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無油改性再生膠替代部分炭黑的應用

发表日期:2019-04-01 10:41 【返回】

        传统的连续滚动脱硫工艺生产再生胶的生产配方为:硫化胶粉 100;软化(膨胀)油  12~20;再生脱硫剂 0.5~0.8;水 适量。
        可见,配方中使用较高比例的软化(膨胀)油,从性能与成本考虑,很多再生胶厂家都在使用煤焦油作为软化(膨胀)油,也有厂家使用部分松香、芳烃油等等其它软化(膨胀)剂,这就引发了这样的问题:
        首先是高比例的软化(膨胀)油,经再生胶脱硫过程的高温、高压后,分子进一步降解,成为一种对橡胶相容性极差的隔离剂,这也是再生胶纯胶的强力相对较高而一旦掺用到天然橡胶中后,强力不成比例地大幅度下降的原因。也即再生胶的掺入相当于在橡胶中掺入了有机化的杂质。           
        如何破解这个难题呢?
        目前,最佳的办法就是对再生胶进行无油化改性。
        再生胶的无油化改性并非真的“无油”,而是以功能性的液体橡胶替代常用的软化(膨胀)油。
        在胶粉脱硫过程中,液体橡胶充当软化(膨胀)油的作用。在脱硫结束后,液体胶又成为橡胶的一部分。
        脱硫后的液体橡胶分布在胶粉颗粒的表面,其分子的一端与胶粉颗粒表面结合,另一端游离在外,起一个偶联剂的作用,增容与橡胶的共混,从而达到改性再生胶高比例掺用到天然橡胶中后(比如300份),而性能依然保持在较高水平的目的。见表二。
        其次是普通软化油,特别是煤焦油,在高温脱硫过程中分解为VOC气体。我们知道,国家马上会实施恶臭气体排放标准,因此,防止恶臭气体的产生也成为再生胶行业必须面对的课题。这就引申出再生胶产业避不开的话题,即无味再生胶的生产技术。


一.無油改性再生膠替代部分N234炭黑對配方性能的影響

表一:無油改性再生膠替代部分N234炭黑後對輪胎冠部膠物理性能的影響

        配方:NR 100,氧化锌与硬脂酸 5.5,防老剂4020/RD/WAX 5,硫磺与促进剂 2.5,其它 5,炭黑与再生胶 变量。
        表一为无油轮胎再生胶替代部分N234炭黑后对轮胎冠部胶物理机械性能的影响,从表中我们看到,以30份无油改性再生胶替代15份N234炭黑后,试验胶料的密度下降3.5%,这一性能对降低胶料的体积成本有利。另外一个有意义的性能是,使用了部分改性再生胶后,冠部胶料的压缩生热下降了6℃,这一性能对降低轮胎滚动阻力、提升轮胎耐久性能十分有利。
        从表一中,我们看到,在冠部胶中增用改性再生胶后,阿克隆磨耗性能略有下降,但由于压缩生热降低,轮胎在使用过程中的温升会比较低,因此,实际的耐磨性能不会下降。
        使用部分改性再生产胶后,试验配方的硬度与定伸应力略有下降,但伸长率有所提高,因此,可通过优化硫化体系使硬度、定伸应力与伸长率与原配方一致。

二.無油改性再生膠替代部分炭黑在輪胎冠部膠中的應用實例

表二.   冠部增用部分改性再生胶后对胎面胶物理性能的影响

      配方:NR 100,氧化锌与硬脂酸 5.5,防老剂4020/RD/WAX 5,硫磺与促进剂 2.5,其它 5,炭黑与再生胶 变量。

      表二为轮胎冠部胶配方中增用20份改性再生胶后,冠部胶物理性能的变化。从表二中可以看到,在轮胎冠部配方中增用20改性再生胶后,拉伸强度、磨耗性能与原配方基本一致。具有积极与正面意义的是:压缩生热降低5℃左右,DIN磨耗降低了30左右。

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