胶料在加工过程中需要有一定的稳定性 和加工安全性,这在胶料的混炼、压延和挤出 等工艺过程中特别重要,尤其在为了提高生 产效率而对胶料进行的强化加工过程中则更 为突出,如高速密炼、压延、挤出和高温硫化 等。利用橡胶防焦剂来改善橡胶的加工性能 是一种简便易行的方法.如在钢丝帘线胶中 加入防焦剂,能延缓硫黄和天然橡胶双键的 反应速度,以便有足够的硫黄与铜反应生成 Cu-S-R桥,使钢丝和胶料更牢固地粘合在一 起,同时可使胶料很好地渗入钢丝帘线内部, 完全覆盖钢丝表面,防止钢丝的腐蚀.橡胶工 业中传统使用的防焦剂是有机酸类和亚硝基 化合物,如水杨酸、邻苯二甲酸配等。它们的 防焦烧效果差,对胶料的其它物理性能也有 影响。防焦剂CTP是美国孟山都公司70年 代开发的产品,是一种较为理想的防焦剂,克 服了传统防焦剂的缺点。我国在80年代 初开展了这方面的应用和研究,目前已 批量生产。近几年国内使用厂家对国产防焦 剂提出了一些改进的建议。此产品虽然价 格较贵,但对子午线轮胎胶料的生产是必不 可少的,它加入胶料中,可改善胶料的加工性 能和贮存稳定性,使挤出和压延速度提高,并 可改善胶料在模型中的流动性和缩短硫化时 间等。本文对国产和进口防焦剂CTP进行了 应用性能的探讨。 1试验部分 试验中用了两种防焦剂CTP样品。A样 品系美国孟山都公司产品,由香港孟山都公 司提供.B样品系沈阳有机化工二厂产品,市 售工业品,为我厂目前子午线轮胎正常生产 所使用。配方中所用其它原材料均为市售工 业品。 本文所采用的配方除防焦剂外的其它组 分见表1。防焦剂CTP采用上述A,B两个样 品,进行防焦剂变量试验。 全部的测试方法按国家标准进行. 首先将胶料制备成母炼胶并停放24h, 然后在试验室150又320mm、速比为1:l。4 的开炼机上加促进剂、防焦剂和硫黄.胶料母 炼胶采用1.57L密炼机混炼,转速为115r· min-1,其加料顺序如下: (l)橡胶···················……0s (2)化学品、炭黑和油············……40s (3)提上压陀,清扫············……140s (4)排料·········……180sX135~145℃ 2结果与讨论
2.1防焦剂CTP化学特性分析 防焦剂CTP为N-环己基硫代邻苯二甲 酞亚胺,是非酸性防焦剂,其结构式为: 这种防焦剂在胶料硫化过程中可逆地捕 获促进剂分解出的活性产物,从而推迟了导 致早期交联的自动催化反应匡。表2是两种 不同厂家的防焦剂CTP的化学特性分析结 果。从表2可知,A和B两样品的初熔点相 当,其它性能相近。从样品的红外谱图的图形 分析可知,A样品符合标准谱图,B样品基本 符合标准谱图。建立防焦剂CTP的标准谱图 及试验方法是原材料国产化的一项重要措 施。 2.2防焦剂对焦烧和硫化特性的影响 2.2.1次磺酞胺一硫黄硫化体系 无论在天然橡胶、丁苯 橡胶还是天然橡胶/)l匝丁橡胶的并用胶中,加 入防焦剂CTP都能有效地延长焦烧时间,并 且随防焦剂用量增加,抗焦烧性能随之提高。 但不同厂家的防焦剂的性能略有差异。在天 然橡胶中A和B两样品效果相当,每增加 0.1份CTP可延长焦烧时间约6-7min。在 丁苯橡胶中B样品防焦烧效果略差,每增加 0.1份,A样品可延长焦烧时间6-7min,B 样品只能延长3-5min。在天然橡胶/顺丁橡 胶并用胶中A样品效果较好,每增加0.1 份,A样品可延长焦烧时间12~14min左右,B样品可延长8~10min。据有关资料介 绍,防焦剂cTP用量不宜超过0.5份,否 则会引起胶料喷霜。从试验结果中看出,对易 焦烧和需延长焦烧时间的胶料,加入防焦剂 CTPO.1~0.4份即可有效地改进焦烧性能, 增加胶料在模型中的流动性。过长的焦烧时 间也会使成本增加。 胶料的tl0和t.0与防焦 剂用量之间呈正比关系,随着用量的增加,焦烧时间延长。其中A样品效果较好,B样品 比A样品略差,这与门尼焦烧测试结果相一 致。防焦剂对硫化速度影响不大,对模量也无 显著影响,通过胶料的物理性能测试也证明 了这一点。 2.2.2噻唑类促进剂一硫黄硫化体系 防焦剂能有效地提高胶料的抗焦烧性能,对 胶料的模量无显著影响,在延长胶料焦烧时 间的同时,对硫化速度影响不大.B样品与A 样品防焦烧效果较为接近。 2.3防焦剂对硫化胶物理性能的影响 防焦剂CTP的用量对次磺酞胺一硫黄 硫化体系硫化胶的物理机械性能无显著影 响,两个样品的试验结果均在有效误差范围 内。 配方人员可通过调整防焦剂的用量来调 节胶料的加工安全时间,而又不影响硫化胶的性能,这为配方人员带来了极大的方便. 对采用促进剂DM一硫黄硫化体系的硫化胶的 物理机械性能的影响。从这些数据中可以观 察到,加入防焦剂CTP 0.1~0.45份,对其物 性无显著影响,与次磺酞胺一硫黄硫化体系相 同。 2.4在生产中的应用 我厂自1985年开始对国产防焦剂CTP 的应用进行试验,1987年又进行了专题应用研究。首先是应用于胎冠胶中,以解决夏天气 温高胶料易焦烧的间题。以后又在我厂自行 设计的轻型载重子午线轮胎胶中应用,取得 了一定的效果。1989.年经意大利皮列里公司 检验确认,沈阳有机化工二厂生产的防焦剂 CTP基本合格,可应用于子午线轮胎。经过多 年的实际生产应用,其质量较为稳定,防焦烧 性能可满足子午线轮胎胶料的要求.在此期 间也曾对国内其它厂家生产的防焦剂进行了 试验,其效果均不理想。
3结语 沈阳有机化工二厂生产的防焦剂CTP 的红外谱图和化学特性以及在胶料中的物理 化学性能和硫化特性都基本达到了进口同类 产品的水平。防焦剂CTP是一种应用于橡胶 工业的较好的配合剂,其对硫化胶的物性无 显著影响。根据实际配方的需要,选择用量在 0.1~0.4份之间较好,是一种值得推广应用 的产品。
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