高熔點防護(hù)蠟在半鋼子午線輪胎胎側(cè)膠中的應(yīng)用

羅洪罡，花曙太，劉自光，王召棟，張麗麗

（山東玲瓏輪胎股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400）

防護(hù)蠟是橡膠工業(yè)常用的物理防老劑，其作用機(jī)理是通過向橡膠表面遷移形成保護(hù)膜，防止橡膠與臭氧接觸，從而起到靜態(tài)臭氧防護(hù)作用。防護(hù)蠟多為普通石蠟與微晶蠟的混合物，成分為不同相對分子質(zhì)量的直鏈烷烴和支鏈烷烴。防護(hù)蠟遷移到硫化橡膠表面形成的蠟?zāi)そM成在很大程度上受環(huán)境溫度的影響，這主要是由于防護(hù)蠟中不同碳原子數(shù)烷烴的熔點不同所致[1]。目前市售防護(hù)蠟的熔點一般為60～65 ℃，將其用于胎側(cè)膠中，常導(dǎo)致夏季輪胎胎側(cè)噴霜，直接影響輪胎外觀。分析得出，該胎側(cè)噴霜蠟?zāi)さ慕M分85%以上為碳原子數(shù)小于35的烷烴，因此可以通過降低防護(hù)蠟中碳原子數(shù)小于35的烷烴含量來解決防護(hù)蠟噴霜問題。

本工作用高熔點防護(hù)蠟替代部分普通防護(hù)蠟，考察其對半鋼子午線輪胎胎側(cè)膠性能的影響。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），牌號SMR20，馬來西亞產(chǎn)品。順丁橡膠（BR），牌號9000，中國石化齊魯石油化工股份有限公司產(chǎn)品。炭黑N330，江西黑貓化工股份有限公司產(chǎn)品。普通防護(hù)蠟，牌號OK2122；高熔點防護(hù)蠟，牌號OK1887；百瑞美特殊材料（蘇州）有限公司產(chǎn)品。

1.2 主要設(shè)備和儀器

GK1.5N型密煉機(jī)，德國克虜伯公司產(chǎn)品；Ф200開煉機(jī)和40 t微機(jī)控制平板硫化機(jī)，青島科高橡塑機(jī)械有限公司產(chǎn)品；MDR2000型硫化儀和MV2000型門尼粘度儀，美國阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；DKD-K-16801型自動硬度計，德國博銳儀器公司產(chǎn)品；CMT-4503型電子拉力試驗機(jī)，深圳新三思材料檢測有限公司產(chǎn)品；臭氧老化測試儀，德國阿根托克斯公司產(chǎn)品。

1.3 配方

膠料配方如表1所示。其中生產(chǎn)配方添加了2份普通防護(hù)蠟，試驗配方用1份高熔點防護(hù)蠟等量替代普通防護(hù)蠟。

表1 膠料配方 份

1.4 試樣制備

膠料混煉采用2段工藝。一段混煉在密煉機(jī)中進(jìn)行，混煉工藝為：生膠→小料→炭黑→排膠（溫度160 ℃）；二段混煉在開煉機(jī)上進(jìn)行，混煉工藝為：一段混煉膠→硫黃和促進(jìn)劑→排膠（低于95 ℃）。

1.5 性能測試

膠料性能測試均按照相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化性能

普通防護(hù)蠟和高熔點防護(hù)蠟的理化性能如表2所示。從表2可以看出，與普通防護(hù)蠟相比，高熔點防護(hù)蠟的異構(gòu)烷烴和碳原子數(shù)大于35的烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，熔點更高，粘度更大[2]。

表2 防護(hù)蠟的理化性能

2.2 物理性能

防護(hù)蠟對膠料物理性能的影響見表3。從表3可以看出：與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗配方膠料的門尼粘度和門尼焦燒時間相當(dāng)，熱老化前后的硬度、定伸應(yīng)力、拉伸強度、拉斷伸長率和撕裂強度基本一致，這是由于防護(hù)蠟主要成分為飽和烷烴，與橡膠之間的物理作用和化學(xué)作用極小，對膠料加工性能和物理性能影響較小；試驗配方膠料的耐靜態(tài)臭氧老化性能更好，耐日光老化性能相當(dāng)，這是由于高熔點防護(hù)蠟的異構(gòu)烷烴和高碳烷烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于普通防護(hù)蠟，可形成更致密的蠟?zāi)ぃ瑥亩岣吣z料的耐靜態(tài)臭氧老化性能[3]。

表3 防護(hù)蠟對膠料物理性能的影響

2.3 噴霜性能

將硫化膠片置于溫度約30 ℃的成品輪胎倉庫內(nèi)放置3個月（6-8月份）后，生產(chǎn)配方膠片表面發(fā)白，試驗配方膠片外觀保持黑亮，這說明與生產(chǎn)配方膠片相比，添加高熔點防護(hù)蠟的試驗配方膠片防護(hù)蠟噴霜量明顯減小，可見采用高熔點防護(hù)蠟可以有效解決輪胎在夏季存儲時防護(hù)蠟噴霜問題。

3 結(jié)論

（1）與普通防護(hù)蠟相比，高熔點防護(hù)蠟的異構(gòu)烷烴和碳原子數(shù)大于35的烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，熔點更高，粘度更大，可形成更致密的蠟?zāi)ぁ?/p>

（2）與添加2份普通防護(hù)蠟的胎側(cè)膠相比，用1份高熔點防護(hù)蠟等量替代普通防護(hù)蠟的胎側(cè)膠加工性能、熱老化前后的物理性能和耐天候老化性能相當(dāng)，耐靜態(tài)臭氧老化性能提高。采用高熔點防護(hù)蠟部分替代普通防護(hù)蠟，可以解決半鋼子午線輪胎在夏季存儲時防護(hù)蠟噴霜問題。