俞华英，罗 映

中橡集团曙光橡胶工业研究设计院，广西桂林541004

     NR胶料在高温或低温下长时间硫化及高温下使用时会出现硫化返原现象，硫化胶的交联密度减小，物理性能下降，为此通常采用有效、半有效硫化体系或用硫化剂TMTD和DTDM替代硫黄等方法来加以改善。这些方法虽能减轻胶料的硫化返原程度，但是硫化胶的动态性能下降，仍不能满足高性能轮胎胶料的使用要求。烷基二硫代磷酸盐促进剂不产生亚硝胺，可提高NR硫化胶的抗硫化返原性能，在热氧老化和高温硫化条件下具有良好的物理性能保持率。本工作研究了烷基二硫代磷酸盐促进剂在NR胎面胶中的应用。

1．

实验

1．1 原材料

     NR，印度尼西亚产品；烷基二硫代磷酸盐促进剂，牌号为卡欧AC—P84，有效成分(烷基二硫代磷酸盐)质量分数为0．70，宜兴市卡欧化工有限公司产品；其它原材料均为橡胶工业常用原材料。

1．2 试验配方

试验配方见表1。

1．3 主要仪器与设备

     孟山都R—lOOS型硫化仪，φ6o mm×320mm开炼机，45 t平板硫化机，孟山都T一1O型电子拉力机，YS-25型压缩试验机，PL-140型疲劳试验机。

 

1．4 性能测试

各项性能均按相应的国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2．1 理化分析

烷基二硫代磷酸盐促进剂的理化分析结果见表2。

 

2．2 硫化特性

    1 ～3 配方胶料在120℃下的门尼焦烧时间分别为37，52和54min。可以看出，与3# 配方胶料相比，1# 配方胶料的焦烧时间明显缩短，焦烧安全性能下降；2 #配方胶料则保持了良好的焦烧安全性。

    在孟山都硫化仪上分别测定3种配方胶料的硫化曲线。硫化曲线的平坦期越长，转矩下降越慢，说明胶料的抗硫化返原性能越好。

    3种配方胶料在153℃ ×70 min试验条件下的硫化曲线见图1。



由图1可见，1#配方胶料的硫化速度快，硫化平坦期长，转矩没有下降。2 #配方胶料在硫化至40 min时，转矩开始下降，但下降速度缓慢；硫化至70 min时，转矩只下降4%。3# 配方胶料的硫化平坦期很短，只10 min左右转矩即开始下降；硫化至35 min时，转矩已下降10% 。为了进一步研究胶料在更高温度下的抗硫化返原性能，又在170℃ ×120 min的试验条件下测定3种配方胶料的硫化曲线，结果见图2。

由图2可见，1# 配方胶料的硫化平坦期约为25 min，硫化至35 min时，转矩开始下降，但下降速度缓慢；硫化至120 min时，转矩只下降15 。



2 配方胶料的硫化平坦期很短，达到最大转矩后即开始下降，但下降速度很慢，硫化至120 min时，转矩下降19 。3# 配方胶料的硫化平坦期也较短，达到最大转矩后曲线下降较快，硫化至40min时，转矩已下降30 。可见随着硫化时间的延长，3#配方胶料的硫化返原现象最为严重。由图1和2可以看出，在NR胎面胶中加入烷基二硫代磷酸盐促进剂，可以明显提高胶料的抗硫化返原性能，其中加入1．2份烷基二硫代磷酸盐促进剂的改善效果更为明显。

2．3 物理性能

3种配方硫化胶在138℃下的物理性能测试结果见表3。

对于在北方地区使用的轮胎或其它在低温环境下使用的橡胶制品，脆性温度是一项很重要的物理性能指标。胶料的脆性温度越低，说明其耐寒性能越好。通常希望胶料有较低的脆性温度，在低温下仍能保持高弹性。

从表3可以看出，与3#配方硫化胶相比，1#配方硫化胶的300 定伸应力增大，邵尔A型硬度略有减小，脆性温度和耐屈挠龟裂性能下降；2#配方硫化胶的300 定伸应力和拉伸强度增大，邵尔A型硬度和耐屈挠龟裂性能基本相当。可见通过调整硫化体系，可使胶料保持良好的耐屈挠龟裂性能。

为进一步研究烷基二硫代磷酸盐促进剂对NR硫化胶物理性能的影响，又在153℃ 硫化温度下进行了测定，结果见表4。

从表4可以看出，与3#配方硫化胶相比，1#和2#配方硫化胶的300 定伸应力增大，拉断永久变形减小，其它性能基本相当。

3 结论

在NR胎面胶中加入烷基二硫代磷酸盐促进剂，可以提高胶料的抗硫化返原性能，增大硫化胶的300 定伸应力，用量适宜时可降低胶料的脆性温度。通过调整硫化体系，加入0．5份烷基二硫代磷酸盐促进剂，可使胶料保持良好的焦烧安全性和耐屈挠龟裂性能。