Harmonite,一個來自RSS的新開發工程材料,已開始通過改進產品性能、簡化生產工藝和降低生產成本來改善精選配方,幫助橡膠產品制造商。這種新材料在熱熔壓敏膠粘劑、密封膠、SBS改性瀝青膜和其它應用上已獲得認可。在更強的耐磨性,相當或更佳的硬度、抗拉強度、延伸率和體積特性,以及較低的混合時間和降低生產期間的功耗等方面,Hamonite為橡膠生產商帶來了潛在的好處。
最近完成的獨立實驗室研究揭示了Harmonite在三個大批量工業橡膠化合物上的應用的幾個關鍵標準中的表現,包括用于襯墊和軟管蓋的三元乙丙橡膠,用于腳墊的丁腈橡膠和用于輸送機罩的SBR/BR復合物。
Harmonite的物理特性
Harmonite是一種由高溫熱/機械工藝專利制造的可自由流動的有機包封無機復合粉末。
相較于普通的瀝青,Harmonite有機含量范圍為25~35%(取決于產品要求),是一個高軟化點(290℃),包含大約5倍瀝青質結構和2~1/2倍多的樹脂和瀝青質的組合體(表1)。它由高分子量的,芳烴碳環單元的復雜混合物組成,還含有氧、氮和硫雜原子。業已發現瀝青和樹脂的高極性結構表現出聚合行為,物理交聯和加成型化學反應(氫鍵,范德華力)。其有機相可溶于芳烴和較長的直鏈烴類,但它不溶于水和酒精。
表1、SARA分析
其無機相主要由碳酸鈣、氧化鋁、二氧化鈦、高嶺土、玻璃纖維等惰性成分組成。
通常情況下,在制造的最后階段,Harmonite粉末是通過40或70目的物理篩選并裝袋。光散射分析表明,以粒子計數為基礎,超過90%的Harmonite 70粒子有一個低于33微米的等效圓直徑,當中有50%是低于15微米。圖1中的Harmonite 70的顯微照片表明,小顆粒彼此附著顯示了粉末天然“發粘的”性質。然而,它仍然是可自由流動的,當引入含有各種工藝油、溶劑和聚合物的配方時,它就容易分散。
彈性體復合
RSS公司進行了獨立的第三方研究,以確定使用不同等級的Harmonite在普通彈性體復合應用中的可行性。并對三元乙丙橡膠軟管蓋、丁腈橡膠腳墊和SBR/BR輸送機罩的配方進行了研究。
表2、第一階段混合和能耗
用Harmonite粉末對參考對照組化合物進行了改良,并對其改性配方化合物的性能與參考對照組化合物進行比對。在這項研究的第一階段,Harmonite取代了粉煤、硬或軟質粘土,或減少了其取代物的消耗。使用Harmonite 40和Harmounit 70在兩種不同的配料率下制定4個配方,對三類彈性化合物分別配制并進行測試。
在所有情況下,12個含Harmonite的復合物表現出明顯縮短的混合周期和較低的綜合能耗(表2)。結合其流變儀測試研究數據,門尼燒焦時間和物理性質,實驗室得出結論,Harmonite在復合物中有著塑化作用。
表3、Harmonite配方與對照組配方的第一階段總結比較
未老化Harmonite配方復合物的物理性能測試已完成,與對照組配方相比,大多數物性測試顯示出略低。實驗室將略微較低的性能歸因于Harmonite對配方的塑化作用。本試驗對硬度(硬度A)、拉伸、伸長率、模數、抗撕裂強度、比重和壓縮形變進行了測試??偟膩碚f,在這些應用中,直徑較小的Harmonite 70目產品比Harmonite 40目產品優勝。對這些化合物還進行了各種老化研究,包括熱老化、油浸試驗、乙二醇/水溶液浸泡和水浸泡試驗,以及磨損試驗和染色試驗。結果表明,Harmonite 在許多測試中具有相當的甚至優異的性能; 但在其它情況下,對照組配方優于Harmonite配方(表3)。據研究實驗室稱,任何物理特性的差異都可以很容易地依據最終用戶期望的性能,通過微調配方來調整。實驗室的結論是,由實驗配方所展示的物理性能將適合于這些應用,或者僅需輕微改變配方。
第二個研究階段是針對用于二級輸送機罩的SBR/BR共混物進行的。結果表明:
★ 成功取代粉狀煤
★ 用作工藝助劑和增塑劑的芳香油的消耗量減少了32%
★ 該配方的成本降低約每磅0.025~0.03美元
★ 耐磨性提高達13%
★ 從第一階段測試結果中表明物理性能獲得改善。
結論
雖然每一個應用都不同,且每個配方也是獨一無二的,但前面的實驗結果與商業用戶的反饋相結合表明,Harmonite是一種多用途和多功能的組分,可以提高配方性能,降低配方成本和改進生產操作流程。在不同的應用中均展示出Harmonite擁有工藝助劑、增塑劑、流變改性劑、增稠劑、均質劑、相容性增助劑、延伸劑和填料的特性。(文章來源于網絡)