補強體系對橡膠減振制品電泳性能的影響

方紅 胡勝超

摘 要：考察了天然橡膠補強體系對橡膠減振制品電泳性能的影響。橡膠配方中補強體系含量較低時，雖然橡膠的導電性能較低，電泳性能滿足要求，但是其膠料硬度低、導致制品剛度較低，使得制品性能不合格。炭黑粒徑越小（比表面積越大），電阻越小，絕緣性能下降，使得橡膠制品表面存在油漆，制品外觀不合格。優(yōu)選炭黑N550、N774等大顆粒與白炭黑協(xié)同補強天然橡膠時，可以制備合格的制品。

關鍵詞：減振制品;橡膠;炭黑;白炭黑;陰極電泳漆

進入21世紀，汽車代步成為人們必不可少的交通工具。隨著汽車逐步進入家庭化，人們對乘坐舒服性、安全性、操作性、外觀美感的要求越來越高，因此橡膠減振制品在汽車上得到越來越廣泛的應用。橡膠減振制品按照結構方法分為以下幾類：全橡膠制品;帶骨架材料制品。

骨架材料又分為金屬材料和非金屬材料。有些金屬材料類制品裸漏在空氣中，金屬材料長時間與空氣接觸和雨水接觸，導致金屬材料生銹。因此需對金屬材料進行表面處理，如：磷化、靜電噴涂、電鍍、自泳、電泳等工藝。

電泳涂裝是將具有導電性的被涂工件，浸漬在裝水稀釋濃度比較低的電泳涂料槽中作為陰極（或陽極），在槽中另投置與其相對應的陽極（或陰極），在兩極間通一定時間的直流電，通過物理化學作用將漆沉積在被涂工件上，形成水不溶性膜的一種涂裝方法。電泳涂裝的優(yōu)點：

容易實現(xiàn)機械化和自動化。減輕勞動強度、提高生產(chǎn)效率;

電泳涂裝由于在電場的作用下成膜均勻，所以適合于形狀復雜，有邊緣棱角、孔穴的加工件、焊接件等，而且可以調整通電量，在一定程度上控制膜厚，耐腐蝕性能得到明顯提高;

帶電荷的高分子顆粒在電場作用下定向沉積，因而電泳涂裝漆膜的耐水性很好，漆膜的附著力強;

電泳涂裝使用漆液濃度低，粘度低，由于浸泡作用粘附被涂工件，所以帶出損耗的漆較少。漆可以充分利用，特別是UF技術應用于電泳涂裝后，漆液的利用率高;

電泳漆中采用純凈水做溶劑，免除了火災危險。大大降低了水和空氣的污染，明顯地減少了環(huán)保設備費用，沒有溶劑易燃易炸的危險，改善了環(huán)境污染;

提高漆膜的平整性，外觀視覺好看。

因電泳涂裝具有以上優(yōu)點，所以目前電泳涂裝的應用廣泛，如：汽車、家用電器、開關、電子元件等。

隨著減振制品剛度的提高，膠料硬度有所升高、填料增加、相應配方含膠率有所下降。NR本身不導電，隨著膠料的硬度有所提高，配方中添加的炭黑量和其他填料的量的增大，配方含膠率降低，配方中添加劑、補強劑等形成連體，導致橡膠制品導電。因此在電泳金屬類制品時金屬材料和橡膠材料上面都會吸附油漆，影響制品性能和外觀。本文主要討論同種配方體系不同補強劑的配方對電泳工藝的影響。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），越南3L;順丁橡膠（BR），燕山石化;防老劑、促進劑、硫磺，濮陽蔚林化工股份有限公司;炭黑N330、N550、N774，卡博特（中國）有限公司;白炭黑ZEOSIL-175Gr，羅地亞白炭黑有限公司;陰極電泳漆，杭州優(yōu)立化工有限公司。

1.2 主要設備與儀器

密閉式煉膠機，大連第二橡塑機械有限公司? ;開放式煉膠機，威福興機械（上海）有限公司;硬度計，上海六菱儀器廠;注射機，磐石油壓工業(yè)（安徽）有限公司;MTS831，美特斯工業(yè)系統(tǒng)有限公司;MTS833，美特斯工業(yè)系統(tǒng)有限公司;電泳設備，溫州華泰電泳設備有限公司;電泳漆，杭州優(yōu)立化工有限公司。

1.3 配方

1.4 工藝流程

2 結果與討論

實驗對比：

根據(jù)制品性能要求：1#、2#、3#、4#、5#配方做出制品檢測靜剛度偏低、動剛度偏低，不合格。6#、7#配方靜剛度合格、動剛度合格。

電泳外觀對比

1#、2#、3#、4#、5#、7#配方橡膠不導電，電泳時只有金屬件表面有油漆 6#配方導電，金屬表面和橡膠體表面都存在油漆

使用1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#配方制品進行電泳，1#、2#、3#、4#、5#、7#配方橡膠不導電，電泳時只有金屬件表面有油漆，6#配方導電，金屬表面和橡膠體表面都存在油漆。

產(chǎn)品剛度曲線

為了得到合格橡膠減振制品，對電泳工藝進行了調整，具體調整工藝見表。

雖6#配方性能合格，但是橡膠配方導電，制品膠料表明吸附油漆，通過調整電泳工藝，制品表明依然有油漆，無法投入生產(chǎn)。

3 結論

1#、2#、3#、4#、5#配方低硬度膠料使用粗粒子炭黑橡膠配方絕緣，制品表面沒有油漆;6#、7#配方對比，硬度相同、雖然7#配方含膠率低于6#配方，但是7#配方絕緣性能良好。所以橡膠減振類制品（橡膠和金屬粘結件）需要采用電泳涂裝工藝進行電泳時，橡膠配方需要使用粗粒子炭黑或者無機補強劑，避開高補強的小粒徑炭黑。

有7#配方得出以下結合：

在120V電壓、25℃溫度情況下，隨著電泳時間增加，電沉積量也增加，泳透深度增大，漆膜厚度逐步增加;

在150V電壓、25℃溫度情況下，隨著電泳時間增加，電沉積量也增加，泳透深度增大，漆膜厚度逐步增加。但當漆膜打到一定厚度時，由于電阻的影響，電泳時間在延長，也不可能在增加膜厚;

在180V高電壓、25℃溫度情況下，電壓高，電沉積速度提高、漆膜增厚。但電壓高，電解反應加劇隨著電泳時間增加出現(xiàn)電擊穿返溶而導致漆，膜外觀狀態(tài)變壞。

實驗7#配方電泳1#、2#、3#、4#、7#、9#制品鹽霧性能不合格。實驗5#、6#、8#制品鹽霧性能合格，但實驗6#制品電泳時間長于實驗5#制品電泳時間，生產(chǎn)效率低下。實驗8#制品電泳使用高壓電泳，存在電擊穿返溶風險。所以在生產(chǎn)時采用實驗5#電泳工藝條件生產(chǎn)制品，滿足制品性能要求。

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