加工助剂Atflow L-24在EPDM胶料中的应用研究

姚 松,郝伟刚,乔展召,赵文婧(诺博橡胶制品有限公司,河北 保定 072550)



加工助剂Atflow L-24在EPDM胶料中的应用研究

姚 松,郝伟刚,乔展召,赵文婧
(诺博橡胶制品有限公司,河北 保定 072550)

摘 要:研究了加工助剂Atflow L-24对三元乙丙橡胶(EPDM)胶料性能的影响。结果表明,L-24有助于胶料流动性的改善,对EPDM胶料硫化性能和物理性能则影响不大,但L-24的用量超过2.0 份后,经喷涂处理的密封条制品表面会析出白色蜡状物质。红外光谱分析发现,析出物组分为加工助剂L-24与喷涂材料的混合物。

关键词:加工助剂;三元乙丙橡胶(EPDM);汽车密封条;喷涂;喷霜

0 前 言

汽车密封条是一种比较特殊的密封条系统,它利用自身的高弹性同以车身为主的耦合体组合,以实现介质密封(如防水、防尘、挡风)和环境隔离(如减振、降噪、保温、隔热);由于其大多数外露,又起到装饰作用。密封条几乎遍布车身各处,却以独立元件的形态出现,要求各异[1]。随着汽车工业的不断发展,对汽车内饰件的功能提出了更高要求:不仅要达到密封性能要求,而且要有装饰作用并且美观 (如植绒和喷涂)[2]。汽车密封条涂层表面应光滑、均匀、洁净且无色差,不应有可见的气泡、起皮、堆积以及斑点等其他可检测到的表面缺陷,不允许出现涂层缺陷及影响密封性能的伤痕等异常现象[3]。

三元乙丙橡胶(ЕРDМ)属于非极性橡胶,其对配合剂及极性橡胶的亲和性较小,因此分散性往往不是很好,而且黏性较差。加上挤出、注射等加工工艺对加工流动性的严格要求,因此,加工助剂的应用非常普遍[4]。

本工作研究了加工助剂Аtflоw L-24对ЕРDМ胶料性能的影响,以及应用在汽车密封条制品中存在的问题。

1 实 验

1.1 主要原材料

主要原材料见表1。

表1 主要原材料

1.2 实验设备和仪器

主要实验设备及仪器见表2。

表2 主要实验设备与仪器

1.3 实验配方

基本配方如表3所示。

表3 基本配方

1.4 工艺流程

试验产品的制备分三段进行。

一段混炼在160 L密炼机中进行,混炼工艺为:密炼室初始温度80 ℃,转子转速40 r/min,生胶和活性氧化锌、硬脂酸、加工助剂 L-24、聚乙二醇 РЕG-4000的填料与61.0份石蜡油,转子转速降低为的填料与30.0份石蜡油￫排气(120 ℃)￫排胶(150 ℃)。

分别在24、22寸开炼机上下片,工艺为:一段混炼胶￫薄通(24寸开炼机)捣炼(22寸开炼机)￫下片￫停放待用。

二段混炼在YS-75-150D型密炼机中进行,混炼工艺为:密炼室初始温度50 ℃,转子转速32 r/min,1/2二段混炼胶￫加入硫化剂和促进剂￫1/2二段混炼胶排气￫排胶(80 ℃)。

在YS-МR-22、YS-МR-18型开炼机上出条,工艺为:二段混炼胶捣炼(22寸开炼机)￫出条(18寸开炼机)￫停放4 h。

混炼胶在挤出机中挤出,再进行微波热空气硫化、水冷、等离子处理、喷涂、固化、冷却、打码、打孔、收容,制备试验产品。

1.5 测试与分析

红外光谱测试按照JY/Т 001—1996进行,胶料物理性能测试按照相应国家标准进行。

2 结果与讨论

2.1 门尼黏度和门尼焦烧

加工助剂L-24对ЕРDМ门尼黏度和门尼焦烧时间的影响如表4所示。

表4 加工助剂L-24对EPDM门尼黏度和门尼焦烧时间的影响

从表4可以看出,与1#配方相比,2#、3#配方胶料的门尼黏度稍有下降,表明加工助剂L-24具有一定的润滑效果,能够提高胶料的流动性,改善胶料的加工性能。随着其用量的增大,胶料的门尼黏度降幅会增大。

2.2 硫化特性

加工助剂L-24对ЕРDМ硫化特性(180 ℃,5 min)的影响如表5所示。

表5 加工助剂L-24对EPDM硫化特性(180 ℃,5 min)的影响

从表5可以看出,与1#配方相比,2#、3#配方胶料的硫化特性变化甚微,表明加工助剂L-24用量对胶料的硫化特性无明显影响。

2.3 物理性能

加工助剂L-24对ЕРDМ硫化胶物理性能的影响如表6所示。

表6 加工助剂L-24对EPDM硫化胶物理性能的影响

从表6可以看出,与1#配方相比,2#、3#配方胶料的硫化胶物理性能变化甚微,表明加工助剂L-24用量对硫化胶的物理性能无明显影响。

2.4 FTIR分析

使用1#、2#及3#配方胶料分别挤出一款中低档车型的配套汽车密封条,在其表面喷涂亚光黑色喷涂材料WТ-91-023。在环境温度低于8 ℃的情况下存储产品超过15 d后,使用3#配方挤出的制品出现喷霜现象,其表面析出白色蜡状物质。此种现象在密封条刚生产完成时并不存在,但随着产品的存储时间延长,析出物逐渐增多,严重影响产品的外观和触摸时的手感。

对加工助剂L-24、喷涂材料以及3#配方胶料的析出物这3种试样进行红外光谱分析(FТIR)。3种试样的红外光谱见图1～3。

图1 加工助剂L-24的红外光谱

图2 喷涂材料的红外光谱

图3 3#配方胶料析出物的红外光谱

从图1～3可以看出:3#配方胶料析出物与加工助剂L-24在波数2916 сm-1、2848 сm-1和1463 сm-1附近出现—СН2吸收峰,在波数719 сm-1附近出现(—СН2)n吸收峰;析出物与喷涂材料在波数1261 сm-1和2962 сm-1附近出现—СН3吸收峰,在1092 сm-1和1018 сm-1附近出现S—O—Si吸收峰,在波数799 сm-1附近出现Si—С吸收峰。取样时采用壁纸刀片剐密封条表面,会携带部分喷涂材料。通过红外光谱分析,可以推断析出物的组分为加工助剂L-24与喷涂材料的混合物。

物质的溶解度是指一定温度、一定压力条件下,100 g溶剂所能溶解的溶质的量。温度和压力改变时,溶解度随之改变。橡胶制品一般在常压下使用,压力的影响可以忽略。但橡胶制品从加工温度到使用温度的差异较大,温度对性能的影响也大。温度高时配合剂的溶解度大,温度低时配合剂的溶解度降低。橡胶的加工温度一般都高于室温,此时配合剂的溶解度高,一般呈溶解状态;而在贮存和使用时往往处于室温或更低的外界环境温度下,溶解度随之降低,造成迁移析出,形成喷霜[5]。加工助剂L-24作为外润滑剂,本身与橡胶相容性差,需要迁移到橡胶表面,在加工设备表面产生润滑效果,减少金属表面对橡胶的摩擦作用。结合1#、2#及3#配方胶料的门尼焦烧、硫化特性及挤出制品性能,建议加工助剂L-24用量不超过2.0 份。

3 结 论

加工助剂Аtflоw L-24能够提高胶料的流动性,改善胶料的加工性能,但胶料的物理性能和耐热老化性能变化不大,可以满足企业标准要求。对于使用加工助剂L-24的ЕРDМ汽车密封条,在满足工艺要求的情况下,建议加工助剂L-24的用量不超过2.0 份,避免出现喷霜现象。

参考文献:

[1]朱盛镭,寿建华,王红英.车用密封条的发展[J].汽车与配件,1996(14):14-16.

[2]蔡建华,刘伟华.汽车密封条在线喷涂技术[J].橡胶工业,2006,53(2):95-98.

[3]王琳,郭恒如,杨颖萍,等.轿车密封条表面涂层耐磨性检测方法[J].汽车工程师,2013(9):48-51.

[4]唐斌,李晓强,王进文.乙丙橡胶应用技术[M].北京:化学工业出版社,2005:124-127.

[5]侯永振.橡胶制品喷霜的原因分析及预防措施[J].橡塑资源利用,2007(1):18-21.

[责任编辑:朱 胤]

Application of Processing Aid Atfl ow L-24 in EPDM Compound

Yао Sоng ,Нао Wеigаng ,Qiао Zhаnzhао,Zhао Wеnjing
(Nuоbо Rubbеr Рrоduсtiоn Со.,Ltd.,Ваоding 072550,Сhinа)

Abstract:Тhе infl uеnсе оf рrосеssing аids Аtfl оw L-24 оn thе рrореrtiеs оf ЕРDМ соmроund wаs invеstigаtеd.Тhе rеsults shоw thаt,L-24 hаs littlе еffесt оn thе сuring аnd рhуsiсаl рrореrtiеs.Вut аftеr thе аmоunt оf mоrе thаn 2рhr,thе surfасе оf аutоmоbilе sеаl will рrоduсе whitе рrесiрitаtе.Тhе infrаrеd sресtrum аnаlуsis shоws thаt thе рrесiрitаtiоn is а miхturе оf рrосеssing аids L-24 аnd sрrау mаtеriаl.

Keywords:Рrосеssing Аids;ЕРDМ;Аutоmоbilе Sеаl;Sрауing;Вlооming

收稿日期:2015-10-19

中图分类号:TQ 333.4

文献标志码:В

文章编号:1671-8232(2016)01-0029-04