橡胶配方设计的原则
橡胶配方设计的原则可以概况如下:
1、 保证硫化胶具有指定的技术性能,使产品优质;
2、 在胶料和产品制造过程中加工工艺性能良好,使产品达到高产;
3、 成本低、价格便宜;
4、 所用的生胶、聚合物和各种原材料容易得到;
5、 劳动生产率高,在加工制造过程中能耗少;
6、 符合环境保护及卫生要求;
任何一个橡胶配方都不可能在所有性能指标上达到全优。在许多情况下,配方设计应遵循如下设计原则:
① 在不降低质量的情况下,降低胶料的成本;
② 在不提高胶料成本的情况下,提高产品质量。要使橡胶制品的性能、成本和加工工艺可行性三方面取得最佳的综合平衡。用最少物质消耗、最短时间、最小工作量,通过科学的配方设计方法,掌握原材料配合的内在规律,设计出实用配方。
橡胶配方的表示形式
原材料名称 |
基本配方
/质量份PHR |
质量分数配方/% |
体积分数配方/% |
生产配方
/KG |
NR
硫磺
促进剂M
氧化锌
硬脂酸
炭黑 |
100
3
1
5
2
50 |
62.20
1.86
0.60
3.10
1.24
31.00 |
76.70
1.03
0.50
0.63
1.54
19.60 |
50
1.5
0.5
2.5
1.0
25.0 |
合计 |
161 |
100.00 |
100.00 |
80.5 |
天然橡胶(NR)基础配方
原材料名称 |
NBC标准
试样编号 |
质量份 |
原材料名称 |
NBC标准
试样编号 |
质量份 |
NR
氧化锌
硬脂酸 |
—
370
372 |
100
5
2 |
防老剂PBN
促进剂DM
硫磺 |
377
373
371 |
1
1
2.5 |
注:硫化时间为140℃×10min,20min,40min,80min。NBS为美国国家标准局编写
丁苯橡胶(SBR)基础配方
原材料
名称 |
NBC标准试样编号 |
非充油SBR配方 |
充油SBR配方 |
充油量25phr |
充油量37.5phr |
充油量50phr |
充油量62.5phr |
充油量75phr |
非充油SBR
充油SBR
氧化锌
硬脂酸
硫磺
炉法炭黑
促进剂NS |
—
—
370
372
371
378
384 |
100
—
3
1
1.75
50
1 |
—
125
3.75
1.25
2.19
62.50
1.25 |
—
137.5
4.12
1.38
2.42
68.75
1.38 |
—
150
4.5
1.5
2.63
75
1.5 |
—
162.5
4.88
1.63
2.85
81.25
1.63 |
—
175
5.25
1.75
3.06
87.5
1.75 |
Phr指每百质量份橡胶的分量数
注:硫化时间为145℃×25min,35min,50min
氯丁橡胶(CR)基础配方
原材料名称 |
NBC标准
试样编号 |
纯胶配方 |
半补强炉黑
(SRF)配方 |
CR(W型)
氧化镁
硬脂酸
SRF
氧化锌
促进剂NA-22
防老剂D |
—
376
372
382
370
—
377 |
100
4
0.5
—
5
0.35
2 |
100
4
1
29
5
0.5
2 |
注:硫化时间为150℃×15min,30min,60min
丁基橡胶(IIR)基础配方
原材料名称 |
NBC标准
试样编号 |
纯胶配方 |
槽黑配方 |
高耐磨炭黑
(HAF)配方 |
IIR
氧化锌
硫磺
硬脂酸
促进剂DM
促进剂TMTD
槽发炭黑
HAF |
—
370
371
372
373
374
375
378 |
100
5
2
—
—
1
—
— |
100
5
2
3
0.5
1
50
— |
100
3
1.75
1
—
1
—
50 |
注:硫化时间为150℃×20min,40min,80min;150℃×25min,50min,100min
丁腈橡胶(NBR)基础配方
原材料名称 |
NBC标准试样编号 |
瓦斯炭黑配方 |
NBR
氧化锌
硬脂酸
硫磺
促进剂DM
瓦斯炭黑 |
—
370
372
371
373
382 |
100
5
1
1.5
1
40 |
注:硫化时间为150℃×10min,20min,80min
顺丁橡胶(BR)基础配方
原材料名称 |
NBC标准试样编号 |
HAF配方 |
BR
氧化锌
硫磺
硬脂酸
促进剂NS
HAF
ASTM型103油 |
—
370
371
372
384
378
— |
100
3
1.5
2
0.9
60
15 |
注:硫化时间为145℃×25min,35min,50min
异戊橡胶(IR)基础配方
原材料名称 |
NBC标准试样编号 |
HAF配方 |
IR
氧化锌
硫磺
硬脂酸
促进剂NS
HAF |
—
370
371
372
384
378 |
100
5
2.25
2
0.7
35 |
注:硫化时间为15℃×20min,30min,40min,60min。纯胶配方采用天然橡胶基础配方。
三元乙丙橡胶(EPDM)基础配方
原材料名称 |
质量份 |
原材料名称 |
质量份 |
EPDM
氧化锌
硬脂酸
促进剂M |
100
5
1
0.5 |
促进剂TMTD
硫磺
HAF
环烷油 |
1.5
1.5
50
15 |
注:硫化条件在第三单体为DCDP时为160℃×30min,40min,第三单体为ENB时为160℃×10min,20min
氯磺化聚乙烯(CSM)基础配方
原材料名称 |
黑色配方 |
白色配方 |
CSM
SRF
一氧化铅
活性氧化锌
促进剂DM
促进剂DPTT
二氧化钛
碳酸钙
季戊四醇 |
100
40
25
—
0.5
2
—
—
— |
100
—
—
4
—
2
3.5
50
3 |
注:硫化时间为153℃×30min,40min,50min
氯化丁基橡胶(CIIR)基础配方
原材料名称 |
质量份 |
原材料名称 |
质量份 |
CIIR
硬脂酸
促进剂DM
氧化镁 |
100
1
2
2 |
HAF
促进剂TMTD
氧化锌 |
50
1
3 |
注:硫化时间为153℃×30min,40min,50min
聚硫橡胶(PSR)基础配方
原材料名称 |
ST配方 |
FA配方 |
原材料配方 |
ST配方 |
FA配方 |
PSR
SRF
促进剂DM
氧化镁 |
100
60
1
6 |
100
60
0.5
— |
氧化锌
促进剂DM
促进剂DPG |
—
—
— |
10
0.3
0.1 |
注:硫化时间为150℃×30min,40min,50min
丙烯酸酯橡胶(ACM)基础配方
原材料名称 |
质量份 |
原材料名称 |
质量份 |
ACM
快压出炭黑FEF
硬脂酸钾 |
100
60
0.75 |
防老剂RD
硬脂酸纳
硫磺 |
1
1.75
0.25 |
注:硫化条件为一段166℃×10min; 二段硫化180℃×8h。
混炼型聚氨酯橡胶(PUR)基础配方
原材料名称 |
质量份 |
原材料名称 |
质量份 |
PUR
古马隆树脂
促进剂M
促进剂DM |
100
15
1
4 |
防老剂Caytur 4
硫磺
HAF
硬脂酸镉 |
0.35
0.75
30
0.5 |
注:硫化时间为153℃×40min,60min
氯醇橡胶(CO)基础配方
原材料名称 |
质量份 |
原材料名称 |
质量份 |
CO
硬脂酸铅
FEF |
100
60
0.75 |
铅丹
促进剂NBC
促进剂NA-22 |
1.5
2
1.2 |
注:硫化时间为160℃×30min,40min,50min
氟橡胶(FKM)基础配方
原材料名称 |
质量份 |
原材料名称 |
质量份 |
FKM(Viton型)
MT炭黑 |
100
20 |
氧化镁
硫化剂Dink 3# |
15
3.0 |
要求耐水性时用11质量份氧化钙代替氧化镁,要求耐酸时用PbO作吸酸剂。
注:硫化条件为一段150℃×30min; 二段硫化250℃×24h。
硅橡胶(Q)基础配方
原材料名称 |
质量份 |
Q
硫化剂BPO |
100
0.35 |
注:一段125℃×5min; 二段硫化250℃×24h。
国外载重汽车轮胎胎面胶配方
单位:质量份
原材料 |
大型载重胎胎面胶 |
中型载重胎胎面胶 |
胎侧胶 |
胎冠胶 |
胎面基部胶 |
胎冠胶 |
胎面基部胶 |
NR
BR
SBR
硬脂酸
氧化锌
微晶蜡
防老剂
操作油
硬质炭黑
防焦剂
促进剂
硫磺 |
50
30
20
2
5
2
3
11
55
0.7
1.3
1.6 |
20
45
35
2
5
—
2.5
11
60
0.7
1.2
1.6 |
—
30
70
2
3
2
3
11
60
0.7
1.3
1.8 |
—
45
55
2
3
—
3
11
65
0.7
1.3
1.8 |
—
30
70
2
3
2
3
12
55
0.6
1.1
1.2 |
合计 |
181.6 |
184.0 |
184.8 |
187.8 |
179.9 |
含胶率% |
55.07 |
54.35 |
54.11 |
53.25 |
55.59 |
国内载重汽车轮胎胎面胶配方
类型 |
胎冠胶配方 |
胎肩胶配方 |
胎侧胶配方 |
原材料 |
NR/
BR |
NR/
BR |
NR/
SBR |
NR/BR/
SBR |
NR/
BR |
NR/
BR |
NR/
BR |
NR/
BR |
NR/BR/
SBR |
NR
BR
SBR
氧化锌
硬脂酸
石蜡
微晶蜡
防老剂4010NA
防老剂4020
防老剂RD
防老剂BLE
防老剂A
防老剂H
三线油
机油
芳烃油
锭子油
矿质胶
古马隆
ISAF
N339
HAF
SRF
GPF
FEF
促进剂CZ
促进剂NOBS
促进剂DM
硫化剂DTDM
S |
70
30
—
4
2
—
1
—
1
1.5
—
—
—
—
—
6
—
—
—
—
50
—
—
—
—
—
0.7
—
—
1.5 |
50
50
—
4
3
1
—
1
—
1.5
—
—
—
7
—
—
—
—
—
53
—
—
—
—
—
0.65
—
—
—
1.2 |
70
—
30
3
2
1
—
1.5
—
1
—
—
—
10
—
—
—
—
2
—
—
43
8
—
—
0.65
—
0.15
—
1.8 |
20
30
50
3.5
2
0.8
—
1.5
—
0.7
—
—
—
—
—
10
—
—
—
42
—
12
—
—
—
—
1.4
—
—
1.2 |
70
30
—
4
2.5
—
—
1.5
—
1
—
—
—
—
5
—
—
—
—
—
—
35
—
10
—
—
0.9
—
1.2
0.9 |
82
20
—
10
2.5
—
—
1.5
—
1.5
—
—
—
—
—
6
—
—
—
—
—
30
—
10
—
1.2
—
—
0.5
1.2 |
70
30
—
4
3
1
—
1.5
—
—
1
0.5
—
—
4.5
—
—
—
—
—
—
40
—
10
—
—
0.6
—
—
1.5 |
50
50
—
4
3
1
—
0.7
—
—
1.3
0.5
—
—
—
—
2
3
3
—
—
55
—
—
—
—
0.7
—
—
1.2 |
30
50
20
4
2
1
—
2.5
—
—
—
—
0.3
—
8
—
—
—
—
—
—
20
—
—
35
—
0.6
—
—
1.2 |
合计 |
167.7 |
172.35 |
174.1 |
177.1 |
162.0 |
164.4 |
167.6 |
175.4 |
174.6 |
载重汽车轮胎胎体胶配方
原材料 |
缓冲层胶 |
外帘布层胶 |
内帘布层胶 |
油皮胶 |
NR
SBR
再生胶
氧化锌
硬脂酸
防老剂4010NA
防老剂BLE
防老剂A
防老剂D
HAF
GPF
SRF
轻质碳酸钙
硅铝炭黑
松焦油
促进剂M
促进剂DM
促进剂CZ
促进剂TMTD
硫磺
防焦剂CTP |
100
7.5
2
0.8
1
1
27
15
4
1.2
0.03
2.5
0.07 |
90
10
5
2
1
1.5
7
11
20
6
0.5
0.6
0.06
2.5
|
90
10
5
2
1
1.5
5
15
15
6
0.5
0.6
0.05
2.5
|
70
30
100
5
2
1
1.5
30
30
20
10
1
0.1
2.2
|
合计 |
162.1 |
157.16 |
154.15 |
302.8 |
胎圈胶胶料配方
原材料 |
钢丝圈胶 |
三角芯胶 |
钢丝圈包布胶 |
NR
BR
SBR
再生胶
氧化锌
硬脂酸
石蜡
环烷酸跍
SRF
N660
N330
N774
陶土
轻质碳酸钙
松焦油
沥青
芳烃油
古马隆树脂
氧化铁红
氧化铅
防老剂RD
防老剂4010NA
防老剂D
防老剂A
促进剂NOBS
促进剂CZ
促进剂M
促进剂DM
促进剂TMTD
促进剂D
硫磺 |
80
20
10
1
3
70
100
3
3
8
2
0.9
7 |
100
200
24
5
93
170
49
10
12
17
6
2.5
2
1.35
0.15
17 |
25
50
25
5
2
1
80
5
1
1.5
1.2
2 |
100
250
9
6
100
360
8
5
1.5
1.5
6 |
100
5
1
37.5
1.5
0.7
0.15
2.93 |
70
30
5
1
50
10
2
1.5
0.8
0.2
2.93 |
合计 |
307.9 |
709.0 |
198.7 |
847.0 |
148.78 |
173.43 |
内胎和气门嘴垫胶的配方
原材料 |
内胎胶 |
气门嘴垫胶 |
NR/SBR |
IIR |
IIR/EPDM |
CIIR |
普通内胎 |
丁基内胎 |
NR
SBR(充油)
IIR
EPDM
CIIR
氧化锌
硬脂酸
氧化镁
防老剂D
防老剂4010
石蜡
氧化铁红
RX-80
HAF
GPF
SRF
FEF
白炭黑
石蜡油
送焦油
沥青
环烷油
机油
促进剂DM
促进剂TMTD
促进剂ZDC
促进剂M
促进剂D
硫磺 |
70
41.3
5
2.5
1.5
1
1
13
30
6
1.5
1
0.3
1.3 |
100
5
1
58
16
0.5
1
1.75 |
85
15
5
1
40
25
22
0.5
1.5
1.5 |
100
5
1
70
25
0.5
0.7
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|
|
|