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丙烯酸酯ACM

丙烯酸酯橡膠(ACM)的配方及工藝

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丙烯酸酯橡膠(ACM)的配方及工藝

發布日期:2018-10-17 作者: 點擊:

丙烯酸酯橡膠(ACM)具有優異的耐油、耐熱、耐臭氧、抗紫外線等性能,從20世紀60年代末開始,隨著高速汽車的發展而在美國、日本等工業先進國家獲得較為廣泛的應用。


近年,隨著我國汽車工業、摩托車工業、電力工業的快速發展以及進口車輛、機具的增多,對ACM的需求已越來越大。據國家機械工業局規劃發展司介紹,國產汽車中采用ACM的車種為12種,2000年汽車裝車和維修需要ACM5000t。電力行業現在也已經逐步使用ACM代替NBR制造變壓器的密封件,以提高


使用壽命。特別是現在國內的電網改造給


ACM提供了較大的市場,使ACM的應用快速增長。很多行業已逐步采用ACM替代NBR以提高制品的性能,或替代價格昂貴的氟橡膠以降低成本,或與氟橡膠并用以改善加工性能。


為了滿足國內市場對ACM的需求,國家有關部門已將ACM列入了積極發展的品種之列,一些科研院所和大專院校等都加入到這一領域進行研究和技術開發,研究成果報道增多,給ACM的應用打下了一定的理論基礎。


從80年代末開始,國內先后建立了幾套ACM工業化生產裝置,部分滿足了國內市場的需求。ACM的配合和加工具有特殊性,各廠家生產的ACM具有不同的配合和加工要求,給ACM的推廣應用造成一定難度。我國的橡膠制品企業多為中小型企業,技術力量薄弱,也影響了ACM的推廣應用。


為了使ACM在我國盡快得到推廣應用,解決好配合加工中的技術問題成為當前一項迫切任務。為此,我們將所了解的用戶在實際應用中遇到的配合技術問題進行了分析探討,現介紹如下。


1 ACM配合中的常見問題及產生原因


在ACM膠料的配合中,比較常見的技術問題主要有:①膠料性能不穩定;②拉伸強度太低;③壓縮永久變形和扯斷永久變形大;④回彈性差,有的膠料硫化后近似于硬質塑料;⑤耐磨性差;⑥耐高溫老化性差;⑦淺色膠料難以配合和硫化,彩色制品在硫化時變色。

丙烯酸酯ACM

出現上述問題的原因是多方面的,主要影響因素有以下幾點:


(1)生膠質量低或不穩定


生膠質量低或不穩定是影響膠料性能的最重要原因。合成時如果生膠的平均相對分子質量控制不當或相對分子質量分布不合適,均可導致膠料質量低劣。不同批次生膠的相對分子質量和相對分子質量分布波動是很正常的,不可能不產生波動,但如果波動幅度過大,則會導致膠料性能的大幅波動。這種生膠自身的缺陷僅靠調整配合工藝來糾正或調節是無濟于事的。


(2)膠料與相應的配合要求脫節


世界上生產ACM的廠家因所用原材料的品種及比例不同,合成的工藝條件不同,使得產品結構存在一些差異。各廠家均針對自己的產品特點開發了比較適用的配方,并在其宣傳資料或樣本中公布。這些配方往往針對性較強,通用性不高。如果把不同廠家之間的產品和配方簡單地交叉使用,效果可能不好。


(3)膠料與配合助劑不配套


國外針對ACM開發了一些專用硫化劑、防老劑、增塑劑等配合助劑,采用這些助劑較易達到調節膠料性能的作用。而國內缺乏這些特性產品,代用品有時效果相差很大,難以配合出符合高要求的膠料。


(4)助劑或原輔材料的質量差異


ACM所應用的某些助劑或原輔材料因規格、型號、產地等不同而在性能上存在較大差異,這種差異直接影響膠料的性能。例如國內常用的普通硫黃和硫化劑的活性(或有效成分)低于部分進口產品,同等用量的效果差別很大,常因硫化程度低而影響膠料的性能。


在淺色制品中,因所用白炭黑的生產廠家或批號不同,而使膠料性能差異很大,這主要是由于白炭黑的酸堿度不同和微觀結構的差異造成的。酸堿度影響了硫化劑著色劑的效果,許多用戶因對此缺乏了解,遇到問題無法解決。


(5)ACM選型不當


不同規格型號的ACM在性能上有較大差別。在應用中如果選型不當,可能造成膠料的一些性能“過?!被颉安蛔恪?。低溫環境下使用的膠料如果選用耐熱型ACM,則膠料在-20℃以下無法使用。相反,在對低溫性能要求不高的情況下選用耐寒ACM,則既降低了膠料的耐熱和耐油性,又增加了使用成本。


(6)ACM自身存在缺陷


任何一種橡膠在應用性能上都有局限性,ACM也不例外。ACM在常溫下回彈性差(但隨溫度升高回彈性增大,這對于油封材料是極有利的),壓縮永久變形較大,耐磨性和強度低于NBR,活性氯型產品對模具有腐蝕性,易焦燒且硫化時不易熟化。在配合中要完全克服這些缺陷可能性不大,但通過適當的配合可減少這些缺陷。


2 解決配合問題的基本措施和方法


嚴格控制生膠質量


目前市場上銷售的ACM無論是進口產品還是國產產品均存在較大的質量差異,因此應選擇信譽較高的正規生產廠家的產品,并對進廠的每批ACM進行實測,這是防止購入劣質膠的最有效方法。


補強填充劑的選擇


ACM不宜使用酸性補強填充劑,如槽法炭黑、氣相法白炭黑等,必須使用中性或偏堿性填充劑。


常用的炭黑有:高耐磨炭黑、快壓出炭黑、半補強炭黑和噴霧炭黑等,其中高耐磨炭黑和快壓出炭黑的補強效果較好,膠料硬度較高,但回彈性較差,壓縮永久變形較大。半補強和噴霧炭黑補強效果稍差,但膠料的回彈性較好,壓縮永久變形小??梢詫⒉煌贩N的炭黑配合使用,以調節膠料的性能指標。


淺色制品可用中性或偏堿性的沉淀法白炭黑、絹英粉、碳酸鈣、滑石粉、陶土和硅藻土等作為填充劑,其中白炭黑的補強效果較好,其余品種均較差,一般只起惰性填料的作用。


在使用白炭黑時,應重視白炭黑的酸堿度和不同微觀結構對膠料性能造成的重大差異,這是淺色膠料難配合的最主要原因。白炭黑是無機物,與橡膠在結構及形態方面差異較大,致使白炭黑與ACM在成型后不易牢固地結合在一起,因而補強效果不好。為了克服這一問題,可以加入硅烷偶聯劑以提高界面的結合強度。常用的硅烷偶聯劑有KH2550和Si69等,用量一般為0.15~3.10份。隨著硅烷偶聯劑用量的增大,膠料的強度和硬度增大,扯斷伸長率和回彈性降低。用硅烷偶聯劑處理白炭黑時,應注意分散均勻,最簡便的方法是將硅烷偶聯劑加入白炭黑中迅速攪拌,然后裝入塑料袋中密封(或直接在袋中混合),利用硅烷偶聯劑與白炭黑作用時放出的熱使其揮發擴散而達到均勻的目的。密閉存放24h后再使用較為合適。


在配制彩色膠料時,應選擇中性或偏堿性的顏料。酸性顏料易與硫化劑發生作用而失效,同時對硫化效果有不良影響。ACM的硫化溫度為180℃甚至更高,有些有機顏料在如此高溫下易分解,因而不宜使用。常用的顏料有鐵紅、鐵黃、群青和酞青蘭等。


為了增強膠料的耐磨性,可加入石墨粉、二硫化鉬、碳纖維等潤滑性填料。其中碳纖維用量為5~10份時還可起到提高膠料拉伸強度和耐熱老化性的作用,但應用成本較高。石墨用量為5~30份,用量過大將影響膠料與骨架材料的粘合性。二硫化鉬用量為1~5份,用量過大將對硫化產生不利影響。


炭黑補強膠料的性能明顯優于白色填料,有些用戶忽視了這一特點,較多地配制彩色膠料,這是不可取的。但白色配合是未來的發展趨勢,應引起國內廠家的重視。


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關鍵詞:丙烯酸酯ACM,丙烯酸酯ACM的配方及工藝

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