展商推介 | 宁波艾克姆新材料股份有限公司

展位号：1A459

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杨宏伟，易玉琼，张野，王岚，连千荣

摘要：本文对比研究了环保型促进剂ZBEC-70(二苄基二硫代氨基甲酸锌)替代ZDBC-80、ZDEC-80、ZDMC-80、TDEC-75等二硫代氨基甲酸盐类普通促进剂在EPDM橡胶汽车密封条胶料中的应用。结果表明：与普通促进剂ZDBC-80、ZDEC-80、ZDMC-80、TDEC-75对应的胶料相比，ZBEC-70所对应的胶料具有较大的交联密度，物理性能基本相当，耐热老化性能优异，压缩永久变形较小，在高温硫化时不产生致癌性的亚硝胺和亚硝胺物质。促进剂ZBEC-70是二硫代氨基甲酸盐类普通促进剂ZDBC-80、ZDEC-80、ZDMC-80、TDEC-75等的理想环保替代品。

1 前言

2 实验部分

2.1 主要原材料 

三元乙丙胶：EPDM (3090EM)，上海中石化三井弹性体有限公司

炭黑：N550，卡博特化工（天津）有限公司

促进剂ZBEC-70、ZDBC-80、ZDEC-80、ZDMC-80、TDEC-75、MBT-80、TBzTD-80及硫化剂CLD-80、S-80、ZnO-80均由宁波艾克姆新材料有限公司提供

硬脂酸、聚乙二醇、分散剂、轻质碳酸钙、石蜡油、均为市售工业级产品。

2.2 主要仪器及设备

密炼机：ML-1.5，佰弘机械（上海）有限公司

开炼机：KL-6，佰弘机械（上海）有限公司

平板硫化机：XLB-D 400×400，中国浙江湖州东方机械有限公司

发泡流变仪：UR-2030，台湾优肯科技股份有限公司

邵氏A硬度计：LX-A橡塑邵尔硬度计，江苏明珠实验机械有限公司

拉力试验机：AI-7000M，高铁检测仪器（东莞）有限公司

热空气老化试验箱：GT-7017-EM，高铁检测仪器（东莞）有限公司

压缩永久变形装置：LD66,北京中科路达试验仪器有限公司

电热恒温振荡水槽：DKZ-2B,上海精宏实验设备有限公司，太仓精宏仪器设备有限公司

2.3 试样制备 

2.3.1 汽车密封条胶料配方

相同部分：EPDM 3090EM  110，炭黑N550 129,轻质CaCO3  55，活性ZnO 5, 硬脂酸 2，聚乙二醇 2，石蜡油 89，分散剂 2，促进剂MBT-80  1.5,促进剂TBzTD-80  1,促进剂CLD-80  1,硫化剂S-80  1.2

2.3.2混炼胶的制备

按2.3.1的配方将除硫化剂S-80和促进剂的原材料加入到密炼机上进行混炼，混炼15 min，130℃得母胶。然后冷却后在开炼机上开炼，先将母胶薄通3次，然后母胶包辊，待胶层平滑后分别加入硫化剂S-80和促进剂MBT-80、TBzTD-80、CLD-80、表1促进剂原材料（配方1—10），打三角包薄通5次，开炼均匀，开炼5 min，下片，得混炼胶，室温停放待用。

2.3.3 硫化胶的制备

将上述10种混炼胶在平板硫化机上进行硫化，拉伸试片：硫化温度为165 oC，硫化时间为12 min。压缩球：硫化温度为165 oC，硫化时间为17 min。

2.4 性能测试

硫化性能测试：采用发泡硫化仪按GB/T 9869-1997进行测试，测试压力为10MPa，测试温度为180 oC，测试时间为5 min。

拉伸性能测试：采用拉力试验机按GB/T 528-2009测试试样的机械性能参数。

热氧老化试验：采用热空气老化试验箱按照GB/T 13939-2014标准进行测试，测试温度为70℃，测试时间为70h。

压缩永久变形测试：采用压缩永久变形装置按GB/T 7759.1-2015标准测试。

加速喷霜试验：

①将不同配方胶料165℃*12min硫化成试片裁片后放在电热恒温振荡水槽中，试片不与水接触，在70℃*70h条件下进行加速喷霜试验，试验后观察有无发白现象

②将不同配方胶料165℃*12min硫化成试片裁片后放在烘箱内，在70℃*70h条件下进行加速喷霜试验

3 结果与讨论

3.1 硫化特性

采用2.3.1的试验配方制备胶料配方1—10，考察不同促进剂ZBEC-70、ZDBC-80、ZDEC-80、ZDMC-80、TDEC-75对混炼胶硫化性能的影响，其硫化性能参数如表2所示。其中，Ts1、Tc90分别为焦烧时间和工艺正硫化时间，是用来表征橡胶硫化速度的参数。ML是最小转矩，反映的是橡胶在硫化诱导期的流动性，ML越小，流动性越好；MH是最大转矩，反

从表2可以看出，配方1、配方3、配方4、配方5、配方8#的Tc90基本相当，故以工艺正硫化时间Tc90为标准，可得出1.5phr的ZBEC-70可替代1.5phr的ZDBC-80、0.8phr的ZDEC-80、0.5phr的ZDMC-80和0.3phr的TDEC-75，且1.5phr的ZBEC-70的MH-ML最大，故其替代时具有最好的交联密度。

3.2 物理性能

采用2.3.1的试验配方，对比研究了5种硫化胶的物理机械性能，其结果如表3所示。

从表3可以看出，1.5phr ZBEC-70的配方胶料与其他配方胶料相比，其硬度、拉伸强度、拉断伸长率基本相当，这是因为在高温条件下其都能释放出来一部分硫黄，形成较多的单双硫键，而相同硫化速度的条件下，促进剂ZBEC-70由于分子结构大，熔点高难分解，析出的硫黄少，但其用量和交联密度更高一点，故其胶料的硬度、拉伸强度、拉断伸长率基本相当。70℃*24h的压缩永久变形差异不大，但相比来说，1.5phr 的ZBEC-70稍小。

经过70℃*70h的热空气老化后，1.5phr ZBEC-70的硬度变化、拉伸强度变化率及拉断伸长率变化率均最小，这充分说明1.5phr ZBEC-70促进剂硫化胶的耐热空气老化性能优于其他配方的硫化胶。

3.3 加速喷霜试验

采用2.3.1的试验配方1—10，在70℃*70h条件下进行两种方法加速喷霜试验后，经观察含有1phr环保促进剂 ZBEC-70配方无喷霜，1.5phr、2phr、2.5phr时均有喷霜发生，随着其份数的增加喷霜加重,其余配方均无喷霜发生，故建议使用环保促进剂ZBEC-70时，最大用量不超过1phr。

4 结论

环保型促进剂ZBEC-70替代ZDBC-80、ZDEC-80、ZDMC-80、TDEC-75等二硫代氨基甲酸盐类普通促进剂在EPDM橡胶汽车密封条胶料中的应用可以得出以下结论。

（1）1.5phr的ZBEC-70替代1.5phr的ZDBC-80、0.8phr的ZDEC-80、0.5phr的ZDMC-80和0.3phr的TDEC-75，可以达到同样硫化时间要求，与其他二硫代氨基甲酸盐类普通促进剂相比，ZBEC-70的交联密度高，加工安全性好。

（2） ZBEC-70的配方胶料与二硫代氨基甲酸盐类普通促进剂配方胶料相比，其硬度、拉伸强度、拉断伸长率、压缩永久变形基本相当。

（3）ZBEC-70促进剂硫化胶的耐热空气老化性能优于其他配方二硫代氨基甲酸盐类普通促进剂的硫化胶。

（4）因环保促进剂ZBEC-70使用份数用量较大时会产生喷霜， 故建议使用环保促进剂ZBEC-70时，最大用量不超过1phr，硫化速度可通过配合其他促进剂进行调整。

综上，促进剂ZBEC-70是二硫代氨基甲酸盐类普通促进剂的理想环保替代品。

参考文献

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[2] 唐斌，李晓强，王进文. 乙丙橡胶应用技术[M]. 北京：化学工业出版社. 2005：90-129.

[3] 张瑞造, 陈巧娜, 石楠. 绿色环保汽车密封条胶料配方设计[J]. 中国橡胶, 2015(6): 40-44.

[4] 燕来荣. 车用密封条的产品与技术详解[J]. 现代橡胶技术, 2012 (38): 13-19.