ACM(丙烯酸酯橡胶)的过氧硫化体系配方推荐

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ACM(丙烯酸酯橡胶)的过氧硫化体系配方推荐

一、配方设计要点

  1. 基础胶料选择
    • ACM类型:优先选择活性氯型ACM(如HT-ACM),因其耐高温性能更优,适用于150℃以上的老化环境。
    • 基础胶比例:100份ACM(羧酸型或活性氯型)。
  2. 补强剂与填充剂
    • 炭黑类型:快压出炭黑(N550)或高耐磨炭黑(N330),填充量50-60份,以提高拉伸强度(≥8MPa)和硬度(Shore A 70±5)。
    • 白炭黑:若需浅色制品,可添加20-30份沉淀白炭黑,并配合硅烷偶联剂(如KH-550,1-2份)增强界面结合。
  3. 硫化体系
    • 硫化剂:推荐过氧化物(如DCP 1.5-2份)或TCY(1,3,5-三巯基-2,4,6-均三嗪)体系,以提升耐热性和压缩永久变形性能。
    • 促进剂:若采用皂/硫黄体系,可添加硬脂酸钠或油酸钠(1-2份)提高硫化效率14。
  4. 防老剂与耐老化优化
    • 防老剂:使用二苯胺类防老剂Naugard 445(3-4份),其在150℃下挥发性低、抗热氧老化效果显著。
    • 氧化镁:添加5-10份活性氧化镁,中和高温分解产生的酸性物质,延缓老化。
  5. 增塑剂与加工助剂
    • 增塑剂:聚酯类增塑剂(如TP-95,5-8份),改善低温脆性且耐油抽出。
    • 润滑剂:聚乙二醇(PEG4000,3-5份)或低分子聚乙烯(1-2份),降低黏度并改善挤出性能。

二、推荐配方示例

组分质量份数作用说明
ACM(HT-ACM)100基础胶料,耐高温油、老化
快压出炭黑(N550)55补强、控制硬度
聚酯增塑剂(TP-95)5改善加工性和低温性能
硬脂酸1.5润滑、促进硫化
Naugard 4453.5抗高温氧化老化
过氧化物(DCP)2硫化剂,提升交联密度
活性氧化镁8中和酸性、稳定硫化
硅烷偶联剂(KH-550)1.5增强填料-橡胶结合

性能目标

  • 硬度:Shore A 70±3
  • 拉伸强度:≥9 MPa(初始)→ 老化后(150℃×70h)≥8 MPa
  • 耐油性:浸IRM903油(150℃×24h)体积变化≤15%。

三、工艺关键控制

  1. 混炼工艺
    • 密炼温度:一段密炼控制在110-130℃,二段密炼90-110℃,避免焦烧。
    • 加料顺序:ACM → 防老剂 → 炭黑 → 增塑剂 → 硫化剂(最后加入)。
  2. 挤出与硫化
    • 挤出温度:喂料口55℃ → 螺杆60℃ → 塑化段65℃ → 机头80℃,确保胶料流动性。
    • 硫化条件:蒸汽硫化罐中160℃×20min,二段硫化170℃×4h,消除残余应力并提升耐老化性。

四、验证与调整建议

  1. 性能测试
    • 热空气老化:150℃×70h后,拉伸强度变化率≤20%,硬度变化≤±5 IRHD。
    • 压缩永久变形:150℃×22h测试值≤60%。
  2. 配方优化方向
    • 强度不足:增加炭黑至60份或换用N330炭黑。
    • 老化性能不足:提高Naugard 445至5份,或添加氧化锌(5份)协同防老化