Page 76 - 《橡塑技术与装备》2023年1期
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橡塑技术与装备                                          CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT

             类橡胶耐老化性能不好，必须通过添加防老剂来提升                           中分解 B 2 O 3 ，这是一种表面有滑腻感、稳定的玻璃态
             老化性能 ；防老剂 6PPD 能够防止在静态和动态操作                       物质，能够覆盖在橡胶表面，起到一层保护膜的作用，
             条件下的疲劳降解 ；防老剂 TMQ 作为自由基消除剂，                       隔绝空气和胶料内部生成的可燃气体接触，起到阻燃
             广泛用于橡胶中防止氧化老化作用。配方中选用防老                           作用。由于橡胶配方中添加含有卤素的的阻燃剂，燃
             剂 6PPD 和防老剂 TMQ 并用，这两种防老剂是橡胶                      烧过程中会分解产生 BX 3   和 B 2 O 3 ,  BX 3 与水蒸气反应
             工业中常用防老剂。                                         生成 HX 气体，燃烧的火焰中存在生成的卤素游离基，
             1.4 阻燃体系                                          该游离基能阻止羟基游离基的链反应，从而起到阻燃
                 本文选用氯化石蜡、十溴二苯醚、硼酸锌、三氧                         作用  [5] 。
             化二锑（Sb 2 O 3 ）组合作为阻燃体系。软化体系一般是                    1.5 硫化体系
             油类产品，属于易燃物，在本次配方设计中不添加，                               天然橡胶 / 丁苯橡胶 / 顺丁橡胶都是二烯类橡胶，
             它不利于阻燃性能的提高。                                      分子链主链含有大量的双键，选用了生产安全性好和
             1.4.1 卤 - 锑组合（X-Sb）                               物理机械性能高的普通硫磺硫化体系。
                 卤 - 锑组合（X-Sb），这个阻燃配合中，含卤素
             化合物一般与具有协同作用的阻燃剂并用，这类阻燃                           2 配方及性能评价
             剂有很多种，最常用的是 Sb 2 O 3 。                            2.1 主要试验设备及仪器
                 卤 - 锑协同组合的气相阻燃反应机理是 ：在高温                          PHM-2.2 型小密炼机，壁宏机械工业股份有限
             下 Sb 2 O 3 与卤系阻燃剂反应，生成三卤化锑或者卤氧                    公司产品 ； XK-160 型开炼胶，无锡第一橡塑机械有
             化锑  [3] 。                                         限公司产品 ； LX-A 型橡胶硬度计、MZ-4060 型滚
                    Sb 2 O 3 (s)+6HX(g)→ 2SbX 3 (g)+3H 2 O     筒式磨耗机、401A 型老化箱，江苏明珠试验机械有

                    Sb 2 O 3 (s)+2HX(g)  2SbX 3 (g)+H 2 O      限公司产品 ； GT-M2000A 型无转子硫化仪，高铁科
                 生成的卤氧化锑又在比较宽泛的温度范围内按下                         技股份有限公司产品 ； ZY6155A 型氧指数测定仪，东
             面的反应继续分解为三卤化锑，这是一个吸热的反应                           莞市中诺质检仪器设备有限公司产品 ； SN-30TYJ/B
             过程，可降低橡胶的本体的温度与分解速率，不利于                           型试验平板硫化机，无锡森纳精密机械设备厂产品 ；
             燃烧的继续进行。                                          XLB-Q2200×10 700 mm 平板硫化机，青岛祥杰橡胶

                   5SbOX(s)          Sb 4 O 5 X 2 (s)+Sbx 3 (g)  机械有限公司产品 ；压延机 XY-Γ810×2430，大连华
                  4Sb 4 O 5 X 2 (s)   5Sb 3 O 4 (s)+Sbx 3 (g)  韩橡塑机械有限公司产品。
                   3Sb 3 O 4 X(s)    4Sb 2 O 3 (s)+Sbx 3 (g)                2.2 配方与工艺
                 在更高温度下，固态的三氧化二锑会气化成气态                         2.2.1 经过反复试验测试，确定配方如下 ：
             三氧化二锑。                                           （单位 ：份）
                        Sb 3 O 3 X(s)   Sb 2 O 3 +Sbx 3 (g)        NR 50.0，SBR1502 15.0,BR9000 35.0,N220 炭
                 三卤化锑气体的密度比较大，（三氯化锑密度 3.14                     黑 55.0, 硼酸锌 15.0，三氧化二锑 12.0，氯化石蜡 -70
                 3
                                         3
             g/cm ，三溴化锑密度 4.15  g/cm ），胶料燃烧产生的                 15.0，十溴二苯醚 18.0，防老剂 TMQ  1.5, 防老剂
             三卤化锑气体的密度比空气大的多，不易扩散，覆盖                           6PPD 1.5，硫磺 + 促进剂 + 活性剂 10.0。
             在橡胶表面，起到隔绝空气的作用，由于空气不能继
                                                               2.2.2 混炼工艺
             续与橡胶本体接触，在缺少氧气的情况下，燃烧便不                               采用两段混炼工艺 ,
             能继续进行。                                                一段在 PHM-2.2 型小密炼机中进行，密炼投料
             1.4.2 硼酸锌 - 卤组合                                   顺序为 ；
                 硼酸锌是一种无机的阻燃剂，它是由 B 2 O 3 、
                                                                   生 胶    炭黑、活性剂、防老剂             阻燃剂       排
             ZnO、和 H 2 0 组成的无机化合物，当燃烧达到 260℃                   胶
             以上的高温时，结晶水会脱出形成水蒸气，水蒸气蒸                               二段 ：在 XK-160 小开炼机上进行 ；
             发吸收了大量的燃烧热，稀释了生成的可燃气体和空                               一段母胶热炼包辊后留一定量积胶 → 加硫磺、促
             气中氧气浓度      [4] ，缓和燃烧过程 ；硼酸锌在燃烧过程                 进剂吃尽 → 薄通打卷三次 → 三角包三次后出片。

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