补强体系对橡胶减振制品电泳性能的影响

方红 胡胜超

摘 要：考察了天然橡胶补强体系对橡胶减振制品电泳性能的影响。橡胶配方中补强体系含量较低时，虽然橡胶的导电性能较低，电泳性能满足要求，但是其胶料硬度低、导致制品刚度较低，使得制品性能不合格。炭黑粒径越小（比表面积越大），电阻越小，绝缘性能下降，使得橡胶制品表面存在油漆，制品外观不合格。优选炭黑N550、N774等大颗粒与白炭黑协同补强天然橡胶时，可以制备合格的制品。

关键词：减振制品;橡胶;炭黑;白炭黑;阴极电泳漆

进入21世纪，汽车代步成为人们必不可少的交通工具。随着汽车逐步进入家庭化，人们对乘坐舒服性、安全性、操作性、外观美感的要求越来越高，因此橡胶减振制品在汽车上得到越来越广泛的应用。橡胶减振制品按照结构方法分为以下几类：全橡胶制品;带骨架材料制品。

骨架材料又分为金属材料和非金属材料。有些金属材料类制品裸漏在空气中，金属材料长时间与空气接触和雨水接触，导致金属材料生锈。因此需对金属材料进行表面处理，如：磷化、静电喷涂、电镀、自泳、电泳等工艺。

电泳涂装是将具有导电性的被涂工件，浸渍在装水稀释浓度比较低的电泳涂料槽中作为阴极（或阳极），在槽中另投置与其相对应的阳极（或阴极），在两极间通一定时间的直流电，通过物理化学作用将漆沉积在被涂工件上，形成水不溶性膜的一种涂装方法。电泳涂装的优点：

容易实现机械化和自动化。减轻劳动强度、提高生产效率;

电泳涂装由于在电场的作用下成膜均匀，所以适合于形状复杂，有边缘棱角、孔穴的加工件、焊接件等，而且可以调整通电量，在一定程度上控制膜厚，耐腐蚀性能得到明显提高;

带电荷的高分子颗粒在电场作用下定向沉积，因而电泳涂装漆膜的耐水性很好，漆膜的附着力强;

电泳涂装使用漆液浓度低，粘度低，由于浸泡作用粘附被涂工件，所以带出损耗的漆较少。漆可以充分利用，特别是UF技术应用于电泳涂装后，漆液的利用率高;

电泳漆中采用纯净水做溶剂，免除了火灾危险。大大降低了水和空气的污染，明显地减少了环保设备费用，没有溶剂易燃易炸的危险，改善了环境污染;

提高漆膜的平整性，外观视觉好看。

因电泳涂装具有以上优点，所以目前电泳涂装的应用广泛，如：汽车、家用电器、开关、电子元件等。

随着减振制品刚度的提高，胶料硬度有所升高、填料增加、相应配方含胶率有所下降。NR本身不导电，随着胶料的硬度有所提高，配方中添加的炭黑量和其他填料的量的增大，配方含胶率降低，配方中添加剂、补强剂等形成连体，导致橡胶制品导电。因此在电泳金属类制品时金属材料和橡胶材料上面都会吸附油漆，影响制品性能和外观。本文主要讨论同种配方体系不同补强剂的配方对电泳工艺的影响。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），越南3L;顺丁橡胶（BR），燕山石化;防老剂、促进剂、硫磺，濮阳蔚林化工股份有限公司;炭黑N330、N550、N774，卡博特（中國）有限公司;白炭黑ZEOSIL-175Gr，罗地亚白炭黑有限公司;阴极电泳漆，杭州优立化工有限公司。

1.2 主要设备与仪器

密闭式炼胶机，大连第二橡塑机械有限公司  ;开放式炼胶机，威福兴机械（上海）有限公司;硬度计，上海六菱仪器厂;注射机，磐石油压工业（安徽）有限公司;MTS831，美特斯工业系统有限公司;MTS833，美特斯工业系统有限公司;电泳设备，温州华泰电泳设备有限公司;电泳漆，杭州优立化工有限公司。

1.3 配方

1.4 工艺流程

2 结果与讨论

实验对比：

根据制品性能要求：1#、2#、3#、4#、5#配方做出制品检测静刚度偏低、动刚度偏低，不合格。6#、7#配方静刚度合格、动刚度合格。

电泳外观对比

1#、2#、3#、4#、5#、7#配方橡胶不导电，电泳时只有金属件表面有油漆 6#配方导电，金属表面和橡胶体表面都存在油漆

使用1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#配方制品进行电泳，1#、2#、3#、4#、5#、7#配方橡胶不导电，电泳时只有金属件表面有油漆，6#配方导电，金属表面和橡胶体表面都存在油漆。

产品刚度曲线

为了得到合格橡胶减振制品，对电泳工艺进行了调整，具体调整工艺见表。

虽6#配方性能合格，但是橡胶配方导电，制品胶料表明吸附油漆，通过调整电泳工艺，制品表明依然有油漆，无法投入生产。

3 结论

1#、2#、3#、4#、5#配方低硬度胶料使用粗粒子炭黑橡胶配方绝缘，制品表面没有油漆;6#、7#配方对比，硬度相同、虽然7#配方含胶率低于6#配方，但是7#配方绝缘性能良好。所以橡胶减振类制品（橡胶和金属粘结件）需要采用电泳涂装工艺进行电泳时，橡胶配方需要使用粗粒子炭黑或者无机补强剂，避开高补强的小粒径炭黑。

有7#配方得出以下结合：

在120V电压、25℃温度情况下，随着电泳时间增加，电沉积量也增加，泳透深度增大，漆膜厚度逐步增加;

在150V电压、25℃温度情况下，随着电泳时间增加，电沉积量也增加，泳透深度增大，漆膜厚度逐步增加。但当漆膜打到一定厚度时，由于电阻的影响，电泳时间在延长，也不可能在增加膜厚;

在180V高电压、25℃温度情况下，电压高，电沉积速度提高、漆膜增厚。但电压高，电解反应加剧随着电泳时间增加出现电击穿返溶而导致漆，膜外观状态变坏。

实验7#配方电泳1#、2#、3#、4#、7#、9#制品盐雾性能不合格。实验5#、6#、8#制品盐雾性能合格，但实验6#制品电泳时间长于实验5#制品电泳时间，生产效率低下。实验8#制品电泳使用高压电泳，存在电击穿返溶风险。所以在生产时采用实验5#电泳工艺条件生产制品，满足制品性能要求。

参考文献：

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