橡膠制品加工中常用助劑的主要類型及其特性

【橡膠技術網 - 基礎知識】

　　橡膠補強填充體系助劑包括炭黑、白炭黑、金屬氧化物、無機鹽、樹脂等。主要有炭黑、白炭黑、無機補強劑和填充劑以及有機補強劑和填充劑。ACM 是非結晶性橡膠，純生膠的機械強度僅有2MPa 左右，必須進行補強才可以使用。試驗證明，ACM 膠料采用高耐磨炭黑、快壓出炭黑、半補強炭黑和噴霧炭黑較好。通常，隨著炭黑粒子變細和補強性能的提高，壓縮變形也變大。ACM不宜使用酸性補強填充劑，如槽法炭黑和氣相法白炭黑等。在典型的橡膠配方中，由于填充劑價廉易得，通常以大劑量添加到主體材料橡膠中，以其龐大的體積和用量增加膠料的體積和重量，從而降低膠料的單位成本。為此，選材時一般考慮天然礦材，經過加工粉碎、研磨到一定細度后投入使用。補強樹脂又名補強增硬樹脂，用在需要高硬度、高定伸以及因增加炭黑過多而較難生產的膠料中。南京曙光化工廠生產一系列的硅烷偶聯劑，用于處理白炭黑等含硅原子的填料。福建師大生產的鋁酸酯偶聯劑用于處理碳酸鈣、粉煤灰等無機填料。山西省化工研究所生產的銘鈦復合偶聯劑系固體蠟狀物質，用于處理滑石、碳酸鈣等無機填料。

　　5·橡膠粘合體系助劑

　　橡膠制品中無骨架材料的軟橡膠制品并不多，絕大多數是能夠承受高負載、高頻運動，具有高溫疲勞性好、使用壽命長的骨架材料增強復合橡膠制品，如汽車輪胎、發動機橡膠減震件、車體吸震橡膠件、主銷懸掛橡膠件、彈性聯軸節、自緊式橡膠軸封、摩擦橡膠軸承、扭轉橡膠軸承、膠管和膠帶等都是鋼絲、鋼、纖維織品和簾線增強的橡膠制品。由于現代橡膠-骨架材料復合制品的使用條件非常苛刻，因此要求制品性能不僅要達到常規使用要求和技術標準，還要適應一些超出常規的需要，如發展中國家對載重汽車的高速和超載需求，給輪胎的使用壽命和安全性帶來的超常規的技術要求。目前，橡膠制品大都由復合材料構成，即在橡膠基材中復合了各種不同的骨架材料和增強材料以滿足某種用途或達到某種使用性能。綿綸和聚酯纖維織品和簾線，鋼和鍍黃銅、鍍銅、鍍鋅鋼絲的簾線是橡膠制品的主要骨架材料，鋼和鋼絲是增強橡膠制品不可代替的高強力骨架材料。但金屬材料尤其是裸鋼絲不易與橡膠粘合，要獲得高性能的橡膠-骨架材料復合制品，除了選擇合適的骨架材料外，還要采用適合的粘合技術，使制品在苛刻條件下使用時始終保持骨架材料與橡膠合為一體，從而能夠更好地發揮金屬骨架的作用，提高橡膠制品的質量，延長橡膠制品的使用壽命。近年來，隨著汽車制造業與交通運輸業，特別是高速公路的迅猛發展，以及節約能源的要求，子午線輪胎正以其卓越的技術性能與經濟效益而成為傳統斜交輪胎的更新換代產品。鋼絲帶束層的質量是保證鋼絲子午線輪胎使用性能的關鍵。為了使子午線輪胎具有良好的使用性能和較長的使用壽命，鋼絲簾線與橡膠之間不僅在靜態、常溫下必須具有良好的粘合強度，而且在動態、高溫下和老化后仍應具有良好的粘合強度保持率。因此橡膠與金屬之間粘合的研究、橡膠粘合硫化促進劑的更新與開發是一項具有重要實際意義的課題。在橡膠工業中，粘合是指橡膠與同質或異質材料表面相接觸，靠范德華力的物理作用或鍵合力的化學作用所產生的結合。通常，把能夠將材料相鄰表面結合為一體的物質稱作粘合劑。實際上，粘合和粘合劑是廣義的概念，在叫法上就有膠粘劑、鍵合劑。

　　膠粘劑通常是由粘料（橡膠、樹脂）、固化劑、稀釋劑或其它助劑配制成的混合物，其中粘料是主要成分。如果所用粘料中的橡膠和樹脂具有反應活性，則稱為反應型膠粘劑，如反應型丁腈橡膠膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑等；與之相反，所用粘料中的橡膠和樹脂不具有反應活性（至少在使用溫度下不可能起反應），則稱作非反應型膠粘劑，如膠水、粘帶等。膠粘劑通常采用噴、涂、貼等工藝達到粘合目的。在兩材料表面之間形成以粘料為主要成分的中間粘合層是膠粘劑粘合作用的重要特征。在輪胎、輸送帶、膠管等橡膠制品加工中，要配加一種或多種具有反應活性的化學物質，在硫化溫度下可以發生橡膠與纖維織物或鋼絲骨架材料的化學鍵合，這類化學物質就是鍵合劑，習慣上稱為粘合劑。由于這類粘合劑是在混煉膠料時隨著其它助劑一起加入膠料中，因此又成為添加型直接粘合劑，如亞甲基給予體-間苯二酚給予體-白炭黑。這種鍵合型粘合劑，在產生結合的兩種材料的表面上不存在以粘合劑為主成分的中間層，只存在粘合劑成份經反應生成新物質并在橡膠與骨架材料之間形成的化學鍵。橡膠技術網

　　橡膠粘合體系助劑包括間-甲-白體系和鈷鹽體系粘合劑和膠粘劑，主要有間-甲-白體系、鈷鹽粘合增進劑、三嗪類粘合劑、浸漬粘合劑和膠粘劑。近年來，隨著汽車制造業的迅猛發展，傳統的斜交輪胎正逐步被性能優越的子午線輪胎所代替，而當今國際上生產的子午線輪胎骨架材料基本上都采用全鋼絲或半鋼絲，如西歐鋼絲簾線占輪胎簾線的79%.鋼絲帶束層的質量是保證子午線輪胎使用性能的關鍵，子午線輪胎的生產實踐表明，鋼絲簾線與橡膠之間具有良好的初始粘合性能，但尚不能保證輪胎的使用性能與使用壽命，還要求在老化和腐蝕后橡膠與鋼絲仍具有較高的粘合保持率。在橡膠中加入橡膠粘合硫化促進劑，可在不同程度上改善橡膠與鋼絲簾線間的粘合性能，因而橡膠粘合硫化促進劑已成為子午線輪胎生產中不可缺少的組分。

　　隨著對子午線輪胎質量要求的提高，使得對橡膠與鋼絲之間粘合性能的要求越來越高。為此，英國銘堅公司率先推出商品名為Manobond C-16橡膠與鋼絲粘合硫化促進劑的更新換代產品，并不斷開發形成橡膠專用橡膠粘合硫化促進劑Manobond 系列產品。該公司對橡膠粘合硫化促進劑的研究一直處于世界領先水平。目前，在橡膠工業中應用于骨架材料與橡膠粘合最為廣泛的粘合體系是間-甲-白直接粘合體系。國內廣泛采用的亞甲基接受體為間苯二酚。間苯二酚是一種毒害較大的助劑，在膠料混煉過程中溫度超過110℃時即開始升華產生有毒煙霧，刺激人的呼吸道粘膜。其改進產品間苯二酚-甲醛樹脂較好地解決了這一問題， 這類產品有INDSPEC 公司的PenacoliteB2202S,國內的RF290 等產品。

　　橡膠粘合劑RS 是直接粘合間‐甲‐白粘合體系粘合劑。它是性能優良的甲醛接受體，與甲醛給予體A、RA 等配合使用，通過硫化發生樹脂化反應，能獲得理想的粘合效果，它比純間苯二酚在膠料中易分散，可減少冒煙和刺激性氣味，適用于多種橡膠與多種骨架材料粘合之用。其產品性狀呈棕紅色片狀，暴露在空氣中顏色變深；外觀呈灰色或淺褐色片狀固體；間苯二酚含量58.0~62.0%;灰份≤0.1%;密度（200C）g/cm3.橡膠粘合劑RS 是間苯二酚給予體與粘合劑A、RA 和白炭黑組成HRH 三組分直接粘合體系，適用于天然橡膠和各種合成橡膠與金屬、尼龍等骨架材料的粘合，可直接粘合，也可用作浸漬粘合體系。在HRH 直接粘合體系中，通常的配合量為RS2.5~3.8 份，RA 2~3 份，白炭黑10~30 份，可視膠料性能需要而定。在煉膠工藝上，RS 應在混煉前段加入，RA 在后段隨硫化促進劑、硫黃一起加入，推薦用量為3~4 份，可根據粘合要求適當增減。橡膠粘合劑RS 不燃不爆、不腐蝕、無毒，主要用于輪胎、膠管、三角帶、傳動帶、運輸帶及各種橡膠制品。

轉自：橡膠技術網，橡膠行業門戶網站！