不加抗静电剂的防静电胶料配方研究

胶大

不加抗静电剂的防静电胶料配方研究
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张　镭　郝喜才　张建华　董超宇　范　薇

摘　要：应用普通的原材料，不加抗静电剂，研究防静电胶料配方，只对橡胶和配合剂的导电参数及绝缘参数进行调整，以达到胶料的防静电效能。
关键词：防静电；胶料；变量实验
中图分类号：TQ320.6　文献标识码：A
2 u" n& z+ C1 Y' A: }3 V论文编号：1008-1011(1999)03-0061-02
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6 w) N: u& d" {& A0 G1 B( TStudy of Make the Electrostatic-Proof Sizing Material Without Anti-Electatic Agent

5 l! r  Z* ~0 _; _7 NZhang Lei　Hao Xicai　Zhang Jianhua　Dong Chaoyu　Fan Wei
(Chemical Department,Kai Feng Universitiay,Kaifeng 475004)

Abstract　This paper introduces a new mathat in making the electrostic-proof sizing material,Through readjusting the conducting parameter and insulating parameter of rubber and the coordiuative agents,ordiuary materials can be made into the electrostatic-proof sicing material.
Keywords　electrostatic-proof;sizing material;varisble experiment
, O/ ]/ a- H2 o9 I. H* b" i  V
2 J; @! x! z' R8 j7 o　　一般橡胶制品，电阻值较大(R值＞1011Ω)，易引起静电聚集，而造成危害。当R＜3×108Ω的橡胶制品，即可认为有抗静电作用，要达到此要求，国内外多采用添加抗静电剂的方法来实现。不加任何抗静电剂而达到抗静电的效果，尚未见报道。作者研究了不加入抗静电剂的橡胶配方，达到了防静电的效果。
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5 `% ~8 k; z# Y) I! P( T8 v  r1　实验部分
% p! W8 V* W) r) d  n1.1　主要原料：
　　丁腈橡胶(NBR)，兰化合成胶厂生产；高耐磨炭黑(HAF)，河北永年炭黑厂生产；陶土(HC)，河南焦作助剂厂生产。
! Z3 f' s9 V( c8 w1.2　小配合实验
　　实验配方：丁腈橡胶(NBR-40)100；硫黄1.5；促进剂2.0；活性剂4.5；防老剂1.0；补强剂146；软化剂15；合计270。
1.3　实验结果
　　经过多次小配合实验，制品在开封橡胶厂中心试验室，使用“ZC46型表面绝缘电阻测试仪”进行测试［2］，其结果如表1：
3 o" t5 _% B2 V
表1　对比配方制品的电阻值

4 N/ V  d- @5 U" ^1 Z
配方编号 配方类别 配方用途     电阻值Ω     标准电阻值Ω
! P, Z# _' V9 x5 `) C94503    一般配方 夹布胶管    4.8×1011 　
94207   加有抗静电剂 阻燃输送带 2.74×106    R＜3×108
94023    实验配方 检测抗静电效果 1.8×108 　

7 E% Q3 [+ N# O, E; o. J+ l& v2 k　

2　讨论
2.1　生胶对电性能的影响
　　防静电橡胶制品要求电阻值应在0.5×105Ω～1.0×108Ω范围内。因此选择极性大的丁腈橡胶［3］，由于分子结构中，存在有易被电场极化的腈基，所以，它是制造防静电橡胶制品的较好材料。
2.2　配合组分对胶料性能的影响
　　配合组分对胶料性能的影响，主要来自硫化体系，表2列出了使用两种不同硫化体系时，配方制品的各项性能指标。
; e8 }6 U' V& U/ n3 E, T$ E: L8 J6 L表2　两种不同硫化体系下制品的性能

1 c8 ^9 E2 l9 {3 V, B0 L2 C/ j
/ {& z8 H. K3 Z" m6 j, Q指标名称   单位     94023  94046
' I' [& o: N2 c* `8 R- |硫化体系 　     硫黄+促进剂 过氧化物+促进剂
3 j4 O, U* X8 L  r8 E! z* [, M扯断强度   MPa       22     26
( m6 q! m- L  ^! M- t6 G- g伸长率      %        500    400
硬度      邵氏度     70     64
/ x( A! K3 Z7 [* {永久变形    %        11     8
撕裂强度   N/mm      58.7   51.2
电阻值      Ω     1.8×108 3.6×109

0 `" l5 I8 J6 _$ B* H5 y　

  `% H0 U0 w, e. s" E# s/ F7 C! X　　实验结果表明，不同的硫化体系对电性能和物理机械性能的影响各不相同，用过氧化物硫化的胶料，其导电性能比用硫黄硫化的差。用硫黄硫化体系和高温硫化有利于导电性能的提高。
2.3　填充补强剂的调整
　　在实验中，用不同的炭黑而得到的导电性能不同，结构较高、粒径较小的乙炔炭黑和高结构中超耐磨炭黑，能使丁腈橡胶有较好的导电性和物性。粒径较大、结构较低的通用炭黑、半补强炭黑及低结构高耐磨炭黑，对于丁腈橡胶的导电作用不大。我们又对陶土、CaCO3和其它炭黑进行了变量实验，其结果是随高结构炭黑用量的增加，胶料的导电性能也随之增大，超过70份时，导电性能变化不大。陶土用量增大，胶料导电性随之变差，用量越大胶料导电性越差，最大可使电阻值R＞1018Ω，破坏了胶料的防静电作用。由此说明，填充补强剂的种类和用量以及相互配比，是使胶料起到防静电作用的关键。
2.4　生产工艺对电性能的影响
. ?' Q: b2 ^- |4 z; I4 d2.4.1　混炼
7 Q2 T! D4 H5 D) B" e% t　　混炼的程度对导电离子与橡胶结合有较大的影响。如混炼初期过热，胶料的电阻值将达到1012～1014Ω，故应采用低温操作。另外，过炼会使橡胶形成的导电粒子长链组织遭到破坏，影响导电效果，胶料的电阻值也达到1012～1014Ω，故亦要加以控制。
2.4.2　成型
　　半成品在成型时应避免污染及拉伸。胶料受污染将会增大接触电阻，任何拉伸均会影响导电粒子长链组织的稳定性，最后导致产品的导电性下降。
: ?5 J# z- I6 t. E5 z2 ~1 S/ m2 B2.4.3　硫化
+ p/ s( H1 g' Z　　对比实验表明，当硫化条件为140℃，20min时，硫化制品试样的电阻值为1.3×1010Ω；当硫化条件为156℃，20min时，同样的胶料试样，其电阻值为1.8×108Ω，所以，防静电胶料应采用高温硫化。
. ^( P2 a4 y3 h  q' B作者简介：张镭，男，35岁，工程师，进行高分子材料的研究
. n; D& o) [; |9 ^1 w作者单位:张　镭　郝喜才　张建华　董超宇　范　薇　开封大学化工系，开封 475004
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参考文献

1　刘植榕．《橡胶工业手册》第八分册．化学工业出版社，1992：856
2　原煤炭工业部部颁标准．MT147-95
. Q1 s  P: O4 y1 c& k: [: {3　马克明．《橡胶基本工艺原理》．广州橡胶工业总公司教材编写组，1985：20
4　何立中．《橡胶加工基础》．化学工业出版社，1985：64

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