不同防老剂对水胶浆粘附V带包布胶附着性能的影响.pdf

第49卷 第9期40CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备作者简介：公维颖（1999-），男，在读硕士研究生，主要从事橡胶共混与改性方面的研究收稿日期：2022-05-30广义上，传递动能与动力的柔性带或者条在带传动中叫做传动带，又被叫做动力带。摩擦传送带与啮和传动带的机理不同，传动带的材质有橡胶、PU 和TPE。包布 V 带（三角带）是 V 带传动带的主要类型。包布 V 带骨架层可以使用帘布或线绳，而其组成形式与部件一般包括压缩胶、强力层、缓冲胶、伸张胶、包布层组成。V 带有两层包布，内层包布制作方法多为压延法挂胶，外层包布为汽油、甲苯等有机溶剂浸渍，包布胶被溶解之后，将包布浸渍于其中来完成，而这种汽油、甲苯等有机溶剂溶解包布胶之后所得的溶剂，就叫做汽油胶浆，也叫油性胶浆2。但汽油、甲苯等有机溶剂存在严重的挥发问题及毒性，不仅对环境造成严重的污染，而且对操作人员的身体健康存在着巨大的隐患，同时汽油、甲苯等有机溶剂均为分子量较低的有机小分子，易燃易爆，企业对其储存使用应严格要求，但即使是这样，每年仍会有一些相关企业因为各种各样的原因发生安全事故。此外，随着石油资源的不断减少，汽油、甲苯等有机溶剂的使用成本将不断增加。为了改善 V 带包布胶中汽油胶浆的使用现状，依据水性胶浆的理念，以水为分散体基体通过添加各种表面活性剂，在混炼胶的基础上，来实现制成水胶浆的目的。橡胶制品在使用过程中不可避免要经受反复摩擦不同防老剂对水胶浆粘附 V 带包布胶附着性能的影响公维颖，薛斌，邓涛*(青岛科技大学 高分子科学与工程学院，山东 青岛 266042)摘要：通过改变 V 带包布胶配方体系中的防老体系，研究了不同防老体系对硫化胶的物理机械性能及混炼胶制备水胶浆的附着性能的影响。研究表明，不同的防老体系对混炼胶的硫化程度并未造成影响，但较大影响了混炼胶的硫化速度；防老剂 RD/MB 并用体系对硫化胶耐热氧老化性能最好，而防老剂 264 对硫化胶耐热氧老化性能最差；随着附胶量的增加，对水胶浆的附着性能不利，同时热氧老化后硫化胶的物理机械性能显著影响水胶浆的附着性能。关键词：V 带包布胶；水胶浆；防老体系；附着性能中图分类号：TQ330.382 文章编号：1009-797X(2023)09-0040-05文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2023.09.009生热以及空气中氧气的侵蚀进攻，V 带包布胶也不例外。橡胶制品中的防老体系的使用可有效缓解橡胶制品的老化，本文选用几种防老剂单独使用或进行并用，研究不同防老体系对硫化胶的物理机械性能及包布胶附着性能的影响。1实验部分1.1原材料NR：3#烟片胶；SBR：牌号 1502；V 带包布用广角布；自来水；成浆体系为市面所售产品；其他配合剂均为常用工业品。1.2实验仪器设备开炼机，X（S）K-160，上海双翼橡塑机械有限公司；密炼机，XSM-1/20-80，上海科创橡塑机械设备有限公司；平板硫化机，LCM-3C2-G03-LM，深圳佳鑫电子设备科技有限公司；GT-7017-M 型老化箱，台湾高铁有限公司；无转子硫化仪，M-3000A，台湾高铁有限公司；电子拉力机，JDL-2500N，天发试验机械有限公司；硬度计，上海险峰电影机械厂。1.3实验配方主要实验配方见表 1。公维颖 等不同防老剂对水胶浆粘附 V 带包布胶附着性能的影响2023年 第49卷41测试与分析 表 1实验配方 /份编号1#2#3#4#5#防老剂 RD111防老剂 4010NA1防老剂 264121防老剂 MB11配方其他成分（份）：NR3#烟片胶 70；SBR150 2 30；补强体系 50；配合促进剂 16.8；ZnO5；成浆体系 15。1.4试样制备按照试验配方，用电子天平准确称量各物料。先将生胶分别塑炼，下片待用。投入薄通好的生胶，分别打 3 次三角包，让其包辊，随后，依次加入小料、炭黑、硫化体系及成浆体系，每次加料之后左右割刀3 次，打 3 次三角包，确保吃料完全，加入成浆体系后多打 2 次三角包，之后调大辊距，下片。用无转子硫化仪在测试胶料的硫化特性，使用平板硫化机进行硫化，硫化条件：150，压力为 10 MPa。硫化后停放 6 h 以上，裁片、制备试样，进行测试。取混炼胶一部分，投入开炼机中，待其包辊后，在上方加水，继续开炼，同时不断加水保证堆积胶上有少量水，直至成糊状，移至瓶中，配置成 25%浓度备用。将上述胶浆涂至裁剪好的布条上，烘干，4 h 后将其与下好片的一层缓冲胶硫化在一起，停放 6 h 之后，测试布条与该层缓冲胶之间的剥离强度。1.5分析测试硫化特性：按 GB/T 165841996，采用无转子硫化仪进行测试，测试温度为 155，转动角度均为1；力学性能：拉伸性能采用电子拉力试验机按照GB/T 5282008 进 行 测 试，拉 伸 速 度 为 500 mm/min；测试温度为室温。剥离强度测试，按照国家标准 GB/T 27921998测试，剥离速度为 50 mm/min，测试温度为室温。热氧老化性能：按 GB/T 35122001.2结果与讨论2.1硫化特性对上述 5 个编号的混炼胶分别进行测定硫化特性，结果如表 2 所示。由表 2 可知，不同种类的防老剂加入混炼胶中之后，混炼胶的流动性基本没有差异，所以最低转矩相近，同时因为对硫化交联程度影响很小，最高转矩以及转矩的差值也很接近。但不同种类的防老剂对混炼胶的硫化速度有较大的影响。其中使用胺类防老剂RD 与杂环类防老剂 MB 并用的 1#混炼胶硫化速度慢，t90达到了 11.93 min；而使用胺类防老剂 RD 和 4010 NA 并用的 3#混炼胶硫化速度最快，t90达到了 6.72 min。表 2硫化特性数据硫化数据1#2#3#4#5#MH/dNm10.8810.7311.5311.6911.57ML/dNm0.880.960.880.900.90MH-ML/dNm10.009.7710.6510.7910.67t10/min1.831.951.732.072.00t90/min11.938.916.728.947.802.2热氧老化前后包布硫化胶物理机械性能考察了不同防老体系的使用对包布硫化胶物理机械性能的影响，见表 3。表 3热氧老化前包布硫化胶物理机械性能编号1#2#3#4#5#拉断强度/MPa19.1319.6419.3418.6919.77扯断伸长率/%35435132433033250%定伸应力/MPa1.701.571.831.711.72硬度/邵 A 6363636263对表 3 的数据分析可知，不同的防老体系加入后，对包布硫化胶硫化之后的物理机械性能并没有产生很大的影响，各组试样的拉断强度、扯断伸长率、定伸应力以及硬度比较接近。对各试样进行 100，24 h 的热氧老化试验后，各试样物理机械性能见表 4。表 4热氧老化后包布硫化胶物理机械性能编号1#2#3#4#5#拉断强度/MPa17.3114.3216.4913.2415.59拉断强度变化率/%-9.51-27.09-14.74-29.16-21.14扯断伸长率/%254229235172200扯断伸长率变化率/%-28.25-34.76-27.47-47.88-39.7650%定伸应力/MPa2.562.532.852.882.94硬度/邵 A 6867707071由表 4 可知，在经过了 24 h，100 条件的热氧老化后，物理机械性能出现了明显的差异：1#实验性能下降最低，拉断强度和扯断伸长率下降幅度比较小；而 4#实验性能下降最大，拉断强度下降了 5 MPa 以上，扯断伸长率也下降了接近一半，达到 47.88%，其它几组实验老化后性能下降程度均在这两组之间。是因为防老剂 RD 是一种胺类防老剂，作用机理属于自由基终止型防老剂，而 MB 是一种破坏氢过氧化物型防老剂，所以 RD/MB 并用属于自由基终止型/分解过氧化氢物型的防老剂并用，两者作用机理不同，可以在老化过程的不同阶段发挥作用，整体起到协同作用；第49卷 第9期42CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备而防老剂 264 属于一种受阻酚类防老剂，此类防老剂对热氧老化具有中等程度的防护作用，与胺类防老剂相比防护作用差，所以 4#实验老化后性能下降程度最大，2#和 5#实验因为加入了防老剂 264，下降幅度也较大；3#实验由于采用防老剂 RD 和防老剂 4010NA并用，两种胺类防老剂，两者并用发生加和效应，所以耐老化程度比其他几组好，但是耐老化效果与 1#实验相比较差。由图 1 和图 2 可以更加直观地看出不同防老体系下热空气老化前后硫化胶的拉断强度和扯断伸长率的变化，1#实验防老效果最好，而 4#实验防老效果最差。图 1不同防老体系热空气老化前后拉断强度的变化 图 2不同防老体系热空气老化前后扯断伸长率的变化2.3热氧老化前后胶浆粘合性能将上述 5 个编号混炼胶分别取一部分制备胶浆，并涂布，制备试样，进行剥离强度测试，结果如表 5所示。由表 5 可知，附胶量相同时，各组实验的剥离强度相接近，因此防老体系的变化并未对胶浆的粘合性能造成影响，随着附胶量的增加，试样的剥离强度明显降低。表 5热氧老化前胶浆剥离强度 N/mm编号1#2#3#4#5#附胶量 100 g/m21.781.741.791.731.78附胶量 150 g/m21.561.541.601.511.54附胶量 200 g/m21.391.371.431.371.40对 1#剥离实验后的三种附胶量 100 g/m2、150 g/m2、200 g/m2的布条进行光学显微镜下的观察，观察后的图像如图 3、图 4、图 5 所示。图 3剥离后附胶量为 100 g/m2的布条图 4剥离后附胶量为 150 g/m2的布条图 5剥离后附胶量为 200 g/m2的布条公维颖 等不同防老剂对水胶浆粘附 V 带包布胶附着性能的影响2023年 第49卷43测试与分析在放大倍数为 500 倍的光学显微镜放大图可以观察到，随着附胶量的增加，剥离实验后，布条上残留的硫化胶越多。在剥离实验过程中，首先受到撕裂的并不是包布胶与布条之间的粘合，反而是包布胶自身受到外力发生的破坏，即橡胶自身物理机械性能较低，导致的粘合失效。也就意味着包布胶自身强度与包布胶与布条之间的粘合强度相比更小，所以随着附胶量的增大，剥离强度逐渐降低。对不同附胶量的不同防老体系的粘合试样进行 70 24 h 的热氧老化试样，剥离强度见表 6。由表 6 及图 6、图 7 以及图 8 可知，热氧老化后剥离强度均呈下降趋势；随着附胶量的增加，同组试样间的剥离强度降低；而各组试样之间相比，1#试样下降程度最低，4#试样下降程度最大，其余几组试样剥离强度下降程度均在这两组之间；结合表 4 热氧老化后包布胶的物理机械性能可以发现，热氧老化后，包布胶物理机械性能的高低与其胶浆剥离强度的高低相一一对应，这个现象也能证明之前的结论：包布胶自身强度与包布胶和布条之间的粘合强度相比更小，所以当老化后硫化胶的物理机械性能下降，导致剥离强度降低。表 6热氧老化后胶浆剥离强度 （N/mm）编号1#2#3#4#5#附胶量 100 g/m21.671.581.631.531.61附胶量 150 g/m21.491.401.451.321.42附胶量 200 g/m21.311.211.251.181.24图 6热氧老化前后 100g/m2附胶量下剥离强度3结论（1）不同的防老体系对硫化胶的硫化程度并没有图 7热氧老化前后 150g/m2附胶量下剥离强度图 8热氧老化前后 200 g/m2附胶量下剥离强度造成影响，但影响了硫化胶的硫化速度；（2）防老剂 RD/MB 并用体系，发挥了协同效应，有效的防止硫化胶的热氧老化；防老剂 RD/4010NA并用具有加成效应，相比于其他几种并用体系，耐热氧老化效果较好；防老剂 264 仅能对于热氧老化起到中等程度的防护作用，效果与防老剂 RD 相比较差；（3）包布胶自身强度与包布胶和布条之间的粘合强度相比更小，剥离实验中，发生破坏的是包布胶，可通过改善包布胶的强度，来提高水胶浆的附着强度。第49卷 第9期44CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备Effect of different antioxidants on the adhesion performance ofwater-based adhesive adhering V-band wrapping adhesiveGong Weiying,Xue Bin,Deng Tao*(Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266061,Shandong,China)Abstract:By changing the anti-aging system in the V-belt wrapping adhesive formula system,the effects of different anti-aging systems on the physical properties of vulcanized rubber and the adhesion performance of water-based adhesive prepared from mixed rubber were studied.Research has shown that different anti-aging systems have no effect on the degree of vulcanization of the mixed rubber,but have a significant impact on the vulcanization rate of the mixed rubber;The combination system of antioxidant RD/MB has the best heat and oxygen aging performance for vulcanized rubber,while antioxidant 264 has the worst heat and oxygen aging performance for vulcanized rubber;As the amount of adhesive increases,it is detrimental to the adhesion performance of the water-based adhesive,and the physical and mechanical properties of the vulcanized rubber after thermal oxygen aging significantly affect the adhesion performance of the water-based adhesive.Key words:V-belt wrapping adhesive;water-based adhesive;anti aging system;adhesion performance（R-03）多家橡胶行业企业被认定为制造业头雁企业Multiple rubber industry enterprises have been recognized as leading manufacturing enterprises日前，河南省工业和信息化厅公布了 2023 年河南省制造业头雁企业的拟定名单，共有 115 家企业入选，其中包括多家橡胶轮胎产业链公司，分别是风神轮胎股份有限公司、河南恒星科技股份有限公司、神马实业股份有限公司。风神轮胎股份有限公司作为“世界 500 强”中国中化控股有限责任公司控股的大型轮胎上市公司，风神轮胎主要专注于生产风神、风力、河南等多个品牌的 1 000 多个规格品种的卡客车和工程机械轮胎。这些优质产品远销全球 140 多个国家和地区，成为公司的一大亮点。河南恒星科技股份有限公司是国内 A 股上市公司，在河南、内蒙古、广西拥有 4 个实体制造基地。该企业的主要产品涵盖钢帘线、钢续线、胶管钢丝、金刚线和高性能有机硅聚合物等领域，多样化的产品线为其业绩增长贡献了重要动力。神马实业股份有限公司作为平煤神马集团的控股子公司，该企业主要业务涵盖化工、化纤等领域。其产业结构横跨化工、化纤两大行业，其中工业丝(帘子布)是其主要产品之一。神马实业在平煤神马集团尼龙板块担当重要角色，为集团的管理平台。据了解，这些企业的入选，凸显了河南省在制造业领域的强劲发展态势。他们的技术实力和产品质量受到了广泛认可，为推动河南省制造业整体水平的提升贡献了巨大力量。摘编自“炭黑产业网”（R-03）