橡胶海绵的配合和加工_赵瑞时

  采用连续挤出工艺的热空气硫化发泡 ,最好在 发泡前让橡胶表面先硫化 ,形成硫化表皮层后 再发泡。 因此就需要选择硫化起始速度快的硫化 促进剂。

  在 EPDM 配合技术中 , 多使用以 ZnM DC (二甲基二硫 代氨基甲酸锌 ) , ZnBDC(二丁基 二硫代氨基甲酸锌 ) , T M T D(二硫化四甲基秋 兰姆 )等硫化速度快的硫化促进剂为主体的并 用体系。硫化促进剂会和发泡剂相互作用 ,从而 影响发泡剂的分解温度。另外 ,发泡剂的种类对 硫化速度和交联度也有影响。因此 ,在选择时应 给予充分的考虑。 各种发泡剂对硫化的影响示 于图 1。

  在生产使用化 学发泡剂的橡 胶海绵工厂 中 ,对发泡的理解和判断系凭借超越科学的经 验。在橡胶海绵制品中 ,发泡剂、发泡助剂、硫化 剂、硫化促进剂的选择对发泡的影响极大 ,这种 选择首先是依靠经验。这就是怎么回事人们常说 , 制造海绵不仅是一门科学而且更是一种艺术的 原因。

  橡胶海绵制品用途广泛 ,例如汽车门窗密 封胶条 ; 缓冲垫 ; 建筑材料用的垫片 ; 低压电器 用的隔热材料 ;隔振材料 ;休闲或施工用的救生 衣 ; 鞋等等。 现在 ,海绵橡胶制品的市场主要是 汽车零部件。尽管橡胶海绵用途多种多样 ,但是 有关橡胶海棉的配方设计和制造技术的著作和 文献却不多 ,最近出于对环境保护的考虑 ,出现 了由使用化学发泡剂向使用水发泡剂转变的势 头。

  2. 5发泡剂、发泡助剂的选择 选择发泡剂时需要注意以下几点: 1) 分解

  良好。 另外 ,分解气体的量也多 (主要为氮气 ) , 能获得高倍率的橡胶海绵。但是也存在着缺点 , 胶料中的水分和停放时的潮气会 延迟硫化速 度 ,其结果是影响发泡倍率。因此必须防止配合 剂和填充材料受潮 ,以降低发泡时的不良现象。 2. 5. 2 OBSH( P, P′-氧联二苯磺酰肼 )

  配合 OBSH的胶料焦烧速度快 ,交联密度 低 (扭矩值不上升 )。 其原因归结于分解的残留 物中含有酸性物质。 OBSH与 ADC A和 DP T 相比 ,分解气体 (主要是氮气 )量少 ,交联度也上 不去 ,因此 ,要制 造高倍率的橡胶海绵是 困难 的。 但是 OBSH的优点是对色泽无污染性 ,不 受胶料中水份的影响 ,能制得具有一定倍率的 橡胶海绵。因此 , OBSH适用于对尺寸稳定有要 求的 EPDM 制品的连续挤出硫化发泡。 2. 5. 3 DP T( N, N′-二亚硝基五亚甲基四胺 )

  再生利用 ; 环境激素 ) ; 7) 成本等。生胶、补强材 料 、填 充 材料 、软 化 剂、 硫 化 剂、 硫 化促 进 剂 、发 泡剂、发泡助剂的选择也很重要。 2. 1原料生胶的选择

  软质海绵 硬质海绵 微孔海绵 4. 根据物理性能和功能分类 导电海绵 磁性海绵 水膨胀海绵 复合海绵等等

  剧烈冲击的缓冲效果不太好。与其它材料相比 , 其传热系数非常小。 表 2列出了橡胶海绵的文 献和著作。

  有关非海绵橡胶的配合方法的资料比比皆 是。 但是有关海绵橡胶配合方面的报导很少。 橡胶海绵制造工艺就是把天然橡胶和各种 合成橡胶以及多种配合剂组合起来 ,形成的发 泡技术 ,因此 ,也能说橡胶海绵是一件艺术作 品。在设计橡胶海绵配方时 ,需要考虑多种 因 素的平衡 ,即 , 1) 物理性能和 使用性能 ; 2) 耐久性 ; 3) 加工性 ; 4)加工时的卫生性和安全 性 ; 5)材料供应的稳定性 ; 6)环境问题 (公害 ;

  种类 ,硫化发泡方法 (平板硫化机硫化 ,连续挤 出的热空气硫化等 )及橡胶海绵的性能而定。汽 车门窗密封条等所用的 EPDM 橡胶海绵属于 连续挤出的热空气硫化型 ,不适宜用过氧化物 交联 ,通常使用硫黄硫化。

  在橡胶海绵制作的完整过程中 ,硫化橡胶粘度上 升和发泡剂的分解要同步 ,这一点最重要。就 连续挤出的热空气硫化发泡而言 ,发泡如果先 于硫化 ,则气体会冲破橡 胶表面 ,造成发 泡不 足 ,且表皮层不光滑 ; 如果硫化在先 ,橡胶粘度 明显上升 ,发泡难以进行 ,发泡也会变得不足。

  炭黑类的补强材料和碳酸钙类的填充材料 对于橡胶海绵的强度、耐久性等性能的改善、加 工性 能 的 改 善、 微孔 结 构 和分 布 是 否均 匀 及 成 本等方面都是很重要的。因此 ,在选择时必须 予以充分的考虑。当用于挤出制品时 ,最好选用 不会使混炼胶粘度上升的半补强 F EF和 SRF 类的炭黑 ,而填充材料则最好选用轻质碳酸钙、 陶土等材料。 由于填充和补强材料在橡胶中的 分散性能关系到发泡的均匀性及 制品表面外 观 ,因此很重要。软化剂、增塑剂 ,加工助剂的 配合也是一定要考虑的因素。 2. 3软化剂、增塑剂的选择

  温度 ; 2) 分解气体的量 ; 3) 分解时产生的热量 (放热反应、吸热反应 ) ; 4)分解气体和分解生 成物的异味、毒性等卫生性能 ; 5) 混炼时的分 散性能 ; 6) 与生胶的相容性 ; 7) 与硫化体系的 匹配性; 8) 对制品的污染性; 9) 操作安全性; 10) 贮存稳定性 ; 等等。

  以下叙述有关在海绵胶配合中有代表性 的热分解型发泡剂的特性。 2. 5. 1 ACDA(偶氮二甲酰胺 )

  在橡胶海绵中配合 ( ACDA)时 ,还采用氧 化锌 ( ZnO)、吸湿剂 ( CaO)、硫化促进剂等助剂 促进其分解 ,并与被称作发泡助剂的尿素分解 促进剂并用。用 ACDA制得的橡胶海绵的独立 气泡多 ,且泡孔呈细微状 ,从而使橡胶表面保持

  途可以采用天然橡胶或者合成橡胶。 对海绵橡 胶的功能、品质、制造方法及加工性能等进行综 合考虑后再作出选择。 一般 ,最优选择低粘度 , 无污染性的材料。 几乎所有的橡胶都可以用 DP T ( N, N′-二亚硝基五亚甲 基四胺 ) ; ADCA ( 偶氮二甲酰胺 ) ; OBS H( P, P′-氧 联二苯磺酰 肼 )等化学发泡剂来制造橡胶海绵 ,要求耐天候 老化性能的汽车门窗密封条多半选用 EPDM , 而建筑用垫片类的多选用硅橡胶 ,救生衣从耐 天候性、手感性等方面考虑 ,宜选用 CR。 2. 2补强材料、填充材料的选择

  软化剂、增塑剂可赋予生胶可塑性 ,由此来 改善 配 合 剂 的分 散 性、 混 炼胶 的 加 工性 和 成 型 性 ,此外 ,也有调节橡胶海绵制品硬度的作用。

  要求发泡倍率大的橡胶海绵 ,一般最好选 择软质胶料 ,由于软化剂配合量大 ,还一定要考虑 它和橡胶的相容性。 EPDM橡胶海绵一般都会采用 与其相容性好的石腊油作为软化剂。 2. 4硫化剂、硫化促进剂的选择

  下文主要介绍在橡胶海棉中采用热分解型 发 泡剂的 发泡成型 方法和 T PE(热塑 性弹性 体 )的发泡技术。

  根据新版高分子辞 典②解释 , 海绵橡胶是 一种在固体、液体生胶中加入发泡剂 ,在硫化过 程中 ,边硫化 ,边使发泡剂发生热分解 ,生成气 体而制得的多孔硫化橡胶。 表 1列出了海绵橡 胶的分类。

  另一种是使胶乳配合物发泡 ,随后凝固、硫 化制得软质多孔橡胶 ,称作泡沫橡胶。它和橡胶 海绵是有区别的。

  连续发泡海绵 N R海绵 (天然橡胶 ) IR海绵 (异戊二烯橡胶 ) SBR海绵 (丁苯橡胶 ) 2. 根据原料橡胶分类 CR海绵 (氯丁橡胶 ) N BR海绵 (丁腈橡胶 ) EPDM 海绵 (三元乙丙橡胶 ) 硅橡胶海绵等 发泡海绵 泡沫海绵 3. 根据制造方法分类 常温发泡海绵 硬质橡胶发泡海绵等等

  DP T 是橡胶海棉最早使用的发泡剂 ,分解 温度约为 200°C,通常为了将分解温度降到硫 化温度 ,常并用发泡助剂 -尿素。 这是因为与尿 素并用 ,可生成有硫化推动作用的副产物六亚 甲基四胺 ,加快了硫化速度 ,能够制得价廉高倍 率海绵。但是 ,它分解时会产生毒性大的甲醛气 体。 还需要注意的是 , DP T本身和酸性物质接触 时容易起火。 2. 5. 4无机类发泡剂