新型促进剂SWG在轮胎胶料中的应用研究

2022-07-20徐国成姜元达董慧敏

橡胶科技 2022年5期

徐国成，许凯，姜元达，董慧敏

（中策橡胶集团股份有限公司，浙江杭州 310018）

促进剂加入胶料中能促使硫化剂活化，从而加快硫化剂与橡胶分子的交联，达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果[1-6]。

新型促进剂SWG是脲醛酸钠聚合物与促进剂基团（由二苯胍、次磺胺类等促进剂等裂解而产生的自由基）形成的络合物，通过对传统促进剂的改性而达到分散均匀及硫化速度合理分布的目的。添加脲醛酸钠聚合物有利于促进剂聚集体的膨胀与离解，在炼胶过程中会使其分解成更小的分子结构。由于脲醛酸钠聚合物与促进剂基团都具有形成氢键的官能团，故能形成低温稳定的络合物，从而降低低温时促进剂自由基的引发速度，同时在高温下又能保证促进硫化的作用。与传统早效型促进剂相比，新型促进剂SWG具有较长的焦烧时间，而与传统后效型促进相比，又具有较低的持效作用，能提高胶料早期硫化的物理性能和深度硫化的热稳定性。

本工作研究促进剂SWG在天然橡胶（NR）和再生橡胶硫黄硫化体系胶料中的应用，为开发高性能橡胶材料提供参考。

1 实验

1.1 主要原材料

NR，SMR20，马来西亚产品；丁苯橡胶（SBR），牌号1500和1712，中国石化齐鲁石油化工有限公司产品；再生橡胶，牌号JZ-9（含胶率为40%），杭州中策橡胶循环科技有限公司产品；新型促进剂SWG（pH值为5～6.5，灼烧残留物质量分数为11.5%±2.0%），兰溪市双牛助剂化工有限公司产品。

1.2 试验配方

NR体系配方见表1。

表1 NR体系配方份

再生橡胶体系配方见表2。

表2 再生橡胶体系配方份

1.3 主要设备和仪器

XK-160型开炼机，广东省湛江机械厂产品；0.5MN型平板硫化机，上海第一机械厂产品；MDR2000型硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品；TS-2000M型拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品。

1.4 试样制备

胶料混炼在开炼机上进行，前、后辊的温度分别为30～50 ℃和40～50 ℃，辊距为3.5 mm。先加入生胶、炭黑、小料，混炼均匀，然后分别加入硫黄和不同促进剂，包后辊，待硫黄和促进剂全部混入后，左右各割刀15次，薄通6次，再割刀10次，下片（总操作时间约为15 min）。混炼胶在平板硫化机上硫化，硫化条件为150 ℃×（t90+1 min）。

1.5 性能测试

胶料各项性能均按照相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 硫化特性

NR体系胶料的硫化特性如表3所示。

表3 NR体系胶料的硫化特性

从表3可以看出：不同促进剂胶料的Fmax－FL由大到小依次为促进剂CBS，SWG，MBTS；t10由长到短依次为促进剂CBS，SWG，MBTS；硫化速度由快到慢依次为促进剂MBTS，SWG，CBS。这说明促进剂SWG胶料的抗焦烧性能优于促进剂MBTS胶料（两者相差不大），稍逊于促进剂CBS胶料；促进剂SWG胶料的硫化速度比促进剂CBS胶料快，说明其硫化活性比促进剂CBS高。

再生橡胶体系胶料的硫化特性如表4所示。