有機鋅在半鋼子午線輪胎胎面及胎側(cè)膠中的應用

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1、北京首創(chuàng)輪胎股份有限公司有機鋅在半鋼子午線輪胎胎面及胎側(cè)膠中的應用王琳琳，趙頎，周占林（北京首創(chuàng)輪胎有限責任公司，北京，102400）摘要：試驗研究有機鋅在半鋼子午線輪胎胎面及胎側(cè)膠中的應用。試驗結(jié)果表明，在半鋼子午線輪胎胎面及胎側(cè)膠配方中，采用有機鋅等量替代間接法氧化鋅，配方其它體系無需調(diào)整，膠料的硫化特性和物理性能良好，成品輪胎性能均通過國家標準要求，并且降低了原材料的成本。關(guān)鍵詞：有機鋅；半鋼子午線輪胎；胎面膠；胎側(cè)膠；環(huán)保材料近年來，低鋅含量和無鋅活化劑的研究成為橡膠行業(yè)內(nèi)的重要課題。在橡膠的生產(chǎn)、橡膠制品的處理和回收過程中，鋅從橡膠釋放到環(huán)境中，例如使用過程中通過輪胎的磨損

2、釋放出去。鋅的釋放會對環(huán)境、[1]人體健康、尤其對水生生物造成不利影響，所以要求橡膠膠粒中的鋅含量盡可能低。按照歐盟指令2003／105／EC，氧化鋅被劃分為N類，即對環(huán)境有害物質(zhì)。至2010年1月1日REACH法規(guī)實施后，輪胎市場上對環(huán)保的要求日漸嚴格，除了對輪胎上使用的油品做出了嚴格的限制外，鉛含量及鋅含量的限制也在逐步的納入環(huán)保要求中。為適應行業(yè)內(nèi)對輪胎的環(huán)保要求，環(huán)保材料的開發(fā)與應用的研究勢在必行。有機鋅是一種低鋅產(chǎn)品，鋅含量約為45%，本實驗研究的是有機鋅在子午線輪胎胎面膠及胎側(cè)膠中的應用情況。1.實驗1.1主要原材料NR，印尼；松香丁苯橡膠1502，申華化學工業(yè)有限公司；

3、順丁橡膠，山東玉皇化工有限公司；炭黑N375、N330，龍星化工股份有限公司；氧化鋅，石家莊華業(yè)兆興工貿(mào)有限公司；有機鋅，江蘇ATE高分子材料有限公司。1.2配方膠料配方見表1。表1膠料配方份胎面膠胎側(cè)膠組分試驗配方生產(chǎn)配方試驗配方生產(chǎn)配方SBR/BR100100NR/BR100100炭黑N3758080----炭黑N330----5555防老劑RD1.51.511硬脂酸2222北京首創(chuàng)輪胎股份有限公司氧化鋅02.503有機鋅2.5030硫磺粉221.51.5促進劑CZ1.21.2----促進劑NS000.70.7其它24.524.525.525.51.3主要試驗設備與儀器1.5L型

4、密煉機,法雷爾公司;XQ-250型拉力機，江蘇省江都真武橡膠機械廠；QLB—Q450型平板硫化機，湖州宏橋橡膠機械有限公司產(chǎn)品；MDR2000E型硫化儀和MV2000型門尼粘度儀，美國阿爾法科技有限公司。1.4膠料制備（1）小配合試驗小配合試驗分兩段混煉，一段在1.5L型密煉機上進行，混煉工藝為：橡膠30s炭黑、小藥（氧化130℃150℃鋅或有機鋅、防老劑及硬脂酸等）、油清掃排膠；二段混煉在開煉機上進行，加料順序為：一段混煉膠、硫磺粉、促進劑。（2）大配合試驗大配合試驗采用兩段混煉工藝，一段混煉在F370型密煉機中進行，胎面膠加料順序為：生膠、炭黑、50s30s155℃40s45s小

5、藥油清掃排膠；胎側(cè)膠加料順序為：生膠、炭黑、小藥油清掃150℃排膠。二段混煉在F270型密煉機中進行，加料順序均為：一段混煉膠、硫磺粉、促進105℃劑排膠。1.5性能測試膠料各項性能及成品胎試驗均按照相應的國家標準進行測試。2結(jié)果與討論2.1理化分析有機鋅理化分析結(jié)果見表2、表3表2有機鋅理化分析結(jié)果項目檢測標準有機鋅外觀淺黃色至白色粉末白色粉末鋅元素含量%48±346鉛含量（以Pb計）%≤0.020.003錳含量（以Mn計）%≤0.0001未檢出銅含量（以Cu計）%≤0.0002未檢出北京首創(chuàng)輪胎股份有限公司相對密度（相對氧化鋅）≤0.550.52灼燒后氧化物含量%≤72.070.

6、2加熱減量%≤1.50.5200目篩余物%無無備注：表2有機鋅理化分析檢驗標準為產(chǎn)品廠家提供。表3有機鋅理化分析結(jié)果項目檢測標準有機鋅鋅含量%--38.05鉛含量%--0.0006備注：表3理化分析結(jié)果出自北京橡膠研究院。2.2小配合試驗小配合試驗結(jié)果如表4、表5所示，從表4、表5的硫變性能可以看出，試驗膠的正硫化時間與生產(chǎn)配方的膠料的時間基本相當；物理性能上，胎面試驗膠的定伸應力略低于生產(chǎn)配方制得的膠料，其它性能無明顯變化。表4胎面膠小配合試驗結(jié)果項目試驗配方生產(chǎn)配方硫化儀數(shù)據(jù)（160℃*20min）ML/（dN.m）2.472.40MH/（dN.m）14.4415.56t10/m

7、in2.742.95t90/min6.486.93硫化膠性能（151℃*30min）邵爾A型硬度/度6264100%定伸應力/MPa2.22.4300%定伸應力/MPa9.210.5拉伸強度/MPa20.118.5扯斷伸長率/%605492扯斷永久變形/%2020抗撕裂強度/（kN/m）3744回彈性/%30.733.7100℃×24h老化后邵爾A型硬度/度6867100%定伸應力/MPa3.03.1北京首創(chuàng)輪胎股份有限公司300%定伸應力/MPa13.2