向分子两末端(CH3)3Si01/2链节封端、(CH3)(CHr=CH)SiO链节的摩尔分 数为0.5%的甲基乙烯基硅橡胶生胶(聚合度约6 000) 100份中,加入1次粒径84nm、 DBP吸油量为0. 86 mL/g的炉法炭黑a (日本三菱化成商品:RCF# 10) 20份,盐酸吸液 量0.20mL/g,碘吸附值48 mg/g的乙炔炭黑(日本电气化学工业商品:尹>力7歹、/夕 HS-100) 30份,在捏合机中混炼,配成胶料。将胶料在双辊炼胶机上与硫化剂2,5_二甲 基一 2,5-二(叔丁基过氧)己烷2份混合均匀,配成导电性混炼硅橡胶。为比较,将上述配方 中的炉法炭黑a代以1次粒径24 nm、DBP吸油量1.1 mL/g的炉法炭黑b (三菱化成商品: RCF#40) 20份,配成导电性混炼硅橡胶;再不用炉法炭黑,单独使用乙炔炭黑50份配成导 电性混炼硅橡胶。然后,将配制的3种混炼硅橡胶在170 °C热压硫化10 min成形,在200 °C 硫化4 h后制成试片,测阿克隆(Akron)磨耗及达伯(Taber)磨耗,测体积电阻率,结果 列于表7-6。
表7—6炭黑品种对导电性混炼硅橡胶耐磨耗性的影响
混炼硅橡胶配方No. |
1 |
2 |
3 |
|
甲基乙烯基硅橡胶生胶 |
100 |
100 |
100 |
|
炉装炭黑a |
20 |
|
|
用量/份 |
炉法炭黑b |
|
20 |
|
|
乙炔炭黑 |
30 |
30 |
50 |
|
硫化剂 |
2 |
2 |
2 |
|
阿克隆磨耗试验(磨耗量)®/!!!!^ |
0. 45 |
5. 93 |
13. 70 |
性能 |
达伯磨耗试验(磨耗量)®/^^ |
0. 02 |
0. 28 |
0. 97 |
|
体积电阻率/D • cm |
5.0 |
3. 2X105 |
4. 1 |
注:①转速250r/min,试样接触角10°,试验转数1000次;②转速60 r/min,负荷500 g,磨耗轮11~18,试验 转数2 000次。
为配制高导电性的混炼硅橡胶,向硅橡胶生胶中大量填充导电炭黑时通常产生胶料黏 度过高,加工性显著下降,并由于炭黑强的表面活性会使硫化剂失去作用,很难得到稳定 的硫化物。选用ADBP吸油量为0.40〜1.5 mL/g,Dmod粒径(凝集体状态粒径)250〜 400 rnn的炉法炭黑,可以制得炭黑填充量高、加工性好、硫化物性能稳定的高导电性混炼 硅橡胶[227]。炭黑的ADBP吸油值是DBP吸油量与压缩后的DBP吸油量(24M4DBP吸油 量,ASTM.D3493)之差,是炭黑附集程度的表征参数。ADBP少于0. 40 mL/g很难得 到期望的导电性,ADBP髙于1.5 mL/g时配制的胶料黏度高,加工性变差。炭黑的Dmod 粒径少于250 run时,在硅橡胶生胶中的分散性不好,使胶料的黏度过大加工性变差;而 大于400 nm时则导电性不理想。配制高导电性混炼硅橡胶比较合适的炭黑规格:①DBP 吸油量1. 0〜1. 5 mL/g;②比表面积(ASTMD 3037) 30 m2/g以下;③UV吸光度0. 1 以下;④真密度1.82以上。