新型塑解剂Z一230是一种以金属鳌合物为有效主体,辅以活性剂和分散剂等载体物质的通用型复合化学塑解剂,在橡胶塑炼时,受热、氧作用产生的游离基能有效地引发与促进橡胶大分子的断裂,同时封闭和保护橡胶分子链断裂所生成的自由基,使其丧失活性,不再重新聚合形成大分子,因而可以显著加速生胶塑炼过程,缩短塑炼时间,降低能耗,并减小弹性复原,提高橡胶塑性的稳定性。本工作研究了新型塑解剂Z-230在NR胶料中的应用效果。
l 实验
1.1 原材料
NR,1 标准胶,云南农垦公司产品;3 烟胶片,泰国产品。塑解剂Z-230,北京中橡科达橡胶材料有限公司产品。其它材料均为橡胶工业常用原材料。
1.2 配方
1.2.1 塑炼胶
试验配方A :NR 100,塑解剂Z-230 0.1;A2:NR 100,塑解剂Z-230 0.2。对比配方B1:NR 100;B2:NR 100,塑解剂sJ-lo3 0.1。以上NR均为3 烟胶片。
1.2.2 混炼胶
(1)胎冠胶
试验配方Cl:NR(A 塑炼胶) 50,BR 50,炭黑53,硬脂酸 2.5,氧化锌3,石蜡 1.5,防老剂3,操作油6.5,硫黄、促进剂2.1。正常生产配方C 中NR采用B2塑炼胶,其它均同试验配方。
(2)缓冲胶
试验配方D :NR(1 标准胶+A 塑炼胶)85,BR 15,炭黑42,硬脂酸2,氧化锌5,防老剂3,操作油5.5,硫黄、促进剂3.05。正常生产配方D 中NR采用1 标准胶与B 塑炼胶并用,其它均同试验配方。
1.3 试验设备与仪器
XK一160型开炼机和XM-140/20型密炼机,广东湛江机械厂产品;GK270型密炼机,益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品;T-10型电子拉力机和2000型无转子硫化仪,美国孟山都公司产品;M200E型门尼粘度仪,北京市友深电子仪器厂产品;WS-1型橡胶威廉氏可塑性试验机,上海化工机械四厂产品;EVR一1290G型电子无笔记录仪,北京市弗米特测试技术研究所产品。
1.4 生产工艺
1.4.1 小配合试验
塑炼工艺顺序为:生胶一薄通5 min(薄通0.5min时加入塑解剂)一折叠胶片、压片捣炼0.5 min(辊距8 mm)一下片。辊温为60℃、塑炼时间为8min的塑炼胶用于胎冠胶配方;辊温为120℃ 、塑炼时间为8 min的塑炼胶用于缓冲胶配方。
1.4.2 大配合试验
(1)塑炼在XM-140/20型密炼机中进行。第1方案:加人生胶和塑解剂,塑炼时间为8 min,塑炼至3和5 min时压砣各提起一次,压砣悬置时间为5 s;第2方案:加人生胶和塑解剂,塑炼时间为lO min,塑炼3和5 min时压砣各提起一次,压砣悬置时间为5s.为避免和减小因机台设备、密炼机冷却系统、压砣压力及生胶块烘胶程度等的差异,对比配方和试验配方采取同批次生胶、同时间投入同一烘胶房、同时间切胶、先后衔接在同一机台上生产的方法。密炼机排胶后,胶料在开炼机(辊距为7 mm)上割起落刀薄通4遍即下片冷却,当下片至平车上的胶料仅能完全包覆辊筒时割取塑炼胶试样。
从表1可以看出,塑解剂Z-230的各项理化性质测试结果均符合企业标准要求。
2.2 小配合试验
2.2.1 塑炼试验
小配合生胶塑炼试验是在相同的辊距、辊筒冷却条件(如辊筒冷却水开关阀门搬转角度)和转速下进行,试验结果见表2。
从表2可以看出,辊温的升高对不含塑解剂NR的塑炼效果影响不大,而加入塑解剂的NR在辊温不同时便随塑炼时间的延长出现一定的差异,尤其在塑炼8 min以后,A ,A。和B2塑炼胶的门尼粘度均随辊温的升高而有不同程度的下降;在相同塑炼时间下,加入塑解剂的塑炼胶门尼粘度小于未加塑解剂的塑炼胶,其中加入0.2份塑解剂Z一230的塑炼胶门尼粘度最小。
2.2.2 混炼试验
小配合混炼试验结果见表3。
从表3可以看出,塑解剂Z-230对NR胶料硫化特性和硫化胶物理性能无太大影响。
2.3 大配合试验
2.3.1 塑炼试验
根据电子无笔记录仪所记录的各阶段塑炼瞬时功率,计算出5个瞬时功率最高峰值的平均值进行对比,结果见表4。
从表4可以看出,在塑炼1~2 min内,两个方案中塑炼胶的瞬时功率相差不大;当塑炼2min后,加入塑解剂的塑炼胶瞬时功率小于未加塑解剂的塑炼胶。车间大配合塑炼试验结果见表5。
从表5可以看出,两个方案中,加入塑解剂Z-230塑炼胶的塑性值大于未加塑解剂的塑炼胶,其中加入0.2份塑解剂Z-230的塑炼胶的塑性值最大。另外,加入塑解剂塑炼胶的塑性值停小配合塑炼试验结果相差较大。可以认为,塑炼胶经密炼机较长时间的塑炼后排胶,在开炼机辊筒的补充加工过程中,其弹性复原的作用大于同时存在的剪切断链作用。
2.3.2 混炼试验
大配合混炼试验结果见表6。
从表6可以看出,塑解剂Z一230对NR胶料硫化特性和硫化胶物理性能无太大影响。
2.4 成品试验
以试验配方生产9.00—20 16PR轮胎,分别进行胎冠胶物理性能、轮胎耐久性能及高速性能试验,结果见表7。
从表7可以看出,试验配方轮胎成品胎冠胶的300 定伸应力和拉断伸长率略有增大,阿克隆磨耗量减小,成品轮胎的耐久性能略有提高。
3 结论
(1)加入塑解剂Z-230,可有效降低NR塑炼胶的门尼粘度,提高塑炼胶的塑性,有利于缩短塑炼时间及减小密炼机能耗。
(2)加入塑解剂Z一230对NR胶料硫化特性、硫化胶物理性能及轮胎成品性能无不利影响。