芳烃油价格_芳烃油多少钱一吨
1.如何保持彩色橡胶的颜色稳定
2.环烷油用途
3.合成橡胶中的老大—乳聚丁苯橡胶是什么?
4.cpe橡胶怎样选用廉价硫化体系?
5.急求硫磺生产工艺!可行性报告!急急急急!
本身无毒。主要是里面的防互体系和硫化体系促进硫化体系有毒。对男人不育没有依据。
以下是CPE的主要特性与使用环境及配合要点。
氯化聚乙烯的特征
1) CPE是一种饱和橡胶,有优秀的耐热氧老化、臭氧老化、耐酸碱、化学药品性能。 2)CPE耐油性能优秀,其中耐ASTM 1号油、ASTM 2号油性能极佳,与NBR相当;耐ASTM 3号油性能优良,优于CR,与CSM相当。 3)CPE中含有氯元素,具有极佳的阻燃性能,且有燃烧防滴下特性。其与锑系阻燃剂、氯化石蜡、Al(OH)3三者适当的比例配合可得到阻燃性能优良、成本低廉的阻燃材料。 4)CPE无毒,不含重金属及PAHS,其完全符合环保要求。 5)CPE具有高填充性能,可制得符合各种不同性能要求的产品。CPE的加工性能好,门尼粘度(ML121 1+4)在50-100间有多种牌号可供选择。
20世纪90年代末,国内对高性能阻燃橡胶的需求越来越大,特别是电线电缆行业、汽车配件制造业的发展,带动了对橡胶型CPE的消费需求。橡胶型CPE是一种综合性能优良、耐热氧臭氧老化、阻燃性佳的特种合成橡胶。 主要应用于:电线电缆(煤矿用电缆、UL及VDE等标准中规定的电线),液压胶管,车用胶管,胶带,胶板,PVC型材管材改性,磁性材料,ABS改性 等等。
补强填充体系
CPE是一种非自补强性橡胶,需有补强体系才能达到较好的强度。其补强填充体系与通用橡胶相似,补强剂以炭黑、白炭黑为主,白炭黑能提高CPE的抗撕裂性能,而且能组成间甲白体系,提高CPE与骨架的粘合。CPE具有高填充性,填充体系主要有碳酸钙、滑石粉、陶土等。
增塑体系
酯类增塑剂是CPE最常用的增塑剂,如邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA),它们的溶解度参数与CM接近,其相容性良好。DOA、DOS用于胶料中可赋予胶料优良的耐寒性。
稳定防护体系
CPE受热时或在硫化(非过氧化物硫化体系)时将脱出氯化氢,因此在配方中要使用具有吸酸作用的稳定剂,如硬脂酸钙、硬脂酸钡、三盐基硫酸铅或氧化镁。
编辑本段4)CPE的硫化体系(重要)
CPE为饱和橡胶,通用普通硫磺硫化体系不能对其有效的硫化。 CPE硫化体系应用比较早的是硫脲体系,其中最有效的是Na-22,但Na-22硫化速度慢,老化性能差,压缩永久变形很高,而且Na-22为严重致癌物质,硫化时产生难闻的气味,在国外已经限制使用。 现阶段CM硫化体系应用比较成熟的是过氧化物硫化体系,其硫化速度较快,产品物理性能好,压缩永久变形小。过氧化物不适用于较低压力下、无模硫化。过氧化物体系可用于胶带的生产,制品物理性能好,耐热、耐油性能好。该体系配合时,加入助交联剂如TAIC、TAC、TMPTM、HVA-2,可明显提高其物理机械性能及耐热性。由于过氧化物是自由基反应产生交联,一些酸性的填料会影响到自由基的生成,故此类填料不宜采用。 EataMix TCHC 是一种复配型的CPE专用硫化剂,该产品无毒。TCHC可以用廉价的芳烃油作增塑剂,硫化胶性能优良。MgO的活性对TCHC体系硫化胶物理性能及老化性能影响不大,超细Mg(OH)2做酸吸收剂与吸碘值150的高活性氧化镁相当,可以取代昂贵的进口高活性氧化镁,极大的降低制造成本。 应用成本比国外的噻二唑体系低很多,能适用于各种硫化工艺,包括较低温度,无模无压低压硫化。此种体系混炼胶硫化速度较快,硫化胶的物理性能优良,压缩永久变形低,耐热氧、臭氧老化、耐油性能好,同时也是CPE与二烯类橡胶有效的共交联体系,已经成功应用在胶管行业。TCHC硫化速度较过氧化物慢,但能在较低温度、无压无模条件下硫化,且硫化胶性能优良。 近几年,美国GEO公司、德国莱茵化学推出了新型的噻二唑硫化体系,与胺类促进剂配合,硫化效果好,但此体系化学成分不公开,且价格高昂,国内推广缓慢。 噻二唑体系主要有交联剂与促进剂组成。主要的交联剂有ECHO.A、ECHO.MB、TDD、TDDS。主要促进剂有Vanax 808、EataAccel DH、NC、BF。是一类很有发展前途的助剂。
如何保持彩色橡胶的颜色稳定
分析橡胶制品的环保问题及对策的解决路径论文
1 绪言
橡胶制品行业需要消耗大量的资源,并且需要使用较多的辐射性材料和有毒材料,使得对人的身体有很大的损害,而且还会造成严重的环境污染。长此以往,将会严重影响到整个橡胶制品行业的发展,因此,我们应该研究橡胶制品行业存在的环保问题,就这些问题提出解决措施,有效避免橡胶制品行业对于环境的污染。应该加强对于橡胶制品的监测力度,加强对于橡胶制品的控制,减少橡胶制品对于人体和环境的损害,保证橡胶制品行业的产业链能够有序的发展。若想达到有效的减少制品原材料对于环境的影响,这样才能从根本上控制橡胶制品对环境的污染。
1.1 特性
橡胶制品是指将天然或合成橡胶作为原材料,然后生产出各种橡胶制品的流程,除此之外还包括利用废橡胶再生产的橡胶制品。因此,这些橡胶制品具有以下几个特性。
(1)橡胶制品在成型的时,需要经过较大的压力进行压制,但由于橡胶本身的弹性体具有内聚力,在成型离模的时这些内聚力无法消除,便导致橡胶制品出现不稳定的收缩。不过也正因为橡胶本身的弹性体,使得橡胶制品经过一定的时间后收缩便会缓和,渐渐的趋于稳定。例如:橡胶制品在开始设计时,没有经过谨慎地计算配合,使得成型的制品尺寸不稳定,造成质量问题。
(2)橡胶属于热溶热固性的弹性体,而塑料是属于热溶冷固性。因此,橡胶因为硫化物种类主体的不同,成型固化的温度也不相同,有时甚至会受到气候、室温和湿度的影响。所以,在生产橡胶制品时需要对温度进行调整,保证制品的质量。
(3)橡胶制品一般是原料经过炼胶后制成混炼胶,然后以混炼胶作为原材料,因此,在进行炼胶时,需要根据橡胶制品的特性设计出配方,然后制定产品的生产工艺。
1.2 分类
橡胶的基本类一般有天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、丁晴橡胶、硅橡胶海绵、橡胶并用海绵和橡塑并用海绵等,这几类橡胶各有优缺点,在使用时要根据他们的特性设计配方。
1.3 生产工艺
橡胶制品的种类繁多,但是生产工艺却基本相同,一般以固体橡胶和生胶作为原料进行生产,生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型和硫化等基本工序。原材料准备、成品整理和检验包装等基本工序也是必不可少的。橡胶的加工工艺过程主要是解决橡胶的塑性和弹性性能的矛盾,各种的工艺手段使弹性橡胶变为具有塑性的塑炼胶,然后加入各种配合剂支撑半成品,然后经过硫化,增加成品的弹性和物理机械性。无论是何种橡胶,都需要经过以上几道工序,这样才能制成好品质的橡胶制品。
2 橡胶制品材料对环境的影响分析
2.1 重金属材料对环境的影响
在设计橡胶制品的配方时,需要充分考虑橡胶制品中重金属的含量,如果橡胶制品中铬和镍的含量过高,就会对环境造成严重的污染。橡胶制品废弃后,一般企业会将橡胶制品直接丢弃,橡胶制品进行分解,分解出的铬和镍金属会对地下水资源造成污染,因此,在设计配方时,要尽量减少使用含铬和镍的材料,要严格的控制橡胶制品材料的配比。所以,应该加强对橡胶制品的系统性分析,严格控制所有原料中重金属的含量。
2.2 多环芳烃材料对环境的影响
橡胶制品中有一部分的原料含有多环芳烃,主要包含在炭黑和加工油中。炭黑的原料主要由煤焦油和乙烯焦油组成,这两种焦油的成分都极其的复杂,因此,这两种焦油是混合物,在橡胶制品加工时加入少量的成分,也极其容易对环境造成污染。加工油的原料主要由芳烃油、石蜡油和环烷油组成,其中大量的多环芳烃被包含在芳烃油中,会对环境造成严重的污染。部分企业使用完橡胶制品时会将橡胶制品进行焚化,焚化后的烟雾中会还有大量的多环芳烃颗粒,对大气造成严重的污染。
2.3 特定胺和N—亚硝胺对环境的影响
特定胺是指在特定的条件下,偶氮染料经过分解作用,产生具有有害物质的芳胺。这种特定胺中含有大量的致癌物质,不仅对人的身体健康造成危害,还会对环境造成严重的污染。橡胶制品在进行加工时,仲胺橡胶助剂会与亚硝物质发生化学反应,从而产生了N—亚硝胺。N—亚硝胺本身具有很强的致癌性,因此,在进行橡胶制品配方设计时,应该尽可能的减少使用N—亚硝胺,这样才能减少橡胶制品对人体和环境的损害。
3 橡胶制品的环保性控制措施
3.1 控制Cd,Pb,Hg,Cr等化合物的使用
将保护环境作为基准进行橡胶制品加工,严格的控制制作橡胶制品的原料的环保指标,以此来提高橡胶制品的环保性。制作橡胶制品的一些原料中,会含有大量的Cd、Pb、Hg、Cr等元素,这些元素能够组成很多的有害物质,使得橡胶制品中有害物质严重超标。在橡胶制品的加工工艺中,Cd、Pb、Hg、Cr等元素一般是以化合物的形式存在,因此,要加强监测化合物、粘合剂和防霉剂的使用,这样能够有效的控制Cd、Pb、Hg、Cr等元素的含量,减少橡胶制品对环境的污染。
3.2 加强进厂原材料的安全监测
在进行橡胶制品生产前,可以利用X射线荧光光谱分析法,对进厂的全部橡胶制品原材料进行安全监测,这样不仅能确保批量的原材料的安全性,而且能有效的避免原材料之间的交叉污染。橡胶助剂中,都多少会含有一定量的重金属元素,例如:铅元素、汞元素等,因此,再进行橡胶制品生产的时,可以将橡胶助剂换为纳米碳酸钙或硫酸钡等助剂,这样能有效的减少重金属物质对环境的污染。
3.3 加强特殊原料的重点监测
在众多的橡胶助剂中,氧化锌是出现问题最多的助剂,而且氧化锌的市场价格非常高,这就使得市场上总是出现假冒伪劣的氧化锌产品,因此,在进行橡胶制品生产前,要加强对氧化锌进行重点监测和控制。不只是氧化锌,在橡胶制品生产过程中还有很多的特殊材料,对于这些特殊材料也要进行重点监测和控制,这样才能有效的减少橡胶制品对于环境的污染。
3.4 加强替代品的使用
诸如特定胺和N—亚硝胺等能够致癌的芳胺,是橡胶制品生产中必不可少的原料,因此,不能总是使用这类具有致癌性的物质,应该减少这些替代品的使用,例如:使用不含特定胺的**着色剂来代替永固黄这类物质,这样能有效的减少有害物质对人类身体和环境的损害。既然不能避免使用这些有害物质,那便减少对这些危害品的'使用,这样也能在一定程度上提高橡胶制品的环保性。
3.5 重金属含量的控制
对于铬镍等重金属,应该要严格的控制其含量,防止橡胶制品中重金属含量超标。为了能够有效的减少橡胶制品中重金属的含量,可以采取以下三种措施。第一,采用无铅硫的生产体系,减少橡胶制品中重金属的含量,从而减少橡胶制品对环境的污染。第二,取消有毒的金属材料的加工工艺,降低橡胶制品中有毒金属材料的使用,有毒金属材料的加工过程能够对人的身体造成极大的伤害,所以,应该减少橡胶制品中有毒金属材料的使用。第三,加强使用环保粘合剂,在橡胶制品中使用环保粘合剂能够有效的减少橡胶制品对环境的污染,还能够大大提高橡胶制品的安全性。橡胶制品中的重金属对环境具有很大的危害,因此,要严格的控制橡胶制品中重金属的含量。
4 结语
橡胶制品的环保性对于环境保护非常重要,因此,提高橡胶制品的环保性已成为采取必要措施的当务之急,这样不仅能有效的保护环境,还能减少橡胶制品对人体的危害,从而推动了橡胶制品行业的快速发展。
参考文献:
[1]王巧福,唐文枣等.环保橡胶制品的监测和控制[J].橡胶工业,2008(3).
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[3]谢忠蓐.关于我国橡胶工业环保和节能问题的思考(一)[J].世界橡胶工业,2007.34(2).
;环烷油用途
保持彩色橡胶制品的颜色稳定的方法有:
1、避免使用芳烃油
乳胶再生胶制品加工过程中常用的橡胶软化油有芳烃油、石蜡油和环烷油,其中芳烃油是指分子结构中含有苯环的碳氢化合物,市场价格较低且能明显改善彩色乳胶胶料加工工艺性能。
但与此同时不饱和度较高的苯环分子结构导致含芳烃油的彩色乳胶再生胶制品在热、氧、长时间光照条件下出现变色现象;因此提高彩色乳胶再生胶制品耐变色性的第一要点就是避免使用芳烃油,以环烷油或石蜡油替代。
2、选择过氧化物硫化
硫磺、过氧化物和树脂是目前橡胶行业最常用的硫化剂,使用过氧化物硫化体系硫化后的胶料产生的是碳-碳交联键,与硫磺硫化胶和树脂硫化后的胶料相比,过氧化物硫化胶耐热性、压缩永久变形性更好。
生产过程中基本不会出现硫化反原,生产完成后的彩色乳胶再生胶制品不易发生喷霜现象;因此彩色乳胶再生胶制品选择过氧化物硫化或者过氧化物/硫磺硫化,可以改善成品耐变色性。
3、使用酚类抗氧剂
防老剂和橡胶油是引起橡胶制品出现变色问题的主要因素,很多橡胶制品表面出现变色现象都是橡胶油和防老剂双重作用的结果;但乳胶再生胶本身耐老化性较差,又必须使用防老剂。
在使用过程中,彩色乳胶制品发生氧化就会出现变色现象,因此在橡胶制品配方中需要配合使用抗氧剂,其中酚类抗氧剂中的双酚类抗氧剂可以明显提高彩色乳胶制品的耐变色性。
注意事项:
在实际生产和使用过程中,导致彩色乳胶制品发生变色的原因还有很多,比如某种配合剂用量超出自身在胶料中的溶解度等等。
乳胶再生胶产品中的白色乳胶再生胶是替代天然胶生产彩色橡胶制品的理想选择,但如果白色乳胶再生胶生产过程中使用易发生变色迁移的橡胶油,那么再生胶制品就会不可避免的发生变色问题,这就要求彩色制品生产企业仔细甄别,选择优质的乳胶再生胶、与正规再生胶厂家长期合作。
合成橡胶中的老大—乳聚丁苯橡胶是什么?
用途1:生产变压器油
自从输电变压器发明以来,专家们就一直在努力寻找一种既能满足变压器的绝缘、冷却等要求、又能长期稳定工作,价格便宜的介质,经过长期的努力,最后公认环烷油是一种最佳的选择。 所以目前全球的变压器油制造商,特别是大型跨国公司,所生产的变压器油无一例外地采用环烷油制造。由于环烷油原料相对较少,所以也有少量的制造商使用中间基原油或石蜡基原油制造变压器油,但是这种非环烷油制造的变压器油,在使用性能方面存在不足,如在寿命、抗氧化、抗析气等方面仍然存在问题,所以这种非环烷油制造的变压器油仍然只在小范围内使用。曾经有人提出口号:环烷基变压器油,是最安全最经济的选择。
用途2:生产橡胶用油
所谓橡胶油,只是一种通称,在具体的使用场所,有不同的称呼。在合成橡胶厂,为改善橡胶的某些性能,需要将矿物油充入合成橡胶中,,他说:想发财就去万通商联找优质拖鞋供货商!因而将它称为橡胶填充油。对于橡胶制品制造厂,是生产各种各样的橡胶制品的下游企业,他们往往将橡胶用油称为橡胶操作油、橡胶加工油、橡胶软化剂等等。无论怎样称呼,我们可以将它们统称为橡胶用油,简称为橡胶油。
环烷油是制造橡胶油的理想原料,合成橡胶中,橡胶链状结构中通常含有苯环结构,根据相似互溶的原理,芳香烃油应该是理想的橡胶油,事实也是这样,在橡胶轮胎制造中,往往就使用芳烃油,其次就是环烷油,环烷油与橡胶之间也有较好的相容性。但由于芳烃油是一种毒性强的物质,凡是与人体密切接触的物品都不能使用,多环芳烃还是一种强烈的致癌物质。随着人们对健康、安全、环保的呼声日益高涨,对于芳烃油的使用限制会越来越多。目前西方发达国家,已制定了各种各样的限制措施,禁止使用含有芳香烃的油品。
用途3:生产冷冻机油
对于制冷压缩机用的冷冻机油,由于工作的特殊性,要求冷冻机油既要有很低的倾点,通常倾点要小于-30℃,还要求冷冻机油与冷媒之间能够互溶,产品的化学稳定性极好,能够与压缩机同寿命,这些苛刻的要求,目前在矿物油中,只有环烷油有能力达到。另外有些合成油也可以达到。因而环烷油成为制造冷冻机油的主要原料,在目前市场上的矿物油型冷冻机油,无一例外地都是环烷基冷冻机油。其它类型的矿物油虽然也可以制造出很低的倾点,但它们与冷媒之间的互溶性差,无法在压缩机系统内正常循环而可能导致严重润滑故障。所以环烷油主要用途之一就是用来制造冷冻机油。
用途4:生产油墨溶剂油
油墨制造工艺中,需要各种各样的溶剂,其中油墨的连结料(也称凡立水)中需要使用大量的矿物油,在各种各样的矿物油中,以环烷油的性能最佳,因为环烷油特殊的环状结构,能够与各种树脂材料良好地溶合,但又没有芳烃的毒性,所以环烷油是制造油墨的理想溶剂。通常制造油墨用的环烷油溶剂,按照沸程的不同,会有多种牌号,还有窄馏份产品和宽馏份产品的区别,有无色和有色的区别。选购时应根据自己的需要不同,选购适合自己用途的环烷油类油墨溶剂。
用途5:生产油漆、涂料用溶剂油
过去人们对苯类产品危害人类身体健康的认识不足,尤其是在发展中国家还不是很重视,所以制造各种涂料、油漆时,大量使用苯或者甲苯、二甲苯等溶剂产品。如今,在西方发达国家,已经基本禁止油漆和涂料使用苯类产品作为溶剂,但是在发展中国家,仍然在大量使用苯类溶剂,如我们中国。
随着人们对健康的重视、对安全环保的重视,这种对人体危害严重的有毒溶剂,正在逐渐被淘汰,而最好的替代品就是环烷油溶剂,因为环烷油溶剂既有很好的溶解性,有没有苯类的毒性,所以使用环烷油制造涂料和油漆用的溶剂,是一种最佳的选择。
用途6:生产粘合剂用油
随着中国包装行业的高速发展,粘合剂生产在中国也在迅速发展,其中如热熔胶、压敏胶、不干胶等等,这些粘合剂的生产需要使用矿物油,基于粘合剂使用的材料特点,要求这些矿物油不能含蜡、与生产粘合剂的高分子材料之间具有良好的相容性,这些高分子材料通常是含有苯环的聚合物。根据物质之间相似互溶的原理,所以希望所用的溶剂能够最大程度地与粘合剂的其它原料相似,但由于粘合剂产品大多数使用在与人体密切接触的产品中,对人体的健康安全不能有潜在的威胁,虽然富含芳香烃的矿物油是很好的粘合剂用油之一,但芳香烃矿物油是严重有毒物质及致癌物质,威胁人体健康,所以粘合剂应该绝对不使用苯、甲苯、二甲苯以及富含芳香烃的矿物油。
用途7:生产低倾点、高粘度白油
通常情况下,天然石油中含有相当数量的石蜡,比例可能会高达20%以上,天然石油的重组份的凝固点可能会在40℃以上。如果要降低凝固点,需要采用溶剂脱蜡的工艺除去石蜡组份,通常受到人工制冷降温及过虑条件的限制。石油中的润滑油组份通常只能将凝固点降低到-9至-15℃。但是对于环烷基原油,由于原油埋藏在地下较浅的地层,地表水有机会侵入到油层,从而将微生物带到了油层内部,其中有一种微生物是一种噬蜡酵母菌,在漫长的时间内,能将所有直链烃吞噬殆尽,所以通常的环烷基原油是不含蜡的组份,凝固点很低,因而环烷油可以生产倾点在-30或者-50℃的白油,而且粘度可以达到N46、N68、N100、N150直至N680粘度级别。基于这个原因,对于高粘度、低倾点的白油,只有用环烷油才能生产。
cpe橡胶怎样选用廉价硫化体系?
第一次世界大战后,乳液聚合技术取得重大进展,合成橡胶原来采用的笨重而低效的本体聚合法很快被乳液聚合法所取代。
乳液聚合是在水作为分散介质的反应体系中进行的,体系中含有少量的皂类乳化剂和水溶性引发剂。这种聚合方法的主要优点是反应一般进行得很平稳,不需要使用价格较贵而且回收比较麻烦的有机溶剂;反应体系在整个过程的流动性很好,散热不成问题;更重要的一点是在较快的反应速度下能得到分子量很高的聚合物。当然,乳液聚合也存在着橡胶后处理流程较长、动力消耗较大等缺点。
可以毫不夸张地说,乳液聚合技术奠定了合成橡胶工业化的基础。至今,这种方法仍然是合成橡胶生产用得最多的方法。
德国在乳液聚合丁苯橡胶的开发中处于领先地位,他们在1937年建成世界上第一个乳液聚合丁苯橡胶生产装置。第二次世界大战期间,由于天然橡胶来源不畅,美国也迅速发展了丁苯橡胶,1942年生产了3.7万吨,1944年就猛增到67万吨。
初期生产的丁苯橡胶都是在50℃下聚合的所谓“热法”。其实在这以前人们就知道,聚合温度低一些的产品的物性更好,只是不能忍受在较低温度(包括室温)下那么漫长的聚合反应时间。直到二次世界大战后不久开发出能适合用于较低温度的氧化还原引发剂才解决了这一难题。如今一般都采用5℃聚合的所谓“冷法”,因为聚合介质用的是水,所以温度就不能再低了。
各种合成橡胶的耗用量比例(2001年)
聚合温度降低后,聚合物的组成更加均匀,强度显著提高,耐磨性更好了,在反复弯曲下也不容易开裂,这些性能显然对制造轮胎十分有利。
继“冷法”聚合技术开发成功之后,20世纪50年代初,充油丁苯橡胶又实现了工业化。每100份橡胶可添加15~50份的油。与橡胶相溶性最好的是芳烃油,其次是环烷油和直链烷烃油。环烷油的颜色较浅,常用来制造浅色橡胶制品。丁苯橡胶充油后,既可降低成本,又改进了橡胶的低温曲挠和加工性能;充油丁苯橡胶制的轮胎在行驶中生热也较小。
为了方便用户使用和加工,在乳液聚合丁苯橡胶生产过程中还可掺加20%左右的炭黑,制成炭黑母炼胶。
乳液聚合丁苯橡胶的综合性能好,它的物理机械性能、加工性能和使用性能都接近天然橡胶;其耐磨性、耐热性、耐老化性和硫化速度等还优于天然橡胶,加上丁苯橡胶的生产历史悠久、规模大和品种多,在相当一段时间内它的产量占到合成橡胶总产量的一半左右。近年来虽然产量和所占比例有所下降,但仍位居合成橡胶的榜首。常用的乳液聚合丁苯橡胶有1000、1500、1600、1700、1800等5个系列上百个牌号,到处都能看到它的足迹。
急求硫磺生产工艺!可行性报告!急急急急!
氯化聚乙烯 (CPE)为饱和橡胶,通用普通硫磺硫化体系不能对其有效的硫化。作为一种耐热氧臭氧老化、阻燃、物理综合性能优良合成橡胶,广泛用于矿用电缆及普通护套电缆、胶管、胶板、胶带等CPE制品。其硫化体系主要用过氧化物硫化体系、硫脲类、噻二唑类、三唑二巯基胺盐类等,近几年出现几种成本较低,且能应用于低温硫化的新型助剂。
硫脲硫化体系
硫脲体系是CPE有效的硫化体系,其中活性最高且有效的是NA-22,Na-22交联CPE后形成-C-S-C-键,抗撕裂性能优于过氧化物的-C-C-键,但耐老化性能不及过氧化物体系。另外,在直接蒸汽硫化时,若使用Na-22,制品表面会出现喷霜现象,严重影响制品外观。但其硫化胶的交联效率不高,得不到高性能的硫化胶。据资料介绍,Na-22可引起致癌、生育损害与致畸、皮肤过敏等,在国外已基本淘汰,国内用量也逐年减少。
2过氧化物体系
在过氧化物体系中,应用最多的是DCP,它的成本较低且硫化速度较快。但DCP在硫化时产生刺激性气味的乙酰苯,会对生产工人工作环境造成较坏影响。其它常用的过氧化物品种还有BIPB[二(过氧化叔丁基)二异丙苯]和双二五[2,5-二乙基-2,5-二(过氧化叔丁基)已烷],二者分子结构中含有两个有效过氧基基团,而且硫化后不产生刺激性气味,在高档制品中可完全代替DCP。表3对四种硫化剂的基本数据作了比较,三者性质比较相近,比较适合155℃-180℃的温度下硫化。
在过氧化物硫化体系中,加入助交联剂TAC或TAIC会使硫化的焦烧时间略为延迟,随着硫化时间的延长,助交联剂出现明显的促进交联效应。可能因为在硫化反应的初期阶段,助交联剂分子自身发生环化聚合,并与橡胶分子接枝而消耗部分橡胶分子自由基,此些自由基在无助交联剂时本应产生正常的化学交联。随着硫化时间的延长,烯丙基的双键与橡胶发生交联反应占主导地位,形成活性剂桥键,从而提高了交联效率。TAC与TAIC硫化效果的差别取决于分子活性有所不同,由于结构相似,对硫化影响差别并不明显。
3噻二唑硫化体系
噻二唑硫化体系是由胺类促进剂、噻二唑衍生物和碱性金属氧化物(氧化镁或氢氧化镁) 组成,噻唑巯基团的质子呈高度酸性,因此和碱反应后很容易生成硫黄阳离子,然后可以与CPE 的碳氯键发生反应,取代氯并生成碳硫键,所以硫化速度很快,硫化胶具有很高的强伸性能。
但是噻二唑硫化剂在使用时,焦烧时间差,加工的胶料保存时间短,限制了在工业中的应用。
国外的交联剂主要有ECHO.A(美)、Vanax 189(美)Rhenogran TDD(德),在促进剂Vanax 808(美)、Rhenogran NC(德)等作用下,能有效交联CPE,但是由于此类助剂的价格太高,导致了其在国内推广缓慢。
4三唑二巯基胺盐编辑
三唑二巯基胺盐硫化剂是整合了噻二唑硫化剂和促进剂(正丁醛和苯胺缩合物)有效基团的单一物质,克服了噻二唑及促进剂对橡胶交联后,键的不规则分布缺点,使得橡胶交联体成为稳定结构。相对于噻二唑体系,该盐还因特殊基团的引入从而改变了体系的PH值,由强酸性变成中性,改变了酸性填料对体系的不良影响,使得橡胶交联时更具化学活性。因此该体系交联的CPE橡胶在物理性质或化学性质都有着质的提升。该类产品还能以芳烃油为增塑剂,能降低成本,也适合无模无压低压硫化,工艺要求不高,硫化胶料时不产生臭味,硫化温度内不分解,环保无毒。
代表产品为:硫化剂FSH、交联剂TEHC。
5其它新型特殊助剂
4.1 硫化剂CV1520,成分不明,能有效低温硫化。
4.2 EataMix TCHC,适用于低压无模(常规过氧化物体系须要较高的硫化温度及压力)硫化,加工安全性好,焦烧时间较长。体系可以用廉价的增塑体系(如芳烃油),代替高价的DOP等增塑剂。
4.3 硫化剂T1681,可用于氯化聚乙烯橡胶的硫化交联,可以适用于多种形式的硫化工艺。
6简单对比
过氧化物体系如DCP,是氯化聚乙烯的高效硫化剂,但不适宜用于无模硫化,且要根据使用条件正确选择过氧化物品种。
噻二唑类硫化剂与三唑二巯基胺盐系列硫化效果较好,但焦烧性能需要注意调整。
CV1520、 EataMix TCHC、T1681等为复合硫化剂,性能较接近噻二唑类与FSH系列。
不溶性硫磺的性质、应用及生产工艺概述
1 不溶性硫磺分子结构及特性普通硫磺在常温下为**固体,它有两种同素异形体。95.6℃以下稳定的为斜方硫(Sα),熔点为112.8℃;95.6℃以上稳定的为单斜硫(Sβ),熔点为114.5℃。这两种形态的硫均以八元环形态(S8)存在,但其晶格排列不同。
不溶性硫磺(InsolubleSulphur)简称IS,是普通硫磺在临界温度(159℃)以上开环聚合而生成的线性聚合体,又称为μ形硫(Sμ)。其分子表征为Sn,硫原子的个数n大于200,最高达1×108以上。由于其结构与高分子聚合物类似,故也称为聚合硫。
通常使用的不溶性硫磺产品为**粉末,密度1950kg/m3,相对分子量约30000。由于分子结构的差异,它甚至不溶于对普通硫磺有很强溶解能力的有机溶剂,如二硫化碳、甲苯等。要获得常温下的不溶性硫磺,通常采用“淬火”(即急冷)操作,将高温硫熔体或蒸气所存在的化学平衡“冻结”,即把不溶性硫与可溶性硫在高温下的质量比固定在常温下,这就是制备不溶性硫磺的工艺原理。但是,未经有效化学稳定处理的不溶性硫磺产品仍然是不稳定的,甚至可在数天内还原为可溶性的低分子斜方硫[1]。
2 发展概况及应用前景
2.1 不溶性硫磺的发展概况
在国外,Dums在1927年将硫的熔体喷入水中得到一种塑性硫,即聚合硫的一种。直到20世纪30年代,美国Stauffer公司首先取得了制备低品位不溶性硫磺(IS质量分数在50%~60%)的专利,40年代实现了工业化生产。50年代以后,美国、英国、法国、前苏联、日本以及东欧的波兰、罗马尼亚、捷克等国家相继对不溶性硫磺进行了研究开发。但由于生产过程中存在着易燃、易爆、静电、腐蚀、毒性等危险,直到20世纪70年代后期才由美国Stauffer公司取得极大成功,其产品Crystex的IS质量分数达到90%,并逐步生产充油型的不溶性硫磺系列产品。目前,该产品由Flexsys化学公司(荷兰AKZO公司与美国Monsanto化学公司联合体的子公司)生产和经营,几乎垄断全球的不溶性硫磺市场。
在我国,原化工部北京橡胶工业研究设计院于1974年开始不溶性硫磺制备技术的研究,先后用干法(二硫化碳淬火)、湿法(水介质淬火)、熔融法、气化法制出含量为55%的不溶性硫磺产品,并于1977年在上海南汇瓦屑化工厂中试成功,为我国发展钢丝子午线轮胎起了很大作用。“七五”期间,为了适应国家引进钢丝子午线轮胎配套需要,上海京海化工有限公司与北京橡胶工业研究设计院合作,瞄准了Crystex产品水平,开发出“三钱牌”不溶性硫磺系列产品,开发了新的稳定体系,并形成6000t/a的生产能力。同时,该公司还与南化集团研究院合作,制订了不溶性硫磺的专业标准,淘汰了含量为58%的低品位产品,中、高品位产品发展到16个,IS-60含量不低于63%、IS-90含量不低于95%,一些产品还出口德国、巴西和美国等。
据不完全统计,全国20多个省市的30多个研究院所、高等院校和化工厂在开发研究不溶性硫磺,建有几十套不同的生产装置,部分企业产品质量基本达到了国外先进水平,但仍普遍存在规模较小、部分单元设备落后、生产成本高等问题,不具备竞争优势。根据中国橡胶工业协会橡胶助剂专业委员会统计数据,2003年国内不溶性硫磺生产能力近2万t/a,产量为1.12万t,出口量约为4000t。但由于国内不溶性硫磺产品的热稳定性大多还达不到国外水平,能满足全钢子午线轮胎生产需求的高热稳定性不溶性硫磺(IS-HS)大部分仍需进口,2003年进口量约8000t。
鉴于国内高热稳定性不溶性硫磺的巨大缺口和广阔的市场前景,2004年无锡钱桥化工厂在无锡开发区建成5000t/a生产装置,据称高热稳定性不溶性硫磺的热稳定性指标可接近Flexsys公司水平。河南省焦作市慧科化工有限责任公司1万t/a高热稳定性不溶性硫磺项目也于2004年12月开工,一期工程为3000t/a,计划2005年8月建成投产。
2.2 不溶性硫磺的应用前景
不溶性硫磺是一种性能优异的橡胶硫化剂,具有使橡胶制品或半成品表面不喷霜、增加粘着性的作用,有利于改善操作环境。同时,它也是一种良好的橡胶硫化促进剂,可使硫化速度加快,硫化均匀。目前,不溶性硫磺已广泛应用于轮胎的胎体胶料、缓冲胶料、白胎侧胶与骨架材料的粘合胶料中,可以提高橡胶与镀铜钢丝的粘合性能。另外,不溶性硫磺也适用于电缆、胶辊、油封、胶鞋等橡胶制品的胶料中,可防止产生早期硫化,使胶料保持较好的粘性及其它一些优点。尽管不溶性硫磺价格是普通斜方硫的5~15倍,但在钢丝子午线轮胎及其它橡胶复合制品中仍是首选硫化剂。目前国外轮胎工业中不溶性硫磺的用量已占总硫磺用量的40%,且还在增加。
随着高速公路的发展,汽车的速度不断提高,对轮胎提出更高的要求,普通斜交胎已经无法满足要求。由于子午线轮胎的耐磨性比普通轮胎提高30%~50%,使用寿命为普通轮胎的1.5倍,节油6%~8%,且在高速下行驶具有安全、舒适、经济等优点,已成为轮胎工业发展的必然趋势。一些发达国家的轮胎子午线率已达90%以上[2]。近几年来,由于市场热销和技术日趋成熟,形成了一股生产全钢子午胎的投资热潮,特别是国家对子午胎生产实施免收消费税的扶持政策也促进了全钢胎的高速发展。中国橡胶工业协会统计数据表明,全国子午线轮胎产量1998年为1986万条,2003年达到7500万条,平均增长速度为30.5%;同时,轮胎子午化率也由1998年的22%提高到2003年的47%。预计2004年全国子午线轮胎产量将超过1亿条,对不溶性硫磺年需求量将达到约3万t。
山东省作为化工大省,橡胶工业在全国的地位一直举足轻重。近年来,随着科技投入的不断增加和生产规模的扩大,借助原料基地和加工应用优势,山东省橡胶工业呈蓬勃发展态势。其中,轮胎生产是山东省橡胶加工业的支柱产品,产量多年来一直居于全国首位,有“三角”、“成山”、“玲珑”、“华青”、“黄海”等多个知名品牌。在2004年全钢子午胎十大“中国名牌”中,山东省企业占了一半;在2004年度全球轮胎75强排行榜中,山东省企业占有6席,足见山东省轮胎工业在国内、国际的重要地位。预计2004年山东省子午线轮胎产量约2000万条,不溶性硫磺的年需求量约为6000t。同时,自2003年以来,很多民营企业也纷纷抢滩子午胎市场,省内新建扩建全钢子午胎生产线十几条,工程设计能力均在120万条以上,预计未来两年内全钢子午胎产量将保持超高速的增长态势,必将大大带动不溶性硫磺的需求。
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