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        改性氧化鋅在全鋼子午線輪胎胎側(cè)膠中的應(yīng)用

        2018-07-21 07:38:50田巍娟李鳳威
        橡膠科技 2018年9期
        關(guān)鍵詞:壓壓密煉機(jī)氧化鋅

        田巍娟,李鳳威,劉 樂

        (陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)橡膠有限公司,陜西 咸陽 712000)

        2012年11月1日歐盟輪胎標(biāo)簽法正式實(shí)施,低鋅綠色輪胎受到極大關(guān)注。在輪胎的使用、報(bào)廢堆放和回收處理中,鋅的釋放會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境,尤其對(duì)水生生物造成不利影響,按照歐盟委員指令2003/105/EC,氧化鋅被劃為N類,即對(duì)環(huán)境有害物質(zhì),國(guó)際環(huán)保組織已經(jīng)呼吁橡膠輪胎行業(yè)減小氧化鋅用量[1-3]。

        使用傳統(tǒng)間接法氧化鋅會(huì)造成大量鋅粒子滯留在橡膠中,目前減小輪胎中的氧化鋅用量的方法主要有兩種:使用其他有效的硫化活性劑;提高氧化鋅的活性,如減小氧化鋅粒子粒徑、增大比表面積,對(duì)氧化鋅進(jìn)行活性處理[2-5]。改性氧化鋅由經(jīng)超細(xì)處理、活性處理和抗靜電處理后的納米氧化鋅與多種活性物質(zhì)用特殊表面處理工藝制成,具有比表面積大、反應(yīng)活性高、分散性好、鋅含量較低的特點(diǎn)。

        本工作研究改性氧化鋅在全鋼子午線輪胎胎側(cè)膠中的應(yīng)用,為減小輪胎鋅含量提供借鑒。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 主要原材料

        天然橡膠(NR),STR20,泰國(guó)產(chǎn)品;順丁橡膠(BR),牌號(hào)9000,中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司產(chǎn)品;炭黑N375,江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰井a(chǎn)品;間接法氧化鋅(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.997)和改性氧化鋅,市售產(chǎn)品。

        1.2 試驗(yàn)配方

        試驗(yàn)配方見表1。

        表1 試驗(yàn)配方 份

        1.3 主要設(shè)備和儀器

        BB-2和BB430型密煉機(jī),日本神戶制鋼公司產(chǎn)品;F270型密煉機(jī),大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司產(chǎn)品;XK-150型開煉機(jī),廣東省湛江機(jī)械廠產(chǎn)品;MV2000型門尼粘度儀和MDR2000型無轉(zhuǎn)子硫化儀,美國(guó)阿爾法科技有限公司產(chǎn)品;XLB-D型平板硫化機(jī),湖州宏僑橡膠機(jī)械有限公司產(chǎn)品;Instron3365型拉力機(jī),美國(guó)英斯特朗公司產(chǎn)品;LR-01型老化箱,重慶恒達(dá)儀器廠產(chǎn)品。

        1.4 膠料混煉

        1.4.1 小配合試驗(yàn)

        膠料混煉分兩段進(jìn)行。一段混煉在BB-2型密煉機(jī)中進(jìn)行,混煉工藝為:生膠→間接法氧化鋅或改性氧化鋅→樹脂、防老劑和加工助劑→炭黑和芳烴油→提壓砣→排膠(150 ℃)。二段混煉在開煉機(jī)上進(jìn)行,混煉工藝為:一段混煉膠→促進(jìn)劑、硫黃和防焦劑→混煉均勻→下片。

        1.4.2 大配合試驗(yàn)

        大配合試驗(yàn)?zāi)z料分兩段混煉。一段混煉在BB430型密煉機(jī)中進(jìn)行,二段混煉在F270型密煉機(jī)中進(jìn)行。

        一段混煉工藝為:生膠→間接法氧化鋅/改性氧化鋅→樹脂、防老劑和加工助劑→炭黑→壓壓砣→提壓砣→芳烴油→壓壓砣→排膠(165 ℃或130 s)。

        二段混煉工藝為,一段混煉膠→促進(jìn)劑、硫黃、防焦劑→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→排膠(110 ℃或120 s)。

        1.5 性能測(cè)試

        膠料性能測(cè)試按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 理化性質(zhì)

        改性氧化鋅的理化性質(zhì)如表2所示。

        表2 改性氧化鋅的理化性質(zhì)

        從表2可以看出:改性氧化鋅的理化性質(zhì)符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求;與間接法氧化鋅相比,改性氧化鋅的氧化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小約15%。

        2.2 小配合試驗(yàn)

        2.2.1 混煉膠性能

        小配合試驗(yàn)混煉膠性能如表3所示。

        表3 小配合試驗(yàn)混煉膠性能

        從表3可以看出,與間接法氧化鋅膠料相比,改性氧化鋅膠料的門尼粘度略大,硫化特性基本相當(dāng),可見改性氧化鋅在硫化過程中被充分利用。

        2.2.2 硫化膠性能

        小配合試驗(yàn)硫化膠性能如表4所示。

        表4 小配合試驗(yàn)硫化膠性能

        從表4可以看出,與間接法氧化鋅膠料相比,改性氧化鋅膠料的300%定伸應(yīng)力和撕裂強(qiáng)度略有提高,拉斷伸長(zhǎng)率稍有降低,其他物理性能和耐熱老化性能基本相當(dāng)。

        2.3 大配合試驗(yàn)

        2.3.1 混煉膠性能

        大配合試驗(yàn)混煉膠性能如表5所示。

        表5 大配合試驗(yàn)混煉膠性能

        2.3.2 硫化膠性能

        大配合試驗(yàn)硫化膠性能如表6所示。

        表6 大配合試驗(yàn)硫化膠性能

        從表5和6可以看出,大配合試驗(yàn)與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

        3 結(jié)論

        (1)在全鋼子午線輪胎胎側(cè)膠中用改性氧化鋅等量替代間接法氧化鋅,膠料的硫化特性、物理性能和耐熱老化性能基本相當(dāng)。

        (2)與間接法氧化鋅相比,改性氧化鋅的鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小約15%,且成本較低,符合低鋅綠色輪胎發(fā)展趨勢(shì)。

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