丁晴橡胶配方技术研究

姜威

摘要：丁睛橡胶是目前用量最大的一种特殊合成橡胶，是以丁二烯和丙烯腈为单体经乳液共聚而制得的高分子弹性体。丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，分子链上带有极性腈基基团，赋予其耐油、耐热老化等优异性能，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。

关键词：丁晴;橡胶;配方;技术

丁晴橡胶是由丙烯睛与丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由18%-50%，丙烯睛含量越高，对石化油品碳氢燃料泊之抵抗性愈好，但低温性能则交差，一般使用淑度范围为25-100℃。丁睛胶为目前油封及O型圈最常用之橡胶之一。目前，它已作为一种通用耐油性橡胶广泛用于机车车辆制动机用的隔膜、Y型圈、密封圈以及胶垫等制品。

一、丁晴橡胶配方成份分析

（一）硫化剂。丁腈橡胶主要采用硫磺和含硫化合物作为硫化剂，也可用过氧化物或树脂等进行硫化。由于丁腈橡胶制品多数要求压缩永久变形小，因此多采用低硫和含硫化合物并用。例如：TT/CZ 1.5/1.5PHR，这种硫化体系，具有耐热性较好的效果，SUL/TS压缩歪和焦烧最优。SUL/DM（CZ）拉伸强度好，用载硫剂可获得优良的压缩永久变形。镉镁硫化耐热150℃，过氧化物也可耐150℃高温，且压缩永久变形最小。

（二）补强剂。补强剂是橡胶轮胎等制品的新型填充补强剂，是影响拉伸强度的重要因素之一，填料的料径越小，比表面积越大、表面活性越大补强性能越好。可广泛应用于深色橡胶或彩色橡胶制品中。一般橡胶补强剂可有效提高橡胶、塑料制品的耐磨性，表面质量耐酸碱、绝缘性能好，具有较高的反紫外线能力。橡胶补强填充体系可以提高胶料的耐磨性、拉伸强度、抗撕裂强度和抗溶胀性等，还可以改善胶料加工工艺、降低生产成本，是橡胶制品生产中用量最大的配合体系。能提高胶料的拉伸强度，定伸应力，增加制品的尺寸稳定性，赋予制品良好的加工性能和隐蔽性。可以提高抗张强度，抗撕裂强度，提高硬度，不引起脆化。并可改善发干胶料的包辊性能，在使用时易分散，不飞扬，不迟延硫化。陶土、氧化镁、碳酸钙这几类填充剂表面活化处理之后对丁腈胶料也有一定的补强作用，尤其是活性碳酸钙，既可以进一步降低丁腈密封圈生产成本，还可以改进胶料物理机械性能和加工工艺性能。

（三）炭黑。填充大用量炭黑是制备高硬度丁腈橡胶材料最为通用的方法。一般来说，炭黑对橡胶的补强作用与其结构度有着密切关系，炭黑粒径越小，其比表面积就越大，结构度就越高，补强效果就越好。在炭黑使用上，多选用半补强或者与其它炭黑并用。但要求高强伸性能和高耐磨性时，必须选用高补强性的炭黑，如中超耐磨、高耐磨炭黑等。粗粒子的软质炭黑有利于提高胶料的回弹率，大量填充剂也不至于影响主要物性。在复合硫化体系下，填充大用量喷雾炭黑和炭黑N343所得硫化胶综合性能最好，其混炼胶粘度升高，流动性和加工性能变差，撕裂强度最大为46kN/m，冲击弹性最大为22.4%。

（四）密封胶选用。丁腈橡胶则主要提供胶的弹性、耐油性、耐介质和疲劳性能，两者相辅相成，使丁腈密封胶的性能更加完美。丁腈橡胶大多为丁腈40，40代表丙烯腈含量为45%，这种橡胶极性、弹性、粘接性等综合性能较好。其分子量大小通常以门尼黏度来表征，作为粘接密封材料的丁腈橡胶常选用门尼黏度76～86的产品。在丁腈密封胶中常用的对叔丁酚甲醛树脂（2402酚醛）是一种油溶性酚醛，溶于苯类、乙酸乙酯、环己烷、汽油和植物油，有良好的耐热、耐老化性，它与丁腈橡胶互溶性好，可以任意比例混合。

二、丁晴橡胶配方生产工艺及注意事项

（一）配方工艺。样品分离后结合评测、样品分离、仪器行业分析、图谱分析、二次验证五大步骤，运用NMR分析、XRF荧光散射、IR分析仪、质谱分析法等分析仪器联用，得到精密的谱图信息，明确原材料组成，辅助降成本。针对配方质量问题，例如橡胶制品会有粘辊、吐白、硫化时间不理想，检测配方成分等问题，通过故障分析，发现产品问题根源。针对样品配方体系中重要组分成分，定性定量分析，用于改进产品配方，节约成本。

（二）注意事项。一是丁腈橡胶与酚醛树脂共混。此时需加入10%～15%的胺类促进剂。硫化前，酚醛树脂仅对丁腈橡胶起增塑剂作用。硫化后，酚醛树脂固化并部分参与了交联反应，对橡胶起补强增硬作用，其硫化胶的硬度、耐磨性、拉伸强度和撕裂强度较高，耐热性、耐屈挠性、耐化学腐蚀性和加工性能获得改善。二是耐油橡胶制品的使用过程中，由于工作环境的需要，除了要求具有优良的耐油性外，还要求具有非常好的低温耐塞性能，而丁晴橡胶制品的耐寒性不足，从而影响了耐油制品的使用寿命。三是丁腈橡胶由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油（尤其是烷烃油）、耐老化性能较好的合成橡胶。丁腈橡胶中丙烯腈含量（%）有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24等五种。丙烯腈含量越多，耐油性越好。四是丁腈橡胶还可通过与多种橡胶如氯丁橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶等及合成树脂如聚氯乙烯、酚醛树脂等共混（见高分子共混物），使性能得到改进。

丁腈橡胶的极性非常强，与其它聚合物的相容性一般不太好，但和氯丁橡胶、改性酚醛树脂、聚氯乙烯等极性强的聚合物，特别是和含氯的聚合物具有较好的相容性，常进行并用。

三、结束语

丁晴橡胶制品具有优良的耐油性，具有较宽的使用温度范围，主要用于制作耐油橡胶制品，广泛應用于汽车工业、航空航天、石油开采、化工、轻纺、电线电缆、建筑材料等，其消耗量约占合成橡胶总量的4.6%。它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。