橡膠分散劑AT-C在輸送帶覆蓋膠中的應(yīng)用

丁繼業(yè)

（無錫市侶湖橡膠制品有限公司，江蘇 宜興 214200）

橡膠分散劑是多效加工助劑，具有較強(qiáng)的促進(jìn)分散效果，可以加速炭黑、白炭黑等填料及其他配合劑在橡膠基材中的有效分散，縮短混煉周期，提高混煉效率。優(yōu)異的橡膠分散劑在膠料混煉過程中應(yīng)對硫化體系不產(chǎn)生干擾，并有效降低膠料的門尼粘度，提高膠料的流動性，使各類原材料充分發(fā)揮使用效果，實現(xiàn)橡膠配方設(shè)計意圖。

在橡膠輸送帶生產(chǎn)過程中，工藝性能無法滿足要求是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，出現(xiàn)膠料混煉困難、分散不均、后續(xù)工序工藝性能差等情況，最終導(dǎo)致成品性能較差甚至不合格。目前，國內(nèi)橡膠輸送帶生產(chǎn)以非連續(xù)化集約式的大量人工作業(yè)為主，生產(chǎn)工藝流程設(shè)計相對落后，工藝裝備陳舊且生產(chǎn)效率較低，這種特征在很多中小型企業(yè)更加明顯。這種生產(chǎn)方式雖然有靈活多變的特點(diǎn)，但本質(zhì)上是粗放型生產(chǎn)，易產(chǎn)生的不良結(jié)果為混煉分散性差，加工能耗高，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，波動較大且不易控制。針對以上問題，本公司對橡膠分散劑進(jìn)行了應(yīng)用研究。

本工作主要研究橡膠分散劑AT-C在橡膠輸送帶覆蓋膠膠料中的應(yīng)用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），海南天然橡膠產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），牌號1502，中國石化齊魯石化公司產(chǎn)品；炭黑N330，石家莊新星化炭有限公司產(chǎn)品；橡膠分散劑AT-C，江蘇卡歐化工股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

試驗配方如表1所示。

表1 試驗配方 份

1.3 主要設(shè)備和儀器

XK-160型開煉機(jī)，青島亞華機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品；55 L密煉機(jī)和Φ457 mm（18英寸）開煉機(jī)，青島雙星橡塑機(jī)械有限公司產(chǎn)品；ZWM-Ⅲ型門尼粘度儀，江蘇新真威試驗機(jī)械有限公司產(chǎn)品；GT-M3000A型無轉(zhuǎn)子硫化儀，高鐵科技股份有限公司產(chǎn)品；XLB-250KN型平板硫化機(jī)，青島順富昌機(jī)械有限公司產(chǎn)品；LX-A型橡膠硬度計、JDL型電子萬能拉力試驗機(jī)和GM-1型輥筒式磨耗試驗機(jī)，揚(yáng)州天發(fā)試驗機(jī)械有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗?zāi)z料混煉在XK-160型開煉機(jī)上進(jìn)行。將輥距調(diào)為0.5～0.6 mm，加入NR并多次薄通塑煉（4 min），加入再生膠粉繼續(xù)塑煉3 min，加入硬脂酸、氧化鋅以及橡膠分散劑AT-C，混煉至分散均勻后加入防老劑和軟化劑等，再分批慢慢加入炭黑，混煉均勻，最后加硫黃和促進(jìn)劑，吃料完畢并分散均勻后，薄通、打三角包5～8次，調(diào)大輥距，下片，停放8 h，備用。

大配合試驗?zāi)z料分兩段混煉。一段混煉在55 L密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45 r·min-1，二段混煉在Φ457 mm（18英寸）開煉機(jī)上進(jìn)行。一段混煉加料順序為：NR→再生膠粉→硬脂酸、氧化鋅、橡膠分散劑AT-C和防老劑等→油→炭黑→排膠（溫度為120～140 ℃），停放12 h；二段混煉加料順序為：一段混煉膠→硫黃→促進(jìn)劑→排膠（溫度為100～110 ℃），膠料停放24 h。

1.5 性能測試

膠料各項性能按照相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 橡膠分散劑AT-C的理化性能

橡膠分散劑AT-C的理化性能見表2。

表2 橡膠分散劑AT-C的理化性能

從表2可以看出，橡膠分散劑AT-C的理化性能符合供應(yīng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。為了防止原材料的酸堿度過高對膠料硫化體系帶來不利影響，本公司將pH值設(shè)定為原材料內(nèi)部控制指標(biāo)，要求原材料的pH值基本控制在7左右。橡膠分散劑AT-C的pH值為7.1，基本為中性，表明其對現(xiàn)有生產(chǎn)配方膠料的硫化體系的影響很小，符合本公司的技術(shù)要求。

2.2 小配合試驗

小配合試驗結(jié)果見表3。

表3 小配合試驗結(jié)果

從表3可以看出：與對比配方膠料相比，添加橡膠分散劑AT-C的膠料的門尼粘度略微減小，F(xiàn)L降低，從一定程度上說明橡膠分散劑AT-C具有軟化作用，在加工過程中可以提高膠料的流動性和可塑度，改善膠料壓出等工藝性能，降低加工能耗，提高混煉效率；膠料的Fmax提高，可能是由于橡膠分散劑AT-C的使用提高了填料和其他配合劑的分散程度，使各類材料應(yīng)有的配合性能發(fā)揮到最佳，提高了膠料的硫化程度；膠料的t10和t90基本不受影響，印證了橡膠分散劑AT-C基本為中性的特質(zhì)以及不干擾硫化體系的使用特點(diǎn)。

從表3還可以看出，橡膠分散劑AT-C的加入能顯著改善各種配合劑的分散性，提升膠料的整體均勻性，最大限度保證并體現(xiàn)配方設(shè)計的性能要求，具體表現(xiàn)為膠料的硬度、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率、撕裂強(qiáng)度和耐磨性能均明顯提高。這幾項性能的強(qiáng)化有助于提高輸送帶覆蓋膠的強(qiáng)度，可以明顯提高輸送帶的使用效果和耐久性能，并在一定程度上滿足苛刻作業(yè)條件下的性能要求，提高輸送帶產(chǎn)品的市場競爭力。

2.3 大配合試驗

大配合試驗所有工藝均按公司生產(chǎn)設(shè)定程序同步進(jìn)行，試驗結(jié)果見表4。

從表4可以看出，大配合試驗性能變化趨勢與小配合試驗基本一致，即添加橡膠分散劑AT-C后，膠料的焦燒時間和硫化速率基本不變，門尼粘度減小，加工性能改善，硬度、定伸應(yīng)力、撕裂強(qiáng)度和耐磨性能顯著提高。輸送帶覆蓋膠性能的提高有助于提高輸送帶產(chǎn)品等級和使用性能。

表4 大配合試驗結(jié)果

由于小配合試驗和大配合試驗在操作技術(shù)條件、裝備效率、物料特性和工藝控制環(huán)節(jié)方面存在差異，雖然膠料各項性能的具體數(shù)值略有不同，但是整體性能變化趨勢一致，而且大配合試驗性能的改良更有力地證明了橡膠分散劑AT-C優(yōu)異的促進(jìn)分散特性，說明在膠料中添加適量橡膠分散劑AT-C能夠有效改善各種配合劑的分散性，大幅提高膠料整體的混煉均勻度，保證膠料的綜合性能。

橡膠分散劑AT-C在本公司典型輸送帶覆蓋膠中應(yīng)用效果良好，膠料具有優(yōu)異的分散性，滿足公司對輸送帶品質(zhì)的更高要求。

3 結(jié)論

（1）在橡膠輸送帶覆蓋膠中添加適量橡膠分散劑AT-C，膠料的門尼粘度略減小，改善了膠料的加工性能，理論上有利于后續(xù)壓延、擠出和充模等工序的快捷操作。

（2）添加適量橡膠分散劑AT-C能顯著提高硫化膠的硬度、定伸應(yīng)力、撕裂強(qiáng)度和耐磨性能等，能夠提高輸送帶的檔次和使用性能。