EPDM种类配方的设计并用胶配合设备工艺.docx
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EPDM种类配方的设计并用胶配合设备工艺
三元乙丙橡胶（ethylene-Propyleneterpolymer）是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的主要品种。
它除保持二元乙丙橡胶优良的耐臭氧性、耐候性、耐热性等特性外。
在硫化速度、配合和硫化胶性能等方面又不完全同于二元乙丙橡胶。
一、基本配合和质量检验方法
三元乙丙橡胶的质量检验，除国际标准化组织（ISO）和美国材料试验学会（ASTM）制定的三元乙丙橡胶硫化胶性能检验方法外，我国和其它国家目前尚无统一的国家级和部级乙丙橡胶质量标准及检验方法，大多数生产者均采用其公司或厂家的企业检验方法和质量控制标准。
（一） ISO和ASTM三元乙丙橡胶硫化胶性能检验方法摘要
表5-14三元乙丙橡胶基本鉴定配方
原料名称
重
量
份
原料名称
重
量
份
ISO
ASTM
ASTS
ISO
ASTM
ASTS
三元乙丙橡胶
氧化锌
硫磺
硬脂酸
油炉法炭黑②
ASTM103号油③
促进剂TMTD
促进剂M
100
5
1.5
1.0
80
50
1.0
0.5
100
5
1.5
1.0
100
75
1.0
0.5
100
5
1.5
1.0
80
50-y①
1.0
0.5
批料矿大倍数
开炼机混炼
密炼机混炼
微型机混炼
（开炼机头）
微型机混炼（本伯里密炼机头）
2
5.5
0.29
0.25
2
4.2
0.2
0.21
2
5.5
0.23~0.29
0.2~0.26
合计
239
284
239
① y=在充油母炼胶中，每100份基础橡胶中油的份数。
如y大于50份，则配方3不在加油。
② 现行工业参比炭黑，可用NB378炭黑代替，其结果稍有不同。
③ ASTM103号油特征：
100℃时运动粘度为16.8±1.2mm2/S，粘度比重常数为0.889±0.002。
④ 适用于通用型三元乙丙橡胶。
⑤ 适用于乙烯含量大于67％的高生胶强度的压出类三元乙丙橡胶。
⑥ 适用于充油三元乙丙橡胶。
1．检验配方
ISO4097—1980（E）和ASTMD3568—81a基本鉴定配方摘于表5-14。
2．混炼方法
ISO混炼方法有方法A和方法B两种。
方法A为开放式混炼方法；方法B为密炼机混炼，开炼机加硫化体系及下片的方法。
ASATM用于检验三元乙丙橡胶的混炼方法有密炼机法、微型密炼机方法和开炼机方法三种方法。
（1）密炼机混炼方法
密炼机混炼方法摘于表5-15。
表5-15 密炼机混炼
方法出处
ISO 4097—1980（E）
ASTM D3568—81a
混炼条件
150℃，77r/min
第一段混炼
家药顺序
① 生胶，氧化锌，炭黑，油和硬脂酸，0.5min
② 加压混炼2.5min
③ 清扫，0.5min
④ 当温度达150℃或时间达5min后排胶
开炼机薄通
排下的胶料立刻在辊距为2.5mn，辊温为50±5℃的实验室开炼机上薄通3次，检查批料重量，使其与理论之差不大于0.5％，否则作废，薄同后的母炼胶料至少停放30min或使其达到室温
第二段混炼
开炼机二段混炼
停放后的母炼胶包在温度为50±5℃辊距为1.5mm开炼机的慢辊上加入硫磺和促进剂，带院全混入胶料中后，每边割刀3次后排胶将辊距调至0.8mm，胶料薄通6次后下片，并按规定方法制备试片
密炼机二段混炼的
转速为77r/min,温度为40±5℃的密炼机中加入1/2上过母炼胶、促进剂、硫磺、1/2母炼胶。
胶料继续混炼直到温度达110℃或总混炼时间达2min即可排胶,并再次检查批料重量后,按规定方法制备试片
（开炼机或密炼机）
家药顺序
（2）开炼机混炼方法用开炼机混炼应注意调节辊距，使其尽可能地在辊筒上保持较好的堆积胶（或连续的包辊胶），同时混炼前将氧化锌、炭黑、硬脂酸和油进行混合。
混炼方法摘于表5-16。
表5-16 三元乙丙橡胶开炼机混炼方法
加药序号
加药序号
辊距mm
辊温℃
时间ISOASTM
min
ISO
ASTM
ISO
ASTM
1
2—1
2—2
3
4
5
6
加生胶,使其包前辊
用刮刀在辊筒上均匀地加入1/2混
合料痒化锌、炭黑、硬脂酸合油
每边割刀（至辊筒长度的3/4）一次,
并加入乘余的1/2混合料,待全部料
入后,每边割刀3次（需保证在堆积
胶或辊筒表面上没有游离炭黑才割刀
在辊筒上均匀地加入促进剂和硫磺
每边割刀三次,允许每次割刀之间为
15秒排下胶料,调节辊距后薄通6次
检查并记录批料重量,与理论值之差
不能大于0.5％，否则重炼
0.7
0.7
1.3
1.8
1.8
0.8
0.8
0.8
1.2
1.2
1.2
0.8
35±5
35±5
35±5
35±5
35±5
35±5
23±5
23±5
23±5
23±5
23±5
23±5
1
13
3
2
2
（二）企业检验标准摘要
我国曾生产或试制的乙丙橡胶有二元乙丙橡胶、DCPD-EPDM和ENB-EPDM。
我国乙丙橡胶商品牌号命名见表5-17。
美国Exxon公司三元乙丙橡胶技术规格见表5-18，日本JSR
表5-17 乙丙橡胶商品牌号命名
新牌号
原名称
丙烯含量,％
第三单体
门尼粘度（ML1+4,100℃）
EPM 2007
EPM 3005
EPM 4003
EPM 5005
EPM 5006
EPDM 3014
EPDM 3016
EPDM 5014
EPDM 5015
EPDM 5017
EPDM 3024
EPDM 3026
二元乙丙橡胶YBJ2027
二元乙丙橡胶YBJ2035
二元乙丙橡胶YBJ2043
二元乙丙橡胶YBJ2000
二元乙丙橡胶YBJ2000
通用型三元乙丙橡胶
通用型三元乙丙橡胶
三元乙丙橡胶YBJ3100
三元乙丙橡胶YBJ3100
三元乙丙橡胶YBJ3100
高速硫化三元乙丙橡胶
高速硫化三元乙丙橡胶
20~30
30~40
40~50
50~60
50~60
30~40
30~40
43~53
43~53
43~53
30~40
30~40
双环戊二烯
双环戊二烯
双环戊二烯
双环戊二烯
双环戊二烯
乙叉降冰片烯
乙叉降冰片烯
65~75
45~55
30~40
≤50
≤60
40~50
50~64
40~50
50~70
70~90
40~50
50~70
℃注:
三元乙丙橡胶第三位数表示第三单体,1—双环戊二烯,2—乙叉降冰片烯。
表5-18 美国Exxon公司三元乙丙橡胶技术规格
项目名称
VISTALON2504
VISTALON3708
VISTALON4608
VISTALON5600
VISTALON6505
VISTALON5630
VISTALON6630
最小
最大
最小
最大
最小
最大
最小
最大
最小
最大
最小
最大
最小
最大
门尼粘度
ML1+8，100℃
35
45
45
55
57
67
65
75
45
55
48
58
48
58
ML1+8，127℃
钒，ppm
灰分，％
100
0.5
100
0.3
100
0.3
100
0.3
100
0.3
100
0.3
100
0.3
水分，％
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
拉伸强度，MPa
扯断伸长率，％
300％定伸应力,MPa
8.2
400
5.2
9.3
300
8.2
7.5
400
6.2
10.0
300
9.5
13.7
350
8.2
10.0
300
9.5
10.0
250
—
其他检验项目
充非污染油,份
30
30
颜 色
相对密度
淡 灰
0.86
非污染性稳定剂,％
0.10
配方
EPDM 100
SRF炭黑 140
油 70
氧化锌 5
硬脂酸 1
硫磺 1
促进剂TMTD 1
促进剂M 0.5
EPDM 100
SRF炭黑 200
油 10
氧化锌 5
硬脂酸 1
硫磺 1.5
促进剂TMTD 1.5
促进剂M 0.5
EPDM 100
HAF炭黑 80
油 50
氧化锌 5
硬脂酸 1
硫磺 1.5
促进剂TMTD 1
促进剂M 0.5
充油ENB-EPDM130
SRF炭黑 200
油 70
氧化锌 5
硬脂酸 1
硫磺 1.5
促进剂TMTD 1.5
促进剂M 0.5
硫化条件
150℃×20min
160℃×20min
160℃×10min
160℃×20min
公司三元乙丙橡胶检验配方及性能见表5-19和表5-20。
表5-19日本JSR公司三元乙丙橡胶检验配方及性能
牌 号
EP57P
EP43
EP93
EP21
EP22
EP24
EP25
EP51
EP103A
污染
门尼粘度（ML1+4,100℃）
非污染
88
非污染
47
非污染
50
非污染
38
非污染
42
非污染
65
非污染
90
非污染
38
92②
第三单体种类
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
第三单体含量,（碘值） 灰分,％
挥发分,％
相对密度
15.0
—
0.1
0.86
6
0.02
0.4
0.86
9.5
0.02
0.4
0.86
19.0
0.02
0.5
086
15.0
0.02
0.5
0.86
15.0
0.02
0.5
0.86
17.0
0.02
0.5
0.86
19.0
0.02
0.7
0.86
15.0
0.02
0.5
0.86
物理机械性能（160℃×30min）
300％定伸应力,MPa（kgf／㎝2）
拉伸强度,MPa（kgf／㎝2）
扯断伸长率，％
硬度（JISA型）
1.6
（16）
6.2
（63）
1120
55
5.2
（53）
18.4
（188）
630
64
10.7
（109）
18.2
（186）
460
69
13.9
（142）
15.1
（154）
370
74
13.8
（141）
15.8
（161）
340
71
13.8
（141）
17.5
（178）
370
71
18.7
（191）
2.11
（215）
340
71
13.2
（135）
14.2
（145）
310
77
10.0
（102）
21.0
（214）
350
72
用途
塑料改性
轮胎内胎防水板材耐热输送带
汽车内胎防水板材耐热输送带,胶锟
电线,电缆,汽车部件,窗框,海绵
工业用品,汽车零件,注射成型制品
汽车零件,压出制品
电线,电缆,压出制品
耐热胶管,洗衣机胶管,窗框,汽车零件
牌号
EP27
EP57C
EP33
EP35
EP37C
EP65
EP75C
EP86
EP87
污染性
门尼粘度（ML1+4,100℃）
非污染
105
90
45
83
100
74
85
47
52
第三单体种类
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
DCPD
DCPD
DCPD
第三单体含量,（碘值）灰分,％
挥发分,％
相对密度
15.0
0.02
0.5
0.86
15.0
0.02
0.7
0.86
26.0
0.02
0.5
0.86
26.0
0.02
0.6
0.86
26.0
0.02
0.7
0.86
29.0
0.02
0.5
0.86
19.0
0.02
0.7
0.86
12.0
0.02
0.5
0.86
8.0
0.02
0.4
0.86
物理机械性能（160℃×30min）
300％定伸应力,MPa（kgf／㎝2）
拉伸强度,MPa（kgf／㎝2）
扯断伸长率，％
硬度（JISA型）
15.1
（154）
18.8
（192）
360
70
16.2
（165）
20.2
（206）
370
72
15.6
（159）
16.8
（171）
330
70
16.2
（165）
16.9
（172）
320
71
18.1
（185）
20.1
（205）
340
75
20.4
（208）
20.4
（208）
300
74
20.5
（209）
23.8
（243）
350
73
13.5
（138）
18.8
（192）
410
70
9.6
（98）
20.9（213）
550
69
用途
耐热胶管,窗框,一般压出制品
窗框,白胎侧,垫片,门窗密封胶条
海绵,窗框垫圈及其他模制品
屋顶面料,防水板材,轮胎内胎
注:
配方为EPDM100,高耐磨炉黑67.5,氧化锌5,硬脂酸1,促进剂TMTD1.5,促进剂M0.5,硫磺M1.5。
1ML1+8,120℃。
三元乙丙橡胶
公司三元乙丙橡胶检验配方及性能见表5-19和表5-20。
表5-19日本JSR公司三元乙丙橡胶检验配方及性能
牌 号
EP57P
EP43
EP93
EP21
EP22
EP24
EP25
EP51
EP103A
污染
门尼粘度（ML1+4,100℃）
非污染
88
非污染
47
非污染
50
非污染
38
非污染
42
非污染
65
非污染
90
非污染
38
92②
第三单体种类
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
第三单体含量,（碘值） 灰分,％
挥发分,％
相对密度
15.0
—
0.1
0.86
6
0.02
0.4
0.86
9.5
0.02
0.4
0.86
19.0
0.02
0.5
086
15.0
0.02
0.5
0.86
15.0
0.02
0.5
0.86
17.0
0.02
0.5
0.86
19.0
0.02
0.7
0.86
15.0
0.02
0.5
0.86
物理机械性能（160℃×30min）
300％定伸应力,MPa（kgf／㎝2）
拉伸强度,MPa（kgf／㎝2）
扯断伸长率，％
硬度（JISA型）
1.6
（16）
6.2
（63）
1120
55
5.2
（53）
18.4
（188）
630
64
10.7
（109）
18.2
（186）
460
69
13.9
（142）
15.1
（154）
370
74
13.8
（141）
15.8
（161）
340
71
13.8
（141）
17.5
（178）
370
71
18.7
（191）
2.11
（215）
340
71
13.2
（135）
14.2
（145）
310
77
10.0
（102）
21.0
（214）
350
72
用途
塑料改性
轮胎内胎防水板材耐热输送带
汽车内胎防水板材耐热输送带,胶锟
电线,电缆,汽车部件,窗框,海绵
工业用品,汽车零件,注射成型制品
汽车零件,压出制品
电线,电缆,压出制品
耐热胶管,洗衣机胶管,窗框,汽车零件
牌号
EP27
EP57C
EP33
EP35
EP37C
EP65
EP75C
EP86
EP87
污染性
门尼粘度（ML1+4,100℃）
非污染
105
90
45
83
100
74
85
47
52
第三单体种类
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
ENB
DCPD
DCPD
DCPD
第三单体含量,（碘值）灰分,％
挥发分,％
相对密度
15.0
0.02
0.5
0.86
15.0
0.02
0.7
0.86
26.0
0.02
0.5
0.86
26.0
0.02
0.6
0.86
26.0
0.02
0.7
0.86
29.0
0.02
0.5
0.86
19.0
0.02
0.7
0.86
12.0
0.02
0.5
0.86
8.0
0.02
0.4
0.86
物理机械性能（160℃×30min）
300％定伸应力,MPa（kgf／㎝2）
拉伸强度,MPa（kgf／㎝2）
扯断伸长率，％
硬度（JISA型）
15.1
（154）
18.8
（192）
360
70
16.2
（165）
20.2
（206）
370
72
15.6
（159）
16.8
（171）
330
70
16.2
（165）
16.9
（172）
320
71
18.1
（185）
20.1
（205）
340
75
20.4
（208）
20.4
（208）
300
74
20.5
（209）
23.8
（243）
350
73
13.5
（138）
18.8
（192）
410
70
9.6
（98）
20.9（213）
550
69
用途
耐热胶管,窗框,一般压出制品
窗框,白胎侧,垫片,门窗密封胶条
海绵,窗框垫圈及其他模制品
屋顶面料,防水板材,轮胎内胎
注:
配方为EPDM100,高耐磨炉黑67.5,氧化锌5,硬脂酸1,促进剂TMTD1.5,促进剂M0.5,硫磺M1.5。
① ML1+8,120℃。
表5-20 日本JSR公司充油三元乙丙橡胶检验配方及性能
配方编号
1
2
牌 号
EP96
EP96
污染性
门尼粘度（ML1+4，120℃）
第三单体种类
基础胶碘值，mol双键/100g生胶
灰粉，％
挥发分，％
相对密度
油，份
非污染
53
ENB
19.0
0.02
0.5
0.87
50
非污染
66
ENB
14.0
0.02
0.5
0.87
75
物理机械性能
200％定伸应力，MPa（kgf/cm2）
拉伸强度，MPa（kga/cm2）
扯断伸常率,％
硬度（JISA型）
19.8（202）
22.7（231）
230
79
10.1（103）
23.2（237）
360
65
配方:
⒈充油EPDM（EP96）150,高耐磨炉黑110,氧化锌5,硬脂酸1,促进剂TMTM1.5,促进剂M0.5,硫磺1.5;
⒉充油EPDM（EP98）175,高耐磨炉黑110,氧化锌5,硬脂酸1,促进剂TMTM1.5,促进剂M0.5,硫磺1.5;
⒈国产DCPD-EPDM技术指标
项目名称
DCPD-EPDM
I型
Ⅱ型
Ⅲ型
一级品
二级品
一级品
二级品
一级品
二级品
挥发分,％≤
总灰分,％≤
不饱和度,mol双键/kg生胶
门尼粘度（ML1+4，100℃）
硫化条件,160℃min
拉伸强度MPa（kga/cm2）≥
伸常率,％≥
1.0
0.5
0.3~0.6
45±5
40
17.7（180）
350
1.5
0.8
0.3~0.6
45±5
40
14.7（150）
300
1.0
0.5
0.3~0.6
60±10
40
17.7（180）
300
1.5
0.8
0.3~0.6
60±10
40
14.7（150）
250
1.0
0.5
0.3~0.6
80±10
40
18.6（190）
300
1.5
0.8
0.3~0.6
80±10
40
15.7（160）
250
⒉试验方法
⑴基本配合
原 料
重量份
原 料
重量份
生胶
硬脂酸（QB-523-66）二级品
氧化锌（间接法HG-235-65）一级品
促进剂HG2-471-78）专用品
100.0
1.0
5.0
0.5
促进剂TMTD（HG2-473-82）一级品
高耐磨炉黑（检验用炭黑）
硫磺（山西长治化工厂）一级品
合计
1.5
50.0
1.5
159.5
⑵混炼设备
实验室用6in开炼机
实验室用6in开炼机
辊筒直径
辊筒长度
档板间距
160mm
320mm
全开
辊速
速比
辊温
前辊22r/min
后辊27/min
1︰1﹒22
用冷却水和蒸汽调节
（3）混炼条件每次配合量以300g生胶计算；混炼温度为30—40
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