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硅橡膠常用硫化劑
目錄:行業(yè)資訊點(diǎn)擊率:發(fā)布時(shí)間:2014-08-08 15:31:18
硅橡膠常用硫化劑
硫 化 劑 |
結(jié) 構(gòu) 式 |
簡 稱 |
用量,份 |
硫化溫度℃ |
用 途 |
過氧化苯甲酰 |
|
硫化劑BP |
4~6① 0.5~2② |
110~135 |
通用型、模壓、蒸汽連續(xù)硫化、粘合 |
2,4-二氯過氧化苯甲酰 |
|
硫化劑DCBP |
4~6① 0.5~2② |
100~120 |
通用型、熱空氣硫化、蒸汽連續(xù)硫化、模壓 |
過苯甲酸叔丁酯 |
|
硫化劑TBPB |
0.5~1.5 |
135~155 |
通用型、海綿、高溫硫化用 |
過氧化二叔丁基 |
|
硫化劑DTBP |
0.5~1.0 |
160~180 |
乙烯基專用、模壓、厚制品、炭黑膠料 |
過氧化二異丙苯 |
|
硫化劑DCP |
0.5~1.0 |
150~160 |
乙烯基專用、模壓、厚制品、炭黑膠料、蒸汽硫化、粘合 |
2,5-二甲基地,5-二叔丁基過氧化已烷 |
|
硫化劑DBPMH(雙2,5) |
0.5~1.0 |
160~170 |
乙烯基專用、模壓、厚制品、炭黑膠料 |
①甲基硅橡膠硫化劑BP膏狀物用量(膏狀物內(nèi)含硫化劑BP為50%)。
②乙烯基硅橡膠硫化劑BP膏狀物用量(膏狀物內(nèi)含硫化劑BP為50%)。
硅橡膠常用補(bǔ)強(qiáng)劑的用量和性能
類 別 |
名稱 |
用量,份(重量,以100生膠計(jì)) |
硫化膠性能 |
|
拉伸強(qiáng)度,MPa (kgf/cm2) |
扯斷伸長率,% |
|||
補(bǔ)強(qiáng)填充劑 |
氣相白炭黑 沉淀白炭黑 處理白炭黑 乙炔炭黑 |
30~60 40~70 40~80 40~60 |
3.9~8.8 (40~90) 2.9~5.9 (30~60) 6.9~13.7 (70~140) 3.9~8.8 (40~60) |
200~600 200~400 400~800 200~350 |
弱補(bǔ)強(qiáng)填充劑 |
硅 藻 土 鈦 白 粉 石 英 粉 碳 酸 鈣 氧 化 鋅 氧 化 鐵 |
50~200 50~300 50~150 |
2.9~3.9 (30~60) 1.5~3.4 (15~35) — 2.9~3.9 (30~40) 1.5~3.4 (15~35) 1.5~3.4 (15~35) |
75~200 300~400 — 100~300 100~300 100~300 |
硅橡膠的著色劑
名 稱 |
顏 色 |
名 稱 |
顏 色 |
氧化鐵(三氧化二鐵) 鉻綠(三氧化二鉻) 鈦白(二氧化鈦) |
紅 綠 白 |
鎘黃(二氧化鎘) 炭黑 群青 |
黃 黑 藍(lán) |
乙烯基硅橡膠和氟硅橡膠基本配方和物理機(jī)械性能
配方及性能 |
乙烯基硅橡膠 |
氟硅橡膠 |
||||
通用型 |
通用型 |
高抗撕型 |
通用型 |
|||
乙烯基硅橡膠(110-2) 氟硅橡膠 沉淀白炭黑 2號氣相白炭黑 4號氣相白炭黑 八甲骨文基環(huán)四硅氧烷處理2號氣相白炭黑 二苯基硅二醇 六甲基環(huán)三硅氮烷和八甲基環(huán)四硅氧烷混物 羥基氟硅油 三氧化二鐵 有機(jī)過氧化物 |
100 — 40~60 — — — — — — 3~5 0.5~1 |
100 — — 45—60 — — 3~6 — — 3~5 0.5~1 |
100 — — — 40~50 — — 8~10 — — 0.5~1 |
100 — — — — 45~60 — — — 3~5 0.5~1 |
3 100 — 40~45 — — — — 2~3 3~5 0.5~1 |
|
老化前物理機(jī)械性能 |
||||||
拉伸強(qiáng)度,MPa 扯斷伸長率,% 硬度(邵爾) 撕裂臺度,kN/m 脆性溫度,℃ |
3.9~5.9 150~250 45~65 — -65 |
5.9~7.8 203~350 45~65 — -65 |
7.8~9.8 400~600 40~55 30~50 -65 |
6.9~8.8 300~500 45~60 — -65 |
5.9~7.8 150~250 40~60 — -60 |
|
200℃×27h老化后 |
||||||
拉伸強(qiáng)度,MPa 扯斷伸長率,% 硬度(邵爾) |
— — — |
— — — |
5.9~7.8 300~500 45~60 |
— — — |
3.9~5.9 100~200 45~65 |
|
250℃×72h老化后 |
||||||
拉伸強(qiáng)度,MPa 扯斷伸長率,% 硬度(邵爾) |
2.9~4.9 150~250 45~65 |
3.9~5.9 150~300 45~65 |
— — — |
4.9~6.9 200~400 50~60 |
— — — |
|
壓縮永久變形(壓縮率30%) |
||||||
150℃×24h,% 200℃×24h,% |
— 10~20 |
— 20~30 |
30~50 — |
— 40~60 |
20~30 — |
|
電性能 |
||||||
擊穿電壓,MV/m 體積電阻Ω·cm |
18~20 1014~1015 |
20~25 1015~1016 |
20~25 1015~1016 |
20~25 1015~1016 |
12~15 1012~1015 |
|
耐油性能 |
||||||
2號航空煤油150℃×24h體積膨脹率,% |
— |
— |
— |
— |
15~20 |
|
1.開煉機(jī)混煉
雙輥開煉機(jī)輥筒速比為1.2~1.4:為宜,快輥在后,較高的速比導(dǎo)致較快的混煉,低速比則可使膠片光滑。輥筒必須通有冷卻水,混煉溫度宜在40℃以下,以防止焦燒或硫化劑的揮發(fā)損失。混煉時(shí)開始輥距較小(1~5mm),然后逐步放大。加料和操作順序:生膠(包輥)—→補(bǔ)強(qiáng)填充劑—→結(jié)構(gòu)控制劑—→耐熱助劑—→著色劑等—→薄通5次—→下料,烘箱熱處理—→返煉—→硫化劑—→薄通—→停放過夜—→返煉—→出片。膠料也可不經(jīng)烘箱熱處理,在加入耐熱助劑后,加入硫化劑再薄通,停放過夜返煉,然后再停放數(shù)天返煉出片使用。混煉時(shí)間為20~40分鐘(開煉機(jī)規(guī)格為φ250mm ×620mm)。
如單用沉淀白炭黑或弱補(bǔ)強(qiáng)性填充劑(二氧化鈦、氧化鋅等)時(shí),膠料中可不必加入結(jié)構(gòu)控制劑。應(yīng)緩慢加入填料,以防止填料和生膠所形成的球狀體浮在堆積膠的頂上導(dǎo)致分散不均。如果要加入大量的填料,最好是分兩次或三次加入,并在其間劃刀,保證良好的分散。發(fā)現(xiàn)橡膠有顆粒化的趨勢,可收緊輥距以改進(jìn)混煉。落到接料盤上的膠粒應(yīng)當(dāng)用刷子清掃并收集起來,立即返回?zé)捘z機(jī)的輥筒上,否則所煉膠料中含有膠疙瘩而導(dǎo)致產(chǎn)品外觀不良。增量性填料應(yīng)當(dāng)在補(bǔ)強(qiáng)性填料加完之后加入,可采用較寬的輥距。
裝膠容量(混煉膠):φ160mm×320mm煉膠機(jī)為1~2 kg;φ250mm×620mm煉膠機(jī)為3~5kg。
硅橡膠在加入煉膠機(jī)時(shí)包慢輥(前輥),混煉時(shí)則很快包快輥(后輥),煉膠時(shí)必須能兩面操作。由于硅橡膠膠料比較軟,混煉時(shí)可用普通賦子刀操作,薄通時(shí)不能象普通橡膠那樣拉下薄片,而采用鋼、尼龍或耐磨塑料刮刀刮下。為便于清理和防止?jié)櫥吐┤肽z內(nèi),應(yīng)采用活動擋板。氣相白炭黑易飛揚(yáng),對人體有害,應(yīng)采取相應(yīng)的勞動保護(hù)措施。如在混煉時(shí)直接使用粉狀過氧化物,必須采取防爆措施,最好使用膏狀過氧化物。
如在膠料中混有雜質(zhì)、硬塊等,可將混煉膠再通過濾膠機(jī)過濾,過濾時(shí),一般采用80~140目篩網(wǎng)。
2.密煉機(jī)混煉
采用此法可提高生產(chǎn)效率和改善勞動條件。試驗(yàn)表明,密閉式混煉膠料的性能與開放式混煉膠料的性能相似。用試驗(yàn)室2L密煉機(jī)的混煉時(shí)間為6~16分鐘,混煉無特殊困難。采用φ160mm開煉機(jī)當(dāng)裝料系數(shù)為0.74時(shí),混煉也能正常進(jìn)行。排料溫度與補(bǔ)強(qiáng)填充劑的類型有關(guān):當(dāng)采用弱補(bǔ)強(qiáng)性填充劑和沉淀白炭黑時(shí),排膠溫度在50℃以下;當(dāng)使用氣相白炭黑時(shí),排膠溫度為70℃左右。
3.膠料停放和返煉
硅橡膠膠料混煉結(jié)束后,應(yīng)經(jīng)過一段時(shí)間的停放(一般以不少于24小時(shí)為宜),使各種配合劑(特別是結(jié)構(gòu)控制劑)能與生膠充分起作用。經(jīng)停放后,膠料變硬,可塑性降低,使用前必須進(jìn)行返煉。返煉采用開煉機(jī),開始時(shí)輥距較大(3~5mm),此時(shí)膠料較硬,表面是皺紋狀,包在前輥(慢輥)上。隨著返煉時(shí)間的延長,膠料逐漸變軟;慢慢縮小輥距(0.25~0.5mm),很快膠料即包在后輥(快輥)上。“待膠料充分柔軟,表面光滑平整后,即可下料出片。返煉不足,膠片表面有皺紋;返煉過度則膠料發(fā)粘而導(dǎo)致粘輥。
返煉溫度一般控制為室溫。如膠科長期存放(一個(gè)月以上)而出現(xiàn)膠料發(fā)粘變軟,表面產(chǎn)生皺紋等現(xiàn)象時(shí),可再加入5~10份左右的氣相白炭黑,以改進(jìn)膠料工藝性能,并保證硫化膠質(zhì)量。
(二)壓出
一般硅橡膠比較柔軟,故其壓出效果較好,易于操作。用硅橡膠可以壓出各種不同形狀和尺寸的制品,其加工設(shè)備和工具基本上與普通橡膠相似。
壓出機(jī)一般是用φ30mm或φ65mm的單螺紋螺桿,長徑比為10~12:1效果較好。壓出時(shí)盡量保持低溫,以不超過40℃為宜,所以機(jī)筒和螺桿均須通冷卻水。對質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品可靠近機(jī)頭部分加裝80~140目濾網(wǎng),以除去膠料中的雜質(zhì),改善壓出質(zhì)量。硅橡膠從口型中出來時(shí)會膨脹,膨脹率取決于膠料的流動性能、坯料厚薄及膠料進(jìn)入境口型時(shí)所受的壓力。然而,增加或降低引出速度會改變未硫化壓出制品的伸長率,從而使其尺寸稍加改變。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),膠管比其口型尺寸膨脹約3%,而很軟的膠料膨脹率比較大,硬度較高的膠料則比較小。當(dāng)壓出其它形狀制品時(shí),口型的型孔很少與壓出制品的橫斷面相同,這是由于流動膠料在不同點(diǎn)上的不同摩擦力起作用所致。因此對某一口型,一定要經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn),這樣才能得到所需形狀的產(chǎn)品。
包覆電線的壓出,在壓出機(jī)上需要使用T型機(jī)頭。口型與壓出機(jī)機(jī)筒成直角安裝在T型機(jī)頭上。這樣芯線就可以通過空心口型導(dǎo)管(芯型)包覆上硅橡膠護(hù)套。增強(qiáng)膠管也可以用T型機(jī)頭進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn),先用一般方法壓好內(nèi)膠層,并經(jīng)預(yù)硫化后,再在其外面編織增強(qiáng)鋼絲或尼龍,然后使其通過T型機(jī)頭在其外面包覆一層外膠層,最后送往硫化、在成型過程中,若向膠管內(nèi)充填壓縮空氣.可防止內(nèi)膠的塌癟。
硅橡膠壓出半成品柔軟而易變形,因此通常必須立即進(jìn)行硫化。最常用的方法是熱空氣連續(xù)硫化;電線、電纜工業(yè)通常用高壓蒸氣連續(xù)硫化。如在壓出后不能連續(xù)硫化,為防止變形。壓出后應(yīng)立即用圓盤、圓鼓或輸送帶接取,用滑石粉隔離以免相互粘結(jié)。如發(fā)現(xiàn)膠料過軟而不適于莊出時(shí),可將膠料再混入3~5份氣相白炭黑。
一般用于壓出的膠料配方,其硫化劑用量應(yīng)比模壓制品適當(dāng)增加。硅橡膠的壓出速度低于其它橡膠,當(dāng)要求同其它橡膠達(dá)到相同壓出速度時(shí),應(yīng)采用較高的螺桿轉(zhuǎn)速。
(三)壓延
硅橡膠的壓延機(jī)一般采用立式三輥壓延機(jī)。用于生產(chǎn)膠片時(shí),中輥是固定的,中輥轉(zhuǎn)速比上輥快,速比為1.1~1.4:1,下輥的轉(zhuǎn)速和中輥相比 當(dāng)壓延機(jī)開動時(shí),上輥溫度為50℃,中輥應(yīng)保持為室溫,下輥用冷卻水冷卻。壓延速度不宜過快,一般為60~300cm/min。先以低速調(diào)整(30~60cm/min)輥距(中、下輥),以保證一定的壓延厚度,然后再提高至正常速度(150~300cm/min)進(jìn)行連續(xù)操作。墊布(常采用聚酯薄膜)在中、下輟之間通過,在中、下輥間應(yīng)保持少量積膠,以便使整布與膠料緊密貼合。壓延后將膠片卷輥扎緊,并送進(jìn)烘箱或硫化罐中硫化。卷取輥的芯軸應(yīng)當(dāng)是空心金屬管子,膠卷厚度不能超過12cm,否則不能獲得充分硫化。
一般出片利用中、上輥即可,輥溫為常溫。有一種方法可在后延機(jī)上直接制成硫化的膠片或薄膠板。此時(shí)輥溫為:上輥60~90℃,中輥50~80℃,下輥110~120℃。膠料經(jīng)上、中輥除去氣泡,獲得所需規(guī)格并預(yù)熱,然后由中輥轉(zhuǎn)移至下輥進(jìn)行一段硫化即可卷取。
當(dāng)三輥壓延機(jī)用于硅橡膠貼膠和擦膠時(shí),織物則代替了墊布(聚酯薄膜)在中輥和下輥之間通過。三輥壓延機(jī)只適用于單面復(fù)膠,如果必須兩面復(fù)膠,在長期生產(chǎn)的情況下應(yīng)采用四輥壓延機(jī)。
用于壓延的膠料必須正確控制其返煉程度,最好在煉膠機(jī)上先不要充分返煉,以期在壓延過程中獲得足夠的返煉,這樣可以避免膠料在壓延過程中因返煉過度而粘輥。膠料配方對壓延也有一定的影響,采用補(bǔ)強(qiáng)性填充劑的膠料壓延工藝性能較好。
(四)涂膠
涂膠是指把硅橡膠膠漿用浸漿或刮漿的方法均勻分布在織物上,用以改進(jìn)薄膜制品的強(qiáng)力和屈撓性能,使織物耐潮,以制造耐高溫電絕緣材料等。
1.膠漿制備
供制膠漿用的硅橡膠膠料,其硫化劑多采用硫化劑BP(過氧化二苯甲酰),這是由于硫化劑BP在室溫下不易揮發(fā),且與織物有較好的粘合性的緣故。用量比一般模型制品稍多。補(bǔ)強(qiáng)填充劑若采用氣相白炭黑,用量不宜超過40份,井應(yīng)適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)控制劑的用量。溶劑應(yīng)采用揮發(fā)性的,如甲苯、二甲苯等。
混煉膠經(jīng)充分返煉后下薄片,然后剪成小塊,置于溶劑中浸泡過夜,采用攪拌機(jī)或混合器進(jìn)行攪拌,制成濃度為15~25%(固體含量)的膠漿。膠漿制成后應(yīng)保存在40℃以下的環(huán)境中。
2.織物預(yù)處理
硅橡膠涂膠用的底層織物,一段使用玻璃布、尼龍和聚酯等。由于玻璃布耐熱好,強(qiáng)度高,吸濕性低,故應(yīng)用較多。
玻璃纖維在拉絲過程中表面涂有石蠟潤滑劑(占織物重量的0.2~0.5%),在硫化溫度不易揮發(fā),影響膠料與織物的結(jié)合,必須在涂膠前進(jìn)行脫除。工業(yè)上常采用加熱法脫除潤滑劑。加熱法又分低溫處理和高溫處理。前者是將玻璃布在200~300℃的溫度下,連續(xù)熱烘20~30分鐘,或等速通過熱至275~325℃的熱輥筒,使?jié)櫥瑒┦軣岱纸夂蛽]發(fā)逸出;后者是將玻璃布在500℃的溫度下烘2~4小時(shí),或以2~6m/min的速度通過熱至600℃的烘爐,脫除潤滑劑。低溫處理玻璃布強(qiáng)度損失較小(下降15~25%),但潤滑劑難以除凈(含量降至0.2~0.5%左右);高溫處理強(qiáng)度損失較大(下降30~70%),但潤滑劑含量能脫除至0.2%以下。為減少強(qiáng)度損失,一般采用低溫處理。
尼龍的熱變形較大,影響橡膠和織物的結(jié)合,為此在涂膠前需進(jìn)行熱定型,即將織物在一定牽伸下,進(jìn)行短時(shí)間的熱處理。處理溫度為170~175℃。
聚酯和尼龍一樣,也需進(jìn)行熱定型處理,處理溫度為215~220℃。不同點(diǎn)是聚酯還要進(jìn)行表面化學(xué)處理,即用25%的氫氧化鈉水溶液在常溫下浸漬6小時(shí),使其表面便于和膠料粘合。
3.涂膠
織物經(jīng)預(yù)處理后,還要進(jìn)行表面膠粘劑處理,然后才可涂膠。膠粘劑是一種由烷氧基硅烷、硼酸酯、硫化劑和溶劑(乙酸乙酯或乙醇)組成的溶液。不同織物常用膠粘劑組成列于表9-21。
表9-21 織物常用膠粘劑舉例
織 物 名 稱 |
膠 粘 劑 組 成 |
玻璃布 尼龍聚酯等 |
乙烯基三乙氧硅烷3,酒精50,水50 ①乙烯基三乙氧基硅烷5,丙烯基三乙氧基硅烷15,硼酸丁酯2,硫化劑DCP 4,乙酸乙酯100 ②乙烯基三乙氧基硅烷20,硼酸丁酯1~2,硫化劑DCP 3(或硫化劑BP 5),乙酸乙酯10 |
平板加壓硫化常見質(zhì)量問題及解決辦法
質(zhì) 量 問 題 |
產(chǎn) 生 原 因 |
解 決 辦 法 |
制品表面裂口脫皮(發(fā)生在模具接縫處) |
硫化時(shí)膠料發(fā)生強(qiáng)烈的熱膨脹、收縮和壓縮等綜合作用造成 |
降低硫化溫度;準(zhǔn)確稱量膠料,降低硫化壓力;硫化后冷卻至40~50℃時(shí)才脫模 |
有深褐色斑點(diǎn) |
膠料中夾有空氣泡 |
適當(dāng)控制返煉程度,避免過度返煉;準(zhǔn)確稱量膠料,并制成一定形狀填充模腔,以便有效地排除空氣;加壓時(shí)要完全壓緊模具,并解壓幾次,以排除空氣;模具上設(shè)置排氣孔 |
制品表面有流動痕跡 |
膠料流動受阻 |
膠料充分返煉,并迅速裝料、加壓,以避免早期硫化 |
制品表面有白色開花斑點(diǎn)(硫化劑BP硫化) |
硫化不足 |
適當(dāng)提高硫化溫度 |
二段硫化常見質(zhì)量問題及解決辦法
質(zhì) 量 問 題 |
產(chǎn) 生 原 因 |
解 決 辦 法 |
開裂起泡 |
揮發(fā)分排出過快或定型硫化制品內(nèi)部隱藏空氣 |
1.調(diào)整逐步升溫條件,減慢升溫速度 2.檢查返煉的膠料,去除空氣泡 |
壓縮變形大 |
1.硫化不足 2.膠料配方選用不當(dāng) |
1.解決方法有:①再放入烘箱中延長硫化時(shí)間;②增加空氣流通量;③減少制品放入數(shù)量;④核對烘箱溫度 2.選用壓縮變形小的膠料 |
硬度過高 |
烘箱加熱硫化過度 |
1.核對烘箱各部位溫度 2.核對和檢查溫度控制系統(tǒng) |
硬功夫度過低 |
揮發(fā)氣體未從烘箱中全部排除 |
1.檢查烘箱通風(fēng)情況 2.核對烘箱溫度 3.減少制品放入數(shù)量 |
硬度、強(qiáng)力過低,發(fā)粘有黑斑 |
揮發(fā)氣體局部集中使硅橡膠降解 |
1.減慢升溫速度,及時(shí)排出揮發(fā)物 2.檢查空氣流通量 3.延長硫化時(shí)間,以充分排除揮發(fā)氣體 |
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