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橡膠制品專(zhuān)用防老劑具體使用有哪些要求,橡膠用防老劑,目前防老劑種類(lèi)繁多,而且每種防老劑同時(shí)有幾種防老化作用。
按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為:胺類(lèi)、酚類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)及其它類(lèi)。
按防護(hù)效果可分為:抗氧、抗臭氧、抗疲勞、抗有害金屬和抗紫外線(xiàn)等防老劑。
下面按防老劑化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)加以介紹:
1.胺類(lèi)防老劑:
防護(hù)效果突出,品種多。
主要防護(hù)作用:熱氧老化、臭氧老化、對(duì)熱重金屬及紫外線(xiàn)的催化氧化以及疲勞老化都有顯著的防護(hù)效果。
這類(lèi)防老劑的防護(hù)效果是酚類(lèi)防老劑不可比擬的,遠(yuǎn)優(yōu)于酚類(lèi)防老劑。
缺點(diǎn):有污染性,不宜用于白色或淺色橡膠制品。
這類(lèi)防老劑又可細(xì)分為:酮胺類(lèi)、醛胺類(lèi)、二芳仲胺類(lèi)、二苯胺類(lèi)、對(duì)苯二胺類(lèi)以及烷基芳基仲胺類(lèi)六個(gè)類(lèi)型。
①酮胺類(lèi)
a.防老劑AW(丙酮與對(duì)胺基苯乙醚的反應(yīng)產(chǎn)物,6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉))
主要用于防止臭氧老化和疲勞老化,同時(shí)具有良好的耐熱氧老化性能,適用于動(dòng)態(tài)橡膠制品。與蠟類(lèi)、防老劑4010等并用效果好,適用于SBR,用于制造汽車(chē)輪胎、膠鞋和其它橡膠制品。
b.防老劑BLE(丙酮與二苯胺的高溫縮合物)
對(duì)熱氧老化、疲勞老化具有很好的防護(hù)效果,同時(shí)還可提高膠料與金屬的粘合力,有污染性,不適用于淺色制品,在輪胎工業(yè)中應(yīng)用較多,在膠管、膠帶及其它工業(yè)制品中也有應(yīng)用。
防老劑RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合物)
具有優(yōu)良的防護(hù)熱氧老化的效果,具有鈍化銅、鐵、錳等重金屬離子的作用,污染較嚴(yán)重,制成的硫化膠中有一種難聞的氣味。
②醛胺類(lèi)
a.防老劑AH(乙醛-α萘胺縮合物)
具有優(yōu)良的防護(hù)熱氧老化的效果,具有鈍化銅、鐵、錳等重金屬離子的作用,污染較嚴(yán)重,制成的硫化膠中有一種難聞的氣味。
b.防老劑AP(3-羥基丁醛-α-萘胺)
具有良好的抗熱氧老化性,用于制造電線(xiàn)、電纜、膠鞋、工業(yè)制品等。
③二芳仲胺類(lèi)
a.防老劑A(N-苯基-α-萘胺)
具有全面的防護(hù)效果,對(duì)熱、氧和屈撓疲勞老化有較好的防護(hù)效果,對(duì)有害金屬亦有一定的抑制作用,但抗臭氧能力差。一般用量為1~2份。
b.防老劑D(N-苯基-β-萘胺)
對(duì)熱、氧、屈撓龜裂均有良好的防護(hù)作用,并稍?xún)?yōu)于防老劑A,對(duì)有害金屬離子也有防護(hù)作用,對(duì)臭氧防護(hù)作用差,有污染性。
廣泛應(yīng)用于天然橡膠及各種合成橡膠制造的黑色橡膠制品中。
④二苯胺類(lèi)
品種少,性能不太突出,較少應(yīng)用。二苯胺本身是一種良好的防老劑,但很容易揮發(fā),通常是采用它的衍生物作防老劑,主要品種有4,4-二甲氧基二苯胺,具有突出的耐疲勞老化的性能。
⑤對(duì)苯二胺類(lèi)
這是目前較新而且是重要的一類(lèi)防老劑,這類(lèi)防老劑對(duì)各種類(lèi)型的老化均有較優(yōu)秀的防護(hù)效能,主要防止臭氧、疲勞及熱氧老化,尤其在防止臭氧、疲勞老化是其它防老劑無(wú)法相比的。主要品種有:
a.防老劑4010(CPPD)
對(duì)熱、氧、高能輻射和銅害有顯著的防護(hù)作用,對(duì)抗臭氧和屈撓疲勞老化有卓越的效能,比防老劑A和D的效果均好,在膠料中易分散,但用量超過(guò)1份時(shí)會(huì)產(chǎn)生噴霜,有污染性,不宜作淺色制品。
這類(lèi)防老劑是NR及合成橡膠優(yōu)良的防老劑,尤其適用NR和SBR。用于制造航空輪胎、汽車(chē)輪胎、力車(chē)胎、電纜及其它工業(yè)橡膠制品。
b.防老劑4010NA(IPPD)
對(duì)臭氧和屈撓疲勞老化有卓越的防護(hù)效能,對(duì)熱氧老化、光氧老化具有良好的防護(hù)作用,同時(shí)還有鈍化重金屬離子的作用,其防護(hù)效能比4010更全面,應(yīng)用范圍更廣。
在NR、SBR、BR、CR、ZR及膠乳中均適用。常用于制造承受動(dòng)態(tài)和靜態(tài)應(yīng)力較高的制品。如制造航空汽車(chē)輪胎,電纜,膠管,膠帶,膠輥等。有污染性。
c.防老劑H(DPPD)
防老劑H為銀白色片狀結(jié)晶,在空氣中和日光下易氧化變色。對(duì)臭氧和屈撓疲勞老化有較好的防護(hù)效能,對(duì)熱氧老化和有害金屬催化老化也有良好的防護(hù)作用,并有抗龜裂作用。適用于NR、SBR、BR、NBR和IR及Latex中。用于制造輪胎及各種工業(yè)橡膠制品。有污染性,一般用量為0.2-0.3phr,不單獨(dú)使用。
⑥烷基芳基仲胺類(lèi)
這類(lèi)防老劑的污染性較小,可用于淺色制品,但防護(hù)效果較差。主要品種有:
a.防老劑DPD
為棕紅色粘稠液體,具有耐熱、氧、日光疲勞老化,常用于膠乳制品。
b.防老劑CMA
為白色結(jié)晶粉末,抗臭氧性能好,對(duì)熱老化也有防護(hù)作用,常用于膠乳制品。
2.酚類(lèi)防老劑
優(yōu)點(diǎn):無(wú)污染性,不變色,適用于淺色或彩色橡膠制品。
缺點(diǎn):防護(hù)效果差。
這類(lèi)防老劑可分為:取代一元酚類(lèi),多元酚類(lèi),硫化二取代酚類(lèi)以及烷撐二取代酚類(lèi)等。
①一元酚類(lèi)
防老劑264
對(duì)熱氧老化有一定的防護(hù)作用,也能抑制銅離子的老化作用。不變色,易分散,無(wú)污染,用于制造淺色和透明制品,如汽車(chē)輪胎的白胎側(cè),膠鞋,雨衣等。也可用于與食品接觸的橡膠制品。防護(hù)效果差,用于要求不高的橡膠制品。
②烷撐雙取代酚類(lèi)
防老劑2246提高了分子量,揮發(fā)性小。
對(duì)熱、氧、金屬離子老化有特好的防護(hù)效能,對(duì)防護(hù)疲勞和日光老化也有效。其防護(hù)效能稍次于胺類(lèi)防老劑。
③硫代雙取代酚類(lèi)
防老劑2246S防護(hù)效果較前兩者好。
對(duì)抗熱氧老化,疲勞老化有良好效果。(破壞氫過(guò)氧化物,自協(xié)同效應(yīng))
④多元酚類(lèi)
防老劑效能與二元酚類(lèi)大體相似。其中最常用的品種為防老劑DOD。
注:這類(lèi)物質(zhì)僅在未硫化橡膠中具有防護(hù)活性,而在硫磺硫化的橡膠中沒(méi)有防護(hù)效能,主要用于保持未硫化橡膠薄膜及粘合劑的粘性。
對(duì)熱氧老化有效,也能抑制金屬離子的作用。
3.雜環(huán)及其它類(lèi)防老劑
雜環(huán)類(lèi)防老劑中主要品種是苯并咪唑型和二硫代氨基甲酸鹽類(lèi),最重要的是防老劑MB及其鋅鹽MBZ。
主要用于防止熱氧老化,也能有效的防止銅害。
不具有污染性,常用于淺色、彩色及透明的橡膠制品,泡沫膠乳制品等。其鋅鹽MBZ也是一種防老劑,與MB有相似的防護(hù)效果。
4.非遷移性防老劑
苛刻條件會(huì)使橡膠中防老劑很易揮發(fā)和抽出,使之迅速消耗掉,影響了防護(hù)作用。因而研究不揮發(fā)、不抽出、不污染、無(wú)毒的防老劑是十分必要的,所以出現(xiàn)了一系列非遷移性防老劑。
非遷移性防老劑是指在橡膠中能夠持久地發(fā)揮防護(hù)效能的防老劑。非遷移性防老劑的特點(diǎn):難抽出、難遷移、難揮發(fā)。非遷移性防老劑可分為反應(yīng)性防老劑和高分子量防老劑。
所謂反應(yīng)性防老劑,是防老劑分子以化學(xué)鍵的形式結(jié)合在橡膠的網(wǎng)構(gòu)之中,使防老劑分子不能自由遷移,也就不發(fā)生揮發(fā)或抽出現(xiàn)象,因而提高了防護(hù)作用的持久性。
①反應(yīng)性防老劑
a.在加工過(guò)程中防老劑與R化學(xué)鍵合
這類(lèi)防老劑是在熱硫化過(guò)程中與橡膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng),結(jié)合于硫化膠的網(wǎng)構(gòu)之中。在硫化作用下,某些基團(tuán)(如亞硝基、烯丙基以及馬來(lái)酰亞胺基等)能夠與鏈烯烴橡膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。若將這些基團(tuán)事先接在防老劑分子結(jié)構(gòu)上,則通過(guò)這些基團(tuán)就可把防老劑分子結(jié)合于橡膠網(wǎng)構(gòu)之中。
b.在加工前將防老劑接枝到橡膠上。
這類(lèi)防老劑由胺類(lèi)或酚類(lèi)防老劑與液體橡膠反應(yīng),使防老劑分子接枝在大分子上;也可將胺類(lèi)防老劑與含有活潑基團(tuán)的高聚物(如環(huán)氧聚合物或亞磷酸酯化的烯烴聚合物)反應(yīng)制得。
如:胺類(lèi)防老劑與環(huán)氧二烯烴聚合物化學(xué)接枝
反應(yīng)時(shí)先將不飽和聚合物環(huán)氧化,再用胺類(lèi)防老劑進(jìn)行化學(xué)接枝.
這種高分子防老劑稱(chēng)為BAO-1,它的化學(xué)結(jié)構(gòu)類(lèi)似于防老劑4010NA。與一般防老劑比較,這種高分子防老劑在BR或SBR中有突出的防護(hù)效果,原因是在高分子防老劑結(jié)構(gòu)中含有羥基,它直接處于活性芳香仲胺基團(tuán)附近,產(chǎn)生了抗氧的協(xié)同效應(yīng),再是在橡膠結(jié)構(gòu)中的高分子防老劑使兩種聚合物的自由基有機(jī)會(huì)進(jìn)行再結(jié)合。
c.具有防護(hù)功能的單體與橡膠單體共聚。
②高分子量防老劑
為使橡膠制品具有一定的防護(hù)效能,一般都需要在膠料中加入防老劑。目前防老劑的品種繁多,效果各異。防老劑的防護(hù)效能與防老劑本身的性能、聚合物的類(lèi)型、加工條件、制品的使用條件等有關(guān)。因此,應(yīng)根據(jù)具體的情況來(lái)選用防老劑。
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