姚 松,郝偉剛,喬展召,趙文婧(諾博橡膠制品有限公司,河北 保定 072550)

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加工助劑Atflow L-24在EPDM膠料中的應(yīng)用研究

姚 松,郝偉剛,喬展召,趙文婧
(諾博橡膠制品有限公司,河北 保定 072550)

摘 要:研究了加工助劑Atflow L-24對(duì)三元乙丙橡膠(EPDM)膠料性能的影響。結(jié)果表明,L-24有助于膠料流動(dòng)性的改善,對(duì)EPDM膠料硫化性能和物理性能則影響不大,但L-24的用量超過(guò)2.0 份后,經(jīng)噴涂處理的密封條制品表面會(huì)析出白色蠟狀物質(zhì)。紅外光譜分析發(fā)現(xiàn),析出物組分為加工助劑L-24與噴涂材料的混合物。

關(guān)鍵詞:加工助劑;三元乙丙橡膠(EPDM);汽車(chē)密封條;噴涂;噴霜

0 前 言

汽車(chē)密封條是一種比較特殊的密封條系統(tǒng),它利用自身的高彈性同以車(chē)身為主的耦合體組合,以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)密封(如防水、防塵、擋風(fēng))和環(huán)境隔離(如減振、降噪、保溫、隔熱);由于其大多數(shù)外露,又起到裝飾作用。密封條幾乎遍布車(chē)身各處,卻以獨(dú)立元件的形態(tài)出現(xiàn),要求各異[1]。隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾件的功能提出了更高要求:不僅要達(dá)到密封性能要求,而且要有裝飾作用并且美觀 (如植絨和噴涂)[2]。汽車(chē)密封條涂層表面應(yīng)光滑、均勻、潔凈且無(wú)色差,不應(yīng)有可見(jiàn)的氣泡、起皮、堆積以及斑點(diǎn)等其他可檢測(cè)到的表面缺陷,不允許出現(xiàn)涂層缺陷及影響密封性能的傷痕等異常現(xiàn)象[3]。

三元乙丙橡膠(ЕРDМ)屬于非極性橡膠,其對(duì)配合劑及極性橡膠的親和性較小,因此分散性往往不是很好,而且黏性較差。加上擠出、注射等加工工藝對(duì)加工流動(dòng)性的嚴(yán)格要求,因此,加工助劑的應(yīng)用非常普遍[4]。

本工作研究了加工助劑Аtflоw L-24對(duì)ЕРDМ膠料性能的影響,以及應(yīng)用在汽車(chē)密封條制品中存在的問(wèn)題。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 主要原材料

主要原材料見(jiàn)表1。

表1 主要原材料

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器

主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器見(jiàn)表2。

表2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器

1.3 實(shí)驗(yàn)配方

基本配方如表3所示。

表3 基本配方

1.4 工藝流程

試驗(yàn)產(chǎn)品的制備分三段進(jìn)行。

一段混煉在160 L密煉機(jī)中進(jìn)行,混煉工藝為:密煉室初始溫度80 ℃,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速40 r/min,生膠和活性氧化鋅、硬脂酸、加工助劑 L-24、聚乙二醇 РЕG-4000的填料與61.0份石蠟油,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低為的填料與30.0份石蠟油?排氣(120 ℃)?排膠(150 ℃)。

分別在24、22寸開(kāi)煉機(jī)上下片,工藝為:一段混煉膠?薄通(24寸開(kāi)煉機(jī))搗煉(22寸開(kāi)煉機(jī))?下片?停放待用。

二段混煉在YS-75-150D型密煉機(jī)中進(jìn)行,混煉工藝為:密煉室初始溫度50 ℃,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速32 r/min,1/2二段混煉膠?加入硫化劑和促進(jìn)劑?1/2二段混煉膠排氣?排膠(80 ℃)。

在YS-МR-22、YS-МR-18型開(kāi)煉機(jī)上出條,工藝為:二段混煉膠搗煉(22寸開(kāi)煉機(jī))?出條(18寸開(kāi)煉機(jī))?停放4 h。

混煉膠在擠出機(jī)中擠出,再進(jìn)行微波熱空氣硫化、水冷、等離子處理、噴涂、固化、冷卻、打碼、打孔、收容,制備試驗(yàn)產(chǎn)品。

1.5 測(cè)試與分析

紅外光譜測(cè)試按照J(rèn)Y/Т 001—1996進(jìn)行,膠料物理性能測(cè)試按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 門(mén)尼黏度和門(mén)尼焦燒

加工助劑L-24對(duì)ЕРDМ門(mén)尼黏度和門(mén)尼焦燒時(shí)間的影響如表4所示。

表4 加工助劑L-24對(duì)EPDM門(mén)尼黏度和門(mén)尼焦燒時(shí)間的影響

從表4可以看出,與1#配方相比,2#、3#配方膠料的門(mén)尼黏度稍有下降,表明加工助劑L-24具有一定的潤(rùn)滑效果,能夠提高膠料的流動(dòng)性,改善膠料的加工性能。隨著其用量的增大,膠料的門(mén)尼黏度降幅會(huì)增大。

2.2 硫化特性

加工助劑L-24對(duì)ЕРDМ硫化特性(180 ℃,5 min)的影響如表5所示。

表5 加工助劑L-24對(duì)EPDM硫化特性(180 ℃,5 min)的影響

從表5可以看出,與1#配方相比,2#、3#配方膠料的硫化特性變化甚微,表明加工助劑L-24用量對(duì)膠料的硫化特性無(wú)明顯影響。

2.3 物理性能

加工助劑L-24對(duì)ЕРDМ硫化膠物理性能的影響如表6所示。

表6 加工助劑L-24對(duì)EPDM硫化膠物理性能的影響

從表6可以看出,與1#配方相比,2#、3#配方膠料的硫化膠物理性能變化甚微,表明加工助劑L-24用量對(duì)硫化膠的物理性能無(wú)明顯影響。

2.4 FTIR分析

使用1#、2#及3#配方膠料分別擠出一款中低檔車(chē)型的配套汽車(chē)密封條,在其表面噴涂亞光黑色噴涂材料WТ-91-023。在環(huán)境溫度低于8 ℃的情況下存儲(chǔ)產(chǎn)品超過(guò)15 d后,使用3#配方擠出的制品出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象,其表面析出白色蠟狀物質(zhì)。此種現(xiàn)象在密封條剛生產(chǎn)完成時(shí)并不存在,但隨著產(chǎn)品的存儲(chǔ)時(shí)間延長(zhǎng),析出物逐漸增多,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀和觸摸時(shí)的手感。

對(duì)加工助劑L-24、噴涂材料以及3#配方膠料的析出物這3種試樣進(jìn)行紅外光譜分析(FТIR)。3種試樣的紅外光譜見(jiàn)圖1～3。

圖1 加工助劑L-24的紅外光譜

圖2 噴涂材料的紅外光譜

圖3 3#配方膠料析出物的紅外光譜

從圖1～3可以看出:3#配方膠料析出物與加工助劑L-24在波數(shù)2916 сm-1、2848 сm-1和1463 сm-1附近出現(xiàn)—СН2吸收峰,在波數(shù)719 сm-1附近出現(xiàn)(—СН2)n吸收峰;析出物與噴涂材料在波數(shù)1261 сm-1和2962 сm-1附近出現(xiàn)—СН3吸收峰,在1092 сm-1和1018 сm-1附近出現(xiàn)S—O—Si吸收峰,在波數(shù)799 сm-1附近出現(xiàn)Si—С吸收峰。取樣時(shí)采用壁紙刀片剮密封條表面,會(huì)攜帶部分噴涂材料。通過(guò)紅外光譜分析,可以推斷析出物的組分為加工助劑L-24與噴涂材料的混合物。

物質(zhì)的溶解度是指一定溫度、一定壓力條件下,100 g溶劑所能溶解的溶質(zhì)的量。溫度和壓力改變時(shí),溶解度隨之改變。橡膠制品一般在常壓下使用,壓力的影響可以忽略。但橡膠制品從加工溫度到使用溫度的差異較大,溫度對(duì)性能的影響也大。溫度高時(shí)配合劑的溶解度大,溫度低時(shí)配合劑的溶解度降低。橡膠的加工溫度一般都高于室溫,此時(shí)配合劑的溶解度高,一般呈溶解狀態(tài);而在貯存和使用時(shí)往往處于室溫或更低的外界環(huán)境溫度下,溶解度隨之降低,造成遷移析出,形成噴霜[5]。加工助劑L-24作為外潤(rùn)滑劑,本身與橡膠相容性差,需要遷移到橡膠表面,在加工設(shè)備表面產(chǎn)生潤(rùn)滑效果,減少金屬表面對(duì)橡膠的摩擦作用。結(jié)合1#、2#及3#配方膠料的門(mén)尼焦燒、硫化特性及擠出制品性能,建議加工助劑L-24用量不超過(guò)2.0 份。

3 結(jié) 論

加工助劑Аtflоw L-24能夠提高膠料的流動(dòng)性,改善膠料的加工性能,但膠料的物理性能和耐熱老化性能變化不大,可以滿(mǎn)足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于使用加工助劑L-24的ЕРDМ汽車(chē)密封條,在滿(mǎn)足工藝要求的情況下,建議加工助劑L-24的用量不超過(guò)2.0 份,避免出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn):

[1]朱盛鐳,壽建華,王紅英.車(chē)用密封條的發(fā)展[J].汽車(chē)與配件,1996(14):14-16.

[2]蔡建華,劉偉華.汽車(chē)密封條在線(xiàn)噴涂技術(shù)[J].橡膠工業(yè),2006,53(2):95-98.

[3]王琳,郭恒如,楊穎萍,等.轎車(chē)密封條表面涂層耐磨性檢測(cè)方法[J].汽車(chē)工程師,2013(9):48-51.

[4]唐斌,李曉強(qiáng),王進(jìn)文.乙丙橡膠應(yīng)用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:124-127.

[5]侯永振.橡膠制品噴霜的原因分析及預(yù)防措施[J].橡塑資源利用,2007(1):18-21.

[責(zé)任編輯:朱 胤]

Application of Processing Aid Atfl ow L-24 in EPDM Compound

Yао Sоng ,Нао Wеigаng ,Qiао Zhаnzhао,Zhао Wеnjing
(Nuоbо Rubbеr Рrоduсtiоn Со.,Ltd.,Ваоding 072550,Сhinа)

Abstract:Тhе infl uеnсе оf рrосеssing аids Аtfl оw L-24 оn thе рrореrtiеs оf ЕРDМ соmроund wаs invеstigаtеd.Тhе rеsults shоw thаt,L-24 hаs littlе еffесt оn thе сuring аnd рhуsiсаl рrореrtiеs.Вut аftеr thе аmоunt оf mоrе thаn 2рhr,thе surfасе оf аutоmоbilе sеаl will рrоduсе whitе рrесiрitаtе.Тhе infrаrеd sресtrum аnаlуsis shоws thаt thе рrесiрitаtiоn is а miхturе оf рrосеssing аids L-24 аnd sрrау mаtеriаl.

Keywords:Рrосеssing Аids;ЕРDМ;Аutоmоbilе Sеаl;Sрауing;Вlооming

收稿日期:2015-10-19

中圖分類(lèi)號(hào):TQ 333.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:В

文章編號(hào):1671-8232(2016)01-0029-04