防焦剂P-X在氯丁橡胶生产中的应用
| 氯丁橡胶的早期硫化特性与天然胶的表现不同。天然胶有一临界硫化温度,只有当温度高于此温度后交联现象才明显增大。氯丁胶则不然,没有临界温度。这就是说在一定的硫化体系中,如金属氧化物的存在,在所有温度下都可以增加硫化速度。即使是无金属氧化物存在(如加工前胶的贮存阶段),也无法保证完全不会早期硫化。因此对氯丁橡胶而言,无论是在干燥过程、存贮过程以及加工过程中,控制早期硫化倾向,提高胶料的适加工期,延长焦烧时间,都应当予以更充分的注意。 防焦剂能防止胶料在操作期间产生早期硫化,同时在硫化温度下又不妨碍硫化促进剂的正常作用。加入该类物质的目的是提高胶料操作安全性,增加胶料或胶浆的贮存寿命。有些防焦剂加入后对胶料性能多少有些不良影响,故其使用为不得已而为之。但在调整硫化体系难以达到理想的操作安全性能时,加入防焦剂往往可以很简便地满足胶料对焦烧性能的要求。一个性能良好的防焦剂,其性能应满足如下要求:在加工温度下能够延长焦烧时间,而在硫化温度下又不能延迟硫化。在这方面已经作过许多努力,得到了较好的效果。 本研究是将一种新的防焦剂P-X直接在生产氯丁橡胶的过程中使用,考察其防焦性能以及其对橡胶其它性能指标的影响,并与其在干胶中使用作比较。1 实验1.1 以CR-320典型配方为基础进行聚合,达到要求的终点比重后将胶乳一分为二,一份加常规终止剂,另一份在常规终止剂中配合1%的(对单体)防焦剂P-X,盐水凝胶。 1.2 防焦剂P-X带有特定基团的噻唑类等复合物,自制。 1.3 混炼胶基本配方CR-320100;硬脂酸0.5;MgO4.0;ZnO5.0。 1.4 试样制备 称取300g干胶,调节炼胶机辊距0.8mm,挡板距调节至(150±10)mm,当胶料包辊平整后调节辊距至1.5mm,其它各小料按前述配方量顺序加入,其间每加完一种小料需左右割刀,加完所有组分后,将辊距调节至0.8mm,打卷薄通6次,物料混炼均匀后,调节辊距1.5mm出片,控制辊温(45±5)℃,配炼时间约11min。胶片冷却至室温,再放置1h后硫化,硫化在25t平板硫化机上进行。条件:温度150℃,时间20min～30min,硫化后的胶片从模具中取出投入冷水中,冷却后即取出,室温放置1h后检测。 1.5 检测 1.5.1 门尼粘度及焦烧采用ND-2A型橡胶粘度计,条件:120℃,预热1min。 1.5.2 强力、扯断伸长率等采用XQ-50橡胶强力试验机测试,条件:温度(23±2)℃,制片停放时间2h。 1.5.3 实验结果见表1。 2 结果讨论 2.1 门尼焦烧 将表1中的实验数据作统计处理后。 由表2可以看出,加入防焦剂后,门尼焦烧平均比不加P-X的高12%左右,说明P-X对氯丁胶具有十分满意的防焦烧效果。其所以能够延迟早期硫化,在很大程度上是由于P-X能保证同时平行地进行交联和降解两种过程,并能够接受产生的聚合物游离基,抑制聚合物链在加工过程中的交联。 2.2 门尼粘度 表1数据表明,加入防焦剂后,胶料门尼粘度与对照样相比,呈规律性降低,但平均降幅不大。这表明该防焦剂兼具塑解和延迟早期硫化两种作用,这对橡胶加工是有利的。因为橡胶的硬度下降,无论是对各种配合剂的混入,对挤胶连续硫化或者是模压制品的胶料在膜腔内的流动都是十分有利的,可以减少一些软化剂的用量。 2.3 扯断伸长率及强力 表1中的数据表明,加入防焦剂与不加防焦剂的胶料相比,扯断伸长率及强力影响较小,这一点对防焦剂来说十分重要。一个好的防焦剂,不仅要在加工温度下起到延迟早期硫化的作用,同时还要求在硫化温度下不能影响硫化。所以P-X在氯丁胶中使用是合适的。 2.4 试验 比较发现,在胶乳中加入1%(相对于氯丁单体)的P-X的防焦烧效果与在干胶中加入2%(相对于干胶重)的P-X的防焦烧效果相当。这可能是因为在胶乳中加入防焦剂(与终止剂乳化后一起加入)分散的更均匀一些有关。 2.5 相容性 该防焦剂与终止剂经乳化分散后一起加入聚合胶乳,保持乳液的原有稳定性,说明其与胶乳的相容性较好。 3 结 论 防焦剂P-X在氯丁胶成胶过程中加入1%左右的份数,可以明显延迟氯丁胶的早期硫化倾向,延长焦烧时间。该防焦剂兼具塑解和改善焦烧两种功能,并对扯断伸长率及强力无明显影响。适合做氯丁胶的防焦剂。在生产氯丁橡胶时加入该防焦剂,有利于胶料的贮存与加工,对于橡胶加工技术较弱的小型加工企业来说使用更方便。 |
