為改善防滑絕緣橡膠板的低溫脆性,需從材料選擇、配方設(shè)計(jì)及工藝優(yōu)化三方面入手,具體措施如下:
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1. 材料選擇
- 基礎(chǔ)膠種優(yōu)化:選用低溫性能優(yōu)異的橡膠基材,如天然橡膠(NR)、硅橡膠(VMQ)或順丁橡膠(BR)。其中硅橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(\(T_g\))低至-120℃,天然橡膠\(T_g\)約-70℃,均優(yōu)于丁苯橡膠(SBR)或氯丁橡膠(CR)。
- 增塑劑添加:使用低溫增塑劑如癸二酸二辛酯(DOS)、己二酸二異辛酯(DOA)等酯類增塑劑,可降低分子鏈運(yùn)動(dòng)阻力,提升低溫韌性。添加量建議5~15 phr(每百份橡膠中的份數(shù)),需平衡絕緣性與柔韌性。
- 填充劑調(diào)整:避免使用高硬度填料(如碳酸鈣),改用軟質(zhì)炭黑(N550、N774)或白炭黑,并控制填充量在30~50 phr以內(nèi),減少對(duì)橡膠分子鏈的束縛。
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2. 配方設(shè)計(jì)
- 共混改性:采用NR/BR共混體系(比例7:3),結(jié)合二者高彈性與低溫性能;或添加環(huán)氧增韌劑(如環(huán)氧大豆油)提升界面結(jié)合力。
- 防老劑選擇:添加抗低溫防老劑(如對(duì)苯二胺類防老劑4020),抑制低溫氧化脆化,用量1~2 phr。
- 交聯(lián)密度控制:通過硫磺硫化體系降低交聯(lián)密度(硫磺用量≤2 phr),或使用過氧化物硫化(DCP用量1.5~2 phr),形成柔聯(lián)網(wǎng)絡(luò),避免過度交聯(lián)導(dǎo)致鏈段僵硬。
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3. 工藝優(yōu)化
- 混煉均質(zhì)化:延長(zhǎng)混煉時(shí)間至20~25分鐘,確保填料與增塑劑分散均勻,避免局部應(yīng)力集中。
- 低溫硫化:采用分段硫化工藝(一段硫化150℃×10min,二段硫化120℃×4h),減少熱降解并促進(jìn)分子鏈松弛。
- 后處理:硫化后產(chǎn)品在60~80℃下熱處理24小時(shí),釋放內(nèi)應(yīng)力,提升低溫穩(wěn)定性。
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4. 驗(yàn)證與測(cè)試
- 低溫測(cè)試:參照GB/T 15252或ASTM D746標(biāo)準(zhǔn),在-40℃下進(jìn)行脆性溫度試驗(yàn),確保脆化點(diǎn)≤-35℃。
- 動(dòng)態(tài)性能分析:通過DMA(動(dòng)態(tài)力學(xué)分析)檢測(cè)-50~0℃的tanδ峰值,評(píng)估低溫下的阻尼特性。
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結(jié)論
通過選擇低\(T_g\)膠種、添加酯類增塑劑、優(yōu)化填料與交聯(lián)密度,并結(jié)合分段硫化工藝,可顯著提升橡膠板的低溫韌性。例如,采用NR/BR共混體系+10phr DOS+過氧化物硫化,可使脆化溫度降低至-45℃以下,同時(shí)保持絕緣電阻≥1012Ω·m。
