丙烯酸酯橡膠的技術和發展

 

丙烯酸酯橡膠發展歷史

 

1912年，德國人O.勒姆首次研究了聚丙烯酸酯的硫化。

1944年，美國的C.H.費希爾等開發了丙烯酸乙酯與2-氯乙基乙烯基醚共聚橡膠。

1948年，GOODREACH公司將該產品工業化。

1952年，美國單體公司開始生產丙烯酸丁酯與丙烯腈共聚的丙烯酸酯橡膠。

1955年，日本東亞合成化學也生產了丙烯酸丁酯－丙烯腈共聚橡膠。

1975年美國杜邦公司開發成功丙烯酸酯與α-烯烴共聚的橡膠，其典型代表是丙烯酸乙酯-乙烯無規共聚物和其后的丙烯酸乙酯-乙烯交替共聚橡膠。這就是AEM橡膠。

 

丙烯酸酯橡膠的合成路線

 

一類是乳液聚合，其主要品種有丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚物，丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯－第三單體（如氯代醋酸乙烯酯等）三元共聚物，如高溫膠和低溫膠等，有良好的耐熱、耐油性,但強度低（拉伸強度約10 MPa）、低溫性能差（玻璃化溫度Tg為-15～-28℃）。這類高分子聚合物我們稱之為聚丙烯酸橡膠－即大家非常熟悉的ACM橡膠。

另一類是溶液聚合。丙烯酸酯與α－烯烴的溶液聚合橡膠， 產品強度高、低溫性能好(Tg為－38℃)。這類烯聚合物的主要代表產品有美國杜邦化學的乙烯－丙烯酸酯橡膠即AEM。

 

丙烯酸酯橡膠的生產方法

 

乳液法。

采用陰離子型和非離子型混合乳化劑（如十二烷基硫酸鈉和烷氧基聚環氧乙烷），在水介質中將丙烯酸酯(包括乙酯和丁酯)或丙烯腈等乳化，并用水溶性引發劑引發聚合。膠乳經凝聚、洗滌、干燥等工序即得干膠。生膠的特性粘數[η]為4～6。

溶液法。以鹵代烴（如二氯甲烷）作溶劑，偶氮化合物作引發劑，以路易斯酸作絡合劑，在約1MPa下使丙烯酸酯與α－烯烴（如乙烯）進行交替共聚，膠液經凝聚、回收溶劑后，即得交替共聚橡膠。若采用過氧化物如過氧化三甲基醋酸叔丁酯作引發劑,在約180MPa的高壓下使丙烯酸乙酯與乙烯共聚,則所得橡膠為無規共聚物。交替共聚橡膠和無規共聚橡膠均有批量生產。溶液法的生產成本較高，工藝也較復雜，故大部分丙烯酸酯橡膠采用乳液法生產。

 

丙烯酸酯橡膠的分類

 

含氯型，羧酸型，環氧型，含氯及活性率型

 

ACM橡膠的配合技術

ACM橡膠生膠品種的選擇

ACM橡膠的加工助劑

ACM橡膠的防老體系

ACM橡膠的增塑軟化體系

ACM橡膠的填充補強體系

ACM橡膠的硫化體系

（一）ACM橡膠生膠品種的選擇原則

１、根據耐溫性能要求來選擇

２、耐油性能要求來選擇

３、根據加工工藝要求來選擇

 

（二）ACM橡膠的加工助劑

 

１、D.G.公司的Ｄ系列內潤滑劑效果不錯

２、WBP200內脫模劑效果也不錯，推薦使用。

（三） ACM橡膠的防老體系

１、美國科聚亞的Naugard 445.DF630

２、國產的KY-405等。二甲基芐基二苯胺

ACM橡膠本身具有很好的抗紫外線及抗熱氧化老性能，所以并不太需要防老劑，目前在用地主要是二苯胺類。

 

（四） ACM橡膠的增塑軟化體系

這要根據耐溫性能要求來選擇，但一般都要求耐高溫性好的酯類增塑劑。

１、常用的上海善貞實業有限公司的RS-107RS-705系列

２、日本大巴化學的ＢＸ-Ｎ系列，

３、國產－上海制品所的ＱＳ系列效果也很好。

 

（五） ACM橡膠的填充補強體系這要根據具體的產品性能要求來選擇，這塊慢慢講。

１、黑色系列，用上海善貞實業有限公司韓國OCI的N330\N550\N774

２、彩色系列，慎用白炭黑

３、謹慎選擇填充劑或不用填充劑。

 

（六） ACM橡膠的硫化體系體系

這要根據具體的ACM橡膠品種來選擇，這塊慢慢講。略

１、活性氯型

２、特殊交聯型

３、環氧型

４、雙交聯型

５、二烯

６、其它類

 

目前成熟的ACM系列混煉膠配方

（一）發動機密封墊類

1、摩托車發動機缸頭墊AR6010BT

2、汽車發動機缸蓋密封墊AR5010BT

3、通機發動機缸蓋密封墊AR6010BT

（二）油封類

 

1、汽車發動機前、后曲軸油封AR7008BN-YF

2、重汽車發動機前、后曲軸油封AR7510BN-YF

3、航天動力－特殊油封AR8510CT-YF

 

（三）膠管類

1、針織、編織擠出膠管AR7508B

 2、模壓異形膠管AR7508BN-T

（四）電纜護套

 

１、模壓電纜護套管AR6508CN

（五）特色配方

 

1、低硬度高強度低壓變配方AR5014BT

2、符合UL94-V0阻燃級別的膠料AR700B-ZRT

 

ACM橡膠的混煉工藝

一、開煉機混煉

二、密煉混煉

 

ACM橡膠制品的成型工藝

一、平板模壓， 適合簡單產品，如O環，油封等小雜件，優點是投入相對小，對設備及模具要求不高，當然油封除外。缺點也很明顯，人工及電費相對較高，生產效率低下，同時產品質量難以保證（專門的油封機除外）

二、注壓機注壓或轉注模壓：

適合做一些較大的或是形狀復雜的，或是帶骨架的異形件優點是投入相對較小，，優點是方便填料， 便于鎖模，但材料浪費也很明顯，所以缺點是效用低下。三、注射成型：優點是產品質量好，飛邊少，人工及電費少，總體效用高。適合做各種雜件。缺點是設備及模具的投入較大。但總體效用高，推薦使用。四、擠出成型： 適用于生產膠管。包括純膠管、針織管、編織管、復合管、異形管等。

 

ACM橡膠的典型應用

  

1、發動機曲軸油封2、發動機氣門油封

1、發動機缸頭補氣管

2、發動機進氣歧管

1、發動機氣缸墊

２、發動機氣門室蓋罩墊

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