环保型与传统型热法丁腈橡胶在耐油胶板中的应用对比研究

李冬红，范永将，高卫光，李红春，李彤霞（兰州石化公司研究院，甘肃兰州 730060）

环保型与传统型热法丁腈橡胶在耐油胶板中的应用对比研究

李冬红，范永将，高卫光，李红春，李彤霞（兰州石化公司研究院，甘肃兰州 730060）

研究了环保型热法丁腈橡胶（NBR3604E）在耐油胶板应用中的物理机械性能、耐寒性和耐介质性能，并与传统型硬丁腈橡胶（NBR3604）进行了对比试验。结果表明，NBR3604E的耐寒性、耐介质性与NBR3604相当，拉伸强度和硬度较NBR3604略高，扯断伸长率和扯断永久变形较NBR3604E偏低，但均能满足耐油胶板胶料的指标要求。

环保型；丁腈橡胶；耐油胶板

0 引言

根据聚合温度和引发剂的不同，丁腈橡胶可分为热法硬丁腈橡胶和冷法软丁腈橡胶。热法硬丁腈橡胶（NBR3604）在生产过程中采用拉开粉作为乳化剂，拉开粉残留在橡胶中会影响产品性能，排出的污水生化处理困难［1-2］。但由于其具有冷法软丁腈橡胶不具备的高强度等特点，故在国内仍有一定的应用［3］，特别是用于军工耐油橡胶制品的生产。

针对热法硬丁腈橡胶生产中的环保问题，中石油兰州石化公司研究院开发了环保型热法丁腈橡胶（NBR3604E）的聚合工艺，本研究对环保型和传统型热法丁腈橡胶的性能进行对比，研究环保型硬丁腈橡胶在耐油胶板中的应用效果，为NBR3604E替代NBR3604提供帮助和依据。

1 试验部分

1.1 主要原材料

NBR3604E，中石油兰州石化公司研究院中试产品；NBR3604，中石油兰州石化公司产品。

1.2 试样制备

将NBR生胶在上海橡胶机械厂生产的SK-160型开炼机上薄通6~8次，依次加入增塑剂、活化剂、促进剂、防老剂、补强剂等助剂，最后加入硫化剂，混炼均匀后，均匀下片。放置16~24 h后，用CLB-D350×350型平板硫化机（广东番禺橡胶机械厂）进行硫化，即制得相应的硫化胶。

1.3 性能测试

生胶性能：按GB/T 6737—1997《生橡胶 挥发分含量的测定》（烘箱法）测定挥发分；按GB/T 4498—2013《橡胶 灰分的测定》（A法）测定总灰分；按SH/T 1157—1997《丁腈橡胶中结合丙烯腈含量的测定》测定结合丙烯腈含量；按GB/T 1232.1—2000《未硫化橡胶 用圆盘剪切黏度计进行测定 第1部分 门尼黏度的测定》测定门尼黏度。

硫化特性：用北京市友深电子仪器厂生产的R100E型橡胶硫化仪，按GB 1233—2008《未硫化橡胶初期硫化特性的测定 用圆盘剪切黏度计进行测定》进行测定。

物理机械性能：用高铁检测仪器有限公司生产的GT-7010-AE型拉力强度试验机，按GB 528—1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》测定拉伸性能（直角型试样，拉伸速率为500 mm/min）；用上海化工机械四厂生产的XY-1型硬度计按GB/T 531—1992《橡胶邵尔A硬度试验方法》测定邵尔A硬度。

耐介质性能：按GB 1690—2010《硫化橡胶或热塑性橡胶 耐液体试验方法》进行测定，条件为常温，24 h。

耐老化性能：用上海实验仪器总厂生产的401 B型老化试验箱按GB 3512—2014《硫化橡胶或热塑性橡胶 热空气加速老化和耐热试验》进行测定，条件为90℃，24 h。

2 结果与讨论

2.1 生胶性能对比

对丁腈3604E与3604进行化学分析试验，考察其生胶性能差异，试验结果见表1。表1结果显示，丁腈3604E生胶的挥发分较3604高，总灰分、结合丙烯腈、门尼黏度等与3604相当，且各项性能均满足丁腈3604指标规定要求。

表1 NBR3604E与3604生胶性能对比Table 1 The performance comparison between raw rubbers（NBR3604E and 3604）

2.2 物理机械性能对比

对丁腈3604E和3604进行物理机械性能对比试验，考察其物理机械性能差异，试验配方参照GB 528—1998，试验结果如表2所示。由表2可见，与NBR3604相比，3604E硫化胶的拉伸强度和300%定伸强度较低，扯断伸长率和扯断永久变形较大。

表2 NBR3604E和3604的物理机械性能比较Table 2 The physical and mechanical properties comparison between NBR3604E and 3604

2.3 耐油胶板性能对比试验

对耐油胶板配方进行小配合试验，试验配方如表3所示。

表3 耐油胶板对比试验配方Table 3 The comparison test formula of oil resistance rubber plates

耐油胶板性能对比试验数据如表4所示。

表4 耐油胶板性能对比试验数据Table 4 The performance comparison test datas of oil resistance rubber plates

由表4可见，丁腈3604E耐油胶板拉伸强度和硬度较3604略偏高，扯断伸长率和扯断永久变形较3604偏低，热空气老化后丁腈3604扯断伸长率减小，而3604E扯断伸长率增大。丁腈3604E耐汽油加苯混合液、耐标准油的性能和耐寒性与3604完全一致。整体来看，丁腈3604E能够满足耐油胶板的各项指标要求。

3 结语

在耐油胶板应用中，丁腈3604E的耐寒性、耐油性与丁腈3604相当，拉伸强度和硬度较3604略偏高，扯断伸长率和扯断永久变形较3604偏低，但均能满足耐油胶板胶料的指标要求。

1 张媛，赵瑛，何琳，等.用混凝-微电解-催化氧化工艺预处理含拉开粉的丁腈橡胶废水［J］.合成橡胶工业，2010，33（1）：5-10.

2 焦天阳，文善雄，赵旭涛，等.强化铁炭微电解法处理拉开粉废水［J］.石化技术与应用， 2008，26（6）：571-573.

3 李晓强，唐斌．软丁腈橡胶的性能及其配合技术［J］.特种橡胶制品，2004，25（2）：1-4.

Comparative Study on Application of Environment-Friendly Nitrile Rubber and Traditional Nitrile Rubber by Hot Emulsion Polymerization in Oil Resistance Rubber Plate

Li Donghong，Fan Yongjiang，Gao Weiguang，Li Hongchun，Li Tongxia
（Research Institute of Lanzhou Petrochemical Company，Lanzhou Gansu，730060，China）

Comparative study on the physical and mechanical properties，cold tolerance，medium resistance of environment-friendly nitrile rubber（NBR3604E） and traditional nitrile rubber（NBR3604） by hot emulsion polymerization in oil resistance rubber plate was performed. The results showed that the cold tolerance and medium resistance of NBR3604E and NBR3604 was almost same. The tensile strength and hardness of NBR3604E was slightly higher，the elongation at break and tensile set at break of NBR3604E was relatively lower，but all the properties could meet the index requirements of oil resistance rubber plate compound.

environment-friendly；nitrile rubber；oil resistant rubber plate

TQ 333.7

A

1009-1696（2017）06-0025-03

2017-03-20

李冬红（1984—），男，硕士研究生，工程师，目前主要从事乳液聚合方面的研究。