橡膠分散劑AT-C在輸送帶覆蓋膠中的應用

丁繼業

（無錫市侶湖橡膠制品有限公司，江蘇 宜興 214200）

橡膠分散劑是多效加工助劑，具有較強的促進分散效果，可以加速炭黑、白炭黑等填料及其他配合劑在橡膠基材中的有效分散，縮短混煉周期，提高混煉效率。優異的橡膠分散劑在膠料混煉過程中應對硫化體系不產生干擾，并有效降低膠料的門尼粘度，提高膠料的流動性，使各類原材料充分發揮使用效果，實現橡膠配方設計意圖。

在橡膠輸送帶生產過程中，工藝性能無法滿足要求是影響產品質量的主要因素，出現膠料混煉困難、分散不均、后續工序工藝性能差等情況，最終導致成品性能較差甚至不合格。目前，國內橡膠輸送帶生產以非連續化集約式的大量人工作業為主，生產工藝流程設計相對落后，工藝裝備陳舊且生產效率較低，這種特征在很多中小型企業更加明顯。這種生產方式雖然有靈活多變的特點，但本質上是粗放型生產，易產生的不良結果為混煉分散性差，加工能耗高，生產效率低，產品質量不穩定，波動較大且不易控制。針對以上問題，本公司對橡膠分散劑進行了應用研究。

本工作主要研究橡膠分散劑AT-C在橡膠輸送帶覆蓋膠膠料中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），海南天然橡膠產業集團股份有限公司產品；丁苯橡膠（SBR），牌號1502，中國石化齊魯石化公司產品；炭黑N330，石家莊新星化炭有限公司產品；橡膠分散劑AT-C，江蘇卡歐化工股份有限公司產品。

1.2 配方

試驗配方如表1所示。

表1 試驗配方 份

1.3 主要設備和儀器

XK-160型開煉機，青島亞華機械設備有限公司產品；55 L密煉機和Φ457 mm（18英寸）開煉機，青島雙星橡塑機械有限公司產品；ZWM-Ⅲ型門尼粘度儀，江蘇新真威試驗機械有限公司產品；GT-M3000A型無轉子硫化儀，高鐵科技股份有限公司產品；XLB-250KN型平板硫化機，青島順富昌機械有限公司產品；LX-A型橡膠硬度計、JDL型電子萬能拉力試驗機和GM-1型輥筒式磨耗試驗機，揚州天發試驗機械有限公司產品。

1.4 試樣制備

小配合試驗膠料混煉在XK-160型開煉機上進行。將輥距調為0.5～0.6 mm，加入NR并多次薄通塑煉（4 min），加入再生膠粉繼續塑煉3 min，加入硬脂酸、氧化鋅以及橡膠分散劑AT-C，混煉至分散均勻后加入防老劑和軟化劑等，再分批慢慢加入炭黑，混煉均勻，最后加硫黃和促進劑，吃料完畢并分散均勻后，薄通、打三角包5～8次，調大輥距，下片，停放8 h，備用。

大配合試驗膠料分兩段混煉。一段混煉在55 L密煉機中進行，轉子轉速為45 r·min-1，二段混煉在Φ457 mm（18英寸）開煉機上進行。一段混煉加料順序為：NR→再生膠粉→硬脂酸、氧化鋅、橡膠分散劑AT-C和防老劑等→油→炭黑→排膠（溫度為120～140 ℃），停放12 h；二段混煉加料順序為：一段混煉膠→硫黃→促進劑→排膠（溫度為100～110 ℃），膠料停放24 h。

1.5 性能測試

膠料各項性能按照相應國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 橡膠分散劑AT-C的理化性能

橡膠分散劑AT-C的理化性能見表2。

表2 橡膠分散劑AT-C的理化性能

從表2可以看出，橡膠分散劑AT-C的理化性能符合供應企業標準要求。為了防止原材料的酸堿度過高對膠料硫化體系帶來不利影響，本公司將pH值設定為原材料內部控制指標，要求原材料的pH值基本控制在7左右。橡膠分散劑AT-C的pH值為7.1，基本為中性，表明其對現有生產配方膠料的硫化體系的影響很小，符合本公司的技術要求。

2.2 小配合試驗

小配合試驗結果見表3。

表3 小配合試驗結果

從表3可以看出：與對比配方膠料相比，添加橡膠分散劑AT-C的膠料的門尼粘度略微減小，FL降低，從一定程度上說明橡膠分散劑AT-C具有軟化作用，在加工過程中可以提高膠料的流動性和可塑度，改善膠料壓出等工藝性能，降低加工能耗，提高混煉效率；膠料的Fmax提高，可能是由于橡膠分散劑AT-C的使用提高了填料和其他配合劑的分散程度，使各類材料應有的配合性能發揮到最佳，提高了膠料的硫化程度；膠料的t10和t90基本不受影響，印證了橡膠分散劑AT-C基本為中性的特質以及不干擾硫化體系的使用特點。

從表3還可以看出，橡膠分散劑AT-C的加入能顯著改善各種配合劑的分散性，提升膠料的整體均勻性，最大限度保證并體現配方設計的性能要求，具體表現為膠料的硬度、拉伸強度、拉斷伸長率、撕裂強度和耐磨性能均明顯提高。這幾項性能的強化有助于提高輸送帶覆蓋膠的強度，可以明顯提高輸送帶的使用效果和耐久性能，并在一定程度上滿足苛刻作業條件下的性能要求，提高輸送帶產品的市場競爭力。

2.3 大配合試驗

大配合試驗所有工藝均按公司生產設定程序同步進行，試驗結果見表4。

從表4可以看出，大配合試驗性能變化趨勢與小配合試驗基本一致，即添加橡膠分散劑AT-C后，膠料的焦燒時間和硫化速率基本不變，門尼粘度減小，加工性能改善，硬度、定伸應力、撕裂強度和耐磨性能顯著提高。輸送帶覆蓋膠性能的提高有助于提高輸送帶產品等級和使用性能。

表4 大配合試驗結果

由于小配合試驗和大配合試驗在操作技術條件、裝備效率、物料特性和工藝控制環節方面存在差異，雖然膠料各項性能的具體數值略有不同，但是整體性能變化趨勢一致，而且大配合試驗性能的改良更有力地證明了橡膠分散劑AT-C優異的促進分散特性，說明在膠料中添加適量橡膠分散劑AT-C能夠有效改善各種配合劑的分散性，大幅提高膠料整體的混煉均勻度，保證膠料的綜合性能。

橡膠分散劑AT-C在本公司典型輸送帶覆蓋膠中應用效果良好，膠料具有優異的分散性，滿足公司對輸送帶品質的更高要求。

3 結論

（1）在橡膠輸送帶覆蓋膠中添加適量橡膠分散劑AT-C，膠料的門尼粘度略減小，改善了膠料的加工性能，理論上有利于后續壓延、擠出和充模等工序的快捷操作。

（2）添加適量橡膠分散劑AT-C能顯著提高硫化膠的硬度、定伸應力、撕裂強度和耐磨性能等，能夠提高輸送帶的檔次和使用性能。