天然橡胶与氯丁橡胶的并用

天然橡胶与氯丁橡胶的并用

在汽车发动机、变速箱、车架，以及压缩机、离合器上的弹性联轴器等橡胶减震、缓冲制品中，衬套、弹性联轴器应用很多，多以天然橡胶（NR）为主，但NR耐臭氧老化性能很差，这是二烯类橡胶的共性。如何提高NR的耐臭氧性，好多厂家采用添加4份左右的普通半精炼石蜡、微晶蜡及一些新型的防护蜡，以及防老剂等，依靠蜡类物质的喷出，及与防老剂的协同效应，来解决NR的抗臭氧老化问题。一般抗臭氧老化静态试验条件是：温度40℃、时间72h、臭氧浓度50pphm、预拉伸20%，在NR中采取上述方法，检测是通过的。

但在衬套、弹性联轴器等产品的实际使用中，它是以动态形式工作来满足减震的或缓冲作用，以发挥NVH减震器、弹性联轴器的良好性能。鉴于此使用原理，NR胶料抗臭氧老化用静态试验法，是不合理的，应该用动态抗臭氧老化试验法，这样才能更接近其的使用工况。

NR用防护蜡类来改善其静态抗臭氧老化是有效的，但在动态试验法下，蜡膜会破裂从而失去其抗臭氧老化作用，产品使用寿命就会大打折扣，影响到产品使用的安全性。下面主要讲一下天然橡胶（NR，50～60份）与氯丁橡胶（CR，30～40份）的并用，依靠CR良好的抗臭氧老化性，来改善NR动态情况下的抗臭氧老化性能。

1.配方设计：

NR与CR（选用硫磺调节型）两种橡胶，都属于自补强橡胶，生胶自身强度都很高；NR属于非极性橡胶，CR属于极性橡胶，两种橡胶并用由于极性相差较大，其相容性就很差，并用胶的扯断强度远远低于单用的任何一种橡胶；还有两种橡胶硫化体系的不同，硫化速度的不匹配性，也是导致并用胶扯断强度下降的主要原因等，相应的对产品的使用寿命影响也很大。

解决NR与CR并用胶的相容性，可并入10份顺丁橡胶（BR），作为二者的相容剂，可很好的解决相容性问题，因为BR与NR、CR的相容性都较好。同时再用2～2.5份均匀增粘剂（如HM 601，,2～2.5份）等，进一步提高其相容性，又对橡胶与金属骨架的粘接有利。

为了进一步提高并用胶的耐动态臭氧老化性，防老剂可用防RD（0.8～1.2份），防4010NA （0.8～1份），石蜡（1.5～2份）。

解决NR与CR的硫化匹配性，必须选用二者的共交联剂来解决。NR常用的促进剂噻唑类（促M、促DM）、秋兰姆类（促TT）等，对NR的交联性很好，但其确是CR的塑解剂，不交联CR。硫脲类促进剂Na-22，却是二者并用的很好共交联剂，其对CR的交联促进作用很好，但对NR的交联促进作用没有噻唑类和秋兰姆类效果好，可并用少量的此类促进剂来改善，其对CR又有塑解的作用，又能改善两种胶的共混均匀性；氧化锌是NR的活性剂，又是CR的硫化剂，可根据并用CR的多少，来选择其用量；同时又根据并用CR的多少再添加适当的氧化镁。两种并用胶硫化体系建议用量：氧化镁1.5～2份，硫磺1～1.5份，促DM 0.3～0.4份，促TT 0.1～0.2份,促Na-22 0.8～1份,氧化锌5份。

并用胶的补强体系，用炭黑如HAF、FEF、SRF等补强（30～40份），经试验胶料的物理机械性能没有其与适量白炭黑（10～20份）并用的好。白炭黑又对粘接有利，但其酸性又影响硫化，可加入硅烷偶联剂及酸碱中和剂（如PEG-4000，1～1.5份）解决,硅烷偶联剂选用KH550（0.5～1.5份）较好，它除了发挥偶联剂的作用外，同时又对胶料与金属骨架的粘接有利。

软化剂建议用石蜡油、环烷油或机油（5～10份），硬脂酸1份。

配方整体含胶率控制在50～65%。

2.工艺注意事项：

炼胶工序：

①NR必须经塑炼后，再与CR或CR/BR掺混；

②加料顺序，由于氧化锌是CR的硫化剂，不能前期加入，要与硫化剂、促进剂一起放到最后加入。

③如密炼机混炼，排胶温度控制在110℃左右；如密炼机加硫，加硫温度控制在≤90℃。

骨架处理工序：

金属骨架处理，做好除锈及脱脂，胶粘剂用底涂和面涂的双涂体系较好，注意涂胶厚度的控制，合理选择固化温度及时间。胶粘剂的选用，固化温度和时间，特别对注射硫化防止胶粘剂迁移引起的粘模，和粘接强度不良很重要。对处理好的骨架要密封保存，防止二次污染。

硫化工序：

合理选用硫化温度、时间等工艺参数，防止欠硫或过硫。