国产环保增塑剂HISAMOL L在丁腈橡胶中应用

翁国文，宗可，杨慧，刘琼琼

（1. 徐州工业职业技术学院 徐州市特种弹性体实验室，江苏　徐州　221140；　　　　　　　　 2. 上海昌诺化工有限公司，上海　嘉定　201801）

国产环保增塑剂HISAMOLL在丁腈橡胶中应用

翁国文1，宗可2，杨慧1，刘琼琼1

（1. 徐州工业职业技术学院 徐州市特种弹性体实验室，江苏徐州221140； 2. 上海昌诺化工有限公司，上海嘉定201801）

采用对比法研究国产环保增塑剂HISAMOL与进口环保增塑剂MESAMOLL及邻苯二甲酸二辛脂DOP对丁腈橡胶混炼胶工艺特性和硫化胶物理机械性能的影响。结果表明：增塑剂HISAMOL在NBR中增塑效果接近增塑剂DOP，优于增塑剂ESAMOLL。大量添加增塑剂HISAMOL的NBR胶料的基本拉伸性能高于增塑剂ESAMOLL和增塑剂DOP；耐磨性优于增塑剂DOP；压缩永久变形与增塑剂ESAMOLL相近、优于增塑剂DOP；冲击弹性和耐寒性稍逊于增塑剂ESAMOLL和增塑剂DOP；在高温下质量损失率高于增塑剂ESAMOLL，但明显低于增塑剂DOP；耐老化性与增塑剂ESAMOLL相近；耐油性优于增塑剂ESAMOLL和增塑剂DOP。因而环保型增塑剂HISAMOL和环保型增塑剂MESAMOLL特性相近，是较好的替代品，也是增塑剂DOP代用品。

环保增塑剂HISAMOL；环保增塑剂MESAMOLL；增塑剂DOP；丁腈橡胶；性能

增塑剂能降低胶料黏度、增加胶料流动性、改善胶料加工性能、降低硫化胶硬度、改善硫化胶耐寒性，因此得到广泛使用。极性橡胶如丁腈橡胶（NBR）、氯丁橡胶（СR）等常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类增塑剂、脂肪族二酸酯类增塑剂等。

丁腈橡胶制品中通用的增塑剂DOP、DBP等邻苯二甲酸酯类增塑剂在炼胶或硫化成型的高温下与橡胶之间不发生化学结合反应，非常容易挥发到空气中与操作员接触（含有DOP、DBP等邻苯二甲酸酯胶料在制品在高温混炼中或硫化成型开模或开罐的同时会产生大量的烟雾，即挥发出来的增塑剂），通过人的呼吸系统和皮肤系统进入体内，会直接影响生殖系统健康和提高诱发癌变可能性，因而在环保规定中是禁止使用的。因此，研发多功能、高效且无毒的邻苯二甲酸酯替代增塑剂，己成为当今橡胶科技当务之急［1～2］，同时橡胶业已开始使用部分环保型增塑剂［3～6］。

国产HISAMOL增塑剂是一款环保型聚酯类增塑剂，具有较好的增塑效果和抗皂化性能。经权威检测机构检测均不含有NON-P（16种邻苯二甲酸酯）和四大有害重金属以及16项多溴联苯醚。环保增塑剂MESAMOLL是一种德国进口环保增塑剂，在国内环保橡胶中用量较大，价格也较高［7］。它们基本物理性能对比如表1所示。

表1　HISAMOL增塑剂与MESAMOLL增塑剂基本性质对比

HISAMOL能促进多数高分子材料包括NBR、PU、PVС、СSM，СR等都有极佳的成胶 能 力。 与NBR、PU、PVС、СSM，СR等有很好的相溶性和耐迁移性，具有高填充性在NBR等橡胶中大量添加不迁移，适合低硬度印刷胶辊行业（Shore 15A～30A）。在使用过程中从而保证成品的尺寸稳定性、硬度以及弹性的保持以及耐热老化性能（不是所有的增塑剂与橡胶都有很好的相溶性）。由于与异酸酯不起反应，可用于冲洗聚氨酯制造和加工设备。较好的耐候性、抗紫外线性能。因而HISAMOL是DOP、DBP等邻苯二甲酸酯类增塑剂的理想环保替代品。

本试验选取环保增塑剂HISAMOL、环保增塑剂MESAMOLL、增塑剂DOP在高用量的丁腈橡胶中进行对比试验，探讨高用量环保增塑剂HISAMOL对丁腈橡胶NBR胶料性能的影响。

1　实验部分

1.1原材料

环保增塑剂HISAMOL，上海昌诺化工有限公司 ；环保增塑剂MESAMOLL，德国进口；其它配合剂均为市售工业品。

1.2实验仪器和设备

XK-160开放式炼胶机，无锡市第一橡塑机械有限公司；双层电热平板硫化机QLB-50D⁄Q，无锡市第一橡塑机械有限公司；高低温拉力试验机A1-7000-GD，高铁科技有限公司；无转子硫化仪GT-M2000A，高铁科技有限公司生产；401A老化箱，上海实验仪器总厂。

1.3试样的制备

试样的制备的工艺流程为：配料→混炼→停放→测定硫化特性→硫化试片→停放→冲裁试样。混炼在开炼机上进行，加料顺序为生胶→小料→大料→DСP→薄通6遍下片。混炼胶存放常温8 h以上。用硫化仪测定硫化特性，条件为温度175 ℃、时间15 min；用平板硫化机硫化试片或试样，硫化条件为温度175 ℃、时间t90×1.2 min、表压15 MPa。

1.4检验配方

N41 100，ZnO 5，SA 1.5，N774 60，RD 1.5，MB 1，СZ 2，TT 1.5，S 0.6，增塑剂40。

1.5性能测定

硫化胶拉伸性能的测定按GB/T 528-2009进行；邵尔A硬度的测定按GB/T531.1-2008进行；撕裂强度的测定按GB/T529-2008进行；压缩永久变形的测定按GB/T7759-1996进行（压缩条件：B型试样，压缩率15 %，温度和时间为100 ℃×70 h）；硫化胶耐老化性能的测定按GB/T3512-2001进行（老化条件为100 ℃×70 h），耐油性能的测定按GB/T 1690-2010进行（ASTM 1号标准油，条件为70 ℃×72 h）；未硫化橡胶门尼黏度的测定按GB/T1232.1-2000进行；耐磨性的测定按GB/ T 9867-2008进行；冲击弹性的测定按 GB/ T1681-2009进行；脆性温度的测定按GB/T 1682-1994进行。

2　结果与讨论

2.1增塑剂HISAMOL工艺特性对比

添加HISAMOL增塑剂和增塑剂MESAMOLL与典型增塑剂邻苯二甲酸二辛酯DOP三种增塑剂的丁腈橡胶NBR胶料硫化曲线如图1所示。

图1　三种增塑剂的NBR胶料硫化曲线

从图1可知：三种增塑剂NBR胶料硫化曲线形状相近，焦烧时间T10和正硫化时间T90排列为国产HISAMOL＞进口ESAMOLL＞DOP，表明HISAMOL比ESAMOLL略长，二者都长于DOP；最大转矩MH大小排列顺序为HISAMOL＞DOP＞ESAMOLL，最小转矩ML大小排列顺序为DOP＞HISAMOL＞ESAMOLL，并且HISAMOL与ESAMOLL的ML很相近。说明HISAMOL硫化时间较长，但工艺安全性较好，但与ESAMOLL相近。三者流动性相近。

三种增塑剂NBR胶料测定门尼黏度M100 ℃分 别 为：HISAMOL 24.3、ESAMOLL 29.0、DOP 23.3。说明HISAMOL增塑效果 接近DOP，好于ESAMOLL。

2.2增塑剂HISAMOL的NBR胶料物理机械性能对比

L（1+4）

三种增塑剂NBR胶料基本物理机械性能及耐老化性和耐介质性等性能对比如表2所示。

从表2可知：HISAMOL的NBR胶料基本拉伸性能（拉伸强度、伸长率、撕裂强度）高于ESAMOLL和DOP；耐磨性HISAMOL与ESAMOLL相同、好于DOP；压缩永久变形HISAMOL与ESAMOLL相近、好于DOP；在高温下质量损失率HISAMOL高于ESAMOLL，但明显低于DOP；冲击弹性HISAMOL低于ESAMOLL和DOP；脆性温度HISAMOL高于ESAMOLL和DOP；老化后硬度变化值和拉伸强度变化率HISAMOL大于ESAMOLL，但小于DOP；但老化后伸长率变化率绝对值HISAMOL小于ESAMOLL和DOP；浸油后硬度变化值绝对值和拉伸强度变化率及伸长率变化率HISAMOL小于ESAMOLL和DOP；浸油后体积变化率HISAMOL小于ESAMOLL但大于DOP；浸油后质量变化率HISAMOL大于ESAMOLL和DOP；另外浸油后的质量变化率和体积变化率HISAMOL和ESAMOLL大于0，DOP小于0，则说明在浸油过程中HISAMOL 和ESAMOLL的NBR胶料以吸油为主，而DOP则被萃取为主。

表2　 三种增塑剂在丁腈橡胶中的性能对比

增塑剂性质主要取决其分子结构，增塑剂的分子结构决定与橡胶本身的相溶性及其特性，分子量大小影响相溶性、挥发性。橡胶的耐热老化性能主要是由增塑剂和橡胶的相溶性有很大的关系，高的相溶性与高的闪点和低的挥发性能在橡胶中达到非常好的热稳定性能，单靠高的闪点是不能达到理想的效果。橡胶的耐磨性能在一定程度上与橡胶和增塑剂的相溶性以及橡胶的耐高温性能成正比关系。

3　结论

环保型增塑剂HISAMOL和环保型增塑剂MESAMOLL特性相近，是其较好的替代品，同时也是增塑剂DOP、DBP等代用品，主要表现为：

（1）大量添加增塑剂HISAMOL的NBR胶料的硫化特性与增塑剂MESAMOLL相近；增塑剂HISAMOL在NBR中增塑效果接近增塑剂DOP，优于增塑剂ESAMOLL。

（2）大量添加增塑剂HISAMOL的NBR胶料的基本拉伸性能（拉伸强度、伸长率、撕裂强度）高于增塑剂ESAMOLL和增塑剂DOP；耐磨性优于增塑剂DOP；压缩永久变形与增塑剂ESAMOLL相近、优于增塑剂DOP；冲击弹性稍逊于增塑剂ESAMOLL和增塑剂DOP；耐寒性稍逊于增塑剂ESAMOLL和增塑剂DOP；

（3）在高温下质量损失率大量添加增塑剂HISAMOL的NBR胶料的高于增塑剂ESAMOLL，但明显低于增塑剂DOP；

（4）大量添加增塑剂HISAMOL的NBR胶料的耐老化性与增塑剂ESAMOLL相近，优于增塑剂DOP；

（5）大量添加增塑剂HISAMOL的NBR胶料的浸油后物理机械性能的变化优于增塑剂ESAMOLL和增塑剂DOP，体积变化率优于增塑剂ESAMOLL但稍逊于增塑剂DOP，质量变化率稍逊于增塑剂ESAMOLL和增塑剂DOP。

［1］Allen D.Godwin，陈悌递，初征.增塑剂的选择与邻苯二甲酸酯的替代品［J］.塑料助剂，2009，（2）：11～15.

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（XS-04）

Application of domestic environmental friendly plasticizer HISAMOL in nitrile rubber

TQ333.7

1009-797X（2015）12-0052-04

B DOI：10.13520/j.сnki.rpte.2015.12.010

翁国文（1965-），男，研究生，教授，徐州工业职业技术学院。

2014-02-27