孫會娟

（衡水百金復合材料科技有限公司, 河北 衡水 053000）

過氧化物低溫硫化三元乙丙橡膠止水帶

孫會娟

（衡水百金復合材料科技有限公司, 河北 衡水 053000）

研究了不同硫化體系、不同硫化溫度對三元乙丙橡膠止水帶的各項物理性能的影響。結果表明，采用過氧化物硫化劑、140℃的硫化溫度，可生產出符合標準要求的三元乙丙橡膠止水帶。該過氧化物硫化體系對止水帶的室溫壓縮永久變形性能及耐老化性能的改善尤為突出。

低溫硫化；三元乙丙橡膠；止水帶

0 前 言

橡膠止水帶作為一種高分子防水材料，廣泛應用于混凝土現澆時設在施工縫及變形縫內與混凝土結構成為一體的基礎工程，如地下設施、隧道涵洞、輸水渡槽、攔水壩、貯液構筑物等[1-4]。目前較為常見的橡膠止水帶有天然橡膠止水帶及三元乙丙橡膠止水帶。生產過程中，大多數企業(yè)采用平板硫化機通蒸氣或導熱油作為硫化加熱介質，實現橡膠止水帶的模壓硫化。以蒸氣或導熱油為介質加熱，較電加熱成本低，但缺點是硫化溫度通常只能控制在（140 ℃±5 ℃）范圍內。對于天然橡膠，該硫化溫度較為適宜；而對于三元乙丙橡膠，該硫化溫度較三元乙丙橡膠的適宜硫化溫度（160 ℃）低得多。綜合生產工藝、生產成本、符合止水帶技術標準等因素，研究出一種可以低溫硫化橡膠止水帶的配方。低溫硫化體系是生產三元乙丙橡膠止水帶企業(yè)共同面臨的亟待攻克的難點。近幾年，生產企

業(yè)把三元乙丙橡膠止水帶低溫硫化體系的研究重點大多放在使用普通硫化體系或綜合促進劑上，雖然也能生產出滿足技術標準的止水帶，但需要嚴格控制生產工藝，稍有松動，即有可能出現不合格的項目，無形中增加了生產消耗。本試驗即為解決上述問題提供了一種新的途徑。

1 實 驗

1.1 試驗設備

XK-160開煉機，青島亞東橡機有限公司；平板硫化機（電加熱、導熱油加熱），青島錦九洲橡膠機械有限公司。

1.2 主要檢測設備及檢測依據

電子拉力試驗機，上海華龍測試儀器股份有限公司；低溫脆性試驗儀，上海一實儀器設備廠；熱空氣老化箱，上?？衫讬C電設備制造有限公司；臭氧老化試驗箱，上海林頻儀器股份有限公司。

檢測標準依據《鐵路隧道防水材料暫行技術條件 第2部分 止水帶》。該標準中對三元乙丙橡膠橡膠止水帶的性能要求見表1。

表1 橡膠止水帶的物理力學性能

1.3 主要原材料及生產工藝

三元乙丙橡膠，韓國SK能源公司；炭黑N220、N330、N550，龍星化工股份有限公司；石蠟油，濟寧市眾和石化有限公司；過氧化物硫化劑，深圳強盛公司；其他助劑為橡膠常用助劑。

其中，硫化體系中各配合劑用量如表2所示。

表2 硫化體系中各配合劑用量

三元乙丙橡膠止水帶生產工藝如下：

2 結果與討論

2.1 混煉膠硫化特性

分別在相應硫化溫度下對不同硫化體系的混煉膠測定硫化曲線，結果如表3所示。

表3 各硫化體系的混煉膠硫化特性

由表3數據可以發(fā)現，160 ℃普通硫磺硫化(1)、綜合促進劑硫化的三元乙丙橡膠焦燒時間較長，有較好的加工安全性；140 ℃普通硫磺硫化(2)、過氧化物硫化的焦燒時間較短，加工安全性下降，但仍可以操作。同時，綜合促進劑、過氧化物硫化體系的正硫化時間較其他兩硫化體系的時間短，可以在滿足產品性能的前提下，縮短硫化時間，從而提高生產效率。

2.2 止水帶物理性能

以混煉膠的硫化特性數據為參考，選取適宜的硫化時間。160℃硫化的止水帶在電加熱平板硫化機上進行，140 ℃硫化的止水帶在導熱油加熱的平板硫化機上進行。各硫化體系的止水帶成品物理性能如表4所示。

表4所示檢測結果與技術指標的對比表明，無論何種硫化體系，較難控制的項目是23 ℃×168 h的壓縮永久變形；提高硫化溫度可改善壓縮永久變形。壓縮永久變形由兩部分組成，一部分是物理變化，是由試樣受壓后分子產生相對位移引起的；一部分是化學變化，是由橡膠與助劑或空氣中的氧等發(fā)生化學反應引起的[5]。硫化橡膠壓縮永久變形的大小，涉及到硫化橡膠的彈性與恢復。凡是影響橡膠彈性與恢復的因素，都是影響硫化橡膠壓縮永久變形的因素。試驗所使用的三元乙丙橡膠屬于高乙烯含量的，一般硫化膠具有較高的強度，但在拉伸或壓縮過后，永久變形較大[6]。因此，控制室溫壓縮永久變形在合格范圍內，是三元乙丙橡膠止水帶生產中的難點。

表4 各硫化體系止水帶的物理性能

2.3 止水帶老化后的物理性能

與老化前相應的物理性能對比可以發(fā)現，普通硫磺硫化體系低溫硫化時老化性能不能滿足技術標準要求；普通硫磺硫化及促進劑硫化的三元乙丙橡膠止水帶經過70 ℃×168 h的熱空氣老化，強度均有所下降；過氧化物硫化的止水帶經熱空氣老化后強度有所增加。且140 ℃硫化溫度下，過氧化物硫化體系熱空氣老化后的硬度變化較其他硫化體系的小。

表5 各硫化體系止水帶老化后的物理性能

2.4 過氧化物含量對壓縮永久變形的影響

以上各表的檢測數據表明，要做出滿足《鐵路隧道防水材料暫行技術條件 第2部分 止水帶》技術要求的三元乙丙橡膠止水帶，最主要的控制點是室溫壓縮永久變形。針對這一問題，下表列出了過氧化物含量對壓縮變永久形的影響。

可見，過氧化物含量在4～6份范圍內調整，壓縮變形均能滿足技術標準的要求，綜合成本及工藝等因素，采用過氧化物為5份的硫化體系生產三元乙丙橡膠止水帶。

表6 過氧化物含量對壓縮永久變形的影響

2.5 經濟效益

三元乙丙橡膠止水帶通常用膠量為3～5.5 kg/m，以每根止水帶20 m計算，成本計算如表7所示。

表7 三元乙丙橡膠止水帶的經濟效益

由表7的計算結果可以看出，低溫硫化三元乙丙橡膠止水帶的成本明顯低于160 ℃硫磺硫化的止水帶98～172元。同時，140 ℃即可采用公司現有的導熱油加熱硫化機，而無需購置電加熱硫化機，進一步節(jié)約了生產成本。

3 結 論

以高乙烯含量的三元乙丙橡膠為原材料生產止水帶，壓縮永久變形指標較難控制。采用140 ℃的硫化工藝，硫化體系選用過氧化物：（1）可以生產出符合技術標準《鐵路隧道防水材料暫行技術條件 第2部分 止水帶》的止水帶，撕裂強度達36 kN/m，尤其壓縮永久變形可降至17%；（2）可在過氧化物用量3～6份、硫化時間20～30 min較寬泛的范圍內調整參數，更能夠適應實際生產；（3）使用140 ℃導熱油加熱硫化機硫化，每根止水帶成本可降低98～172元，且無需購置新設備，經濟效益顯著。

[1] 張國文，李雪春，黨佳, 等．鐵路隧道用橡膠止水帶的生產及應用[J]．鐵道建筑，2011（12）：80-83．

[2] 張莉波．淺談水利工程中橡膠止水帶的應用[J]．科技與企業(yè)，2012（09）：241．

[3] 劉雪嬌．橡膠止水帶在工程中如何應用[C]．吉林省土木建筑學會2011年學術年會論文集, 2011．

[4] 李典．橡膠止水帶應用初探[J]．工程技術，2011(3)：165-166．

[5] 楊紅衛(wèi)，曹元禮．試樣對硫化橡膠壓縮永久變形的影響[J]．特種橡膠制品，2009，30（5）：46-47．

[6] 唐斌．乙丙橡膠應用技術 [M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005．

[責任編輯：朱 胤]

Low-Temperature-Vulcanized EPDM Waterstop with Peroxide Vulcanizing Agent

Sun Huijuan
(Hengshui Baijin composites technologyco.,Ltd.,Hengshui 053000, china)

this paper studied the effects of different vulcanizing systems and different vulcanizing temperatures on EPDN waterstop. the result show that EPDN waterstop conforms to standard applying peroxide vulcanizing agent at the temperature of 140℃. this system can prominentlу improve waterstop’s comression set and ozone aging performance.

Low-Тemperature-Vulcanizing; EPDN; Waterstopf

TQ 336.4

B

1671-8232(2014)11-0033-04

2014-02-19

孫會娟（1985 — ），女，蒙古族，內蒙古自治區(qū)通遼市人，碩士研究生，助理工程師，主要從事工程橡膠制品配方及工藝研究工作。