簡介
氯化聚乙烯 (CPE)為飽和橡膠,通用普通硫磺硫化體系不能對其有效的硫化。作為一種耐熱氧臭氧老化、阻燃、物理綜合性能優良合成橡膠,廣泛用於礦用電纜及普通護套電纜、膠管、膠板、膠帶等CPE製品。其硫化體系主要用過氧化物硫化體系、硫脲類、噻二唑類等,近幾年出現幾種成本較低,且能套用於低溫硫化的新型助劑。
1.硫脲硫化體系
硫脲體系是CPE有效的硫化體系,其中活性最高且有效的是NA-22,Na-22交聯CPE後形成-C-S-C-鍵,抗撕裂性能優於過氧化物的-C-C-鍵,但耐老化性能不及過氧化物體系。另外,在直接蒸汽硫化時,若使用Na-22,製品表面會出現噴霜現象,嚴重影響製品外觀。但其硫化膠的交聯效率不高,得不到高性能的硫化膠。據資料介紹,Na-22可引起致癌、生育損害與致畸、皮膚過敏等,在國外已基本淘汰,國內用量也逐年減少。
2.過氧化物體系
在過氧化物體系中,套用最多的是DCP,它的成本較低且硫化速度較快。但DCP在硫化時產生刺激性氣味的乙醯苯,會對生產工人工作環境造成較壞影響。其它常用的過氧化物品種還有BIPB[二(過氧化叔丁基)二異丙苯]和雙二五[2,5-二乙基-2,5-二(過氧化叔丁基)已烷],二者分子結構中含有兩個有效過氧基基團,而且硫化後不產生刺激性氣味,在高檔製品中可完全代替DCP。表3對三種硫化劑的基本數據作了比較,三者性質比較相近,比較適合155℃-180℃的溫度下硫化。
在過氧化物硫化體系中,加入助交聯劑TAC或TAIC會使硫化的焦燒時間略為延遲,隨著硫化時間的延長,助交聯劑出現明顯的促進交聯效應。可能因為在硫化反應的初期階段,助交聯劑分子自身發生環化聚合,並與橡膠分子接枝而消耗部分橡膠分子自由基,此些自由基在無助交聯劑時本應產生正常的化學交聯。隨著硫化時間的延長,烯丙基的雙鍵與橡膠發生交聯反應占主導地位,形成活性劑橋鍵,從而提高了交聯效率。TAC與TAIC硫化效果的差別取決於分子活性有所不同,由於結構相似,對硫化影響差別並不明顯。
3.噻二唑硫化體系
噻二唑硫化體系是由胺類促進劑、噻二唑衍生物和鹼性金屬氧化物(氧化鎂或氫氧化鎂) 組成,噻唑巰基團的質子呈高度酸性,因此和鹼反應後很容易生成硫黃陽離子,然後可以與CPE 的碳氯鍵發生反應,取代氯並生成碳硫鍵,所以硫化速度很快,硫化膠具有很高的強伸性能。
但是噻二唑硫化劑在使用時,焦燒時間差,加工的膠料保存時間短,限制了在工業中的套用。
國外的交聯劑主要有ECHO.A(美)、Vanax 189(美)Rhenogran TDD(德),在促進劑Vanax 808(美)、Rhenogran NC(德)等作用下,能有效交聯CPE,但是由於此類助劑的價格太高,導致了其在國內推廣緩慢。
4.其它新型特殊助劑
4.1 硫化劑CV1520,成分不明,能有效低溫硫化。
4.2 EataMix TCHC,適用於低壓無模(常規過氧化物體系須要較高的硫化溫度及壓力)硫化,加工安全性好,焦燒時間較長。體系可以用廉價的增塑體系(如芳烴油),代替高價的DOP等增塑劑。
4.3 新型硫化劑T1681,複合型,可用於氯化聚乙烯橡膠的硫化交聯,可以適用於各種形式的硫化工藝,提高橡膠密度,如模壓、連續硫化、罐式、微波式等。焦燒時間較長是橡膠並用體系有效的共交聯劑。
4.4 一種噻二唑類新型硫化劑 ACTOR-TDDS 這種硫化劑配合促進劑BF 可以對CPE,CM橡膠產生高效交聯