硫化体系是橡胶配方中的重要的组成部分。硫化工序是橡胶加工过程中的重要的工艺过程，为实现设备产能效率和缩短硫化时间，大多数厂家使用高温硫化体系。

        从配方设计以及生产角度考虑，总希望得到胶料的焦烧时间较长，而且正硫化时间较短。对于高温硫化体系的胶料而言，其正硫化时间短，但其焦烧时间也短。因此，改善高温硫化体系配方的焦烧性能，一直是橡胶制品行业内的一个“痛点”。

        硫化焦烧阶段 也称为硫化的起步阶段，是指硫化开始前的延迟作用间，也称硫化反应的诱导期。对于不同的胶料，这个阶段的焦烧时间有的比较长，而有的时间又很短。焦烧时间由两部分时间组成，一是操作焦烧时间，一是剩余焦烧时间。 

        操作焦烧时间是橡胶加工过程中由于热积累效应所消耗掉的焦烧时间，如胶料的翻炼次数、混炼程度、压延、压出等操作过程。这部分时间有可能在硫化前就已经消耗。剩余焦烧间是指胶料在模型中加热时保持流动的时间。如果胶料在混炼、停放、热炼和成型中所耗的时间过长或温度过高，而导致操作焦烧时间长，占去的整个焦烧时间就多，而剩余焦烧间就少，易发生焦烧。

       本工作就是通过对增塑剂A60以及橡胶加工助剂Disperaid 4A在高温硫化减震橡胶配方中的使用，通过对胶料的各项性能对比，尤其是在胶料的焦烧性能方面的对比，以及使用Disperaid 4A的减震产品的性能分析，以期为相关企业的生产和相关科研课题提供参考。

配方A：SMR10  100， N774 50，物理增塑剂A60 3 ,石蜡  1， 防老剂RD  1.5，4010  2， 硬脂酸  1， ZnO(间接法)  5， S-80  1.75， 促进剂 NOBS  0.9, TMTD 0.3 , CTP 0.5。

配方B：用3.5份Disperaid 4A替代3份物理增塑剂 A60,其它与A配方相同

1.3主要仪器和设备

X（K）—160开炼机，上海橡胶机械厂；

X（M）-35密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司；

QLB平板硫化机，上海第一橡胶机械厂；

AI—8000S电子拉力机，台湾高铁科技股份有限公司；

M2000NA无转子硫化仪，台湾高铁科技股份有限公司；

邵氏硬度计、老化试验箱，上海实验仪器总厂；

MV2000型 门尼粘度仪，美国阿尔法科技公司；

1.4试样制备

  ⑵ 工艺条件

 

1.4.2混炼工艺条件

⑴用X（M）-35密炼机进行混炼，在X（K）—160开炼机进行加硫磺作业。

⑵加料顺序：生胶→氧化锌、硬脂酸、防老剂→一半炭黑→另一半炭黑和其它填料→硫黄+促进剂+防焦剂→清扫→排胶。

 ⑶密炼机机上顶栓压力为0.5MPa，填充系数为0.65，冷却水温度40℃,转子转速60r/min。

⑷排料控制方法：采用时间－功率曲线联合控制法，即分段加料采用时间控制法，最后排料采用功率曲线控制法。所谓功率曲线控制法，就是在加油后功率上升到最大值，然后下降并平稳一定时间后进行排料。[2]

⑸加硫磺压片条件：

 

停放8小时后，按M2000NA无转子硫化仪所测的时间＋10min，采用QLB平板硫化机进行试样硫化，硫化温度为160℃。

1.5 性能测试

       硫化胶的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率按照GB/T528-2009测定，拉伸速率为500mm﹒min-1 ；撕裂强度按GB/T529-2008测定，拉伸速率为500mm﹒min-1；老化性能按GB/T3512-2014测试；

 

02

 结果与讨论 

 

2.1 橡胶加工助剂Disperaid 4A化学分析

橡胶加工助剂Disperaid 4A的各项性能指标如表1所示

表1：橡胶加工助剂Disperaid 4A理化指标

从表1可以看出，橡胶加工助剂Disperaid 4A是浅褐色颗粒, 在使用过程中，不仅可以减少因为粉尘飞扬造成的环境污染和对操作人员健康带来的负面影响，更具有环保性。而且更能提高有效组分的使用率，避免造成不必要的浪费。

2.2小配合试验胶料的性能对比

小配合试验结果如图1、图2和表2所示。

图1 使用物理增塑剂A60小配合试验的胶料的硫化仪曲线

图2使用橡胶加工助剂Disperaid 4A小配合试验的胶料的硫化仪曲线

表2 不同物橡胶加工助剂对胶料性能的影响

 从图1、图2和表2可以看出，配方B与配方A比较，与现在普遍使用的增塑剂A60相比较，使用橡胶加工助剂Disperaid 4A胶料的焦烧时间更长、硫化速度相当。 使用橡胶加工助剂Disperaid 4A的胶料的ML低，胶料的流动性高，可以有效的改善胶料的剩余焦烧时间，同时Disperaid 4A的胶料MH与使用增塑剂A60的胶料略有降低，主要原因是Disperaid 4A的增塑效果比A60更高，导致胶料的交联密度略有下降，但从硫化胶的物理机械性能的对比可以看出，使用Disperaid 4A与使用增塑剂A60的胶料的性能几乎没有差异。

      从对比结果可以看出，使用Disperaid 4A的胶料，焦烧时间长，胶料的流动性好，胶料的焦烧性能有特别明显的改善和提高。

2．4成品试验

2.4.1产品结构

 

图3悬置系统的高温橡胶减震器示意图：

图4是产品的硫化成型模具示意图：

2.4.2产品的技术指标

2.4.2.1产品的使用要求

     悬置系统的新型橡胶减震器要求具有在震动条件下，能防止震动、缓冲冲击，起到缓冲作用的硫化橡胶元件，可以在受到冲击时将部分动能转化为热能消耗掉。这就要求悬置系统的新型橡胶减震器的胶料要具有优异的弹性，较高机械强度、撕裂强度、附着强度，并具有的良好的耐热老化和动态疲劳性能。为了达到胶料性能要求，采用SE高温硫化体系的天然胶配方，配方中使用橡胶加工助剂Disperaid 4A。

2.4.2.2汽车车驾减震橡胶弹簧的性能指标

客户对该汽车车驾减震橡胶弹簧的性能指标要求如表3所示

 

表3汽车车驾减震橡胶弹簧的性能要求

2.4.3 成品性能

硫化成型后，悬置系统的橡胶减震器的成品性能如表4所示

表4使用Disperaid 4A橡胶减震器的成品性能成品性能

从表4可以看出，使用橡胶加工助剂Dispeaaid 4A的高温橡胶生产的悬置系统的减震器耐热老化性能和耐屈挠疲劳性能优异，综合物理性能良好，完全满足客户提出的使用要求。

 

03

 结论 

 

⑴橡胶加工助剂Dispeaaid 4A满足环保要求，可以应用于高温快速硫化的橡胶配方中。

⑵橡胶加工助剂Dispeaaid 4A有效替增塑剂A60，替代后的混炼胶和硫化胶性能均可以满足加工和使用要求。生产的减震成品件耐热老化性能和耐屈挠疲劳性能更加优异。

⑶橡胶加工助剂Dispeaaid 4A可以改善橡胶的流动性，增加橡胶的焦烧时间，有效的改善高温橡胶的焦烧性能。

井垒¹，陈国栋²，于国利³，邓波⁴，

1.江苏冠联新材料科技股份有限公司，江苏，苏州 215412；

2. 洛德机械（上海）有限公司，上海 200131；                         

3.上海怡创化工有限公司，上海，200235；  

4.哈金森工业橡胶制品(苏州)有限公司，江苏，苏州 215122）