氯化聚乙烯(CPE)为饱和
高分子材料,外观为白色粉末,无毒无味,具有优良的
耐侯性、耐臭氧、耐
化学药品及耐老化性能,具有良好的
耐油性、
阻燃性及着色性能。韧性良好(在-30℃仍有
柔韧性),与其它高分子材料具有良好的
相容性,
分解温度较高,分解产生HCl,HCl能催化CPE的脱氯反应。
氯化聚乙烯是由
高密度聚乙烯(HDPE)经氯化取代反应制得的高分子材料。根据结构和用途不同,氯化聚乙烯可分为树脂型氯化聚乙烯(CPE)和弹性体型氯化聚乙烯(CM)两大类。
热塑性树脂除了可以单独使用以外,还可以与
聚氯乙烯(PVC)、
聚乙烯(PE)、
聚丙烯(PP)、
聚苯乙烯(PS)、
ABS等树脂甚至
聚氨酯(PU)
共混使用。在
橡胶工业中,CPE可作为高性能、高质量的
特种橡胶,也可以与
乙丙橡胶(EPR)、
丁基橡胶(IIR)、
丁腈橡胶(NBR)、
氯磺化聚乙烯(CSM)等其它橡胶共混使用。
20世纪60年代,德国Hoechst公司首先研制成功并实现工业化生产。我国从20世纪70年代末开始研制氯化聚乙烯。最早是由
安徽省化工研究院研制成功“
水相悬浮法合成CPE技术”,并先后在安徽省
芜湖市、江苏省
太仓市、山东省
潍坊市建成了500~1000t/a 不同规模的生产装置。
2、CPE耐油性能一般,其中耐
ASTM 1号油、ASTM 2号油性能极佳,与NBR相当;耐ASTM 3号油性能优良,优于
CR,与CSM相当。
3、CPE中含有
氯元素,具有极佳的阻燃性能,且有燃烧防滴下特性。其与锑系
阻燃剂、
氯化石蜡、Al(OH)3三者适当的比例配合可得到阻燃性能优良、成本低廉的
阻燃材料。
5、CPE具有高填充性能,可制得符合各种不同性能要求的产品。CPE的加工性能好,
门尼粘度在50-100间有多种牌号可供选择。
20世纪90年代末,国内对高性能
阻燃橡胶的需求越来越大,特别是
电线电缆行业、
汽车配件制造业的发展,带动了对橡胶型CPE的
消费需求。橡胶型CPE是一种综合性能优良、耐热、阻燃性佳的
特种合成橡胶。
氯化聚乙烯树脂是一种新型的
合成材料,具有一系列优异性能。它是
PVC塑料优良的
抗冲击改性剂,也是综合性能良好的
合成橡胶,有着极为广泛的
应用领域,已广泛用于电缆、电线、胶管、胶布、
橡塑制品、
密封材料、阻燃
运输带、
防水卷材、薄膜和种种
异型材等制品。CPE还能与聚丙烯、高
低压聚乙烯、ABS等共混,改善这些塑料的阻燃性能、耐老化性能和制品的印刷性能。CPE可看作是
乙烯、
聚乙烯和
1,2-二氯乙烯的无规共聚物,它分子链饱和,极性氯原子
无规分布,因为具有优异的
物理性能和
化学性能,广泛应用于机械、电力、化工、建材和矿山工业。CPE
耐热性、耐臭氧和耐候、耐老化优于多数橡胶,耐油性优于
丁腈橡胶(NBR)、
氯丁橡胶(CR),耐老化优于
氯磺化聚乙烯(CSM);耐酸、碱、盐等腐蚀性质、无毒、难燃、无
爆炸危险。
CPE是一种非自补强性橡胶,需有补强体系才能达到较好的强度。其补强填充体系与
通用橡胶相似,
补强剂以
炭黑、
白炭黑为主,白炭黑能提高CPE的抗
撕裂性能,而且能组成间甲白体系,提高CPE与骨架的粘合。CPE具有高填充性,填充体系主要有
碳酸钙、
滑石粉、陶土等。
酯类
增塑剂与
芳香烃类增塑剂是CPE最常用的增塑剂,如
对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、
己二酸二辛酯(
DOA)、
芳烃油等,它们的
溶解度参数与CM接近,其相容性良好。
邻苯二甲酸二辛酯(DOP)已经由于环保问题停止使用。DOA、
DOS用于胶料中可赋予胶料优良的
耐寒性,DOS非常适用于对耐热、耐低温同时有要求的情形下。
CPE受热时或在硫化(非过氧化物硫化体系)时将脱出
氯化氢,因此在配方中要使用具有吸酸作用的
稳定剂,如
硬脂酸钙、
硬脂酸钡、
三盐基硫酸铅或
氧化镁。
一、CPE硫化体系应用比较早的是硫脲体系,其中最有效的是Na-22,但Na-22硫化速度慢,老化性能差,
压缩永久变形很高,而且Na-22为严重
致癌物质,硫化时产生难闻的气味,在国外已经
限制使用。
二、现阶段CM硫化体系应用比较成熟的是
过氧化物硫化体系,其硫化速度较快,产品
物理性能好,压缩永久变形小。过氧化物体系可用于胶带的生产,制品物理性能好,耐热、耐油性能好。该体系配合时,加入助
交联剂如
TAIC、TAC、TMPTM、
HVA-2,可明显提高其物理
机械性能及
耐热性。由于
过氧化物是
自由基反应产生交联,一些酸性的填料会影响到
自由基的生成,故此类填料不宜采用。但过氧化物不适用于较低压力下、无模硫化,
工艺要求高,难以在大多数的
橡胶制品工艺上应用。
三、EataMix
TCHC是一种复配型的CPE专用
硫化剂,该产品无毒。TCHC可以用廉价的芳烃油作增塑剂,
硫化胶性能优良。
MgO的活性对TCHC体系硫化胶物理性能及老化性能影响不大,超细Mg(OH)2做
酸吸收剂与吸
碘值150的高
活性氧化镁相当,可以取代昂贵的进口高活性氧化镁,极大的降低
制造成本。
应用成本比国外的噻二唑体系低很多,能适用于各种
硫化工艺,包括较低温度,无模无压低压硫化。此种体系
混炼胶硫化速度较快,硫化胶的物理性能优良,压缩永久变形低,耐热氧、臭氧老化、耐油性能好,同时也是CPE与
二烯类橡胶有效的共交联体系,已经成功应用在胶管行业。TCHC硫化速度较过氧化物慢,但能在较低温度、无压无模条件下硫化,且硫化胶性能优良。
噻二唑体系主要有交联剂与
促进剂组成。主要的交联剂有ECHO.A、ECHO、TDD、PT75、TDDS。主要促进剂有Vanax 808、EataAccelDH、NC、Accel 903、BF。是一类很有发展前途的助剂。
三唑二巯基胺盐硫化剂是整合了噻二唑硫化剂和促进剂(正
丁醛和
苯胺缩合物)有效基团的单一物质,克服了噻二唑及促进剂对橡胶交联后,键的不
规则分布缺点,使得橡胶交联体成为稳定结构。相对于噻二唑体系,该盐还因特殊基团的引入从而改变了体系的
PH值,由强酸性变成中性,改变了酸性填料对体系的不良影响,使得橡胶交联时更具
化学活性。因此该体系交联的CPE橡胶在
物理性质或
化学性质都有着质的提升。能用芳烃油、氧化镁、
氢氧化镁作为原料,适合低温无压低压硫化工艺条件,硫化速度快,比噻二唑更快,添加量少(2份),单价优惠,
硫化温度内不分解,不产生臭味,环保无毒。