產品詳情



丙烯酸酯橡膠 [1]丙烯酸酯橡膠(ACM)是以丙烯酸酯為主單體經共聚而得的彈性體,具有耐熱、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外線等性能,廣泛應用于各種高溫、耐油環境中,特別是用于汽車曲軸、閥桿、汽缸墊、液壓輸油管等,有"汽車膠"的美稱。
丙烯酸酯橡膠的共聚單體可分為主單體、低溫耐油單體和硫化點單體等。常用的主單體有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸--2--乙基己酯等;隨著側酯基碳數增加,耐寒度增加,耐油性變差,為保持產品的良好耐油性,改善其低溫性能,必須加入一些帶有極性基的低溫耐油單體,如丙烯酸烷氧醚酯、丙烯酸甲氧乙酯、丙烯酸聚乙二醇甲氧基酯、順丁烯二酸二甲氧基乙酯等;為使產品便于硫化處理,還必須加入一定量的硫化點單體,如氯乙基乙烯醚、甲基丙烯酸縮水甘油酯和烯丙基縮水甘油酯等。
ACM的常見合成方法有溶聚法、懸浮聚合法和乳液聚合法。其中,最常見的是乳液聚合法,主要由于該工藝設備簡單,易于實施。乳液聚合體系中包括很多助劑,對反應進程和產品質量性能有很大影響,如乳化劑、引發劑、相對分子量調節劑和凝聚劑等。
ACM加工主要是選用適合的硫化點單體和一些助劑,以改善和保持產品的優異性能。除上述介紹的硫化點單體外,硫化體系中還應有促進劑、交聯劑、加工補強劑、防老劑、防焦劑、潤滑劑和增塑劑等。促進劑一般選用氨基甲酸鹽類;交聯劑一般選用多氨、有機羧酸銨鹽、二硫代甲酸鹽、季銨鹽/脲體系等;補強劑選用炭黑、白炭黑和硅藻土;防老劑可以使用4010NA、4020等;防焦劑最常用的是N--環己基硫代鈦酰亞胺;潤滑劑常選用脂肪酸、石蠟、硅油;增塑劑常用高沸點酯類。
分類
可按合成路線分兩類。一類是乳液聚合橡膠,其主要品種有丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚物,丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-第三單體(如氯代醋酸乙烯酯等)三元共聚物,如高溫膠和低溫膠等,有良好的耐熱、耐油性,但強度低(抗張強度約 15MPa)、低溫性能差(玻璃化溫度[354-98]為-15~-28℃);另一類是丙烯酸酯與 -烯烴的溶液聚合橡膠,產品強度高、低溫性能好([354-98]為38℃)。
性能與組成
ACM的共聚單體可分為主單體、低溫耐油單體和硫化點單體等三類單體。
主單體,常用的主單體有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯等;隨著側酯基碳數增加,耐寒度增加,但是耐油性變差,為了保持ACM良好耐油性,并改善其低溫性能,便
合成一些帶有極性基的低溫耐油單體。
低溫耐油單體,傳統的采用丙烯酸烷氧醚酯參與共聚,得到ACM耐寒溫度為-30℃以下;爾后工業生產中又選用丙烯酸甲氧乙酯為共聚單體生產耐寒型ACM,進一步降低使用溫度。近年來國外專利報道使用丙烯酸聚乙二醇甲氧基酯、順丁烯二酸二甲氧基乙酯等作為低溫耐油單體效果更好。 硫化點單體,為了使ACM方便硫化處理,因此還必須加入一定量的硫化點單體參與共聚,一般硫化點單體的含量小于 5%,硫化點單體按反應活性點可分為含氯型、環氧型、羧基型和雙鍵型等。其中目前工業化應用的主要有含氯型的乙烯酯、環氧型甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油酯、雙鍵型的3-甲基-2-丁烯酯、羧酸型的順丁烯二酸單酯或衣糠酸單酯,另外還有專利報道采用乙酰乙酸烯丙酯等。
易于實施;另外一方面ACM目前主要用于高溫耐油密封制品,不要求有過高的低溫屈撓性能,如果期望低溫耐油性能,可以通過低溫耐油單體的分子內增塑來實現。乳聚法合成ACM體系中,乳化體系和用量將影響聚合過程中的穩定性、最終轉化率、分子量分布、生膠加工性能甚至硫化膠的物性,因此要加入許多助劑,如乳化劑、引發劑、分子量調節劑和凝聚劑等。一般選用陰離子或陰離子和非離子復合型乳化劑如十二烷基磺酸鈉;
油溶性引發劑異丙苯過氧化氫,水溶性引發劑過硫酸鹽、過氧化氫和叔丁基過氧化氫等;選用叔十二烷基硫醇或二硫化烷基黃原酸酯做分子量調節劑等。聚合溫度一般在50~100℃,可以通過冷凝回流或逐漸添加單體的方式除去聚合熱,以控制聚合速度,減少單位時間發熱量。乳液聚合從水中分離出聚合物需要增加鹽析工序,因此需要添加鹽析劑,一般選用NaCl、CaCl2等鹽類,也可選用HCl、H2SO2等酸類,工業上常選用CaCl2作鹽析劑。鹽析時候可用聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇等作保護劑,以防止膠粒粘結成團,鹽析后可用氫氧化鈉溶液從膠中洗提出乳化劑,使得生膠易于硫化。另外乳聚法ACM的干燥方式,不同公司也會選用不同方式,如美國氰特公司、日本瑞翁公司采用擠出干燥工藝,日本東亞油漆公司則為烘干產品。



