有机锌在橡胶中的应用

江苏爱特恩高分子材料有限公司生产的高效环保橡胶硫化活性剂-有机锌在半钢胎胎面中可以等量替代间接法(99.7%)氧化锌,可以保持硫化曲线一致,力学性能不变。同时加工性能更佳,易分散。

有机锌在橡胶中的应用

方春平

（台湾欧士橡胶助剂有限公司）

氧化锌是橡胶传统的硫化活性剂，也是某些特种橡胶的硫化剂，我国橡胶行业目前年耗量估计在２０万吨左右。从环保和资源的角度出发，有必要寻找替代氧化锌的硫化活性剂。

我公司研发的环保有机锌系列产品，可替代氧化锌作为橡胶的高效活性剂，普通氧化锌含金属锌８０％，而有机锌含锌量可降低到４０％或更低，达到欧洲国家环保规定的要求，锌含量低于４０％，从而更趋近于环保，并节省重金属锌的资源。与氧化锌相比，有机锌具有密度低，硫化速度快的特点，且价格较低。

现将实验结果简介如下

说明：ｚｎＯ一１１锌含量８０％

Ｚｎ一１２锌含量２０％

ｚｎ—１３锌含量２５％

Ｚｎ一１４锌含量３０％

Ｚｎ一１５锌含量４０％

１在天然橡胶中的应用

试验配方：天然橡胶１００，硬脂酸２，炭黑Ｎ３３０４５，环烷烃油４，促进剂ＮｓＯ．７，硫磺２．５，氧化锌或有机锌４，合计１５８．２

１．１硫化特性：

从（表１）看到，Ｚｎｏ一１１为常用间接法氧化锌，对比样品：Ｚｎ一１２、ｚｎ一１３、ｚｎ一１４、ｚｎ一１５为锌含量不同的有机锌。从最小的转距（池）来看，样品差别不大，即对混炼胶粘度影响不大，但对最小的转距（ＭＨ）有较大影响，随ｚｎ含量减少，ＭＨ下降，而ｚｎ含量４０％时，与普通ｚｎＯ一１１较相近，交联密度相当，硫化速度（Ｔ９０）随ｚｎ含量降低而增加。ｚｎ一１５与ｚｎＯ一１１相近，Ｚｎ一１４比ｚｎ一１３则更快。但焦烧时间（Ｔｓｌ，ＴＳ２，Ｔ１０）都表现差别不大，即硫化速度提高了，焦烧时间基本不变，有利于安全生产。高温硫化（１６０℃）更为明显。 １０９

江苏爱特恩高分子材料有限公司生产的高效环保橡胶硫化活性剂-有机锌在半钢胎胎面中可以等量替代间接法(99.7%)氧化锌,可以保持硫化曲线一致,力学性能不变。同时加工性能更佳,易分散。

表ｌ：有机锌在ＮＲ中的硫化特性

１．２有机锌在ＮＲ中的物理性能

从（表２）物性中看到，有机锌中随锌含量的减少，定伸应力，硬度，拉伸强度下降，伸长率增加，永久变形减少，ｚｎ一１４比ｚｎ一１３较优，且表现出较高的撕裂强度。

Ｚｎ一１５与ＺｎＯ．１１相比，各项物理性能较为接近，且表现出永久变形较小，过硫时

一

撕裂强度较高。

表２有机锌在ＮＲ中的物理性能

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２在丁苯橡胶中的应用

试验配方：ＳＢＲｌ５０２ｌＯＯ，硬脂酸２，炭黑Ｎ３３０５０，环烷烃油５，促进剂ＮＳ１．６，硫磺２．２，氧化锌或有机锌４，合计１６４．８

２．１硫化特性 １１１

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表３有机锌在ＳＢＲ中的硫化特性

根据（表３）试验结果，在ＳＢＲ中，有机锌中ｚｎ含量对硫化特性的影响，没有在ＮＲ中那样明显，最大转距（瑚）下降较小，焦烧时间的延长和硫化速度的加快，都不是很显著，但Ｚｎ一１４比ｚｎ一１３硫化速度同样较快。

总的来看，ｚｎ—１５与ＺｎＯ一１１的最大转距，焦烧时间，硫化速度都十分相近。２．２物理性能。

在ＳＢＲ中，有机锌中ｚｎ含量减少，定伸应力略有下降，硬度变化不大，拉伸强度影响也不大。

由于该胶料伸长率偏低，有机锌比普通氧化锌表现出在胶料过硫化时和热老化后，有更高的拉伸强度。

详见（表４）

表４有机锌在ＳＢＲ中的物理性能

配方编号Ｚ一２１Ｚ一２２Ｚ一２３Ｚ一２４Ｚ一２５

．

样品编号ＺｎＯ．１１Ｚｎ一１２Ｚｎ一１３Ｚｎ一１４Ｚｎ一１５

硬度倡§尔Ａ…６９７０７０６９６９

１００％定伸应力８．０８．７８．４９．１

／Ｍｐ『ａ一

３００％定伸应力２０．５

１４５℃×１５’／Ｍｄａ２０．４２２．０

拉伸强度

／Ｍｐａ２３．１２０．７２３．７２１．６２３．１

扯断伸长率／％２６７２９８３３３２９５２４３

永久变形／％１２１０１０１２１２

撕裂／］酚姗Ｍｄ３５．６３９．８３５．９３３．４３７．０

１４５℃×３０７硬度眉Ｂ尔Ａ７１７１７１７１７２

１００％定伸应力

／Ｍｐａ８．２９．９１０．１１０．６

３００％定伸应力

／Ｍｐａ２１．７

拉伸强度／Ｍｐａ１７．７２２．６２２．４２０．１２２．７

江苏爱特恩高分子材料有限公司生产的高效环保橡胶硫化活性剂-有机锌在半钢胎胎面中可以等量替代间接法(99.7%)氧化锌,可以保持硫化曲线一致,力学性能不变。同时加工性能更佳,易分散。

扯断伸长率／％１７５３１６２７０２３３２６５

永久变形／％６１２８１０８

撕裂ⅨＮＭ。１３２．０３３．８３３．５３２．１３２．３

硬度眉Ⅸ尔Ａ７２７１７１７２７２

１００％定伸应力

／ＭＤａ８．４１０．４９．６１１．５

３００％定伸应力

１４５℃×６０’／ＭＤａ２２．５

拉伸强度／Ｍｐａ１８．５２１．１２１．９１７．９２１．４

扯断伸长率／％１６２２７６２５８１９８２１８

永久变形／％４８８８６

撕裂／ＫＮ．Ｍ。１３２．１３６．２３４．９３４．６３０．０

老化后性能１００℃×４８ｈ

硬度／邵尔Ａ７７７５７６７７７８

１００％定伸应力

／ＭＤａ７．６５．４５．９５．８６．８

１４５℃×３０７拉伸强度／Ｍ口ａ１６．８１９．７１７．Ｏ１６．８１８．３

扯断伸长率／％１７０２３６２１４１９５１９０

永久变形／％２４４４２

撕裂／ＫＮ．Ｍ＿２２．０２５．６２６．４２２．７２０．７

在乙丙橡胶中的应用

试验配方：ＥＰＤＭ（老化４０４５）１００，硬脂酸２，白炭黑４０，陶土３０，乙二醇２，

环烷烃油３，促进剂Ｍ１．Ｏ，促进剂ＴＭＴＤ０．５，硫磺２．５，氧化锌

或有机锌５，合计１８６．Ｏ

３．１硫化特性

表５有机锌在ＥＰＤＭ中的硫化特性

在许多显色制品中都采用了ＥＰＤＭ，试验配方以白炭黑为主补强填料，未加入炭黑，从（表５）结果看，有机锌与普通氧化锌的硫化特性在ＥＰＤＭ中是较为相近的。最小转距（池）没有差别，对胶料粘度影响不大，而随ｚｎ含量的减少，依然表现出最大转距（ＭＨ）的下降，但下降幅度较小。Ｚｎ．１５与ｚｎ０—１ｌ基本一致。硫化速度（Ｔ９０）总的比Ｚｎ０—１１加快。在配方Ｚ一３１胶料中补加２份Ｓｉ一６９（即配方Ｚ一３６），硫化速度则有较快的提高。

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