氧化锌预分散母粒ZnO80在轮胎胶料中的应用研究

刘学民，李艳臣，陈 宏，于 淼，秦 锴，姜云平

（1.北京橡胶工业研究设计院，北京 100143；2.中国化工橡胶有限公司，北京 100080）

普通粉末状氧化锌在贮存和配料过程中容易吸收空气中的水分而结团，且容易飞扬而影响称量精确性，造成橡胶制品质量缺陷。粉末状氧化锌在卤化丁基橡胶中特别难分散，胶料在压延和挤出过程中容易出现质量问题，导致橡胶制品使用寿命缩短。

作为粉末状氧化锌的升级替代产品，氧化锌预分散母粒无粉尘，不飞扬，在胶料中分散性良好，近年来发展很快。氧化锌预分散母粒ZnO80是用特级氧化锌、载体和分散剂制成的高性价比预分散母粒，本工作采用全钢载重子午线轮胎气密层胶配方，研究其在轮胎胶料中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

溴化丁基橡胶（BIIR），牌号2222，美国埃克森公司产品；氧化锌预分散母粒ZnO80，自制；1#和2#氧化锌预分散母粒，国内某公司产品；3#氧化锌预分散母粒，国外某公司产品。

1.2 配方

全钢载重子午线轮胎气密层胶配方：BIIR，100；炭黑，60；硬脂酸，2；氧化镁，1；芳烃油，10；硫黄，0.5；氧化锌预分散母粒（变品种），3.7；其他，9.5；合计，186.7。

1.3 主要设备与仪器

1.57L本伯里型密炼机，英国法雷尔公司产品；XK-160型开炼机，上海橡胶机械厂产品；M200E型门尼粘度试验仪和C2000E型无转子硫化仪，北京友深电子仪器有限公司产品；5567型高低温材料试验机，美国英斯特朗公司产品。

1.4 混炼工艺

胶料混炼分2段工艺进行。一段混炼在密炼机中进行，密炼室初始温度80 ℃；转子转速80 r·min－1。加料顺序为：（温度≤170 ℃）。二段混炼在开炼机上进行。加料顺序为：一段混炼胶→促进剂和硫黄→薄通6次→下片。

2 结果与讨论

2.1 理化性能

4种氧化锌预分散母粒的理化性能见表1。

从表1可以看出：4种氧化锌预分散母粒的氧化锌质量分数均在79%～81%之间，其他杂质含量也全部达到了企业标准要求，能够满足轮胎行业使用需求。

表1 4种氧化锌预分散母粒的理化性能

2.2 物理性能

4种胶料的物理性能见表2。

表2 4种胶料的物理性能

从表2可以看出：4种胶料的门尼粘度和门尼松弛性能基本相当，门尼焦烧时间相近，表明4种胶料的加工性能接近；4#配方胶料的ML较1#～3#配方胶料大，MH与3#配方胶料相当，略大于1#～2#配方胶料；除2#配方胶料的硫化速度略快外，其他3种胶料的硫化速度基本相当；4种胶料的硬度、定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率和拉断永久变形都基本相当，硫化时间35 min时4种胶料的物理性能优于硫化时间20 min时的胶料；4种胶料的透气率相当，均具有较好的气密性。

3 结论

氧化锌预分散母粒ZnO80的理化性能与国内外其他氧化锌预分散母粒相当，用其制备的气密层胶加工性能、物理性能和气密性与国内外其他氧化锌预分散母粒胶料无显著差异。氧化锌预分散母粒ZnO80可以等量替代国内外其它氧化锌预分散母粒用于轮胎胶料中。