丁苯胶乳性能及应用

1、丁苯胶乳性能及应用北京橡胶工业研究设计院二零一一年二月、户 、.刖百而用在轮胎浸渍帘线上还没有合适的产品。随着我国合成橡胶的发展，化工部在1980 年给我院下达合成胶乳新品种研究的项目。 由兰化院研究一种适合用于轮胎帘线浸渍剂的丁苯胶乳 （仿JSR210）8品种，我院采用该新品种丁苯胶乳进行了尼龙、人造丝帘线浸渍剂的配方研究。目前各厂一直采用天然胶乳与丁吡胶乳并用配方。但由于天然胶乳的变异性。造成RFL浸渍剂稳定性不好。因而使浸渍的帘布布面浸胶表面不均匀。甚至有胶皮出现。影响浸胶帘布质量， 致使用增加清洗干燥滚的次数。 我们对新品种丁苯胶乳着重是改进浸渍剂稳定性及扩大合成胶乳的应用， 同时考虑

2、到加工工艺质量以及浸渍剂成本，确定研究三并胶乳配方。RFL浸渍剂与纤维、橡胶作用的机理RF 树脂是具有高度表面活性物质，它被吸附在胶乳表面上，同时也被织物表面吸附。 RF 的酚基与人造丝纤维六圆环的羟基与酚基之间以及与尼龙的羟基或仲胺基之间产生一次结合和氢键。 因而起到粘合作用， 同时间苯二酚甲酚甲酚形成网状立体结构， 对粘合层起补强作用。 另外胶乳中的橡胶成份一方面和RF起反应。另一方面还与被粘胶料起共硫化作用而加强粘合效果。一、人造丝浸渍剂配方研究R 克分子比与粘结力稳定性关系：人造丝帘线浸渍剂。 根据国外资料介绍认为 F/R 克分子比在1 的浸渍剂粘合性能较好，故选择1 克分子进行试验其

3、结果如下：，二；XC- - - - H枇出1案任前jH rf 1（A）抽I 厂 _： .一粘笈W 叮,j,口粘良（q及）.N15/0招九口图，啖克/区可窕或拈合力物熟响由图1可以看出F/R克分子比在本试验的范围内以1粘合力比较好，老化后 抽出反而偏高，而RFL浸渍剂粘度随着F/R克分子比增大而增加。但 RFL浸渍剂 粘度放置四天后变化不大。故我们选择 F/R克分子比1。树脂浓度对粘合力及稳定性关系RF树脂浓度分别采用、。/%选择适宜的缩合度观测其对粘合剂稳定 性影响所得结果。RF麻度在低浓度（%）长时间缩合时粘合力稍高，采取 浓度对RFL浸渍 剂粘度稍增大，粘合力稍低。而 RF树脂多几份或丁叱

4、胶乳多5份对粘合力提高 不明显。82-132、82-133是同批试验，82-132是兰化丁苯胶乳，82-133是日本丁 苯胶乳（大样）配制RFL浸渍剂，粘合力兰化丁苯胶乳配方稍高，但总的来看， 粘合力都偏低。我们采用RF麻度为。表一不同浓度树脂含量以及F/R克分子对比试验编RRF%RF/LVF/SBR/NRRFL%F/RH抽出（kg/根）粘度（厘泊）老化前老化后r82-12617/10040/50/10-12317/10045/-13015/10040/50/10-12910040/0/60-13610040/50/10-13810040/50/10-13217/10040/50/10-133

5、17/10040/50/10(JSR2108注：硫化条件100cx 48小时3.RF树脂份数对粘合力及稳定性影响“卜20 1卜，B d鼻氏% i m 1 T *工代 TOC o 1-5 h z f 1c4fJ-# 12 J国 I*电的，/4 I。. 标-H抽出J _n-粕放幻一举演保JU _工 L -0 增 加 25MF伶/白白例1千月4冈工不同牙号腌含另时H枇然鬓丈枭从图2数据看出随着RF树脂量增加，人造丝帘线与橡胶之间粘合力也增加，在15份RF粘合力较好1520份粘合力平稳20份以上粘合力略有下降趋势。而RF树脂配制RFL浸渍剂随着份数增加粘度变化不大。故我们既考虑工艺加工条 件又考虑粘合

6、力选择，15份树脂为好。.不同胶乳比例对粘合力影响以下试验数据是采取丁叱胶乳与丁苯胶乳不同比例对粘合力及稳定性影响（天然胶乳为10份）凫厘 两x 粘而幻船/小的干液闾亡不同描含另叼H林珞:良生但考从图3结果可得出随着丁叱胶乳用量增加粘合力增加而粘度变化不大, 虑到技术经济效果，既要解决粘合力、稳定性，又要考虑减少成本，故我们选择VP/SBR 50/4040/50范围，天然胶乳选择10份为最宜的配方。.RFL浸渍剂浓度对粘合力的影响:回*幸来我中砧/朴I; #2有图4看出应用小浸胶机浸胶，经过两次干燥、随着RFL浓度提高而粘合力 也随着增加。粘度增加附胶量也增加。15%RFLM度附胶量只能稍高于

7、3%这个范 围，而到大浸胶机速度快、带胶量大、渗透好。干燥均匀可能会偏高，故我们考 虑到粘合力、粘度变化、附胶量以及价格的关系，选RFL%寸为好。.采用正交设计方法找出主次影响因素选择配方，由于影响粘合力试验因素比较多，如：浸渍剂配方、浸胶工艺、胶料配方、室内相对湿度、以及手工操作 等因素，所以试验本身误差就较大，在通过实验数据计算出来的各个量也带有误 差，它们都将给准确的分析带来困难， 为了克服这些困难，在误差的干扰下仍能 做出必要的结论，采用了正交设计进行统计分析。我们采取四个因素二水平对粘 合力和粘度的影响进行了试验，试验结果如表三所示。表三：NaOH/100克 RF溶液：Ai= A=丁

8、苯叱胶乳成份：Bi=40 &=50RF树脂缩合时间（25C）： Ci=6小时 Q=8小时D:干燥温度（C） : Di=150 D2=190我们选择的二个水平都接近较好的水平， 故从表三数据看出两个水平平均值之差比较小， 但也有差异， 从计算结果可知， 因子 D 的两个水平平均值之差比较大，说明干燥温度对粘合力影响大，因子 B次之，因子A、C对粘合力影响更是 次之。因子D以2水平干燥温度在190c为好，A水平对RF树脂缩合程度（浸 渍剂粘度）影响稍大，当其2 水平氢氧化钠为是浸渍剂粘度增大。7 配方对比试验（同批试验结果）综合以上较好的条件进行了对比试验， 由表四试验数据看出， 一个浸胶配方既要

9、考虑粘合力、稳定性，又要考虑成本，我们认为 82-137 配方在三方面都较好，故我们确定此配方进行大样试验。表三、四个因素对粘合力、粘度影响编RRF缩合时间（小时）NaOH 克100克RF液VP胶乳成份干燥温度（C）H抽出粘度（厘泊）老化前老化后2天7天16401502840190365019048501505640150684019076501908850150表四：不同配方条件对比编RF/RRF%RF/LVF/SBR/NRRFL%H抽出（公斤/根）粘度（厘泊）老化前老化后大82-135*10040/0/60-13610040/50/10-1371310040/50/10-13810040/

10、50/10-13910040/50/10*注：青岛橡胶二厂浸胶配方、尼龙-6帘线浸渍剂配方研究:试验部分1.不同氮含量对RFL浸渍剂稳定性及粘合性影响:较大，不加氨稳定性好，加氨到（100干胶）反而稠化，加氮到（100干胶）稳定性又转好。故兰化丁苯胶乳配制 RFL浸渍剂需要注意氨量号5系向卡居碍钊后之特/以亍9ft应 Wb 7Rd 5纨 g a 即I r 二.一1，-一 L_-,M/4-._r- ,? I Jrr . I s, r-VJ I，匕左 E G 7厂I图5结果看出兰化丁苯胶乳与日本丁叱胶乳配制RFL浸渍剂 “NR/SBR/VP=10/1080”。随氨量增加，粘合力有所上升，到（100

11、干胶）以上粘合力达到平衡，而粘度无影响。图 6结果：固定氨量份氨/ （100份干胶）变VP 与SBR胶乳比伤t随SBR （兰化丁苯月$乳）增加 RFL浸渍剂粘度也增加，80份 SBR粘度增加突出，100份SBR 2天就凝固。2.甲醛与间苯二酚克分子比的选择:尼龙帘线浸渍用的F/R克分子比，从图7看出，5总在范围内对粘合力比较 好，而更为好。浸渍剂中RF树脂与干胶之比对粘合力、粘度关系：图8、9复试结果看出采用兰化丁苯胶乳也同样随着 RF树脂量增加，尼龙帘线与橡胶之间粘合也增加，但到20份以上时，有下降趋势，故选择 RF为1520份/ （100份干胶）对粘合力最好，但23份时粘合力下降。RFL粘

12、度也是随着RF树脂量增加而增加，尤其23份粘度上升突出。RFL浸 渍剂放置四天粘度变化不大o A - - E i X 2 tQ-4 、发良枳版含色粘令好攵 _P比%睛图9问一 34.不同品种胶乳比例对粘合力、稳定性影响：图 10、11、12、13试验结果看出：VP与NP并用或VP与SBR并用的RFL浸渍剂对尼龙帘线与橡胶 H抽出力都较稍差，而三并胶乳 VP/SBR/NR 80/5/1580/135; 70/1315、70/10/20, 在这范围内粘合力皆稍好，尤其 80/10/10更好N抽出%拈展(厘泊。-.兰茂丁股径出 - - - - I ” , 一，柘展 A - - 2 ” . L “/0

13、科抽出2,一门大担方1Vgo)牛 不:胃肢上比快即护士和？（哈7。闲不同一礼西例qH抽出粕及大宗杯网队叩扑他出神。图工3 ,不同胶拓比例对动态的着力关系图/N.不阿胶乳比例对口抽出粒t去来(b)动态粘合力也是80/10/10为突出好。(c)图12兰化丁苯胶乳(大样)经过冷冻后再化冻配制 RFL浸渍剂稳定性 及H抽出力都较好。(d) RFL浸渍剂放置四天粘度变化不大。浸渍剂放置四大粘度对稳定性、粘合力的关系：图14数据说明随着RFL浓度增加粘合力也增加，粘度也随之增加。但超过 20%占度增加突出E I54。 站F L ：,；闺14不同L%浓，机待财蜴秣 浸渍剂成熟天数对粘合力关系：图15、16、

14、17的数据说明有以下几点：(a)兰化丁苯胶乳对尼龙帘线粘合力完全能达到日本JSR2108丁苯胶乳水平。JSR2108丁苯月$乳H抽出试片经过100cx 48小时老化，下降率要大 于兰化丁苯胶乳，有时水平接近。(c)兰化丁苯胶乳配制 RFL浸渍剂在尼龙帘线熟成三天粘合力不降低，在 人造丝帘线熟成四天粘合力下降不明显，而日本JSR2108r苯胶孚L配制RFL在尼龙帘线熟成四天粘合力下降。(d)从图16看出日本JSR2108丁苯胶乳配制的RFL配方胶乳比例仍然是VP/SBR/NR 80/10/10 粘合力较好r-i 总亿彳目也且於依而依FL G小曲方7 3*与T巧小另生 （殳龙、4同睑丸比例焰Mfc

15、p泮激粉力能钱。公或】口3QL皆溶拄宓炉厂推土袅% I人出d恃7.综合配方对比试验:(a)三并胶乳配方中以 VP/SBR/NR=80/10/1(fi比最好。(b)兰化丁苯胶乳与SBR2108丁苯胶乳配制的RFL浸渍剂对尼龙帘线与橡胶粘合力接近，稳定性皆好。(c)三并胶乳配方以3#、7#配方粘合力为好，故我们确定此配方。表六不同条件对比编RF/RRF%缩合时间（小时）25 CRF/LVP/SBR/NRRFL%H抽出公斤/根粘度（厘泊）2天4天(81-66)1717/10080/20/020(81-70)2717/10080/15/520(81-72)3717/10080/10/1020(81-7

16、6)4717/10080/20/0(JSR210820(79-45)5617/10080/0/2020(79-46)6617/10080/20/020(79-47)7617/10080/10/1020三、尼龙66帘线浸渍剂配方研究试验部分：1、不同胶乳比例对粘合力影响:表七不同胶乳比例及RF缩合温度对粘合关系N-匚乳比例项号目VP/SBR/NR80/15/580/10/1070/15/15(1)(2)(1)(2)(1)(2)RF缩合温度C24-3220-2824-3220-2824-32H抽出公斤/根粘度（厘泊）1天4天-通过表七试验结果可看出不同胶乳比例对粘合力影响较明显，其中以VP/SBR

17、/NR=80/10/10勺配比较佳，存放后粘度变化不显著树脂缩合温度对粘合力、粘度影响：表八周定时间变温度（温度恒定）对粘合力粘合关系缩项目今条RF缩合温度件15 cx 6小时15 cx 6小时15 cx 6小时H抽出老化前公斤/根老化后RFL粘度1天4天（厘泊）6天备注：RF%表九 周定时间逐步升温对粘合力、粘度影响项目试验数据RF缩合温度（C）202822302432H抽出（公斤/根）粘度（厘泊）1天4天备注：RF%由表八、九结果看出：（1） RF麻度缩合条件25cx 6小时粘合力较好，浸渍剂粘度变化不大,而35c X 6小时下粘合力稍有下降同时粘度也稍有上升。（2）采用逐步升温模拟生产条

18、件进行 RF树脂浓缩合，温度低于2432C时粘合力稍偏低但也是在误差范围内，粘度变化随温度升高稍加大。3.不同温度热牵伸对粘合力关系：表十在不同温度下热牵伸对粘合力影响项目试验数据(1)(1)(2)(3)(3)干燥温度（C）150160150160150160热牵伸温度（C）200230240250H抽出老化前公斤/根老化后备注：0650 丁苯叱胶乳与兰化“ 2108” 一苯胶乳并用浸渍剂表H0650Vp与5050型并用在不同温度对粘合力关系项目试验数据干燥温度（C）150160150160热牵伸温度（C）230240250H抽出公斤/根备注：5050型苯胶乳表十二 0652VP与仿2108s

19、B所用浸渍剂在不同温度下热牵伸对粘合力影响项目试验数据干燥温度（C）150160150160热牵伸温度（C）230240250H抽出公斤/根备注：0652VP苯叱胶乳从表十、十一、十二试验结果得知热牵伸温度对粘合力影响比较明显，以230c对粘合力为好，而温度低或高对粘合力都稍有影响，特别是在表十一看出采用5050型丁苯胶乳热牵伸温度高于230c时对粘合力下降很突出，这是 5050型丁苯胶乳最弱点，即热老化非常差。四、国产丁苯胶乳扩大应用试验.丁苯胶乳在人造丝上应用表十三人造丝帘布物理性能项目兰化.果胶乳方案日本.苯胶乳方案浸胶前浸胶后浸胶前浸胶后DiD2DiD2DiD2DiD2扯断强力kgH抽

20、出公斤/根/公斤伸长率扯断伸长率强力不匀率伸长不匀率含水率直径 mm/复捻捻/米/454445/450441室温 C23232323相对湿度7070707070707070备注人造丝帘布浸胶扩大试验机纤维子午胎试制在青岛橡胶二厂。Dl=V2, D2=V3。浸渍剂配方采用82-137配方表十四试制子午线轮胎浸胶帘布物理性能兰化.果胶乳方案日本.苯胶乳方案生产方案项目烘干前烘干后烘干前烘干后烘干前烘干后DiD2DiD2DiD2DiD2DiD2DiD2H抽出子6N2胶公斤/根检验配方含水率（）橡研院试验：检验配方H抽出（kg/根）老化前(1)/(2)/老化后(1)/(2)/备注烘干前、烘干后为压延前

21、取样进行物理检验（2）试制轮胎的浸胶人造丝帘线在不同处理时间下对粘合力影响表十五人造丝帘线不同处理条件对粘合力影响项目兰化.果胶乳方案日本.苯胶乳方案D1D2D1D2处理条件105cx120分30分30分120分30分30分H抽出（kg/ 根）老化前老化后备注（1）标准试验胶；（2） H抽出模具：厚；（3）硫化条件：138cx35分；（4）老化条件：100cx 48小时从表十五试验结果看出浸胶人造丝帘线在H抽出试验前干燥条件以105cx30分处理对粘合力稍好而采取105c X 120分H抽出力有下降趋势（3）压延工艺干燥温度：100 c左右压延速度：30米/分压延胶片厚度：压延帘布厚度：压延情

22、况：压延帘布平整无脱皮现象，与正常产品相同(4)轮胎机床前后附着力性能机床前附着力性能表十六不同方案机床前附着力性能力杀胶乳附着力公斤/厘米试验日期2-3P3-4P4-5P侧部4生产用兰化.苯胶乳日本.苯胶乳机床后附着力性能表十七不同方案机床后附着力性能力杀胶乳附着力公斤/厘米机床时间(小时)试验日期2-3P3-4P4-5P侧部4生产用-250小时未坏兰化.苯胶乳249小时胎面带束层脱日本.苯胶乳249小时胎面带束层脱备注：5、6方案，在新成型机头成型、成型时发现机器不好用，子口压不实。.浸胶尼龙6帘布物理性能表十八尼龙-6帘子布浸布质量（一月份）、配方 就项、格VP/SBR/NR=80/10

23、/10（兰化.苯胶乳）80/0/20（正常生产）ViV2V3ViVi扯断强力 kg81年平均扯断伸长率强力不匀率伸长不匀率公斤定负荷伸长含水率/直径 mm初捻捻/米387/390/复捻捻/米373/372/H抽出 kg/根附胶量 试验条件温度 c2020相对湿6162626161H抽出kg/根（院试验）老化前老化后备注：尼龙-6帘子布浸胶在上海十一化纤厂进行扩大试验。表十九尼龙6帘布浸胶后物理性能y一方格项目VP/SBR/NR=80/10/1080/0/20兰化.果胶乳方案日本.苯胶乳方案正常生产方案ViV2V3ViV2V3ViViVi扯断强力kg扯断伸长率强力不匀率伸长不匀率公斤定负荷伸长含

24、水率直径 mm/初捻捻/米377382386复捻捻/米376368376H抽出 kg/根附胶量 试验条件温度 C202020202020202020相对湿度6565656262626264（2）试制轮胎结果：1浸胶尼龙6帘布H抽出力（公斤/根）兰化丁苯胶乳方案：正常生产方案：轮胎附着力（公斤/厘米）表十二轮胎解剖附着力方项案兰化.果胶乳方案正常生产方案胎身一一缓冲层缓冲层一一缓冲层缓冲层一一胎面胎身一一胎侧备注：该批轮胎试制是在上海正太橡胶厂进行32小时40分.丁苯胶乳在尼龙66帘布浸渍剂上应用(1)取大样浸渍剂在小浸胶机浸胶尼龙 66帘线物理性能表二十二试验配方与生产配方对比浸胶日期浸胶批号H抽出(kg/根)试验配方生产配方(2)扩大试验物理性能表二十三试验配方与生产配方物理性能对比浸胶日期浸胶批号H抽出kg/根扯断强力k