防滑絕緣橡膠板的耐老化性能是其使用壽命和安全性的關(guān)鍵指標(biāo)。老化主要表現(xiàn)為硬化、脆化、龜裂、發(fā)粘、絕緣性能下降等,主要由氧化、臭氧侵蝕、熱、光等因素引起。其耐老化性能與橡膠配方中的多種成分密切相關(guān):
1. 基礎(chǔ)聚合物(生膠)的選擇:
* 這是根本的影響因素。橡膠分子鏈的結(jié)構(gòu)決定了其固有的耐老化能力。
* 三元乙丙橡膠(EPDM):因其高度飽和的主鏈結(jié)構(gòu),具有的耐熱氧老化、耐臭氧老化和耐天候老化性能,是制造耐老化絕緣橡膠板的優(yōu)選材料。
* 丁苯橡膠(SBR):耐熱氧老化性優(yōu)于天然橡膠,但不如EPDM。耐臭氧老化性較差。
* 天然橡膠(NR):主鏈含有大量不飽和雙鍵,極易受到氧、臭氧、熱和紫外線的攻擊,耐老化性能相對較差。通常需要大量防老劑來彌補(bǔ)。
* 氯丁橡膠(CR):由于氯原子的存在,其耐臭氧、耐天候老化性能優(yōu)于NR和SBR,但不如EPDM。耐熱性中等。
* 硅橡膠(VMQ):以硅氧烷為主鏈,具有優(yōu)異的耐高低溫、耐臭氧和耐天候老化性能,但成本較高,絕緣性能優(yōu)異。
2. 防老劑體系:
* 防老劑是專門用來延緩或抑制橡膠老化的關(guān)鍵助劑。
* 劑:主要抵抗熱氧老化。它們通過捕獲氧化過程中產(chǎn)生的自由基或分解氫過氧化物來中斷氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。常用種類有胺類(如IPPD, 6PPD)、酚類(如BHT, 受阻酚)等。胺類防老劑防護(hù)效能高,但易變色;酚類防老劑污染性小,常用于淺色制品。
* 抗臭氧劑:主要抵抗臭氧龜裂。的是對苯二胺類(如6PPD, DTPD),它們能優(yōu)先與臭氧反應(yīng)或遷移到表面形成保護(hù)膜。石蠟(物理防老劑)也能在表面形成物理屏障阻擋臭氧滲透。
* 光穩(wěn)定劑:抵抗紫外線引起的光氧老化。包括紫外線吸收劑(如苯并類)和受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS),后者能有效清除自由基。
3. 填充劑:
* 填充劑不僅影響物理機(jī)械性能,也影響耐老化性。
* 炭黑:是的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。它除了補(bǔ)強(qiáng)作用外,還能吸收紫外線,提供一定的光屏蔽保護(hù),并能吸附自由基,對耐老化有積極貢獻(xiàn)。粒徑越小、結(jié)構(gòu)越高的炭黑,其屏蔽效果通常越好。
* 白炭黑(二氧化硅):常用于淺色或彩色制品。其本身對耐老化性貢獻(xiàn)有限,但通過偶聯(lián)劑改性后,可改善橡膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),間接提高耐熱性。淺色制品需依賴的防老劑體系。
* 其他填充劑:如碳酸鈣、陶土等,對耐老化性影響相對較小,但可能引入金屬離子等雜質(zhì),在特定條件下可能促進(jìn)氧化。
4. 硫化體系:
* 交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)影響耐熱性。過氧化物硫化形成的C-C交聯(lián)鍵比硫磺硫化的多硫鍵(-Sx-)更耐熱。硫磺硫化體系中,有效硫化體系(EV,生成較多的單硫鍵和雙硫鍵)比普通硫化體系(CV,生成較多的多硫鍵)更耐熱老化。促進(jìn)劑的選擇也會影響交聯(lián)鍵的穩(wěn)定性。
5. 軟化劑(增塑劑/操作油):
* 低分子量的軟化劑易揮發(fā)、遷移或被氧化,其氧化產(chǎn)物可能加速橡膠老化。選擇飽和度高、分子量適中、揮發(fā)性低的軟化劑(如石蠟油用于EPDM)有利于耐老化。軟化劑的極性與橡膠的匹配性也很重要,避免不相容導(dǎo)致噴出。
6. 其他助劑:
* 防護(hù)蠟:在靜態(tài)或低頻動態(tài)條件下,石蠟等能遷移到橡膠表面形成物理屏障,有效阻擋臭氧滲透,防止臭氧龜裂。
* 均勻劑/分散劑:有助于防老劑等關(guān)鍵助劑在橡膠基體中均勻分散,確保其充分發(fā)揮作用。
總結(jié):
防滑絕緣橡膠板的耐老化性能是一個(gè)綜合性能,高度依賴于配方設(shè)計(jì)。選擇耐老化基礎(chǔ)膠種(如EPDM)是基礎(chǔ),構(gòu)建的防老劑體系(劑、抗臭氧劑、光穩(wěn)定劑的合理搭配)是保障。同時(shí),填充劑(特別是炭黑的屏蔽作用)、穩(wěn)定的硫化體系(耐熱交聯(lián)鍵)、合適的軟化劑以及防護(hù)蠟的輔助保護(hù)都至關(guān)重要。各組分之間需協(xié)同作用,才能賦予橡膠板優(yōu)異的長期耐老化性能,確保其在惡劣環(huán)境下也能維持良好的防滑、絕緣和機(jī)械性能。
