三元乙丙再生胶具备优异的耐高低温、耐臭氧、耐候性,可全部或部分替代EPDM原胶生产橡胶制品,有效降低成本。采用过氧化物硫化的三元乙丙再生胶硫化胶生成高键能 C-C 交联键,能够赋予制品良好的耐热性、低压缩永久变形及优异的化学稳定性;但经常会遇到一个问题:EPDM再生胶过氧化物硫化体系是否会用到硬脂酸和氧化锌?
1.氧化锌、硬脂酸在EPDM再生胶过氧化物和硫黄硫化体系中的区别
三元乙丙再生胶制品采用硫黄硫化时,氧化锌和硬脂酸能够参与硫化活化过程,与促进剂形成有效活化体系,是常用的活性剂E6LYY416;采用过氧化物硫化时,主要依靠有机过氧化物受热分解产生自由基,引发三元乙丙橡胶分子链之间形成交联,基本不依赖氧化锌和硬脂酸完成硫化。因此EPDM再生胶制品配方过氧化物硫化体系中,不一定非要加入氧化锌或硬脂酸。
2.三元乙丙再生胶过氧化物硫化体系中加不加硬脂酸
硬脂酸在三元乙丙再生胶制品配方中的主要作用是润滑、分散和改善加工性能,在硫黄硫化体系中可以参与氧化锌活化;三元乙丙再生胶采用过氧化物硫化时,如果胶料本身混炼、分散和压出性能已经满足要求,硬脂酸没有必要为了“活化硫化”而强行加入;特别是在要求耐热、低压缩永久变形的三元乙丙再生胶制品中,配方设计更应围绕过氧化物交联效率展开,而不是机械增加硬脂酸。
硬脂酸作为一种廉价的分散剂、流动剂,用量少时(1份以下),对三元乙丙再生胶过氧化物硫化几乎不起作用,硬脂酸对填料的分散起一定的作用,能使填料更好地分散,能减少混炼时粘辊现象,可以改善工艺性能,配用少量硬脂酸可促进ZnO的分散,但用量多时(3-5份以上)会影响过氧化物硫化,减少交联键,增加配方中低分子物质迁移、析出的风险,所以用量一定要控制好。
3.三元乙丙再生胶过氧化物硫化体系中加不加氧化锌
氧化锌具有较好的耐热性,在部分橡胶配方中可以改善胶料综合性能。三元乙丙再生胶过氧化物硫化中,氧化锌不是决定硫化能否正常进行的核心材料。
EPDM再生胶采用过氧化物作为主硫化剂时,胶料硫化状态、硬度、拉伸强度、压缩永久变形等指标已经达到要求,氧化锌完全可以根据实际需要减少用量甚至取消添加。如果三元乙丙再生胶制品对耐热性、尺寸稳定性或其他综合性能有要求,可以通过小试比较加入前后的硫化曲线、硬度、拉伸性能和压缩永久变形,再确定合理用量。
在硫化程度较高的过氧化物体系中,如果不加ZnO热撕裂性能会很差,产品不易脱模,所以加入ZnO对热撕裂是有好处的。
使用三元乙丙再生胶生产橡胶密封条、密封圈时,采用过氧化物硫化的优势主要在耐热性和压缩永久变形控制方面,可以采用“基础配方—小试对比—性能验证”的方法。设置不加氧化锌和硬脂酸、只加氧化锌、氧化锌与少量硬脂酸并用等几个方案,对比门尼黏度、硫化曲线、硬度、拉伸强度、扯断伸长率和压缩永久变形。对于三元乙丙再生胶制品,还要观察混炼加工性、挤出表面和长期热老化后的性能变化。
三元乙丙再生胶采用过氧化物硫化时,硬脂酸不是必需品,氧化锌也不是必须沿用硫黄体系的固定配方。能不能加、加多少,需要根据三元乙丙再生胶原料状态、加工性能和最终制品指标共同决定。配方真正做到稳定、低成本,关键不是“少加一种材料”,而是避免没有必要的配合剂堆叠,保证交联结构和制品性能稳定。
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