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硫化工藝對秋蘭姆硫化橡皮性能的影響

文檔作者：李小秋文檔來源：衡陽電線電纜廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月06日
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硫化工藝對秋蘭姆硫化橡皮性能的影響 l(
，2 一 衡陽電線電纜廠
．
t 童塑 一r 70 ‘f D占，
摘要本文詳細地論述了采用硫化劑秋蘭姆(TMTD)的硫化工藝對橡皮性能的影響。
主題詞 蘭墊 秋蘭姆墮些堡垂 硫化工藝 橡皮 絲影響
耆
此在生產(chǎn)中往往選定某一蒸汽壓力來作為硫
化溫度。
采用秋蘭姆作為硫化劑，已廣泛用于制
造一般用途的各種橡皮電纜的絕緣和護套。
這是因為秋蘭姆作為不飽和橡膠的硫化體
系，可以減少硫黃的用量，甚至不用硫黃。二
硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)硫化機理為：
CH。 5 1 ＼cH。
CH3
上? CHs r
fl cH：{ Cl 一2}J
|=c 一 (2)
NI ☆
硫化產(chǎn)生雙硫鍵和單硫鍵，致使硫化橡
皮具有優(yōu)良的耐熱老化性能。如果采用的硫
化工藝參數(shù)(即氣壓、溫度、速度)控制或配合
不當時，則極易造成產(chǎn)品合格率下降，甚至造
成成批報廢。
問題的由來
橡皮絕緣電線電纜現(xiàn)基本上均采用連續(xù)
硫化工藝，硫化加熱介質(zhì)有飽和蒸汽和過熱
蒸汽等二種。當選用飽和蒸汽硫化時，蒸汽壓
力與溫度具有相互一定的關(guān)系(見表1)，因
衰1 飽和蒸汽壓力與溫度的美系參考值
飽和燕最壓 溫度(℃) 飽和燕汽壓
(MPa) (MPa) 溫度(℃)
1．0 183．2 1．4 197．4
1．1 187．1 1．5 200．S
1．2 l90．8 1 6 203．4
1 3 194 2 1．7 206．4
鍋爐所產(chǎn)生的飽和蒸汽，經(jīng)過長距離輸
送到連續(xù)硫化機的管道后，由于熱損耗及冷
凝水的產(chǎn)生，使實際溫度值比理論值要低3O
～ 40℃ ，條件的限制又不能使用過高的壓力
(≯1．8MPa)，因此，導(dǎo)致橡皮欠硫化，或者降
低生產(chǎn)速度，減少產(chǎn)量?，F(xiàn)在，我廠采用過熱
蒸汽作為硫化加熱介質(zhì)，避免了壓力的限制，
以及減少冷凝水的產(chǎn)生，使溫度可高達
250℃，熱損耗引起溫度下降1O～20℃ ，產(chǎn)量
可提高1 5 ，也克服了欠硫化的現(xiàn)象。
但是，在生產(chǎn)太截面電纜時(護套橡皮厚
度≥ 5．Omm)，發(fā)現(xiàn)電纜表面存在著不同程
度氣泡，有的地方呈松軟狀，有的地方會變硬
發(fā)脆，即出現(xiàn)明顯的欠硫化和過硫化現(xiàn)象。本
文主要是針對這問題進行分析、找出原因，并
提出了改進措施，使這問題得以圓滿地解決。
原因的分析
我們試從以下幾點進行分析：
1 護套表面起泡發(fā)生的特定條件
(1)僅發(fā)生在采用秋蘭姆硫化劑的硫化
體系，橡皮護套厚度≥5．Omm 的太截面的電
纜產(chǎn)品上(其他用金屬氧化物和過氧化合劫
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作硫化體系時，均未發(fā)生這現(xiàn)象)。
(2)用過熱蒸汽作為硫化工藝的加熱介
質(zhì)。
2．根據(jù)其發(fā)生的特定條件進行分析
(1)排除原材料含有水份過多，或者混
煉中帶入水份的可能性，因采用同一批混煉
的同種類護套橡皮，在生產(chǎn)護套厚度≤
4．00mm的電纜時，不發(fā)生起泡現(xiàn)象。
(2)預(yù)測產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是硫化溫
度過高和硫化時間過長所引起的。因為橡皮
為不良的導(dǎo)熱體，加之大截面電纜的護套較
厚，為了保證達到完善地硫化，所以硫化溫度
選得較高，約210～220℃ ，硫化速度較慢，比
小截面電纜的硫化時間增加約2min。
(3)護套起泡的原因大多由于材料受熱
分解產(chǎn)生氣體所致。因為正常的硫化工藝基
本上不產(chǎn)生導(dǎo)味氣體，而硫化產(chǎn)生氣泡時，電
纜表面釋放出大量異味氣體。這可能是某種
或某些配合劑在較長時間(約8min)，承受
200~C及以上高溫條件下發(fā)生了分解反應(yīng)，釋
放出氣體所致。
3．對各種配臺劑熱穩(wěn)定性進行分析
在護套橡皮配方中含有十多種化學(xué)配合
劑，除了熱分解溫度較高，熱穩(wěn)定性較好的材
料(例如金屬氧化物，填充劑和樸強劑等)，著
重于對防老劑，硫化劑和促進劑等材料進行
熱穩(wěn)定性試驗，測量它們在高溫條件下因熱
分解引起的重量減少率，實驗結(jié)果見表2。
裹2 各種材料熱奠定性試驗( )
18S℃ ×5rain 190℃ ×5min 195℃ ×5mit
材料名稱 G 物質(zhì)狀態(tài) G 物質(zhì)狀志 G 劫質(zhì)狀i
硬脂酸 0．22 藏態(tài) 0．22 藏態(tài) 0．25 藏志
防老劑RD 0．46 藏態(tài) 0．46 藏態(tài) O．54 藏態(tài)
防老劑4010 0．85 藏杰 仉90 藏志 O．95 藏態(tài)
石臘 0．71 藏態(tài) 0．71 灌態(tài) O、71 藏態(tài)
促進劑M 0．8S 固志 0．87 固態(tài) O．90 固藏混{
促進劑： 0．31 固態(tài) 0．35 同態(tài) 1．46 傲熔，
ZDC 放氣體
促進劑 0 03 藏態(tài) 0．15 藏態(tài) 36．9 藏志，有
TMTD 大量氣
#z混音物 0．55 固態(tài) 0．56 田態(tài) 1．21 般焙，有
M+ZDC 步量氣
注：G—— 重量峨少率( )
由表2可以看出以下幾點：
(1)在3種不同溫度試驗條件下，除了
硫化劑TMTD及#1混合物之外，其他材料
的重量無明顯地變化。 ’
(2) #l混合物(TMTD+M +ZDC)在
上述3種溫度條件，重量減少率遠遠大于
TMTD，M ，ZDC等3種材料單獨存在時，以
及同樣溫度條件下的重量減少率。這說明#
1混合物在≥185℃時極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，分
解出氣體。
(3)TMTD在l85℃時其重量幾乎無變
化，當溫度達到195℃時才發(fā)生分解，其重量
有明顯減少，并有異味氣體的釋放。
從上述可知，為了保證大截面電纜的厚
護套完善地硫化，硫化溫度提高到2l0～
220℃，硫化時間增加了2rain，而從表2可
知，#l混合物在≥ 185℃ ×5min時，硫化劑
TMTD與促進劑M、ZDC起反應(yīng)，并分解和
釋出異味氣體，因此，可以認為硫化溫度過高
是造成護套表面起泡、變硬發(fā)脆過硫化現(xiàn)象；
而護套內(nèi)層因厚度較厚又造成溫度過低的欠
硫化現(xiàn)象(呈松軟態(tài))。
措施及效果
根據(jù)上述分析，我們采取了以下幾點有
效的措施：
(1)控制過熱蒸汽的溫度為180～
190℃ 。
(2)調(diào)整及控制好擠橡機的機頭溫度；
并根據(jù)不同的護套厚度來調(diào)整好不同的硫化
速度。
(3)改變原來的大截面電纜厚護套(≥
5．0mm)的一次擠出為二屢共擠{并調(diào)整好
內(nèi)、外兩層護套橡皮配方，使其硫化速率及硫
化溫度更加合理，克服外層過硫而內(nèi)層欠硫
的現(xiàn)象。
經(jīng)過上述工藝及材料配方改進后，保證
和提高了產(chǎn)品的質(zhì)量及數(shù)量，達到預(yù)期的目
標。
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