氧化鋅預(yù)分散母粒ZnO80在輪胎膠料中的應(yīng)用研究

劉學(xué)民，李艷臣，陳 宏，于 淼，秦 鍇，姜云平

（1.北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，北京 100143；2.中國(guó)化工橡膠有限公司，北京 100080）

普通粉末狀氧化鋅在貯存和配料過(guò)程中容易吸收空氣中的水分而結(jié)團(tuán)，且容易飛揚(yáng)而影響稱(chēng)量精確性，造成橡膠制品質(zhì)量缺陷。粉末狀氧化鋅在鹵化丁基橡膠中特別難分散，膠料在壓延和擠出過(guò)程中容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致橡膠制品使用壽命縮短。

作為粉末狀氧化鋅的升級(jí)替代產(chǎn)品，氧化鋅預(yù)分散母粒無(wú)粉塵，不飛揚(yáng)，在膠料中分散性良好，近年來(lái)發(fā)展很快。氧化鋅預(yù)分散母粒ZnO80是用特級(jí)氧化鋅、載體和分散劑制成的高性?xún)r(jià)比預(yù)分散母粒，本工作采用全鋼載重子午線輪胎氣密層膠配方，研究其在輪胎膠料中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

溴化丁基橡膠（BIIR），牌號(hào)2222，美國(guó)?？松井a(chǎn)品；氧化鋅預(yù)分散母粒ZnO80，自制；1#和2#氧化鋅預(yù)分散母粒，國(guó)內(nèi)某公司產(chǎn)品；3#氧化鋅預(yù)分散母粒，國(guó)外某公司產(chǎn)品。

1.2 配方

全鋼載重子午線輪胎氣密層膠配方：BIIR，100；炭黑，60；硬脂酸，2；氧化鎂，1；芳烴油，10；硫黃，0.5；氧化鋅預(yù)分散母粒（變品種），3.7；其他，9.5；合計(jì)，186.7。

1.3 主要設(shè)備與儀器

1.57L本伯里型密煉機(jī)，英國(guó)法雷爾公司產(chǎn)品；XK-160型開(kāi)煉機(jī)，上海橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品；M200E型門(mén)尼粘度試驗(yàn)儀和C2000E型無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀，北京友深電子儀器有限公司產(chǎn)品；5567型高低溫材料試驗(yàn)機(jī)，美國(guó)英斯特朗公司產(chǎn)品。

1.4 混煉工藝

膠料混煉分2段工藝進(jìn)行。一段混煉在密煉機(jī)中進(jìn)行，密煉室初始溫度80 ℃；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速80 r·min－1。加料順序?yàn)椋海囟取?70 ℃）。二段混煉在開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行。加料順序?yàn)椋阂欢位鞜捘z→促進(jìn)劑和硫黃→薄通6次→下片。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化性能

4種氧化鋅預(yù)分散母粒的理化性能見(jiàn)表1。

從表1可以看出：4種氧化鋅預(yù)分散母粒的氧化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在79%～81%之間，其他雜質(zhì)含量也全部達(dá)到了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠滿足輪胎行業(yè)使用需求。

表1 4種氧化鋅預(yù)分散母粒的理化性能

2.2 物理性能

4種膠料的物理性能見(jiàn)表2。

表2 4種膠料的物理性能

從表2可以看出：4種膠料的門(mén)尼粘度和門(mén)尼松弛性能基本相當(dāng)，門(mén)尼焦燒時(shí)間相近，表明4種膠料的加工性能接近；4#配方膠料的ML較1#～3#配方膠料大，MH與3#配方膠料相當(dāng)，略大于1#～2#配方膠料；除2#配方膠料的硫化速度略快外，其他3種膠料的硫化速度基本相當(dāng)；4種膠料的硬度、定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率和拉斷永久變形都基本相當(dāng)，硫化時(shí)間35 min時(shí)4種膠料的物理性能優(yōu)于硫化時(shí)間20 min時(shí)的膠料；4種膠料的透氣率相當(dāng)，均具有較好的氣密性。

3 結(jié)論

氧化鋅預(yù)分散母粒ZnO80的理化性能與國(guó)內(nèi)外其他氧化鋅預(yù)分散母粒相當(dāng)，用其制備的氣密層膠加工性能、物理性能和氣密性與國(guó)內(nèi)外其他氧化鋅預(yù)分散母粒膠料無(wú)顯著差異。氧化鋅預(yù)分散母粒ZnO80可以等量替代國(guó)內(nèi)外其它氧化鋅預(yù)分散母粒用于輪胎膠料中。