環保型化學塑解劑SL-6010在全鋼載重子午線輪胎胎面膠中的應用

王 丹，冉宇寧，佘騰龍

（貴州輪胎股份有限公司，貴州 貴陽 550000）

增塑劑可以提高膠料混煉效率，降低混煉能耗，在橡膠工業中廣泛應用。增塑劑分為物理增塑劑和化學塑解劑。物理增塑劑主要是飽和與不飽和脂肪酸衍生物，其作用機理是通過大分子間的潤滑作用降低膠料門尼粘度，提高膠料塑性，使膠料獲得適當的流動性。使用物理增塑劑一般不會降低橡膠的相對分子質量，膠料的物理性能和動態力學性能良好，但膠料的門尼粘度較高，可能會限制其在某些生產設備中的應用。隨著環保意識增強以及對增塑劑性能要求提高，傳統的鄰苯二甲酸酯類增塑劑己無法滿足市場需求。目前性能較好的塑解劑按化學結構大致分為2類：芳香族硫酚及其衍生物類（如五氯硫酚和五氯硫酚鋅鹽）和二芳基二硫化物類（如二甲苯基二硫化物和2，2′-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物）。硫酚類塑解劑的低溫塑解效果良好，特別是其苯環上有烷基或鹵素取代基時塑解效果更強，但是硫酚類塑解劑的原料毒性大，產品氣味大，含有氯元素，被疑為有毒物質，且在生產過程中產生的硫化氫氣體和含硫廢水量較大，在國外已限制生產和使用。二芳基二硫化物類塑解劑的高溫塑解活性較高，且氣味小、無毒。

環保型化學塑解劑SL-6010為2，2′-二苯甲酰胺基二苯基二硫化物。本工作采用全鋼載重子午線輪胎胎面膠配方，研究環保型化學塑解劑SL-6010的應用性能。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SMR20，馬來西亞產品；炭黑N134，美國卡博特公司產品；環保型化學塑解劑SL-6010，華奇（張家港）化工有限公司產品。

1.2 配方

試驗配方采用全鋼載重子午線輪胎胎面膠配方（如表1所示）。

表1 配方 份

1.3 主要設備與儀器

F305型密煉機，英國法雷爾公司產品；XKR-660型開煉機，大連橡膠塑料機械股份有限公司產品；XLB-0型平板硫化機，青島巨融機械技術有限公司產品；MDR2000型硫化儀、MV2000型門尼粘度儀和disperGRADERTM aview型炭黑分散度儀，美國阿爾法科技有限公司產品；T2000E型電子式拉力試驗機，北京友深電子儀器有限公司產品；TJR-RR-TB（Y）型載重輪胎滾動阻力試驗機，天津久榮車輪技術有限公司產品。

1.4 混煉工藝

膠料混煉分兩段進行。一段混煉在密煉機中進行，二段混煉在開煉機上進行。一段混煉密煉室溫度為60 ℃，轉子轉速為45 r·min-1，加料順序為：生膠→小料→炭黑→白炭黑和偶聯劑Si69→排膠。二段混煉加料順序為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→薄通3次→下片。

1.5 性能測試

膠料門尼粘度測試按照GB/T 1232.1—2000《未硫化橡膠 用圓盤剪切粘度計進行測定 第1部分：門尼粘度的測定》進行，硬度測試按照GB/T 531.1—2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠 壓入硬度試驗方法 第1部分：邵氏硬度計法（邵爾硬度）》進行，拉伸性能測試按照GB/T 528—2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》進行；成品輪胎耐久性能按照GB/T 4501—2008《載重汽車輪胎性能室內試驗方法》進行。

2 結果與討論

2.1 膠料密煉能耗

環保型化學塑解劑SL-6010對膠料密煉能耗的影響如表2所示。從表2可以看出，環保型化學塑解劑SL-6010與傳統塑解劑五氯硫酚對膠料的塑解效果相差不大。

表2 環保型化學塑解劑SL-6010對膠料密煉能耗的影響

2.2 混煉膠門尼粘度

環保型化學塑解劑SL-6010對混煉膠門尼粘度的影響如圖1所示。從圖1可以看出：與傳統塑解劑五氯硫酚混煉膠相比，環保型化學塑解劑SL-6010混煉膠及其停放期間門尼粘度相差不大。

圖1 環保型化學塑解劑SL-6010對混煉膠門尼粘度的影響

2.3 膠料物理性能

環保型化學塑解劑SL-6010對膠料物理性能的影響如表3所示。從表3可以看出：與傳統塑解劑五氯硫酚相比，環保型化學塑解劑SL-6010對炭黑分散性影響不大，膠料的焦燒時間有所縮短，100%定伸應力和300%定伸應力稍提高，拉伸強度和拉斷伸長率略有下降，生熱降低，耐磨性能提高。

表3 環保型化學塑解劑SL-6010對膠料物理性能的影響

2.4 成品輪胎耐久性能

用試驗配方膠料試制了一批11.00R20 18PR全鋼載重子午線輪胎（花紋型號為697A），測試輪胎的耐久性能，結果如表4所示。從表4可以看出，胎面膠采用環保型化學塑解劑SL-6010與采用傳統塑解劑五氯硫酚的輪胎耐久性能相差不大。

表4 成品輪胎的耐久性能

3 結論

環保型化學塑解劑SL-6010對全鋼子午線輪胎胎面膠的塑解效果與傳統塑解劑五氯硫酚相當，對胎面膠物理性能和成品輪胎耐久性能無不良影響，是一種較理想的無毒、無污染橡膠加工助劑。