熱穩定劑YG-638在ASV橡膠履帶花紋側膠中的應用

王克成，丘黎明

（1.浙江富銘工業機械有限公司，浙江 臨海 317000；2.臺州市黃巖東海化工有限公司，浙江 臺州 318020）

近年來使用ASV橡膠履帶（摩擦式橡膠履帶）的車輛發展迅速，應用領域十分廣泛。ASV橡膠履帶花紋側膠使用高性能天然橡膠（NR）或其并用膠，帶體周向骨架層使用高強度聚酯線繩（纏繞），帶體橫向加強層使用聚酯簾布。橡膠履帶通常用在工地礦山、田間曠野、森林沼澤、冰面雪地環境下作業的機械，長期經受烈日照射、臭氧侵蝕、雨雪浸淋。橡膠履帶在使用過程中會產生熱氧老化、臭氧老化和屈撓老化，表面易出現龜裂現象，嚴重影響橡膠履帶的使用壽命。因此，防止橡膠履帶老化，對延長其使用壽命至關重要。

熱穩定劑YG-638是一種新型橡膠助劑,化學名稱為脂肪族支鏈胺基衍生物，由臺州市黃巖東海化工有限公司研制。熱穩定劑YG-638無毒、無污染、不遷移、不變色，同時能降低膠料生熱，賦予膠料優異的熱穩定性能，從而延長橡膠制品的使用壽命。熱穩定劑YG-638用于NR膠料，可以有效提高膠料的抗硫化返原性能和耐熱氧老化性能；用于聚酯線繩浸膠和聚酯簾布覆膠中，可以解決胺類防老劑對聚酯的胺化問題。ASV橡膠履帶花紋側膠通常采用包括二苯胺類防老劑AW和對苯二胺類防老劑6PPD（4020）的防護體系，這兩種防老劑均屬于污染性防老劑，同時其膠料在日光曝曬下會嚴重變色，而熱穩定劑YG-638還兼有防老劑效能，具有一定的抗臭氧性能，與防老劑AW和防老劑6PPD并用有一定的協同效應，可減輕膠料曝曬變色現象。因此，熱穩定劑YG-638非常適用于ASV橡膠履帶花紋側膠。

本工作對熱穩定劑YG-638在ASV橡膠履帶花紋側膠中的應用進行研究。

1 實驗

1.1 主要原材料

NR，SMR20，馬來西亞產品；丁苯橡膠（SBR），牌號1502，中國石化齊魯石油化工股份有限公司產品；高苯乙烯，牌號S-6H，巴西Nitriflex公司產品；炭黑N220、炭黑N330和沉淀法白炭黑，江西黑貓炭黑股份有限公司產品；氧化鋅RA（核-殼結構活性氧化鋅），美國全球化學有限公司產品；增粘樹脂RT-45F，江蘇銘德高分子材料有限公司產品；芳烴油，道達爾石油（上海）有限公司產品；防老劑6PPD、防老劑TMO和促進劑TBBS，中國石化南京化學工業有限公司產品；防老劑AW，上海頓美新材料科技有限公司產品；微晶蠟，百瑞美特殊化學品（蘇州）有限公司產品；熱穩定劑YG-638，臺州市黃巖東海化工有限公司產品。

1.2 配方

生產配方：NR 75，SBR 20，高苯乙烯 5，炭黑N220/N330 50，沉淀法白炭黑 6，氧化鋅RA 3.5，硬脂酸 2，增粘樹脂RT-45F 1.5，芳烴油 4，防老劑6PPD/TMO/AW 4.5，微晶蠟1.5，硫黃 1.2，促進劑TBBS 1.5，其他 3，合計 178.7。

試驗配方：除添加1.5份熱穩定劑YG-638外，其余組分和用量與生產配方相同。

1.3 主要設備與儀器

BL-6172-B型實驗室密煉機、Φ150 mm×320 mm開煉機和BL-6170-D型平板硫化機，東莞市寶輪精密檢測儀器有限公司產品；GK90E型密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司產品；M2000E型門尼粘度儀和C2000E型無轉子橡膠硫化儀，北京友深電子儀器有限公司產品；TCS-2000型伺服控制拉力試驗機、GT-7012-A型阿克隆磨耗試驗機和GT-RH-200N型壓縮生熱試驗機，高鐵檢測儀器有限公司產品；401A型熱老化試驗箱，江蘇明珠試驗機械有限公司產品。

1.4 試樣制備

小配合試驗膠料在BL-6172-B型實驗室密煉機中混煉，混煉工藝為：NR、SBR和高苯乙烯→小料、炭黑、白炭黑和芳烴油→硫黃和促進劑→下片（在開煉機上進行）。

大配合試驗膠料混煉分兩段，均在GK90E型密煉機中進行。一段混煉轉子轉速為40 r·min-1，密煉室初始溫度為室溫，混煉工藝為：NR、SBR、高苯乙烯和小料（40 s）→炭黑和白炭黑（50 s）→芳烴油（10 s）→壓壓砣→提壓砣→排膠（150 ℃）。二段混煉的轉子轉速為20 r·min-1，密煉室初始溫度為30 ℃，混煉工藝為：一段混煉膠（緩慢加入）→促進劑（10 s）→硫黃（30 s）→壓壓砣→提壓砣→排膠（110 ℃）。

為減少試驗設備與環境系統差異，保證工藝條件相同，試驗配方膠料和生產配方膠料混煉和成品試制在同一設備上先后銜接進行。

1.5 性能測試

膠料各項性能測試按相應國家標準進行。

2 結果與討論

2.1 理化分析

熱穩定劑YG-638的理化性能如表1所示。從表1可以看出，熱穩定劑YG-638的理化性能達到企業標準要求。

表1 熱穩定劑YG-638的理化性能

2.2 小配合試驗

對熱穩定劑YG-638在ASV橡膠履帶花紋側膠中的應用進行小配合試驗，膠料的物理性能如表2所示。從表2可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的硫化特性、邵爾A型硬度、拉斷伸長率、拉斷永久變形、撕裂強度和阿克隆磨耗量相當，300%定伸應力和拉伸強度略有增大，壓縮疲勞溫升大幅下降，耐屈撓性能和耐熱氧老化性能提高。

表2 小配合試驗膠料物理性能

2.3 大配合試驗

2.3.1 物理性能

對熱穩定劑YG-638在ASV橡膠履帶花紋側膠中的應用進行大配合試驗，膠料的物理性能如表3所示。從表3可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的硫化特性、邵爾A型硬度、拉斷伸長率、拉斷永久變形、撕裂強度和阿克隆磨耗量相當，300%定伸應力和拉伸強度增大，壓縮疲勞溫升顯著下降，耐屈撓性能和耐熱氧老化性能提高。

表3 大配合試驗膠料物理性能

添加熱穩定劑YG-638后，大配合試驗膠料的物理性能變化趨勢與小配合試驗膠料相同。

2.3.2 工藝性能

對大配合試驗混煉膠進行快檢，結果如表4所示。從表4可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的門尼粘度降低，門尼焦燒時間略有延長，邵爾A型硬度相當。

表4 大配合試驗混煉膠快檢結果

進一步試驗得出，生產配方膠料的硫化返原率為5.1%，試驗配方膠料的硫化返原率為2.5%，即試驗配方膠料的抗硫化返原性能顯著提高。

2.4 成品試驗

采用試驗配方膠料和生產配方膠料試制了規格為381×101.6×51的ASV橡膠履帶，分別對4條試驗配方膠料和生產配方膠料的成品橡膠履帶進行裝機試驗，結果如表5所示。從表5可以看出，采用試驗配方膠料的成品橡膠履帶裝機試驗的平均累計行駛時間比采用生產配方膠料的成品橡膠履帶延長100 h。

表5 成品橡膠履帶裝機試驗結果

成品橡膠履帶曝曬試驗（露天放置90 d）表明，與生產配方膠料的成品橡膠履帶相比，試驗配方膠料的成品橡膠履帶曝曬變色現象顯著減輕。

3 結論

在ASV橡膠履帶花紋側膠中添加熱穩定劑YG-638，膠料的加工性能和抗硫化返原性能改善，定伸應力和拉伸強度增大，壓縮疲勞溫升顯著下降，耐屈撓性能和耐熱氧老化性能提高，成品橡膠履帶的使用壽命延長，抗曝曬變色性能顯著提高。