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国产粘合剂MR903LFP在子午线轮胎钢丝帘布胶中的应用试验

2016-07-28王永伟李花婷

橡胶科技 2016年4期
关键词:粘合剂胶料钢丝

王 婷,陆 铭,王永伟,李花婷

(北京橡胶工业研究设计院,北京 100143)

橡胶与钢丝或纤维骨架材料的粘合体系主要有间-甲、间-甲-白、间-甲-钴、间-甲-白-钴和钴盐5种。间-甲粘合体系是间苯二酚给予体与亚甲基给予体组成的双组分粘合体系。间-甲粘合体系与白炭黑配合组成间-甲-白三组分粘合体系。间-甲粘合体系或间-甲-白粘合体系在硫化温度下发生以树脂化反应为特征的粘合反应,可作为橡胶与聚酯、锦纶、钢丝线绳和织物的强力粘合剂,用于轮胎、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆及其他橡胶制品胶料中。

固体蜜胺型橡胶粘合剂作为亚甲基给予体,可与不同的间苯二酚给予体配合组成间-甲或间-甲-白粘合体系,用于天然橡胶(NR)、顺丁橡胶和丁苯橡胶等与镀黄铜、镀锌钢丝帘线及金属板材等的粘合。

本工作研究国产蜜胺类粘合剂MR903LFP在子午线轮胎钢丝帘布胶中的应用,并与国外同类粘合剂进行对比。

1 实验

1.1 原材料

NR,牌号SMR10,马来西亚产品;固体蜜胺型粘合剂MR903LFP,中国台湾长春化工(江苏)有限公司产品;固体蜜胺型粘合剂CYREZ964,美国氰特化工公司产品;固体蜜胺型粘合剂SUMIKANOL-507A,日本住友化学株式会社公司产品;粘合剂GLR-20(改性间苯二酚-甲醛树脂),宜兴国立化工有限公司产品。

1.2 试验配方

NR 100,炭黑N375 47,白炭黑 8,氧化锌8,改性间苯二酚-甲醛树脂 1.8,防老剂4020 2,促进剂DZ 1.6,不溶性硫黄IS7020 6,防焦剂CTP 0.2,粘合剂(1#配方为MR903LFP,2#配方为CYREZ964,3#配方 为SUMIKANOL-507A)3.85。

1.3 主要设备与仪器

1.7 L本伯里密炼机,英国法雷尔公司产品;XK-160A型开炼机,上海橡胶机械厂产品;M200E型橡胶门尼粘度仪、C2000E型橡胶无转子硫化仪和T2000E型材料拉力试验机,北京友深电子仪器有限公司产品。

1.4 混炼工艺

胶料混炼分两段进行。一段混炼在密炼机中进行,转子转速为80 r·min-1,密炼室初始温度为80 ℃,混炼工艺为:NR氧化锌、防老剂、粘合剂GLR-20和白炭黑炭黑排胶。二段混炼在开炼机上进行,混炼工艺为:一段混炼胶→冷却→硫黄、促进剂、蜜胺型粘合剂和防焦剂→左右3/4割刀各4次→薄通6次,下片。

1.5 性能测试

胶料各项性能均按相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 硫化特性

胶料的硫化特性见表1。从表1可以看出,与2#和3#配方胶料相比,添加粘合剂MR903LFP的1#配方胶料门尼粘度较小,门尼焦烧时间t5较长,正硫化时间t90较短,加工性能较好。

表1 胶料的硫化特性

2.2 物理性能

硫化胶的物理性能见表2。从表2可以看出:1#和3#配方硫化胶老化前后的硬度和拉断伸长率相当;3种配方硫化胶老化后的100%定伸应力相当,但均较老化前大幅提高,这是由于热老化使硫化胶交联密度在短时间内增大,同时硫化胶内的粘合剂继续发生自聚反应;在3种配方胶料中,1#配方硫化胶老化前后拉伸强度较高,这表明1#配方硫化胶中的亚甲基给予体粘合剂与间苯二酚给予体的树脂化反应程度高,对硫化胶起很好的补强作用;1#配方硫化胶老化前撕裂强度较高,老化后撕裂强度与2#配方硫化胶相当,略低于3#配方硫化胶。

表2 硫化胶的物理性能

综合而言,采用粘合剂MR903LFP的1#配方硫化胶的拉伸强度和撕裂强度较高,其他物理性能与采用国外同类粘合剂的硫化胶相当。

2.3 粘合性能

间-甲-白体系的特征是:在胶料混炼过程中,间苯二酚给予体和亚甲基给予体为物理混合,在硫化过程中,由于温度足够高,间苯二酚给予体与亚甲基给予体发生树脂化反应,形成独特的树脂网络,与硫化胶网络构成互穿网络,使硫化胶的强伸性能及橡胶与钢丝帘线的粘合性能提高。但是橡胶-钢丝帘线试样经热空气老化或盐水浸泡后,由于热氧和盐水的破坏作用,橡胶与钢丝帘线的粘合性能降低。

粘合剂对橡胶与钢丝粘合性能的影响见表3。从表3可以看出:热氧老化对硫化胶H抽出力的影响大于盐水浸泡;3种配方硫化胶热氧老化后H抽出力均下降,1#配方硫化胶热氧老化后H抽出力降幅最小;1#配方硫化胶盐水浸泡后H抽出力变化不大,2#和3#配方硫化胶盐水浸泡后H抽出力呈下降趋势。综上所述,热氧老化和盐水浸泡后添加粘合剂MR903LFP的硫化胶H抽出力变化较小。

表3 硫化胶的H抽出力

3 结论

与采用国外同类粘合剂相比,采用国产蜜胺型粘合剂MR903LFP的混炼胶门尼粘度较低,门尼焦烧时间较长,正硫化时间较短,加工性能较好;硫化胶的硬度、拉伸强度和撕裂强度较高,其他物理性能相当;热氧老化和盐水浸泡后硫化胶的H抽出力较大,变化率较小。粘合剂MR903LFP可替代国外同类粘合剂,应用于高性能子午线轮胎钢丝帘布胶中。

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