马 浩(杭州中策橡胶有限公司新安江分厂,浙江建德 311607)
加入到胶料中能增加促进剂活性,能减少促进剂用量或缩短硫化时间的物质称为活性剂或促进助剂,加入少量活性剂亦可大大提高硫化橡胶的硫化度。胶料常用活性剂有3大类,即金属氧化物类、有机酸类和胺类,本文研究了金属氧化物类中的氧化锌对胶料物理性能的改善,氧化锌对电子的亲和能大,对促进剂表面吸附作用大,活性作用也最强,在硫化过程中,橡胶大分子结构生成的巯基团与氧化锌作用,导致大分子间产生交联。目前在用的氧化锌共有3种,分别是间接氧化锌、纳米氧化锌、湿法氧化锌。本文研究使用湿法氧化锌取代间接氧化锌对胶料物理性能的影响。
1·1试验仪器与设备
XK-160开炼机,湖州橡机厂产品; F370密炼机,大连冰山橡塑股份有限公司产品;C200E硫化仪,北京友深电子仪器厂产品;M200E门尼粘度仪,北京友深电子仪器厂产品; 50t平板硫化机,湖州橡机厂产品;电子拉力机,广西师大产品;压缩生热机,北京橡研院机电技术开发公司产品;橡胶疲劳曲挠机,上海橡机厂产品;磨耗试验机,长沙仪表机械厂产品;硫化橡胶抗刺试验仪,自制。
1·2原材料与试验配方
1·2·1原料
NR,国产; BR,上海高桥石化公司产品;1712SBR,江苏南通产品;间接氧化锌、湿法氧化锌,国产合格品;其余材料均为正常市购原材料。
1·2·2配方
小配合基本配方:NR 70; BR 30;硬脂酸2;防老剂 3; S+促进剂 2·7;炭黑 45;合计152. 7。1#~3#使用4份、3份、2份的间接氧化锌; 4#~6#使用4份、3份、2份的湿法氧化锌,其它原材料相同。
大车中试配方:NR 70; BR 30;硬脂酸 2;防老剂 3; S+促进剂 2·7;炭黑 45;合计 152.7。7#~9#使用10份、5份、0份的湿法氧化锌。生产配方: NR/BR/1712SBR 50/35/15;WP0·55;再生胶+胶粉 45;氧化锌 3·4(10#使用间接氧化锌,11#湿法氧化锌);硬脂酸 3; S+促进剂 2·8;防老剂2·2;分散剂 0·8;软化剂 11·8;炭黑 60;合计 229.55。
2结果与讨论
2·1小试结果分析
试验室小配合基本配方试验与物理性能见表1。从间接氧化锌、湿法氧化锌的物理性能来看,300%定伸应力间接氧化锌稍好于湿法氧化锌。拉伸强度:间接氧化锌稍好于湿法氧化锌。磨耗性能:间接氧化锌稍好于湿法氧化锌。压缩生热性能、屈挠龟裂性能相差不大。硫化速度间接氧化锌稍快于湿法氧化锌。
综上所述,综合性能间接氧化锌稍好于湿法氧化锌。
2·2中试结果分析
在基本配方中分别使用10份、5份、0份湿法氧化锌,从物理性能来看, 300%定伸应力、拉伸强度、硬度、弹性7#与8#相差不大,但9#性能很差。磨耗性能:7#稍好于8#,与9#同。压缩生热性能:7#与8#相差不大, 9#试验数据丢失。屈挠龟裂: 9#性能最佳。硫化速度:7#< 8#< 9#。
综上所述, 7#与8#的配方物理性能相差不大,说明湿法氧化锌份数提高很大后对物理性能影响不是很明显, 9#配方不加氧化锌物理性能很差,说明在轮胎胶料配方中合理的氧化锌份数对胶料物理性能的影响很大。
大车中试在F370上进行,试验胶料为正常基本配方,在严格的相同条件下进行对比试验,试验配方与结果见表2。
在生产配方中分别使用3·4份间接氧化锌和湿法氧化锌进行对比,从物理性能来看, 300%定伸应力间接氧化锌稍好于湿法氧化锌。拉伸强度:间接氧化锌稍好于湿法氧化锌。磨耗性能:间接氧化锌稍好于湿法氧化锌。压缩生热性能相差不大,屈挠性能湿法氧化锌稍好于间接氧化锌。硫化速度间接氧化锌稍快于湿法氧化锌。
综上所述,综合性能间接氧化锌稍好于湿法氧化锌。
在生产配方K103中分别使用间接氧化锌和湿法氧化锌进行对比,大车中试在F370上进行,在严格的同等条件下进行对比试验,试验配方与结果见表3。
3结论
1·加入氧化锌可提高硫化橡胶的硫化度及胶料的物理机械性能。
2·性价比:湿法氧化锌好于间接氧化锌,从性价比考虑,配方中首选湿法氧化锌。
3·硫化速度:间接氧化锌稍快于湿法氧化锌。
4·物理性能:间接氧化锌好于湿法氧化锌。
5·在斜交轮胎配方中,氧化锌使用份数以3~4份为宜。
由上述试验结果看,两种氧化锌以间接法氧化锌的性能为最好,这可能与氧化锌的粒径、含量有关,并且随着氧化锌用量增加胶料的硫化速度反而是减慢的,但胶料的硫化度却与氧化锌用量直接相关,本试验表明两种氧化锌有差异但差异是比较小的,验证了湿法氧化锌在部分轮胎配方中可以取代间接氧化锌,是一种性价比较好的加工助剂。
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