提高风扇框使用寿命的探讨

摘要：通过风扇框EPDM胶料主体材料并用CIIR提高产品耐热使用寿命，通过添加橡胶交联剂TDB680,改善产品胶料的硫化体系；采用耐高温的太阳牌石蜡油增塑剂和分散性能比较好的白炭黑VN3，添加耐高温的防老剂NL-13，改善EPDM橡胶风扇框的耐老化性能。

关键词：EPDM和CIIR橡胶并用,橡胶交联剂TDB680,分散性能,耐高温防老剂NL-13.

1. 实验

1.1主要原材料

EPDM9650，C1IR1240,德国朗盛化学工业有限公司产品。炭黑N330,卡博特化工(天津)有限公司产品。白炭黑VN3，赢创产品，青岛德信源工贸有限公司提供；石蜡油SUNPAR2280，美国太阳牌石蜡油。微晶蜡517-p，西班牙Repsol公司产品，上海深茂橡塑科技有限公司提供样品。硫化交联剂TDB680，安徽阜阳利普化工有限公司产品。耐高温防老剂NL-13,国外公司产品,首利国际贸易（上海）有限公司提供样品。

1.2 主要设备与仪器

XK-400型开炼机，广东湛江机械厂产品；GT-7104型电加热平板、GT-M型无转子硫化仪、AI-7000S型电子拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品；

1.3 性能测试标准

橡胶胶料拉伸性能试验测试按GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变的测定》标准进行；橡胶胶料老化性能试验测试按GB/T3512-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》标准进行。

1.4 原来配方

EPDM9650， 100； 氧化锌，6；硬脂酸，1.5；钙粉，30；炭黑N550，30；白炭黑955，22；S，1.5；促进剂M，0.3；促进剂CZ，1.5；促进剂BZ，0.5；DCP，1.0；石蜡油,45；防老剂RD，1.5；总计，240.8。

1.5 胶料制备

风扇框产品胶料经过密炼机三段混炼工艺，开炼机薄通6次放宽辊距下片，停放16h待用。

2. 结果与讨论

不同橡胶并用可改善胶料的性能。三元乙丙橡胶(EPDM)具有较高的弹性和耐热老化性能,但热老化后逐渐变硬而失去弹性,而氯化丁基橡胶(CIIR)具有优良的气密性能和耐候性能,热老化后逐渐变软而失去弹性;同时,EPDM与C1IR的结构和溶解度参数相近,具有较好的相容性和共硫化性,EPDM与CIIR并用并调整硫化体系,并用胶的抗解聚和抗交联网络破坏能力较高,尤其是EPDM与CIIR并用胶具有较好的抗高温、抗变形性能。因此,本工作探讨三元乙丙橡胶EPDM/氯化丁基橡胶(CIIR)并用胶性能提升产品耐热老化性能，提升产品使用寿命。

2.1 风扇框产品胶料主体材料的改善

终端客户对产品的耐高温使用寿命表示不满足。希望风扇框产品能够做到100度下3000个小时的高温寿命.。为了提高产品的使用寿命，在胶料主体材料上采用EPDM橡胶和CIIR橡胶并用试验，胶料配方采用1.4胶料配方，只是胶料主体材料改变。EPDM和CIIR并用试验结果如表1。

表1    胶料主体材料改善前后胶料和产品性能测试对比

从表1中可以看到采用EPDM橡胶和CIIR橡胶并用风扇框产品胶料配方3的产品测试效果比较好，产品胶料配方采用3号。

2.2硫化体系的改善

原来风扇框产品胶料主体材料是三元乙丙EPDM,并用氯化丁基CIIR后，胶料硫化体系应该做相应调整和改善。并用CIIR橡胶的胶料3号配方硫化体系中添加CIIR橡胶专用硫化剂TDB680。采用添加TDB680硫化剂前后试验结果如表2。

表2    添加硫化剂TDB680胶料和产品测试性能结果对比

从表2优化了胶料硫化体系的胶料性能基本相当，产品耐热性能比较好。

2.3增塑剂的改善

产品胶料中的增塑剂影响产品耐热性能，试验使用太阳牌SUNPAR2280石蜡油代替原来胶料配方中的普通石蜡油。太阳牌SUNPAR2280石蜡油其凭借其高闪点、低挥发的优秀品质被载入橡胶标准配方，在汽车门窗密封条、垫片、汽车软胶管、工业输送带、橡套电缆方面得到广泛应用。这些特点对提高橡胶的抗氧化降解和耐高温老化性能，防止老化收缩，改善制品外观不良（如气泡、外观粗糙等）具有明显作用。采用不同增塑剂的产品性能试验结果如表3.

表3   采用不同增塑剂的产品性能测试结果对比

从表3中可以看到采用太阳牌SUNPAR2280石蜡油代替原来胶料配方中使用的石蜡油，产品外观质量和产品的耐高温性能得到提升。

2.4 采用白炭黑VN3和耐高温防老剂NL-13

为了进一步提升产品的质量和耐高温性能，产品胶料配方中采用分散性能好的白炭黑代替白炭黑955，添加进口耐高温防老剂NL-13和微晶蜡517p。这样产品胶料配方改善如下：

EPDM9650， 80；CIIR ，20； 氧化锌，6；硬脂酸，1.5；纳米钙粉，30；卡博特炭黑N550，30；赢创白炭黑VN3，20；S，1.0；促进剂M，0.3；促进剂CZ，1.5；促进剂BZ，0.5；DCP，1.0；TDB680，0.6；石蜡油2280,45；防老剂RD，1.3；耐高温防老剂NL-13，1.3；总计，240。产品胶料配方改善前后胶料和产品性能试验结果如表4.

表4  产品胶料配方改善前后胶料和产品测试性能对比结果

3. 结论

本试验工作通过风扇框EPDM胶料主体材料并用CIIR提高产品耐热使用寿命；添加氯化丁基橡胶CIIR的适合硫化助剂TDB680，改善产品胶料的硫化体系；采用耐高温的太阳牌石蜡油增塑剂，提高产品外观质量和产品耐高温性能；采用分散性能比较好的白炭黑VN3，添加耐高温的防老剂NL-13，进一步提升产品的耐高温性能，提高了风扇框产品的使用寿命。