以丙烯酸酯為主要單體經(jīng)共聚而成的一種合成橡膠,具有耐高溫、耐油、抗臭氧和耐紫外線輻照等特殊性能,是一種耐熱、耐油的特種橡膠。主要用作汽車和機(jī)車的各種耐熱耐油密封圈、襯墊和油封。
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(qiáng)度低(拉伸強(qiáng)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(chǎn)品強(qiáng)度高、低溫性能好(Tg為-38℃)。這類烯聚合物的主要代表產(chǎn)品有美國杜邦化學(xué)的乙烯-丙烯酸酯橡膠即AEM。
丙烯酸酯橡膠發(fā)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(fèi)希爾等開發(fā)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(chǎn)品工業(yè)化。
1952年,美國單體公司開始生產(chǎn)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(xué)也生產(chǎn)了丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚橡膠。
1975年美國杜邦公司開發(fā)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(guī)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。
ACM橡膠的典型應(yīng)用
1、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸油封2、發(fā)動(dòng)機(jī)氣門油封
1、發(fā)動(dòng)機(jī)缸頭補(bǔ)氣管
2、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管
1、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸墊
2、發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室蓋罩墊
丙烯酸酯橡膠的分類
含氯型,羧酸型,環(huán)氧型,含氯及活性率型
ACM橡膠的配合技術(shù)
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(bǔ)強(qiáng)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(jù)耐溫性能要求來選擇
2、耐油性能要求來選擇
3、根據(jù)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(nèi)潤滑劑效果不錯(cuò)
2、WBP200內(nèi)脫模劑效果也不錯(cuò),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(chǎn)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(jù)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(shí)業(yè)有限公司的RS-107RS-705系列
2、日本大巴化學(xué)的BX-N系列,
3、國產(chǎn)-上海制品所的QS系列效果也很好。
(五) ACM橡膠的填充補(bǔ)強(qiáng)體系這要根據(jù)具體的產(chǎn)品性能要求來選擇,這塊慢慢講。
1、黑色系列,用上海善貞實(shí)業(yè)有限公司韓國OCI的N330N550N774
2、彩色系列,慎用白炭黑
3、謹(jǐn)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(jù)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(lián)型
3、環(huán)氧型
4、雙交聯(lián)型
5、二烯
6、其它類
目前成熟的ACM系列混煉膠配方
(一)發(fā)動(dòng)機(jī)密封墊類
1、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)缸頭墊AR6010BT
2、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封墊AR5010BT
3、通機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封墊AR6010BT
(二)油封類
1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前、后曲軸油封AR7008BN-YF
2、重汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前、后曲軸油封AR7510BN-YF
3、航天動(dòng)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(hù)套
1、模壓電纜護(hù)套管AR6508CN
(五)特色配方
1、低硬度高強(qiáng)度低壓變配方AR5014BT
2、符合UL94-V0阻燃級(jí)別的膠料AR700B-ZRT
ACM橡膠的混煉工藝
一、開煉機(jī)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(jiǎn)單產(chǎn)品,如O環(huán),油封等小雜件,優(yōu)點(diǎn)是投入相對(duì)小,對(duì)設(shè)備及模具要求不高,當(dāng)然油封除外。缺點(diǎn)也很明顯,人工及電費(fèi)相對(duì)較高,生產(chǎn)效率低下,同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量難以保證(專門的油封機(jī)除外)
二、注壓機(jī)注壓或轉(zhuǎn)注模壓:
適合做一些較大的或是形狀復(fù)雜的,或是帶骨架的異形件優(yōu)點(diǎn)是投入相對(duì)較小,,優(yōu)點(diǎn)是方便填料, 便于鎖模,但材料浪費(fèi)也很明顯,所以缺點(diǎn)是效用低下。三、注射成型:優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量好,飛邊少,人工及電費(fèi)少,總體效用高。適合做各種雜件。缺點(diǎn)是設(shè)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(chǎn)膠管。包括純膠管、針織管、編織管、復(fù)合管、異形管等。
丙烯酸酯橡膠的生產(chǎn)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(huán)氧乙烷),在水介質(zhì)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(fā)劑引發(fā)聚合。膠乳經(jīng)凝聚、洗滌、干燥等工序即得干膠。生膠的特性粘數(shù)[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(fā)劑,以路易斯酸作絡(luò)合劑,在約1MPa下使丙烯酸酯與α-烯烴(如乙烯)進(jìn)行交替共聚,膠液經(jīng)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(fā)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(guī)共聚物。交替共聚橡膠和無規(guī)共聚橡膠均有批量生產(chǎn)。溶液法的生產(chǎn)成本較高,工藝也較復(fù)雜,故大部分丙烯酸酯橡膠采用乳液法生產(chǎn)。