展位号:1A459
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杨宏伟,曾昭华,连千荣
(宁波艾克姆新材料股份有限公司,浙江 宁波 315031)
众所周知,随着人们环保意识的增强,人们对工业品的环保要求越来越高,尤其汽车工业对于汽车内饰材料的气味、VOC及有毒有害物质的限量要求也越来越严格,橡胶制品作为汽车重要组分之一,对汽车内饰的空气质量有着很大的影响。众多研究表明,橡胶的硫化体系对气味的影响最大,而硫化体系中低气味环保促进剂的选择尤为重要。因此低气味环保促进剂在EPDM配方中应用研究对汽车工业的发展具有非常重要的现实意义。
目前既有的促进剂品种中,噻唑类和二硫代氨基甲酸盐类促进剂是EPDM橡胶产品使用量最大的促进剂种类,噻唑类促进剂目前是唯一全系环保的促进剂品种,且其本身加入到EPDM中有较好的气味特性,故二硫代氨基甲酸盐类促进剂的选择对EPDM的环保及气味特性起非常关键的作用。二硫代氨基甲酸盐类促进剂全系都存在亚硝胺问题,常用的二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZDBC、ZDEC、ZDMC均存在不环保问题,且ZDEC和ZDMC存在喷霜问题。只有二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZBEC和ZDOT,具有空间位阻较大的取代基,不会产生致癌的亚硝胺,但是加入ZBEC的EPDM气味较大,有明显的苦味,且易喷霜。新型环保二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZDOT具有环保、硫化速度快、低气味、不易喷霜及污染性低等优点,将逐步取代现常用的ZDBC、ZDEC、ZDMC、ZBEC,成为未来的主流环保促进剂。
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收稿日期:2022-03-11
作者简介:杨宏伟(1990-)甘肃天水人,本科,工程师,主要从事橡胶工程方面研究
ZDOT-80是一种新型的仲氨基硫代氨基甲酸盐类硫化促进剂,在使用过程中不会产生致癌亚硝胺,硫化活性温度较低,操作较为安全,是噻唑类促进剂的优良活化剂。ZDOT-80不会产生致癌的亚硝胺,一方面是双(2-甲基丙基)的支化结构提供的空间位阻,可防止硫化时释放的少量胺与亚硝化剂(氮氧化物NOx,主要成分NO2和NO)反应,另一方面是生成的双(2-甲基丙基)胺与普通相对分子质量低的胺相比,具有较高的相对分子质量和较低的挥发性,可降低被亚硝化的胺挥发到大气中的量,因此橡胶加工过程中不会产生致癌的亚硝胺。下图为二硫代氨基甲酸盐促进剂的结构示意图。
示意图1 二硫代氨基甲酸盐促进剂
2 实验部分
2.1 主要原材料
三元乙丙胶EPDM (K8570C),阿朗新科高性能弹性体(常州)有限公司;炭黑SP5000,卡博特化工(天津)有限公司;促进剂ZDOT-80、ZDBC-80、ZDEC-80、ZDMC-80、ZBEC-80、MBT-80、TBzTD-80及硫化剂S-80,宁波艾克姆新材料股份有限公司;硬脂酸、活性ZnO、聚乙二醇、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;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;鼓风干燥箱DHG-9075A,上海慧泰仪器制造有限公司;气味采集瓶PV 3900 1L,宁波环测实验器材有限公司。
2.3 试样制备
2.3.1EPDM胶料配方
EPDM胶料的配方如表1所示。
其余组分:EPDM K8570C 100,炭黑SP5000 135,轻质CaCO3 85,活性ZnO 6, 硬脂酸 2,聚乙二醇 2,石蜡油 75,硫化剂S-80 1.5。
硫化性能测试:采用发泡硫化仪按GB/T 9869-2014测试。测试条件:配方1~5:180℃×15min×10MPa,配方6~10:180℃×6min×10MPa。拉伸性能测试:配方6~10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:配方6~10采用热空气老化试验箱按照GB/T 13939-2014标准测试,测试温度为100℃,测试时间为72h。气味特性试验:配方1~10采用鼓风干燥箱和气味采集瓶按照大众汽车气味试验标准PV3900-B3测试,测试温度为80℃,测试时间为2h。
从表2可以看出,加入等量单一的二硫代氨基甲酸盐类促进剂时,ZDMC-80胶料的焦烧时间Tc10和工艺正硫化时间Tc90最短,ZDEC-80胶料的次之,ZDBC-80、ZBEC-80、ZDOT-80三者的差异不大且ZDOT-80的最长,同样ZDMC-80的交联程度MH-ML最大,ZDEC-80的次之,ZDBC-80、ZBEC-80、ZDOT-80三者的最小,差异不大。
综上,促进剂ZDOT-80是二硫代氨基甲酸盐类促进剂的理想环保替代品,是未来的主流环保促进剂。
Application of Environmental Friendly Accelerator ZDOT-80 in EPDM
YANG Hong-wei,ZENG Zhao-hua,LIAN Qian-rong
(Ningbo Aikem New Materials Co.,Ltd.,Ningbo 315031,China)
Abstract: The application of the new accelerator ZDOT-80 [bis(2-metyhylpropyl) dithiocarbamate)] and accelerators ZDBC-80, ZDEC-80, ZDMC-80, ZBEC-80 in EPDM formulation was studied. The results showed that the new environmental friendly accelerator ZDOT-80 did not produce carcinogenic nitrosamines and nitrosamines during high temperature curing,and the odor was the lowest compared with the commonly used similar accelerators. The mechanical properties of the compounds with ZDOT-80 were basically the same,and the heat aging resistance was excellent. The accelerator ZDOT-80 was ideal environmental friendly substitute for other dithiocarbamate accelerators.
Key words: EPDM; environmental friendly aceelerator ZDOT-80; dithiocarbamate; odour
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