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)

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