三元乙丙橡胶配方设计简述

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三元乙丙EPDM)是乙烯,丙烯及非共轭烯烃的三元共聚物,由于其主链饱和性高,所以它最主要的特性就是其优越的耐氧化,抗臭氧和抗化学侵蚀能力。同时EPDM具有极好的硫化特性,可以采用硫磺硫化和过氧硫磺等多种手段。在所有橡胶中EPDM具有最低的比重。配合上可以大量填充各种填料,和油类,因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。

三元乙丙橡胶配方设计简述

三元乙丙在配方设计时主要考虑如下方面:

1.生胶种类的选择:EPDM配方设计生胶的选择至关重要,其主要有如下性质:

a.第三单体

b.丙烯含量

c.门尼粘度

d.充油量

特别是第三单体决定了EPDM的硫化速度,压缩变形等性能:常用的第三单体是ENB(乙叉降冰片烯)和DCPD。大致区别ENB:硫化速度快,拉伸强度高,压缩变形低;且随着含量增加,这些性能成正比,但成本也将提高。DCPD:有防焦性,低永久变形,成本低。ENB更为普遍。

其他几个性能也影响到了EPDM的填充量,加工工艺,老化性能等,也对配合设计影响重大。

2.硫化体系:EPDM普遍可以采用硫磺硫化或者过氧硫化体系。

采用硫磺硫化,工艺加工性能较好,易于修边,物理性能好,成本低。

采用过氧硫化:耐老化性能优异,压缩变形小。但成本略高,且工艺性能有缺陷。

值得注意的是,采用硫磺硫化,由于硫磺和促进剂在三元乙丙中溶解度较低,所以特别容易喷霜,不易过多采用,硫磺用量增加,硫化速度快,硬度高,扯断强度和定伸应力都会增加,但在增加喷霜风险的同时,耐热老化性能和压缩变形性能下降。为了达到性能和工艺的平衡,EPDM通常采用多种促进剂进行配合。例如S/TT/DM/CZ(1:0.8:1.2:1)。

过氧硫化则可以采用BP,DCP,双25,用量2-7份,并可配合适量交联助剂,如TAIC,也可添加少量硫磺0.5份左右提高加工工艺性能。

三元乙丙橡胶配方设计简述

3.氧化锌和硬脂酸

不管是过氧硫化还是硫磺硫化,氧化锌都可以提高交联活性,提升交联密度,抗返原性,并且提高耐EPDM的耐热性能和动态疲劳性能。

硬脂酸的作用除了提高胶料的加工性,促进材料分散,还可以提高硫磺硫化的交联密度。

4.补强体系

EPDM是非结晶橡胶,本身机械强度较低,需要补强剂改善,首选自然是炭黑,主要有高耐磨,半补强,快压出等,用法用量可视对物理性能的要求而定。

白炭黑也有一定补强性能,但因为其自身的酸性影响硫化,降低硫化速度和交联密度,所以在使用白炭黑的同时,最好加入硅烷偶联剂等加以调节。

碳酸钙,陶土,滑石粉等矿物填料基本没有补强作用,但它们可以大量填充在EPDM橡胶中,达到降低成本的作用。当EPDM大量填充时,需要添加活化分散剂聚乙二醇(PEG4000)等。

5.增塑体系

广泛应用于乙丙橡胶的增塑剂石蜡油,其他还有一些石油系油,如芳烃油和环烷油,不太常用的有树脂和松焦油等,石蜡油可大量填充在EPDM橡胶中,用量5-120phr。石蜡油按照粘稠度和闪点有不同的分类。

6.防护体系

乙丙橡胶本身具有极好的耐老化性能,聚合是原料中又加入了少量防老剂作为稳定剂,所以三元乙丙配合一般不用防老剂,只是在高温下使用的制品中加入少量。如防老剂2246酚类防老剂,胺类防老剂在乙丙中不但容易喷霜还影响硫化性能,所以很少采用。

三元乙丙橡胶配方设计简述配方举例:

三元乙丙橡胶配方设计简述

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