有机锌在半钢子午线轮胎胎面及胎侧胶中的应用

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1、北京首创轮胎股份有限公司有机锌在半钢子午线轮胎胎面及胎侧胶中的应用王琳琳，赵颀，周占林（北京首创轮胎有限责任公司，北京，102400）摘要：试验研究有机锌在半钢子午线轮胎胎面及胎侧胶中的应用。试验结果表明，在半钢子午线轮胎胎面及胎侧胶配方中，采用有机锌等量替代间接法氧化锌，配方其它体系无需调整，胶料的硫化特性和物理性能良好，成品轮胎性能均通过国家标准要求，并且降低了原材料的成本。关键词：有机锌；半钢子午线轮胎；胎面胶；胎侧胶；环保材料近年来，低锌含量和无锌活化剂的研究成为橡胶行业内的重要课题。在橡胶的生产、橡胶制品的处理和回收过程中，锌从橡胶释放到环境中，例如使用过程中通过轮胎的磨损

2、释放出去。锌的释放会对环境、[1]人体健康、尤其对水生生物造成不利影响，所以要求橡胶胶粒中的锌含量尽可能低。按照欧盟指令2003／105／EC，氧化锌被划分为N类，即对环境有害物质。至2010年1月1日REACH法规实施后，轮胎市场上对环保的要求日渐严格，除了对轮胎上使用的油品做出了严格的限制外，铅含量及锌含量的限制也在逐步的纳入环保要求中。为适应行业内对轮胎的环保要求，环保材料的开发与应用的研究势在必行。有机锌是一种低锌产品，锌含量约为45%，本实验研究的是有机锌在子午线轮胎胎面胶及胎侧胶中的应用情况。1.实验1.1主要原材料NR，印尼；松香丁苯橡胶1502，申华化学工业有限公司；

3、顺丁橡胶，山东玉皇化工有限公司；炭黑N375、N330，龙星化工股份有限公司；氧化锌，石家庄华业兆兴工贸有限公司；有机锌，江苏ATE高分子材料有限公司。1.2配方胶料配方见表1。表1胶料配方份胎面胶胎侧胶组分试验配方生产配方试验配方生产配方SBR/BR100100NR/BR100100炭黑N3758080----炭黑N330----5555防老剂RD1.51.511硬脂酸2222北京首创轮胎股份有限公司氧化锌02.503有机锌2.5030硫磺粉221.51.5促进剂CZ1.21.2----促进剂NS000.70.7其它24.524.525.525.51.3主要试验设备与仪器1.5L型

4、密炼机,法雷尔公司;XQ-250型拉力机，江苏省江都真武橡胶机械厂；QLB—Q450型平板硫化机，湖州宏桥橡胶机械有限公司产品；MDR2000E型硫化仪和MV2000型门尼粘度仪，美国阿尔法科技有限公司。1.4胶料制备（1）小配合试验小配合试验分两段混炼，一段在1.5L型密炼机上进行，混炼工艺为：橡胶30s炭黑、小药（氧化130℃150℃锌或有机锌、防老剂及硬脂酸等）、油清扫排胶；二段混炼在开炼机上进行，加料顺序为：一段混炼胶、硫磺粉、促进剂。（2）大配合试验大配合试验采用两段混炼工艺，一段混炼在F370型密炼机中进行，胎面胶加料顺序为：生胶、炭黑、50s30s155℃40s45s小

5、药油清扫排胶；胎侧胶加料顺序为：生胶、炭黑、小药油清扫150℃排胶。二段混炼在F270型密炼机中进行，加料顺序均为：一段混炼胶、硫磺粉、促进105℃剂排胶。1.5性能测试胶料各项性能及成品胎试验均按照相应的国家标准进行测试。2结果与讨论2.1理化分析有机锌理化分析结果见表2、表3表2有机锌理化分析结果项目检测标准有机锌外观浅黄色至白色粉末白色粉末锌元素含量%48±346铅含量（以Pb计）%≤0.020.003锰含量（以Mn计）%≤0.0001未检出铜含量（以Cu计）%≤0.0002未检出北京首创轮胎股份有限公司相对密度（相对氧化锌）≤0.550.52灼烧后氧化物含量%≤72.070.

6、2加热减量%≤1.50.5200目筛余物%无无备注：表2有机锌理化分析检验标准为产品厂家提供。表3有机锌理化分析结果项目检测标准有机锌锌含量%--38.05铅含量%--0.0006备注：表3理化分析结果出自北京橡胶研究院。2.2小配合试验小配合试验结果如表4、表5所示，从表4、表5的硫变性能可以看出，试验胶的正硫化时间与生产配方的胶料的时间基本相当；物理性能上，胎面试验胶的定伸应力略低于生产配方制得的胶料，其它性能无明显变化。表4胎面胶小配合试验结果项目试验配方生产配方硫化仪数据（160℃*20min）ML/（dN.m）2.472.40MH/（dN.m）14.4415.56t10/m

7、in2.742.95t90/min6.486.93硫化胶性能（151℃*30min）邵尔A型硬度/度6264100%定伸应力/MPa2.22.4300%定伸应力/MPa9.210.5拉伸强度/MPa20.118.5扯断伸长率/%605492扯断永久变形/%2020抗撕裂强度/（kN/m）3744回弹性/%30.733.7100℃×24h老化后邵尔A型硬度/度6867100%定伸应力/MPa3.03.1北京首创轮胎股份有限公司300%定伸应力/MPa13.2