高熔點防護蠟在半鋼子午線輪胎胎側膠中的應用

羅洪罡，花曙太，劉自光，王召棟，張麗麗

（山東玲瓏輪胎股份有限公司，山東 招遠 265400）

防護蠟是橡膠工業常用的物理防老劑，其作用機理是通過向橡膠表面遷移形成保護膜，防止橡膠與臭氧接觸，從而起到靜態臭氧防護作用。防護蠟多為普通石蠟與微晶蠟的混合物，成分為不同相對分子質量的直鏈烷烴和支鏈烷烴。防護蠟遷移到硫化橡膠表面形成的蠟膜組成在很大程度上受環境溫度的影響，這主要是由于防護蠟中不同碳原子數烷烴的熔點不同所致[1]。目前市售防護蠟的熔點一般為60～65 ℃，將其用于胎側膠中，常導致夏季輪胎胎側噴霜，直接影響輪胎外觀。分析得出，該胎側噴霜蠟膜的組分85%以上為碳原子數小于35的烷烴，因此可以通過降低防護蠟中碳原子數小于35的烷烴含量來解決防護蠟噴霜問題。

本工作用高熔點防護蠟替代部分普通防護蠟，考察其對半鋼子午線輪胎胎側膠性能的影響。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），牌號SMR20，馬來西亞產品。順丁橡膠（BR），牌號9000，中國石化齊魯石油化工股份有限公司產品。炭黑N330，江西黑貓化工股份有限公司產品。普通防護蠟，牌號OK2122；高熔點防護蠟，牌號OK1887；百瑞美特殊材料（蘇州）有限公司產品。

1.2 主要設備和儀器

GK1.5N型密煉機，德國克虜伯公司產品；Ф200開煉機和40 t微機控制平板硫化機，青島科高橡塑機械有限公司產品；MDR2000型硫化儀和MV2000型門尼粘度儀，美國阿爾法科技有限公司產品；DKD-K-16801型自動硬度計，德國博銳儀器公司產品；CMT-4503型電子拉力試驗機，深圳新三思材料檢測有限公司產品；臭氧老化測試儀，德國阿根托克斯公司產品。

1.3 配方

膠料配方如表1所示。其中生產配方添加了2份普通防護蠟，試驗配方用1份高熔點防護蠟等量替代普通防護蠟。

表1 膠料配方 份

1.4 試樣制備

膠料混煉采用2段工藝。一段混煉在密煉機中進行，混煉工藝為：生膠→小料→炭黑→排膠（溫度160 ℃）；二段混煉在開煉機上進行，混煉工藝為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→排膠（低于95 ℃）。

1.5 性能測試

膠料性能測試均按照相應國家標準進行。

2 結果與討論

2.1 理化性能

普通防護蠟和高熔點防護蠟的理化性能如表2所示。從表2可以看出，與普通防護蠟相比，高熔點防護蠟的異構烷烴和碳原子數大于35的烷烴質量分數較大，熔點更高，粘度更大[2]。

表2 防護蠟的理化性能

2.2 物理性能

防護蠟對膠料物理性能的影響見表3。從表3可以看出：與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的門尼粘度和門尼焦燒時間相當，熱老化前后的硬度、定伸應力、拉伸強度、拉斷伸長率和撕裂強度基本一致，這是由于防護蠟主要成分為飽和烷烴，與橡膠之間的物理作用和化學作用極小，對膠料加工性能和物理性能影響較小；試驗配方膠料的耐靜態臭氧老化性能更好，耐日光老化性能相當，這是由于高熔點防護蠟的異構烷烴和高碳烷烴的質量分數大于普通防護蠟，可形成更致密的蠟膜，從而提高膠料的耐靜態臭氧老化性能[3]。

表3 防護蠟對膠料物理性能的影響

2.3 噴霜性能

將硫化膠片置于溫度約30 ℃的成品輪胎倉庫內放置3個月（6-8月份）后，生產配方膠片表面發白，試驗配方膠片外觀保持黑亮，這說明與生產配方膠片相比，添加高熔點防護蠟的試驗配方膠片防護蠟噴霜量明顯減小，可見采用高熔點防護蠟可以有效解決輪胎在夏季存儲時防護蠟噴霜問題。

3 結論

（1）與普通防護蠟相比，高熔點防護蠟的異構烷烴和碳原子數大于35的烷烴質量分數較大，熔點更高，粘度更大，可形成更致密的蠟膜。

（2）與添加2份普通防護蠟的胎側膠相比，用1份高熔點防護蠟等量替代普通防護蠟的胎側膠加工性能、熱老化前后的物理性能和耐天候老化性能相當，耐靜態臭氧老化性能提高。采用高熔點防護蠟部分替代普通防護蠟，可以解決半鋼子午線輪胎在夏季存儲時防護蠟噴霜問題。