加氫石油樹脂的選型與配方優(yōu)化要點
加氫石油樹脂的改進效果與其結(jié)構(gòu)特性(如原料餾分、加氫程度、分子量)密切相關(guān),需根據(jù)橡膠履帶的基材類型、使用溫度范圍進行精準(zhǔn)選型,并優(yōu)化配方參數(shù),才能最大化低溫曲撓性改進效果。
一、基于橡膠基材的樹脂選型
不同橡膠基材的分子結(jié)構(gòu)與相容性要求不同,需匹配對應(yīng)的加氫石油樹脂類型:
丁苯橡膠(SBR)、順丁橡膠(BR):這類非極性橡膠適合選擇加氫C5石油樹脂(以C5餾分如異戊二烯、間戊二烯為原料),其溶解度參數(shù)(8.5-9.0 (cal/cm³)¹/²)與非極性橡膠更接近,相容性優(yōu)異,可有效降低Tg;
丁腈橡膠(NBR):含極性丙烯腈基團的橡膠,需選擇加氫C9石油樹脂(以C9餾分如苯乙烯、乙烯基甲苯為原料)或C5/C9共聚加氫樹脂,這類樹脂因含少量極性基團(如苯環(huán)加氫后的環(huán)己烷結(jié)構(gòu)),與NBR的極性基團有弱相互作用,相容性更佳,同時能兼顧低溫曲撓性與耐油性;
三元乙丙橡膠(EPDM):耐候性優(yōu)異但低溫性能較差,需選擇高加氫度C5石油樹脂(加氫度>99%),其極低的Tg(-60℃以下)可使EPDM在-40℃仍保持高彈態(tài),同時避免樹脂中的不飽和鍵影響 EPDM 的耐老化性。
二、關(guān)鍵性能參數(shù)的優(yōu)化
分子量與分子量分布:數(shù)均分子量建議控制在1500-3000—— 分子量過低(<1000)易在高溫硫化時揮發(fā),失去改性效果;分子量過高(>5000)則樹脂黏度大,難以均勻分散,反而增加橡膠的硬度。同時,分子量分布宜窄(分散度<2.0),確保樹脂在橡膠中分散均勻,避免局部濃度過高導(dǎo)致性能波動;
加氫程度:加氫度需>98%—— 未加氫或低加氫樹脂(加氫度<90%)含大量雙鍵,易在低溫老化過程中發(fā)生氧化交聯(lián),導(dǎo)致橡膠變硬、脆化,反而惡化低溫曲撓性;高加氫樹脂的飽和結(jié)構(gòu)可提升耐低溫老化性,確保履帶在長期低溫使用中性能穩(wěn)定;
添加量:通常為5-15份(以100份橡膠為基準(zhǔn))—— 添加量過低(<5 份),增塑與界面改性效果不足,Tg降低有限;添加量過高(>15 份),會導(dǎo)致橡膠硬度、強度過度下降,影響履帶的承載能力與耐磨性。需根據(jù)使用溫度調(diào)整:寒冷地區(qū)(-30℃以下)可適當(dāng)提高至12-15份,溫和寒冷地區(qū)(-10℃至-20℃)可控制在5-8份。
三、與其他助劑的協(xié)同優(yōu)化
加氫石油樹脂需與其他助劑協(xié)同作用,才能兼顧低溫曲撓性與履帶的綜合性能(如強度、耐磨性、耐老化性):
與增塑劑協(xié)同:可少量搭配低黏度環(huán)烷油(添加量3-5份),環(huán)烷油可進一步降低橡膠黏度,與加氫石油樹脂形成“增塑-補強”協(xié)同,避免單一樹脂導(dǎo)致的強度下降;
與防老劑協(xié)同:添加胺類防老劑(如4020)或酚類防老劑(如 1010),可抑制加氫樹脂與橡膠在低溫老化過程中的氧化反應(yīng),延長履帶使用壽命;
與硫化體系協(xié)同:采用 “低硫高促進劑” 硫化體系(如硫磺1.5份+次磺酰胺類促進劑2份),可減少硫化時間,避免高溫長時間硫化導(dǎo)致加氫樹脂分解,確保樹脂的改性效果。
本文來源:河南向榮石油化工有限公司 http://xawydig.cn/