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几种橡胶加工助剂在轮胎中的应用研究

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几种橡胶加工助剂在轮胎中的应用研究唐兴朝　冯耀岭(河南轮胎厂,焦作　454003)

摘要　对M240,T4,T311,Z2210和增塑剂A等加工助剂在轮胎中的应用进行了试验研究。结果表明,这些加工助剂能有效提高炭黑分散度,降低混炼胶粘度,改善胶料加工工艺性能,同时可使成品轮胎耐久性能提高6%～7%。加工助剂对胶料有一定的软化作用,并可缩短胶料焦烧时间。

关键词　加工助剂,橡胶,轮胎,炭黑分散度,粘度

随着橡胶工业的不断发展,SR的用量越来越大,补强炭黑及其它填料的用量也随之盐和钴盐等。而添加剂多种多样,大多为树脂类添加剂。不同加工助剂改善性能的侧重点也不同:有的侧重促进炭黑分散,有的侧重改善胶料后续加工性能,有的侧重提高胶料某些物理性能。无论何种加工助剂,在橡胶加工过程中均起内润滑作用,以减少橡胶大分子链间的内摩擦,降低混炼胶粘度,促进炭黑及其它小料在橡胶中的分散,改善胶料的均一性及加工工艺性能,而它们对橡胶大分子链本身不产生破坏作用。我厂对几种加工助剂进行了应用试验研究,现介绍如下。1　实验111　主要原材料NR,3#烟胶片,进口产品;SBR1500,齐鲁石化公司产品;BR,北京燕山石化公司产 作者简介　唐兴朝,男,1967年出生。高级工程师。1989年毕业于北京化工学院(现北京化工大学)高分子系。从事配方设计和工艺管理工作。已发表论文2篇。品;炭黑N234,天津炭黑厂产品;T4,T311

加工助剂,台湾统景公司产品;M240分散剂,

台湾首立公司产品;Z2210加工助剂,北京橡胶工业研究设计院产品;增塑剂A,武汉泾河化工厂产品;RFJ22加工助剂,浙江兰溪市拜高化工有限公司提供;其它为生产常用原材料。112　主要设备和仪器本伯里1157L密炼机;PN370密炼机;XM2140/20密炼机;Φ160×20开炼机;XQ2250橡胶拉力试验机;140t平板硫化机;仿Z116弹性试验机;CP225冲片机;M21500门尼粘度计;MH274磨耗机;PL2140疲劳试验机;R2100S硫化仪;40倍光学显微镜。113　试样制备小配合试验胶料在本伯里1157L密炼机中加工,转子转速为60r・min-1。加工助剂与生胶一起加入,混炼周期为615min。硫黄、促进剂在Φ160×20开炼机上加入,最后薄通3次下片。大配合母胶在PN370密炼机中加工。加工助剂随小料一起加入,二段加硫黄在XM2140/20密炼机中进行。114　测试胶料各项物理性能测试按常规试验方法进行。胶料炭黑分散度测试:用刀片切取15mm×5mm×2mm混炼胶,然后放在40倍显微镜下观察断面情况并定级。成品耐久性935第9期 唐兴朝等1几种橡胶加工助剂在轮胎中的应用研究 增大。同时,配方中更多地采用了不同生胶并用。这给胶料加工带来了困难,如炭黑分

散不均、胶料门尼粘度高、设备能耗大、挤出及压延温度高、易焦烧等。因此,各种橡胶加工助剂的应用越来越受到人们的重视。橡胶加工助剂一般为脂肪酸盐与各种添加剂的混合物。脂肪酸按所含双键的多少可分为饱和型和不饱和型两种;盐类有锌盐、镁试验:取1条9100-2016PR轮胎,在机床上按常规方法跑坏为止。2　结果与讨论211　小配合试验考虑到加工助剂对炭黑分散有促进作用,但其价格较高,在胎冠胶配方中应用加工助剂的同时,增大炭黑和芳烃油的用量做小配合试验。试验结果如表1所示。从表1可以看出,几种加工助剂对胶料的强伸性能影响相当。Z2210对降低胶料门尼粘度最明显,RFJ22最差。T4与T311并用时,硫化胶100℃×24h老化前、后的耐磨耗性最好;不足之处是影响胶料门尼焦烧

和硫化速度,使焦烧时间缩短、硫化速度加

快。据介绍,T4为分散型加工助剂,而T311

为改善后续加工型加工助剂,两者并用有利于改善胶料的综合性能。T4与T311均为不饱和酸盐,活性较高。加工助剂用量为1

～2份时,配方中促进剂用量应减少25%左右。

表1　应用不同加工助剂降低胎冠胶含胶率的小配合试验结果项　目Z2210115份门尼粘度[ML(1+4

)

　100℃]6210681564106412

门尼焦烧时间/min33108331333417529125

硫化仪数据(137℃)

M

L/(N・m

)

1165118611741182

　M

H/(N・m

)6145615361236155

　t

s/min

12150131831319212100

　t

90/min

28150291002910024183

硫化时间(137℃)/min30405080304050803040508030405080

拉伸强度/MPa16.817.016.615.917.317.016.816.416.916.016.315.716.916.016.716.3

扯断伸长率/%470450465455480445460460510440490460450420450450

300%定伸应力/MPa9.610.39.69.610.010.410.09.69.09.89.08.910.410.810.110.0

扯断永久变形/%14131411151313121614151414111413

邵尔A型硬度/度67686867666866676567666568686766

回弹值/%33343332333333323334323235343431

撕裂强度/(kN・m

-1)91889380918991878994887894878882

阿克隆磨耗量3/cm30.042/0.1440.051/0.0820.048/0.1100.035/0.084

注:3100℃×24h老化前后数值(硫化时间80min)。 基本配方:NR　40;SR　60;活化胶粉　10;硫化剂　217;氧化锌　4;硬脂酸　2;防老剂　3;炭黑　65;芳烃油　15;加工助剂　变量。212　大配合试验为考察不同加工助剂对混炼工艺及胶料性能的影响,在正常胎冠胶生产配方中分别加入115份加工助剂。混炼在PN370密炼机中进行,加工助剂与生胶、小料一起加入。采用相同时间微机自动控制炼胶工艺,打印机记录工艺情况。试验结果如表2所示。从表2可以看出,与空白胶料相比,加入加工助剂的胶料炭黑分散度数字等级提高015～110;门尼粘度均有不同程度降低,其中加入Z2210、增塑剂A的降幅较大;门尼焦烧

时间缩短,硫化速度略有加快;拉伸强度和

300%定伸应力略有下降,但降幅不大。这是因为加工助剂作为内润滑剂对胶料具有一定的软化作用;从微机打印记录统计结果看,在

相同的混炼时间下,排胶温度略有下降,但功

045 轮　胎　工　业 1998年第18卷表2　几种加工助剂应用于胎冠胶中的大配合试验结果项　目正常胎冠胶料(空白)M240115份T311/增塑剂A110/015M240/增塑剂A110/015Z2210115份增塑剂A

115份门尼粘度[ML(1+

　4)100℃]6360616359155515

门尼焦烧　时间/min431173913338125411923715838150

硫化仪数据(137℃)

M

L/(N・m

)

116211481155115811531140

　M

H/(N・m

)

613051705181612161205170

　t

s/min

17.9216.9216.0017.0016.5016.67

　t

90/min

34.5034.8334.0033.6733.8340.00

炭黑分散度610615615710615615

每车胶料能耗/

　(kW・h)22.8023.2323.1322.5722.7022.33

排胶温度/℃154151152150150149

硫化时间　(137℃)/min408012040801204080120408012040801204080120

拉伸强度/MPa16.518.017.217.217.216.417.617.616.017.717.317.117.217.616.917.316.516.7

扯断伸长率/%485520495585535570555540530505510525520525510560530550

300%定伸应　力/MPa8.88.98.67.37.37.18.08.27.18.88.68.08.78.78.27.67.77.7

扯断永久变　形/%131212161414161513131112141311171413

邵尔A型硬　度/度626362605960616159626161636162626262

回弹值/%343432343332333332343433343333343232

撕裂强度/

　(kN・m

-1)9710010593949594959110310510410098103969494

阿克隆磨　耗量3/cm30.046/0.1190.080/0.1160.052/0.1440.050/0.1190.080/0.1370.090/0.162

注:3同表1。 基本配方:NR　40;SR　60;炭黑　55;硫化剂　213;防老剂　3;填料　8;芳烃油　715;其它　815;加工助剂　变量。率消耗变化不大。如欲降低功率消耗,需缩短炼胶周期或较大幅度降低混炼温度,但需保证胶料炭黑分散度不降低。213　成品试验为了考察加工助剂对轮胎成品耐久性能的影响,选取首立公司提供的M240及武汉泾河化工厂生产的增塑剂A分别加入到载重轮胎胎冠、胎面基部和缓冲层胶中,挤出大料并取1条9100-2016PR成品轮胎做耐久性试验。试验结果如表3所示。从表3可以看出,与空白胶料相比,加入M240和增塑剂A后胶料分散度、缓冲层粘合强度提高,门尼粘度下降。胶料的其它物理性能变化不明显。此规律与表2所示试验结果相同。加入M240/增塑剂A的胶料挤出后胎面半成品表面光滑平整,断面致密。用红外温度计测得挤出出口温度下降3～4℃,胶料加工性能得到明显改善。成品耐久性试验时间达96150h,比正常轮胎提高6%～7%。加工助剂能使炭黑分散性得以改进,对提高成品耐久性能具有一定的效果。

145第9期 唐兴朝等1几种橡胶加工助剂在轮胎中的应用研究

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橡胶油的用途

橡胶油的用途

橡胶油的用途
橡胶油的用途介绍如下：
橡胶油又称橡胶增塑剂，是用于改善橡胶加工性能和使用性能的一种助剂，其在轮胎和橡胶制品胶料中应用广泛，可使橡胶分子间的作用力减小，提高胶料的塑性。

目前橡胶油主要有六大类，分别为石蜡油(链烷烃油)、环烷烃油(NAP)、芳烃油(DAE)、机械油、变压器油和工业凡士林，其中DAE与橡胶相容性好，加工性能明显优于其它橡胶油，不易喷出橡胶制品表面，在胶料中用量较大，适用于天然橡胶和各种合成橡胶，广泛用作橡胶操作油和填充油。

但DAE含有大量的多环芳烃(PAHs)，在轮胎和橡胶制品的加工、使用以及废弃物处理中对环境造成污染，对人体具有致癌性。

均匀剂H40MSF在半钢子午线轮胎气密层胶中的应用

均匀剂H40MSF在半钢子午线轮胎气密层胶中的应用


摘要 ： 研 究 均 匀 剂 Ｈ４ ０ ＭＳ Ｆ在 半 钢 子午 线 轮 胎 气 密 层 胶 中 的 应 用 。结 果表 明 ： 以 均 匀 剂 Ｈ４ ０ ＭＳ Ｆ等 量 替 代 均 匀 剂４ ０ ＭＳ Ｆ用 于气 密 层 胶 中 ， 胶 料 的 混 炼 能 耗 降低 ， 生产效率提高 ； 胶料的硫化 特性、 炭 黑 分 散 性 以 及 硫 化 胶 的 物理 性 能相 差 不 大 ； 成 品 轮 胎 的 耐 久 性 能 和 高速 性 能 提 高 。
作者简介 ： 杜孟成（ １ ９ ７ ３ ） ， 男， 山东聊城 人， 国 家 橡 胶 助 剂
小 配合 试验 胶 料 采用 两 段 混 炼 工 艺 ， 一 段 混
炼 在 Ｘ（ Ｓ ） Ｍ １ ． ５ Ｌ密炼 机 中进 行 ， 混炼工艺为 ： 生胶、 均 匀 剂 一 压 压 砣二 炭 黑 、 硬 脂 酸 一 压 压 砣 清 扫 压 压 砣 清 扫 压 压 砣
工 程 技 术 研 究 中心 高 级 工 程 师 ， 学士， 主要 从 事 橡 胶 助 剂 的研 发 、
应用和科研管理工作。
提压 砣一 清 扫
压 压 砣 三 排 胶 ［ （ １ ３ ５ ±５ ）
第 １ １期
杜孟成等． 均 匀剂 Ｈ４ ０ ＭＳ Ｆ在 半 钢 子午 线 轮 胎 气 密 层 胶 中的 应 用
１ ． ２ 试 验 配 方 ＮＲ ２ ０ ， Ｂ Ｉ Ｉ Ｒ ８ ０ ， 炭 黑 Ｎ６ ６ ０ ６ ０ ， 氧 化 锌
润 滑 的作用 ， 可显 著改善 胶料 的加 工性 能 ， 提高混
炼 效率 ， 节约 能 耗 ， 主要 用 于 气 密层 胶 、 胎 圈 耐磨
胶 和胎 面胶 中 。
４ ， 硬脂 酸 １ ． ５ ， 均匀剂 （ 变 品种 ） ８ ， 硫 黄 ０ ． ６ ， 硫 化树 脂 Ｓ Ｐ １ ０ ４ ５ ３ ， 其他
防老剂TMQ在全钢载重子午线轮胎胎体胶中的应用

防老剂TMQ在全钢载重子午线轮胎胎体胶中的应用

剂Ｒ Ａ ６ ５ 一 薄通５ 次 下片 。
１ ． ５ 性能测试
・
对应 ；硫化速 度稍慢 ，但相 差不大 ，这与 △ｆ 。 基 本
对 应。
所有性 能测试 均按照相应 国家标 准进 行 。
表２混炼胶的性能
・
４ ３ ・
２ ． ２ 硫化胶物理性 能
胶料老化前后 的物理性能见表３ 。可 以看 出 ：７ 种胶料 的硬度 和拉 伸强度 相差不 大 ，与Ｔ Ｔ １ 配方胶 料相 比，Ｔ Ｔ ２～７ 配方胶 料 的３ ０ ０ ％定伸应 力略小 ，
转子转 速８ ０ ｒ ・ ｍ ｉ ｎ ～ 。加料顺 序为 ：生胶
化锌 、防老剂和粘 合剂Ｇ Ｌ Ｒ ２ ０ ： ！ 型 炭黑 胶 （ 温度 １ ５ ０～１ ７ ０℃ ）。
二段混炼在 开炼 机上进行 。加料顺 序为 ：一段
混炼 胶一不 溶性硫 黄 、促进 剂 、防焦 剂Ｃ Ｔ Ｐ 和粘合
关键 词：防老剂Ｔ ＭＱ；防老剂４ ０ ２ ０ ；全钢载重子 午线 轮胎 ；胎体胶 ；粘 合性 能
防老剂Ｔ ＭＱ （ ２ ，２ ，４ 一 三 甲基一 １ ，２ 一 二 氢化
Ｓ － Ｔ ＭＱ，黄色颗粒 ，江苏圣奥化学科技有 限公 司产
喹啉 聚合体 ），又 称 防老剂 Ｒ Ｄ，是一种 酮胺 类 防
配方 的 防老剂４ ０ ２ ０ 用量 为 １ 份 ，再减量添 加 防老 剂 Ｔ ＭＱ 。
橡胶助剂工业 的蓬勃发 展 ，防老剂Ｔ Ｍ Ｑ已成为轮胎 用主流 防老剂 品种 ，但 二聚体含量对其性能影 响较
大 。一般来说 ，在 轮胎 工业 中，防老剂Ｔ ＭＱ 在胎 面
和胎侧胶 中应用较 多 ，而在子午线轮胎带束层 和胎
耐疲 劳龟 裂试 验机 ，北 京化 工 机械 实 验厂 产 品 ； Ｌ Ｐ 一 ６ １ 型热 空气老化箱 ，重庆慧达试 验仪器有 限公
莱茵塑分PP在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

莱茵塑分PP在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用


我公 司全钢 载 重子 午 线 轮胎 生 产 初期 ， 出 挤
胎 面 断面气孔 多 ， 密性差 ， 致 几何 尺寸 波动大 。分 析原因： 一是 冷喂 料 双 复合 挤 出机 对 胎 面胶 塑 化 不充分 ， 胶料 中的易挥发 物未充 分挥发 ； 二是胶 料
莱 茵化学 （ 岛） 限公 司 产 品 ； 青 有 炭黑 Ｎ ３ ， ２ ４ 江西
摘要 ： 究莱茵塑分 Ｐ 研 Ｐ在 全 钢 载重 子 午 线 轮 胎 胎 面胶 中 的应 用 。试 验 结 果 表 明 ， 全 钢 载 重 子 午 线 轮 胎 胎 面 胶 在 中 采 用莱 茵塑 分 Ｐ 胶 料 门 尼 粘 度 降低 ， 黑分 散 性 提 高 ， 出工 艺 性 能 明 显 改 善 ， 化 胶 撕 裂 强 度 增大 ， Ｐ， 炭 挤 硫 生热 降低 ， 成 品 轮胎 耐久 性 能 提 高 。
的运 动能 力 ， 终 改 善 胶 料 流 动 性 ， 最 降低 门尼 粘 度， 促进 填料 特别 是 炭 黑 和 白炭 黑 等在 胶料 中 的
Ｘ １ ０型 开 炼 机 ， 东 湛 江 机 械 厂 产 品 ； Ｋ一６ 广 ＧＫ２ ０型密 炼机 ， 阳橡 胶 塑料 机 械集 团有 限 公 ７ 益 司产 品 ；０ｔ ５ 平板 硫化机 ， 上海第 一橡 胶机械 厂 产
技 术 管 理工 作 。
第 ５ 期
卿 勤 等 ． 茵 塑 分 Ｐ 莱 Ｐ在 全 钢 载 重 子 午 线 轮 胎 胎 面 胶 中 的应 用 表 ２ 小 配 合 试 验 结 果
项 目 试 验 配 方
２１ ９
炼 ， 段混炼 加料顺 序 为 ： 段混 炼胶一 促进 剂和 二 一
硫 黄一 下片 。
关 键 词 ： 钢 载 重 子 午 线 轮胎 ； 面 胶 ； 全 胎 加工 助 剂 中 图分 类 号 ： ６ ． ４ ． ／ ６ ＴＱ３ ０ ３ ４ Ｕ４ ３ ３ １ ３ ． ； ３ ．８ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ６８ ７ （０ １０ —２００ １０ —１ １ ２ １） ５０９ —３