透明橡膠配方分析
發(fā)布時(shí)間:2014/6/17 9:32:07 來源:禾川化學(xué) 字體: 

禾川化學(xué)專業(yè)從事透明橡膠配方分析、成分分析、配方檢測、成分檢測,禾川化學(xué)是透明橡膠企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)革新的風(fēng)向標(biāo)。
一.前言
透明橡膠是指能透過光線的硫化橡膠,根據(jù)透明程度不同, 習(xí)慣上又分成透明橡膠和半透明橡膠;前者能透過大部分甚至全部可見光( 狀如玻璃); 而后者只能透過部分可見光, 色澤相對較暗且渾濁.透明橡膠必須滿足如下三個(gè)條件;1)生膠本身是透明的,特別是硫化后能表現(xiàn)出良好的透明性;如果是橡塑并用的透明膠料,所選用的塑料應(yīng)是結(jié)晶度較低或無定形結(jié)構(gòu)的聚合物,并且選用的橡膠、塑料等高分子材料的溶解度參數(shù)相近,具有較好的相容性;2)各種配合劑應(yīng)與橡膠的折射率相近,對橡膠的透明性沒有影響;配合劑應(yīng)選用色淡、透明性好、純度高、加工過程中不與橡膠、塑料或其他配分劑發(fā)生反應(yīng)生成帶顏色的污染物質(zhì);粉狀配合劑粒徑小于可見光的波長1/4以下;3)工藝條件如溫度、壓力和共混條件等,不改變橡膠和配合劑原有的光學(xué)性質(zhì).
禾川化學(xué)專業(yè)從事透明橡膠配方分析、成分分析、配方檢測、成分檢測,禾川化學(xué)是透明橡膠企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)革新的風(fēng)向標(biāo);禾川化學(xué)通過多年沉積,運(yùn)用精細(xì)化工的復(fù)配技術(shù),做了小試和應(yīng)用試驗(yàn), 研制了一種新型透明橡膠配方技術(shù);該橡膠是由乙烯-丙烯-二烯單體的低分子量聚合物和用作增強(qiáng)填料的霧化二氧化硅制成的;該橡膠有高透光性和低霧度,隔熱、耐化學(xué)腐蝕、柔韌性較好.廣泛適用于玻璃不適用的場合,如防護(hù)服上的遮光鏡、溫室的防雹窗用玻璃、汽車擋風(fēng)玻璃的裂涂層等.
二.透明橡膠配方技術(shù)
2.1透明橡膠配方設(shè)計(jì)
2.1.1膠種
一般情況下,凡是生膠本身呈透明狀態(tài)的橡膠,其硫化膠也有一定的透明性。有的生膠不顯示透明性,但色相較好,不舍污染性防老劑和其他污染性助劑,也可制得透明橡膠。通常用作透明橡膠制品的生膠品種有順丁橡膠、丁苯橡膠(非污染或溶聚)、天然橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠等。使用條件不同,透明橡膠生膠的種類也有所不同.
用于光學(xué)上具有高透明度的橡膠可選用乙丙橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯、氯醇橡膠、丁基橡膠等。最有實(shí)用價(jià)值的是具有最低凝膠含量的、低分子量的乙丙橡膠,門尼黏度為18的乙烯-已二烯乙丙橡膠最符合高透明度橡膠要求;一般的三元乙丙橡膠很難滿是光學(xué)鏡片方面的用途要求,采用分子量低、凝膠含量低的三元乙丙橡膠(第二單體為1,4-已二烯),共聚物的組成為乙烯約65%,1,4-已二烯10%以下,其余為丙烯,可制得透光率在90%以上、濁度在7%以下的透明柔性材料;用于坡璃黏合劑、潛水鏡、導(dǎo)尿管、光纖包覆材料和澆注封閉材料的透明橡膠,主要使用硅橡膠。未填充的液體硅橡膠的強(qiáng)度較低,作為眼鏡片材料使用時(shí),可用鉑化合物作催化劑,使其發(fā)生加成反應(yīng)而制得拉伸強(qiáng)度較高的硅橡膠.
2.1.2填料
透明橡膠中,填料的選擇應(yīng)符合以下條件:1)粒徑要盡可能小,當(dāng)小至可見光波長的1/4以下時(shí),光線可以繞射,粒子不會干擾光線在膠中的進(jìn)程;2)填料的折射率應(yīng)與生膠相近,這樣才不會干擾光線在橡膠中的透射方向。填料的用量較大,對橡膠的透明性有著重要的影響,應(yīng)選用不影響透明性的填料。透明橡膠中最常用的填料為透明白炭黑和堿式碳酸鎂.
1)堿式碳酸鎂:當(dāng)堿式碳酸鎂的純度較高時(shí),堿式碳酸美的折射率與天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠和聚異丁烯的折射率相近,用于橡膠制品中,可獲得較高的透明度。堿式碳酸鎂填充的膠料較硬,挺性好,出型時(shí)表面光滑,能有效地防止硫化花紋變型;但伸長率小,永久變形大,耐老化性能稍差。堿式碳酸鎂對天然橡膠有較好的補(bǔ)強(qiáng)效果,對丁苯橡膠、順丁橡膠等合成橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果差。當(dāng)堿式碳酸鎂不純、折射率偏離1.525時(shí),很難得透明性好的橡膠制品.
2)白炭黑:透明白炭黑具備了透明性和補(bǔ)強(qiáng)性,是當(dāng)前透明橡膠制品重要的補(bǔ)弦劑。研究表明:透明白炭黑粒徑為15~20μm,不超過50μm時(shí),白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)效果和加工性能較好。這是因?yàn)榱竭^大,不僅影響補(bǔ)強(qiáng)效果,還會影響光線的透過,遮蓋力大。粒徑太小,容易形成次級聚集體(結(jié)團(tuán)),也使補(bǔ)強(qiáng)性能降低;折射率在1.54~1.55范圍內(nèi)。另外粒徑分布要小.
粒徑小于15μm的白炭黑最為適宜。例如用高純度的、粒徑為14μm的白炭黑制造的三元乙丙橡膠透明片材的透光率可達(dá)93%(片厚4mm),濁度僅為2%~7%。美國研制開發(fā)的新型沉淀法白炭黑(Wet Process HydroPHobic Silican),商品名稱WPH,與以前的白炭黑相比,其粒子,粒徑的差別也小。它與硅橡膠混合后,可制得透明性特優(yōu)且物理性能良好的透明硅橡膠。這樣的透明硅橡膠,在寬廣的溫度范圍內(nèi)具有光學(xué)透明度,可以制作飛機(jī)座艙窗的中問膜、血液循環(huán)泵裝置、導(dǎo)尿管等。其中,白炭黑的用量非常重要,如果增加歸炭黑的用量,就會使拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度和透明度增加,但柔韌性降低。其一般用量在30~60份;當(dāng)需要比較高的柔韌性時(shí),白炭黑用量的最佳范圍為30~40份.
2.1.3硫化體系
透明橡膠的硫化體系,應(yīng)盡可能減少由于化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的有色副產(chǎn)物。通常硫黃硫化體系至少包括三種配合劑(硫化劑、活性劑、一種或多種促進(jìn)劑),容易產(chǎn)生有色的副產(chǎn)物,對透明性不利。而用過氧化物硫化時(shí),體系最為簡單。目前廣泛使用的過氧化二異而苯(DCP),由于硫化后殘留在膠料中的臭味而不宜用作透明橡膠的硫化劑。最初用于乙丙橡膠的過氧化物是雙-2,5,但它受防老劑影響會產(chǎn)生顏色,影響硫化膠的透明度。在三元乙丙橡膠、硅橡膠的透明橡膠中使用的過氧化物,最好是無色透明的液體,DTBP(二叔丁基過氧化物)較好。在過氧化物硫化的三元乙丙橡膠中,還要添加共交聯(lián)劑。通常共交聯(lián)劑是液態(tài)的,它會提高硫化膠的交聯(lián)密度,減少表面黏性,不產(chǎn)生噴霜。常用的共交聯(lián)劑是三羥甲基丙烷三異丁烯酸酯和低分子量的1,2-聚丁二烯或兩者的混合物.
1)硫化劑:在透明橡膠中,以硫黃為交聯(lián)劑時(shí),硫黃用量下宜過大,一般以1.8~2.0份為宜。硫黃用量過高時(shí),會因硫化膠交聯(lián)密度過大而導(dǎo)致透明度的降低。當(dāng)橡膠與不飽和度低的塑料如聚乙烯并用時(shí),需采用過氧化物如過氧化二異丙苯(DCP)才能產(chǎn)生有效的交聯(lián)。在以橡塑并用體系為基體的透明膠料中,更多是采用DCP與硫黃并用作硫化體系.
2)促進(jìn)劑:選用促進(jìn)劑要求:一是不污染;二是硫化后放置過程中不會發(fā)生重結(jié)晶;三是合適硫化速率。從硫化后膠料色澤的變化上促進(jìn)劑可分為三類:硫化后膠料不變色的有H,淺變色的有M、DM,變深色的有TT、CZ、NOBS、ZDC、PX、D.
透明橡膠中的主促進(jìn)劑采用中速和超速促進(jìn)劑并用體系,中速促進(jìn)劑多選用噻唑類如DM、M,超速促進(jìn)劑選用秋蘭姆類,二硫代氨基甲酸鹽類,如TMTD、TS,PX、PZ、ZDC等。副促進(jìn)劑H在硫化時(shí)分解產(chǎn)生甲醛,可與天然橡膠中蛋白質(zhì)結(jié)合從而使透明橡膠的色澤變淺,因此在透明膠料配方中是不可缺少的.促進(jìn)劑M硫化速率快、透明性好,但易焦燒??捎么龠M(jìn)劑DM代替M。胍類和秋蘭姆類促進(jìn)劑都可能影響透明度或使色相變差。用作天然橡膠的促進(jìn)劑,最好采用促進(jìn)劑M、H、TMTS并用,但此時(shí)膠料容易產(chǎn)生焦燒,為安全起見膠料貯存時(shí)間不宜過長。在以順丁橡膠或順丁橡膠/丁苯橡膠為基礎(chǔ)的透明橡膠中,可使用DM/H/PX/S硫化體系或DM/H/TMTD/PX/S硫化體系,制出的透明膠料的透明性和物理性能都比較好.
3)活性劑:普通氧化鋅對可見光的遮蓋力強(qiáng),所以在透明橡膠中活性劑氧化鋅的用量應(yīng)盡可能的低,一般為1.5~2份.透明橡膠中通常都使用透明氧化鋅或活化氧化鋅。透明氧化鋅其化學(xué)組成為堿式碳酸鋅,受熱時(shí)分解出水和二氧化碳而轉(zhuǎn)變成氧化鋅,因而可直接用碳酸鋅代替氧化鋅,其用量為1.5~3.0份.也可采用活性氧化鋅,它的粒子很細(xì),因此對膠料的透明性無明顯影響,在透明橡膠中的用量為0.5~1.0份.
2.1.4防老體系
選擇適當(dāng)?shù)姆览蟿?,可使透明橡膠制品獲得最佳的色彩透明度度和抗氧化性.透明橡膠中的防老劑必須是非污染的、透明的或淺色的,如防老劑化必須是非污染的、透明的或淺色的,如防老劑SP、MB、EX、WSL、264、2264等.根據(jù)防老劑在三元乙丙橡膠中對顏色和黏著性的影響,最好的仿老劑是1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基苯)及3,5-二叔丁基-4-羥基肉桂酸酯和1,3,5-三(2-羥乙基)三嗪-2,4,6-三酮;防老劑的用量為0.2~1.0份。在天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠透明橡膠中,常用的防老劑有264、SP、MB、BHT等,用量為0.3~0.6份.
3透明橡膠參考配方
3.1透明橡膠參考配方1:
|
成分 |
投料比 |
成分說明 |
|
天然橡膠(SCR5) |
25 |
? |
|
順丁橡膠 |
75 |
? |
|
氧化鋅 |
4.5~5.5 |
? |
|
硬脂酸 |
0.5~1.5 |
? |
|
防老劑MB |
0~0.5 |
? |
|
透明白炭黑 |
50 |
? |
|
環(huán)氧油 |
?25~30 |
? |
|
萜錫樹脂 |
?1.5~2.5 |
? |
|
甘油 |
?4.5~5.5 |
? |
|
水楊酸 |
?0~0.5 |
? |
|
促進(jìn)劑TMTD |
?0.5~1 |
? |
|
促進(jìn)劑M |
?2~3 |
? |
|
促進(jìn)劑D |
?0~1 |
? |
|
促進(jìn)劑DM |
?1~2 |
? |
|
硫磺 |
1.5~2.5 |
? |
3.2透明橡膠參考配方2:
|
成分 |
投料比 |
成分說明 |
|
天然橡膠(SMR-5L) |
10 |
? |
|
丁苯橡膠(1502) |
30 |
? |
|
順丁橡膠 |
60 |
? |
|
活性氧化鋅 |
2~4 |
? |
|
硬脂酸 |
0.5~1.5 |
? |
|
防老劑264 |
0.5~1.5 |
? |
|
白炭黑(175Gr) |
45~50 |
? |
|
環(huán)烷油 |
7~9 |
? |
|
聚乙二醇(4000) |
2~3 |
? |
|
硅烷偶聯(lián)劑 |
0~1 |
? |
|
促進(jìn)劑DM |
0.5~1 |
? |
|
促進(jìn)劑M |
0.5~1.5 |
? |
|
促進(jìn)劑TMTD |
0~0.5 |
? |
|
不溶性硫磺 |
2~3 |
? |
以上參考配方數(shù)據(jù)都經(jīng)過技術(shù)修改,僅供參考,關(guān)于橡膠配方更多技術(shù)可以咨詢我中心技術(shù)支持0512-82190669
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