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独特的复合粉末改善橡胶配方
  浏览次数:6385  发布时间:2018年05月10日 09:52:44
[导读] Harmonite,一个来自RSS的新开发工程材料,已开始通过改进产品性能、简化生产工艺和降低生产成本来改善精选配方,帮助橡胶产品制造商。这种新材料在热熔压敏胶粘剂、密封胶、SBS改性沥青膜和其它应用上已获得认可。在更强的耐磨性,相当或更佳的硬度、抗拉强度、延伸率和体积特性,以及较低的混合时间和降低生产期间的功耗等方面,Hamonite为橡胶生产商带来了潜在的好处。
Harmonite,一个来自RSS的新开发工程材料,已开始通过改进产品性能、简化生产工艺和降低生产成本来改善精选配方,帮助橡胶产品制造商。这种新材料在热熔压敏胶粘剂、密封胶、SBS改性沥青膜和其它应用上已获得认可。在更强的耐磨性,相当或更佳的硬度、抗拉强度、延伸率和体积特性,以及较低的混合时间和降低生产期间的功耗等方面,Hamonite为橡胶生产商带来了潜在的好处。
 
图1、Harmonite 70的扫描电子显微图像
 
最近完成的独立实验室研究揭示了Harmonite在三个大批量工业橡胶化合物上的应用的几个关键标准中的表现,包括用于衬垫和软管盖的三元乙丙橡胶,用于脚垫的丁腈橡胶和用于输送机罩的SBR/BR复合物。
 
Harmonite的物理特性
 
Harmonite是一种由高温热/机械工艺专利制造的可自由流动的有机包封无机复合粉末。
 
相较于普通的沥青,Harmonite有机含量范围为25~35%(取决于产品要求),是一个高软化点(290℃),包含大约5倍沥青质结构和2~1/2倍多的树脂和沥青质的组合体(表1)。它由高分子量的,芳烃碳环单元的复杂混合物组成,还含有氧、氮和硫杂原子。业已发现沥青和树脂的高极性结构表现出聚合行为,物理交联和加成型化学反应(氢键,范德华力)。其有机相可溶于芳烃和较长的直链烃类,但它不溶于水和酒精。
 
表1、SARA分析
 
其无机相主要由碳酸钙、氧化铝、二氧化钛、高岭土、玻璃纤维等惰性成分组成。
 
通常情况下,在制造的最后阶段,Harmonite粉末是通过40或70目的物理筛选并装袋。光散射分析表明,以粒子计数为基础,超过90%的Harmonite 70粒子有一个低于33微米的等效圆直径,当中有50%是低于15微米。图1中的Harmonite 70的显微照片表明,小颗粒彼此附着显示了粉末天然“发粘的”性质。然而,它仍然是可自由流动的,当引入含有各种工艺油、溶剂和聚合物的配方时,它就容易分散。
 
弹性体复合
 
RSS公司进行了独立的第三方研究,以确定使用不同等级的Harmonite在普通弹性体复合应用中的可行性。并对三元乙丙橡胶软管盖、丁腈橡胶脚垫和SBR/BR输送机罩的配方进行了研究。
 
表2、第一阶段混合和能耗
 
用Harmonite粉末对参考对照组化合物进行了改良,并对其改性配方化合物的性能与参考对照组化合物进行比对。在这项研究的第一阶段,Harmonite取代了粉煤、硬或软质粘土,或减少了其取代物的消耗。使用Harmonite 40和Harmounit 70在两种不同的配料率下制定4个配方,对三类弹性化合物分别配制并进行测试。
 
在所有情况下,12个含Harmonite的复合物表现出明显缩短的混合周期和较低的综合能耗(表2)。结合其流变仪测试研究数据,门尼烧焦时间和物理性质,实验室得出结论,Harmonite在复合物中有着塑化作用。
 
表3、Harmonite配方与对照组配方的第一阶段总结比较
 
未老化Harmonite配方复合物的物理性能测试已完成,与对照组配方相比,大多数物性测试显示出略低。实验室将略微较低的性能归因于Harmonite对配方的塑化作用。本试验对硬度(硬度A)、拉伸、伸长率、模数、抗撕裂强度、比重和压缩形变进行了测试。总的来说,在这些应用中,直径较小的Harmonite 70目产品比Harmonite 40目产品优胜。对这些化合物还进行了各种老化研究,包括热老化、油浸试验、乙二醇/水溶液浸泡和水浸泡试验,以及磨损试验和染色试验。结果表明,Harmonite 在许多测试中具有相当的甚至优异的性能; 但在其它情况下,对照组配方优于Harmonite配方(表3)。据研究实验室称,任何物理特性的差异都可以很容易地依据最终用户期望的性能,通过微调配方来调整。实验室的结论是,由实验配方所展示的物理性能将适合于这些应用,或者仅需轻微改变配方。
 
第二个研究阶段是针对用于二级输送机罩的SBR/BR共混物进行的。结果表明:
 
★ 成功取代粉状煤
 
★ 用作工艺助剂和增塑剂的芳香油的消耗量减少了32%
 
★ 该配方的成本降低约每磅0.025~0.03美元
 
★ 耐磨性提高达13%
 
★ 从第一阶段测试结果中表明物理性能获得改善。
 
结论
 
虽然每一个应用都不同,且每个配方也是独一无二的,但前面的实验结果与商业用户的反馈相结合表明,Harmonite是一种多用途和多功能的组分,可以提高配方性能,降低配方成本和改进生产操作流程。在不同的应用中均展示出Harmonite拥有工艺助剂、增塑剂、流变改性剂、增稠剂、均质剂、相容性增助剂、延伸剂和填料的特性。(文章来源于网络)