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防护体系对过氧化物硫化EPDM耐高温老化性能的影响

文档作者：翁国文单培王刚王浩文档来源：徐州工业职业技术学院材料系		点击数：	更新时间： 2025年07月16日
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第34卷第6期
2007年6月
世界橡胶工业
World Rubber Industry
V01．34 No．6：10— 15
Jun．200r7
防护体系对过氧化物硫化EPDM
耐高温老化性能的影响
翁国文， 单 培， 王 刚， 王 浩
(徐州工业职业技术学院材料系，江苏徐州221140)
摘要i 采用对比法探讨防老剂单用和并用及用量对DCP硫化EPDM耐高温老化性能的影响，结果
表明防老刺NBC的防护效果较好，其用量在2质量份左右为佳。防老剂并用后能较好地改善防老效能，
其中以NBC／MB和NBC／DNP并用为好。
关键词： 防老荆；耐高温老化性能；EPDM
中图分类号：TQ 330，38 2 文献标识码：B 文章编号：1671．8232(2007)06．0010．06
橡胶的耐热老化主要受橡胶结构、硫化体
系、防老体系等因素的影响，主链键能高、饱和
度高(不饱和度低)、极性高的橡胶耐老化性好。
此外侧链的结构也对橡胶耐老化性有一定影
响。三元乙丙橡胶(EPDM)是由乙烯、丙烯和少
量第三单体共聚而成的，是一种非极性不结晶
低不饱和橡胶，具有较好的耐高温老化等特性，
使用温度可达120 150℃。在防老性能要求较
低情况下可不使用防老剂，制作耐高温耐老化
橡胶制品(如蒸汽胶管、电缆、耐热输送带
等)u 。硫化体系中过氧化物硫化体系由于生
成键能较高的碳碳交联键，因而其硫化橡胶耐
高温老化性较好；防老剂对二烯类橡胶(不饱和
橡胶)耐老化性影响较大，同时对低不饱和橡胶
也有一定的影响，这里我们就防老体系对
EPDM耐热性进行讨论。
1 实验
1．1 主要原材料
EPDM 4045：吉林化学工业股份有限公司；
DCP：江苏太仓塑料助剂厂；其它配合剂均为常
用的工业配合剂。
基本配方：EPDM 4045：100；炭黑N330：50；
硫化剂DCP：3；硫黄：0．3；促进剂CZ：0．8；防老
剂：变量。
1．2 主要实验设备
开炼机(XK．160)：无锡市第一橡塑机械设
备厂；平板硫化机(QLB．350 X 350×2)：无锡市
第一橡塑机械设备厂；橡胶电子拉力机(JDIJ．
2500N)：江都新真威试验机械有限责任公司；橡
胶老化试验箱(401B)：江都试验机械厂。
1．3 试样制备过程
先将EPDM在开炼机上薄通2遍，加入配
方中定量部分的成分，如填料体系、硫化体系，
制成母胶。混炼辊温为：前辊温度55±5~C，后
辊温度50±5℃。加料顺序为EPDM-*促进剂
c 炭黑N330--~硫化剂DCP、S。之后翻炼并
均匀出片。再分为若干份，加入不同的防老剂
翻炼均匀。在平板硫化机上硫化试片，硫化温
度为170~C，硫化压力为15 MPa(表压)，硫化时
间为8．5 min。
1．4 性能测试
硫化胶拉伸性能的测定按GB／T528．1998
进行；邵尔A硬度的测定按GB／T531．1999进
行；硫化胶耐热空气老化性能的测定按GB／
T3512-2001进行(老化条件为150~C X 168 h)；
滚筒耐磨性按GB／T9867．1988进行(磨耗行驶
里程为40 m)。
2 结果与讨论
2．1 防老剂的品种不同对耐热老化性的影响
单用常用的防老剂进行对比(用量为2质
量份)，试验的结果如表1所示。
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第34卷第6期翁国文等．防护体系对过氧化物硫化EPDM耐高温老化性能的影响·i1·
注：防老剂MB：2_巯基苯并咪唑；防老剂BLE：丙酮和二苯胺高温反应产物；防老剂4010NA：N一异丙基一N 一苯基对苯二胺；防老
剂4020：N．(1，3．二甲基丁基)．N ．苯基对苯二胺；防老剂DNP：N。N 一二(8-萘基)对苯二胺；防老剂A：N一苯基一 萘胺；防老剂D：N一苯
基 8-萘胺；防老剂NBC：二丁基二硫代氨基甲酸镍；防老剂RD：2，2。4一三甲基一1，2一二氢化喹啉聚合体
从表1可知，经过长时间高温老化后胶料 伸长率下降率：D>MB>4020>4010NA>
性能的变化表现为硬度上升、拉伸强度下降、伸
长率下降，这表明过氧化物硫化EPDM胶料的
高温长时间老化行为是典型的结构化过程，不
同防老剂由于抗热氧老化的防护效果不同，对
EPDM高温长时间老化后的性能影响也不同。
各种防老剂对老化性能变化值排列为：
邵氏A硬度变化值：D>4020>BLE、NBC
>MB>4010NA >A >DNP>RD：
拉伸强度下降率：MB>RD>4020>D>
RD >A > BLE > DNP>NBC。
总体上，防老剂NBC对过氧化物硫化
EPDM高温长时间老化防护效果较好。防老剂
NBC为二丁基二硫代氨基甲酸镍，具有较好的
抗臭氧老化和抗氧老化性，比较适合于高温长
时间橡胶老化防护 J。
2．2 防老剂的并用对耐热老化性能的影响
选取了防老剂D、MB、4020、SIC、BLE、DNP、
NBC进行两两并用试验(防老剂并用量为1／1，
DNP>4010NA>BLE>A>NBC； 总量为2质量份)，结果如表2一表7所示。
表2 防老剂的并用形式对EPDM耐老化性能的影响(1)
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． 12． 世界橡胶工业 2007
注：防老剂SPC：含一定量轻质碳酸钙的苯乙烯化苯酚
表3 防老剂的并用形式对EPDM 耐老化性能的影响(2)
平均硬度变化值
平均拉伸强度变化率／％
平均伸长率变化率／％
9．875
— 21．37
— 73．40
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第34卷第6期翁国文等．防护体系对过氧化物硫化EPDM耐高温老化性能的影响·l3·
表6 防老剂的并用形式对EPDM 耐老化性能的影响(5)
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· 14 · 世界橡胶工业 2007
从表2～7可知，不同的防老剂并用形式，
其防老效果也不同。以防老剂NBC与其它防
老剂并用防护效果较好，并高于NBC单用的防
护效果。其平均拉伸强度下降率小于5％ ，伸
长率下降率小于50％ ，但也存在硬度变化较大
的缺点(为12．5)。防老剂D与其它防老剂并
用，其平均拉伸强度下降率接近20％ ，伸长率
下降率接近75％ ，硬度变化值为11，其防老性
好于单用。防老剂MB与其它防老剂并用，其
平均拉伸强度下降率接近30％ ，伸长率下降率
接近75％ ，硬度变化值接近10，其防老性也好
于单用。防老剂4020与其它防老剂并用，其平
均拉伸强度下降率接近22％ ，伸长率下降率接
近74％ 。防老剂BLE与其它防老剂并用，其平
均拉伸强度下降率大于22％ ，伸长率下降率接
近72％ 。防老剂SPC与其它防老剂并用，其平
均拉伸强度下降率接近15％ ，伸长率下降率接
近70％ 。可见，多数防老剂并用后防护效果好
于其单用，这主要是因为不同防老剂并用能产
生协同效应的缘故。
2．3 防老剂的用量对耐热老化性的影响
选用防老剂NBC进行变量试验，用量为1、
2、4质量份，测得的耐老化结果如表8所示。
表8 防老剂NBC的用■ 对EPDM 耐老化性能的影响
从表8可知，随着防老剂NBC用量的增
加，老化后硬度变化值增加，但不是很明显。同
时拉伸强度变化率下降，伸长率变化率下降。
因而防老剂NBC用量增加可提高防老效果，综
合考虑，防老剂NBC的用量以2质量份左右为
宜。
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第34卷第6期翁国文等．防护体系对过氧化物硫化EPDM耐高温老化性能的影响·15·
3 结论
(1)对过氧化物硫化的EPDM胶料，防老
剂单用时以NBC较好，用量以2质量份左右为
宜；
(2)防老剂并用以防老剂NBC与其它防老
剂并用为好，其中以NBC／MB和NBC／DNP为
好。
参考文献：
[1] 谢遂志．橡胶工业手册：第一分册．北京：化学工
业出版社，1989．24O．315． ·
[2] 王梦蛟．橡胶工业手册：第二分册．北京：化学工
业出版社，1989．239．
[责任编辑：朱胤]
收稿日期：2006-04-17
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2信息传真：
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普利司通多款新品亮相上海车展
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野、卡车巴士等多款普利司通轮胎新品悉数同消费者见面。
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驾驶享受的同时，将安全保障带给大家。普利司通展台面积180 IIl2，分产品展示区、F1展示区、技
术及活动展示区、互动表演区和接待区五大区域。作为F1独家轮胎供应商，在F1展示区陈列的是
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者流连忘返。 (摘自中国化工报)
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YOKOHAMA轮胎近日在华推出了几款中量级的产品，其中，PARADA是今年YOKOHAMA轮胎
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该款轮胎在美国市场推出后反响热烈，专门用于悍马、路虎等高档车的轮胎升级使用。
此外，ZPS缺气行驶轮胎是Zero Pressure System的缩写，即零压力系统，该款产品的特点是能使
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近日，轮胎品牌锦湖推出三款高科技轮胎新品：缺气保用轮胎ECSTA XRP、运动型并兼顾舒适
驾乘感受的轮胎ECSTA XT KU37以及世界首款散发出阵阵香味轮胎ECSTA DX Aroina。
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