4-用于橡膠輪胎工業(yè)的樹脂產(chǎn)品.ppt

ResinArticlesinRubber TireIndustry用于橡膠 輪胎工業(yè)的樹脂產(chǎn)品 Dr LotharSteger 范汝良RheinChemieRheinauGmbH萊茵化學(xué) 青島 有限公司 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 2 Productgroups樹脂產(chǎn)品分類 Coumarone indeneresins古馬隆 茚樹脂RhenosinC萊茵新C系列Aromatic hydrocarbonresins芳烴碳?xì)錁渲琑henosinT萊茵新T系列Phenolicresins酚醛樹脂RhenosinP萊茵新P系列Schenectady美國(guó)十拿樹脂Specialresins特殊樹脂Rhenosin260 RhenosinTP100 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 3 古馬隆 茚樹脂基礎(chǔ)知識(shí) 古馬隆 茚樹脂的基本原料是精煉的煤焦油精煉的煤焦油主要組成是芳烴系C9碳?xì)浠衔顲9碳?xì)浠衔锞酆闲纬啥替湽篷R隆 茚樹脂可降低混煉膠門尼粘度古馬隆 茚樹脂會(huì)加速炭黑的混煉和分散古馬隆 茚樹脂是液體芳烴油的替代品 茚 甲基茚 古馬隆 聚合反應(yīng) 古馬隆 茚樹脂 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 4 芳烴碳?xì)錁渲A(chǔ)知識(shí) 芳烴碳?xì)錁渲脑鲜鞘土呀膺^程的C8 C9碳?xì)浠衔顲8 C9碳?xì)浠衔锞酆戏磻?yīng)形成短鏈化合物芳烴碳?xì)錁渲瑢?duì)混煉膠門尼粘度和炭黑分散的影響類似古馬隆 茚樹脂芳烴碳?xì)錁渲泻谏紵N碳?xì)錁渲袦\色到黑色芳烴碳?xì)錁渲灿袦\色且顏色穩(wěn)定 苯乙烯 甲基苯乙烯 乙烯基甲苯 聚合反應(yīng) 芳烴碳?xì)錁渲?09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 5 Compatibilityoftheresins樹脂的相容性 Rubbers橡膠 RhenosinC古馬隆 茚樹脂 CarbonBlack炭黑 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 6 DispersingeffectofRhenosinC T古馬隆 茚樹脂 芳烴碳?xì)錁渲姆稚⒆饔?09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 7 Vulcanizationpattern硫化特性 150 C 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 8 Temperaturedependenceoftand動(dòng)態(tài)損耗指數(shù)的溫度依賴性 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 9 AromaticOilSubstitution芳烴油替代品 芳烴油中含有PCAs致癌性和毒性物質(zhì)標(biāo)注上T 骷髏 和R45ShallbebannedasofJan 2006inEU在歐洲 2006年01月將被禁止Substitution 替代品TDAE MES NaphthenicoilAromaticityofthisoilsislower此類油中的芳烴含量低為保證硫化膠性能 必須加入古馬隆 茚樹脂或芳烴碳?xì)錁渲?Aromatics PCA ssubstitutedbyRhenosinC 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 10 RhenosinC T古馬隆 茚樹脂 芳烴碳?xì)錁渲?Nomenclaturexample 標(biāo)簽舉例RhenosinTD100Rhenosin RCresinT petroleumbasedD withoutcolourspecification100 softeningrangeof100 5 CSofteningrangeshouldbeexceededduringthemixingcycle混煉溫度應(yīng)超過樹脂軟化溫度 DifferencesbetweenRhenosinC T古馬隆 茚 芳烴碳?xì)錁渲琑henosinCchainismorerigid古馬隆 茚樹脂是剛性的Highersofteningrangewithcomparablemolecularmassaverage軟化點(diǎn)較高相容性較好RhenosinCdensityisslightlyhigher 1 08 1 15g cm comparedto1 06 1 11g cm 古馬隆 茚樹脂密度較高IodinenumberofRhenosinCishigher古馬隆 茚樹脂碘值較高Solubilityinrubbersisslightlydifferent在橡膠中的溶解度相當(dāng) 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 11 SolubilityofRhenosinC TinRubbers古馬隆 茚樹脂 芳烴碳?xì)錁渲谙鹉z中的溶解度 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 12 ApplicationofRhenosinC T古馬隆 茚樹脂 芳烴碳?xì)錁渲谙鹉z中的應(yīng)用 Toimprovemixingandstockhomogenity改善混煉和混煉膠均一性Mooneyviscosityislowered門尼粘度降低Dispersionandtackeffects改善分散和粘性EffectsofRhenosinC Ttypesonapassengercartreadcompound 古馬隆 茚樹脂 芳烴碳?xì)錁渲诔杏幂喬ヌッ嬷械膽?yīng)用RhenosinC30 RhenosinTT10especiallysuitedto低熔點(diǎn)古馬隆 茚樹脂 芳烴碳?xì)錁渲饕m合于improvetack改善粘性alsomixtureswithhighermeltingRhenosinC Ttypespossible也可以與高熔點(diǎn)共混使用possiblesubstituteforaromaticoilincompounds替代芳烴油 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 13 Specialresins特殊樹脂 Homogenizingresins均勻樹脂 Rhenosin260Petroleumbased specialstreamaromaticC9resin石油基C9芳烴樹脂RhenosinTP100C5 aliphaticmodified petroleumbasedaromaticC9resinC5脂肪改性的石油基C9芳烴樹脂Improvesphasemorphologyincompoundswithdifferentrubbers改善不同橡膠共混相形態(tài)均勻性homogenousphasemorphologyleadstoimprovedphysicals均勻相態(tài)結(jié)構(gòu)有利于改善物性CBdispersionandprocessabilityareimprovedaswell炭黑分散和加工性能也有所改善 Structureexample 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 14 RhenosinTP100均勻樹脂在胎側(cè)中的均勻作用Homogenizingeffectinatiresidewallcompound 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 15 RhenosinPR增強(qiáng)增硬樹脂Basics基礎(chǔ)知識(shí) RhenosinPR PhenolicReinforcing酚醛增強(qiáng)Lowmolecularweightresin Novolak duringcompounding混煉期間作為低分子量樹脂AffordshardeningagentlikeHEXAtobuiltupa3D network i e RhenogranHEXA 80 加入增硬劑HEXA 80形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)Hardening crosslinking duringvulcanization硫化期間交聯(lián)硬化Noreactionwiththerubber不與橡膠反應(yīng)Build upofaninterpenetratingnetwork形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 16 RhenosinPR增強(qiáng)增硬樹脂Application應(yīng)用 Typicalproblemsinhardcompounds 硬質(zhì)橡膠普遍存在的問題Higherfillerloadingleadstoproblemsinprocessing高填料用量難以加工Increaseinvulcanizationsystem sulfur leadstobrittlenessofthevulcanizate提高硫化體系 如硫黃 用量導(dǎo)致硫化膠發(fā)脆Solution 解決方案RhenosinPR95or105 RhenosinRB RhenosinA 用增強(qiáng)樹脂Actasprocessingpromotersduringcompoundingandprocessing混煉加工期間降低門尼粘度作為加工助劑Increasehardnessinvulcanizatewithouttendencytobrittleness增加硫化膠硬度而不發(fā)脆Basiccompoundingrule 配方設(shè)計(jì)原理Hardener RhenogranHEXA 80 activatessulfurvulcanzationShouldbeincorporatedinthelastmixingsteptogetherwiththevulcanizationsystem硬化劑HEXA 80應(yīng)與硫化體系一起在終煉時(shí)加入 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 17 Testcompoundforapplicationofreinforcingresin增硬樹脂應(yīng)用舉例 Goalistoincreasestiffnessatsmalldeformations withoutusingadditionalamountsoffiller 目標(biāo)是不用填料而應(yīng)用增硬樹脂提高低形變下的剛性Processabilityshouldbeimprovedoratleastnotgetworse 加工性能得以改善或至少不會(huì)使加工性能變差 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 18 Vulcanizationpattern硫化特性 150 C Compound Compound PR95 Compound HEXA Compound HEXA PR95 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 19 HardnessincreasebytheuseofRhenosinPR95增硬樹脂的增硬效果 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 20 CompressionSet24h 70 C壓縮永久變形 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 21 InfluenceofRhenosinPR95onProcessing shearrate ofcompounds混煉膠的剪切模量 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 22 IncreaseofmodulusatsmalldeformationsbyusageofRhenosinPR95invulcanizates硫化膠模量 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 23 Conclusion小結(jié) UsageofRhenosinC T 加入古馬隆 茚 芳烴碳?xì)錁渲梢訧mprovesCBincorporationanddispersion改善炭黑混煉和分散Especiallygradeswithlowsofteningpointstoimproveshorttermtack加入低熔點(diǎn)古馬隆 茚 芳烴碳?xì)錁渲梢愿纳萍庸ふ承?如輪胎成型 Toincreasearomaticityinnonaromaticoils不用芳烴油但可增加芳烴量Toshifttandmaximumtohighertemperatures使tand最大值偏移較高溫度UsageofRhenosinTP Rhenosin260 加入特殊均勻樹脂可以Asacompatibilizerbetweenrubbersofdifferentpolarity作為不同極性橡膠的相容劑UsageofRhenosinPR 加入增硬增強(qiáng)樹脂可以Toincreasestiffnessatsmalldeformationswithoutinfluencingprocessability提高低應(yīng)變下的剛性而不傷害加工性能 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 24 用于橡膠配方的酚醛樹脂 增粘樹脂補(bǔ)強(qiáng)樹脂硫化樹脂 用于橡膠配方的酚醛樹脂 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 25 酚醛樹脂產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈 原油 苯 苯酚 酚醛樹脂 甲醛 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 26 酚醛樹脂 苯酚單體 甲醛 酚醛樹脂熱塑性酚醛樹脂 由過量的單體與甲醛在酸性條件下反應(yīng)生成可溶酚醛樹脂 由過量甲醛與單體在堿性條件下反應(yīng)生成 常用單體 苯酚 對(duì)特叔丁基苯酚 對(duì)特叔辛基苯酚 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 27 增粘樹脂 熱塑性酚醛樹脂線形結(jié)構(gòu)熱塑性常用單體是對(duì) 叔辛基苯酚 什么是粘性 粘性或者自粘性通常被定義為剝離兩片經(jīng)短暫壓合的橡膠試片所需要的力 因?yàn)橥饨鐥l件的多變 粘性的測(cè)量很困難 工業(yè)上 粘性的測(cè)量一般采用主觀評(píng)價(jià)體系 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 28 熱塑性酚醛樹脂 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 29 增粘樹脂的應(yīng)用及特點(diǎn) 增粘樹脂是一種加工助劑 用于硫化前橡膠組分的粘合 特別適用于合成橡膠配方 因?yàn)楹铣上鹉z的自粘合性不強(qiáng) 增粘樹脂的特點(diǎn) 廣為市場(chǎng)接納 所有主要輪胎企業(yè)都已采用使用增粘樹脂的配方具有良好的粘性持久性有各種不同熔點(diǎn)的增粘樹脂可供選擇在成品輪胎中穩(wěn)定不影響硫化 增粘樹脂的應(yīng)用 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 30 增粘樹脂品種 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 31 增粘樹脂的應(yīng)用 增粘樹脂 SP 1068 HRJ 10420 R7510P 輪胎的氣密層 緩沖層 胎側(cè)等部位 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 32 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂 具有熱塑性比增粘樹脂具有較多的支鏈 可形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在與亞甲基給予體如六亞甲基四胺HEXA 80交聯(lián)前具有熱塑性 交聯(lián)后為熱固性單體是酚類但通常用妥爾油或者腰果油改性來改善溶解性 熱塑性酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂 六亞甲基四胺 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂的作用 可增強(qiáng)硬度 韌性 挺性 耐磨性和抗撕裂性 并同時(shí)改善加工性能在硫化時(shí) 他們需要亞甲基供體 如HEXA或HMMM來形成熱固性的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 33 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂與六亞甲基四胺形成交聯(lián)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 34 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂的特性 對(duì)大多數(shù)橡膠硫化體系無不良作用 但會(huì)延緩過氧化物硫化過程 易于共混 在硫化前可起增塑劑的作用可通過改性達(dá)到理想的溶解性 如妥爾油或腰果油改性 成品可為粉狀 與亞甲基供體研磨 天然改性產(chǎn)物腰果油 CNSL 天然改性產(chǎn)物妥爾油及脂肪酸 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 35 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 36 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂在子午線輪胎中的應(yīng)用 對(duì)改善胎側(cè)和胎側(cè)相關(guān)部位性能起主要作用在提高配方加工性能的同時(shí)提高硬度 補(bǔ)強(qiáng)樹脂的共混 因?yàn)槠湓?20 時(shí)硫化迅速 所以在使用SP6700或SP6701時(shí) 必須小心不要超過120 當(dāng)需要更高的混煉溫度時(shí) 建議先加入SP6700或SP6701 然后在溫度稍低時(shí)加入硬化劑HEXA 80 在加工溫度下 樹脂會(huì)軟化膠料 但在室溫下 可使膠料變硬當(dāng)使用這些樹脂防止膠料變硬時(shí) 冷料不能夠被迅速地加入開煉機(jī)中 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 37 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂對(duì)邵氏硬度的增值作用 SP 6700 phr 0102030腰果油改性SBR60748186SP 6701 phr 0102030妥爾油改性SBR60687176 比較妥兒油改性的補(bǔ)強(qiáng)樹脂而言 腰果油改性補(bǔ)強(qiáng)樹脂可提供更高的硬度 因?yàn)檠途哂懈叩姆磻?yīng)性 一般加入6 5 8 0 的亞甲基供體 加入更多的亞甲基供體能增加硬度 但是 收效并不明顯 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 38 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂與橡膠的相容性 EPDMNitrileSBRCR腰果油改性差好一般一般妥爾油改性好一般好好 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 39 酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂的應(yīng)用 補(bǔ)強(qiáng)樹脂 SP 6700 6701 HRJ 11995 SMD 3644 R7557P 輪胎的胎圈填充膠 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 40 酚醛硫化樹脂簡(jiǎn)述 可溶酚醛樹脂 熱反應(yīng)性 存在可供反應(yīng)的甲氧基團(tuán)需要鹵化物供體活化 如二氯化錫 鹵代彈性體或者溴代硫化樹脂 酚醛硫化樹脂特性 因?yàn)榭缮煞€(wěn)定的C C共價(jià)鍵 因此硫化樹脂適合于多次熱處理過程 被廣泛的使用于丁基硫化膠囊 達(dá)到硫化溫度前 可起到增塑劑的作用 其溴化改性物適用于快速硫化 不需要另外加入鹵素供體 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 41 酚醛硫化樹脂的功能基團(tuán) 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 42 溴化酚醛硫化樹脂的功能基團(tuán) 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 43 酚醛硫化樹脂 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 44 酚醛硫化樹脂的優(yōu)點(diǎn)與功能 形成不容易斷裂的共價(jià)鍵 使其更適用重復(fù)熱循環(huán) 達(dá)到硫化溫度時(shí)可作為增塑劑 易于混合 對(duì)于溴化型樹脂可以快速硫化 不再需要鹵素給予體 酚醛硫化樹脂的功能 酚醛硫化樹脂能用于彈性體的硫化過程 樹脂的甲氧基團(tuán)和橡膠的不飽和鍵反應(yīng) 生成交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 硫化橡膠的熱塑性會(huì)降低 改善耐磨性 提高定伸應(yīng)力 酚醛硫化樹脂的優(yōu)點(diǎn) 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 45 酚醛硫化樹脂對(duì)橡膠硫化機(jī)理 苯并二氫吡喃環(huán)狀結(jié)構(gòu) 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 46 酚醛硫化樹脂的應(yīng)用 1 硫化樹脂 SP 1045 醫(yī)用瓶塞 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 47 硫化樹脂 SP 1056 用于橡膠型壓敏膠 酚醛硫化樹脂的應(yīng)用 2 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 48 酚醛硫化樹脂的應(yīng)用 3 硫化樹脂 SP 1045 1055 用于硫化膠囊 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 49 Introduction介紹 Commerciallyavailablecuringresins市面上的硫化樹脂 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 50 Introduction介紹 CommerciallyavailableDispersionofcuringresins硫化樹脂 Dispersionsofotherresinswithvariousresin to Zincoxideratiosareavailable 也有其它樹脂 氧化鋅含量的樹脂 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 51 Introduction介紹 Butylrubbertirecuringbladder丁基膠硫化膠囊Commonlyresin cured一般用樹脂硫化Usedfor300 800curingcyclesatsteamtemperatureof170 Corhigherforcuringtimeupto20minforpassengercartire 對(duì)于乘用車輪胎 蒸汽溫度170或更高 硫化20分鐘 可以使用300 800個(gè)周期LongercuringtimeatlowertemperatureforTruck Bustires對(duì)于卡車 客車輪胎 低溫下可硫化更長(zhǎng)時(shí)間 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 52 Introduction介紹 Mixing混煉Coldbutylrubberisparticularlyhardanddifficulttomix 冷的丁基膠很硬而且難分散ButylrubberdoesnotdecreaseMVduringmixingincompound丁基膠在混煉過程中不會(huì)降低膠料的門尼粘度Hotmixingtechnologypromotepigment polymerinteractions bymixinginBanburyforabout5min at150 170 C通過在150 170 C溫度下混煉5分鐘可以促進(jìn)橡膠與填料之間的相互作用 Twostepmixing heattreat and Cooldispersion 兩步混煉 熱處理和冷分散 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 53 Introduction介紹 TypicalformulationforButylrubbertire curingBladder典型的丁基膠硫化膠囊配方 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 54 ProblemsAssociatedwithResinCures樹脂硫化過程中存在的問題 ImprovedBatch to batchConsistency改善批次之間的一致性Resindiffersdispersionbymolecularweightdistribution 分子量分布不同的樹脂分散性不同Widelydifferingmolecularweightdistributionwithhighmolecularweightresultspoordispersion 分子量高但分子量分布寬的樹脂分散性差 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 55 ProblemsAssociatedwithResinCures樹脂硫化過程中存在的問題 Limitedshelf life especiallyBrominatedresins存放時(shí)間短 特別是溴化樹脂Curingresinsarenotstable butchangeincompositionwithtimeandtemperature 硫化樹脂不穩(wěn)定 隨著時(shí)間和溫度的變化結(jié)構(gòu)改變Widelydifferingmolecularweightdistributionwithhighmolecularweightresultspoordispersion 分子量高但分子量分布寬的樹脂分散性差A(yù)gedresinsinfluencesoncuredproperties sorequiringdeliverytimenolongerthan30daysaftermanufactureoftheresin老化的樹脂會(huì)影響到硫化性能 所以要求在生產(chǎn)樹脂后的發(fā)貨期不能多于30天 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 56 ProblemsAssociatedwithResinCures樹脂硫化過程中所存在的問題 Stickingonmetalsurfaces粘在金屬表面Resinstickingtotherotors incompletedischargeofbatchandtheresultingcuredpiecesinthebatcharecommonlyseen So twostepmixing alongrunofmasterbatchmixandtenrunsofaddingcurativesfollowedbyaclean outbatch 樹脂粘輥 排料不完全以及所造成的熟料是大家有目共睹的 所以兩步混煉 長(zhǎng)時(shí)間母煉以及分步添加小料可以達(dá)到比較理想的效果 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 57 ProblemsAssociatedwithResinCures樹脂硫化過程中所存在的問題 Comparisonofstickingproblem Brominatedresin 粘連問題的比較 溴化樹脂 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 58 ProblemsAssociatedwithResinCures樹脂硫化過程中所存在的問題 ImprovedefficiencywithPredispersedresins用預(yù)分散樹脂提高效率 09 12 2018 14 03 2020 RC Q17 18 5 2005 Folie 59 ProblemsAssociatedwithResinCures樹脂硫化過程中所存在的問題 ImprovedefficiencywithPredispersedresins通過預(yù)分散樹脂提高效率BatchBgiveshighercrosslinkingdensitythan