氧化镁质量对橡胶型氯化聚乙烯性能的影响

曹东君-电缆

氧化镁质量对橡胶型氯化聚乙烯性能的影响
许建雄
(潍坊旭业塑胶材料有限公司,山东潍坊　262404)
摘　要:氧化镁的质量对橡胶型氯化聚乙烯的性能影响是很大的。作为含卤聚合物系列的酸接受体,不仅对硫化速度有影响,同时对硫化胶的物理机械性能有较大的影响。
关键词:氧化镁;橡胶型氯化聚乙烯
中图分类号: TQ330138 　　　
文献标识码:B 　　　
文章编号:1005 - 4030 (2004) 05 - 0025 - 02
+ N( q  @# ^7 j2 V收稿日期:2004 - 03 - 02
作者简介:许建雄,原上海电缆厂高级工程师,现在潍坊工作。
# i3 T* I- N# k4 |; H　　近年来,橡胶型氯化聚乙烯(以下简称CPE)在电线电缆行业的应用越来越广泛,其用量占橡胶型CPE85 %以上,大有取代氯丁橡胶(CR) 的趋势。橡胶型CPE 的产量也以40 %的速度增长,2003 年全国产量突破115 万吨。然而电线电缆同行对橡胶型CPE 的主要助剂氧化镁的使用不够重视。氧化镁是含卤橡胶的重要配合剂。在CR 胶中,氧化镁是硫化剂和热稳定剂。氧化镁的活性(碘吸附值) 高对CR 抗焦烧的性能影响很大,对CR 的拉伸强度也有影响。在氯磺化聚乙烯橡胶(CSM) 中,氧化镁可用作交联剂,同时又是酸接受体,防止CSM 交联过程中放出HCl 气体,一旦出现就被吸收。在橡胶型CPE 的加工过程中,氧化镁作用应引起高度重视。下面我们将通过几种氧化镁在橡胶型CPE 中的应用试验来说明氧化镁对性能的影响。
( i! x* k) c- q' {1 　实验
; n8 }  y9 p1 S& M111 　原材料
橡胶CPE135B ,潍坊亚星化学股份有限公司;氧化镁,青岛荣鑫镁盐有限公司;活性氧化镁KPLL - 20F ,40F ,60F ,80F 等,以色列DSP 公司;炭黑N774 ,美国卡博特公司;交联助剂TAIC ,浙江黄岩华星化学厂交联剂DCP ,上海高桥石化精细化工有限公司;增塑剂DOP ,山东潍坊天合有机化工有限公司;超细滑石粉,1250 目,山东莱州市玉夙矿业滑石粉有限公司;微晶石蜡,上海联工助剂厂;环氧大豆油,山东青州王府宏达增塑剂厂;变压器油45 ,石油公司供货。
112 　主要测试设备和仪器
<160 ×320 开炼机,上海橡胶机械厂产品;
50t 平板硫化机, 上海第一橡胶机械厂产品;
DG2500 型电子拉力机,上海德杰仪器设备有限公司产品;
R100E 型有转子硫化仪,北京市友深
电子仪器厂产品。
/ o( m+ u% ]3 B4 ~113 　试验配方
白料配方:橡胶型CPE135B 100 ;氧化镁(不同品种) 10 ;超细滑石粉40 ;变压器油4 ;环氧大豆油3 ; 微晶石蜡2 ; TATC 215 ;DCP 315 ;
合计16510 。
0 o+ O4 v% u! n! S, E/ N6 ]黑料配方:橡胶型CPE135B 100 ;氧化镁(不同品种) 10 ;炭黑N774 40 ;DOP 10 ; TATC 210 ;DCP 218 ;合计16418 。
3 A2 A  G' h$ W$ U" g" ]+ R114 　混炼工艺
将开炼机辊温升到80 ℃后,调小辊距和挡板距离,加入粉状CPE135B ,待CPE 成片后,打三角包6 次下片,稍调大辊距,加入已塑炼过的CPE ,使其包辊无空洞,加入氧化镁、超细滑石粉、变压器油、环氧大豆油、微晶石蜡和TATC。待粉料基本吃完后,加入DCP ,扫净托盘粉料加入,下片后调小辊距翻三角包6 次,横包2 次,按需要厚度和宽度出片。黑色胶料和白色胶料工艺基本相同。
! _, h+ q0 f2 i; h; \% b115 　性能测试
+ P) W5 d) C% ~: {6 i. i. W- s各项性能按相应的国家标准进行测试。
2 　结果与讨论
6 _  ~0 Q' S& r# _! C( L211 　白色硫化胶胶料性能
  M1 Y# _/ o4 p3 ]6 `! N' C氧化镁品种对白色胶料性能的影响见表1 。由表1 看,在白色CPE 基本配方中,随着活性的提高,最低扭矩值ML 缓慢增加,碘值在80扭矩才提高大一些,因此我们选择碘值为40 的氧化镁,对胶料的塑性不会有大的影响。同时胶料的焦烧时间tS1 和硫化时间t90 都与青岛轻质
MgO 接近,硫化速率略快一点,这对CPE 连续硫化工艺是有利的。
表1 　氧化镁对白色胶料性能的影响
1 ]! {, ?) n8 D, t8 d项     目；
& k) n7 O. j' t9 h- g5 k- g$ z* `氧   化  镁  、青岛  、KPLL-20F、KPLL-40F、KPLL-60、KPLL-80F
* _( r4 u; @. g' x3 O  {硫化仪,160 ℃×16min
1 ^! o/ V0 C' [+ [* p& d4 Et S1 ,min∶S 、2∶12、 2∶15、 2∶9、 2∶2、 2∶19
t S2 ,min∶S 、2∶25、 2∶28、 2∶21、2∶35、2∶31
t 10 ,min∶S 、2∶32、、2∶37、2∶29、2∶44、2∶37
t 50 ,min∶S 、 4∶30、4∶47、4∶28、4∶50、4∶41
% m4 S( ~8 T7 c% L" nt 90 ,min∶S 、10∶39、10∶51、10∶29、10∶34、10∶32
ML ,N&#8226;m 3188 3. 73 3. 85 3. 80 4. 10
M H ,N&#8226;m 6. 63 6. 56 6. 70 6. 51 6. 66
硫化速率,S – 1、11. 83、11. 62、12. 00、12. 14、12. 17
( H- w6 W+ E0 ~1 Z+ r9 x硫化条件:160 ℃×6min
邵尔A 硬度,度80 80 81 80 79
100 %定伸应力,MPa 4. 95、4. 30、4. 63、4. 45、4. 93
200 %定伸应力,MPa 11. 42、9. 94、10. 54、10. 94、11. 60
; S# |% j+ _3 s0 z300 %定伸应力,MPa 19. 78、18. 75、20. 03、20. 59、21. 12
拉伸强度,MPa     22. 01、25. 57、24. 85、24. 66、24. 26
拉断伸长率, % 325、 371、 349、 345、 332
5 A. t5 K. F" N; Z/ J7 g+ _! G' A8 r+ f压缩永久变形, % 20、 30、 20、 20、 20
撕裂强度,N/ cm 50. 5、57. 4、 56.0、53. 8、54. 2
) T" z6 }0 @4 E表2 　氧化镁对黑色胶料性能的影响
$ _2 g5 V# o4 v6 J- s9 f  ]  W项   目；
氧化镁、青岛、KPLL-20F、KPLL-40F、KPLL-60F、KPLL-80F
& |4 A* \! L2 z0 \. X! E# c5 w- T! P: g硫化仪,160 ℃×16min
- x) A" _/ ?. z# ^& f" Qt S1 ,min∶S、1∶49、1∶23、1∶49、1∶26、1∶25
t S2 ,min∶S、2∶04、1∶34、2∶00、1∶36、1∶36
$ R* ]( ?/ u5 Z& Z& d% `0 S$ Yt 10 ,min∶S、2∶12、1∶38、2∶07、1∶44、1∶43
t 50 ,min∶S、4∶16、3∶03、3∶37、3∶11、3∶08
t 90 ,min∶S、9∶49、6∶55、7∶54、7∶19、7∶32
( l4 |/ t8 }0 ZML ,N&#8226;m、1. 19、1. 37、1. 30、1. 35、1. 39
M H ,N&#8226;m 、3. 81、3. 79、4. 03、4. 17、4. 28
硫化速率,S – 1、12. 50、18. 07、16. 43、16. 99、16. 34
硫化条件:160 ℃×5min
邵尔A 硬度,度、63、63、64、65、66
9 a7 {* p4 x& A% n( x8 m' q6 H: E100 %定伸应力,MPa、2. 66、2. 77、3. 16、3. 51、4. 15
* R+ ]3 O5 e7 d) \- f200 %定伸应力,MPa、8. 78、8. 69、10. 25、11. 29、12. 18
. ^. E" l( |9 S! W; D, U5 v300 %定伸应力,MPa、 15. 53、16. 89、10. 26、11. 36、12. 16
) B& [2 e* n  H/ P  k) R拉伸强度,MPa、18. 88、19. 84、20. 87、21. 07、21. 67
& N1 U3 M% I, _0 n( n拉断伸长率, %、 342 、336 、345 、343、 339
1 d: i: p" t" i- @1 ?- o压缩永久变形, % 、10、12 、10、 10、 10
0 r+ J. @% d# I撕裂强度,N/ cm 、53. 9、62. 2、58. 8、54. 6、65. 3
同时从表1 看,青岛MgO (碘值在60 以下)在国内应该算是比较好的MgO 品种,但和以色列DSP 公司生产的系列MgO KPLL - 20F、40F、60F、80F 相比仍存在一些差距。配方和工艺相同,而拉伸强度要2315MPa ,这是十分明显的,而在售价方面和国内氧化镁差不多,建议用户使用此系列产品,以利于产品质量的稳定和提高。
212 　黑色胶料性能
氧化镁品种对黑色胶料性能的影响见表2 。
9 w% ]. E7 t, M) W2 [/ M6 K从表2 看,KPLL - 40F 的焦烧时间与青岛轻质MgO 是一样的,而硫化时间比青岛MgO 快约2min ,这有利于CPE 胶料的连续硫化,以期在硫
化罐内得到充分的硫化,克服了CPE 胶料在多数情况下硫化不足的问题。从曲线的高度看,KPLL - 40F 的最高扭矩是4103 ,比青岛MgO 高
出0122 ,以扭矩的差值看, KPLL - 40F 也高一些,说明KPLL - 40F 的强力比较高。同时从表2 看到,在加炭黑配方中,首先是拉伸强度,以色列KPLL 系列MgO 均比青岛MgO提高2～3MPa ,这和白色硫化胶配方情况是一致的。除MgO 的活性外,还有大家不注意的指标,就是MgO 的粒径,以色列MgO 没有较粗粒径,而国产MgO 在生产过程中均要带入少量粗粒径MgO ,这就使CPE 硫化胶的拉伸强度提不高。从外表看,国产MgO 体积比较大,同样重量比以色列MgO 体积大,表面看是比较轻,但拉伸强度不高,其原因就在这里。
3 　结论
在CPE 胶料中,MgO 的加入量比较大,其目的就是要吸收加工和硫化过程中产生的氯化氢气体,是价廉物美的热稳定剂。CPE 本身没有双
. \. m+ {0 X( R: n; J( h0 M键,也没有交联结构的点,完全靠过氧化物来交联,在硫化时的高温使过氧化物分解产生的游离基,夺取CPE 长链分子上的氢而出现CPE 的游离基,在硫化助剂TAIC 的帮助下,使两个大分子链的游离基连接起来,形成交联网状结构,从而使CPE 橡胶硫化。因此,橡胶配方中不宜使用酸性配合剂,防止酸性配合剂对过氧化物的破坏而影响CPE 橡胶的硫化。氧化镁本身有碱性,又是CPE 橡胶的十分重要的热稳剂,MgO 的品质直接影响CPE 硫化胶的性能,这一点应引起大家的注意。

平常心

资料不错，学习了，氧化镁质量对CPE，PVC性能的影响很大，我们还是定点采购。谢谢。

YPont

许老还在工作呀！很久以前我们在广州共事过！真的是有缘！现在我也搞配方10多年了！

曹东君-电缆

确实是，许老（工）在橡套电缆届了的资格太深了！他老人家的水平越实在是太高了！我太想见他老人家一面，只不过和他老联系不上

YPont

我还以为许老和你在一起工作呢！！！！！！！！！！！！！

米苏

楼上说的许工是许继荣吗？？？（我的权限查看会员的详细信息）
$ i5 o0 Z0 G& h新增：
+ _( I) ^* [  `% w: M8 q我的权限不能查看会员的详细信息

wuxiwire

原帖由 曹东君-电缆 于 2009-11-7 11:25 发表

! N6 }8 y' T% q) [  G9 l                               
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( j7 s, i1 |) g8 W8 t确实是，许老（工）在橡套电缆届了的资格太深了！他老人家的水平越实在是太高了！我太想见他老人家一面，只不过和他老联系不上

他现在杭州~

曹东君-电缆

大家说得许工是原上海电缆厂的高级工程师 许建雄
. H  w- b. D! G8 a新增：
许老（工）现在在杭州做什么呢？太想见他老人家一面了，

米苏

多谢 曹总的告知！！！！！

李子

确实有用  感谢胶友分享  学习了