三元乙丙橡胶(ethylene-Propylene terpolymer)是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物,是乙丙橡胶的主要品种。
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、基本配合和质量检验方法三元乙丙橡胶的质量检验,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尚无统一的国家级和部级乙丙橡胶质量标准及检验方法,大多数生产者均采用其公司或厂家的企业检验方法和质量控制标准。
(一) ISO 和ASTM 三元乙丙橡胶硫化胶性能检验方法摘要表 5-14 三元乙丙橡胶基本鉴定配方重 量 份重 量 份 原料名称 ISO ASTM ASTS原料名称ISO ASTM ASTS三元乙丙橡胶 氧化锌 硫磺 硬脂酸 油炉法炭黑②ASTM103号油③ 促进剂TMTD 促进剂M 100 5 1.5 1.0 80 50 1.0 0.5 100 5 1.5 1.0 100 75 1.0 0.5 100 51.5 1.0 80 50-y①1.0 0.5 批料矿大倍数开炼机混炼密炼机混炼 微型机混炼 (开炼机头)微型机混炼(本伯里密炼机头)2 5.5 0.29 0.252 4.20.2 0.21 2 5.50.23~0.290.2~0.26合计239284239① y=在充油母炼胶中,每100份基础橡胶中油的份数。
如y 大于50份,则配方3不在加油。
② 现行工业参比炭黑,可用NB378炭黑代替,其结果稍有不同。
③ ASTM103号油特征:100℃时运动粘度为16.8±1.2mm 2/S,粘度比重常数为0.889±0.002。
④ 适用于通用型三元乙丙橡胶。
⑤ 适用于乙烯含量大于67%的高生胶强度的压出类三元乙丙橡胶。
⑥ 适用于充油三元乙丙橡胶。
1.检验配方ISO 4097—1980(E)和ASTM D3568—81a 基本鉴定配方摘于表5-14。
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下片的方法。
ASATM 用于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三种方法。
(1)密炼机混炼方法 密炼机混炼方法摘于表5-15。
表5-15 密炼机混炼方法出处 ISO 4097—1980(E)ASTM D3568—81a混炼条件 150℃,77r/min第一段混炼 家药顺序① 生胶,氧化锌,炭黑,油和硬脂酸,0.5min ② 加压混炼2.5min ③ 清扫,0.5min④ 当温度达150℃或时间达5min 后排胶开炼机薄通 排下的胶料立刻在辊距为2.5mn,辊温为50±5℃的实验室开炼机上薄通3次,检查批料重量,使其与理论之差不大于0.5%,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(开炼机或密炼机)家药顺序开炼机二段混炼停放后的母炼胶包在温度为50±5℃辊距为1.5mm 开炼机的慢辊上加入硫磺和促进剂,带院全混入胶料中后,每边割刀3次后排胶将辊距调至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40±5℃的密炼机中加入1/2上过母炼胶、促进剂、硫磺、1/2母炼胶。
胶料继续混炼直到温度达110℃或总混炼时间达2min 即可排胶,并再次检查批料重量后,按规定方法制备试片 (2)开炼机混炼方法 用开炼机混炼应注意调节辊距,使其尽可能地在辊筒上保持较好的堆积胶(或连续的包辊胶),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 三元乙丙橡胶开炼机混炼方法辊 距mm 辊 温 ℃加药序号 加药序号ISO ASTM ISO ASTM时间ISOASTMmin1 2—1 2—2 3456 加生胶,使其包前辊用刮刀在辊筒上均匀地加入1/2混合料痒化锌、炭黑、硬脂酸合油每边割刀(至辊筒长度的3/4)一次,并加入乘余的1/2混合料,待全部料入后,每边割刀3次(需保证在堆积胶或辊筒表面上没有游离炭黑才割刀在辊筒上均匀地加入促进剂和硫磺每边割刀三次,允许每次割刀之间为15秒排下胶料,调节辊距后薄通6次检查并记录批料重量,与理论值之差不能大于0.5%,否则重炼0.70.71.31.81.80.80.80.81.21.21.20.835±535±535±535±535±535±523±523±523±523±523±523±5113322(二)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-EPDM。
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5-18,日本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(ML 1+4,100℃)EPM 2007 EPM 3005 EPM 4003 EPM 5005 EPM 5006 EPDM 3014 EPDM 3016EPDM 5014 EPDM 5015 EPDM 5017 EPDM 3024 EPDM 3026 二元乙丙橡胶YBJ2027二元乙丙橡胶YBJ2035二元乙丙橡胶YBJ2043二元乙丙橡胶YBJ2000二元乙丙橡胶YBJ2000通用型三元乙丙橡胶 通用型三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶YBJ3100三元乙丙橡胶YBJ3100三元乙丙橡胶YBJ3100高速硫化三元乙丙橡胶高速硫化三元乙丙橡胶20~30 30~40 40~50 50~60 50~60 30~40 30~40 43~53 43~53 43~53 30~40 30~40双环戊二烯 双环戊二烯 双环戊二烯 双环戊二烯 双环戊二烯 乙叉降冰片烯乙叉降冰片烯65~75 45~55 30~40 ≤50 ≤60 40~50 50~64 40~50 50~70 70~90 40~50 50~70℃注: 三元乙丙橡胶第三位数表示第三单体,1—双环戊二烯,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VISTALON2504VISTALON3708 VISTALON4608VISTALON5600VISTALON6505 VISTALON5630VISTALON6630项目名称 最小 最大 最小 最大 最小最大最小最大最小最大 最小 最大最小最大门尼粘度 ML 1+8,100℃ ML 1+8,127℃ 35 45 45 55 57 67 65 75 45 55 48 58 48 58 钒,p p m 灰分,%100 0.5100 0.3100 0.3100 0.3100 0.3100 0.3100 0.3 水分,% 0.5 0.5 0.5 0.50.50.50.5拉伸强度,MP a 扯断伸长率,%300%定伸应力,MP a 8.2 4005.29.3 300 8.27.5 400 6.210.0 300 9.513.7 350 8.210.0 300 9.5 10.0 250 —其他检验项目充非污染油,份3030颜 色 相对密度 淡 灰 0.86非污染性稳定剂,% 0.10配方 EPDM 100SRF炭黑 140油 70氧化锌 5硬脂酸 1硫磺 1促进剂TMTD 1促进剂M 0.5EPDM 100SRF炭黑 200油 10氧化锌 5硬脂酸 1硫磺 1.5促进剂TMTD 1.5促进剂M 0.5EPDM 100HAF炭黑 80油 50氧化锌 5硬脂酸 1硫磺 1.5促进剂TMTD 1促进剂M 0.5充油ENB-EPDM130SRF炭黑 200油 70氧化锌 5硬脂酸 1硫磺 1.5促进剂TMTD 1.5促进剂M 0.5硫化条件 150℃×20min 160℃×20min 160℃×10min 160℃×20min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日本JSR公司三元乙丙橡胶检验配方及性能牌 号 EP57P EP43 EP93 EP21 EP22 EP24 EP25 EP51 EP103A污染门尼粘度(ML1+4,100℃) 非污染88非污染47非污染50非污染38非污染42非污染65非污染90非污染3892②第三单体种类 ENB ENB ENB ENB ENB ENB ENB ENB ENB第三单体含量,(碘值) 灰分,%挥发分,%相对密度 15.0—0.10.8660.020.40.869.50.020.40.8619.00.020.508615.00.020.50.8615.00.020.50.8617.00.020.50.8619.00.020.70.8615.00.020.50.86物理机械性能(160℃×30min)300%定伸应力,MPa (kgf/㎝2)拉伸强度,MPa(kgf/㎝2) 1.6(16)6.25.2(53)18.410.7(109)18.213.9(142)15.113.8(141)15.813.8(141)17.518.7(191)2.1113.2(135)14.210.0(102)21.0扯断伸长率,% 硬度(JISA型) (63)112055(188)63064(186)46069(154)37074(161)34071(178)37071(215)34071(145)31077(214)35072用途 塑料改性 轮胎内胎防水板材耐热输送带汽车内胎防水板材耐热输送带,胶锟电线,电缆,汽车部件,窗框,海绵工业用品,汽车零件,注射成型制品汽车零件,压出制品电线,电缆,压出制品耐热胶管,洗衣机胶管,窗框,汽车零件牌号 EP27 EP57C EP33 EP35 EP37C EP65 EP75C EP86 EP87污染性门尼粘度(ML1+4,100℃) 非污染10590 45 83 100 74 85 47 52第三单体种类 ENB ENB ENB ENB ENB ENB DCPD DCPD DCPD第三单体含量,(碘值)灰分,%挥发分,%相对密度 15.00.020.50.8615.00.020.70.8626.00.020.50.8626.00.020.60.8626.00.020.70.8629.00.020.50.8619.00.020.70.8612.00.020.50.868.00.020.40.86物理机械性能(160℃×30min)300%定伸应力,MPa (kgf/㎝2)拉伸强度,MPa(kgf/㎝2)扯断伸长率,%硬度(JISA型) 15.1(154)18.8(192)3607016.2(165)20.2(206)3707215.6(159)16.8(171)3307016.2(165)16.9(172)3207118.1(185)20.1(205)3407520.4(208)20.4(208)3007420.5(209)23.8(243)3507313.5(138)18.8(192)410709.6(98)20.9(213)55069用途 耐热胶管,窗框,一般压出制品 窗框,白胎侧,垫片,门窗密封胶条海绵,窗框垫圈及其他模制品屋顶面料,防水板材,轮胎内胎注: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, 硫磺M1.5。