cpe橡膠怎樣選用廉價(jià)硫化體系?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2022-04-22分類:催化劑及助劑瀏覽:115
氯化聚乙烯 (CPE)為飽和橡膠,通用普通硫磺硫化體系不能對其有效的硫化。作為一種耐熱氧臭氧老化、阻燃、物理綜合性能優(yōu)良合成橡膠,廣泛用于礦用電纜及普通護(hù)套電纜、膠管、膠板、膠帶等CPE制品。其硫化體系主要用過氧化物硫化體系、硫脲類、噻二唑類、三唑二巰基胺鹽類等,近幾年出現(xiàn)幾種成本較低,且能應(yīng)用于低溫硫化的新型助劑。
硫脲硫化體系
硫脲體系是CPE有效的硫化體系,其中活性最高且有效的是NA-22,Na-22交聯(lián)CPE后形成-C-S-C-鍵,抗撕裂性能優(yōu)于過氧化物的-C-C-鍵,但耐老化性能不及過氧化物體系。另外,在直接蒸汽硫化時(shí),若使用Na-22,制品表面會(huì)出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象,嚴(yán)重影響制品外觀。但其硫化膠的交聯(lián)效率不高,得不到高性能的硫化膠。據(jù)資料介紹,Na-22可引起致癌、生育損害與致畸、皮膚過敏等,在國外已基本淘汰,國內(nèi)用量也逐年減少。
2過氧化物體系
在過氧化物體系中,應(yīng)用最多的是DCP,它的成本較低且硫化速度較快。但DCP在硫化時(shí)產(chǎn)生刺激性氣味的乙酰苯,會(huì)對生產(chǎn)工人工作環(huán)境造成較壞影響。其它常用的過氧化物品種還有BIPB[二(過氧化叔丁基)二異丙苯]和雙二五[2,5-二乙基-2,5-二(過氧化叔丁基)已烷],二者分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)有效過氧基基團(tuán),而且硫化后不產(chǎn)生刺激性氣味,在高檔制品中可完全代替DCP。表3對四種硫化劑的基本數(shù)據(jù)作了比較,三者性質(zhì)比較相近,比較適合155℃-180℃的溫度下硫化。
在過氧化物硫化體系中,加入助交聯(lián)劑TAC或TAIC會(huì)使硫化的焦燒時(shí)間略為延遲,隨著硫化時(shí)間的延長,助交聯(lián)劑出現(xiàn)明顯的促進(jìn)交聯(lián)效應(yīng)。可能因?yàn)樵诹蚧磻?yīng)的初期階段,助交聯(lián)劑分子自身發(fā)生環(huán)化聚合,并與橡膠分子接枝而消耗部分橡膠分子自由基,此些自由基在無助交聯(lián)劑時(shí)本應(yīng)產(chǎn)生正常的化學(xué)交聯(lián)。隨著硫化時(shí)間的延長,烯丙基的雙鍵與橡膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)占主導(dǎo)地位,形成活性劑橋鍵,從而提高了交聯(lián)效率。TAC與TAIC硫化效果的差別取決于分子活性有所不同,由于結(jié)構(gòu)相似,對硫化影響差別并不明顯。
3噻二唑硫化體系
噻二唑硫化體系是由胺類促進(jìn)劑、噻二唑衍生物和堿性金屬氧化物(氧化鎂或氫氧化鎂) 組成,噻唑巰基團(tuán)的質(zhì)子呈高度酸性,因此和堿反應(yīng)后很容易生成硫黃陽離子,然后可以與CPE 的碳氯鍵發(fā)生反應(yīng),取代氯并生成碳硫鍵,所以硫化速度很快,硫化膠具有很高的強(qiáng)伸性能。
但是噻二唑硫化劑在使用時(shí),焦燒時(shí)間差,加工的膠料保存時(shí)間短,限制了在工業(yè)中的應(yīng)用。
國外的交聯(lián)劑主要有ECHO.A(美)、Vanax 189(美)Rhenogran TDD(德),在促進(jìn)劑Vanax 808(美)、Rhenogran NC(德)等作用下,能有效交聯(lián)CPE,但是由于此類助劑的價(jià)格太高,導(dǎo)致了其在國內(nèi)推廣緩慢。
4三唑二巰基胺鹽編輯
三唑二巰基胺鹽硫化劑是整合了噻二唑硫化劑和促進(jìn)劑(正丁醛和苯胺縮合物)有效基團(tuán)的單一物質(zhì),克服了噻二唑及促進(jìn)劑對橡膠交聯(lián)后,鍵的不規(guī)則分布缺點(diǎn),使得橡膠交聯(lián)體成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。相對于噻二唑體系,該鹽還因特殊基團(tuán)的引入從而改變了體系的PH值,由強(qiáng)酸性變成中性,改變了酸性填料對體系的不良影響,使得橡膠交聯(lián)時(shí)更具化學(xué)活性。因此該體系交聯(lián)的CPE橡膠在物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)都有著質(zhì)的提升。該類產(chǎn)品還能以芳烴油為增塑劑,能降低成本,也適合無模無壓低壓硫化,工藝要求不高,硫化膠料時(shí)不產(chǎn)生臭味,硫化溫度內(nèi)不分解,環(huán)保無毒。
代表產(chǎn)品為:硫化劑FSH、交聯(lián)劑TEHC。
5其它新型特殊助劑
4.1 硫化劑CV1520,成分不明,能有效低溫硫化。
4.2 EataMix TCHC,適用于低壓無模(常規(guī)過氧化物體系須要較高的硫化溫度及壓力)硫化,加工安全性好,焦燒時(shí)間較長。體系可以用廉價(jià)的增塑體系(如芳烴油),代替高價(jià)的DOP等增塑劑。
4.3 硫化劑T1681,可用于氯化聚乙烯橡膠的硫化交聯(lián),可以適用于多種形式的硫化工藝。
6簡單對比
過氧化物體系如DCP,是氯化聚乙烯的高效硫化劑,但不適宜用于無模硫化,且要根據(jù)使用條件正確選擇過氧化物品種。
噻二唑類硫化劑與三唑二巰基胺鹽系列硫化效果較好,但焦燒性能需要注意調(diào)整。
CV1520、 EataMix TCHC、T1681等為復(fù)合硫化劑,性能較接近噻二唑類與FSH系列。
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