促进剂TATD在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用试验

冯 鸣，刘自光，张丽丽，花曙太，朱舒东

（山东玲珑轮胎股份有限公司，山东 烟台 265400）

促进剂是橡胶工业的重要原料，它可以降低胶料硫化温度，缩短硫化时间，减小硫黄用量，改善物理性能。常用促进剂有噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类和胍类。

促进剂DPG为胍类促进剂，主要用作天然橡胶和合成橡胶的中速促进剂，也常用作噻唑类、秋兰姆类和次磺酰胺类促进剂的助促进剂。因其有毒，与皮肤接触时有刺激性[1]，并具有污染性，被许多国家列为限制使用材料。

促进剂TATD（四烷基二硫化秋兰姆）是一种新型促进剂，其结构与其他秋兰姆二硫化物类似，但因具有长链烷基，其相对分子质量是其他二硫化秋兰姆的2～4倍[2]，挥发性低。促进剂TATD在使用中不会产生亚硝胺，是一种相对安全的超硫化促进剂。

本工作采用半钢子午线轮胎胎面胶配方，进行促进剂TATD替代促进剂DPG的试验。

1 实验

1.1 主要原材料

溶聚丁苯橡胶（SSBR），朗盛化学（上海）有限公司产品；顺丁橡胶（BR），中国石油大庆石化公司产品；炭黑N234，卡博特化工（天津）有限公司产品；高分散性白炭黑Z1165MP，罗地亚（上海）国际贸易有限公司产品；促进剂TATD（有效成分质量分数0.70），亚蒂凡特精细化工有限公司产品；促进剂DPG和NS，市售品。

1.2 主要仪器与设备

GK1.5N型密炼机，德国克虏伯公司产品；Φ160 mm×320 mm开炼机，烟台橡胶机械厂产品；MDR2000型无转子硫化仪和MV2000型门尼粘度仪，美国阿尔法科技有限公司产品；P-200-2PCD型平板硫化机，中国台湾磐石油压工业股份有限公司产品；DKD-K-16801型自动硬度计，德国Bareiss公司产品；CMT-4503型电子拉力试验机，深圳新三思材料检测有限公司产品；EPLEXOR 500N型动态粘弹谱分析仪，德国GABO公司产品；5109型弹性试验仪，德国Zwick/Roell公司产品；GT-7012-D型磨耗试验机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品。

1.3 配方

配方见表1。

表1 配方 份

1.4 试样制备

胶料混炼分两段进行。一段混炼在密炼机中进行，转子转速为40 r·min-1，加料顺序为：生胶→炭黑、白炭黑和小料→排胶（160 ℃）；二段混炼在开炼机上进行，加料顺序为：一段混炼胶→硫黄和促进剂→下片。胶料至少停放8 h后在平板硫化机上硫化。

1.5 性能测试

胶料性能测试按照相应国家标准进行。动态力学性能用动态粘弹谱分析仪测试，压缩模式，预应变为5%，应变为0.25%，频率为10 Hz，温度为－60 ℃～＋80 ℃，升温速率为2.0 ℃·min-1。

2 结果与讨论

2.1 硫化特性和物理性能

胶料的硫化特性和物理性能见表2。

表2 胶料的硫化特性和物理性能

从表2可以看出：与S0配方胶料相比，添加促进剂TATD的S1～S4配方胶料的门尼粘度略大，FL和Fmax较大，t10，t25和t50较长；S3和S4配方胶料的硫化速度较快；S1～S3配方胶料中，随着促进剂TATD用量增大，胶料的硫化速度加快。说明添加促进剂TATD的胶料加工安全性能好，硫化速度快。

从表2还可以看出，与S0配方胶料相比，S2～S4配方胶料的300%定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率总体略大，弹性较好，其余性能相当。

2.2 动态力学性能

在动态力学性能中，用0 ℃时的损耗因子（tanδ）表征胶料的抗湿滑性能，用25 ℃时的tanδ表征胶料的抓着性能，用60 ℃时的tanδ表征胶料的滚动阻力性能。胶料tanδ-温度（T）曲线见图1，胶料在低、中、高温区的tanδ-T曲线分别见图2～4。

图2 胶料低温区tanδ-T曲线

从图1～4可以看出：与S0配方胶料相比，添加促进剂TATD的S1～S4配方胶料0 ℃时的tanδ较大，说明其抗湿滑性能较好；60 ℃时的tanδ较小，说明其滚动阻力较小。

图1 胶料tanδ-T曲线

从图4还可以看出，在S2～S4配方中，S4配方胶料60 ℃时的tanδ较大，S2配方胶料次之，S3配方胶料较小。说明增大促进剂TATD用量比增大促进剂NS用量对降低胶料滚动阻力更有利。

图3 胶料中温区tanδ-T曲线

图4 胶料高温区tanδ-T曲线

3 结论

与促进剂DPG胶料相比，促进剂TATD胶料的加工安全性能较好，硫化速度较快，物理性能较好，滚动阻力降低，抗湿滑性能提高。

促进剂TATD作为一种不产生亚硝胺的环保促进剂，可替代促进剂DPG用于绿色轮胎和厚制品的制备。