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)
8 B$ A! K9 ?2 o* b& I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
8 `3 D1 b0 X# X5 G: w" b中图分类号: TQ330138 　　　
文献标识码:B 　　　
/ j' n. H' ]' V8 [文章编号:1005 - 4030 (2004) 05 - 0025 - 02
收稿日期:2004 - 03 - 02
8 }9 X5 c! l' N, N4 m作者简介:许建雄,原上海电缆厂高级工程师,现在潍坊工作。
　　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。
1 　实验
- j+ f" I9 V+ ?: S4 E8 L111 　原材料
$ C* [9 F- a. P5 k, Q5 j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。
; ]3 t0 A) E1 h8 P7 ?" C112 　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;
: Y( w4 y" V0 R* P! e, w9 Z3 \1 h R100E 型有转子硫化仪,北京市友深
7 `8 Y7 h) Q) c) @电子仪器厂产品。
0 p4 i8 Q6 c1 d( y% Z- _4 Y! `113 　试验配方
6 c% a! ]% @" P# B# a" t8 N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 。
7 Z8 b0 _) ?9 \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 。
7 u5 g& @" Y9 p4 y114 　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。
6 Z+ h+ Q5 f. F/ f8 u) ]5 J' n115 　性能测试
各项性能按相应的国家标准进行测试。
2 　结果与讨论
! [( [' R9 B" K% i  t* V211 　白色硫化胶胶料性能
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。
6 j  f( g- c; t' I. b, C表1 　氧化镁对白色胶料性能的影响
, x' D0 W. h% [$ l! f" s项     目；
- a) W1 n3 ]- s5 r! D9 Q氧   化  镁  、青岛  、KPLL-20F、KPLL-40F、KPLL-60、KPLL-80F
硫化仪,160 ℃×16min
# X% V' {" ~+ t5 \t S1 ,min∶S 、2∶12、 2∶15、 2∶9、 2∶2、 2∶19
+ ^5 ~1 T9 ^! |' k& {! J% T, `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
6 n% ]8 Y) A! v  N1 It 50 ,min∶S 、 4∶30、4∶47、4∶28、4∶50、4∶41
t 90 ,min∶S 、10∶39、10∶51、10∶29、10∶34、10∶32
* j: x0 u6 @5 t1 s1 g. FML ,N&#8226;m 3188 3. 73 3. 85 3. 80 4. 10
6 f* k- t" ]4 A8 t; AM H ,N&#8226;m 6. 63 6. 56 6. 70 6. 51 6. 66
  R! U) G  y0 N( [2 y! R. T硫化速率,S – 1、11. 83、11. 62、12. 00、12. 14、12. 17
硫化条件:160 ℃×6min
1 Z& B" c( v& M* ^* [0 V1 h邵尔A 硬度,度80 80 81 80 79
' _2 H! @" F1 n% r% O/ k+ v100 %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
300 %定伸应力,MPa 19. 78、18. 75、20. 03、20. 59、21. 12
* c, T" T, z6 H  e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
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
8 A9 [" T8 f; g表2 　氧化镁对黑色胶料性能的影响
# j8 r/ P; W: \+ u项   目；
氧化镁、青岛、KPLL-20F、KPLL-40F、KPLL-60F、KPLL-80F
3 C0 @% q! \. R! q8 z5 j! ~8 g: N硫化仪,160 ℃×16min
$ M6 Z- G( q8 X2 vt 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
t 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
0 m  H; V; D/ r: L  `, Q; Yt 90 ,min∶S、9∶49、6∶55、7∶54、7∶19、7∶32
ML ,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
' M- G* ]% O; y. q5 l/ B1 @硫化速率,S – 1、12. 50、18. 07、16. 43、16. 99、16. 34
2 M% l8 O$ s# b硫化条件:160 ℃×5min
邵尔A 硬度,度、63、63、64、65、66
100 %定伸应力,MPa、2. 66、2. 77、3. 16、3. 51、4. 15
200 %定伸应力,MPa、8. 78、8. 69、10. 25、11. 29、12. 18
$ d% K9 p& A  U' B6 X! ?$ u9 ?300 %定伸应力,MPa、 15. 53、16. 89、10. 26、11. 36、12. 16
拉伸强度,MPa、18. 88、19. 84、20. 87、21. 07、21. 67
( a) @; X  _8 L拉断伸长率, %、 342 、336 、345 、343、 339
压缩永久变形, % 、10、12 、10、 10、 10
+ h6 X' p9 ?4 `: t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
( T/ {+ ^. e0 G9 E# v& T氧化镁品种对黑色胶料性能的影响见表2 。
+ i* i2 w/ L, i! z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
; T$ f5 @' H+ u4 G) m1 ]; N' x" ~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
" L+ o# `/ _0 N2 t" n0 @7 r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。
/ _! y/ ]7 H; p0 ]2 K3 　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
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）
$ b; a2 Y0 c3 d% T新增：
1 P; E! E1 u5 D1 n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

8 ~. u7 K6 ~4 X* c                               
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: b' C" I6 s* y) c% Z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

( s2 j* ^- O/ ~. `/ Y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
新增：
) O6 z$ b( H; _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