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乐通lt118-密炼机:橡胶(高温)快速硫化

发布时间:2019-03-13 22:33:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

泰州科德橡胶机械-密炼机厂家2019年3月13日讯  随着橡胶工业生产的自动化, 联动化,高温快速硫化体系被广泛应用。如注射硫化, 电缆的硫化等。 所谓高温硫化是指在 180-240 度下进行硫化,一般硫化温度每升高 10 度,硫化时间大约缩短一半。产量大大提高,但硫化温度升高会使硫化胶物性性能下降。 这和高温硫化时交联密度的下降有关,温度高于 160度时,交联密度下降最为明显。所以硫化温度不是越高越好。采用多高的硫化温度要综合结合;

1、高温硫化体系配合原则;

     (1),选择耐热胶种,为了减少或消除硫化胶的返原现象,应选则双键含量低的橡胶,各种橡胶的热稳定性不同,极限硫化温度也不同,适用于高温硫化得胶种有, EPDM,IIR,NBR,SBR等。

      (2), 采用有效或半有效硫化体系,因为 CV硫化体系中多硫交联键含量高,在高温下容易产生硫化返原现象。所以 CV不适于高温快速硫化体系,高温快速硫化体系多用于单硫和双硫键含量高的有效 EV和伴有效 SEV硫化体系。其硫化胶耐热老化性能好。 一般使用高促低硫和硫载体硫化配合,其中后者采用 DTDM最好,胶烧时间和硫化特性范围比较宽,容易满足加工要求, TMTD因为胶烧时间短且诶喷霜严重而受限制。虽然 EV和 SEV对高温硫化的效果比 CV好但还不够理想。仍无法彻底解决高温硫化所产生的硫化返原现象和抗屈挠性能差的缺点,应寻找更好的解决方法。

      (3),硫化胶的特种配合,为了保持高温下硫化胶的交联密度不变,可以采取增加硫用量, 促进剂用量或 2 者同时增加的方法, 但是增加硫的用量会降低硫化效果, 并使多硫交联键的含量增加, 同时增加硫和促进剂,可使硫化效果不变,可提高硫化效果,这种方法比较好。在轮胎得到广泛应用。合成橡胶硫化体系对温度的敏感性比 NR低,因此 NR和合成橡胶并用显得格外重要,并用后体系即保持了高温硫化时交联密度的稳定性, 又保持硫化胶最佳物性, 是橡胶制品采用高温硫化、缩短硫化时间 ,提高生产的有效办法。

2、高温硫化的其它配合特点;

     高温硫化体系要求硫化速度快,胶烧倾向小,无喷霜现象,所以配合时最好采用耐热胶种,及常量硫磺,高促进剂的方法,另外,对防胶焦, 防老系统都有较高得要求。

     为了提高硫化速度, 需使用足量的硬脂酸以增加锌盐的溶解度, 提高体系的活化功能。为防止高温硫化时的热老化作用, 保证硫化平坦性,防老剂在高温 硫化体系中是绝对必要的,但也不必过多,例如;在 TMTD/ZNO中加入1 份防老剂 D就能有效的保持交联密度的稳定和硫化平坦性。为防止胶烧可在体系中加入防焦剂。

橡胶硫化过程中,温度、压力与时间是三个共同作用的因素。由于橡胶过热会发生焦烧、性能下降等状况,如何实现高温硫化,进而缩短硫化时间成为不同企业研发的重点。改善硫化体系以加速硫化过程为越来越多厂家所重视。 各助剂企业也积极推出相应的快速硫化促进剂以抢占市场。本文特别先容部分厂家开发的新型加速硫化的助剂产品。

新型硫化剂 DTDC

      上海京海化工有限企业是中国最早、也是现今最大的不溶性硫磺生产企业。近年来,企业在完成不溶性硫磺新工艺开发和硫化剂 DTDM扩产的同时,分析国际硫化技术的现状和发展趋势,积极研发现代硫化技术前沿的产品。该企业开发的新型硫化剂 DTDC不久将进入市场。

     新型硫化剂 DTDC因在硫化过程中不产生亚硝胺而备受国际关注, 被认为是硫化剂 DTDM和二硫化或六硫化秋兰姆的最佳替代品。由于硫化剂 DTDM和秋兰姆产品在硫化温度下裂说明放出的仲胺基分子残片 ( 吗基二甲胺基、 二乙胺基、 二丁胺基、 二戊胺基等 ) 可与亚硝基供给体结合,产生致癌性亚硝胺物质,因此硫化剂 DTDM和秋兰姆产品的生产和应用受到欧美国家、 政府、国际组织及环境法规的限定与警告。 特别是在 2003 年 5 月,在欧盟发表的 《未来化学品政策战略》白皮书中将硫化剂 DTDM和秋兰姆产品列入限期淘汰的有致癌作用的化学品。上海京海化工有限企业根据近年来国际橡胶同行对硫化剂 DTDM的毒性及其对环境影响的研究成果, 正在研制硫化剂 DTDM的替代品。 目前,对硫化剂 DTDC的开发已进入环境试验阶段,不久将投放市场。硫化剂 DTDC呈白色结晶形,熔点为 120~122℃,活性硫质量分数大于 0.19 。用其等量替代硫化剂 DTDM,无需改变胶料的配方和工艺。 与硫化剂 DTDM相同,硫化剂 DTDC可以全部或部分替代硫磺组成有效或半有效硫化体系。 由于硫化剂 DTDC在一般硫化条件下可以释放出活性硫, 与加入的硫磺在橡胶分子间形成单硫键和双硫键, 这种橡胶硫化网络结构可赋予硫化胶优良的耐热性、耐压缩性和高定伸应力。硫化剂 DTDC还具有不喷霜、焦烧安全、硫化速度快的特点,是轮胎等大型模型橡胶制品、耐热橡胶制品、卫生橡胶制品及彩色橡胶制品的最佳硫化剂。

Vulcuren 新型硫化剂

      要将厚重的橡胶制品硫化,并不是一件容易的事。因为橡胶的传热性较差,为了迅速使橡胶内部的区域完全硫化, 通常需要长时间加热才能实现。 也就是说橡胶材料的表面会过度硫化, 并可能在产品内部完全硫化前分解。 橡胶在低温下的硫化是一个可行的方法, 虽然这个方法比较温和,但费时较久,而且也不经济。

     拜耳橡胶事业处经过长期的不断研究,开发出硫化剂 Vulcuren 以解决高温硫化问题。提高硫化温度, 而不会造成橡胶制品在长时间加热下的分解, 因此缩短了制造过程并提高生产力。

      在橡胶硫化时,弹性体会由线型结构变为稳定的交联结构,从而形成橡胶优异的高弹性能。 但是这种交联结构的热稳定性并非特别的好, 他们会因长期暴露在高温下而分解。 这种逆转反应会使体积较大的橡胶的硫化失败,而使其物理和化学性质劣化。与此不同的是,在硫化温度下,Vulcuren 会形成奇特的架桥键,在实质上有更好的热稳定性,因此以Vulcuren 来取代部分硫磺,明显地减少了逆转反应。

      目前制造体积较大的橡胶制品,例如工程车的橡胶实心轮胎或宽大输送带,因使用Vulcuren ,可以使橡胶制品的生产比较快速而且更经济。此外,产品的物性,例如耐磨性、抗张强度和抗撕裂强度等都可维持在很高的标准。

Pckacil TBzTD

      化学名为二硫化四基秋兰姆,是尤尼罗伊尔企业新开发的秋兰姆类促进剂,可替代TMTD( 四甲基二硫化秋兰姆 ) 、TMTM( 一硫化四甲基秋兰姆 ) 、TETD(二硫化四乙基秋兰姆 ) ,加工安全性更好,比 TMTD有更长的焦烧时间,可作为天然橡胶、丁橡胶和丁苯橡胶的快速硫化主促进剂或助促进剂,有时也用于 PVC橡胶硫化抑制剂。 TBzTD分子量大,熔点高,不易分解,故不产生亚硝胺;其硫化速度稍低于 TMTD,其他物性与 TMTD几乎相同,目前已成为极具发展潜力的秋兰姆类硫化促进剂新品种。

Santocure TBBS

     化学名为 N-叔丁基 -2- 苯并唑次磺胺类促进剂, 是一种性能很好的次磺胺类促进剂, 由孟山都企业开发。在天然橡胶、 丁苯橡胶、丁二烯橡胶和其并用胶种中使用时,具有硫化速度快和模量高等特点。 一般可单独使用或与少量促进剂一起使用; 在轮胎和工业橡胶制品中使用时,需配用氧化锌和硬脂酸,也可用秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐、醛胺、胍类促进剂和酸性物质活化。 TBBS以叔丁胺和促进剂 M为原料合成,不存在亚硝胺癌问题,是全球主导的促进剂品种,消费量占全球促进剂消费量的 35%以上。中国也有部分企业进行小规模生产,但由于受原料叔丁胺的制约, 未能大规模生产与应用, 但其作为环保高效的新型次磺胺类促进剂发展前景很好。

Santocure TBSI

     化学名为 N-叔丁基双 -2- 苯并唑次磺胺类促进剂, 由孟山都企业开发, 在操作温度下非常安全,不产生致癌亚硝胺。与 TBBS相比, TBSI 具有分子量大、熔点高 30℃以上、热稳定性能好、焦烧时间长、硫化速度快等优点,通常与防焦剂 CTP共用,可完全替代 TBBS。另外, TBSI 还具有遇水稳定、易于贮存;在硫化天然胶时,可明显提高橡胶的抗硫化返原性;在橡胶与钢丝粘接的化合物中表现良好的性能。 TBSI 可用于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等,尤其适用于硷性较强的炉法炭黑混炼胶料及对抗返原要求很高的厚制品,活性大于目前广泛使用的 CBS、NOBS等促进剂。

多功能促进剂 TiBTM

     化学名为 N, N,N’ - 硫化四异丁基秋兰姆,由美国固持里奇企业开发,为一种既具有次磺胺类促进剂的助促进剂作用,又具有防焦剂作用的多功能促进剂。在 SBR/BR胶料中,TiBTM和 CTP分别与 TBBS和 CBS并用时,两种防焦剂对焦烧延迟作用相同;但 TiBTM还可明显加快硫化速度, 而 CTP则没有加速硫化的作用, 甚至有时会引起硫化速度下降。 试验表明,在 SBR/BR之类的合成橡胶体系中, TiBTM 可同时发挥防焦剂和助促进剂两种功能。但在天然橡胶中, TiBTM的防焦效果明显比 CTP差, TiBTM主要用作助促进剂;但 TiBTM可增加天然橡胶的抗硫化返原性,提高硫化温度、变化硫磺用量及加入白炭黑都不会影响 TiBTM防焦烧和加速硫化速度的效果,而且对硫化橡胶的物理性能无不良影响。


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