EPDM的种类、配方设计、并用胶的配合、设备、工艺

三元乙丙橡胶（ethylene-Propylene terpolymer）是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的主要品种。它除保持二元乙丙橡胶优良的耐臭氧性、耐候性、耐热性等特性外。在硫化速度、配合和硫化胶性能等方面又不完全同于二元乙丙橡胶。

一、基本配合和质量检验方法

三元乙丙橡胶的质量检验，除国际标准化组织（ISO）和美国材料试验学会（ASTM）制定的三元乙丙橡胶硫化胶性能检验方法外，我国和其它国家目前尚无统一的国家级和部级乙丙橡胶质量标准及检验方法，大多数生产者均采用其公司或厂家的企业检验方法和质量控制标准。

（一）ISO和ASTM三元乙丙橡胶硫化胶性能检验方法摘要

表 5-14 三元乙丙橡胶基本鉴定配方

①y=在充油母炼胶中，每100份基础橡胶中油的份数。如y大于50份，则配方3不在加油。

②现行工业参比炭黑，可用NB378炭黑代替，其结果稍有不同。

③ASTM103号油特征：100℃时运动粘度为16.8±1.2mm2/S，粘度比重常数为0.889±

0.002。

④适用于通用型三元乙丙橡胶。

⑤适用于乙烯含量大于67％的高生胶强度的压出类三元乙丙橡胶。

⑥适用于充油三元乙丙橡胶。

1．检验配方

ISO 4097—1980（E）和ASTM D3568—81a基本鉴定配方摘于表5-14。

2．混炼方法

ISO混炼方法有方法A和方法B两种。方法A为开放式混炼方法；方法B为密炼机混炼，开炼机加硫化体系及下片的方法。

ASATM用于检验三元乙丙橡胶的混炼方法有密炼机法、微型密炼机方法和开炼机方法三种方法。

（1）密炼机混炼方法

密炼机混炼方法摘于表5-15。

表5-15 密炼机混炼

（2）开炼机混炼方法用开炼机混炼应注意调节辊距，使其尽可能地在辊筒上保持较好的堆积胶（或连续的包辊胶），同时混炼前将氧化锌、炭黑、硬脂酸和油进行混合。混炼方法摘于表5-16。

表5-16 三元乙丙橡胶开炼机混炼方法

（二）企业检验标准摘要

我国曾生产或试制的乙丙橡胶有二元乙丙橡胶、DCPD-EPDM和ENB-EPDM。我国乙丙橡胶商品牌号命名见表5-17。美国Exxon公司三元乙丙橡胶技术规格见表5-18，日本JSR

表5-17 乙丙橡胶商品牌号命名

℃注: 三元乙丙橡胶第三位数表示第三单体,1—双环戊二烯,2—乙叉降冰片烯。

表5-18 美国Exxon公司三元乙丙橡胶技术规格

公司三元乙丙橡胶检验配方及性能见表5-19和表5-20。表5-19日本JSR公司三元乙丙橡胶检验配方及性能

注:配方为EPDM 100,高耐磨炉黑67.5,氧化锌5, 硬脂酸1,促进剂TMTD1.5, 促进剂M0.5, 硫磺M1.5。

①ML1+8,120℃。

三元乙丙橡胶

公司三元乙丙橡胶检验配方及性能见表5-19和表5-20。

表5-19日本JSR公司三元乙丙橡胶检验配方及性能

注:配方为EPDM 100,高耐磨炉黑67.5,氧化锌5, 硬脂酸1,促进剂TMTD1.5, 促进剂M0.5, 硫磺M1.5。

①ML1+8,120℃。

表5-20 日本JSR公司充油三元乙丙橡胶检验配方及性能

配方:⒈充油EPDM(EP96)150,高耐磨炉黑110,氧化锌5,硬脂酸1,促进剂TMTM1.5,促进剂M0.5,硫磺1.5;

⒉充油EPDM(EP98)175,高耐磨炉黑110, 氧化锌5,硬脂酸1,促进剂TMTM1.5,促进剂M0.5,硫磺1.5;

⒈国产DCPD-EPDM技术指标

⒉试验方法

⑴基本配合

⑵混炼设备

（3）混炼条件每次配合量以300g生胶计算；混炼温度为30—40℃；混炼胶在室温停放不少于4小时。

（4）加料顺序

加料各步骤均需仔细清扫接科盘中药品，加入辊筒，待药品分散后再割刀。最终混炼胶重量误差应小于1％。

（5)硫化设备及条件使用平板硫化机硫化，硫化温度为160℃±l℃；模具承受压力大于2.OMPa（20kgf／cm2）；硫化40分钟; 模具与平板边缘距离不少于75mm；硫化胶在室温下停放时间应不少于1小时（仲裁时停放不少于6小时）。

二、配合

（一）硫化体系

三元乙南橡胶可以采用二烯烃类橡胶用的普通硫化方法硫化，但由于一般三元乙丙橡胶双键数目较少，因而硫化速度较慢。近年来发展了高不饱和度（碘值高达29）三元乙丙橡胶，其硫化速度不低于高不饱和橡胶的硫化速度。

三元乙丙橡胶通常可用硫黄、过氧化物、配肟和反应性树脂等多种硫化体系进行硫化。不同的硫化体系对其混炼胶的门尼粘度、焦烧时间、硫化速度以及硫化胶的交联键型、物理机械性能（如应力-应变、滞后、压缩变形以及耐热等性能）亦有着直接的影响。硫化体系的选择要根据所用乙丙橡胶的类型、产品物理机械性能、操作安全性、喷霜以及成本等因素加以综合考虑。表5-21是不同硫化体系的交联键类型及特性。表5-22是不同硫化体系三元乙丙橡胶性能的比较

表5-21 不同硫化体系硫化胶交联键型及特征

表5-22 不同硫化体系三元乙丙硫化胶性能比较

1硫磺硫化体系

硫磺硫化体系具有操作安全，硫化速度适中，综合物理机械性能佳以及与二烯烃类橡胶共硫化性好等优点，是三元乙丙橡胶使用最广泛最主要的硫化体系。

在硫磺硫化体系中，由于硫磺在乙丙橡胶中溶解度较小，容易喷霜，不宜多用。一般硫黄用量应控制在1~2份范围内。在一定硫磺用量范围内，随硫费用量增加，胶料硫化速度加快，焦烧时间缩短，硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度增高，扯断伸长率下降。硫磺用量超过2份时，耐热性能下降，高温下压缩永久变形增大。为使胶料不喷霜，促进剂的用量亦必须保持在三元乙丙橡胶的喷霜极限溶解度以下。实际上，在工业生产中，基于以下原因几乎都是采用二种或多种促进剂的并用体系。

（1）多种促进剂并用，容易达到硫化作用平衡。

（2）许多促进剂在较低浓度时，就会发生喷霜，因此用量不宜太高。

（3）促进剂之间的协同效应，有利于导致硫化时间的缩短和交联密度的提高。

各种促进剂在不同三元乙丙橡胶中的适宜用量范围列于表5-23。

表5-23 各种促进剂在不同三元乙丙橡胶中的用量