以丙烯酸酯為主要單體經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,但強度低(拉伸強度約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, 產品強度高、低溫性能好(Tg為-38℃)。這類烯聚合物的主要代表產品有美國杜邦化學的乙烯-丙烯酸酯橡膠即AEM。
丙烯酸酯橡膠發展歷史
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.費希爾等開發了丙烯酸乙酯與2-氯乙基乙烯基醚共聚橡膠。
1948年,GOODREACH公司將該產品工業化。
1952年,美國單體公司開始生產丙烯酸丁酯與丙烯腈共聚的丙烯酸酯橡膠。
1955年,日本東亞合成化學也生產了丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚橡膠。
1975年美國杜邦公司開發成功丙烯酸酯與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橡膠的典型應用
1、發動機曲軸油封2、發動機氣門油封
1、發動機缸頭補氣管
2、發動機進氣歧管
1、發動機氣缸墊
2、發動機氣門室蓋罩墊
丙烯酸酯橡膠的分類
含氯型,羧酸型,環氧型,含氯及活性率型
ACM橡膠的配合技術
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橡膠的填充補強體系
ACM橡膠的硫化體系
(一)ACM橡膠生膠品種的選擇原則
1、根據耐溫性能要求來選擇
2、耐油性能要求來選擇
3、根據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系列內潤滑劑效果不錯
2、WBP200內脫模劑效果也不錯,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、常用的上海善貞實業有限公司的RS-107RS-705系列
2、日本大巴化學的BX-N系列,
3、國產-上海制品所的QS系列效果也很好。
(五) ACM橡膠的填充補強體系這要根據具體的產品性能要求來選擇,這塊慢慢講。
1、黑色系列,用上海善貞實業有限公司韓國OCI的N330N550N774
2、彩色系列,慎用白炭黑
3、謹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、特殊交聯型
3、環氧型
4、雙交聯型
5、二烯
6、其它類
目前成熟的ACM系列混煉膠配方
(一)發動機密封墊類
1、摩托車發動機缸頭墊AR6010BT
2、汽車發動機缸蓋密封墊AR5010BT
3、通機發動機缸蓋密封墊AR6010BT
(二)油封類
1、汽車發動機前、后曲軸油封AR7008BN-YF
2、重汽車發動機前、后曲軸油封AR7510BN-YF
3、航天動力-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)電纜護套
1、模壓電纜護套管AR6508CN
(五)特色配方
1、低硬度高強度低壓變配方AR5014BT
2、符合UL94-V0阻燃級別的膠料AR700B-ZRT
ACM橡膠的混煉工藝
一、開煉機混煉
二、密煉混煉
ACM橡膠制品的成型工藝
一、平板模壓, 適合簡單產品,如O環,油封等小雜件,優點是投入相對小,對設備及模具要求不高,當然油封除外。缺點也很明顯,人工及電費相對較高,生產效率低下,同時產品質量難以保證(專門的油封機除外)
二、注壓機注壓或轉注模壓:
適合做一些較大的或是形狀復雜的,或是帶骨架的異形件優點是投入相對較小,,優點是方便填料, 便于鎖模,但材料浪費也很明顯,所以缺點是效用低下。三、注射成型:優點是產品質量好,飛邊少,人工及電費少,總體效用高。適合做各種雜件。缺點是設備及模具的投入較大。但總體效用高,推薦使用。四、擠出成型: 適用于生產膠管。包括純膠管、針織管、編織管、復合管、異形管等。
丙烯酸酯橡膠的生產方法
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氧乙烷),在水介質中將丙烯酸酯(包括乙酯和丁酯)或丙烯腈等乳化,并用水溶性引發劑引發聚合。膠乳經凝聚、洗滌、干燥等工序即得干膠。生膠的特性粘數[η]為4~6。
溶液法。以鹵代烴(如二氯甲烷)作溶劑,偶氮化合物作引發劑,以路易斯酸作絡合劑,在約1MPa下使丙烯酸酯與α-烯烴(如乙烯)進行交替共聚,膠液經凝聚、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,則所得橡膠為無規共聚物。交替共聚橡膠和無規共聚橡膠均有批量生產。溶液法的生產成本較高,工藝也較復雜,故大部分丙烯酸酯橡膠采用乳液法生產。