橡膠與鋼絲的粘合性能
發布時間：2015-05-28 21:03:14 人瀏覽
來源： 橡膠技術網
橡膠與鋼絲的粘合性能， 對子午線輪胎使用壽命非常重要。隨著我國輪胎產業的飛速發展，鋼絲簾線粘合劑也得到了長足發展。間－甲、間－甲－白和間－甲－白－鈷三種體系的粘合劑在當今橡膠行業得到廣泛應用。
為應對歐盟的REACH 法規和2012 年11 月1日正式生效的歐盟輪胎標簽法， 和我國環境現狀的嚴峻形勢，2012 年4 月，國務院通過的《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012 年－2020 年）》要求：“輪胎要發展低滾動阻力節油綠色輪胎”。發展綠色輪胎，在原材料方面，要使用無毒無害的綠色原材料，做到原材料綠色化，符合歐盟輪胎標簽法要求；生產過程綠色化，實現低能耗、低粉塵、低煙氣生產；產品綠色化，滿足節油、安全、耐磨和可翻新等要求。因此，發展符合上述要求、采用清潔生產工藝研制綠色環保型子午胎鋼絲簾線粘合劑非常必要。
間苯二酚是組成間－甲、間－甲－白和間－甲－白－鈷體系的粘合劑的最基礎、最常用的粘合劑。但混煉過程中，間苯二酚易升華，產生大量刺激性煙霧，不僅嚴重影響操作人員的身體健康， 還造成嚴重的環境污染，而且容易導致其含量下降，影響粘合效果。因此用其它原料（辛基酚、甲酚、苯乙烯等）替代間苯二酚， 采用綠色環保工藝生產低游離間苯二酚含量的改性間苯二酚粘合劑成為發展方向。
本文敘述了采用清潔生產工藝研制綠色環保型子午胎鋼絲簾線粘合劑的合成過程， 通過與國外同類型產品進行多項理化性能的比較， 證明其性能完全達到了國外同類產品的水平， 為下一步產品工業化、推向市場提供了依據。
一、工藝過程
1。改性間苯二酚粘合劑所用原料要求
合成改性間苯二酚粘合劑所用原料要求見表1。
2。改性間苯二酚粘合劑合成工藝敘述
（1）投料
在用氮氣置換后的合成釜中按規定量分別投入辛基苯酚、甲酚、多聚甲醛、間苯二酚、回收甲苯及少量新甲苯，開啟攪拌。
（2）第一反應
合成釜升溫到規定溫度后， 將夾套蒸汽改為循環冷卻水，15 分鐘后將規定的催化劑1 加入合成釜。釜溫靠反應熱升溫至恒定，保溫反應2 小時。
（3）第二反應
將反應釜溫度降至規定值，將規定量的催化劑2和間苯二酚加入合成釜，釜溫靠反應熱升溫至恒定，保溫反應1。5 小時。之后升溫進行回流脫水，直至釜溫達到130℃。脫出水經冷凝器進入水接收槽。
（3）脫溶劑
將脫水完畢的物料移送至脫溶劑釜，進行常壓、減壓脫甲苯操作，蒸出甲苯經一級循環水冷凝器、二級冷凍水冷凝器后進入甲苯回收槽。回收甲苯用于反應套用。常壓蒸餾的不凝氣和極少量甲苯通過兩級吸收后達標排放。
減壓蒸餾的不凝氣和極少量甲苯通過真空緩沖器后也可達標排放。
（4）造粒、包裝
脫完甲苯物料經檢測軟化點合格后， 經過濾器進入造粒機造粒，得到成品進行包裝。
（5）催化劑配制
使用反應脫出水配制催化劑1 和催化劑2，剩余廢水經廢水處理系統后達標排放。
本工藝噸產品有約10kg 廢渣產生， 產生約180kg 廢水。不用水洗工藝可除去近一半鹽，使產品灰分達到要求，避免了大量含鹽廢水產生。廢氣經兩級吸收后可達標排放，二級吸收液和廢渣焚燒處理。此工藝合成路線“三廢”量小，符合綠色環保工藝的要求。
3。改性間苯二酚粘合劑合成工藝流程
二、產品性能對比
按上述的工藝路線和工藝條件， 筆者進行了多批次、數百公斤級中試，結果試驗重復性良好，得到了比較理想的產品。并在同等條件下和市場上銷售的日本進口產品進行了理化性能和使用性能對比分析檢測，得到了令人比較滿意的結果。
1。常規分析項目對比
用公司中試的三個批次的產品和日本進口的三個批次產品，對其軟化點、水分、灰分分別進行了分析，常規分析項目對比結果見表2。
從表2 數據可知， 中試產品常規分析項目完全符合日本品標準要求， 且具體數值和日本品基本相當。
2。分子量分布對比
對6 個批次樣品進行了GPC （凝膠滲透色譜分析法）分子量分布分析，分子量分布曲線見圖2，具體分子量數值見表3。
從表3 數據可知，6 個批次樣品的分子量分布曲線重疊良好，且具體數值和日本品基本相當。
3。紅外光譜對比
對6 個批次樣品進行了IR（紅外光譜分析法）分析，紅外譜圖見圖3。
從圖3 可知，6 個批次樣品的紅外光譜譜圖重疊良好。
4。硫化試驗曲線對比
對6 個批次樣品進行了硫化試驗， 試驗曲線見圖4。
從圖4 可知，6 個批次樣品的硫化試驗曲線圖重疊非常好。
5。門尼粘度、焦燒·硫變試驗數據對比
（1）試驗原材料
天然膠SMR－CV（60），印度尼西亞產品；高耐磨炭黑，氧化鋅，大連氧化鋅廠；硬脂酸，嘉里油脂化學工業有限公司； 不溶性硫磺， 上海京海化工有限公司；防老劑RD 科邁化工股份有限公司產品。
（2）主要儀器與設備
XSM－1／10－120 橡膠試驗密煉機，上海科創橡塑機械設備有限公司產品；XLB－D400×400×2， 青島雙星橡塑機械有限公司產品；GT－7080－S2 門尼粘度儀，高鐵檢測儀器有限公司；CTMD－3000A 無轉子硫化儀， 高鐵檢測儀器有限公司；GT－AI－3000 伺服非金屬拉力試驗機， 動態熱機械分析儀DMA1， 梅特勒·托利多產品檢測設備產品。
對以下6 個樣品分別進行了門尼粘度、焦燒·硫變試驗、拉伸應力應變、粘彈性等試驗，配方一致，加硫橡膠物性評價條件和未加硫橡膠物性評價條件均一致，試驗條件見表4。
按國家標準，對日本進口產品、科邁公司中試產品的物理性能進行測試，試驗結果見表5。
由表5 數據可知，在測試數據誤差范圍內，科邁中試品和日本進口產品的各種測試數據基本相同。
三、結論
在常規化學分析項目、分子量分布、紅外光譜分析等檢測中， 科邁公司中試產品和國外進口同類產品數據基本接近。在物理性能的檢測中，科邁公司產品與日本產品在100％定伸應力、斷裂拉伸強度、拉斷伸長率等數據結果基本接近。證明中試產品質量達到國外同類產品水平。科邁公司通過成功的中試，確定了工藝路線及各工序工藝參數， 解決了中試生產合成釜的攪拌形式、轉數等工程問題，為下一步工業化生產奠定堅實基礎。
轉自：橡膠技術網，橡膠行業門戶網站！
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