橡胶与钢丝的粘合性能
发布时间：2015-05-28 21:03:14 人浏览
来源： 橡胶技术网
橡胶与钢丝的粘合性能， 对子午线轮胎使用寿命非常重要。随着我国轮胎产业的飞速发展，钢丝帘线粘合剂也得到了长足发展。间－甲、间－甲－白和间－甲－白－钴三种体系的粘合剂在当今橡胶行业得到广泛应用。
为应对欧盟的REACH 法规和2012 年11 月1日正式生效的欧盟轮胎标签法， 和我国环境现状的严峻形势，2012 年4 月，国务院通过的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012 年－2020 年）》要求：“轮胎要发展低滚动阻力节油绿色轮胎”。发展绿色轮胎，在原材料方面，要使用无毒无害的绿色原材料，做到原材料绿色化，符合欧盟轮胎标签法要求；生产过程绿色化，实现低能耗、低粉尘、低烟气生产；产品绿色化，满足节油、安全、耐磨和可翻新等要求。因此，发展符合上述要求、采用清洁生产工艺研制绿色环保型子午胎钢丝帘线粘合剂非常必要。
间苯二酚是组成间－甲、间－甲－白和间－甲－白－钴体系的粘合剂的最基础、最常用的粘合剂。但混炼过程中，间苯二酚易升华，产生大量刺激性烟雾，不仅严重影响操作人员的身体健康， 还造成严重的环境污染，而且容易导致其含量下降，影响粘合效果。因此用其它原料（辛基酚、甲酚、苯乙烯等）替代间苯二酚， 采用绿色环保工艺生产低游离间苯二酚含量的改性间苯二酚粘合剂成为发展方向。
本文叙述了采用清洁生产工艺研制绿色环保型子午胎钢丝帘线粘合剂的合成过程， 通过与国外同类型产品进行多项理化性能的比较， 证明其性能完全达到了国外同类产品的水平， 为下一步产品工业化、推向市场提供了依据。
一、工艺过程
1。改性间苯二酚粘合剂所用原料要求
合成改性间苯二酚粘合剂所用原料要求见表1。
2。改性间苯二酚粘合剂合成工艺叙述
（1）投料
在用氮气置换后的合成釜中按规定量分别投入辛基苯酚、甲酚、多聚甲醛、间苯二酚、回收甲苯及少量新甲苯，开启搅拌。
（2）第一反应
合成釜升温到规定温度后， 将夹套蒸汽改为循环冷却水，15 分钟后将规定的催化剂1 加入合成釜。釜温靠反应热升温至恒定，保温反应2 小时。
（3）第二反应
将反应釜温度降至规定值，将规定量的催化剂2和间苯二酚加入合成釜，釜温靠反应热升温至恒定，保温反应1。5 小时。之后升温进行回流脱水，直至釜温达到130℃。脱出水经冷凝器进入水接收槽。
（3）脱溶剂
将脱水完毕的物料移送至脱溶剂釜，进行常压、减压脱甲苯操作，蒸出甲苯经一级循环水冷凝器、二级冷冻水冷凝器后进入甲苯回收槽。回收甲苯用于反应套用。常压蒸馏的不凝气和极少量甲苯通过两级吸收后达标排放。
减压蒸馏的不凝气和极少量甲苯通过真空缓冲器后也可达标排放。
（4）造粒、包装
脱完甲苯物料经检测软化点合格后， 经过滤器进入造粒机造粒，得到成品进行包装。
（5）催化剂配制
使用反应脱出水配制催化剂1 和催化剂2，剩余废水经废水处理系统后达标排放。
本工艺吨产品有约10kg 废渣产生， 产生约180kg 废水。不用水洗工艺可除去近一半盐，使产品灰分达到要求，避免了大量含盐废水产生。废气经两级吸收后可达标排放，二级吸收液和废渣焚烧处理。此工艺合成路线“三废”量小，符合绿色环保工艺的要求。
3。改性间苯二酚粘合剂合成工艺流程
二、产品性能对比
按上述的工艺路线和工艺条件， 笔者进行了多批次、数百公斤级中试，结果试验重复性良好，得到了比较理想的产品。并在同等条件下和市场上销售的日本进口产品进行了理化性能和使用性能对比分析检测，得到了令人比较满意的结果。
1。常规分析项目对比
用公司中试的三个批次的产品和日本进口的三个批次产品，对其软化点、水分、灰分分别进行了分析，常规分析项目对比结果见表2。
从表2 数据可知， 中试产品常规分析项目完全符合日本品标准要求， 且具体数值和日本品基本相当。
2。分子量分布对比
对6 个批次样品进行了GPC （凝胶渗透色谱分析法）分子量分布分析，分子量分布曲线见图2，具体分子量数值见表3。
从表3 数据可知，6 个批次样品的分子量分布曲线重叠良好，且具体数值和日本品基本相当。
3。红外光谱对比
对6 个批次样品进行了IR（红外光谱分析法）分析，红外谱图见图3。
从图3 可知，6 个批次样品的红外光谱谱图重叠良好。
4。硫化试验曲线对比
对6 个批次样品进行了硫化试验， 试验曲线见图4。
从图4 可知，6 个批次样品的硫化试验曲线图重叠非常好。
5。门尼粘度、焦烧·硫变试验数据对比
（1）试验原材料
天然胶SMR－CV（60），印度尼西亚产品；高耐磨炭黑，氧化锌，大连氧化锌厂；硬脂酸，嘉里油脂化学工业有限公司； 不溶性硫磺， 上海京海化工有限公司；防老剂RD 科迈化工股份有限公司产品。
（2）主要仪器与设备
XSM－1／10－120 橡胶试验密炼机，上海科创橡塑机械设备有限公司产品；XLB－D400×400×2， 青岛双星橡塑机械有限公司产品；GT－7080－S2 门尼粘度仪，高铁检测仪器有限公司；CTMD－3000A 无转子硫化仪， 高铁检测仪器有限公司；GT－AI－3000 伺服非金属拉力试验机， 动态热机械分析仪DMA1， 梅特勒·托利多产品检测设备产品。
对以下6 个样品分别进行了门尼粘度、焦烧·硫变试验、拉伸应力应变、粘弹性等试验，配方一致，加硫橡胶物性评价条件和未加硫橡胶物性评价条件均一致，试验条件见表4。
按国家标准，对日本进口产品、科迈公司中试产品的物理性能进行测试，试验结果见表5。
由表5 数据可知，在测试数据误差范围内，科迈中试品和日本进口产品的各种测试数据基本相同。
三、结论
在常规化学分析项目、分子量分布、红外光谱分析等检测中， 科迈公司中试产品和国外进口同类产品数据基本接近。在物理性能的检测中，科迈公司产品与日本产品在100％定伸应力、断裂拉伸强度、拉断伸长率等数据结果基本接近。证明中试产品质量达到国外同类产品水平。科迈公司通过成功的中试，确定了工艺路线及各工序工艺参数， 解决了中试生产合成釜的搅拌形式、转数等工程问题，为下一步工业化生产奠定坚实基础。
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