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[原创] 《橡胶衬里防腐》连载~~全部结束

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3 橡胶衬里的原料
3.1 橡胶片/

橡胶衬里用胶板的生产工艺流程如表图3.1
3.1  防腐衬里用橡胶片/板生产工艺流程

塑炼是天然橡胶加工中一个重要的阶段,提高天然橡胶的可塑性,提高后续加工工艺性能。合成橡胶一般不需要塑炼这个过程。
混炼指的是将各种配合剂加入生胶在混炼机上进行混合混合的过程。一般天然橡胶的混炼步骤为先加入促进剂、防老化剂、硬脂酸,再加入填充剂和软化剂,最后加入硫化剂。半硬质橡胶、硬质橡胶的混炼步骤为先生胶热炼,再加硫磺,再加填充剂、防老化剂、硬脂酸、软化剂,最后加入促进剂。
硬质胶、半硬质胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶只适合用开炼机混炼,乙丙橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶可用密炼机混炼,也可用开炼机混炼。
出片方式有压延出片和压出出料两种。胶料通过压延机缝隙靠压力使胶料产生延展变形制成胶片,通过挤出机则可压出所需要的棒、管等其他形状的橡胶制品。
按照《橡胶衬里  1部分  设备防腐衬里》GB 18241.1的要求对防腐衬胶用胶板进行质量检验。具体质量检验要求见后面原料检验章节的阐述。
防腐衬胶用胶板的包装、贮存、运输、都应符合《橡胶衬里  1部分  设备防腐衬里》GB 18241.1的要求。尤其注意加热硫化胶板和自然硫化胶板应悬置,不得挤压或粘连。产品说明书中规定需要低温冷藏的胶板(及配套胶粘剂),在长途运输中应冷藏运输,施工现场应冷藏储存。冷藏温度符合产品说明书规定。


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欧阳
20220516 PM13:15
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做一个能干能写的防腐蚀老兵(30多年的防腐蚀施工)

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李克彦:这成套的资料在哪可以买到啊。一套要多少钱 (2022-04-18 11:49) 

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很好的文章,值得学习。

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这成套的资料在哪可以买到啊。一套要多少钱

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2.4 几种常见橡胶衬里的力学性能和耐腐蚀性能简表

             按硫化方式分类主要有五种(表2.4-1
2.4-1 橡胶衬里按硫化方式分类

分类

加热硫化衬里

自然硫化衬里

预硫化衬里

硬胶

半硬胶

软胶

代号

HY

HB

HR

S

P

按衬里胶板种类主要有7种(表2.4-2
2.4-2 按照衬里胶板分类

胶种名称

氯丁胶

丁基胶

氯化丁基胶

溴化丁基胶

天然胶

丁腈胶

乙丙橡胶

胶种缩写

CR

IIR

CIIR

BIIR

NR

NBR

EPDM

   胶板的公称厚度主要有1.5mm2.0mm2.5mm3.0mm4.0mm5.0mm几种。表2.4-3列出来几种常见的橡胶衬里的主要力学性能指标。表2.4-4列出来橡胶衬里在代表性介质中浸泡的腐蚀耐受性能。
2.4-3 几种常见的橡胶衬里的力学性能

      
HY
HB
HR
S
P
NR
IIR
EPDM
NBR
IIR
CR
IIR
IIR
CR
硬度         邵氏A(度)
4080
5570
5065
硬度         邵氏D(度)
7085
4070
拉伸强度(MPa)         ≥
10.0
10.0
0
4.0
5.0
8.0
6.0
4.0
8.0
扯断伸长率(%)         
30
250
250
250
横向抗折断强度(MPa)    
65
冲击强度(103*J/m3)      
200
200
粘合强度(二板法)(MPa)    
6.0
6.0
粘合强度(900剥离法)(kN/m)
6.0
3.5

摘自GB 50726工业设备及管道防腐蚀工程施工规范
2.4-4 硫化胶板耐代表性介质性能
耐温级别
1
2
3
4
5
耐温范围T
≤55
55T≤70
70T≤85
85T≤100
100T≤120
浸泡时间(h
168
温度T(℃)
23±2
70±2
85±2
100±2
120±2
胶板质量变化百分率/%
20%盐酸
-2+2
-2+8
-3+10
-3+10
-3+10
40%硫酸
-2+1
-2+3
-3+5
-3+5
-3+5
70%磷酸
-2+1
-2+3
-3+5
-3+5
-3+5
40%氢氧化钠
-2+1
-2+3
-3+5
-3+5
-3+5

在非代表性介质中的耐腐蚀试验和判定由供需双方协商,选择合适的试验条件进行试验和验证

摘自GB 50726工业设备及管道防腐蚀工程施工规范
以上
欧阳
20220411 PM23:00
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2.3 橡胶衬里硫化方法

            橡胶硫化从硫化工艺条件来分,可分为热硫化和冷硫化两大类,其中热硫化又可分为加压蒸汽硫化法、常压蒸汽硫化法、热水硫化法;冷硫化又可分为未硫化胶的自然硫化法、预硫化胶的自然硫化法、化学硫化法等。
   (1)加压蒸汽硫化法:是通过压力和温度进行硫化的方法,又可分为间接硫化(硫化釜硫化)和直接硫化(本体硫化)。间接硫化是将衬胶设备或制件在硫化罐内用直接蒸汽升温进行硫化的一种传统硫化方法。详见前面术语解释。目前实际工程上,较大的硫化罐可做到直径5.5m、长16m的受压容器(做到的这么大型的厂家相对较少,湖南颐丰防腐工程有限公司是其中之一),一般硫化罐是直径2m3m、长4m6m。直接硫化是把蒸汽直接通入衬胶设备内进行硫化的方法,适用于大型密闭设备、反应器、高压釜等受压设备,不能在硫化釜内进行硫化只能采用本体硫化。本体硫化要求设备自身能承受3MPa5MPa的压力。
   (2)常压蒸汽硫化法:详见前面术语解释,用于常压大型有盖设备衬胶时,由于不能进入硫化罐内硫化,而设备本体不能受压,用常压蒸汽硫化操作方法。硫化时控制设备内温度保持95℃,硫化时间约为20h36h
   (3)热水硫化法:详见前面术语解释,是将要硫化的设备内注满水,通入蒸汽使水加热进行硫化,适用于大型无盖的衬胶设备。
   (4)未硫化胶的自然硫化法:是将含有室温硫化剂的胶板粘贴在设备的表面,在室温下放置一段时间,衬胶层即可自然硫化,大多数弹性体均可配合制成自然硫化胶板,以天然胶、丁基胶、氯丁胶、丁腈胶应用最广。该硫化法适用于大型贮罐的衬里。
   (5)预硫化胶的自然硫化法:是将胶板预先硫化好,然后用能够自然硫化的粘合剂把硫化好的胶板敷贴在设备表面,经放置一定时间后即可使用。预硫化胶板的贮运很方便,但对复杂的衬里部位粘贴的难度较大。目前用作预硫化的胶板有丁基胶、氯丁胶、乙丙胶以及丁基与顺丁胶复合的双层预硫化胶板。
   (6)化学硫化法:是将用于衬里的材料引入一种胺类活化剂,并在胶片表面上涂以引发环境温度硫化的化学试剂,以便引发硫化。

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欧阳
20220320 PM12:30
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2.2 橡胶衬里术语

   橡胶衬里:在金属或其他基体上贴衬橡胶材料,形成连续、封闭性隔离层以防护介质对基体的侵蚀和磨蚀等物化损伤。
   橡胶衬里胶板:将橡胶及其配合剂混合后,进行混炼、返炼,然后经挤出机或压延机生产的厚度大于1mm的橡胶板。
   硬质橡胶:具有极高化学饱和度的橡胶,邵氏D硬度可达7085。天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶以及异戊二烯橡胶等都可制成不同特性的硬质胶,其抗腐蚀性能比相应材质的软质胶好,范围也宽,但耐磨、抗冲击性能较差。硬质橡胶与金属的粘接强度高,只要硫化充分,可获得理想的硬质橡胶衬里。硬质橡胶某种意义讲是热塑性材料,一般在70℃以上就会明显变软,所以选用时应慎重考虑。另外硬质橡胶不能承受过度的冲击、震动、变形和温度的骤然升降,其热胀率比钢大35倍,并且在低于-5℃时就会脆裂,这些都需要在设计衬里时综合权衡。
   半硬质橡胶:邵氏D硬度为4070的橡胶衬里。半硬质橡胶的耐腐蚀性能不如硬质橡胶,但比软质胶强。半硬胶的韧性、抗冲击、耐形变、耐寒性能比硬质橡胶稍强。半硬胶可在经受较大温度变化(-5℃70℃)、机械振动不太剧烈、介质侵蚀不十分苛刻的环境中使用。
   软质橡胶:邵氏A硬度为4585的橡胶衬里(硬度远小于硬质和半硬质橡胶)。在以硬度划分衬里种类时,特指天然、丁苯等不饱和橡胶制成的软质防腐衬里。软质橡胶有高弹、耐磨、延伸率大、柔韧抗屈挠和吸收震动等特性。能适应温度的急剧波动,能承受外力作用下的设备变形,能抗冲击和震动。由于软质胶的耐腐蚀性能一般,故常被用做硬质衬里的缓冲耐磨层。
   硫化:橡胶与硫化剂(硫磺)发生反应,使橡胶分子由线型结构转变成网状立体结构的交联过程。硫化后,橡胶从可塑、易变形的状态变或固定的、不可塑状态,使衬里层具有良好的物理机械性能和化学稳定性能。
   热硫化衬胶:凡需加热才能完成硫化过程的衬里统称热硫化衬胶,可分为高压硫化衬胶和常压硫化衬胶。高压硫化衬胶在蒸汽压力达0.3MPa~0.5MPa,温度135℃155℃条件下硫化的橡胶衬里。高压硫化衬胶可分为硫化罐法衬胶和本体硫化衬胶。硫化罐法衬胶指的是衬胶设备放人硫化罐后通带压蒸汽使橡胶衬里硫化。本体硫化衬胶指的是衬胶设备中通入带压蒸汽使橡胶衬里硫化。常见的橡胶衬里方法如表2.2
   常压硫化衬胶:在常压条件下(101325Pa左右)加热使橡胶衬里硫化。常压硫化衬胶可分为常压蒸汽硫化衬胶和常压热水硫化衬胶。常压蒸汽硫化衬胶指的是衬胶设备通入常压蒸汽,升温至90℃~95℃,经20h~36h使橡胶衬里硫化。热水硫化衬胶指的是衬胶设备中灌满水后升温至90℃~95℃,经20h~36h使衬里硫化。
   冷法衬胶:不需加热硫化的橡胶衬里统称冷法衬胶,包括预硫化橡胶衬里、自然硫化衬里、复合橡胶衬里。
预硫化橡胶衬里:将预先硫化好的橡胶板用胶黏剂粘在设备上形成的衬里。预硫化衬里多以丁基橡胶、乙丙橡胶等饱和型橡胶为主材料制成。此类衬里弹性好、延伸率大、耐磨、耐屈挠,能适应温度(-40℃~80℃)的急剧变化。预硫化橡胶衬里还具有施工简单、储运方便、耐介质范围广、使用寿命长、维修更新容易等优点,特别适用大型设备衬胶。预硫化衬里的缺点是粘接强度不如热法橡胶衬胶和自然硫化橡胶衬胶。
   自然硫化橡胶衬里:将未硫化胶板用胶黏剂粘在设备上,经室温条件下放13个月形成的衬里。自然硫化橡胶衬里也是一种软质衬里,多以氯丁橡胶、溴化丁基橡胶等制成。自然硫化橡胶衬里具有预硫化衬里的全部特性,其粘接性能比预硫化橡胶衬里好得多,但需在较低温度下储运,贴衬后要放置较长时间方能投产。
   复合橡胶衬里:两种(或两种以上)胶板复合在一起形成的衬里。复合衬里可分为预硫化复合衬里和预硫化/自然硫化复合衬里。预硫化复合衬里用胶板为双层结构,防腐层一般由饱和型橡胶(丁基、乙丙等)制成,厚度为1mm~3.5mm;黏合层一般由通用型橡胶(氯丁、丁苯顺丁等)制成,厚度约为0.5mm。预硫化/自然硫化复合衬里指先将自然硫化衬里贴在设备上,再贴预硫化衬里。此类衬里既保留了自然硫化衬里与基体贴合牢固的特色,又兼有了 预硫化衬里投产速度快的优点。
2.2 常见的橡胶衬里方法

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欧阳
20220318 PM22:30
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2.1 橡胶衬里防腐技术定义

            橡胶衬里具有防护金属或其他基体免受多种介质侵蚀的能力。各种橡胶衬里不仅能耐受酸、碱、无机盐及很多有机物的腐蚀,而且具有良好的综合性能,如弹性、耐磨性、抗冲击性、耐弯曲性、吸震性及与金属或其他基体的黏合性能。
    橡胶衬里广义上是指衬胶技术,即在金属或其他基体上衬贴橡胶材料,形成连续、封闭性隔离层以防护介质对基体的侵蚀和磨蚀等物化损伤。
橡胶衬里在工业上应用已有100多年的历史。在行业处于天然橡胶加工的时代,橡胶衬里主要采用热硫化(以硫化罐法为主)硬质、半硬质胶,以提高其抗腐蚀和粘接性能。随着高分子材料的发展,多种合成橡胶(氯丁橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶)及其他材料逐渐引入了橡胶衬里,使其在耐酸、耐碱、耐油、耐热、抗冲击、高弹等性能上有了实质性进展。
    近二十年来为满足大型设备的防腐蚀要求,衬胶技术也在不断进步。常压蒸汽硫化、热水硫化衬胶工艺日臻完善,自然硫化、预硫化衬胶也已经大面积得到推广应用。此外,液态(溶液、乳液、悬浮液、无溶剂液体)橡胶材料的防腐蚀涂层及热塑性弹性体的热喷涂工艺也在一定领域中趋向实用。
    总体而言,橡胶衬里防腐性能可靠,施工简便、快捷,且成本较低,在各种防腐措施中占有重要地位,特别是在承受复杂应力、震动和强烈腐蚀的苛刻工作条件下及大型设备容器的防腐蚀方面,橡胶衬里更是首选的重要方法之一。

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20220309 PM22:45
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2 橡胶衬里防腐概述

         有橡胶弹性的高分子材料称为橡胶或橡胶弹性体,橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。因此橡胶衬里也有天然橡胶衬里和合成橡胶衬里两大类。
用橡胶对化工设备进行防腐蚀,既具有操作简单,施工方便,经济耐用,又具有很高的使用安全性。用橡胶衬里防腐蚀已有多年的历史。近年来,由于橡胶品种的增多,加工技术的进步,施工技术及检测手段的完善,目前已形成了配套胶粘剂生产和施工技术较先进的耐蚀橡胶衬里行业,在很多行业(如钛白行业)得到了越来越广泛的应用。
  橡胶衬里具有很好的耐化学药品性能,并且兼具耐磨、防空蚀、抗应力变化、耐温度骤变等特殊性能,其主要优缺点如表2
2 橡胶衬里防腐优缺点
橡胶衬里的优点
橡胶衬里的缺点

1

耐蚀性能优良,不污染被保护设备中产品的纯净

耐热性较差。硬质胶的使用范围为085℃-5℃以下禁止使用),软质胶为-25℃+75℃

2

重量轻,未硫化胶料具有可塑性、可进行复杂形状设备的衬覆

耐不了强氧化性介质,耐不了有机溶剂

3

衬里工艺简单易掌握

衬胶层易被硬物损伤

4

性价比高,损坏的胶层易修复,且修复成本低

胶层遇高温分解,衬胶设备不能焊接

5

可现场施工

橡胶的导热性差,不能用作传热

6

耐温骤变、耐应力变化(尤其是软质橡胶内衬)

硬质胶的膨胀系数比金属大35倍,在温度剧变时胶层会开裂、脱层

7

衬胶层的整体性好、致密性高、防渗透,可延长设备的使用期和简化设备结构

衬胶时所用的物料易燃、有毒、必须注意安全操作


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1.4 常见橡胶材料耐化性数据简表  
表1.4 常见橡胶材料耐化性数据简表 h1.4 8?a?P?'pn?h.zip (87 K) 下载次数:0


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1.3 几种常用橡胶性能对比表

      常用的几种橡胶的性能综合对比表见表1.3
1.3  几种橡胶的性能综合对比表

性能品种
天然橡胶
丁苯橡胶
氯丁橡胶
丁基橡胶

比重
0.93
0.94
1.151.25
0.93

伸长率%
6001200
300800
4001000
400800

抗张强度MPa
2040
0.735
1035
1021

使用温度
-5+80
-5+80
-5+80
-35+150

压缩永久变形

抗撕裂性

耐磨性

耐燃性

耐热老化性

耐油性

耐溶剂性

耐酸性

耐碱性

耐水性

耐候性

与金属粘合性

加工特性

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欧阳
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1.2.7 氯磺化聚氯乙烯橡胶CSM

          氯磺化聚氯乙烯橡胶(CSM),是低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应得到的白色或黄色有机高分子弹性体,能溶解于芳香烃及氯代烃不溶于脂肪及醇中,在酮和醚中只能溶胀不能溶解,可用于制造氯磺化聚氯乙烯涂料和氯磺化聚氯乙烯橡胶板衬里。
    耐腐蚀性能方面,CSM耐化学药品优于NRSBR类的不饱和型橡胶,耐氧化性酸能力较其他橡胶好(如常温下可耐50%的铬酸、20%以下硝酸、50%以下的硫酸和次氯酸盐),当然CSM的耐碱性能和其他橡胶一样也很好。
    综合而言,氯磺化聚氯乙烯橡胶特点:加工工艺性能良好,氯磺聚乙烯橡胶完全可在不进行塑炼的状态下进行混炼加工,并易于和其他橡胶并用;该橡胶具有优良的耐臭氧、耐天候老化和耐热老化性能,其制品不需添加抗臭氧剂,一般耐热可达150℃左右,如果有耐臭氧使用要求,则配方中应适当配人抗氧剂;该橡胶具有良好的耐化学腐蚀性、耐油性、和耐延燃性,其耐油性仅次于丁腈橡胶和氯丁橡胶,耐延燃性能仅次于氯丁橡胶;氯磺化聚乙烯橡胶在不进行补强时就具有较高的机械强度,其纯胶硫化后的拉伸强度可达17.7MPa。因此,适宜于制作浅色制品。耐磨性能良好,可与丁苯橡胶相比拟。该橡胶的耐低温性能较好,其脆化温度为-56℃,在-30~-40℃条件下仍能保持弹性和屈挠性;虽然氯磺化聚乙烯橡胶具有上述各项优良性能,但是它的压缩永久变形大,低温下弹性较差,耐油性不及丁腈橡胶和氯丁橡胶,自粘性和互粘性较差。
    氯磺化聚氯乙烯橡胶(CSM)主要应用于:电线电缆、防水卷材、汽车工业等领域CSM已得到广泛应用,成为常用的特种橡胶;用于制造氯磺化聚氯乙烯防腐涂料。

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1.2.6 乙丙橡胶EPR

    乙丙橡胶(EPR),是由乙烯、丙烯、第三单体(双环戊二烯、己二烯等)共聚而成的一种三元橡胶,有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分,前者为乙烯和丙烯的共聚物,以EPM表示,后者为乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃第三单体的共聚物,以EPDM表示。两者统称为乙丙橡胶,即ethylene propylene rubberEPR)。乙丙橡胶(EPR)的耐热、耐老化、耐候、耐臭氧性能是普通橡胶中最好的,同时具有优良的耐磨性、耐热性、耐臭氧、耐大气老化性能。
    综合而言,乙丙橡胶(EPR)的特点如下:低密度,高填充,可用作阻尼材料;优异的耐气候老化、耐臭氧、耐热老化、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性;耐腐蚀性能优异,对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性;但在酯类和芳香溶剂(如汽油、苯等)及矿物油中稳定性较差;在浓酸长期作用下性能也要下降;优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性,在230℃过热蒸汽中,近100h后外观无变化,而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下,经历较短时间外观发生明显劣化现象;乙丙橡胶耐过热水性能亦较好,但与所用硫化系统密切相关;优异的电绝缘性能和耐电晕性,电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯;在较宽范围内保持柔顺性,仅次于天然橡胶和顺丁橡胶,并在低温下仍能保持;结构中缺少活性基团,内聚能低,故其自粘性和互粘性很差。
    耐腐蚀方面,具体来讲,主要性能如下:三元橡胶衬里可耐各种浓度的盐酸、磷酸、70%以下的硫酸、40%以下的氢氧化钠、丙酮、甲醛、乙醇等多种强极性有机物和大部分无机盐的腐蚀;对醇类、酮类及酯类等强极性溶剂,在100℃的磷酸和乙二醇中均能保持良好的性能;但对浓硫酸、硝酸和矿物油类等不稳定。实践中乙丙橡胶的成功案例多见于磷酸生产装置领域,即使是120℃140℃条件下,也能长期稳定运行。乙丙橡胶也应用于纸浆生产和矿浆装置中。
    乙丙橡胶(EPR)主要应用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件、润滑油添加剂及其它制品等领域。
以上
欧阳
20220304 PM19:08
于上海松江漕河泾Office

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只看该作者 6楼 发表于: 2022-02-28

1.2.5 基橡胶IIR

        丁基橡胶(IIR),是异丁烯和少量异戊二烯经共聚得到的一种线性无凝胶弹性体橡胶。丁基橡胶(IIR)具有高饱和度、低极性、低渗透性(气密性为普通橡胶之首)、化学性能稳定,尤其适合做橡胶衬里防腐。丁基橡胶(IIR)经过氯、溴卤化改性后,粘结性能会变好,耐热、耐候、耐老化、耐屈挠、耐臭氧等都更好。
   综合而言,丁基橡胶(IIR)的特点如下:低渗透性,气密性为普通橡胶之首,透气率低,气密性好(透过率仅为天然橡胶1/7,丁苯橡胶1/5,而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200,丁苯橡胶的1/140);热不变性,丁基橡胶(IIR)硫化胶具有优异的耐热不变性,硫磺硫化的丁基橡胶可在100℃或稍低温度下于空气中长时间运用,用耐热树脂硫化的丁基橡胶运用温度甚至可达150℃200℃;丁基橡胶的热氧老化属降解型,老化趋势为软化;抗震动和耐冲击性能优异;耐低温优异,玻璃化温度较低,弹性较好;耐天候老化性,耐臭氧;吸水率低,耐腐蚀性能优异;电绝缘性和耐电晕良好;硫化速度慢,需要高温或长时间硫化;互粘性差,粘合力较低,需要配合使用增粘剂来改善。
    耐腐蚀方面,具体来说:丁基橡胶(IIR)可耐臭氧、浓盐酸、浓磷酸、稀硫酸(65%以内)、稀硝酸、氢氟酸、低浓度碱(高浓度苛性钠除外)、氨水的腐蚀;也可耐丙酮、甲醛、醋酸、柠檬酸和大部分醇类溶剂的溶胀侵蚀;但丁基橡胶(IIR)耐不了氧化性浓酸(如浓硫酸和浓硝酸)卤素、芳烃、卤代烃、矿物油这些溶剂。实际工程中磷酸场合、中低浓度硫酸场合、氢氟酸场合是丁基橡胶(IIR)衬里应用成功案例最多的。
    丁基橡胶(IIR)的用途:用于制作轮胎、内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层、减震材料、电线电缆、耐热运输带、码头船护旋、防撞材料、桥梁支承垫以及垫圈等各种橡胶制品;在建筑防水领域,丁基橡胶以环保的名号已经全面普及代替沥青工业胶板衬里,用于防腐蚀领域。

以上
欧阳
20220228 PM20:00
于上海松江漕河泾Office

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