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
' p3 o4 }% o9 E1 }) }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。
# W) a1 @' r# _# Y+ ^; x: w关键词:氧化镁;橡胶型氯化聚乙烯
中图分类号: TQ330138 　　　
3 N$ ~) L( {6 `5 T9 z, Q/ b1 R3 U! V文献标识码:B 　　　
文章编号:1005 - 4030 (2004) 05 - 0025 - 02
& N0 X" y/ G' U% Y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。
　　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。
" f8 v3 j: s- j5 H% J/ j( T1 　实验
111 　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。
  L4 E8 K. D$ P+ _  V% G112 　主要测试设备和仪器
<160 ×320 开炼机,上海橡胶机械厂产品;
6 e% O8 _! g0 Q+ d/ F50t 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;
3 W1 c3 D: {, I! V7 b1 C4 Y  J R100E 型有转子硫化仪,北京市友深
% n# n' v2 D. ]/ r0 p6 J电子仪器厂产品。
113 　试验配方
, l' k: F) w% Z$ j. ~* U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 。
8 i0 y. [3 i! Y. F1 N; n' H7 B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 。
114 　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。
115 　性能测试
7 {5 `9 E( {+ Q# P- T各项性能按相应的国家标准进行测试。
- V0 ~" V3 B# Y; _* l' A1 Z' O7 F2 　结果与讨论
211 　白色硫化胶胶料性能
$ u& T3 l7 T7 l6 K% ]+ i: n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
0 O2 ~& E5 I5 ~7 p/ y+ v% W; t, DMgO 接近,硫化速率略快一点,这对CPE 连续硫化工艺是有利的。
, p/ G& L) y7 ?/ V) e) d$ _6 }表1 　氧化镁对白色胶料性能的影响
  f( }- c- Z6 T  W! z项     目；
氧   化  镁  、青岛  、KPLL-20F、KPLL-40F、KPLL-60、KPLL-80F
硫化仪,160 ℃×16min
* D6 v" Z4 |! m* B0 {- at S1 ,min∶S 、2∶12、 2∶15、 2∶9、 2∶2、 2∶19
- O; m1 k1 `  {1 c+ @$ it 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
+ O7 j; T+ F# o% M0 o  y: q9 }t 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
/ M* r# U. n/ \2 o+ wML ,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
硫化条件:160 ℃×6min
! i% P  `) E3 t% J+ T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
300 %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
  d. J9 Y' s, l" b1 c拉断伸长率, % 325、 371、 349、 345、 332
/ ]  b; b2 {) |- `压缩永久变形, % 20、 30、 20、 20、 20
; |' Y9 R( ]: Z* P, S撕裂强度,N/ cm 50. 5、57. 4、 56.0、53. 8、54. 2
% g' _, o, e7 s; ^1 o8 R3 o: l表2 　氧化镁对黑色胶料性能的影响
项   目；
  B$ e: f4 _) h) [8 u( r2 w) N) v氧化镁、青岛、KPLL-20F、KPLL-40F、KPLL-60F、KPLL-80F
硫化仪,160 ℃×16min
' [, j) y; d1 ]$ |$ r; et 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
/ G2 `3 c* c8 c  g. St 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
& }% C. z' A& l; _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
# D' T2 D; ]0 K) J  e硫化速率,S – 1、12. 50、18. 07、16. 43、16. 99、16. 34
* U6 E3 _' z: k3 [6 Y硫化条件:160 ℃×5min
邵尔A 硬度,度、63、63、64、65、66
9 M3 o% {4 |9 E! J+ h" d3 J; f, \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
9 Y% m! _* v! w5 m& j( T( W300 %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
* E& r& m3 E. x) i6 |- R* X拉断伸长率, %、 342 、336 、345 、343、 339
0 r) L* Y3 ?2 y; A压缩永久变形, % 、10、12 、10、 10、 10
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 。
- N0 j4 U( I' ~; P+ {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
  h0 y* Q4 S1 m! f$ d& t3 c: t. c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
$ W5 r# o' |! W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
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）
+ ?0 ^$ W2 o+ O% M' @新增：
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

                               
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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
: U# H* \& z% c! \, D新增：
7 C* \7 m+ m7 Y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