氧化鋅預分散母粒ZnO80在輪胎膠料中的應用研究

劉學民，李艷臣，陳 宏，于 淼，秦 鍇，姜云平

（1.北京橡膠工業研究設計院，北京 100143；2.中國化工橡膠有限公司，北京 100080）

普通粉末狀氧化鋅在貯存和配料過程中容易吸收空氣中的水分而結團，且容易飛揚而影響稱量精確性，造成橡膠制品質量缺陷。粉末狀氧化鋅在鹵化丁基橡膠中特別難分散，膠料在壓延和擠出過程中容易出現質量問題，導致橡膠制品使用壽命縮短。

作為粉末狀氧化鋅的升級替代產品，氧化鋅預分散母粒無粉塵，不飛揚，在膠料中分散性良好，近年來發展很快。氧化鋅預分散母粒ZnO80是用特級氧化鋅、載體和分散劑制成的高性價比預分散母粒，本工作采用全鋼載重子午線輪胎氣密層膠配方，研究其在輪胎膠料中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

溴化丁基橡膠（BIIR），牌號2222，美國埃克森公司產品；氧化鋅預分散母粒ZnO80，自制；1#和2#氧化鋅預分散母粒，國內某公司產品；3#氧化鋅預分散母粒，國外某公司產品。

1.2 配方

全鋼載重子午線輪胎氣密層膠配方：BIIR，100；炭黑，60；硬脂酸，2；氧化鎂，1；芳烴油，10；硫黃，0.5；氧化鋅預分散母粒（變品種），3.7；其他，9.5；合計，186.7。

1.3 主要設備與儀器

1.57L本伯里型密煉機，英國法雷爾公司產品；XK-160型開煉機，上海橡膠機械廠產品；M200E型門尼粘度試驗儀和C2000E型無轉子硫化儀，北京友深電子儀器有限公司產品；5567型高低溫材料試驗機，美國英斯特朗公司產品。

1.4 混煉工藝

膠料混煉分2段工藝進行。一段混煉在密煉機中進行，密煉室初始溫度80 ℃；轉子轉速80 r·min－1。加料順序為：（溫度≤170 ℃）。二段混煉在開煉機上進行。加料順序為：一段混煉膠→促進劑和硫黃→薄通6次→下片。

2 結果與討論

2.1 理化性能

4種氧化鋅預分散母粒的理化性能見表1。

從表1可以看出：4種氧化鋅預分散母粒的氧化鋅質量分數均在79%～81%之間，其他雜質含量也全部達到了企業標準要求，能夠滿足輪胎行業使用需求。

表1 4種氧化鋅預分散母粒的理化性能

2.2 物理性能

4種膠料的物理性能見表2。

表2 4種膠料的物理性能

從表2可以看出：4種膠料的門尼粘度和門尼松弛性能基本相當，門尼焦燒時間相近，表明4種膠料的加工性能接近；4#配方膠料的ML較1#～3#配方膠料大，MH與3#配方膠料相當，略大于1#～2#配方膠料；除2#配方膠料的硫化速度略快外，其他3種膠料的硫化速度基本相當；4種膠料的硬度、定伸應力、拉伸強度、拉斷伸長率和拉斷永久變形都基本相當，硫化時間35 min時4種膠料的物理性能優于硫化時間20 min時的膠料；4種膠料的透氣率相當，均具有較好的氣密性。

3 結論

氧化鋅預分散母粒ZnO80的理化性能與國內外其他氧化鋅預分散母粒相當，用其制備的氣密層膠加工性能、物理性能和氣密性與國內外其他氧化鋅預分散母粒膠料無顯著差異。氧化鋅預分散母粒ZnO80可以等量替代國內外其它氧化鋅預分散母粒用于輪胎膠料中。