以丙烯酸酯为主要单体经共聚而成的一种合成橡胶,具有耐高温、耐油、抗臭氧和耐紫外线辐照等特殊性能,是一种耐热、耐油的特种橡胶。主要用作汽车和机车的各种耐热耐油密封圈、衬垫和油封。
丙烯酸酯橡胶的合成路线
一类是乳液聚合,其主要品种有丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚物,丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-第三单体(如氯代醋酸乙烯酯等)三元共聚物,如高温胶和低温胶等,有良好的耐热、耐油性,但强度低(拉伸强度约10 MPa)、低温性能差(玻璃化温度Tg为-15~-28℃)。这类高分子聚合物我们称之为聚丙烯酸橡胶-即大家非常熟悉的ACM橡胶。
另一类是溶液聚合。丙烯酸酯与α-烯烃的溶液聚合橡胶, 产品强度高、低温性能好(Tg为-38℃)。这类烯聚合物的主要代表产品有美国杜邦化学的乙烯-丙烯酸酯橡胶即AEM。
丙烯酸酯橡胶发展历史
1912年,德国人O.勒姆首次研究了聚丙烯酸酯的硫化。
1944年,美国的C.H.费希尔等开发了丙烯酸乙酯与2-氯乙基乙烯基醚共聚橡胶。
1948年,GOODREACH公司将该产品工业化。
1952年,美国单体公司开始生产丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚的丙烯酸酯橡胶。
1955年,日本东亚合成化学也生产了丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚橡胶。
1975年美国杜邦公司开发成功丙烯酸酯与α-烯烃共聚的橡胶,其典型代表是丙烯酸乙酯-乙烯无规共聚物和其后的丙烯酸乙酯-乙烯交替共聚橡胶。这就是AEM橡胶。
ACM橡胶的典型应用
1、发动机曲轴油封2、发动机气门油封
1、发动机缸头补气管
2、发动机进气歧管
1、发动机气缸垫
2、发动机气门室盖罩垫
丙烯酸酯橡胶的分类
含氯型,羧酸型,环氧型,含氯及活性率型
ACM橡胶的配合技术
ACM橡胶生胶品种的选择
ACM橡胶的加工助剂
ACM橡胶的防老体系
ACM橡胶的增塑软化体系
ACM橡胶的填充补强体系
ACM橡胶的硫化体系
(一)ACM橡胶生胶品种的选择原则
1、根据耐温性能要求来选择
2、耐油性能要求来选择
3、根据加工工艺要求来选择
(二)ACM橡胶的加工助剂
1、D.G.公司的D系列内润滑剂效果不错
2、WBP200内脱模剂效果也不错,推荐使用。
(三) ACM橡胶的防老体系
1、美国科聚亚的Naugard 445.DF630
2、国产的KY-405等。二甲基苄基二苯胺
ACM橡胶本身具有很好的抗紫外线及抗热氧化老性能,所以并不太需要防老剂,目前在用地主要是二苯胺类。
(四) ACM橡胶的增塑软化体系
这要根据耐温性能要求来选择,但一般都要求耐高温性好的酯类增塑剂。
1、常用的上海善贞实业有限公司的RS-107RS-705系列
2、日本大巴化学的BX-N系列,
3、国产-上海制品所的QS系列效果也很好。
(五) ACM橡胶的填充补强体系这要根据具体的产品性能要求来选择,这块慢慢讲。
1、黑色系列,用上海善贞实业有限公司韩国OCI的N330N550N774
2、彩色系列,慎用白炭黑
3、谨慎选择填充剂或不用填充剂。
(六) ACM橡胶的硫化体系体系
这要根据具体的ACM橡胶品种来选择,这块慢慢讲。略
1、活性氯型
2、特殊交联型
3、环氧型
4、双交联型
5、二烯
6、其它类
目前成熟的ACM系列混炼胶配方
(一)发动机密封垫类
1、摩托车发动机缸头垫AR6010BT
2、汽车发动机缸盖密封垫AR5010BT
3、通机发动机缸盖密封垫AR6010BT
(二)油封类
1、汽车发动机前、后曲轴油封AR7008BN-YF
2、重汽车发动机前、后曲轴油封AR7510BN-YF
3、航天动力-特殊油封AR8510CT-YF
(三)胶管类
1、针织、编织挤出胶管AR7508B
2、模压异形胶管AR7508BN-T
(四)电缆护套
1、模压电缆护套管AR6508CN
(五)特色配方
1、低硬度高强度低压变配方AR5014BT
2、符合UL94-V0阻燃级别的胶料AR700B-ZRT
ACM橡胶的混炼工艺
一、开炼机混炼
二、密炼混炼
ACM橡胶制品的成型工艺
一、平板模压, 适合简单产品,如O环,油封等小杂件,优点是投入相对小,对设备及模具要求不高,当然油封除外。缺点也很明显,人工及电费相对较高,生产效率低下,同时产品质量难以保证(专门的油封机除外)
二、注压机注压或转注模压:
适合做一些较大的或是形状复杂的,或是带骨架的异形件优点是投入相对较小,,优点是方便填料, 便于锁模,但材料浪费也很明显,所以缺点是效用低下。三、注射成型:优点是产品质量好,飞边少,人工及电费少,总体效用高。适合做各种杂件。缺点是设备及模具的投入较大。但总体效用高,推荐使用。四、挤出成型: 适用于生产胶管。包括纯胶管、针织管、编织管、复合管、异形管等。
丙烯酸酯橡胶的生产方法
乳液法。
采用阴离子型和非离子型混合乳化剂(如十二烷基硫酸钠和烷氧基聚环氧乙烷),在水介质中将丙烯酸酯(包括乙酯和丁酯)或丙烯腈等乳化,并用水溶性引发剂引发聚合。胶乳经凝聚、洗涤、干燥等工序即得干胶。生胶的特性粘数[η]为4~6。
溶液法。以卤代烃(如二氯甲烷)作溶剂,偶氮化合物作引发剂,以路易斯酸作络合剂,在约1MPa下使丙烯酸酯与α-烯烃(如乙烯)进行交替共聚,胶液经凝聚、回收溶剂后,即得交替共聚橡胶。若采用过氧化物如过氧化三甲基醋酸叔丁酯作引发剂,在约180MPa的高压下使丙烯酸乙酯与乙烯共聚,则所得橡胶为无规共聚物。交替共聚橡胶和无规共聚橡胶均有批量生产。溶液法的生产成本较高,工艺也较复杂,故大部分丙烯酸酯橡胶采用乳液法生产。