新型多功能防護(hù)蠟T7330在橡膠中的應(yīng)用研究

李振鋒，范汝良

[1.青島福凱橡塑新材料有限公司，山東 青島 266000；2.倍裕科技（江蘇）有限公司，江蘇 邳州 221331]

防護(hù)蠟是一種物理防老劑，在橡膠行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。最早的防護(hù)蠟以進(jìn)口產(chǎn)品為主，主要用于生產(chǎn)高檔子午線輪胎和特種橡膠制品。國內(nèi)在1990年以后開始加大了橡膠防護(hù)蠟的開發(fā)力度，撫順石油化工研究院、荊門煉油廠、中石化南陽石蠟精細(xì)化工廠等先后研制成功橡膠防護(hù)蠟。但與國外相比，我國的橡膠防護(hù)蠟以模仿進(jìn)口產(chǎn)品為主，其品種和質(zhì)量還有待進(jìn)一步提高。

國外著名的橡膠防護(hù)蠟生產(chǎn)企業(yè)有萊茵化學(xué)公司、ASTOR公司、百瑞美特殊化學(xué)品有限公司和韓國涌進(jìn)有化公司等。2000—2012年，國內(nèi)輪胎、橡膠企業(yè)防護(hù)蠟市場主要由百瑞美、萊茵、錦鮮等外資企業(yè)占據(jù)。雖然外資企業(yè)生產(chǎn)的防護(hù)蠟各有特點(diǎn)、性能優(yōu)異，但價格昂貴。國內(nèi)許多防護(hù)蠟生產(chǎn)廠家近年來也致力于開發(fā)高檔橡膠防護(hù)蠟。青島福凱橡塑新材料有限公司結(jié)合多年替代進(jìn)口產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出多款新型防護(hù)蠟。

多功能防護(hù)蠟T7330是一種高熔點(diǎn)多峰分布蠟，外觀為白色或淡黃色半圓形顆粒，其熔點(diǎn)在70～78 ℃時，相對分子質(zhì)量較高，正異烷烴含量合理，防護(hù)蠟在橡膠中的遷移速度較快，噴出形成的膜厚度為2.0～3.8 μm，并且形成的保護(hù)膜致密性高，柔韌性好，可以達(dá)到持續(xù)長久的防護(hù)效果，并且對橡膠噴霜、泛彩等外觀不良現(xiàn)象有明顯的抑制作用[1-2]。防護(hù)蠟T7330對臭氧活性較高的溫度區(qū)域和橡膠制品使用的特殊環(huán)境都做了重點(diǎn)防護(hù)，提高了防護(hù)效果，可以減小防老劑用量，降低生產(chǎn)成本[3]。本工作主要研究防護(hù)蠟T7330在橡膠中的應(yīng)用效果。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），標(biāo)準(zhǔn)膠，云南農(nóng)墾集團(tuán)有限責(zé)任公司產(chǎn)品；順丁橡膠（BR），中國石化齊魯石油化工公司產(chǎn)品；防護(hù)蠟T7330，青島福凱橡塑新材料有限公司產(chǎn)品；萊茵蠟Antilux111，萊茵化學(xué)公司產(chǎn)品；OK1987和OK1887，蘇州百瑞美公司產(chǎn)品；Sunprax672，韓國涌進(jìn)有化公司產(chǎn)品。

1.2 配方

基本配方為：NR 48，BR 52，炭黑N37552，操作油 8，化學(xué)防老劑 3.5，蠟（變品種） 2.5，硫黃 1.6，促進(jìn)劑CZ等 2。

1#—5#配方是在基本配方中分別加入防護(hù)蠟T7330、萊茵蠟、OK1987、OK1887和Sunprax672。

1.3 試驗(yàn)設(shè)備和儀器

3 L密煉機(jī)，廣東利拿實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品；XK-150型開煉機(jī)，廣東湛江機(jī)械廠產(chǎn)品；MV2000型門尼粘度計和MDR2000型橡膠無轉(zhuǎn)子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；Instron 3365型拉力機(jī)，美國英斯特朗公司產(chǎn)品。

1.4 混煉工藝

采用兩段混煉工藝，均在3 L密煉機(jī)中進(jìn)行。一段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40 r·min-1，加料順序?yàn)椋荷z（50 s）→炭黑（200 s）→操作油、小料（100 s）→提壓砣（150 s）→排膠。二段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為30 r·min-1，加入硫黃和促進(jìn)劑CZ等，混煉200 s，溫度控制在88～96 ℃之間排膠，在開煉機(jī)上翻煉150 s出片。

1.5 性能測試

各項(xiàng)性能均按相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化分析

5種橡膠防護(hù)蠟的理化分析結(jié)果如表1所示。

表1 橡膠防護(hù)蠟的理化分析結(jié)果

通過對比防護(hù)蠟T7330的碳數(shù)色譜圖看出，防護(hù)蠟T7330是一種典型的三峰蠟，碳型分布范圍寬為C16～C60，相對分子質(zhì)量高，優(yōu)于國外同類產(chǎn)品最寬的C20～C56。該產(chǎn)品碳型分布和正構(gòu)烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制比較好，能滿足橡膠在各溫度段、多種環(huán)境下的耐臭氧老化需求，從而達(dá)到制品適應(yīng)區(qū)域溫度的變化，有效阻止臭氧的侵入，減緩制品的老化，延長制品的使用壽命。

2.2 硫化特性和物理性能

幾種橡膠防護(hù)蠟對膠料硫化特性和硫化膠物理性能的影響如表2所示。

從表2可以看出，5種橡膠防護(hù)蠟對硫化膠的物理性能沒有明顯影響，且物理性能比較接近。

表2 橡膠防護(hù)蠟對膠料性能的影響

2.3 耐臭氧性能

幾種橡膠防護(hù)蠟對膠料耐臭氧老化性能的影響如表3所示。

從表3可以看出，防護(hù)蠟T7330的耐高溫臭氧老化性能優(yōu)于其他同類產(chǎn)品，能滿足橡膠耐臭氧老化性能的特殊要求。

表3 橡膠防護(hù)蠟對膠料耐臭氧老化性能的影響

2.4 耐天候老化性能

幾種橡膠防護(hù)蠟對膠料耐天候老化性能的影響如表4所示。

表4 橡膠防護(hù)蠟對膠料耐天候老化性能的影響

從表4可以看出，防護(hù)蠟T7330的耐天候老化性能優(yōu)于其他同類產(chǎn)品，能滿足橡膠耐臭氧老化性能的特殊要求。

3 結(jié)論

（1）防護(hù)蠟T7330無論是在碳數(shù)分布，還是在熔點(diǎn)和碳數(shù)相對分子質(zhì)量分布方面均優(yōu)于對比防護(hù)蠟。

（2）防護(hù)蠟T7330對硫化膠的物理性能沒有影響，與其他防護(hù)蠟基本一致，但在高溫耐臭氧和耐天候老化性能方面表現(xiàn)優(yōu)異。