丁晴橡胶配方及其作用

丁腈橡胶配方及其应用

摘要：综述丁腈橡胶的配方设计,丁腈橡胶的应用，以及国内外发展现状,消费现状，市场分析。

关键词：丁腈橡胶；配方设计；性能；应用；国内外市场

1 引言

丁腈橡胶( NBR) 是由丁二烯和丙烯腈单体。采用乳液聚合工艺合成的一种弹性体，其分子链中含有不饱和双键和极性基团—CN，因而具有耐油性能好、物理机械性能优异等特点，广泛地应用于各种耐油制品，如O 型环、蛇( 软) 皮管、垫圈、燃料箱衬胶、油罐衬里、印刷消耗品、印刷滚筒、绝缘地面垫板、硬橡胶零件、耐油鞋底、织物涂层、泵的叶轮、油井刷布、管螺纹保护层、电线护套、粘合剂、橡胶手套以及食品包装用薄膜等方面。由于其耐油性能优异、物理机械性能和加工工艺性能好等优点而被广泛应用于各种耐油制品.N41是结合内烯睛为29%.门尼粘度(ML (1-4) 100'C)为77的极低凝胶含录类型的丁睛橡胶.它与日木瑞翁公司的N41, JSR的240S、台湾南帝公司的2865等具有从木相同的生胶物理机械性能和加上工艺性能，可以广泛应用在兼顾耐油和低温以及物理机械性能的应用领域.采用适合于N41的配合体系和加工工艺可以获得更佳的应用效果。

1 N41的配合

1.1 配合体系

1.1.1 硫化体系

1.1.1.1 硫磺和促进剂体系

硫磺和促进刑硫化体系是N41应用最厂泛的传统硫化体系。硫磺任N41中的浴解度比在天然橡胶中低，所以用最卜般要控制在1.0~2.0份((100份生胶中所含配合剂的份数，文中以下均按此法表示)。N41硫化胶中形成单硫键、双硫键和多硫键，而且硫磺用量越大其多硫键就越多，因而定伸强度、焦烧时间及硬度都随硫磺用量的增加而增加，耐油性也随之有一定的提高，但是耐热性能却随之降低。采用硫磺和促进剂硫化体系的优点是加工过程容易吃料，L艺性能较好，硫化胶常态下的物理机械性能良好:缺点是耐老化性能和耐压缩永久变形性能变差。硫磺和促进剂硫化体系中只用噻唑类促进剂硫化速度太慢.一般噻唑类促进剂要和秋来姆类促进剂并用。这一体系中采用秋来姆作促进剂能对N41硫化胶的压缩永久变形起到改善作用，例如某一配方中生胶N41为100份，硫磺、促进剂DM、促进剂TMTD分别为2, 1, 0.25份时，其硫化胶的压缩永久变形可以

达到21%. N41为100份.硫磺、促进剂TMTD分别为4、025份时.硫化胶的压缩永久变形可以达到18%.

1.1.1.2 低硫高促硫化体系

低硫高促硫化体系中硫磺用最非常小，一般只用0.5份左右，也有不用硫磺的情况。这种体系制得的N41硫化胶的突出性能是耐热性能好。硫磺和促进剂DM, CZ并用时定伸强度较高，硫磺和促进剂TMTM并用，硫化胶具有较好的压缩永久变形性能，而且焦烧的倾向性不太大.少量硫磺与促进剂TMTD并用可以使N41硫化胶压缩永久变形降到很低，但是其焦烧时间缩短，不利于加工的安全性.例如某一配方中生胶N41为100份.硫磺、促进剂CZ、促进剂TMTD分别为0.75、1、2.5份，其硫化胶的压缩永久变形仅为4%，这时候体系中应该增加2份左右的防焦剂，以增加体系的操作安全性。

1.1.1.3 过氧化物硫化体系

在N41加工中采用DCP1.5- 2.0份作硫化剂，其硫化胶耐热性能好、压缩永久变形小、低温性能好而且不易喷霜，但是硫化胶的伸长率小、抗撕裂性能变差，如果在温度较高的环境下使用，其缺点就更加明显。在N41中采用硫随和DCP 并用可以改善撕裂性能，伸长率也可以得以提高。在N41中采用DCP和甲幕内烯酸镁并用体系，其硫化胶的拉伸性能、耐高温低温性能、耐疲劳性能、与金属的枯合性能和撕裂性能都比较好。通常是将低硫高促体系和DCP共用，例如某配方中生胶N41为100份，硫磺、促进剂DM.促进剂TMTD、DCP分别为0.3、1.5、1. 2，其硫化胶各种性能均衡适中，抗撕裂强度能达到43kN/mL

1.1.2 补强填充体系

N41制品一般都要求耐油性能好和压缩永久变形小。由于国内市场补强填充剂存在很大差别.不同加工企业应按照自身要求因地制宜地选用补强填充剂。以下是这个体系的一些共性.

1.1.

2.1 炭黑

炭黑对N41硫化胶的物理机械性能影响如下:

(1)炭黑会使胶料的门尼粘度增大，在一定范围内，增幅越大，补强效果就越好。炭黑的粒径越小，结构度越高，其胶料的门尼枯度就越大，在N41胶料中含有相同量的以下不同种类的炭黑，其门尼枯度由大到小的顺序为:ISAF>HAF>FEF>FF> SRF>FT>MT>无炭黑。

(2)粒径相同，炭黑结构度越高.其硫化胶的定仲强度就越大、仲长率越小、

撕裂强度越大。

1.1.

2.2 浅色补强填充体系

在白色或浅色制品中，N41胶料中可以使用白炭黑作为补强剂。白炭黑作为补强剂的N41硫化胶的拉伸强度和定伸强度低于硬质炭黑，其耐磨性能很好，胶料的门尼枯度也有显著增加。白炭黑一般呈酸性，会对硫化起迟滞作用，因而需要配合一些聚乙二醇，二甘醇等作为酸度调节剂。碳酸钙的补强效果不佳，但是在N41的硫化胶中可以改善撕裂强度、屈挠性能、回弹性以及压缩永久变形等，超细碳酸钙使用效果史佳。在N41中配合陶上时会对硫化速度起迟滞作用，一般可以加入三乙醉胺作为调节剂以加快硫化速度。氧化镁在N41中配合使用可以使硫化胶的耐热空气老化和耐热油性能得到大幅度改善，若加工条件允许，可以配合高达100份的氧化镁，但是配合氧化镁后胶料的硬度会大幅度上升，加工时粘辊和粘腔现象严重。适当地使用硫酸钙、碳酸钙、硅藻上、滑石粉能改善N41的加工性能。

1.1.3 防护体系

N41胶料配合时选用防老剂是以不喷出、不影响硫化胶物理机械性能的前提下，尽可能多地加大防老剂用最。在要求耐油和耐化学腐蚀的条件下，选用防老剂是以在N41制成品中较难被溶剂抽出为原则。

建议在N41胶料中采取防老剂RD和NIB配合使用会使N41硫化胶的耐热性能和耐臭氧老化性能上都有不错的效果，防老剂4010, 4010NA使N41硫化胶具有良好的耐臭氧老化性能.耐屈挠性能亦有所改善，在制品要求浅色防老剂时可以考虑选择防老剂SP, 264等。另外炭黑对于强光和紫外线具有优异的防护作用，在对制品颜色要求不是非常苛刻的情况下尽量选用炭黑,N41与PVC并用可以大大改善其抗臭氧的能力。N41胶料中选用1.0~2.0份的石蜡往往会起到良好的防护效果。

1.1.4 软化和增塑体系

N41胶料中经常使用古马隆树脂、氯化石蜡等作软化剂，常用DBP, DOP, DOS等作为增塑剂，这些增塑剂可以增加N41胶料的塑弹性、降低硬度.使N41硫化胶的压缩永久变形变小。

1.1.5 加工助剂

N41的门尼粘度在72.5-82.5之间，已经属于软丁睛橡胶中门尼粘度较高的类型，一般混炼时要求门尼粘度在60以下。因而N41在加工时配合极少量的硬脂酸钙、硬脂酸锌或者硬脂酸镁等作为加工助剂，这样不但能使N41的门尼粘