熱穩(wěn)定劑YG-638在A(yíng)SV橡膠履帶花紋側(cè)膠中的應(yīng)用

王克成，丘黎明

（1.浙江富銘工業(yè)機(jī)械有限公司，浙江 臨海 317000；2.臺(tái)州市黃巖東?；び邢薰荆憬?臺(tái)州 318020）

近年來(lái)使用ASV橡膠履帶（摩擦式橡膠履帶）的車(chē)輛發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。ASV橡膠履帶花紋側(cè)膠使用高性能天然橡膠（NR）或其并用膠，帶體周向骨架層使用高強(qiáng)度聚酯線(xiàn)繩（纏繞），帶體橫向加強(qiáng)層使用聚酯簾布。橡膠履帶通常用在工地礦山、田間曠野、森林沼澤、冰面雪地環(huán)境下作業(yè)的機(jī)械，長(zhǎng)期經(jīng)受烈日照射、臭氧侵蝕、雨雪浸淋。橡膠履帶在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱氧老化、臭氧老化和屈撓老化，表面易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響橡膠履帶的使用壽命。因此，防止橡膠履帶老化，對(duì)延長(zhǎng)其使用壽命至關(guān)重要。

熱穩(wěn)定劑YG-638是一種新型橡膠助劑,化學(xué)名稱(chēng)為脂肪族支鏈胺基衍生物，由臺(tái)州市黃巖東?；び邢薰狙兄啤岱€(wěn)定劑YG-638無(wú)毒、無(wú)污染、不遷移、不變色，同時(shí)能降低膠料生熱，賦予膠料優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能，從而延長(zhǎng)橡膠制品的使用壽命。熱穩(wěn)定劑YG-638用于NR膠料，可以有效提高膠料的抗硫化返原性能和耐熱氧老化性能；用于聚酯線(xiàn)繩浸膠和聚酯簾布覆膠中，可以解決胺類(lèi)防老劑對(duì)聚酯的胺化問(wèn)題。ASV橡膠履帶花紋側(cè)膠通常采用包括二苯胺類(lèi)防老劑AW和對(duì)苯二胺類(lèi)防老劑6PPD（4020）的防護(hù)體系，這兩種防老劑均屬于污染性防老劑，同時(shí)其膠料在日光曝曬下會(huì)嚴(yán)重變色，而熱穩(wěn)定劑YG-638還兼有防老劑效能，具有一定的抗臭氧性能，與防老劑AW和防老劑6PPD并用有一定的協(xié)同效應(yīng)，可減輕膠料曝曬變色現(xiàn)象。因此，熱穩(wěn)定劑YG-638非常適用于A(yíng)SV橡膠履帶花紋側(cè)膠。

本工作對(duì)熱穩(wěn)定劑YG-638在A(yíng)SV橡膠履帶花紋側(cè)膠中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

NR，SMR20，馬來(lái)西亞產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），牌號(hào)1502，中國(guó)石化齊魯石油化工股份有限公司產(chǎn)品；高苯乙烯，牌號(hào)S-6H，巴西Nitriflex公司產(chǎn)品；炭黑N220、炭黑N330和沉淀法白炭黑，江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰井a(chǎn)品；氧化鋅RA（核-殼結(jié)構(gòu)活性氧化鋅），美國(guó)全球化學(xué)有限公司產(chǎn)品；增粘樹(shù)脂RT-45F，江蘇銘德高分子材料有限公司產(chǎn)品；芳烴油，道達(dá)爾石油（上海）有限公司產(chǎn)品；防老劑6PPD、防老劑TMO和促進(jìn)劑TBBS，中國(guó)石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司產(chǎn)品；防老劑AW，上海頓美新材料科技有限公司產(chǎn)品；微晶蠟，百瑞美特殊化學(xué)品（蘇州）有限公司產(chǎn)品；熱穩(wěn)定劑YG-638，臺(tái)州市黃巖東?；び邢薰井a(chǎn)品。

1.2 配方

生產(chǎn)配方：NR 75，SBR 20，高苯乙烯 5，炭黑N220/N330 50，沉淀法白炭黑 6，氧化鋅RA 3.5，硬脂酸 2，增粘樹(shù)脂RT-45F 1.5，芳烴油 4，防老劑6PPD/TMO/AW 4.5，微晶蠟1.5，硫黃 1.2，促進(jìn)劑TBBS 1.5，其他 3，合計(jì) 178.7。

試驗(yàn)配方：除添加1.5份熱穩(wěn)定劑YG-638外，其余組分和用量與生產(chǎn)配方相同。

1.3 主要設(shè)備與儀器

BL-6172-B型實(shí)驗(yàn)室密煉機(jī)、Φ150 mm×320 mm開(kāi)煉機(jī)和BL-6170-D型平板硫化機(jī)，東莞市寶輪精密檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；GK90E型密煉機(jī)，益陽(yáng)橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；M2000E型門(mén)尼粘度儀和C2000E型無(wú)轉(zhuǎn)子橡膠硫化儀，北京友深電子儀器有限公司產(chǎn)品；TCS-2000型伺服控制拉力試驗(yàn)機(jī)、GT-7012-A型阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)和GT-RH-200N型壓縮生熱試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；401A型熱老化試驗(yàn)箱，江蘇明珠試驗(yàn)機(jī)械有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗(yàn)?zāi)z料在BL-6172-B型實(shí)驗(yàn)室密煉機(jī)中混煉，混煉工藝為：NR、SBR和高苯乙烯→小料、炭黑、白炭黑和芳烴油→硫黃和促進(jìn)劑→下片（在開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行）。

大配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉分兩段，均在GK90E型密煉機(jī)中進(jìn)行。一段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40 r·min-1，密煉室初始溫度為室溫，混煉工藝為：NR、SBR、高苯乙烯和小料（40 s）→炭黑和白炭黑（50 s）→芳烴油（10 s）→壓壓砣→提壓砣→排膠（150 ℃）。二段混煉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20 r·min-1，密煉室初始溫度為30 ℃，混煉工藝為：一段混煉膠（緩慢加入）→促進(jìn)劑（10 s）→硫黃（30 s）→壓壓砣→提壓砣→排膠（110 ℃）。

為減少試驗(yàn)設(shè)備與環(huán)境系統(tǒng)差異，保證工藝條件相同，試驗(yàn)配方膠料和生產(chǎn)配方膠料混煉和成品試制在同一設(shè)備上先后銜接進(jìn)行。

1.5 性能測(cè)試

膠料各項(xiàng)性能測(cè)試按相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化分析

熱穩(wěn)定劑YG-638的理化性能如表1所示。從表1可以看出，熱穩(wěn)定劑YG-638的理化性能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 熱穩(wěn)定劑YG-638的理化性能

2.2 小配合試驗(yàn)

對(duì)熱穩(wěn)定劑YG-638在A(yíng)SV橡膠履帶花紋側(cè)膠中的應(yīng)用進(jìn)行小配合試驗(yàn)，膠料的物理性能如表2所示。從表2可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的硫化特性、邵爾A型硬度、拉斷伸長(zhǎng)率、拉斷永久變形、撕裂強(qiáng)度和阿克隆磨耗量相當(dāng)，300%定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度略有增大，壓縮疲勞溫升大幅下降，耐屈撓性能和耐熱氧老化性能提高。

表2 小配合試驗(yàn)?zāi)z料物理性能

2.3 大配合試驗(yàn)

2.3.1 物理性能

對(duì)熱穩(wěn)定劑YG-638在A(yíng)SV橡膠履帶花紋側(cè)膠中的應(yīng)用進(jìn)行大配合試驗(yàn)，膠料的物理性能如表3所示。從表3可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的硫化特性、邵爾A型硬度、拉斷伸長(zhǎng)率、拉斷永久變形、撕裂強(qiáng)度和阿克隆磨耗量相當(dāng)，300%定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度增大，壓縮疲勞溫升顯著下降，耐屈撓性能和耐熱氧老化性能提高。

表3 大配合試驗(yàn)?zāi)z料物理性能

添加熱穩(wěn)定劑YG-638后，大配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能變化趨勢(shì)與小配合試驗(yàn)?zāi)z料相同。

2.3.2 工藝性能

對(duì)大配合試驗(yàn)混煉膠進(jìn)行快檢，結(jié)果如表4所示。從表4可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的門(mén)尼粘度降低，門(mén)尼焦燒時(shí)間略有延長(zhǎng)，邵爾A型硬度相當(dāng)。

表4 大配合試驗(yàn)混煉膠快檢結(jié)果

進(jìn)一步試驗(yàn)得出，生產(chǎn)配方膠料的硫化返原率為5.1%，試驗(yàn)配方膠料的硫化返原率為2.5%，即試驗(yàn)配方膠料的抗硫化返原性能顯著提高。

2.4 成品試驗(yàn)

采用試驗(yàn)配方膠料和生產(chǎn)配方膠料試制了規(guī)格為381×101.6×51的ASV橡膠履帶，分別對(duì)4條試驗(yàn)配方膠料和生產(chǎn)配方膠料的成品橡膠履帶進(jìn)行裝機(jī)試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。從表5可以看出，采用試驗(yàn)配方膠料的成品橡膠履帶裝機(jī)試驗(yàn)的平均累計(jì)行駛時(shí)間比采用生產(chǎn)配方膠料的成品橡膠履帶延長(zhǎng)100 h。

表5 成品橡膠履帶裝機(jī)試驗(yàn)結(jié)果

成品橡膠履帶曝曬試驗(yàn)（露天放置90 d）表明，與生產(chǎn)配方膠料的成品橡膠履帶相比，試驗(yàn)配方膠料的成品橡膠履帶曝曬變色現(xiàn)象顯著減輕。

3 結(jié)論

在A(yíng)SV橡膠履帶花紋側(cè)膠中添加熱穩(wěn)定劑YG-638，膠料的加工性能和抗硫化返原性能改善，定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度增大，壓縮疲勞溫升顯著下降，耐屈撓性能和耐熱氧老化性能提高，成品橡膠履帶的使用壽命延長(zhǎng)，抗曝曬變色性能顯著提高。