氯化聚乙烯常见的各种硫化体系

OlenJarman

摘 要：简要介绍氯化聚乙烯性能特点、主要技术指标、常用硫化体系、应用范围及应用领域，在实际应用中常出现的问题，解决办法以及硫化体系选用的依据，从而象国外那样在橡胶制品上得以广泛应用。
关键词：耐候性；噻二唑硫化体系；异氰尿酸酯；压缩永久变形
1、引言
氯化聚乙烯是将高密度聚乙烯氯化而制成的。氯化聚乙烯按其原料聚乙烯的结构、分子量、含氯量和结合氯的分布状态以及结晶程度不同可制得不同物性的品种。
应用主要领域：1、PVC改性、ABS改性，改善耐冲击性能；2、聚烯烃阻燃剂；3、做为非硫化橡胶及硫化橡胶使用；4、做为一些共聚体的单元组分。本文主要介绍其常见的硫化体系及选用原则。
2、氯化聚乙烯的制造方法
氯化聚乙烯合成机理是氯气借助引发剂而生成游离态的氯原子，氯原子攻击聚乙烯大分子链的C-H键，使之生成大分子游离基，在氯气不断补充的情况下，游离基反应链以连锁反应不停地传递转移，使氯化反应连续进行。
目前氯化聚乙烯生产通常使用方法有水相法（杭州科利为代表企业）、酸相法（潍坊亚星为代表企业）两种。
3、氯化聚乙烯常用的硫化体系
①、有机过氧化物硫化体系
代表应用领域：电线、电缆
氯化聚乙烯耐候性好，阻燃性好，绝缘性好，所以和乙丙胶一起被广泛用于电线电缆行业中。
基本配方：氯化聚乙烯CM3680 100，半补强炭黑 40，滑石粉 60，邻苯二甲酸二辛酯 30，过氧化物DCP 4，异氰尿酸酯 2
优点：电线、电缆行业最常用的硫化剂就是有机过氧化物硫化体系，橡胶硫化速度快，硫化程度深，拉伸强度高，非常适合连续硫化，生产效率非常之高。
缺点：DCP（过氧化二异丙苯）硫化后分解产物不易挥发，胶料带有强烈的气味。
目前可用BIPB（双叔丁基过氧异丙基苯），别名无味DCP替代。
②、硫磺—超速促进剂硫化体系
由于氯化聚乙烯不含双键，常规硫磺促进剂硫化体系不易使之交联，适当加入氧化锌使氯化聚乙烯产生双键，提供反应部位后就能使用硫磺超速促进剂硫化。
这一反应在形成一定双键后必须用不含锌的稳定剂加以稳定。 ，
基本配方：氯化聚乙烯CM352F 100，快压出炭黑 50，邻苯二甲酸二辛酯 20，硫磺 1，促进剂CED 1.5，促进剂DM 1.8，氧化镁 5，氧化镉 3，硬脂酸 1，氢氧化钙20
由于该硫化体系不易控制，故在实际产品中很少应用于生产。
③、硫脲硫化体系
氯化聚乙烯可以采用硫脲类硫化剂
基本配方：氯化聚乙烯CM352F 100，半补强炭黑40，邻苯二甲酸二辛酯 25，氧化镁 8，促进剂NA-22 2.5，硫磺 0.5
缺点：硫化速度慢，100℃以上的热老化会使其性能受到较大的影响，至今也没找到理想的防老剂，硫化胶的耐油性也不及有机过氧化物硫化体系和噻二唑硫化体系，硫化橡胶粘合性差，再者硫化橡胶有一种难闻的气味，使其应用受到一些限制。
④、噻二唑衍生物硫化体系
这是目前除电线电缆之外市场最流行的硫化体系，它是以噻二唑衍生物（如ECHO？S）与正丁醛苯胺缩合物（如VANAX808）组成的硫化体系，硫化速率接近于有机过氧化物，硫化胶粘合性好，撕裂强度也比有机过氧化物硫化体系硫化胶好得多，压缩永久变形接近于有机过氧化物硫化体系硫化胶
基本配方：氯化聚乙烯CM302 100，氧化镁 5，快压出炭黑 50，高岭土E2 40，邻苯二甲酸二辛酯 28，ECHO S808 3M-70 5
优点：硫化程度深，硫化速度快，拉伸强度高，耐热好，粘合性好
缺点：硫化剂成本高，焦烧时间短，生产安全性差
（1）代表应用领域：液压胶管
耐候性好，耐油好，耐低温好、阻燃好，着色性好、耐热好被用于液压胶管外胶，替代氯丁胶降低成本，改善加工工艺性，替代NBR+PVC提高耐候性
基本配方：氯化聚乙烯CH100 100，氧化镁 5，氢氧化铝 10，半补强炭黑 80，邻苯二甲酸二辛酯 45，防护蜡 1，硫化剂ECHO S808 3M-70 5
（2）代表应用领域：汽车胶管
耐候性好，耐油好，耐低温好、耐热好被用于汽车胶管内外胶，替代乙丙胶降低成本，改善粘合性能，尤其适合用于动力转向管等具有脉冲压力的产品上
基本配方：氯化聚乙烯CH450 100，氧化镁10 快压出炭黑40，高岭土E2 30，增塑剂TP-95 30，硫化剂ECHOS808 3M-80 5
4、 氯化聚乙烯和其它橡胶并用硫化体系
①、氯化聚乙烯与丁苯胶并用
丁苯橡胶耐磨耗性能和抗初期老化性能优于天然，橡胶
基本配方：氯化聚乙烯CM352F 60，丁苯1500 40，硬脂酸 1，邻苯二甲酸二辛酯 25，高岭土E2 60，快压出炭黑 30氧化锌 1，促进剂TT 1，促进剂NA-22 1.8，S 0.5，氧化镁 8
②、氯化聚乙烯与丁腈胶并用
丁腈胶以优异的耐油性能著称，同时也具有良好的物理机械性能和加工工艺性能，主要缺点是耐臭氧及热老化性能较为逊色，纯胶胶料强度低。
基本配方：氯化聚乙烯CM352LF 60，丁腈6280 40，氧化镁 8，邻苯二甲酸二辛酯 30，快压出炭黑 50， 过氧化物DCP 2.5，异氰尿酸酯TAIC 2，
③、氯化聚乙烯与乙丙胶并用
乙丙胶并用氯化聚乙烯后，改善了压出、粘合等加工性能，同时也得到良好的耐油性能和阻燃性能。
基本配方：氯化聚乙烯CM352LF 60，乙丙4045 40，氯化石蜡 30，滑石粉 80， 过氧化物DCP 5，异氰尿酸酯TAIC 2.5
5、结论
综上所述，使用氯化聚乙烯到底用哪种硫化剂硫化取决于以下几点：
①、根据自己产品来确认配方硫化体系
（1）、电线、电缆：建议过氧化物硫化体系
（2）、拖鞋：建议过氧化物硫化体系
（3）、发泡制品：建议过氧化物硫化体系或噻二唑硫化体系
（4）、防水卷材：建议过氧化物硫化体系
（5）、模压制品：建议胺盐硫化体系或噻二唑硫化体系
（6）、液壓胶管、汽车胶管：建议噻二唑硫化体系
②、根据设备和工艺情况选用硫化体系
（1）、冷喂料挤出设备（流道在炮弹外部），销钉式的，硫化体系要弱些
（2）、冷喂料挤出设备（流道在炮弹外部），非销钉式的，硫化体系可强些
（3）、冷喂料挤出机（流道在机头内部），销钉式的，硫化体系可强些
（4）、冷喂料挤出机（流道在机头内部），非销钉式的，硫化体系可更强些
（5）、产品硫化时间短的，硫化体系可强些
（6）、产品硫化时间长的，硫化体系可弱些
[参考文献]
[1]谢遂志、王梦蛟 橡胶工业手册1、2，北京，化学工业出版社，1989.
[2]G霍尔登等（傅志峰等译）热塑性弹性体[M]北京，化学工业出版社，2003：48-67
[3]刘岚、贾德民 合成橡胶工业，2004
作者简介：
李玉平：男，1974.1.4
2001-2005 埃迪亚（沈阳）橡胶制品有限公司 技术质量部部长（技术、质量）
2005-2008埃迪亚（沈阳）橡胶制品有限公司 总经理助理（技术、质量、生产）
2008-2011埃迪亚（沈阳）橡胶制品有限公司 副总经理（技术、质量、生产）
2011-2016沈阳第四橡胶股份有限公司 总经理
2017-今 杭州科利化工股份有限公司 副总经理