影響橡膠防護蠟防護性能的因素

橡膠防護蠟顧名思義，就是一種為保護橡膠制品不受光、氧、臭氧侵蝕老化而特殊配制加工的特種蠟。它主要的防護原理是在膠料配制時加入一定份量的橡膠防護蠟使其相溶在膠料中，并達到一定的飽和度。橡膠防護蠟的防護性能受許多因素的影響 ,其中主要的影響因素有橡膠防護蠟的碳原子數(shù)分布 、使用溫度 、交聯(lián)度 、配合劑 、膠料種類 、載荷 、填料和軟化劑等 。其中碳原子數(shù)分布和正異構(gòu)烴比例是關(guān)鍵因素,對橡膠防護蠟的防護性能有決定性影響 。

1 　橡膠防護蠟的碳原子數(shù)分布

碳原子數(shù)低的烷烴相對分子質(zhì)量小 、熔點低 、支化度低 ,易從橡膠中遷移到橡膠表面 ,但溫度升高后此低碳原子數(shù)烷烴會溶解于橡膠中 , 因此高溫時過飽和度下降導致遷移速度減慢 ,甚至遷移速度為零 。

碳原子數(shù)高的烷烴分子量大 、熔點高 、支化度高 ,因此其遷移阻力較大 ,遷移速度較慢 。當碳原子數(shù)更高時 ,則遷移速度更慢 ,產(chǎn)生的蠟膜很薄 ,不能形成保護層 ,對橡膠幾乎無保護作用 。

2 　使用溫度

橡膠的使用溫度在 - 5～ 55 ℃時 ,臭氧對橡膠具有老化作用 ;當使用溫度低于 - 5 ℃時 ,由于活化分子稀 少 ,因此二者不能發(fā)生化學反應 ,即橡膠不會因臭氧的作用而產(chǎn)生老化現(xiàn)象 ;使用溫度在 55 ℃以上時 ,臭氧會發(fā)生分解生成無害的氧氣, 因而橡膠也不會因臭氧產(chǎn)生老化現(xiàn)象 。在低溫時 ,橡膠防護蠟的每一種組分的遷移率均降低 ,噴出的蠟膜是低碳原子數(shù)的烷烴 ,此晶狀蠟膜多孔且松散 。由于遷移速度慢 ,蠟膜形成速度慢而薄 ,臭氧在蠟膜形成之前就開始侵蝕橡膠的表面 ,因此橡膠防護蠟低溫抗臭氧防護較為困難 。在較高溫度時 ,由于低碳原子的烴類溶解于橡膠中 ,形成蠟膜的速度較慢且薄 ,因而也較難形成適當?shù)姆雷o膜 。特定溫度與遷移速度大的烷烴碳原子數(shù)關(guān)系如下:因此應該控制適宜的橡膠防護蠟碳原子數(shù)的組成, 否則在 0 ～ 55℃范圍內(nèi)的任何溫度點下 , 不能保證防護蠟起到應有的防護作用。

3 　膠料

膠料不同對防護蠟的防護效果適應性也不同 ,如在 NR/ SBR/BR 體系中 ,臭氧試驗表明微晶蠟防護效果明顯優(yōu)于普通石蠟 。在 NR/ CI2IR 體系中 ,實驗室臭氧老化箱中的試驗表明 ,微晶蠟的作用效果與普通石蠟相近。

膠料不同 ,曝曬結(jié)果有時會是相反的 。如NR/ CIIR 體系的試驗結(jié)果表明 ,普通石蠟優(yōu)于微晶蠟 ,而 NR/ SBR/BR 體系的試驗結(jié)果表明 ,微晶蠟明顯優(yōu)于普通石蠟 。

4 　填充劑

加入填充劑后, 有的填充劑會促進防護蠟遷移 ,如槽法炭黑 、白炭黑 、燈煙炭黑等 ;有的填充劑會抑 制 、減慢防護蠟的遷移 。若加入碳酸鈣填料 ,會使噴出速度降至完全無填料的膠料之下 。填料的活性愈高 ,蠟噴出愈多。

5 　軟化劑

有的軟化劑 (如芳香油 ) 會延緩石蠟的遷移噴出 ,而有的軟化劑 (如正構(gòu)烷烴 ) 會加快石蠟的遷移噴出 。遷移噴出與溫度有關(guān) :升高溫度(如 40 ℃) ,由于防護蠟較多地溶解于正構(gòu)烷烴油 ,因此噴霜量減小 ;降低溫度 ,正構(gòu)烷烴油會增強防護蠟的遷移性 。

6 　防護蠟添加量

少量防護蠟添加到橡膠中 ,經(jīng)過混煉二者完全互容 ,防護蠟無噴霜現(xiàn)象 。若繼續(xù)增 大防護蠟用量 ,由于防護蠟在橡膠中的溶解度較低 ,添加 1 份防護蠟即達到過飽和狀態(tài) ,此時防護蠟會從橡膠中遷移噴霜 ,隨著防護蠟的添加量繼續(xù)增 大 ,過飽和度繼續(xù)增 大 ,此時防護蠟的遷移速度加大 。一般地說 ,防護蠟添加量越大,遷移速度越快 ,蠟膜形成速度也越快且蠟膜越厚 。然而 ,添加量達到飽和狀態(tài)以后 ,由于防護蠟與橡膠互容性差 ,防護蠟會在橡膠制品內(nèi)產(chǎn)生局部應力 ,降低橡膠的動態(tài)屈撓性能 。