橡膠工業(yè)用布
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東臺市東強紡織有限公司

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碳黑與橡膠的應用,輪胎布

發(fā)布日期:2018-05-05 作者:東臺市東強紡織有限公司 點(diǎn)擊:

各種膠管使用要求不同,配方亦不相同。除食品、醫用特種膠管以及淺色膠管一般不使用碳黑外,均毫不例外地應用碳黑,或將碳黑與其它無(wú)機填料并用作為補強填充體系。 

1.1 普通膠管 

普通工業(yè)膠管的膠料包括內層膠、擦布膠、填充膠(亦稱(chēng)中膠)和外層膠等。各層膠的技術(shù)要求不同,配方也有變化。 

1.1.1 內層膠 

內層膠的膠料要求具有一定的強伸性能、良好的彈性以及一定的耐老化性能。另外膠料也要有良好的氣密性,以保證膠管在承壓狀況下不產(chǎn)生滲漏。在橡膠配方中一般以選用天然橡膠和丁苯橡膠為主,或者采用天然橡膠、順丁橡膠并用。補強體系通常選用高耐磨碳黑、半補強碳黑、通用碳黑或并用。碳黑在橡膠中主要起補強作用,增加交聯(lián)密度,如在天然橡膠中可提高硫化膠的定伸應力,在合成膠料中,可明顯地提高硫化膠的拉伸強度,如加入高耐磨碳黑的合成膠料的拉伸強度和定伸應力大幅度提高。填充通用碳黑和半補強碳黑,雖然膠料的拉伸強度和定伸應力沒(méi)有像高耐磨等活性細粒子碳黑填充膠料那樣高,但彈性較好,扯斷伸長(cháng)率較高,從而提高了膠料的耐屈撓性能。軟質(zhì)快壓出碳黑(N550)粒子適中,結構較其它軟質(zhì)碳黑高,有利于擠出膠管成型,表面光滑,尺寸穩定,也常用于膠管產(chǎn)品。膠管膠料用碳黑的填充量一般從20-50份不等。另外,也常加入無(wú)機填料,除白碳黑外,常使用碳酸鈣、陶土等非活性填料與碳黑并用。有時(shí)無(wú)機填料加入量較大,一般在30-90份不等。在內層膠中大量加入無(wú)機填料可有效降低膠料成本。 

1.1.2 擦布膠與填充膠 

擦布膠主要分布在膠管的中間層,使骨架層與內外兩層膠牢固結合。該層膠要求膠料的流動(dòng)性要好,能滲入到纖維及織物的結構中,以提高各部件的粘附強度,并起一定的緩沖作用。當然也要求膠料要有一定的強伸性能及耐屈撓、耐疲勞性能。膠料橡膠的選用以天然橡膠為主,適當配用丁苯膠、順丁膠、氯丁膠等。擦布膠的含膠率要比內層膠高一些,為35%-40%。碳黑常用軟質(zhì)碳黑,如半補強碳黑、通用碳黑或兩者并用。使用軟質(zhì)碳黑,與硬質(zhì)碳黑相比,在相同的填充量下,膠料的粘度較小、流動(dòng)性較好,有利于膠的滲透。另外,耐曲撓、耐疲勞性能也要好。加入無(wú)機填料如碳酸鈣、陶土也可提高膠料的流動(dòng)性,并且可降低產(chǎn)品成本。 

T33型三角帶包布


填充膠亦稱(chēng)中膠,它充填滿(mǎn)骨架層之間空隙,起骨架層之間的緩沖作用,提高管體結構的密實(shí)性和整體性,減少管體骨架材料之間在動(dòng)態(tài)下的摩擦疲勞和生熱影響。橡膠選擇與擦布層膠相同,采用半補強與高耐磨碳黑并用效果較好,但用量少于內層膠和外層膠,適量加入高耐磨碳黑可提高膠料的強度。 

1.1.3 外層膠 

膠管的外層膠是膠管的主要部分。外層膠必須滿(mǎn)足使用環(huán)境和工作條件的需要,保護骨架層不受外界損傷。膠管在使用時(shí)頻繁受到扭拉外力以及與地面接觸,所以要求要有良好的抗拉、抗撕裂和耐磨性能。長(cháng)期暴露在大氣中或惡劣氣候條件下使用的膠管要有優(yōu)異的耐老化性能,橡膠通常以氯丁膠為主,并與天然橡膠并用。碳黑一般選用高耐磨碳黑與半補強碳黑并用,用量稍少于內層膠的碳黑用量,這樣膠料的強伸性能可滿(mǎn)足上述使用性能要求。 

1.2 特種膠管 

特種膠管因其使用條件和要求特殊而區別于普通膠管。特種膠管根據特殊的使用條件和輸送介質(zhì)要求制作。具體有耐熱、耐油或耐酸、堿(俗稱(chēng)“三大耐”)或其它功能膠管。對于特種膠管來(lái)說(shuō),其配方中起主要作用的是橡膠的選擇以及硫化體系。補強填充劑碳黑的作用仍然與普通膠管相同,主要是影響橡膠的強伸性能,耐磨性以及加工性能,對耐熱、耐油、耐酸堿等無(wú)直接影響,但對防靜電或導電功能有利。隨碳黑配合量的增加和導電碳黑的加入,膠料比電阻降低。食品、醫療用橡膠管制品基本上不使用碳黑作為補強填充劑。 

1.2.1 耐熱膠管 

硫化膠的耐熱性決定橡膠制品的最高使用溫度和時(shí)間,而耐熱性主要取決于所用聚合物的類(lèi)型和結構特點(diǎn)。所有耐熱聚合物的共同結構特點(diǎn)是,它們具有不易起反應的化學(xué)鍵結構,主鍵具有較高的鍵能,鍵能越高,其耐熱性越好。各種橡膠都具有各自的使用溫度范圍,制品的使用溫度一般不能超出該制品所用橡膠允許的最高使用溫度,所以只能根據橡膠制品的使用溫度選擇相應的耐熱橡膠。硫化體系的選擇是僅次于橡膠的重要影響因素。不同硫化體系形成不同的交聯(lián)鍵結構,而不同的交聯(lián)鍵網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型對橡膠耐熱性也是不同的。鍵能愈大,硫化膠的熱老化性愈好,吸氧速度愈慢,硫化膠的耐熱老化性能亦愈好,如碳-碳鍵(-C-C-)比單硫鍵鍵能高,和單硫鍵比多硫鍵的鍵能高,吸氧速度慢,所以耐熱性好,反之較差。選用過(guò)氧化物硫化,或用有效、半有效硫黃硫化體系的硫化膠,形成較多的碳-碳鍵和單硫鍵,較少的多硫鍵,所以在同種橡膠制品中耐熱性較好。 

對于填充體系而言,一般無(wú)機填料比碳黑有更好的耐熱性,例如白碳黑、活性氧化鋅、氯化鋁等。在丁腈膠料中,碳黑的粒徑越小,即比表面積越大,則硫化膠的耐熱性越差,所以耐熱橡膠制品配方往往選用無(wú)機填料,或硬質(zhì)高耐磨碳黑與無(wú)機填料、軟質(zhì)碳黑并用的填充補強體系。這樣既照顧到耐熱性,也保證了對基本物性的要求。另外,在耐熱橡膠配方中,如選用過(guò)氧化物硫化體系,過(guò)氧化物又含有酸性基團,如過(guò)氧化二苯甲酰(BPO),如選用酸性填料如混氣槽黑,則硫化沒(méi)有影響,比較合適。但若選用無(wú)酸性基團而為堿性的爐法碳黑時(shí),則會(huì )消耗部分BPO的酸性而對其硫化有不良影響。相反,如選用過(guò)氧化二異丙苯(DCP)硫化劑時(shí),則堿性爐法碳黑幾乎沒(méi)有影響,而此時(shí)若使用酸性填料或酸性碳黑則妨礙其硫化。對耐熱膠管來(lái)說(shuō),耐熱性雖然是要達到的特殊性能,但作為膠管基本功能要求的力學(xué)基本物性,是一切配方考慮的前提。碳黑是硫化膠基本的、比較理想的補強劑,各種制品一般都要使用,這就要求在配方設計時(shí)綜合各種因素,揚長(cháng)避短,滿(mǎn)足各方面的使用要求。 

1.2.2 耐油膠管 

耐油膠管除要滿(mǎn)足作為膠管的基本力學(xué)性能要求外,突出的是要滿(mǎn)足耐油性能要求。橡膠的耐油性是指硫化膠抗油類(lèi)作用的能力,即當橡膠制品與各種油液長(cháng)期接觸時(shí),油液能滲透到橡膠中使之膨脹(或稱(chēng)體積增大),或者油類(lèi)介質(zhì)可以從硫化膠中抽出可溶性配合劑(如增塑劑),導致硫化膠收縮(或稱(chēng)體積減小)。所用的油有機油、液壓油、發(fā)動(dòng)機油、燃油等油類(lèi)。耐油性的評價(jià),通常是用標準試驗油測定硫化膠在油中、在規定的溫度和時(shí)間浸泡后的體積(或質(zhì)量)變化的百分率,或硬度變化的百分率(或差值)。 

硫化膠的耐油性主要取決于橡膠、硫化體系以及所用油的化學(xué)性質(zhì)。油類(lèi)通常是非極性的,所以含有極性基團的橡膠如丁腈橡膠、氯丁橡膠,兩者極性相差較大,對非極性的油類(lèi)有良好的穩定性。再者橡膠的硫化體系對改善耐油性有重要影響。一般說(shuō)來(lái),耐油性隨交聯(lián)密度的增加,網(wǎng)絡(luò )結構中自由體積的減小而使油的滲入和擴散困難,從而增加耐油性。另外,與交聯(lián)鍵的類(lèi)型亦有關(guān),用過(guò)氧化物硫化或有效硫黃硫化的膠料(如丁腈膠)比用普通硫黃硫化體系的膠料的耐油性要好。對作為填充補強劑的碳黑而言,雖無(wú)直接影響,但間接影響耐油性,主要表現在兩個(gè)方面,一是增加碳黑的使用分數,降低了膠料中橡膠的體積分數,可以提高膠料的耐油性,另一方面填充的碳黑都具有活性,而且活性越高可增加硫化膠的交聯(lián)密度,增強橡膠分子之間的結合力,從而增強了抗油滲透和膨脹能力,所以提高了橡膠制品的耐油性能。因此若從耐油性的角度說(shuō),在膠料中填充的碳黑粒子越小,活性越高。但在實(shí)際應用中,往往要求耐油的膠管也同時(shí)在溫度較高的條件下使用,所以同時(shí)要求既耐油也耐熱,這就要綜合考慮產(chǎn)品的實(shí)際使用條件和加工工藝,往往采取硬質(zhì)高耐磨碳黑和軟質(zhì)通用、快壓出半補強等碳黑并用的方法。軟質(zhì)碳黑品種加工性能也比較好,特別是擠出膠管,如使用粒子居中、結構稍高的快壓出(N550)碳黑則制品尺寸穩定、表面光滑,是常選用的碳黑品種之一。 

1.2.3 耐酸、堿膠管 

該種膠管長(cháng)期使用在與化學(xué)藥品接觸的場(chǎng)合?;瘜W(xué)藥品主要是各種酸、堿、鹽溶液,由于它們對橡膠制品的氧化作用,常常引起橡膠和配合劑的分解,造成硫化膠的腐蝕或引起橡膠的溶脹。 

對耐酸、堿要求不高的膠管,可采用天然橡膠或與丁腈橡膠、氯丁橡膠并用;對接觸腐蝕性較強的介質(zhì)的膠管,可選用丁基橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠等特種橡膠。采用的硫化體系要本著(zhù)增加交聯(lián)密度、提高硫化膠的彈性模量,是提高硫化膠耐化學(xué)腐蝕介質(zhì)的重要措施。 

耐化學(xué)腐蝕介質(zhì)的膠料配方所選用的填充劑應具有化學(xué)惰性,不易和化學(xué)腐蝕介質(zhì)反應,不被浸蝕,不含水溶性電解質(zhì)等為原則。碳黑對化學(xué)腐蝕介質(zhì)一般比較穩定,填加碳黑也增加了膠料的交聯(lián)密度,提高硫化膠的彈性模量,對提高膠料的耐腐蝕性能有利。根據膠料的力學(xué)性能要求選擇碳黑的品種和填充量(如根據硬度要求決定碳黑填充分數)。膠管配方中一般選用高耐磨碳黑或半補強碳黑,或兩者并用效果更好。其它填料可選用硫酸鋇、陶土等。在保證物理性能和加工性能的前提下,可適當增加填充補強劑的用量,減少含膠率,可提高制品的耐酸、堿性。 

2 膠帶制品 

膠帶也是橡膠制品中的大宗產(chǎn)品之一。我國目前有一定規模的膠帶企業(yè)有100余家,年生產(chǎn)能力為2億m3左右,生產(chǎn)V帶能力為8億Am。2001年輸送帶實(shí)際生產(chǎn)7246萬(wàn)m2,V帶6.37億Am,已進(jìn)入世界膠帶生產(chǎn)大國行列。 

膠帶產(chǎn)品品種主要分為輸送帶和傳動(dòng)帶兩類(lèi)。其中輸送帶有普通織物芯輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶、阻燃輸送帶、耐熱輸送帶等。傳動(dòng)帶有普通V帶、汽車(chē)V帶、同步帶等。各種輸送帶雖然結構骨架材料以及使用條件不同而要求膠料不同,但都毫不例外地使用大量碳黑或其它無(wú)機填料作為填充劑強劑?,F以普通輸送帶為例介紹使用要求及補強填充劑。 

普通輸送帶的膠料由覆蓋膠、緩沖膠、布層擦膠以及布層貼膠等四層組成。 

覆蓋膠也就是面層膠料,使用時(shí)直接接觸輸送物料、受物料的沖擊、磨損和微生物侵蝕以及老化作用,因此要求覆蓋膠具有較好的拉伸強度(≥18MPa)和耐磨性(磨耗量≤0.8cm3/1.61km),耐老化,耐生物侵蝕。此外,還要求有良好的粘性等工藝性能。覆蓋膠使用膠料通常以天然膠為主或并用適量的丁苯橡膠,含膠率在50%-55%左右。硫化體系采用普通硫黃硫化體系,這樣可發(fā)揮膠料良好的物理機械性能。補強填充體系常選用高耐磨碳黑,甚至中超耐磨碳黑,用量為純膠的40-50份,所以可保證覆蓋膠的較高的強力和耐磨性的要求。 

緩沖層膠在覆蓋膠和帶芯層之間,要求能增加兩者的粘合力,并可吸收和分散輸送物料的沖擊力,起緩沖作用。該層膠料要具有良好的粘著(zhù)性、彈性高、生熱小、散熱性好,工藝性能好。生膠一般選用天然膠與順丁膠并用,順丁膠較柔順,散熱性亦好。硫化體系采用低硫配合以提高膠層和布層的粘著(zhù)力。補強填充體系常選用高耐磨碳黑和軟質(zhì)碳黑,如與半補強碳黑并用,但碳黑用量不宜過(guò)多,這樣可適當降低膠料硬度,并提高硫化膠料彈性。 

布層擦膠(擦布膠)的主要作用是將帶芯帆布層粘合成一個(gè)整體,要求對帶芯材料有良好的粘合性和耐疲勞性能,并且要有足夠的可塑性和抗焦燒性能。生膠仍以天然膠為主,可并用丁腈橡膠,含膠率一般在50%左右。硫化體系選用一般硫黃硫化體系。補強劑選用碳黑,可完全選用軟質(zhì)碳黑,如通用、半補強碳黑等,碳黑用量也不宜高,約10%左右。減少了碳黑用量,并使用軟質(zhì)碳黑,使含膠率提高,這樣的膠料不但彈性好,柔軟性好而且滲透性,粘著(zhù)性均提高。另外,可適當增加古馬隆樹(shù)脂和石油樹(shù)脂等軟化劑也更有利于增加膠布與布層之間的附著(zhù)力。 

特種輸送帶與普通輸送帶不同之點(diǎn)是除要求基本的物理機械性能外,還要求輸送帶的覆蓋膠要具有耐特殊性能要求,如難燃、耐熱、耐酸堿或導靜電等要求,以及接觸食品的輸送帶要求無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染等要求。上述特殊要求的輸送帶除導靜電輸送帶的填充補強劑要求使用導電碳黑或導電劑和食品輸送帶一般不使用碳黑外,其它各種特種輸送帶膠料使用碳黑的原則要求基本上與普通輸送帶各膠料的使用碳黑相同。兩類(lèi)輸送帶的配方主要區別不在填充補強劑方面,而在生膠選擇、硫化體系以及防護體系。導靜電輸送帶,根據膠料電阻率要求范圍一般要選用不同導電碳黑,如乙炔碳黑以及現代開(kāi)發(fā)的各種爐法導電碳黑,均可滿(mǎn)足不同用戶(hù)的使用要求,也可選用石墨粉和其它導電劑。增加碳黑或其它導電劑的用量可提高膠料的導電性,即降低橡膠的體積電阻率,但隨用量增加,不但混煉加工分散困難,而且膠料的力學(xué)性能也要降低,所以綜合各種使用要求,選用碳黑的品種和用量。 

3 橡膠減震制品 

橡膠材料由于其特有的粘彈性能,已廣泛地用在飛機、艦船、汽車(chē)、火車(chē)、建筑和儀器儀表等領(lǐng)域,用于減振(或隔離)或吸收噪聲。特別是汽車(chē)工業(yè)和鐵路機車(chē)已越來(lái)越多地使用橡膠-金屬減震器以及緩沖塊、膠墊等。如汽車(chē)多用在發(fā)動(dòng)機架、壓桿裝置、懸掛軸襯、中心軸承架,顛簸限制器和墊振器減振器等部位,用于改善汽車(chē)行駛的安全性和舒適性?;疖?chē)機車(chē)用在中央支撐橡膠錐體懸掛橡膠墊、彈性車(chē)輪、空氣彈簧、傳動(dòng)裝置的弓型橡膠塊、車(chē)鉤橡膠緩沖器以及鐵路軌枕墊等。減振器主要承受壓縮應力、剪切應力和扭轉力矩以及各種應力的復合作用,在保證機車(chē)的高速性、安全性和舒適性方面,起著(zhù)重要作用。 

各種不同用途的減震橡膠制品雖有不同的使用條件和性能要求,但作為減震橡膠來(lái)說(shuō)也有其共性。主要性能要求:(1)具有一定的動(dòng)態(tài)阻尼性能,以提供良好的減震效果;(2)適宜的彈性模量,具有一定的支承功能,以盡可能地減小硫化膠的蠕變;(3)良好的耐動(dòng)態(tài)疲勞性、耐動(dòng)態(tài)老化性能,以保證足夠的使用壽命;(4)與各種金屬有良好的粘合性能,即粘合強度要高。 

減震器中使用的橡膠材料,最常用的是天然膠,或天然膠與順丁膠、丁苯膠并用作為主體材料。天然膠具有優(yōu)異的強伸性能、耐寒性和電絕緣性,物理機械性能好,容易加工,但耐熱和耐候性較差。氯丁膠具有優(yōu)良的耐候性,但耐寒性較差,可采用改性或與天然膠、丁苯膠并用方式提高其性能。三元乙丙膠耐候性、耐臭氧老化、電絕緣性、耐熱性和耐寒性等優(yōu)異,但價(jià)格較高。丁基橡膠即阻尼系數較大,可提供良好的減震效果。減震制品的橡膠選擇可根據制品使用要求選擇合適的膠種。 

減震橡膠配方中的補強填充劑,是除橡膠之外影響膠料動(dòng)態(tài)模量和阻尼最為顯著(zhù)的因素,特別是碳黑,粒徑越小,比表面積越大或填充量增加,則橡膠交聯(lián)程度越高,硫化膠的彈性模量越大,剛度增加,硫化膠的阻尼性也增大,但生熱增高。從耐疲勞的角度來(lái)說(shuō),在應變一定的疲勞條件下,碳黑粒徑越小或增加碳黑用量,耐疲勞性能降低,所以在實(shí)際應用中,為保持制品良好的耐疲勞性和低生熱,提高耐熱空氣老化性能,往往選用粒徑較粗的半補強碳黑和細粒子熱裂碳黑等軟質(zhì)碳黑。但是從耐疲勞破壞性,即制品的耐持久使用性能(使用壽命)來(lái)看,選用活性高補強性能好的粒子較細的碳黑,可提高橡膠膠料的抗裂口擴展強度,最終提高硫化膠的耐疲勞破壞性,即使用壽命。此種情況下,對于與橡膠親合力低的碳黑或非活性填料來(lái)說(shuō),粒子越大,填充量越高,則硫化膠的耐疲勞破壞性愈差,壽命越短。實(shí)際應用中,用戶(hù)設計的橡膠減震制品,一般都提出了使用膠料的基本物理機械性能指標和使用條件下的動(dòng)態(tài)力學(xué)指標,如剛度,彈性曲線(xiàn)以及耐久性等。生產(chǎn)企業(yè)一般根據使用條件和要求設計膠料配方和加工工藝。通常在天然膠為主的配方中,由于自身的強伸性能較高,可選用軟質(zhì)碳黑或碳酸鈣等無(wú)機填充劑,可充分發(fā)揮良好的彈性,優(yōu)越的曲撓性能,并且在動(dòng)態(tài)下生熱較低,這都有利于耐疲勞性能的提高。如要求膠料具有較高的剛度或主要用于合成膠料,如丁基膠、順丁膠等自身強力較低,并柔軟的膠料時(shí),可采用高耐磨等補強型碳黑或與軟質(zhì)碳黑并用,也可采用增加軟質(zhì)碳黑使用分數的辦法增加硬度并使綜合性能滿(mǎn)足制品的使用要求。 

4 橡膠密封制品 

橡膠密封制品也是橡膠制品中的重要組成部分之一。該類(lèi)制品主要用于航空、汽車(chē)、摩托車(chē)以及各種機械中,尤其是汽車(chē)工業(yè)是使用橡膠密封制品的主要用戶(hù),使用的主要密封制品有各種0型(或異型)密封圈及墊片、骨架油封、汽車(chē)門(mén)窗密封條、制動(dòng)皮碗和皮膜。這幾類(lèi)制品需要量都很大。我國汽車(chē)產(chǎn)量2003年已達444.37萬(wàn)輛,作為汽車(chē)用的油封用量已達1.5億只。復合密封條已超過(guò)500萬(wàn)米/年。其它密封件如O型密封圈、密封墊片的需用量也大幅度的增長(cháng),這為我國橡膠制品行業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng)。 

綜上所述,密封制品種類(lèi)繁多,工作條件各異,如耐熱、耐油、耐化學(xué)腐蝕以及工作狀態(tài)(靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、旋轉和擺動(dòng)等)、速度、工作壓力等。所以用于機械密封的橡膠密封件,從橡膠上首先要考慮使用條件或特種條件的要求,然后在硫化促進(jìn)體系,補強填充體系,軟化體系,防護體系上綜合考慮合理的配方和加工工藝。 

一般用于機械密封作用的膠料,要具有良好的彈性和較低的壓縮永久變形,滿(mǎn)足不同制品使用條件的特殊性能要求。作為動(dòng)態(tài)密封,還要求膠料具有一定的拉伸強度、較好的耐磨性、耐撕裂性能。 

4.1 O型密封圈膠料 

O型密封圈是一種外形結構簡(jiǎn)單、規格繁多、需用數量極大的一種密封制品。O型密封圈的密封質(zhì)量和壽命取決于尺寸精度和膠料。一般要求膠料具有一定的機械強力,抗撕裂性能以及良好的耐熱、耐油、耐化學(xué)介質(zhì)以及在使用條件下要具有較小的壓縮永久變形,是其主要指標。 

根據使用要求,一般都有耐熱、耐油要求,使用膠料以丁腈膠最多。要求溫度較高的(如150℃-190℃)耐油密封制品可使用丙烯酸酯等橡膠。要求更高溫度的耐油橡膠制品用氟橡膠,耐熱用硅橡膠。工作壓力較高時(shí),增加O型圈膠料硬度的方法是增加碳黑的填充量,但填充量過(guò)高,混煉困難,并損害硫化膠基本物性,也使膠料易發(fā)生焦燒。 

在使用同種橡膠酌情況下,如丁腈膠,為提高耐熱和耐油性能,降低壓縮永久變形,可采用過(guò)氧化物(如使用DCP)硫化體系或有效硫黃硫化體系(低硫高促)。這兩種硫化體系可生成較多的碳-碳鍵交聯(lián)結構和單硫鍵交聯(lián)結構,有效提高硫化膠的耐熱性和耐油性能,降低壓縮永久變形。 

O型密封圈的耐熱、耐油膠料配方的填充補強體系中,多采用活性較低的的熱裂碳黑、噴霧碳黑或半補強碳黑,這些碳黑的特點(diǎn)是粒子較粗,膠料彈性好、生熱低、壓縮永久變形低,并可大量填充,降低膠料成本。如O型密封圈使用在動(dòng)密封條件下,需要增加抗撕裂性能,可并用部分活性較高的高耐磨碳黑。氟橡膠膠料屬自補強型橡膠,如填入活性碳黑反而降低膠料力學(xué)性能,所以一般填充少量活性較低的粗粒子的熱裂碳黑或噴霧碳黑。 

4.2 油封膠料 

油封是傳動(dòng)軸介質(zhì)密封的重要部件,其質(zhì)量和壽命直接關(guān)系到機械能否正常運轉。油封一般都使用在動(dòng)態(tài)工況下,并與所密封的介質(zhì)如油類(lèi)直接接觸,所以要求油封膠料要具有良好的耐油性、耐磨性和較小的磨擦系數。由于油封與軸的磨擦生熱很高,特別是唇口部位更高,所以膠料的耐熱老化性要好。另外要求膠料流動(dòng)性能好,保證在合模硫化時(shí)易流動(dòng)并充滿(mǎn)整個(gè)模腔。 

油封主要性能指標是耐熱、耐油,一般常用的膠料有丁腈橡膠(長(cháng)期使用溫度120℃以下),丙烯酸酯橡膠(120℃-170℃),氟橡膠(170℃-220℃)。油封在正常使用情況下,后期出現漏油失效,主要是油封唇口老化變硬,失去了彈性并產(chǎn)生龜裂所致。為提高油封的使用壽命,必須提高油封所用膠料的耐熱性。膠種確定之后,硫化體系是關(guān)鍵,如丁腈膠料,選用DCP過(guò)氧化物硫化體系和填加提高耐熱性的助硫化劑(如甲基丙烯酸鎂)可有效提高耐熱性。對填充補強體系而言,由于油封要求一定的機械強度、耐撕裂性、良好的耐磨性,常選用高耐磨爐黑、快壓出碳黑、與通用碳黑、半補強碳黑、熱裂碳黑、噴霧碳黑等并用。白碳黑也是常選用的填充補強劑,如單用白碳黑,為提高機械強度可添加硅烷偶聯(lián)劑。白碳黑膠料另一優(yōu)點(diǎn)是與金屬骨架材料粘合性較好。對于氟橡膠膠料,不適宜使用細粒子活性碳黑,通常選廚粗粒子的熱裂碳黑或噴霧碳黑。為增加油封硫化膠料的自潤滑性,減小摩擦系數,往往添加石墨粉,二硫化鉬等填充材料。 

4.3 橡膠密封條 

橡膠密封條主要用于汽車(chē)、飛機、鐵路以及高層建筑各種門(mén)窗,防止外界灰塵、空氣、水等進(jìn)入系統的一種橡膠件。隨著(zhù)我國交通運輸業(yè)、家用轎車(chē)以及家用電器的迅速發(fā)展,該類(lèi)產(chǎn)品用量極大,其生產(chǎn)技術(shù)日新月異,并趨于自動(dòng)化、簡(jiǎn)單化、文明化、高速化、產(chǎn)品外形結構也從一種單元體向多單元組合體發(fā)展。 

橡膠密封條由于大部分用于汽車(chē)、火車(chē)、飛機以及高層建筑的門(mén)窗,所以要求橡膠材料具有良好的耐候性、耐老化性和較好的機械性能,適宜的伸長(cháng)率、壓縮永久變形以及耐寒性能。另外密封條幾乎全是通過(guò)連續自動(dòng)硫化生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn),所以膠料的加工性能、流動(dòng)性、擠出性能要好,外形尺寸穩定、表面光滑,表面不能有雜質(zhì)、斑痕。另外膠料的硫化速度要適合連續硫化生產(chǎn)線(xiàn)的工藝要求。 

橡膠密封條膠料以三元乙丙膠為最好,也是常選用的主要膠料,它的特點(diǎn)是耐候性較好。近年來(lái)國外又采用快速硫化型三元乙丙膠料以及熱塑性彈性材料做汽車(chē)密封條。實(shí)際生產(chǎn)中也常常使用三元乙丙膠與天然膠、氯丁膠、聚氯乙烯等并用體系。并常以發(fā)泡橡膠密封條供應于市。橡膠密封條膠料配方的補強填充體系常采用壓出性能好、變形小、表面光滑的碳黑品種,如快壓出碳黑(N550),或與通用、半補強碳黑、噴霧碳黑等并用。對于轎車(chē)等高檔密封條制品,使用碳黑不但要滿(mǎn)足物理機械性能,加工性能的要求,而且表面必須光滑無(wú)顆粒,所以要求碳黑的篩余物含量要低,絕不能有雜質(zhì),即碳黑的純凈度要高。近年來(lái),國外一些碳黑公司開(kāi)發(fā)的高純度碳黑,如美國卡博特公司推出的spheron品牌的工業(yè)橡膠制品用碳黑系列中,A系列碳黑為高純凈度碳黑產(chǎn)品,主要用于橡膠密封條。據介紹該種產(chǎn)品中不含鈣鹽、金屬微粒含量很低,無(wú)雜質(zhì)(CRIT),采用這種產(chǎn)品制做的制品表面光潔度、氣密性均好。我國尚無(wú)橡膠密封條制品專(zhuān)用碳黑。輪胎布  


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