绿色环保型硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆在橡胶轮胎配方中的应用.docxVIP

绿色环保型硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆 在橡胶轮胎配方中的应用王飞，王志强侯家瑞，段咏欣 (濮阳蔚林化工股份有限公司)(青岛科技大学，橡塑材料与工程教育部重点实验室)摘要：探讨了绿色环保型硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)在天然胶(NR)中的硫化 促进特性及其硫化胶的物理机械性能。关键词：轮胎配方，TBzTD，TT，亚硝胺，环保在橡胶加工环境中存在着一定量的N一亚硝胺化合物，尤其在炼胶、硫化工段 和成品库中亚硝胺含量更高。研究表明，N一亚硝胺是由仲胺与氮氧化物反应生成 的，在胶料的硫化过程中，以仲胺(如吗啉、二异丙胺等)为基础的硫化促进剂 分解后产生仲胺，与空气或配合剂中的氮氧化物反应生成N一亚硝胺，而亚硝胺将 DNA烷基化，有诱发癌症的危险n1。目前，消除从橡胶胶料中产生亚硝胺的物质 成为橡胶工业所关心的课题瞳1。国外许多国家早已开始限制使用产生致癌亚硝胺物质的橡胶硫化促进剂，或 者只使用不含有害N一亚硝胺化合物及其衍生胺类化合物的橡胶助剂(以下简称为 安全助剂)。以安全促进剂品种替代有亚硝胺危害性品种的例子很多，其中之一 就包括用二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)替代二硫化四甲基秋兰姆(TT)、二硫化 四乙基秋兰姆(TETD)等口11。TBzTD是美国孟山都化学公司的科学家研制开发的 促进剂畸1，分子量大，熔点高，难以分解，因此，科学家们预测其不会产生致癌亚硝胺。为推广TBzTD在橡胶绿色产品中的应用，有必要用数据证实其制品的某些性 能不亚于或优于基于TMTD配方的制品。针对轮胎用橡胶配方，比较了TMTD和 TBzTD在胎体胶、胶芯、农用胎缓冲胶等橡胶制品中的硫化促进特性和硫化胶的 物理机械性能，并且根据以上测试结果对使用TBzTD为促进剂的胶料配方进行了 优化。1实验1．1原料天然橡胶SMR20、丁苯橡胶SBR、三元乙丙橡胶EPDM青岛群策国际贸易有限 公司；促进剂TMTD、TBzTD、DM、NOBS，防老剂RD、D均为濮阳蔚林化工股份有 限公司生产；硫黄(S)、硬脂酸(SA)、氧化锌(ZnO)等其它助剂均为市售工业 化产品。1．2胶料制备 胶料混炼在①160×320mm双辊筒开炼机上进行，前辊初始温度在55℃左右，后辊在50℃左右。困竺囡—一回兰兰l橡胶I——————◆l塑炼胶l————◆l加入小料I——割刀三次厂———————————————]左右3／4割刀三次———一J加入补强材料炭黑或白炭黑l—————_————————◆I 2ram．下片I——薄通打三角包5次广——————]停放————————————◆1兰兰!三竺竺翌医2m刁m．片I——二二r二—一F竺鏊二匝困—恒竺■回—一匿困————◆l硫化制品l————◆卜I生能测试I图l样品制备流程图1．3性能测试1．3．1硫化特性分析采用国标GB／T1232．1-2000，台湾高铁公司生产的门尼黏度仪测定混炼胶的 门尼黏度。采用国标GB／T1233-92，台湾高铁公司生产的门尼焦烧测定仪混炼胶 的门尼焦烧。在无转子硫化仪上测定其硫化特性曲线，当曲线上升到最高并保持平坦可终 止实验，其中ML是最小转矩，删是最大转矩，tclO表示焦烧时间，其值越大，胶料操作安全性越好，其中tc90表示转矩达到[ML+(删一ML)×90％)]时所对应的时间，此为我们采用的的工艺正硫化时间。1．3．2力学性能测试 按照国家标准GB／T528—1998测试其拉伸性能；按照GB530测试其撕裂强度；按照GB531测试其硬度。按GB／T9867—1988在高铁检测仪器有限公司生产的 GT一7012一D型DIN磨耗机上进行。实验试样为圆柱型，其直径为16mm，高度为 6一lOmm。测三个试样，磨耗体积取平均值。按GB／T1681-1991对试样进行回弹性 的测定。1．3．3热空气老化性能测试采用国际标准GB3512—83进行测试试样的热空气老化性能。利用国产的老化实验箱进行测试，测试条件为100。C×72h。 2结果与讨论2．1两种促进剂对胎体胶性能的影响 胎体胶配方见表1表1胎体胶配方TMTDTBzTDSMR2050 50SBR68．7568．75ZnO5 5硬脂酸1．51．5防老剂RD1．51．5N66043 43芳烃油8 8促进剂M0．50．5TMTDlTBzTD2．27S2．62．6总计181．85183．12Time(min)图2胎体胶的硫化曲线 有硫化特性曲线得出的硫化特性数据见表2表2胎体胶的硫化特性的数据由表2可以看出，TBzTD的门尼焦烧时间大致是TMTD门尼焦烧时间的1．8 倍，说明TBzTD具有比TMTD更好的加工安全性。TBzTD的工艺正硫化时间大致 是TMTD工艺正硫化时间的1．6倍，说明TBzTD硫化速度逊于TMTD。表3胎体胶的力学性能数据根据表3中的数据可以