氯化聚乙烯,为饱和
高分子材料,外观为白色粉末,无毒无味,具有优良的耐候性、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。
简述
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,分解产生HCL,HCL能
催化CPE的脱氯反应。
氯化聚乙烯是由
中压聚乙烯(
聚乙烯)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
聚氯乙稀(PVC)、聚乙烯(PE)、
聚丙烯(PP)、
PS塑料(PS)、ABS等树脂甚至聚氨(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)、丁橡胶(NBR)、
氯磺化聚乙烯(CSM)等其它橡胶共混使用。
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”,并先后在安徽芜湖、
太仓市、山东潍坊建成了500~1000t/a 不同规模的生产装置。
特征
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。
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。
CPE无毒,不含重金属及PAHS,其完全符合环保要求。
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(ML121 1+4)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、耐热氧
臭氧老化、阻燃性佳的
特种橡胶。
氯化聚乙烯
没药树是一种新型的合成材料,具有一系列优异性能。它是
聚氯乙稀塑料优良的
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
输送带、
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1.2一二
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
丁腈胶(NBR)、
氯丁橡胶(CR),耐老化优于
氯磺化氯乙烯(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(
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,
橡胶板,
聚氯乙稀型材管材改性,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
1)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,补强剂以
碳黑、
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
BOBBIN的粘合。CPE具有高填充性,填充体系主要有
碳酸钙、
滑石、
陶土等。
2)增塑体系
酯类
塑化剂与
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)、
三苯三酸三辛酯、
芳烃油等,它们的
溶解度参数与CM接近,其相容性良好。
邻苯二甲酸二正辛酯(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。
3)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
十八酸钙、
硬脂酸钡、
三碱式硫酸铅或
氧化镁。
4)CPE的硫化体系
CPE为饱和橡胶,通用普通
硫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.
三唑二基胺盐体系。
一、CPE硫化体系应用比较早的是硫体系,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
固化剂如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、EataMixTCHC是一种复配型的CPE专用
交联剂TAIC,该产品无毒。TCHC可以用廉价的
芳烃油作
塑化剂,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
固化剂与
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
交联剂TAIC是整合了
噻二唑硫化剂和促进剂(
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。
代表性的产品为:
交联剂TAICFSH、
固化剂TEHC。
参考资料
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