影响橡胶防护蜡防护性能的因素

橡胶防护蜡顾名思义，就是一种为保护橡胶制品不受光、氧、臭氧侵蚀老化而特殊配制加工的特种蜡。它主要的防护原理是在胶料配制时加入一定份量的橡胶防护蜡使其相溶在胶料中，并达到一定的饱和度。橡胶防护蜡的防护性能受许多因素的影响 ,其中主要的影响因素有橡胶防护蜡的碳原子数分布 、使用温度 、交联度 、配合剂 、胶料种类 、载荷 、填料和软化剂等 。其中碳原子数分布和正异构烃比例是关键因素,对橡胶防护蜡的防护性能有决定性影响 。

1 　橡胶防护蜡的碳原子数分布

碳原子数低的烷烃相对分子质量小 、熔点低 、支化度低 ,易从橡胶中迁移到橡胶表面 ,但温度升高后此低碳原子数烷烃会溶解于橡胶中 , 因此高温时过饱和度下降导致迁移速度减慢 ,甚至迁移速度为零 。

碳原子数高的烷烃分子量大 、熔点高 、支化度高 ,因此其迁移阻力较大 ,迁移速度较慢 。当碳原子数更高时 ,则迁移速度更慢 ,产生的蜡膜很薄 ,不能形成保护层 ,对橡胶几乎无保护作用 。

2 　使用温度

橡胶的使用温度在 - 5～ 55 ℃时 ,臭氧对橡胶具有老化作用 ;当使用温度低于 - 5 ℃时 ,由于活化分子稀 少 ,因此二者不能发生化学反应 ,即橡胶不会因臭氧的作用而产生老化现象 ;使用温度在 55 ℃以上时 ,臭氧会发生分解生成无害的氧气, 因而橡胶也不会因臭氧产生老化现象 。在低温时 ,橡胶防护蜡的每一种组分的迁移率均降低 ,喷出的蜡膜是低碳原子数的烷烃 ,此晶状蜡膜多孔且松散 。由于迁移速度慢 ,蜡膜形成速度慢而薄 ,臭氧在蜡膜形成之前就开始侵蚀橡胶的表面 ,因此橡胶防护蜡低温抗臭氧防护较为困难 。在较高温度时 ,由于低碳原子的烃类溶解于橡胶中 ,形成蜡膜的速度较慢且薄 ,因而也较难形成适当的防护膜 。特定温度与迁移速度大的烷烃碳原子数关系如下:因此应该控制适宜的橡胶防护蜡碳原子数的组成, 否则在 0 ～ 55℃范围内的任何温度点下 , 不能保证防护蜡起到应有的防护作用。

3 　胶料

胶料不同对防护蜡的防护效果适应性也不同 ,如在 NR/ SBR/BR 体系中 ,臭氧试验表明微晶蜡防护效果明显优于普通石蜡 。在 NR/ CI2IR 体系中 ,实验室臭氧老化箱中的试验表明 ,微晶蜡的作用效果与普通石蜡相近。

胶料不同 ,曝晒结果有时会是相反的 。如NR/ CIIR 体系的试验结果表明 ,普通石蜡优于微晶蜡 ,而 NR/ SBR/BR 体系的试验结果表明 ,微晶蜡明显优于普通石蜡 。

4 　填充剂

加入填充剂后, 有的填充剂会促进防护蜡迁移 ,如槽法炭黑 、白炭黑 、灯烟炭黑等 ;有的填充剂会抑 制 、减慢防护蜡的迁移 。若加入碳酸钙填料 ,会使喷出速度降至完全无填料的胶料之下 。填料的活性愈高 ,蜡喷出愈多。

5 　软化剂

有的软化剂 (如芳香油 ) 会延缓石蜡的迁移喷出 ,而有的软化剂 (如正构烷烃 ) 会加快石蜡的迁移喷出 。迁移喷出与温度有关 :升高温度(如 40 ℃) ,由于防护蜡较多地溶解于正构烷烃油 ,因此喷霜量减小 ;降低温度 ,正构烷烃油会增强防护蜡的迁移性 。

6 　防护蜡添加量

少量防护蜡添加到橡胶中 ,经过混炼二者完全互容 ,防护蜡无喷霜现象 。若继续增 大防护蜡用量 ,由于防护蜡在橡胶中的溶解度较低 ,添加 1 份防护蜡即达到过饱和状态 ,此时防护蜡会从橡胶中迁移喷霜 ,随着防护蜡的添加量继续增 大 ,过饱和度继续增 大 ,此时防护蜡的迁移速度加大 。一般地说 ,防护蜡添加量越大,迁移速度越快 ,蜡膜形成速度也越快且蜡膜越厚 。然而 ,添加量达到饱和状态以后 ,由于防护蜡与橡胶互容性差 ,防护蜡会在橡胶制品内产生局部应力 ,降低橡胶的动态屈挠性能 。