交联剂WY988在天然橡胶胶料中的应用研究

董凌波，吕丹丹

（三角轮胎股份有限公司，山东 威海 264200）

交联剂WY988[1，6-双（N，N′-二苯并噻唑氨基甲酰二硫）-己烷]分子中含有苯并噻唑基团和后硫化稳定性硫代己烷基团，是一种新型高效复合交联剂，国外同类产品名称为交联剂KA9188[1]。交联剂WY988的结构式如下：

交联剂WY988既具有促进剂的作用，又具有抗硫化返原剂的作用，在硫化胶中形成的交联键不仅具有单硫键和双硫键的稳定性，而且具有多硫键的柔顺性，有助于胶料形成稳定的交联网络，提高胶料的抗硫化返原性能[1-2]。

本工作以全钢载重子午线轮胎胎面基部胶为例，考察交联剂WY988在天然橡胶（NR）胶料中的应用，并与国外同类产品交联剂KA9188进行对比。

1 实验

1.1 主要原材料

NR，牌号SMR20，马来西亚产品；炭黑N375，山东贝斯特化工有限公司产品；白炭黑，山东振兴化工有限公司产品；交联剂WY988，上海麒祥化工有限公司产品；交联剂KA9188，进口产品。

1.2 主要设备与仪器

GK320型密炼机，德国克虏伯公司产品；XK-160型开炼机，沈阳橡胶机械有限公司产品；MDR2000型无转子硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品；TS-2000M型电子拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品；5109型弹性试验仪，德国Zwick/Roell公司产品；动态力学分析仪（DMA），美国TA公司产品。

1.3 配方

试验采用的全钢载重子午线轮胎胎面基部胶配方见表1。

表1 配方 份

1.4 试样制备

胶料混炼分两段进行。一段混炼在密炼机中进行，密炼机转子转速为50 r·min-1，密炼室初始温度为60 ℃，混炼工艺为：NR→压压砣→提压砣→炭黑、白炭黑和小料→压压砣→提压砣→压压砣→排胶（160 ℃）。二段混炼在开炼机上进行，混炼工艺为：一段混炼胶混炼2 min→硫黄、促进剂和交联剂→混炼3 min→薄通5次→下片。

1.5 性能测试

（1）胶料物理性能按照相应国家标准进行测试。

（2）动态力学性能测试。拉伸模式测试条件：频率10 Hz，静态应变5%，动态应变5%，升温速率3 ℃·min-1，温度30～80 ℃。剪切模式测试条件：频率10 Hz，应变1%，升温速率3 ℃·min-1，温度20～80 ℃。

2 结果与讨论

2.1 胶料硫化特性和物理性能

胶料的硫化特性和物理性能见表2。从表2可以看出，与未添加交联剂的K1配方胶料相比，分别采用交联剂WY988和KA9188部分替代促进剂NS的K2和K3配方胶料的FL，Fmax和F40增大，t10和t90缩短，硫化返原率大幅减小，这表明交联剂WY988与KA9188既能起促进剂的作用，又能起抗硫化返原剂的作用；采用交联剂WY988的胶料与采用KA9188的胶料硫化特性和抗硫化返原性能基本相当。

从表2还可以看出：与K1配方胶料相比，热老化前后K2和K3配方胶料的硬度和拉伸强度相当，定伸应力增大，拉断伸长率和撕裂强度降低，这是由于交联剂WY988和KA9188提高了胶料的交联密度所致；K2和K3配方胶料物理性能基本相当，K2配方胶料回弹值较大。

表2 胶料的硫化特性和物理性能

2.2 动态力学性能

胶料的损耗因子（tanδ）-温度（T）扫描曲线见图1。从图1（a）可以看出，在拉伸模式下，与K1配方胶料相比，K2和K3配方胶料在整个温度扫描范围内的tanδ均较小，采用交联剂WY988的K2配方胶料tanδ最小。这表明两种交联剂均有助于降低胶料生热，其中交联剂WY988对降低胶料生热的作用比交联剂KA9188大。从图1（b）可以看出，在剪切模式下，与K1配方胶料相比，K2配方胶料在整个温度扫描范围内的tanδ较小，而K3配方胶料的tanδ较大，也说明了交联剂WY988降低胶料生热的作用比交联剂KA9188大。

图2 胶料的tanδ-温度扫描曲线

3 结论

（1）与未采用交联剂的胶料相比，采用交联剂WY988的胶料与采用KA9188的胶料硫化速度快，定伸应力大，但拉断伸长率和撕裂强度较低。

（2）采用交联剂WY988的胶料与采用KA9188的胶料硫化特性、抗硫化返原性能和物理性能基本相当。

（3）采用交联剂WY988与KA9188的胶料在拉伸模式下的tanδ均较小，有利于降低胶料生热。交联剂WY988对降低胶料生热的作用比交联剂KA9188大。

（4）交联剂WY988与KA9188均兼具促进剂和抗硫化返原剂的作用，均可部分替代促进剂NS用于NR胶料。