新型氧化锌在橡胶工业中的应用行业资料化学工业_行业资料-化学工业.pdf

新型氧化锌在橡胶工业中的应用 市化工厂 坤照 黄利炫 黄改娟 氧化锌在橡胶工业生产中是主要的无机活性剂、补强 剂。自 1912 年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今 仍是硫化体系中最好的活性剂，也是无法取代的活性剂。它与硬脂酸、硫磺、促进剂一起组成硫化体系，加快硫化 速度，提高交联密度。但氧化锌行业属消耗资源性行业，锌又是不可再生资源。而我国又是锌资源相对紧缺国家，近几年已成纯粹锌进口国，然而在橡胶制品生产过程中释 放出大量的锌，会对环境、人体健康，尤其对水生物造成 潜在的危害。因此，研制生产一种低锌、高效、环保的新 型纳米 ZnO 来替代普通氧化锌是橡胶行业、氧化锌行业未 来发展的必然趋势，也是未来必走之路。目前，国氧化锌有普通氧化锌（直接法、间接法）、活 性氧化锌、纳米氧化锌，2006 年市化工厂又研制生产的 第四代纳米级高反应界面活性氧化锌 HN-50，采用新工 艺、新配方，是一种包敷状纳米活性氧化锌。包敷状纳米 活性氧化锌它具有高反应界面、比表面积大、灼烧减量大、自年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今仍是硫化体系中最好的活性剂也是无法取代的活性剂它与硬脂酸硫磺促进剂一起组成硫化体系加快硫化速度提高交联密度但氧化锌行业属消耗资源性行业锌又是不可再生资源而我国又是对水生物造成潜在的危害此研制生产一种低锌高效环保的新型纳米来替代普通氧化锌是橡胶行业氧化锌行业未来发展的必然趋势也是未来必走之路目前国氧化锌有普通氧化锌直接法间接法活性氧化锌纳米氧化锌年市化工厂又研制生它具有高反应界面比表面积大灼烧减量大分散性强有效锌高的特点因而在橡胶应用配方中可与普通间接同等量使用且保证胶料物理机械性能不变属低锌节能高效环保的新型纳米材料本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌分散性强、有效锌高的特点。因而，在橡胶应用配方中可 与 99.7%普通间接 ZnO 同等量使用，且保证胶料物理机 械性能不变。属低锌、节能、高效、环保的新型纳米材料。本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌 HN-50 与普通间接法氧化锌 99.7%的性能对比。下面就是市化工厂生产的包敷状纳米级高反应界面活 性氧化锌 HN-50 与（海鸥牌）普通间接法氧化锌 99.7%性能对比如下：一、纳米级高反应界面活性氧化锌 HN-50 与普通氧化 锌化学成份分析如下：（表 1）氧化锌品类 检测项目 HN-50 普通氧化锌 氧化锌%专利 99.7%水份%0.58 0.25 铜含量%0.0001 0.0003 锰含量%0.0002 0.0005 铅含量%0.0021 0.0050 比表面积 m 2/g 76 2.3 平均粒径 nm 50 注：铜、锰、铅含量均采用原子吸收火焰法，比表面 自年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今仍是硫化体系中最好的活性剂也是无法取代的活性剂它与硬脂酸硫磺促进剂一起组成硫化体系加快硫化速度提高交联密度但氧化锌行业属消耗资源性行业锌又是不可再生资源而我国又是对水生物造成潜在的危害此研制生产一种低锌高效环保的新型纳米来替代普通氧化锌是橡胶行业氧化锌行业未来发展的必然趋势也是未来必走之路目前国氧化锌有普通氧化锌直接法间接法活性氧化锌纳米氧化锌年市化工厂又研制生它具有高反应界面比表面积大灼烧减量大分散性强有效锌高的特点因而在橡胶应用配方中可与普通间接同等量使用且保证胶料物理机械性能不变属低锌节能高效环保的新型纳米材料本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌积测定采用氮吸附比表面积测定仪。（原子吸收分光光度计 AA2620，华洋分析仪器；JW-004 两用型氮吸附比表面 仪，精微高博科技开发中心；）二、氧化锌在胶料配方中的实验：2.1、实验条件：2.1.1、实验原料：HN-50、普通氧化锌（产）；天然 胶、其他原料为橡胶工业常用材料。2.1.2、实验用设备仪器；6标准开放式炼胶（江都市新真威试验机械）平板硫化机 XLB-D350 350 2（江都市天发试 验机械厂）无转子硫化仪 MR-C2（瑞达宇辰仪器）电子拉力试验机 JDL-2500N（江都市天发试验机 械厂）冲片机 CP-25（江都市天发试验机械厂）硬度计 LX-A（江都市天发试验机械厂）测厚计 TF-4030（江都市天发试验机械厂）阿克隆磨耗机 WML-76（江都市天发试验机械厂）2.1.3、鉴定胶料基本配方：天然胶 100，硬脂酸 2.0，氧化锌变量，N330 50.0，自年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今仍是硫化体系中最好的活性剂也是无法取代的活性剂它与硬脂酸硫磺促进剂一起组成硫化体系加快硫化速度提高交联密度但氧化锌行业属消耗资源性行业锌又是不可再生资源而我国又是对水生物造成潜在的危害此研制生产一种低锌高效环保的新型纳米来替代普通氧化锌是橡胶行业氧化锌行业未来发展的必然趋势也是未来必走之路目前国氧化锌有普通氧化锌直接法间接法活性氧化锌纳米氧化锌年市化工厂又研制生它具有高反应界面比表面积大灼烧减量大分散性强有效锌高的特点因而在橡胶应用配方中可与普通间接同等量使用且保证胶料物理机械性能不变属低锌节能高效环保的新型纳米材料本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌S 2.5，促进剂 CZ 0.6。2.2、实验结果：（表 2）配方编号 1 2 3 4 氧化锌品种 间接法 间接法 HN-50 HN-50 氧化锌用量 5.0 3.5 5.0 3.5 151 流变 Mh/dN.m 19.59 15.25 23.02 16.79 M1/dN.m 2.83 1.67 2.79 1.94 Ts1 2:15 2:39 1:57 2:53 T90 6:09 6:03 7:34 7:31 包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌 HN-50 与普通 间接法氧化锌分二组配方与未硫化胶化特性（表 2）。由（表 2）可说明在 151 时包敷状纳米级高活性氧 化锌 HN-50 它的硫化活化作用明显增加，它的最大转距也 明显高于普通间接法氧化锌。2.2.1、硫化胶物理机械性能：包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌 HN-50 与普通 氧化锌分二组配方试验的物理机械性能附（表 3 附后）。由（表 3）说明纳米级高反应界面活性氧化锌 HN-50 在 不同用量配方中它的物理机械性能已达到和超过普通氧化 锌（99.7）。如拉力强度、定伸应力等。因此自年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今仍是硫化体系中最好的活性剂也是无法取代的活性剂它与硬脂酸硫磺促进剂一起组成硫化体系加快硫化速度提高交联密度但氧化锌行业属消耗资源性行业锌又是不可再生资源而我国又是对水生物造成潜在的危害此研制生产一种低锌高效环保的新型纳米来替代普通氧化锌是橡胶行业氧化锌行业未来发展的必然趋势也是未来必走之路目前国氧化锌有普通氧化锌直接法间接法活性氧化锌纳米氧化锌年市化工厂又研制生它具有高反应界面比表面积大灼烧减量大分散性强有效锌高的特点因而在橡胶应用配方中可与普通间接同等量使用且保证胶料物理机械性能不变属低锌节能高效环保的新型纳米材料本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌纳米级高反应 界面活性氧化锌 HN-50 可以完全等量替代普通间接法氧 化锌（99.7%），且保证胶料物理机械性能不变，提高了耐 磨、耐老化性能 总结：通过实验可说明市化工厂研发生产的第四代 纳米级高反应界面活性氧化锌 HN-50，可以完全等量替代 普通氧化锌（99.7%），具有完全相同的物理机械性能。通过试验可说明，氧化锌对橡胶的拉力强度、磨耗、抗老 化性等其它物理性能作用非常大。因此，氧化锌在橡胶中 具有不可替代性。从 HN-50 与普通氧化锌它的比表面积 可说明 HN-50 产品它具有高的活性、高的反应界面，提高 胶料的交联密度，是普通氧化锌所不及的。纳米级高反 应界面活性氧化锌 HN-50 是节能、环保、高效的新型氧化 锌材料，符合国际橡胶行业未来发展的趋势。现已获得国 家发明专利：ZL。它有效的降低氧化锌在橡胶中的用量、改善环境，缓解对人体、生物、水体存在的潜在危害，更 能使橡胶制品生产企业降低成本，提高产品质量，为国家 节约锌资源。因此它具有很高的经济效益和社会效益，建 议推广使用。自年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今仍是硫化体系中最好的活性剂也是无法取代的活性剂它与硬脂酸硫磺促进剂一起组成硫化体系加快硫化速度提高交联密度但氧化锌行业属消耗资源性行业锌又是不可再生资源而我国又是对水生物造成潜在的危害此研制生产一种低锌高效环保的新型纳米来替代普通氧化锌是橡胶行业氧化锌行业未来发展的必然趋势也是未来必走之路目前国氧化锌有普通氧化锌直接法间接法活性氧化锌纳米氧化锌年市化工厂又研制生它具有高反应界面比表面积大灼烧减量大分散性强有效锌高的特点因而在橡胶应用配方中可与普通间接同等量使用且保证胶料物理机械性能不变属低锌节能高效环保的新型纳米材料本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌配方编号 1 2 3 4 硫化条件 151 10 15 20 10 15 20 10 15 20 10 15 20 硬度、邵尔 A 57 56 54 54 55 54 56 56 53 55 56 54 拉伸强度 21.9 19.8 17.1 18.2 16.0 11.4 25.0 22.0 17.9 19.9 17.6 14.9 扯断伸长率%550.8 530.9 527.3 487.4 461.3 389.2 536.3 504.2 512.1 483.3 458.8 417.4 M300%定伸 9.3 8.5 7.1 9.0 8.3 7.7 10.7 10.2 7.9 10.2 9.6 9.3 扯断永久变形%28 24 24 24 18 17 27 27 25 24 18 18 阿克隆磨耗 g 0.979 0 0.267 7 0.844 2 0.257 2 老化性能 100 24h 拉伸强度 Mpa 18.8 8.9 19.9 10.4 扯断伸长率%452.6 323.4 436.0 302.6 自年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今仍是硫化体系中最好的活性剂也是无法取代的活性剂它与硬脂酸硫磺促进剂一起组成硫化体系加快硫化速度提高交联密度但氧化锌行业属消耗资源性行业锌又是不可再生资源而我国又是对水生物造成潜在的危害此研制生产一种低锌高效环保的新型纳米来替代普通氧化锌是橡胶行业氧化锌行业未来发展的必然趋势也是未来必走之路目前国氧化锌有普通氧化锌直接法间接法活性氧化锌纳米氧化锌年市化工厂又研制生它具有高反应界面比表面积大灼烧减量大分散性强有效锌高的特点因而在橡胶应用配方中可与普通间接同等量使用且保证胶料物理机械性能不变属低锌节能高效环保的新型纳米材料本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌M300%定伸 11.3 8.0 12.8 10.2 自年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今仍是硫化体系中最好的活性剂也是无法取代的活性剂它与硬脂酸硫磺促进剂一起组成硫化体系加快硫化速度提高交联密度但氧化锌行业属消耗资源性行业锌又是不可再生资源而我国又是对水生物造成潜在的危害此研制生产一种低锌高效环保的新型纳米来替代普通氧化锌是橡胶行业氧化锌行业未来发展的必然趋势也是未来必走之路目前国氧化锌有普通氧化锌直接法间接法活性氧化锌纳米氧化锌年市化工厂又研制生它具有高反应界面比表面积大灼烧减量大分散性强有效锌高的特点因而在橡胶应用配方中可与普通间接同等量使用且保证胶料物理机械性能不变属低锌节能高效环保的新型纳米材料本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌扯断永久变形%18 22 19 18 自年发现氧化锌在橡胶中作为活性剂使用至今仍是硫化体系中最好的活性剂也是无法取代的活性剂它与硬脂酸硫磺促进剂一起组成硫化体系加快硫化速度提高交联密度但氧化锌行业属消耗资源性行业锌又是不可再生资源而我国又是对水生物造成潜在的危害此研制生产一种低锌高效环保的新型纳米来替代普通氧化锌是橡胶行业氧化锌行业未来发展的必然趋势也是未来必走之路目前国氧化锌有普通氧化锌直接法间接法活性氧化锌纳米氧化锌年市化工厂又研制生它具有高反应界面比表面积大灼烧减量大分散性强有效锌高的特点因而在橡胶应用配方中可与普通间接同等量使用且保证胶料物理机械性能不变属低锌节能高效环保的新型纳米材料本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌