惠炳国，王爱萍，王振太，孙国杰

                                         （青岛黄海橡胶股份有限公司，山东 青岛 266041）

      摘要：研究优化型4020在全钢载重子午线轮胎胎冠胶中的应用效果，实验结果表明，优化型4020熔点高与普通4020，组成基本相同，在全钢载重子午线轮胎配方中使用优化型4020等量替代普通4020，可以起到普通4020同样的作用，有利于防止4020贮存结块等现象，便于称量等操作。

      关键词：优化型4020；疲劳性能；屈挠性能；磨耗；定伸应力

 

  防老剂4020由于具有综合防护效果好的特点，已成为轮胎中最常用的防臭氧老化龟裂和屈挠龟裂类防老剂，但是由于其熔点低，夏季经常出现存放中结块，导致配料称量不便等现象。优化型4020为N-（1，3-二甲基丁基）-N’-苯基对苯二胺有机络合物，主要成分与普通4020相同，但因为分子间络合形成了络合物，因此熔点提高。这样优化型4020仍具有4020相同的性能，熔点的提高可有效避免结块现象，便于操作。我们在全钢载重子午线轮胎胎冠胶配方中进行了优化型4020替代4020的应用试验，本文旨在对试验情况进行介绍。

1 实验

1.1原材料

  优化型4020，常州欧士橡胶助剂有限公司产品；4020，山东圣奥科技发展有限公司产品，其它原材料均为轮胎工业常用原材料。

1.2基本配方

    生产配方：生胶100.0；炭黑50.0；白炭黑15.0；氧化锌5；硬脂酸3；防老剂4.5；其它9.5。

    试验配方：优化型4020等量替代4020，其它同生产配方。

1.3主要试验设备和仪器

  GK400N密炼机，德国KRUPP公司生产；TSR450辊筒式双螺杆挤出机，日本KOBE公司生产；GK255N，益阳益神橡机厂生产；XK-560开炼机，大连橡塑机械厂生产；1.7L密炼机，日本KO-BE STEEL公司生产；XK-160开炼机，广东湛江机械厂生产；MV2000型门尼粘度计、MDR2000型硫变仪、TENSOMETER 2000型拉力机，美国AL-PHA公司产品；WALLAC国际硬度计，美国HWWALLACE公司生产。

1.4试样设备

  小配合试验试验分两段进行，采用1.7L的密炼机加生胶、炭黑、4020和氧化锌等小药制备一段母炼胶，在开炼机上加硫黄和促进剂下片。

  大料试验采用三段进行，一段、二段母炼胶混炼用GK400N密炼机，终炼用GK255N密炼机。

1.5性能测试

  胶料性能测试均按相应的国家标准或企业标准进行。

 

2 结果与讨论分析

2.1化学分析实验结果

   小样化学分析结果如表1。

                          表1  小样化学分析结果

 

 

 

 

 

 从表1，可见优化型4020小样化学分析合格。正常4020熔点为45~51℃，而其测试结果为77℃，优化型4020熔点明显提高。

   图1和图2分别为欧士优化型4020、正常4020红外光谱图，可以看到二者略有不同，最主要的差别在于波长在3370~3390㎝^-1间的峰值差别较大，分析二者相似度应有80%。

 

 

2.2小配合试验

小配合试验采用全钢载重子午线轮胎胎冠胶配方，使用优化型4020等量替代配方中的4020，试验结果见表2，其中1#为正常4020，2#优化型4020。

                         表2  小配合实验结果

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

从表2可见，2#胶料拉断伸长率略低，定伸应力略大，磨耗较小，从疲劳、屈挠等胶料动态老化性能看，使用优化型4020的胶料和正常4020相当，热空气老化性能也基本相同。1#、2#胶料的其它物理机械性能相差不大。

                     表3 优化4020大料试验结果

2.3大料试验

   大料试验同样采用胎冠胶配方，试验结果如表3所示，其中1#为正常4020，2#为优化4020。

   从表3可见，与小配合试验结果基本一致，2#胶料拉断伸长率略低，定伸应力略大，磨耗较小，疲劳、屈挠等胶料动态老化性能等，优化型4020的胶料和正常4020胶料也基本相当，热空气老化性能也基本相同。1#、2#胶料的其它物理机械性能变化不大。

   作为防老剂，4020的主要作用是动态防护性能效果好，可有效防止胶料龟裂等现象的发生。疲劳性能、屈挠性能的测试结果主要反映的就是胶料的动态老化性。从小配合和大料试验结果看，优化型4020和正常4020防护效果相当。

3 结论

   1.优化型4020熔点较高，可以避免结块现象发生；

   2.优化型4020和正常4020产品性能无明显差异，采用优化型4020胶料的拉断伸长率略小，定伸应力略大，磨耗较小。

   3.优化型4020化学组成基本和正常4020相同，熔点高于正常4020，可有效避免4020存放中的结块现象，有利于配料称量等操作，值得推广应用。