Page 68 - 《橡塑技术与装备》2024年3期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

联为主，老化后硬度增大，伸长率降低，我们通过二
元乙丙与三元乙丙并用的方式，是交联与降解尽可能
维持在一个平衡状态。综合考虑加工工艺及性能，我
们选择 DUTRAL K CO054 二元乙丙与第三单体为亚
乙基降冰片烯（ENB) 且含量低的韩国 SK 公司的三元
乙丙 S537-3。
表 2 二元乙丙跟三元乙丙并用比对老化性能的影响
EPR/EPDM 并用比
项目
100/0 80/20 70/30 60/40
邵尔 A 硬度 / 度 67 66 65 68
拉伸强度 /MPa 14.5 15.8 16.3 17.5
拉断伸长率 /% 685 650 665 585 图 1 不同第三单体 EPDM 的高温老化和吸氧速度曲线
180 ℃168 h 热空气老化后 （150 ℃老化试验）
邵尔 A 硬度 / 度 55 65 75 82
拉伸强度 /MPa 10.5 13.5 15.8 18.5 2.2 硫化体系的选择
拉断伸长率 /% 550 480 450 270
注 ：配方为 EPR/EPDM 100，氧化锌 5，硬脂酸 0.5，炭黑 要提高输送带覆盖胶的耐热性能，除了胶种的
N220 50，石蜡油 12，DCP/TAIC5.5 选择外，还有就是硫化体系的选择。不同硫化体系形
从表 2 可以看出，随着三元乙丙用量增加拉断强 成不同的交联键。键能愈大，硫化胶的吸氧速度愈慢，
度增加。二元乙丙与三元乙丙并用比为 70/30 时，老 硫化胶的耐热老化程度就越好。不同类型交联键的键
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化后硬度变化率及伸长率最佳。 能和吸氧速度见表 3 。
表 3 不同类型交联键的键能和吸氧速度
吸氧速度
交联键类型 主要形成该交联键的硫化体系 键解离能 /kcal·mol -1
100 ℃下在空气中吸氧达 5％时的时间 /h
—C—C— 过氧化物硫化 63 118
—C—S—C— 有效硫化体系 36 53
—C—Sx—C— 普通硫化体系 27~28 27
由表 3 可以看出，硫磺硫化的键能最小，吸氧速 由表 4 可以看出，N220 炭黑对乙丙并用胶的补
度最快，低硫高促的有效硫化体系次之，过氧化物硫 强效果最好。
化体系键能最大，吸氧速度最慢，硫化胶的耐热性能 无机填料比炭黑有更好的耐热性能，白炭黑是
最好，所以我们选用过氧化二异丙苯（DCP) 作为硫 无机填料中补强性能最好的填料，但白炭黑具有酸性，
化剂。单独使用过氧化物硫化胶存在交联密度低、热 对没有酸性基团的过氧化二异丙苯过氧化物具有强烈
撕裂差、硫化返原等现象，为了避免此问题的产生我 的影响，迟延硫化，所以不建议采用。
们采用三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）作为共交联剂。 乙丙橡胶的氧指数（OI）仅为 18%，OI 在
2.3 补强阻燃填充及软化增塑体系 22%~27% 范围的为难燃材料。由此可见乙丙橡胶属
三元乙丙橡胶是非结晶橡胶，自身强度低，无法 于易燃材料。高分子材料的燃烧是一个复杂的物理化
满足使用条件，需加入补强体系。炭黑是橡胶最优良 学反应过程过程。其过程主要为 ：
的补强剂，考虑到输送带覆盖胶需要高强力、高耐磨 受热熔融 —— 降解 —— 分解 —— 燃烧 —— 延燃。
的使用环境，我们优选 N220 中超炭黑作为补强剂。 其实质就是在高温下橡胶发生分解，生产小分子可燃
常用炭黑品种对覆盖胶物理性能的影响见表 4。 气体，进而在氧和热的作用下发生燃烧现象。所以阻
表 4 炭黑品种对覆盖胶物理性能的影响 燃就是隔离氧气或者隔离热源。通常情况下，提高橡
炭黑品种
项目 胶制品的阻燃性就是抑制橡胶高温分解所产生的可燃
N220 N330 N660
邵尔 A 硬度 / 度 68 67 67 气体。在橡胶中加入阻燃剂是制造阻燃阻燃橡胶制品
拉伸强度 /MPa 16.8 14.9 14.3
拉断伸长率 /% 640 670 695 最常用的方法。其机理是抑制橡胶分解产生自由基或
.
密度 /kg m -3 1.06 1.05 1.05 者隔绝氧气向聚合物燃烧表面扩散。最常用的是卤系
DIN 磨耗 /mm 3 135 155 185
有机阻燃剂中，氯化石蜡以其相对低廉的价格大量被
注 ：配方为 EPR/EPDM 100，氧化锌 5，硬脂酸 0.5，炭黑
N220 50，石蜡油 12，DCP/TAIC 5.5 应用，溴系阻燃剂价格相对较高，但其阻燃效果优于
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