RC-23新型鈷鹽促進(jìn)粘合劑在橡膠與鍍鋅鍍銅鋼絲簾線粘合中的應(yīng)用

專家姓名：朱明君　　類別：13153759688

RC-23新型鈷鹽促進(jìn)粘合劑在橡膠與鍍鋅鍍銅鋼絲簾線粘合中的應(yīng)用
摘要：研究新型鈷鹽粘合劑RC-23，RC-20，RC-16新型鈷鹽橡膠促進(jìn)粘合劑在丁苯橡膠/天然橡膠與鍍鋅鍍銅鋼絲粘合的應(yīng)用，通過表面分析對(duì)其粘合機(jī)理進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：RC-23，RC-20，RC-16新型鈷鹽橡膠促進(jìn)粘合劑對(duì)丁苯橡膠/天然橡膠與鍍鋅鍍銅鋼絲粘合作用明顯。
關(guān)鍵詞：新型鈷鹽促進(jìn)粘合劑 鍍鋅鍍銅鋼絲 粘合 天然橡膠 丁苯橡膠
一、概述：
有機(jī)鈷鹽作為橡膠與鋼絲簾線優(yōu)良的粘合促進(jìn)劑，已經(jīng)在橡膠行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，隨著鋼絲骨架材料在橡膠工業(yè)中的推廣應(yīng)用，鈷鹽的需求量也在逐年增加，特別是在目前的鍍鋅鍍銅鋼絲簾線、繩芯輸送帶粘合膠的研制中，鈷鹽的地位占據(jù)著主導(dǎo)地位。
最早使用的鈷鹽一般為環(huán)烷酸鈷、硬脂酸鈷等，這類粘合劑初始粘合力較高，但老化后粘合力下降很快，在粘合配方中賠入本公司開發(fā)研制的RC-23、RC-20新型鈷鹽橡膠粘合劑等鈷鹽，膠料的硬度彈性都有所提高，耐老化層度增強(qiáng)，對(duì)其他物理機(jī)械性能無明顯影響。配有新型鈷鹽粘合劑的膠料，能顯著的提高與鋼絲簾線的粘著強(qiáng)度及附膠量。因?yàn)殁掻}又是一種較強(qiáng)的氧化催化劑，用量不易過高。試驗(yàn)表明，只要用量得當(dāng)，例如鈷含量不超過0。25份，在較高的硫化溫度和較深的硫化程度下，粘著強(qiáng)度穩(wěn)定并附膠良好。新型鈷鹽Rc—23粘合劑、Rc—2粘合劑、680C等新品種鈷鹽，與環(huán)烷酸鈷、硬脂酸鈷相比，其粘合強(qiáng)度及附膠狀況相似，膠料硫化特性及一般物理機(jī)械性能也相近，但新品種新型粘合劑呈塊狀或片狀，粉塵飛揚(yáng)輕，稱量準(zhǔn)確，運(yùn)輸方便，工業(yè)衛(wèi)生好，為工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用提供了條件。
本公司開發(fā)研制的RC-23新型鈷鹽粘合劑、RC-20新型鈷鹽粘合劑、RC-16新型鈷鹽粘合劑，能顯著的提高膠料與鋼絲簾線的粘著強(qiáng)度及附膠量，形成的粘合鍵在較高的硫化溫度及較深的硫化程度下都比較穩(wěn)定。同環(huán)烷酸鈷等其他品種一樣，對(duì)膠料有較明顯的氧化催化作用，膠料的耐老化性能也比較好。
二、化學(xué)分析結(jié)果
        外觀           紅紫色塊狀
        熔點(diǎn)（度）     82.3
        鈷含量%       26.06   （容量法）
21.2222    （重量法）
   用容量法分析鈷含量時(shí)，滴定終點(diǎn)不易觀察，誤差較大，分析方法有待研究。用重量法測(cè)得鈷含量為21.22%，與該廠提供的鈷含量為21.11%相似。
三、物理機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果
1、試驗(yàn)配方
鈷鹽是一種較強(qiáng)的粘合促進(jìn)劑，也是一種較強(qiáng)的氧化催化劑，用量必須得當(dāng)，才能發(fā)揮應(yīng)有的作用。經(jīng)過試驗(yàn)認(rèn)為在粘合劑配方中配入環(huán)烷酸鈷3份（合金屬鈷0.24份）較為合適（詳見“鈷鹽粘合體系在子午胎帶夾層配方中的應(yīng)用”），本試驗(yàn)選用的基本配方如下：
2級(jí)煙片            100
硬脂酸              1
氧化鋅              10
防老劑RD           2
高耐磨碳黑         50
松焦油              3
促進(jìn)劑NOBS        0.7
硫磺                3.5
鈷鹽（合金屬鈷）    0.24
試驗(yàn)編號(hào)         1                2                  3                4                5
鈷鹽名稱         無         新型鈷鹽粘合劑       環(huán)烷酸鈷          Rc—11            680C
配合量            0                1.15                 3                2.2              1.05
試驗(yàn)用的環(huán)烷酸鈷為山東淄博生產(chǎn)的產(chǎn)品，鈷含量為8%。Rc—11為江蘇鎮(zhèn)江生產(chǎn)的產(chǎn)品，化學(xué)名稱為三羧基鈷氧基甲硼烷分之表達(dá)式為（RCOO—Co—O）3B，鈷含量為11%。680C是英國銘鏗有限公司的產(chǎn)品，含鈷和硼，通過氧與有機(jī)成分連接起來，是活性很高的粘合促進(jìn)劑，結(jié)構(gòu)通式為(X—Co—O)3B。鈷含量為23%。所用2級(jí)煙片為143度cx50分拉伸強(qiáng)度24.1Mpa，伸長率841%。所用碳黑為143度，20分拉伸強(qiáng)度30.7Mpa，伸長率536%。其他配合劑均為一級(jí)品。
2．試驗(yàn)條件
（1）              膠料混煉在1.7立升本伯里密煉機(jī)進(jìn)行，采用轉(zhuǎn)速76.8轉(zhuǎn)/分，混煉時(shí)間 4.5分，母膠停放8小時(shí)以上，在6開煉機(jī)加硫磺和促進(jìn)劑。
（2）              抽出試驗(yàn)用鋼絲簾線為3*0.15+6*0.27毫米，埋線深度12.5毫米，試樣共7根，取平均值。
（3）              熱老化條件為100度*48小時(shí)。
（4）              鹽水老化條件 5%氯化鈉溶液，室溫（約20度）下24小時(shí)。
（5）              蒸汽老化條件 147度*4.5小時(shí)。  
（6）              表示方法為N/根，并詳細(xì)記錄鋼絲簾線附膠狀況，用%表示
3．試驗(yàn)結(jié)果
（1）       一般物理機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果如表1
表1  一般物理機(jī)械性能
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    試驗(yàn)項(xiàng)目                  1              2              3                4                5
特征                     無      新型鈷鹽粘合劑   環(huán)烷酸鈷         Rc—11           680C
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
硫化條件 138度      30分   40分   30分   40分   30分  40分   30分    40分     30分     40分
拉伸強(qiáng)度            32.3    32.2    31.4    30.4    31.4   30.2    30.2     31.1      29.9      31.0
扯斷伸長率%      510    490     496    488     488    464    492      475      498       498
100%定伸應(yīng)力        17.1    18.0    18.1   18.6     17.2   18.1    16.9     17.8      16.6      16.7
硬度    度            65     65      70     70      68     69      67      67        68        68
永久變形     %      33     32      35     33      31      31     24       28        27       30
撕裂   KN/m         178    154     166    165     172     166    169      161       177      136
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
熱氧老化（100度*48時(shí)） 23.1  16.8    15.5    15.0    16.2    15.2    10.9     10.1      12.3     11.3    
拉伸強(qiáng)度           
扯斷伸長率           292     216    184     180    206     184     156      144      172      160
硬度                  71      73      76      77       75      76      73       75       75       75
老化系數(shù)             0.41    0.23    0.18    0.19    0.22     0.20    0.11     0.10      0.14     0.12
回彈性  %                 44             42             42              41                 41
古氏生熱（5毫米）度      14             15.5            15              15                 16
變形   %                  2.5            2.6             2.5              2.7                2.7
門尼焦燒 T5   分鐘       19.2           22.2            28.6             27.2               25.6
流變儀T10    分鐘        6.6            7.1             8.4              8.5                8.2
T90    分鐘        26.8            28.4           31.6             26.9                24.6
（2）、粘合性能
膠料與鋼絲簾線的粘合性能試驗(yàn)分為初始粘著性能、熱氧老化、蒸汽老化、鹽水老化四種，抽出試樣硫化條件為138度*50分鐘。
熱氧老化在老化箱中進(jìn)行，因條件有限，各試樣未能分箱進(jìn)行老化，老化條件為138度*48小時(shí)。
蒸汽老化試驗(yàn)由于無專用老化箱，試驗(yàn)在55寸硫化機(jī)中進(jìn)行，硫化溫度為147度，硫化周期40分鐘，累計(jì)時(shí)間為4.5小時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果僅供參考。
鹽水老化試驗(yàn)在塑料桶中進(jìn)行，5%氯化鈉溶液由化驗(yàn)室備置，室溫下，試樣浸泡24小時(shí)。結(jié)果見表2
表2 粘著強(qiáng)度及附膠量
編號(hào)                     1                2                3                4               5
特征                     無        新型鈷鹽粘合劑       環(huán)烷酸鈷          Rc—11           680C
初始粘合力
抽出力N/根              255          307                 444              430              404
附膠  %                 30           80                  90               70               75
熱氧老化后粘合力
抽出力N/根              186          296                  288             324               334
附膠  %                 50           95                   95              8 0                80
蒸汽老化后粘合力
抽出力N/根               328          82                   77              78                 92
附膠  %                  60           0                    0               0                   0
鹽水老化后粘合力
抽出力N/根               204          295                  326             287                 295
附膠  %                  30           90                   85              7 0                60
（2）       較高硫化溫度及較深硫化程度對(duì)膠料與鋼絲簾線粘著強(qiáng)度的影響
 因?yàn)殁掻}兼有粘合促進(jìn)劑及氧化催化劑的雙重作用，對(duì)溫度相當(dāng)敏感，為了對(duì)比含有不同鈷鹽的膠料與鋼絲簾線的粘合力在較高硫化溫度及較深硫化程度下的穩(wěn)定性，進(jìn)行了不同硫化溫度及硫化程度的抽出試驗(yàn)。
硫化溫度選為138度，150度。
硫化程度選為正硫化周期（138度試片正硫化點(diǎn)+20分鐘，150度試片正硫化點(diǎn)+10分鐘），二倍正硫化周期，3倍正硫化周期。   
較高硫化溫度下膠料物理性能如表3，粘著強(qiáng)度如表4。 
表3  硫化溫度150度膠料物理機(jī)械性能
配方                          1               2               3                 4                5
特征                          無       新型鈷鹽粘合劑     環(huán)烷酸鈷            Rc—11           680C
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
硫化條件150度          15         30      15     30       15       30       15       30      15      30
拉伸強(qiáng)度Mpa           31.4       29..5    30.4    29.3     29.8      29.8      31.2     27.7     30.4    29.2
扯斷強(qiáng)度伸長率 %      530        482     490     466      492      472      508       472     500    484
300%定伸應(yīng)力Mpa      15.6       15.7     16.7     17.1     15.6     16.9      16.8       15.6    16.0    15.7
硬度   度              63         64      68       70       66      66        68        68      66     66
永久變形   %          30         27      30       26       30      26        31        26      29      26
回彈力 %    20分           41                39                39                 41               39
生熱（5毫米）度 20分       13                13.5               13.5               14               14
流變儀  T10min               3.0                3.2                3.5                3.4               3.3
T90min            12.7              11.8                    12.2               10.8              10.1
表4 不同硫化溫度及硫化程度膠料與鋼絲簾線的粘著強(qiáng)度
配方編號(hào)                   1               2                3                  4                5
配方特征                   無        新型鈷鹽粘合劑      環(huán)烷酸鈷             Rc—11           680C
138度
25分鐘抽出力N/根          250             444              443                442                412
附膠  %                   70              95               95                 90                 85
50分鐘抽出力 N/根         270            444               509                460                 431
附膠   %                  60            95                 95                  90                 85
75分鐘抽出力N /根         387            493               470                 463               519
附膠   %                  50            95                 95                  90                90
 150度                    
25分鐘抽出力N/根         274              500              441                 451               490
附膠  %                   50             95以上            80                  90                90
50分鐘抽出力 N/根         288              492             484                  496              471  
附膠   %                  60             95以上            95                   90               90
75分鐘抽出力N/根         3`12              501              463                 407              500
附膠  %                  60                95               90                  85               85
四、試驗(yàn)結(jié)果討論
1、  粘合配方中配入新型鈷鹽粘合劑等鈷鹽，膠料的硬度提高，彈性有所降低，耐老化性能較差，Rc—11及680C尤為嚴(yán)重，對(duì)其他物理機(jī)械性能無明顯影響。
2、  配有新型鈷鹽粘合劑的膠料，能顯著的提高與鋼絲簾線的粘著強(qiáng)度及附膠量。因?yàn)殁掻}又是一種較強(qiáng)的氧化催化劑，用量不易過高。試驗(yàn)表明，只要用量得當(dāng)，例如鈷含量不超過0。25份，在較高的硫化溫度和較深的硫化程度下，粘著強(qiáng)度穩(wěn)定并附膠良好。
3、  新型鈷鹽、Rc—11、680C等新品種鈷鹽，與液體粘合劑環(huán)烷酸鈷相比，其粘合強(qiáng)度及附膠狀況相似，膠料硫化特性及一般物理機(jī)械性能也相近，但新品種新型粘合劑呈塊狀或片狀，粉塵飛揚(yáng)輕，稱量準(zhǔn)確，運(yùn)輸方便，工業(yè)衛(wèi)生好，為工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用提供了條件。
五、結(jié)語
新型鈷鹽粘合劑，能顯著的提高膠料與鋼絲簾線的粘著強(qiáng)度及附膠量，形成的粘合鍵在較高的硫化溫度及較深的硫化程度下都比較穩(wěn)定。同環(huán)烷酸鈷等其他品種一樣，對(duì)膠料有較明顯的氧化催化作用，膠料的耐老化性能也比較好。
山東曲阜    朱明君  13153759688 Email:yshzmj828@.com

發(fā)表時(shí)間：2015-09-08

免責(zé)聲明：以上所展示的信息由專家自行提供，內(nèi)容的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和合法性未經(jīng)中國化工網(wǎng)證實(shí)，僅供您參考，請(qǐng)謹(jǐn)慎采用，風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。