增粘树脂及其制备方法

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1、增粘树脂及其制备方法和该增粘树脂制得的橡胶imim特征：增加改性处理步骤，加入一元酚作为改性剂，有机酸作为催化剂 原料：芳香族化合物：二甲苯、奈、甲基萘、二甲基奈、联苯等1 环或2 环的芳香族烃 甲醛类：甲醛、福尔马林、多聚甲醛改性剂：对叔丁基苯酚,占反应液 550% （对甲酚、对氯苯酚、对溴苯酚、苯酚、对苯基苯 酚等一元酚）催化剂：对甲基苯磺酸，占混合液0.12%。（草酸、柠檬酸等有机酸）制备方法：在酸催化剂存在下，使芳香族化合物与甲醛类反应，包括芳香族化合物与甲醛类缩合反应步 骤，对过量的酸的分离步骤、过量甲醛类的蒸馏步骤。经过上述步骤处理后，进行改性处理 步骤：向反应液中加入一元酚和有机

2、酸得到混合液，并对混合液进行升温和保温，然后蒸馏 至无馏分，制得增粘树脂。升温和保温过程：反应液升温至100C120C时保温30分钟，升温至150C180C时保温 30分钟，再升温至180C200C时保温60分钟，升温至180C220C时进行整理至无馏分。产品特性： 保持期长、耐湿和耐高温等优点，应用后橡胶具有高的拉扯伸长率和撕裂强度等优点。 树脂粘度范围： 70130mPa?S制得橡胶的扯断伸长率%为 700750，撕裂强度 7180KN/m酚醛树脂对 NBR 性能的影响 酚醛树脂结构上的薄弱环节是酚羟基和亚甲基容易氧化, 耐热性能受到影响。 酚醛树脂的加入对混炼胶加工性能无太大影响。酚醛树

3、脂补强 NBR 的效果主要取决于硫化交联网络的完善程度。一般认为 ,酚醛树脂与固 化剂 ,如 HMT 等交联形成的网络与胶料网络重叠 ,即酚醛树脂网络能够与胶料网络形成互 聚合物网络（ IPN） ,从而起到对橡胶补强的作用。对于加补强填料的胶料 ,滞后是造成生热的主要原因。填料有较窄的分子尺寸分布会导致较 高的滞后 , SP6600 经腰果壳油改性后 ,相对分子质量增大 ,而且相对分子质量分布变宽 , 加上 SP6600 能与 NBR 形成良好的三维网络结构这就使 SP6600 补强 NBR 硫化胶在动态 压缩状态下滞后损失较小 ,因此具有较好的动态压缩性能。酚醛树脂在轮胎中的应用 橡胶用助剂

4、在硫化之前混入胶料中，用于提高胶料自粘性的树脂为酚醛清漆类, 尤其是对辛 基酚甲醛树脂, 这种树脂多以浆状或片状形式提供。具有以下特点的高性能树脂：粘着性好 ,有利于提高胶层之间的粘合性，在长时间及各种条 件下粘性保持稳定。改性酚醛树脂DHJHD在巨型全钢工程机械子午线轮胎下三角胶中的应用全钢工程机械子午线轮胎三角胶包括上三角和下三角胶两部分。上三角胶硬度低，要求胶料 具有较好的柔性、耐屈挠且生热低，而下三角胶硬度较高、挺性大，以抵抗胎圈部位的屈挠 变形。全钢工程机械子午线轮胎下三角胶硬度一般为8592度。改性酚醛树脂 DHJHD 理化性能基本达到进口改性酚醛树脂 SP 一 6701 水平。两

5、种树脂对 胶料的增硬作用基本相同，胶料硫化特性和硫化胶物理性能相差不大。生产配方：NR 100,炭黑N375 66,氧化锌3.5,硬脂酸2,树脂204 4,树脂SP-6701 10, 防老剂 4020RD 3，芳烃油 5，促进剂 Hexa-80 1.2，促进剂 NS 1.2，硫黄 3.5，其 它 5。试样制备（1）小配合试验小配合试验胶料采用两段混炼工艺，一段混炼在1.57 L密炼机中进行，转子转速为115r?min-1, 压砣压力为0.35 MPa，加料顺序为生胶一小料一炭黑一一芳烃油；二段混炼在开炼机上进 行,辊筒速比为1： 1.4,混炼前胶料停放16 h, 加料顺序为：一段混炼胶一硫黄和

6、促进剂。（2）大配合试验大配合试验胶料采用三段混炼工艺,一段混炼在 BB370 型密炼机中进行,转子转速为60r?min-1，压砣压力为0.60 MPa，排胶温度控制在（155 士 5）C，加料顺序为：生胶一小料 一3/4炭黑一芳烃油；二段混炼在BB370型密炼机中进行，转子转速为40 r?min-1，压砣压力为0.60 MPa，排胶温度控制在（1455）C，加料顺序 为：一段混炼胶一1/4炭黑；三段混炼在GK270型密炼机中进行，转子转速为20 r?min-1, 压砣压力为0.60 MPa，排胶温度控制在（95 士 5）C，加料顺序为：二段混炼胶一硫黄和促进 剂。各段混炼胶停放时间均不少于4

7、 h。改性酚醛树脂在子午线轮胎三角胶中的应用妥尔油改性酚醛树脂（牌号SP6701）和腰果油改性酚醛树脂（牌号SP6700）,美国十拿国际 公司产品。在子午线轮胎下三角胶中加入腰果油改性酚醛树脂，可提高硫化胶的邵尔A型硬度和100% 定伸应力，但其配方成本略高；而加入妥尔油改性酚醛树脂，可延长胶料的门尼焦烧时间和 t10及t95工艺安全性较好。因此在实际生产中，需根据配方设计的胶料硬度要求及设备 允许的胶料工艺性能来选择改性酚醛树脂的品种。配方A： NR 100,炭黑66,妥尔油改性酚醛树脂10,操作油3.5,促进剂H （六亚 甲基四胺） 0.8， 硫化剂 5， 其它 14.2。混炼工艺小配合试

8、验胶料混炼工艺为：NR1/2炭黑一小料、改性酚醛树脂一操作油一剩余炭黑一 硫化剂一打三角包翻炼一薄通2 遍一出片。大配合试验胶料混炼分三段均在密炼机中进行。一段混炼工艺为： NR、 2/3 炭黑、 改性酚 醛树脂及小料一压压砣一50s剩余炭黑一压压砣一20s注油一压压砣一30s提压砣一 10s压压 砣一 100s或160C排胶。二段混炼工艺为：一段母炼胶一压压砣一40s提压砣一 10s压压砣 一 100s或160C排胶。三段混炼工艺为：二段混炼胶、硫化剂一压压砣一40s提压砣一 10s 压压砣一 100s或95C排胶。改性辛基酚醛增粘树脂在全钢子午线轮胎配方中的应用试验配方试验选用全铜子午线轮

9、胎实用配方。 主要成分为： NR 1 0 0 ； 炭黑 4 5 ； 辛基酚醛增 粘树脂 4 ； 促进剂 1.4 0； 硫黄 1.7 5 。辛基酚醛增粘树脂的化学分析结果见表改性增粘树脂TKM系列在子午线轮胎中的应用普通型烷基酚醛树脂（如普通型对叔丁基酚醛树脂，即2 0 4树脂），这种树脂在胶料中具 有较好的增粘效果，但当半成品部件存放时间过长、环境湿度过大或存放温度过高时，胶 料粘合性下降很快，使半成品部件返回率高，增加了生产成本。北京橡胶工业研究设计院着力开发的T KM系列增粘树脂系多元烷基苯酚甲醛缩合树脂(改 性增粘产品) ，可在苛刻条件下保持良好的增粘效果。 B A S F 公司的 K

10、O R E S I N 树脂属烷 基苯酚-乙炔型树脂，又称超级增粘树脂。在整个混炼周期内温度在1 1 01 4 0 C范围内占时较长，高于1 4 0C的时间很短。TK M- O树脂的软化点为1 2 2 C,因此有利于其分散，而K O R E S I N树脂样品为粉末状, 质轻易飞扬，且软化点高，不利于分散 。国产辛基酚醛增粘树脂在全钢载重子午线轮胎中的应用与 CIIR 相比 ,BIIR 具有与 NR 相容性好、 极性大、 气密性好的优点 ,但其加工性能 较差。为了改善 BIIR 的加工性能 ,在 BIIR 内衬层胶配方中加入了辛基酚醛增粘树脂。辛基酚醛增粘树脂在化学结构上具有以下特征：烷基处于

11、酚醛基的对位，树脂分子用对 位烷基封端，因此烷基酚醛树脂具有非热反应性，即在硫化温度下不会发生化学反应；烷 基上存在叔碳原子，使烷基成支化结构，且叔基越多，支化度越高,树脂与橡胶的相容性越 好；树脂存在酚羟基的强极性结构，具有形成氢键的能力。几种增粘树脂在全钢载重子午线轮胎胶料中的应用选用辛基酚醛树脂( 2 0 3 ) 、 叔丁基酚醛树脂( 2 0 4 ) 、 TKM-M 及 K o r e s i n 等增粘树脂进 行了化学特性分析和物理性能测试。； 增粘树脂 Ko r e s i n ， 德国 B A S F 公司产品； 增 粘树脂 T KM -M， 北京橡胶工业研究设计院提供；加入增粘树

12、脂后， 可明显提高胶料的工艺粘性及粘性保持率， 在本试验研究的几种增粘树 脂中以T KM-M树脂和K o r e s i n树脂的综合粘合性能最佳。(2 )加入增粘树脂后，胶料的门尼粘度降低，硫化速度加快，门尼焦烧时间缩短(T KM-M 树脂延长门尼焦烧时间)；同时硫化胶的3 0 0%定伸应力下降，扯断伸长率和扯断永久变 形增大，而对其它物理性能的影响不大。(3 ) TKM-M树脂与K o r e s i r i树脂相比，含前者硫化胶的物理性能较优，而含后者硫化 胶的加工工艺性能较好。叔丁基酚醛增粘树脂对子午线轮胎硬胶料性能的影响化学分析：叔丁基酚醛增粘树脂的分析结果为：外观 浅黄色片状物；软

13、化点 1 4 3 -l 5 7 C 皂化值W6 0 ；游离酚W2%；灰分1%试验基本配方为 ； 橡胶 1 00 硫黄 2 .0 ；促进剂 l .2 ； 氧化锌 3.5 ； 硬脂酸 2.0 炭黑 8 8 防老剂 3.5； 操作油 4.0 增粘树脂变量。叔丁基酚醛增粘树脂对改善胶料的加工性能是有效的， 且对胶料焦烧和正硫化时间无不 良影响。( 2 ) 从胶料的综合性能来看， 在子午线轮胎硬胶料配方中加入 4 份叔丁基酚醛增粘树 脂 效果最佳。( 3 ) 在本实验范围内， 与石油树脂、 烃粘合树脂和叔辛基酚醛增粘树脂相比， 叔丁基酚 醛增粘树脂增进胶料的粘合性是最为有效的。特烷基酚醛增粘树脂通过鉴定

14、特烷基酚醛树脂是对-特辛基酚醛增粘树脂和特丁基酚醛树脂的简称。 该产品与橡胶相容性大 ,除起改善胶料粘性外 ,还兼有增塑及软化功能 ,可减少传统软化剂 的用量 ,同时有助于填充剂的分散 ,提高胶料的物理机械性能及耐热老化性能 。它生产工艺 简单 ,原料易得 ,投资少 ,见效快 ,产品市场潜力大 。该树脂的技术指标为：（1）特辛基酚醛增粘树脂（TXN）外观 黄色至红褐色透明薄片或粒状物 ,质脆软化点（环球法）85100C酸值（ mgOH） 2542灰分（）W0.5羟甲基（）W1.O特丁基酚醛树脂外观 黄色至黄褐色片状或粒状软化点（环球法）（C）130140 （I 型）、142T57 （II型）皂

15、化值，mgOH/g,W60 （II 型）游离酚，（）W2；灰分（）W1；加热减量（）W0.2萜烯酚醛树脂增粘剂的研究进展 萜烯酚醛树脂是用萜烯将酚醛树脂进行烷基化改性的产物, 其外观为淡黄色至棕红色玻璃 状透明固体，软化点在6 0150C之间，Ga r d n e r色泽大多在1 2左右，能全部溶解在 甲苯等有机溶剂中。酚醛树脂由于不溶于有机溶剂及植物油中， 因此限制了它的应用范围 ， 为了改变这种性 能， 必须用烷基、松香及桐油对其进行化学改性， 诸如对叔丁基酚醛树脂、 对叔辛基酚 醛树脂、 松香改性酚醛树脂和桐油改性酚醛树脂等均在许多应用配方中得到了使用。中国 有丰富的松节油资源， 用其对酚醛树脂进行化学改性以得到价廉的萜烯酚醛树脂， 可望有 较强的市场竞争力。美国S c h e n e c t a d Y公司推出的S P5 5 9及S P 56 6系列产品，其软化点分别为13 0 C及1 1 5C的萜烯酚醛树脂，与各种聚合物均具良好的相容性，适用作丁苯橡胶、氯 丁橡胶、天然橡胶及再生胶的增粘剂。 将其用作氯丁橡胶胶粘剂的增粘剂， 能产生很高的 粘合强度并具有极好的稳定性”。 Al- r e s i n 2 1 4 及 AL r e s i n PT2 1 4 树脂也属萜烯酚 醛树脂，软化点为6 3 7 0C，用作丁苯橡脏、异戊橡胶及丁基橡胶的增粘剂，加量可达2%， 可长期保