三元乙丙橡胶配方及性能.doc

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1、三元乙丙橡胶（ethylene-Propylene terpolymer）是乙烯、丙烯和少鼠非共轨二烯坯的共 聚物，是乙丙橡胶的主耍品种。它除保持二元乙丙橡胶优良的耐臭氧性、耐候性、耐热性等 特性外。在硫化速度、配合和硫化胶性能等方面又不完全同于二元乙丙橡胶。一、基本配合和质駅检验方法三元乙丙橡胶的质最检验，除国际标准化组织（ISO）和美国材料试验学会（ASTM）制 定的三元乙丙橡胶硫化胶性能检验方法外，我国和其它国家目前训无统一的国家级和部级乙 丙橡胶质最标准及检验方法，人多数生产者均采用其公司或厂家的企业检验方法和质最控制 标准。（一）ISO和ASTM三兀乙丙橡胶硫化胶性能检验方法摘要表5

2、14三元乙丙橡胶基本鉴定配方原料名称重量份原料名称重量份ISOASTMASTSISOASTMASTS三元乙丙橡胶100100100批料矿人倍数222氧化锌555开炼机混炼5. 54.25.5硫磺1.51. 51.5密炼机混炼0. 290.20. 23、0 29硬脂酸1.01.01.0微型机混炼0. 250.210. 20 26油炉法炭黑8010080（开炼机头）ASTM103号油507550-y微型机混炼（本伯里密炼机头）促进剂TMTD1.01.01.0促进剂M0.50. 50.5合计239284239 y二在充油母炼胶屮，每100份基础橡胶中汕的份数。如y人J： 50份，则配方3不在加汕。

3、 现行工业参比炭黑，可用NB378炭黑代替，其结果稍有不同。 ASTM103号油特征：100C时运动粘度为16.81.2mm7s,粘度比重常数为0.8890. 002 o 适用j:通用型三元乙丙橡胶。 适用J：乙烯含帚人J- 67%的高生胶强度的压出类三尤乙丙橡胶。 适用r充油三元乙丙橡胶。1. 检验配方ISO 40971980 （E）和 ASTM D356881a 基本鉴定配方摘于表 5T4。2. 混炼方法ISO混炼方法有方法A和方法B两种。方法A为开放式混炼方法；方法B为密炼机混炼, 开炼机加硫化体系及卜片的方法。ASATM用检验三元乙丙橡胶的混炼方法有密炼机法、微型密炼机方法和开炼机方法

4、三 种方法。（1）密炼机混炼方法密炼机混炼方法摘J：表5-15o表5-15密炼机混炼方法出处ISO 40971980 (E)ASTM D356881a混炼条件150C, 77r/min第一段混炼家药顺序 生胶，氧化锌，炭黑，油和硬脂酸，0.5min 加压混炼2. 5min 清扫，0. 5min 当温度达150C或时间达5min后排胶开炼机薄通排1、的胶料立刻在辘距为2. 5mn,規温为505C的实验室开炼机 上薄通3次，检查批料重量，使其与理论Z差不人T0. 5%,否则作 废，薄同后的母炼胶料至少停放30min或使其达到室温第二段混炼开炼机二段混炼停放后的母炼胶包在温度为505C 辘距为1.

5、5mm开炼机的慢银上加入硫 碳和促进剂，带院全混入胶料屮后， 每边割刀3次后排胶将辘距调至0.8mm,胶料薄通6次后下片，并按 规定方法制备试片密炼机二段混炼的转速为77r/min,温度为405C 的密炼机屮加入1/2上过母炼 胶、促进剂、硫礎、1/2母炼胶。 胶料继续混炼直到温度达110“C 或总混炼时间达2min即可排胶， 并再次检查批料重起后,按规定 方法制备试片（开炼机或密炼机）家药顺序（2）开炼机混炼方法用开炼机混炼应注意调节辘距，使其尽可能地在辘筒上保持较好的堆 积胶（或连续的包馄胶）,同时混炼前将氧化锌、炭黑.硬脂酸和油进行混合。混炼方法摘 于表5-16。表5-16三元乙丙橡胶开

6、炼机混炼方法加药序号加药序号辘距mm辘温C时间 IS0ASTMminISOASTMISOASTM1加生胶，使其包前馄0.70.8355235121用刮刀在輕筒上均匀地加入1/2 混0.70.83552351322合料痒化锌、炭黑、碾脂酸合油1.31.235523533每边割刀（至輕筒长度的3/4） 1.81.235523524次，1.81.2355235256并加入乘余的1/2混合料，待全部 料入后，每边割刀3次（需保证在堆 积胶或馄筒表而上没有游离炭黑才 割刀在辘筒上均匀地加入促进剂和硫 磺每边割刀三次，允许每次割刀Z 间为15秒排卜胶料，调节辘距后薄通6 次检查并记录批料重崑，与理论值 之

7、差不能大J-0. 5%,否则重炼0.80.8355235（-）企业检验标准摘要我国曾生产或试制的乙丙橡胶有二元乙丙橡胶、DCPD-EPDM和ENB-EPDMo我国乙丙橡胶商品牌号命名见表5-17。美国Exxon公司三元乙丙橡胶技术规格见表5T8, 口本JSR表5-17乙丙橡胶商品牌号命名新牌号原名称丙烯含量，第三单体门尼粘度(MLr 100C)EPM2007二元乙丙橡胶YBJ20272030双环戊二烯6575EPM3005二元乙丙橡胶YBJ20353010双环戊二烯4555EPM4003二元乙丙橡胶YBJ20434050双环戊二烯3040EPM5005二元乙丙橡胶YBJ200050、60双环戊

8、二烯W50EPM5006二元乙丙橡胶YBJ200050、60双环戊二烯W60EPDM3014通用型三元乙丙橡胶3010乙叉降冰片烯4050EPDM3016通用型三元乙丙橡胶3010乙叉降冰片烯5064EPDM5014三元乙丙橡胶YBJ310043534050EPDM5015三元乙丙橡胶YBJ310043535070EPDM5017三元乙丙橡胶YBJ310043537090EPDM3024高速硫化三元乙丙橡胶30104050EPDM3026高速硫化三元乙丙橡胶30105070肩主：三元乙丙橡胶第三位数表示第三单体，1 一双坏戊二烯,2乙叉降冰片烯。表5-18美国Exxon公司三元乙丙橡胶技术规格

9、项目名称VISTALON2504VISTAL0N3708VISTAL0N4608VISTAL0N5600VISTAL0N6505VISTALON5630VISTAL0N6630最小最大最小最大最小最人最小最人最小最人最小最人最小最人门尼粘度ML, 100 C3545455557676575455548584858ML 说，127C乩ppm100100100100100100100灰分，0.50.30.30. 30.30.30.3水分，0.50.50.50.50.50.50.5拉伸强度，MP a8.29.37.510. 013. 710.010.0扯断伸长率，100300400300350300

10、250300%定伸应力,MP a5.28.26.29. 58.295其他检验项目充非污染油，份3030颜色淡灰相对密度0. 86非污染性稳定剂，0. 10配方EPDM100EPDM100EPDM100充汕 ENB-EPDM130SRF炭黑140SRF炭黑200HAF炭黑80SRF炭黑200油70油10油50油70氧化锌5氧化锌5氧化锌5氧化锌5硬脂酸1硬脂酸1硬脂酸1硬脂酸1硫殒1硫礎1. 5硫碰1.5硫磺1.5促进剂TMTDL促进剂TMTD1. 5促进剂TMTDL促进剂TMTD 1. 5促进剂M0.5促进剂M0. 5促进剂M0. 5促进剂M0.5硫化条件150CX20min160CX20mi

11、n160CX10min160CX20min公司三元乙丙橡胶检验配方及性能见表5-19和表5-20。表5-19 口本JSR公司三元乙丙橡胶检验配方及性能牌 号EP57PEP43EP93EP21EP22EP24EP25EP51EP103A污染非污染非污染非污染非污染非污染非污染非污染非污染92门尼粘度(MS, 100C)8847503842659038第三单体种类ENBENBENBENBENBENBENBENBENB第三单体含量，(碘值)15.069. 519.015.015.017.019.015.0灰分,0. 020. 020. 020. 020. 020. 020. 020. 02挥发分,0

12、 10.40.40. 50.50. 50. 50. 70.5相对密度0. 860. 860. 860860. 860. 860. 860. 860. 86物理机械性能(160C X 30min)300%定伸应力,MPs (kgf /1.65.210. 713.913.813.818. 713.210.0cm 2)(16)(53)(109)(142)(141)(141)(191)(135)(102)拉伸强度,MPa (kgf/cm 2)6. 218.418.215. 115.817. 52. 1114.221.0扯断伸长率，(63)(188)(1S6)(154)(161)(178)(215)(

13、115)(214)硬度（JISA型）1120630460370310370310310350556469747171717772用途塑料改轮胎内汽车内电线，电工业用品，汽车汽车零电线，电耐热胶管,:性胎防水胎防水缆,汽车零件，注射成型件，压出缆，压出洗衣机胶板材耐板材耐部件，窗制品制品制品管,窗框，热输送热输送框，海绵汽车零件带带，胶馄牌号EP27EP57CEP33EP35EP37CEP65EP75CEP86EP87污染性非污染90458310074854752门尼粘度(MLih, 100 C)105第三单体种类ENBENBENBENBENBENBDCPDDCPDDCPD第三单体含量，（碘值）

14、灰分，15.015.026.026.026.029. 019.012.08.0%0. 020. 020. 020. 020. 020. 020020. 020. 02挥发分,0. 50. 70.50.60. 70. 50.70.50.4相对密度0. 860. 860. 860. 860. 860. 860860. 860. 86物理机械性能（160C X 30min）300%定伸应力,MPa (kgf /15. 116.215.616.218. 120.420. 513. 59.6cm )(154)(165)(159)(165)(185)(208)(209)(138)(98)拉伸强度,MPa

15、kgf/cm 2)18.820.216.816.920. 120.423.818.820.9(213)扯断伸长率，(192)(206)(171)(172)(205)(208)(243)(192)550硬度（JISA型）360370330320310300350410697072707175747370用途耐热胶管,窗框，窗框白胎侧，垫海绵，窗框垫圈屋顶面料，防水板材，轮胎一般压出制品片，门窗密封胶及其他模制品内胎条注:配方为EPDM 100,高耐磨炉黑67. 5,氧化锌5,硬脂酸1,促进剂TMTD1. 5,促进剂M0. 5, 硫礦Ml. 5。 ML, 120Co三元乙丙橡胶公司三元乙丙橡胶检

16、验配方及性能见表5-19和表5-20。表5-19 口本JSR公司三元乙丙橡胶检验配方及性能牌号EP57PEP43EP93EP21EP22EP24EP25EP51EP103A污染非污染非污染非污染非污染非污染非污染非污染非污染92门尼粘度(MLz 100C)8847503842659038第三单体种类ENBENBENBENBENBENBENBENBENB第三单体含量，（碘值）15.069. 519.015.015.017.019.015.0灰分,0. 020. 020. 020. 020. 020. 020. 020. 02挥发分,0. 10.40.40. 50.50. 50. 50. 70.5

17、相对密度0. 860. 860. 860860. 860. 860. 860. 860. 86物理机械性能（160C X 30min）300%定伸应力，MPa (kgf /1.65.210. 713.913.813.818.713.210.0cm )(16)(53)(109)(142)(141)(141)(191)(135)(102)拉伸强度,MPa (kgf/cm 2)6. 218.418.215. 115.817.52. 1114.221.0扯断伸长率，(63)(188)(186)(154)(161)(178)(215)(145)(214)硬度（JISA型）1120630460370310

18、370340310350556469747171717772用途塑料改轮胎内汽车内电线，电工业用品，汽车汽车零电线，电耐热胶管,:性胎防水胎防水缆,汽车零件，注射成型件，压出缆，压出洗衣机胶板材耐板材耐部件，窗制品制品制品管,窗框，热输送热输送框，海绵汽车零件带带，胶馄牌号EP27EP57CEP33EP35EP37CEP65EP75CEP86EP87污染性非污染90458310074854752门尼粘度(MLz 100C)105第三单体种类ENBENBENBENBENBENBDCPDDCPDDCPD第三单体含龟，（碘值）灰分，15.015.026.026.026.029. 019.012.08

19、0%0. 020. 020. 020. 020. 020. 020. 020. 020. 02挥发分,0. 50. 70.50.60. 7050.70.50.4相对密度0. 860. 860. 860. 860. 860. 860. 860. 860. 86物理机械性能(160C X 30min)300%定伸应力,MPa (kgf /15. 116.215.616.218. 120. 420. 513. 59.6cm :)(154)(165)(159)(165)(185)(208)(209)(138)(98)拉伸强度,MPa (kgf/cm 2)18.820.216.816.920. 120

20、 423.818.820.9(213)扯断伸长率，(192)(206)(171)(172)(205)(208)(243)(192)550硬度(JISA型)360370330320310300350410697072707175747370用途耐热胶管,窗框，窗框，白胎侧，垫海绵，窗框垫圈屋顶面料，防水板材，轮胎一般压出制品片，门窗密封胶及其他模制品内胎条注：配方为EPDM 100,高耐磨炉黑67. 5,氧化锌5,硕脂酸1,促进剂TMTD1. 5,促进剂如).5, 硫磺Ml. 5。 MLi-s, 1200表5-20日本JSR公司充油三元乙丙橡胶检验配方及性能配方编号12牌号EP96EP96污染

21、性非污染非污染门尼粘度(MLs, 120C)5366第三单体种类ENBENB基础胶碘值，mol双键/100g生胶19.014.0灰粉，%0. 020. 02挥发分，0.50.5相对密度0. 870. 87油，份5075物理机械性能200% 定伸应力,MPa (kgf/cm2) 拉伸强度,MPa (kga/cm) 扯断伸常率，碘度(JISA型)19.8(202)22.7(231)2307910. 1(103)23.2(237)36065配方：1充油EPDMCEP96) 150,高耐磨炉黑110,氧化锌5,硬脂酸X促进剂TMTM1. 5,促进剂 M0. 5,硫磺 1. 5;2充油EPDMCEP98

22、) 175,高耐磨炉黑110,氧化锌5,硬脂酸1,促进剂TMTM1. 5,促进剂 M0. 5,硫硕 1. 5;1 国产DCPD-EPDM技术指标项目名称DCPD-EPDMI型I型III型一级品二级品一级品二级品一级品二级品挥发分,w1.01. 51.01.51.01.5总灰分,w0. 50.80.50.80.50.8不饱和度,mol双S/kg生胶0. 30 60. 30 60. 30 60. 30 60. 30 60. 30 6门尼粘度(ML100C)4554556010601080108010硫化条件,160Cmin101010101040拉伸强度MPa (kga/cm) 317. 7(18

23、0)14. 7(150)17. 7(180)14. 7(150)18.6(190)15. 7(160)伸常率,%N3503003002503002502 试验方法基本配合原料重量份原料重量份生胶100.0促进剂 TMTD (HG2-473-82) 一级品1.5li更脂酸(QB-523-66)-级品1.0高耐磨炉黑（检验用炭黑）50.0氧化锌（间接法HG-235-65） 一级品5.0硫确（山西长治化工厂）一级品1.5促进剂HG2-471-78）专用品0. 5合计159.5混炼设备实验室用6in开炼机实验室用6in开炼机輕筒直径總筒长度档板间距160mm320mm全开辘速速比幌温前辘 22r/mi

24、n 后鶴27/min1 ： 1 . 22 用冷却水和蒸汽调节（3）混炼条件 每次配合量以300g生胶计算；混炼温度为30-40；混炼胶在室温停放不 少于4小时。（4）加料顺序加料顺序原料名称険炼时间min辘距mm割刀次数1生胶10. 60 8酌情2硬脂酸10. 60 8酌情3氧化锌10. 60 8酌情4促进剂M10. 60 8酌情5促进剂TMTD30. 60 8酌情61/2高耐磨炉黑40. 60 8酌情71/2高耐磨炉黑150. 60 8酌情8硫礎30. 60 8酌情9薄通460. 20 5不包辘通过10次10下片11.51.6合计3436加料各步骤均需仔细清扫接科盘屮药品，加入總筒，待药品分

25、散后再割刀。最终混炼胶 重量误差应小Jl%。（5）硫化设备及条件 使用平板硫化机硫化，硫化温度为 wcrc；模具承受压力人 J-2.0MPa （20kgf/cm：）；硫化40分钟；模具与平板边缘距离不少J* 75mm：硫化胶在室温 卜停放时间应不少1小时（仲裁时停放不少6小时）。二、配合（一）硫化体系三元乙南橡胶可以采用二烯坯类橡胶用的普通硫化方法硫化，但由一般三元乙丙橡胶 双键数目较少，因而硫化速度较慢。近年來发展了高不饱和度（碘值高达29）三元乙丙橡 胶，其硫化速度不低F高不饱和橡胶的硫化速度。三元乙丙橡胶通常可用硫黄、过氧化物、配炳和反应性树脂等多种硫化体系进行硫化。不 同的硫化体系对其

26、混炼胶的门尼粘度、焦烧时间、硫化速度以及硫化胶的交联键型.物理机 械性能（如应力-应变.滞后、压缩变形以及耐热等性能）亦有着直接的影响。硫化体系的 选择要根据所用乙丙橡胶的类型.产品物理机械性能、操作安全性、喷霜以及成本等因素加 以综合考虑。表5-21是不同硫化体系的交联键类型及特性。表5-22是不同硫化体系三元乙 丙橡胶性能的比较表5-21不同硫化体系硫化胶交联键型及特征硫化体系名称硫化体系举例交联键型特征硫礦硫化体系硫磺1. 5,促进剂M0. 5,促进剂 TMTD3. 0硫磺2,促进剂Ml. 5,促进 剂TMTD0. 8,促进剂 TDD0. 8,促进剂 DPTT0. 8CSxC流速快，拉伸

27、强度高，蒸汽硫化 不喷霜，硫速快，易焦热，拉伸 强度高，平板和蒸汽硫化不喷 霜半有效硫化体系硫礎0. 5,促进剂DTDM2. 0, 促进剂TMTD3. 0,促进剂 ZDBC3. 0,促进剂 ZDMC3. 0CSi*：C中等硫化速度，在非过氧化物 硫化屮具有最好的耐热老化性 能和最小的压缩变形性能，蒸 汽硫化稍有喷霜过氧化物硫化体 系DCP (Dicup 40KE)7. 0TAC(M尿酸三烯丙酯)1. 5cC硫化速度快，优越的耐热老化 性能和最小的压缩变形，平板 和蒸汽硫化不喷霜树脂硫化体系漠化烷基酌醛树脂 （SP1055）15cC硫化速度慢，优良的耐热性能 及较好的高温性能表5-22不同硫化体

28、系三元乙丙硫化胶性能比较硫化体系性能硫黄半有效硫化 体系醍厉树脂过氧化物辐射硫化200%定伸应力,MPa4.3(44)2. 8(29)3.0(31)4. 5 (46)3.4(35)(kga/cm)9.3(95)5.9(60)5.9(6. 0)10. 8(110)10.0(102)300%定伸应力,MPa(kga/cm)22.0(224)15.2(155)12.0(122)12. 9(132)15.4(157)8.9(91)拉伸强470550470225395425度,MPa (kga/cm)616265655650伸长率，57375719硬度（邵尔A）568866609085压缩永久变形，37

29、6483679285热老化试验（150CX72h)317201100147126125拉伸强度保持率，伸长率保持率,200%定伸应力保持率,160C X160C X160 VCX177CX160 C X硫化条件400wh30min30min30min60min30min配方促进剂TMT促进剂TMT硫化DGM6. 5漠化胫甲基酚醛DCP 8. 15四氧化三铅树脂D1.5促进D2促进剂10. 512SnCl2 2H：02. 4剂0. 5硫硕TETD2促进1.5剂CZ2EPDM100,高耐磨炉黑50,坏烷25,氧化锌5,硬脂酸1 EPDM100,高耐磨炉黑62. 5坏烷油251硫碰硫化体系硫碱硫化体

30、系具有操作安全，硫化速度适屮，综合物理机械性能佳以及与二烯婭类橡胶 共硫化性好等优点，是三元乙丙橡胶使用最广泛最主要的硫化体系。在硫硕硫化体系屮，由j:硫硕在乙丙橡胶中溶解度较小，容易喷霜，不宜多用。一般硫 黄用鼠应控制在广2份范川内。在一定硫磺用鼠范闱内，随硫费用屋增加，胶料硫化速度加 快，焦烧时间缩短，硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度增高，扯断伸长率卜降。硫硕用杲超 过2份时，耐热性能卜降，高温卜压缩永久变形增人。为使胶料不喷霜，促进剂的用鼠亦必 须保持在三元乙丙橡胶的喷霜极限溶解度以实际上，在工业生产中，基J：以卜原因儿乎 都是采用二种或多种促进剂的并用体系。(1) 多种促进剂并用，容易达

31、到硫化作用平衡。(2) 许多促进剂在较低浓度时，就会发生喷霜，因此用宅不宜太高。(3) 促进剂之间的协同效应，有利J：导致硫化时间的缩短和交联密度的提高。各种促进剂在不同三元乙丙橡胶中的适宜用崑范川列表5-23o表5-23各种促进剂在不同三元乙丙橡胶中的用量促进剂类型DCPD-EPDMENB-EPDM苯并噬哇类和次黄酰胺类:促 进剂M. DM. CZ秋兰姆类:促进剂TMTD. TMTM. TETD二烷基二硫代氨基甲酸盐:促进剂ZDMC、 ZDEC促进剂ZDBC二硫代磷酸盐类:促进剂ZDBP乙撑硫JM (NA-22)促进剂DPTT, MBSS促进剂DTDM促进剂OTOS促进剂s1. (T1. 5

32、0. 60 90. 60 91. 02 01. 03 00. 20 50. 50 90. 5100. 5181. 02 00. 51 50. 40 80.40.80. 31 50. 52 50. 40 80. 5100. 5180. 31 5硫减硫化体系屮促进剂的用最还可以通过增加硕脂酸的用屋來提高，当其它条件不变的情况卜硕脂酸用鼠増加会导致交联密度、单硫和双硫交联键増加。氧化锌用最的増加亦有助J：在交联时形成活性促进剂，从而提高胶料的交联密度及抗返原性，改善动态疲劳性能和耐热性能。表5-24是硫化速度较慢的三元乙丙橡胶的硫化体系。表5-25是低压缩变形.快速硫化用J：注射模压和传递模压的硫化

33、体系，表5-26是其它制品用硫化体系。硫碰硫化体系适J：各种橡胶制品。除促进剂TRQ/M和促进剂BZ/M体系外，多有喷霜现象。表5-24三元乙丙橡胶一般用硫磺硫化体系硫化体系1234硫确1. 51.51. 51.5促进剂M1.01.0促进剂DM1.0促进剂CZ1.0促进剂TMTD1. 5促进剂TMTM1.51. 51.5硫化胺性能门尼焦烧(MS, 120*0), min30303030伸长率,245220210240100%定伸应力,MPa7. 58.58. 57. 5拉伸强度,MPa15. 015.015.516.0压缩永久变形(100C),%857575752硫磺给予体硫化采用硫碱给予体代

34、替部分硫磺，可使其生成的硫化胶主耍具有单硫键或双硫键，因而可表5-25注射模压或传递模压用硫化体系 表5-26制品用硫化体系制品名称海绵制品模压制品配合剂硬脂酸50.5配合剂名称用量，份氧化锌53促进剂ZDMC2发泡剂DNP严5促进剂ZDBC2促进剂ZIP43促进剂CZ (CBS)2硫磺31. 5促进剂TMTM2硫化条件160vCX20min160CX15min硫礎1.2二亚硝基五亚甲基四胺。以改善胶料的耐热和高温卜的压缩变形性能，延长焦烧时间。所使用的硫磺给予体主要有秋 兰姆类,如四硫化双五亚甲基秋兰姆(DPTT)、TMTDTMTM. MBSS及4, 4 -二硫代二吗啡咻 (DTDM)等。表5-27是硫硕和硫化给予体在4%ENB-EPDM中性能比较，表5-28是几种硫化 体系在ENB-EPDM中的作用。表5-27硫磺和硫磺给予体在4%ENB-EPDM中性能的比较配方编号1234硫确1.50. 750. 750. 75促进剂DPTT1