǔ)配方如下（質(zhì)量份）：CR 100，氧化鎂4.0，氧化鋅5.0，DOS 5.0，炭黑N550 40.0，防老劑2.0；各種氯丁橡膠牌號見表1 所示：

表1 CR 橡膠牌號變量表

其中，CR121 為硫磺調(diào)節(jié)型，CR232 為硫醇調(diào)節(jié)型；CR322 為混合型。

從下表2 可以看到，CR121 和CR322 的焦燒時間（T10）比CR232 要適當(dāng)延長，相應(yīng)的，CR121和CR322 門尼焦燒時間也較長，操作安全性更好一些。但CR121 的拉伸強度較低。綜合考慮焦燒性能和力學(xué)性能， CR322（3#）性能較優(yōu)。

表2 不同膠種對CR 門尼焦燒及物理性能的影響

3.2 促進劑的影響

基礎(chǔ)配方如下（質(zhì)量份）：CR322 100.0，氧化鎂4.0，氧化鋅5.0,DOS 5.0，炭黑N550 40.0,防老劑2.0；

表3 促進劑變量表

從下表4 看到，加入促進劑后，DM（4#）、TT（5#）都有效地延遲了硫化，焦燒時間比NA22（6#）的要長，門尼焦燒時間較長，力學(xué)性能也略有提高。綜合考慮， DM 配方（4#）較優(yōu)。

表4 不同促進劑對性能的影響

3.3 并用的影響

基礎(chǔ)配方如下（質(zhì)量份）：生膠100.0，氧化鎂4.0，氧化鋅5.0，DOS 5.0，炭黑N550 40.0，防老劑 2.0，DM 1.0

表5 膠料變量表

并用少量烯烴類橡膠，在不明顯降低老化性能的前提下，可以改善工藝安全性，改善混煉工藝。如下表6 所示,適當(dāng)并用BR9000（8#）后，力學(xué)性能基本未發(fā)生變化，焦燒性能有所改善，特別是氯丁橡膠開煉出片的粘輥現(xiàn)象有了顯著改善。更有利于大生產(chǎn)的開展。

表6 不同膠料并用對性能的影響

3.4 防焦劑的影響

基礎(chǔ)配方如下：CR 322 97.0，BR9000 3.0，氧化鎂4.0，氧化鋅5，DOS 5.0，炭黑N550 40.0，防老劑 2.0； DM 1.0

表7 防焦劑變量表

從表8 看到，采用氯丁專用防焦劑CR-X

（10#）后，門尼焦燒時間延長，焦燒性能有所改善，各項物理性能均保持良好；而采用傳統(tǒng)的防焦劑CTP，焦燒性能變化不大，強伸性能下降。

表8 不同防焦劑對性能的影響

4.結(jié)論

通過對氯丁橡膠膠種、促進劑、并用及防焦劑的研究，優(yōu)化后的防焦燒配方如下：

CR 322 97.0，BR9000 3.0，氧化鎂4.0，氧化鋅5.0，DOS 5.0，炭黑N550 40.0，防老劑 2.0；DM 1.0，防焦劑CR-X 0.5。