成功研发伯胺类促进剂NS在工程轮胎胎冠中的应用

由于促胺类促进剂NOBS（2-吗啉基硫代苯并噻唑次磺酰胺）含有吗啉基，在橡胶加工过程中易产生有害的亚硝胺，有最终诱发致癌的可能性，全球许多国家相继出台限制性法规，我国目前还没有制定相应的法规禁用促进剂NOBS。但是随着我国加入WTO，我国橡胶硫化促进剂工业只有紧紧跟上国外环保硫化体系的潮流，即使我国不制定禁用法规，由于大量外资轮胎进入中国，他们所需助剂本土化，也要求我国橡胶硫化促进剂环保化，因此使用无毒促进剂替代促进剂NOBS已成大势所趋。
    伯胺类促进剂NS（N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺）也是一种优良的后效性快速硫化促进剂，无毒性，工艺操作安全性好，已成为促进剂NOBS的有效代用品。随着促进剂NS的原料叔丁胺新工艺的开发，其价格会越来越被人们接受。为了减少环境污染，我们做了促进剂NS等量替代促进剂NOBS在工程轮胎胎冠中的应用。
    1 实验
    1．1主要原材料
    促进剂NS，河南郑州金山化工有限公司产品；促进剂NOBS，山东单县化工有限公司产品；其余原材料均为我公司正常生产用原材料。
    1．2配方
    试验配方（质量份）：生胶  100；硫黄 1.5；促进剂NS 1.2；防焦剂CTP 0.30；炭黑 57；防老剂 3.5;芳烃油 8；其它 8。
正常配方：促进剂 NOBS 1.2，防焦剂 CTP 0.25，其它同试验配方。
    1．3设备和仪器
    1.7L 密炼机，英国本伯里公司产品；Φ150mm×320mm开炼机，广东湛江机械厂产品；PN370 密炼机，意大利POMINI公司产品；XM140密炼机，大连冰山橡塑有限公司产品；140t平板硫化机，上海东方机械厂产品；XQ-250橡胶拉力试验机，上海第一橡胶机械厂产品；M-1500门尼粘度计，美国孟山都公司产品。
    1．4 胶料制备和性能测试
    小配合胶料制备：采用1.7密炼机进行混炼，混炼周期6min；硫化剂在Φ150mm×320mm开炼机加入，时间5min.
    大配合胶料制备：一段（母胶）在PN370密炼机生产，二段（终炼胶）在XM140密炼机生产。
    母炼胶加料顺序：生胶、小料→炭黑→油→排胶，混炼周期为3.5min.
终炼胶加料顺序：母炼胶→硫黄、促进剂、防焦剂→排胶。混炼周期为6min.
胶料的各项性能按相应的国家标准进行测试。
    2 结果与讨论
    2．1化学分析结果
    对促进剂NS和促进剂NOBS进行化学分析，试验结果及指标见表1。
根据表1的化学分析结果可以看出，促进剂NS和促进剂NOBS的各项化学分析结果均符合企业标准要求。
    2．2小配合试验
    小配合试验是将促进剂NS与促进剂NOBS在工程轮胎胎冠胶胶配方中进行对比试验，试验结果见表2。

    从表2可以看出，与正常生产配方胶料相比，试验配方胶料的扯断伸长率略有提高，邵尔A型硬度略有减小，屈挠裂口有所改善。其它性能基本相当。
    2．3大配合试验
    根据小配合试验结果，在车间进行促进剂NS等量替代促进剂NOBS的大配合试验，试验结果见表3。

    从表3可以看出，与正常生产配方胶料相比，试验配方胶料的焦烧时间稍有缩短，扯断伸长率略有提高，与小配合试验结果保持了一致。
    2．4工艺性能
试验配方胶料的混炼工艺与正常生产配方胶料的完全相同，没有异常。在胎面挤出工艺中，胶料的热炼、供胶正常。在冬季的时候，挤出胎面正常；夏季的时候，由于试验配方胶料的焦烧时间略短，会出现略微熟胶现象，可以增大防焦剂CTP的用量解决。

     2．5成品试验
     胎冠胶采用试验配方试制了10条23.5-25-16PR外胎，成品物理机械性能与正常生产外胎基本一致，符合有关工程轮胎国家标准。
    3 结语
    1． 促进剂NS没有毒性，在工程轮胎胎冠胶配方中，可等量替代促进NOBS，能保证胶料的物理机械性能，避免对人体的危害。
    2． 在工程轮胎胎冠胶配方中，采用促进剂NS等量替代促进剂NOBS，通过适当增加防焦剂用量，可使胶料具有较好的加工性能。