V帶硫化膠套膠料的配方優化

劉士鐸

（河北辛集金昊橡膠有限公司，河北 辛集 052360）

我公司V帶硫化膠套（以下簡稱膠套）膠料過去采用氯化丁基橡膠（CIIR）1068作主體材料，存在膠料成本高、CIIR1068貨源不穩定以及膠套性能較差、使用壽命較短（過早出現裂紋和老化現象）等問題。為此對膠套膠料配方進行了優化，取得了較好的效果。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），3#煙膠片，泰國產品；氯化丁基橡膠（CIIR），牌號1068和1066，進口產品；炭黑N330和N774，上海卡博特化工有限公司產品；硅粉B66、偶聯劑Si69和抗硫化返原劑TDB680，安徽阜陽利普化工有限公司產品；無機補強劑JC-069，江蘇玖川納米科技有限公司產品；抗撕裂樹脂HR-801，廣州盈瀧貿易有限公司產品；耐磨劑JTH-315[通用型聚四氟乙烯（PTFE）超微粉經特殊工藝加工而成的低相對分子質量微粉，熱穩定性與耐磨性能優異]，浙江衢州萬能達科技有限公司產品。

1.2 主要儀器和設備

MDR-2000型無轉子硫化儀，上海德杰儀器有限公司產品；AI-7000M型電子拉力機，中國臺灣高鐵科技股份有限公司產品；WML-76型阿克隆磨耗試驗機和WPL-100型橡膠疲勞龜裂試驗機，揚州天發試驗機械有限公司產品。

1.3 生產配方

CIIR1068 95，NR 5，炭黑 60，硅粉B66 40，古馬隆樹脂 5，防老劑RD 1.5，防老劑BLE 1.5，硫黃 0.2，促進劑DM 1.5，促進劑TMTD 2，合計 211.7。

1.4 試樣制備

膠套膠料按常規工藝混煉均勻并停放，取樣進行性能測試。制備膠套時混煉膠用開煉機返煉并下片，然后硫化成膠套。

1.5 性能測試

膠料性能按照相應國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 優化配方

2.1.1 主體材料

原膠套膠料的主體材料為CIIR1068，其價格近10萬·t-1，且貨源不穩定，經常影響V帶的正常生產。為此，采用價格較低（約3萬·t-1）且貨源充足的CIIR1066代替CIIR1068，但其膠料和膠套性能有差距。CIIR1068和CIIR1066膠料性能和膠套使用壽命對比如表1所示。

從表1可以看出，與CIIR1068膠料相比，CIIR1066膠料混煉工藝性能差，硫化速度較慢，硬度較低，拉伸強度和撕裂強度較小，膠套使用壽命較短。為改善CIIR1066膠料性能，需對膠料配合劑進行調整。

表1 膠料性能和膠套使用壽命

2.1.2 添加助硫化體系

為提高膠料的抗硫化還原性能，在膠料中添加由苯甲酸、偶聯劑Si69和抗硫化還原劑TDB680組成的助硫化體系。苯甲酸具有提高膠料包輥性能和遲延膠料焦燒的作用，偶聯劑Si69和抗硫化還原劑TDB680并用具有良好的抗硫化還原性能。添加助硫化體系對CIIR1066膠料及膠套性能的影響如表2所示。

從表2可以看出，與未添加助硫化體系的CIIR1066膠料相比，添加助硫化體系的CIIR1066膠料包輥性能改善，硫化速度加快，硬度、拉伸強度和撕裂強度提高，膠套使用壽命延長。

表2 添加助硫化體系對CIIR1066膠料及膠套性能的影響

2.1.3 添加無機補強劑JC-069和抗撕裂樹脂HR-801

為了減輕膠套在使用過程中的裂口現象，在膠料中用補強性能較好的無機補強劑JC-069部分替代硅粉B66，并添加5份抗撕裂樹脂HR-801提高膠料的抗撕裂性能，添加無機補強劑JC-069和抗撕裂樹脂HR-801對CIIR1066膠料及膠套性能的影響如表3所示。

表3 添加無機補強劑JC-069和抗撕裂樹脂HR-801對CIIR1066膠料及膠套性能的影響

從表3可以看出，用無機補強劑JC-069部分代替硅粉B66和添加5份抗撕裂樹脂HR-801，CIIR1066膠料的拉伸性能和抗撕裂性能進一步改善，膠套使用壽命進一步延長。

2.1.4 添加耐磨劑JTH-315和耐高溫微晶蠟

通過對比CIIR1068和CIIR1066膠套使用損壞形式，在CIIR1066膠料中添加高效耐磨劑JTH-315，以提高膠套表面的耐磨性能和潤滑性能，有利于膠套與V帶剝離；添加耐高溫微晶蠟，以有助于提高膠套的耐老化性能。添加耐磨劑JTH-315和耐高溫微晶蠟對CIIR1066膠料及膠套性能如表4所示。

從表4可以看出，添加耐磨劑HSR-580和耐高溫微晶蠟后，膠料的耐磨性能提高，產品使用壽命繼續延長。

表4 添加耐磨劑JTH-315和耐高溫微晶蠟對CIIR1066膠料及膠套性能的影響

2.2 優化配方及其膠料性能

根據上述試驗，確定優化膠套膠料配方為：CIIR1066 100，炭黑N330/N774 60，白炭黑 10，硅粉B66 15，無機補強劑JC-069 10，抗撕裂樹脂HR-801 5，古馬隆樹脂 5，耐磨劑JTH-315 3，耐高溫微晶蠟 2，防老劑RD 1.5，防老劑BLE 1.5，苯甲酸 2，偶聯劑Si69 1.5，抗硫化返原劑TDB680 1.5，硫黃 0.2，促進劑 3，合計 221.2。配方優化膠料及膠套性能如表5所示。

從表5可以看出：與生產配方相比，優化配方的膠料性能提高，膠套使用壽命延長。

表5 配方優化前后膠料及膠套性能

2.3 膠套內襯特種薄帆布

為了避免膠套使用過程中變形過大，用特殊方式在膠套中內襯一層薄帆布（起骨架作用），膠套使用壽命達到389次。

3 結論

V帶硫化膠套膠料的配方優化措施為：用CIIR1066代替價格高、貨源不穩定的CIIR1068作主體材料；添加苯甲酸、偶聯劑Si69和抗硫化返原劑TDB680組成的助硫化體系，改善了膠料的混煉包輥性能和抗焦燒性能，加快膠料硫化速度；用無機補強劑JC-069部分替代硅粉B66，并添加抗撕裂樹脂HR-801，提高了膠料的拉伸強度和抗撕裂性能；添加耐磨劑JTH-315和耐高溫微晶蠟，改善了膠料的耐磨性能。通過優化膠料配方和在膠套中內襯一層薄帆布，V帶硫化膠套的使用壽命顯著延長。