三元乙丙橡胶混炼工艺.docx

1、三元乙丙橡胶混炼工艺三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量非共辘二烯姪的共聚物，其一 般的组成含量为乙烯（质量百分数45%70%）、丙烯（质量百分数 30%40%）和双烯第三单体（质量百分数1%3%）,第三单体通常为双 环戊二烯、1, 4己二烯或2亚乙基降冰片烯。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的，这个特性使得三元乙丙 可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧，具有优越的耐氧化、抗臭氧和 抗侵蚀的能力；三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具 有抗性，吸水率低，具有良好的绝缘特性，且它能吸收大量的填料和 油而对性能影响不大，因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。1 混炼方法如下：1.1出自ISO和ASTM检

2、验三元乙丙橡胶性能的混炼方法如下：主要包括密炼机混炼法和开炼机混炼法（1）密炼机混炼方法表1 密炼机混炼方法出处ISO40971980 (E)ASTM D356881a混炼条件150C, 77r/min第一段混炼生胶，氧化锌，炭黑，油和硬脂酸，0.5min加料顺序加压混炼2. 5min清扫，0. 5min当温度达150C或时间达5min后排胶开炼机薄通排下的胶料立刻在鶴距为2.5mm,鶴温为50土5C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505C棍距为

3、1. 5mm开炼机的慢辘上加入硫磺和 促进剂，带完全混入胶料中 后，每边割刀3次后，将车昆 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转速为77r/min,温度为405C的密炼机中加入1/2上述母炼胶、促进 剂、硫磺、1/2母炼胶。 胶料继续混炼直到温度 达110C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）加料顺序（2）开炼机混炼方法用开炼机混炼应注意调节辘距，使其尽可能地在鶴筒上保持较好 的堆积胶（或连续的包辗胶），同时混炼前将氧化锌、炭黑、硬脂酸 和油进行混合。混炼方法如表2。表2 开炼机混炼方法加料

4、序号加料描述辗距mm鶴温C时间ISOASTMminISOASTMISOASTM1加生胶，使其包前鶴0.70.8355235121用刮刀在辐筒上均匀地0.70.83552351322加入1/2氧化锌、炭黑、硬脂酸和油混合料，1.31.235523533每边割刀（至辗筒长度的1.81.2355235243/4) 次，1.81.235523525并加入剩余的1/2混合0.80.83552356料，待全部料加入后，每边割刀3次（需保证在堆积胶或辗筒表面上没有游1. 2国产DCPD-EPDM混炼方法:(1)混炼设备实验室用6in开炼机实验室用6in开炼机鶴筒直径160mm车昆速前棍 22r/min辐筒长

5、度320mm后鶴27/min档板间距全开1 ： 1 . 22速比用冷却水和蒸汽辗温调节(2)混炼条件每次配合量以300g生胶计算；混炼温度为30-40C；混炼胶在 室温停放不少于4小时。(3)加料顺序加料顺序原料名称觀炼时间min辗距mm割刀次数1生胶10. 60. 8酌情2硬脂酸10. 60. 8酌情3氧化锌10. 60. 8酌情4促进剂M10. 60. 8酌情5促进剂TMTD30. 60. 8酌情61/2高耐磨炉40. 60. 8酌情7黑150. 60. 8酌情81/2高耐磨炉30. 60. 8酌情黑9460. 20. 5不包辐通过1010硫磺11.51.6次薄通下片合 计34*36加料各

6、步骤均需仔细清扫接科盘中药品，加入鶴筒，待药品分散 后再割刀。最终混炼胶重量误差应小于1%。(4)硫化设备及条件 使用平板硫化机硫化，硫化温度为160C 土 1C；模具承受压力大于2.0MPa (20kgf/cm2)；硫化40分钟；模 具与平板边缘距离不少于75mm；硫化胶在室温下停放时间应不少于1 小时。13举例：目前市场上不同硬度的三元乙丙橡胶的混炼方法1.硬度57三元乙丙橡胶配方:三元乙丙胶，100;硫磺，0.5;过氧化二异丙苯（DCP）,6.5硬脂酸,1.5;高耐磨碳黑,20;半补强碳黑,20;凡士林/防老剂D 5/1.5;硫化条件：158CX40;混炼工艺：生胶一碳黑一软化剂一硫磺一

7、防老剂。用途和性能：该 胶料制成胶管、密封件、垫片。耐中等浓酸、有机酸、无机酸、 80%H2SO4.2.硬度65三元乙丙橡胶配方：三元乙丙胶，100;促进剂M, 0.5;促进剂TMTM , 1.5硫磺1.5氧化锌5硬脂酸,1；高耐磨碳黑,80;50号机油50硫化条件：160CX60混炼工艺：生胶一填料、软化剂-ZnO- 促进剂-s-硬脂酸，混匀后要经十次薄通。用途和性能：该胶料具有 耐天候、耐臭氧、耐酸性能、耐磨、耐高低温、电绝缘和弹性等。3.硬度80三元乙丙胶；100;氧化锌,5;硬脂酸,1；硫磺,0.5;高耐磨碳黑,70;促进剂TT, 1.5,促进剂,DM; 2,硫化条件:160C X30

8、z混炼工艺：生胶一碳黑一氧化锌、促进剂 一硫磺一硬脂酸一混炼后经十次薄通下片。用途和性能：温度:35+130C,压 力:10Kg/cm2用于生产密封圈、垫片、耐酸、耐盐、耐辐射。2 .三元乙丙橡胶加工时的一些注意事项（一）塑炼三元乙丙橡胶的塑炼效果差，不象天然橡胶和丁苯橡胶那么 易于塑炼。门尼粘度高的三元乙丙橡胶塑炼时，由于分子链断裂，门 尼粘度有所下降。低门尼粘度的乙丙橡胶，只是在塑炼初期门尼粘度 稍有下降。因此三元乙丙橡胶不象天然橡胶那样需要专门进行塑炼， 只是在混炼前先将三元乙丙橡胶在低温下稍薄通即可。（二）混炼三元乙丙橡胶可采用开炼机和密炼机混炼。但用密炼机混炼，填 充剂分散效果更好。

9、1.开炼机混炼由于乙丙橡胶塑炼效果差，缺乏粘着性，不易“吃”炭黑，不易 包觀(或易包后棍),故用开炼机混炼时应注意以下几点：(1)H尼粘度低的(ML!l+4, 100C在80以下者)可以用开炼机 混炼，门尼粘度高的用开炼机混炼较困难；(2)混炼开始时采用窄辗距，先将生胶薄通10次左右，使其形成 连续的包鶴胶后再放宽辄距进行加料混炼；(3)辗温应控制在60C左右，前辗温度稍低于后辗；(4)混炼高填充油和高填充剂的胶料时，可将油和填充剂先混合 后再加到胶料中去，以改善混炼操作；(5)硬脂酸易使胶料脱车昆，宜在混炼后期加人。此外，加入操作油能改善混炼胶操作性能。故充油乙丙橡胶的混 炼工艺性能较好。2

10、 密炼机混炼三元乙丙橡胶密炼机混炼应注意以下几点；(1)容量应比正常容量高15%左右；(2)温度要高些，以利于乙丙橡胶在高温下塑化，从而使配合剂易于分散均匀（3）填充剂用量高的胶料宜采用逆混法，填充剂用量低的胶粉 用一般混炼法较好。逆混法a.先加除硫黄和促进剂外的所有配合剂；b.加生胶；c.待配合剂完全混合均匀后排胶；d.在开炼机上下片，冷却；e.在开炼机上或温度低于100C的密炼机中加硫化体系。注:密炼机混炼时间视密炼机的类型（快速或慢速）及配方不同 而异，以达到配合剂充分分散均匀为原则.（三）注胶胶料压出性能往往是以胶料容易输送、压出速度快、压出物表面 光滑以及形状、尺寸保持性好为标志。三

11、元乙丙橡胶比一般橡胶容易 压出，压出速度较快，压出物收缩小，但要控制好胶料的门尼粘度和 压出温度。乙丙橡胶胶料门尼粘度（ML!l+4, 100C）以4060为佳。 压出条件一般为；口型温度为90 - 140C,机头温度80130C,机 身温度60 一 70C,螺杆釆用通水冷却。压出速度要适宜。压出速度太快，压出物口型膨胀大，表面粗糙, 尺寸稳定性差。乙烯含量高及分子量分布窄的三元乙丙橡胶压出工艺性能好。高 填充配合的胶料亦有良好的压岀性能，特别是填充高结构炉黑、快压 出炉黑、通用炉黑、半补强炉黑、中粒子热裂法炭黑和细粒子热裂法 炭黑等炭黑的胶料压出表面光滑。白色填料以钛白、滑石粉、碳酸钙为最好

12、，压出速度超过炭黑胶 料。（四）挤出尹云山，2009,特种橡胶制品，挤出型无卤阻燃三元乙丙橡胶 材料的制备与性能文献中考察了几种不同润滑剂（润滑剂用量）、 不同橡胶基体（与EPDM - MA H并用）、增塑体系（石蜡油增塑剂） 对EPDM的挤出加工性能影响：外润滑剂：可以有效地减少胶料在挤出加工时的阻力，有利于改 善胶料挤出时的流动性，但对阻燃橡胶材料而言，外润滑剂的添加 量不能太大，否则会影响材料的阻燃性能。，添加5份石蜡和EPDM 专用加工润滑剂后，EPDM的挤出外观粗糙，并不能从根本上改变 EPDM的挤出性能。添加外润滑剂后导致材料内聚能变低，材料变得 松散，在挤出成型过程中非常容易破边

13、。相对而言，添加10份硅橡 胶后，EPDM的挤出外观有显著改善。增塑剂：对挤出加工性能影响的最大因素是胶料流动性。添加增 塑剂是改善胶料流动性和硬度最有效的方法。本文对比了石蜡油对胶 料加工性能的影响，添加40份石蜡油后，EPDM的挤出外观光滑， 达到用户要求。石蜡油添加到该材料中，可降低材料的硬度，使胶料 变软，从而改善材料的流动性，有利于挤出成型。添加增塑剂是改善 EPDM挤出流动性和硬度的最有效方法，但需注意材料的阻燃性能和 烟密度的变化。基体：并用少量马来酸酹接枝三元乙丙橡胶后，挤出外观明显改 善，但马来酸酹接枝三元乙丙橡胶添加量过大，胶料的挤出外观质 量反而变差。马来酸肝接枝三元乙丙

14、橡胶和极性氢氧化镁的相容性 好，能够在一定程度下提高氢氧化镁在橡胶中的分散性，可保持挤 出样条形状相对稳定。由于马来酸酉干接枝三元乙丙橡胶可能添加了热 塑性树脂，增加挺性便于挤出造粒，从而导致在添加过多马来酸酹 接枝三元乙丙橡胶后，材料不能塑化，反而影响胶料的挤出性能。吴道虎在三元乙丙橡胶用于电线Nordel 1040用于电线电缆的配 方设计及工艺性能研究中指出：由于三元乙丙橡胶Nordel 1040的分 子量适中、门尼粘度较低、分子量分布较宽, 混炼采用一般混炼方法即可。胶料可采用冷 喂料方式进行喂料，其挤岀工艺条件如下;喂 料方式冷喂料;嫁杆长径比（1520）： 1;螺杆温度 4555（?

15、;机筒温度 60 80 C;机头温度90120 C;模具温度110 130;蒸汽压力 1215MPa；模套孔 径 D=o+ 85-1. 90）其中D为模套 孔径，必为绝缘线芯成缆外径昇为绝缘层标 称厚度）；模套定径区长度7=（0. 7-1.0） D；模套与模芯的锥角差 山。=2035S（五）模压三元乙丙橡胶高温流动性较好，故制造模压制品时没有什么困 难。但制造结构复杂的模制品时，要在模型关键部位钻些气眼以排出 窝藏的气体，避免制品产生气孔缺陷或表面发粘等。用过氧化物硫化 的胶料热撕裂性能差，配方中应采用少量硫黄作共交联剂以改善其热 撕裂性能，同时脱模时应特别小心。（六）粘贴成型乙丙橡胶缺少活性

16、基团，内聚能低，分子链段扩散性极小，加上 胶料容易喷霜，给粘贴成型工艺，尤其是制造多层结构的制品如轮胎 胎侧、输送带、屋顶材料、胶鶴、衬里等带来较大的困难。一般可以 采取：保持需粘合表面新鲜不被污染或用化学溶液或溶剂处理需粘 合的表面，尤其是对已喷霜的表面必须先用溶剂处理；在需粘合的 表面涂胶粘剂；提高粘合部位的温度、压力和平整度；与其它含 活性基团的高聚物并用；在胶料中加510份增粘剂；适当提高 增塑剂的用量。釆用中间层胶或涂胶液等办法来提高粘合力。其中 比较简单有效地提高粘合力的办法是提高温度和压力（表3）以及添 加增粘剂。不同增粘剂对自粘性的影响见表4。表3贴合温度和压力对三元乙丙橡胶自

17、粘性的影响胶片温贴合压剥离力，胶片温贴合压剥离力，度，C力，MPag/2.5cm度，C力，MPag/2. 5cm400. 392很小600. 7851600 1620400. 589很小600. 3921450400. 785很小800. 582胶断600. 3921250 800. 785胶断600. 58914501450 1550表4几种增粘剂对三元乙丙橡胶自粘性的影响增粘剂类型剥离力，g/73mm增粘剂类型剥离力，g/73mm非反应性烷基酚醛树脂1000古马隆树脂310非芳香族石油810二甲苯树脂270系树脂480松香350聚菇烯树脂非反应性烷基酚醛树脂增粘效果较好，但同时也使硫化胶物理机 械性能下降，如弹性下降，永久变形增大，硫化速度减慢。提高乙丙橡胶的粘合力除加增粘剂外，还可在胶料中加由胶粘剂RE、胶粘剂A和白炭黑或胶粘剂RH、胶粘剂A和白炭黑组成的粘合 体系（也有单用胶粘剂RH的），其中白炭黑要选用沉淀法活性白炭 黑，此法的缺点是价格较高。