橡胶分散剂AT-C在输送带覆盖胶中的应用

丁继业

（无锡市侣湖橡胶制品有限公司，江苏 宜兴 214200）

橡胶分散剂是多效加工助剂，具有较强的促进分散效果，可以加速炭黑、白炭黑等填料及其他配合剂在橡胶基材中的有效分散，缩短混炼周期，提高混炼效率。优异的橡胶分散剂在胶料混炼过程中应对硫化体系不产生干扰，并有效降低胶料的门尼粘度，提高胶料的流动性，使各类原材料充分发挥使用效果，实现橡胶配方设计意图。

在橡胶输送带生产过程中，工艺性能无法满足要求是影响产品质量的主要因素，出现胶料混炼困难、分散不均、后续工序工艺性能差等情况，最终导致成品性能较差甚至不合格。目前，国内橡胶输送带生产以非连续化集约式的大量人工作业为主，生产工艺流程设计相对落后，工艺装备陈旧且生产效率较低，这种特征在很多中小型企业更加明显。这种生产方式虽然有灵活多变的特点，但本质上是粗放型生产，易产生的不良结果为混炼分散性差，加工能耗高，生产效率低，产品质量不稳定，波动较大且不易控制。针对以上问题，本公司对橡胶分散剂进行了应用研究。

本工作主要研究橡胶分散剂AT-C在橡胶输送带覆盖胶胶料中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），海南天然橡胶产业集团股份有限公司产品；丁苯橡胶（SBR），牌号1502，中国石化齐鲁石化公司产品；炭黑N330，石家庄新星化炭有限公司产品；橡胶分散剂AT-C，江苏卡欧化工股份有限公司产品。

1.2 配方

试验配方如表1所示。

表1 试验配方 份

1.3 主要设备和仪器

XK-160型开炼机，青岛亚华机械设备有限公司产品；55 L密炼机和Φ457 mm（18英寸）开炼机，青岛双星橡塑机械有限公司产品；ZWM-Ⅲ型门尼粘度仪，江苏新真威试验机械有限公司产品；GT-M3000A型无转子硫化仪，高铁科技股份有限公司产品；XLB-250KN型平板硫化机，青岛顺富昌机械有限公司产品；LX-A型橡胶硬度计、JDL型电子万能拉力试验机和GM-1型辊筒式磨耗试验机，扬州天发试验机械有限公司产品。

1.4 试样制备

小配合试验胶料混炼在XK-160型开炼机上进行。将辊距调为0.5～0.6 mm，加入NR并多次薄通塑炼（4 min），加入再生胶粉继续塑炼3 min，加入硬脂酸、氧化锌以及橡胶分散剂AT-C，混炼至分散均匀后加入防老剂和软化剂等，再分批慢慢加入炭黑，混炼均匀，最后加硫黄和促进剂，吃料完毕并分散均匀后，薄通、打三角包5～8次，调大辊距，下片，停放8 h，备用。

大配合试验胶料分两段混炼。一段混炼在55 L密炼机中进行，转子转速为45 r·min-1，二段混炼在Φ457 mm（18英寸）开炼机上进行。一段混炼加料顺序为：NR→再生胶粉→硬脂酸、氧化锌、橡胶分散剂AT-C和防老剂等→油→炭黑→排胶（温度为120～140 ℃），停放12 h；二段混炼加料顺序为：一段混炼胶→硫黄→促进剂→排胶（温度为100～110 ℃），胶料停放24 h。

1.5 性能测试

胶料各项性能按照相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 橡胶分散剂AT-C的理化性能

橡胶分散剂AT-C的理化性能见表2。

表2 橡胶分散剂AT-C的理化性能

从表2可以看出，橡胶分散剂AT-C的理化性能符合供应企业标准要求。为了防止原材料的酸碱度过高对胶料硫化体系带来不利影响，本公司将pH值设定为原材料内部控制指标，要求原材料的pH值基本控制在7左右。橡胶分散剂AT-C的pH值为7.1，基本为中性，表明其对现有生产配方胶料的硫化体系的影响很小，符合本公司的技术要求。

2.2 小配合试验

小配合试验结果见表3。

表3 小配合试验结果

从表3可以看出：与对比配方胶料相比，添加橡胶分散剂AT-C的胶料的门尼粘度略微减小，FL降低，从一定程度上说明橡胶分散剂AT-C具有软化作用，在加工过程中可以提高胶料的流动性和可塑度，改善胶料压出等工艺性能，降低加工能耗，提高混炼效率；胶料的Fmax提高，可能是由于橡胶分散剂AT-C的使用提高了填料和其他配合剂的分散程度，使各类材料应有的配合性能发挥到最佳，提高了胶料的硫化程度；胶料的t10和t90基本不受影响，印证了橡胶分散剂AT-C基本为中性的特质以及不干扰硫化体系的使用特点。

从表3还可以看出，橡胶分散剂AT-C的加入能显著改善各种配合剂的分散性，提升胶料的整体均匀性，最大限度保证并体现配方设计的性能要求，具体表现为胶料的硬度、拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度和耐磨性能均明显提高。这几项性能的强化有助于提高输送带覆盖胶的强度，可以明显提高输送带的使用效果和耐久性能，并在一定程度上满足苛刻作业条件下的性能要求，提高输送带产品的市场竞争力。

2.3 大配合试验

大配合试验所有工艺均按公司生产设定程序同步进行，试验结果见表4。

从表4可以看出，大配合试验性能变化趋势与小配合试验基本一致，即添加橡胶分散剂AT-C后，胶料的焦烧时间和硫化速率基本不变，门尼粘度减小，加工性能改善，硬度、定伸应力、撕裂强度和耐磨性能显著提高。输送带覆盖胶性能的提高有助于提高输送带产品等级和使用性能。

表4 大配合试验结果

由于小配合试验和大配合试验在操作技术条件、装备效率、物料特性和工艺控制环节方面存在差异，虽然胶料各项性能的具体数值略有不同，但是整体性能变化趋势一致，而且大配合试验性能的改良更有力地证明了橡胶分散剂AT-C优异的促进分散特性，说明在胶料中添加适量橡胶分散剂AT-C能够有效改善各种配合剂的分散性，大幅提高胶料整体的混炼均匀度，保证胶料的综合性能。

橡胶分散剂AT-C在本公司典型输送带覆盖胶中应用效果良好，胶料具有优异的分散性，满足公司对输送带品质的更高要求。

3 结论

（1）在橡胶输送带覆盖胶中添加适量橡胶分散剂AT-C，胶料的门尼粘度略减小，改善了胶料的加工性能，理论上有利于后续压延、挤出和充模等工序的快捷操作。

（2）添加适量橡胶分散剂AT-C能显著提高硫化胶的硬度、定伸应力、撕裂强度和耐磨性能等，能够提高输送带的档次和使用性能。