氯化聚乙烯
饱和高分子材料
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。
简述
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。
发展历史
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。
特征
1、CPE是一种饱和橡胶,有优秀的耐热氧老化、臭氧老化、耐酸碱、化学药品性能。
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
4、CPE无毒,不含重金属及PAHs,其完全符合环保要求。
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。
用途
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
主要应用于:电线电缆(煤矿用电缆、UL及VDE等标准中规定的电线),液压胶管,车用胶管,胶带,胶板,PVC型材管材改性,磁性材料,ABS改性等等。
储运条件
保持贮藏器密封,放入紧密的贮藏器内,储存在阴凉、干燥的地方。
应用配合
补强填充体系
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。
增塑体系
酯类增塑剂芳香烃类增塑剂是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。
稳定防护体系
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氧化镁
硫化体系
CPE为饱和橡胶,通用普通磺硫化体系不能对其有效的硫化。
硫化体系分为四大硫化体系:1.硫脲体系,2.过氧体系,3.噻二唑体系,4.三唑巯基胺盐体系。
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TAIC、TAC、TMPTM、HVA-2,可明显提高其物理机械性能耐热性。由于过氧化物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。
四、三唑二巯基胺盐体系。
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。
代表性的产品为:硫化剂FSH、交联剂TEHC。
参考资料
氯化聚乙烯.化源网.
最新修订时间:2023-08-05 01:54
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