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    綠色橡膠粘合增進(jìn)劑APR-2在高性能輪胎胎體膠料中的應(yīng)用

    2016-12-28 09:11:52付泉楊樹(shù)田
    橡塑技術(shù)與裝備 2016年21期
    關(guān)鍵詞:簾線胎體聚酯

    付泉,楊樹(shù)田

    (大連新綠州化學(xué)工業(yè)有限公司,遼寧 大連 116300)

    綠色橡膠粘合增進(jìn)劑APR-2在高性能輪胎胎體膠料中的應(yīng)用

    付泉,楊樹(shù)田

    (大連新綠州化學(xué)工業(yè)有限公司,遼寧 大連 116300)

    研究粘合增進(jìn)劑APR-2在高性能輪胎體胎體膠中的應(yīng)用。結(jié)果表明:粘合增進(jìn)劑APR-2滿足環(huán)保法規(guī)要求;粘合增進(jìn)劑APR-2與間苯二酚-甲醛樹(shù)脂/粘合劑RA-65粘合體系并用,膠料密度降低,與聚酯簾線之間粘合強(qiáng)度提高,成品輪胎耐久性能高速性能提高。

    粘合增進(jìn)劑;胎體膠;聚酯簾線;粘合強(qiáng)度;耐久性能;高速性能

    目前,許多輪胎企業(yè)在高性能輪胎中用溶聚丁苯(SSBR)/白炭黑/硅烷偶聯(lián)劑來(lái)降低輪胎滾動(dòng)阻力,胎體膠采用間苯二酚-甲醛樹(shù)脂/粘合劑RA-65為粘合體系,但輪胎胎體膠與聚酯簾線之間的粘合性能并沒(méi)有明顯的改變,導(dǎo)致高性能輪胎行駛時(shí)溫度過(guò)高而引起的輪胎缺陷層出不窮。

    粘合增進(jìn)劑APR-2由有機(jī)改性劑、偶聯(lián)劑和環(huán)保芳烴油改性高分散白炭黑制備而成。是一種新型無(wú)毒無(wú)公害綠色橡膠助劑。已獲得國(guó)家發(fā)明專利(CN105131331A),粘合增進(jìn)劑APR-2,可與間苯二酚-甲醛樹(shù)脂/粘合劑RA-65組成新粘合體系,對(duì)提高高性能輪胎胎體膠料與聚酯簾線之間的粘合強(qiáng)度,提高高性能輪胎耐久性能、高速性能和安全性能起著重要的作用。本文研究綠色橡膠粘合增進(jìn)劑APR-2在高性能輪胎胎體膠料中的應(yīng)用。

    1 實(shí)驗(yàn)

    1.1 主要原材料

    天然橡膠(NR),牌號(hào)SMR10#,馬來(lái)西亞產(chǎn)品;丁苯橡膠(SBR),牌號(hào)1502,中國(guó)石化齊魯股份有限公司橡膠廠產(chǎn)品;高分散性白炭黑,確成硅化學(xué)股份有限公司產(chǎn)品;粘合增進(jìn)劑APR-2,粉末或不規(guī)則片狀,水懸浮液pH值7.2,加熱減量(125 ℃×1 h)1.1%,大連新綠州化學(xué)工業(yè)有限公司產(chǎn)品。

    1.2 配方

    生產(chǎn)配方:標(biāo)準(zhǔn)膠10#,80,SBR1502,20;炭黑N660,55;氧化鋅,3;硬脂酸,2.0;環(huán)保芳烴油,11;防老劑RD,1.5;防焦劑CTP,0.4;辛酚增粘樹(shù)脂2.0,間苯二酚甲醛樹(shù)脂 1.9,粘合劑RA-65 ,3,硫磺/HDOT20/促進(jìn)劑NS,4.2;合計(jì),184.0。

    試驗(yàn)配方:除了添加5份粘合增進(jìn)劑APR-2以外,其他組份與生產(chǎn)配方相同。

    1.3 測(cè)試方法

    膠料其他物理性能和輪胎速度性能試驗(yàn)按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

    2 結(jié)果與討論

    2.1 環(huán)保性能

    經(jīng)杭州??茩z測(cè)技術(shù)有限公司檢測(cè),粘合增進(jìn)劑APR-2的多環(huán)芳烴(PAHs)含量結(jié)果見(jiàn)表1,部分主要高度關(guān)注物質(zhì)(HVSC)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。從表1 和表2可以看出,粘合增進(jìn)劑APR-2的8種多環(huán)芳烴PAHS(DBA 、CHR、 BaA、 BaP、BeP、BbF、BjF、BkF) 總含量應(yīng)低于10 mg/kg。HVSC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.001(1 000 mg/kg),說(shuō)明粘合增進(jìn)劑APR-2符合環(huán)保法規(guī)要求,為綠色環(huán)保產(chǎn)品。

    表1 多環(huán)芳烴(PAHs)含量檢測(cè)結(jié)果 mg/kg

    表2 部分主要HVSC檢測(cè)結(jié)果 mg/kg

    2.2 膠料的硫化特性

    胎體膠的硫化特性見(jiàn)表3。由表3可以看出,兩種配方輪胎膠料可達(dá)到相同的交聯(lián)程度,膠料的流動(dòng)性無(wú)甚差異,加工安全性能相近,硫化速度相同。

    表3 胎體膠料的硫化特性(190 ℃)

    2.3 物理性能

    胎體膠的物理性能見(jiàn)表4。從表4可以看出,與生產(chǎn)配方比較,添加粘合增進(jìn)劑APR-2的試驗(yàn)配方膠料密度低,其他性能相近。

    2.4 粘合強(qiáng)度

    胎體膠-聚酯簾線的H 抽出力見(jiàn)表5。從表5可以看出,與生產(chǎn)配方膠料相比,添加粘合增進(jìn)劑APR-2的試驗(yàn)配方膠料H 抽出力提高,隨著熱空氣老化時(shí)間和過(guò)硫化時(shí)間延長(zhǎng),兩種膠料的粘合強(qiáng)度逐漸降低,但試驗(yàn)配方膠料的粘合強(qiáng)度明顯高于生產(chǎn)配方膠料。

    表4 硫化膠的物理性能

    表5 胎體膠-聚酯簾線的H 抽出力 N

    2.5 工藝性能

    試驗(yàn)配方膠料的配合分散速度、包輥性、自粘性較好,收縮率小,膠簾布?jí)貉訒r(shí)操作性與滲透性均優(yōu)于生產(chǎn)配方的膠料。簾布層間無(wú)氣泡。粘合增進(jìn)劑APR-2在終煉時(shí)與硫磺、促進(jìn)劑、粘合劑等一起加入。

    2.6 成品輪胎性能

    采用高性能輪胎胎體膠的試驗(yàn)配方膠料試制185/70R14 88T高性能半鋼子午線輪胎,按照GB/T 4502—2009《轎車輪胎性能室內(nèi)試驗(yàn)方法》對(duì)成品輪胎的耐久性能和高速性能進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如表6所示。從表6可以看出,與生產(chǎn)輪胎相比,試驗(yàn)輪胎耐久性能和高速性能均明顯提高,完全能滿足生產(chǎn)需要。

    3 主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

    3.1 技術(shù)創(chuàng)新

    利用復(fù)配增粘技術(shù)提高橡膠與聚酯簾線的粘合強(qiáng)度。粘合增進(jìn)劑APR-2為兩性多官能團(tuán)化合物,在橡膠硫化過(guò)程中,極性部分官能團(tuán)便顯示出反應(yīng)活性,與聚酯簾線表面羥基、氨基等多種基團(tuán)發(fā)生反應(yīng);非極性部分雙鍵也和橡膠分子雙鍵發(fā)生反應(yīng),參與橡膠交聯(lián),從而在橡膠與聚酯簾線之間形成化學(xué)鍵合,從而在橡膠與簾線之間既產(chǎn)生化學(xué)鍵又存在物理的氫鍵作用,提高粘合強(qiáng)度。

    表6 185/70R14 88T綠色輪胎的耐久性能和高速性能

    3.2 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

    將有機(jī)改性劑、反應(yīng)性化合物、催化劑和載體復(fù)合在一起。粘合增進(jìn)劑APR-2是一種選用特征兩性多官能團(tuán)化合物配合催化劑和偶聯(lián)劑等,原料采用先進(jìn)的改性復(fù)合技術(shù)精制而成的一種高科技新材料。其中的兩性多官能團(tuán)化合物是由對(duì)硝基苯酚與含氮化合物在攝氏160℃、10個(gè)大氣壓下縮合得到的產(chǎn)物,無(wú)需分離直接再進(jìn)一步在氮?dú)獗Wo(hù)條件下與三苯基丙基溴化反應(yīng)引入帶雙鍵的非極性碳鏈制得。粘合增進(jìn)劑APR-2與常規(guī)用的間苯二酚-甲醛樹(shù)脂/粘合劑RA-65粘合體系有著本質(zhì)的不同。

    3.3 工藝創(chuàng)新

    生產(chǎn)過(guò)程中采用了先進(jìn)的復(fù)配技術(shù)。先用連續(xù)浸漬法將催化劑與載體結(jié)合起來(lái),再進(jìn)一步與有機(jī)改性劑、兩性多官能團(tuán)化合物在攝氏70~80℃下采用獨(dú)特的工藝進(jìn)行復(fù)合,得到一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的粉體材料。而且使兩性多官能團(tuán)化合物與催化劑能充分均勻的接觸,從而提高了產(chǎn)品的性能。

    3.4 性能創(chuàng)新

    提高高性能輪胎使用壽命和安全性。與常規(guī)的間苯二酚-甲醛樹(shù)脂+粘合劑RA-65為粘合體系相比,粘合增進(jìn)劑APR-2與間苯二酚-甲醛樹(shù)脂/粘合劑RA-65組成新的粘合體系,能明顯改善膠料的加工性能,可使橡膠與聚酯簾線的粘合強(qiáng)度提高達(dá)10%,膠料密度降低2%,膠料耐熱氧老化性能好,老化后粘合強(qiáng)度保持率高;輪胎耐久性和高速性能提高10%,同時(shí)輪胎耐久性能試驗(yàn)后的輪胎粘合強(qiáng)度保持率高,變形小,動(dòng)態(tài)性能好,有效防止了輪胎缺缺陷,提高了輪胎使用壽命和安全性。本產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)“三廢”排放。在應(yīng)用過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染。

    4 結(jié)論

    (1)粘合增進(jìn)劑APR-2符合環(huán)保法規(guī)要求,為綠色環(huán)保產(chǎn)品。

    (2)粘合增進(jìn)劑APR-2可作為輪胎行業(yè)專用的綠色橡膠粘合增進(jìn)劑,在高性能輪胎胎體配方中的最佳用量為5份,與橡膠相容性好,混煉均勻,可改善膠料的加工工藝性能,相助提高橡膠與聚酯簾線之間的粘合強(qiáng)度。

    (3)采用粘合增進(jìn)劑APR-2的硫化膠含膠率減小,密度降低,成品耐久性能和高速性能提高。

    Application of green rubber adhesion promoter APR --- 2 in high performance tire body

    Application of green rubber adhesion promoter APR --- 2 in high performanc
    ?e tire body

    Fu Quan,Yang Shutian
    (Dalian New Oasis Chemical Industry Co., LTD,Dalian 116300, Liaoning,China)

    This paper study the application of green rubber adhesion promoter APR - 2 in high performance tire body. The results show that the adhesion promoter APR - 2 meet the requirements of environmental protection laws and regulations; Using Adhesion promoter APR - 2 with resorcinol formaldehyde resin/adhesive RA - 65 system, rubber density is reduced, and the bonding strength is increased between polyester cord, high speed performance of tire is increased.

    adhesion improver; tire body glue; polyester cord; bond strength; the durable performance; high speed performance

    TQ339

    1009-797X(2016)21-0051-03

    B

    10.13520/j.cnki.rpte.2016.21.011

    (R-01)

    付泉(1965-),男,高級(jí)工程師,本科,學(xué)士,主要從事橡膠助劑研發(fā)和物化性能測(cè)試工作,獲大連市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和遼寧省優(yōu)秀新產(chǎn)品三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。

    2016-08-12

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