王滕滕，別龍嬌

（寧波裕江特種膠帶有限公司，浙江 寧波 315000）

汽車(chē)同步帶又稱(chēng)正時(shí)皮帶，是用在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部、靠齒嚙合起傳動(dòng)作用的一種汽車(chē)零部件，屬于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣系統(tǒng)的重要組成部分。氫化丁腈橡膠（HNBR）以?xún)?yōu)異的耐高溫、耐油性能[1]成為目前制造汽車(chē)同步帶的主要膠種。與其他傳動(dòng)帶，如多楔帶等相比，同步帶性能要求更高，一旦出現(xiàn)故障，極易連帶造成發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)被頂彎、活塞被沖壓破壞等，且維修困難，費(fèi)用很高。汽車(chē)同步帶主要由橡膠基體、玻璃線繩和齒面包布組成，三者只有牢固粘結(jié)在一起，才能保證性能優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)。為滿(mǎn)足汽車(chē)同步帶日益提高的耐高溫要求，HNBR硫化體系已逐漸由過(guò)氧化物硫化體系替代硫黃硫化體系，但粘合性能會(huì)有一定的下降[2]，在常規(guī)配合體系下，無(wú)法滿(mǎn)足同步帶粘合性能的要求，需要加入一定量的增粘劑來(lái)提高粘合性能。熱固性酚醛樹(shù)脂具有優(yōu)異的粘合性能和一定的補(bǔ)強(qiáng)性能[3]，采用環(huán)氧樹(shù)脂改性后，HNBR既可保留原有優(yōu)良性能，又可進(jìn)一步提高粘合性能[4]。

本工作選擇環(huán)氧改性熱固性酚醛樹(shù)脂作為增粘劑，研究其用量對(duì)HNBR膠料性能的影響，旨在提高過(guò)氧化物硫化HNBR膠料的粘合性能，并確保其他性能依然優(yōu)異。目前關(guān)于環(huán)氧改性熱固性酚醛樹(shù)脂在HNBR中的應(yīng)用未見(jiàn)報(bào)道。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

HNBR，牌號(hào)3446，丙烯腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.34，德國(guó)朗盛公司產(chǎn)品；炭黑N550，美國(guó)卡博特炭黑有限公司產(chǎn)品；氧化鋅，上海京華化工有限公司產(chǎn)品；甲基丙烯酸鋅（ZDMA），南京友好助劑化工有限責(zé)任公司產(chǎn)品；環(huán)氧改性熱固性酚醛樹(shù)脂（含六次甲基四胺），牌號(hào)SG3378，美國(guó)圣萊科特公司產(chǎn)品；過(guò)氧化二異丙苯（DCP），荷蘭阿克蘇諾貝爾公司產(chǎn)品；T0303型尼龍布，吳江海角工業(yè)用布有限公司產(chǎn)品；玻璃線繩，日本板銷(xiāo)子公司產(chǎn)品。

1.2 配方

HNBR 100，炭黑N550 50，氧化鋅 5，硬脂酸 1，防老劑RD 2，防老劑MBZ 0.5，增塑劑D810 10，ZDMA 8，硫化劑DCP 5.5，樹(shù)脂SG3378 變量。

1.3 主要設(shè)備和儀器

S（X）K-160A型兩輥開(kāi)煉機(jī)和QLB-D 350×350×2型平板硫化機(jī)，上海橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品；GTM2000-A型無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀、GT-AI7000-M型電子拉力機(jī)和GT-7012-D型磨耗試驗(yàn)機(jī)，高鐵科技股份有限公司產(chǎn)品；邵氏A型硬度測(cè)定儀，上?；C(jī)械四廠產(chǎn)品；401型熱空氣老化箱，杭州藍(lán)天化驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

混煉膠制備：先將HNBR在開(kāi)煉機(jī)（輥距為0.5 mm）上塑煉（薄通5次），然后將輥距調(diào)至2 mm，依次加入防老劑、氧化鋅和硬脂酸→炭黑和增塑劑→ZDMA和硫化劑→樹(shù)脂SG3378→左右割刀3/4，重復(fù)4次，然后薄通打三角包6次，出片，停放16 h。

玻璃線繩處理：采用HNBR膠乳的RFL浸漬溶液處理。

尼龍膠布處理：先將尼龍白坯布在HNBR膠漿中浸漬，然后烘干處理。

試樣硫化條件為170 ℃×1.5t90。

1.5 性能測(cè)試

布剝離力：將尼龍膠布與2 mm厚的混煉膠片疊放在一起，放入平板硫化機(jī)上硫化，然后采用電子拉力機(jī)進(jìn)行布剝離測(cè)試，以拉伸力最大值表征粘合力。

其余性能均按相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫化特性

樹(shù)脂SG3378用量對(duì)膠料硫化特性的影響如表1所示。

從表1可以看出：隨著樹(shù)脂SG3378用量的增大，膠料的Fmax－FL逐漸減小，說(shuō)明體系交聯(lián)密度減小；焦燒時(shí)間ts1和ts2總體延長(zhǎng)，t90也延長(zhǎng)，說(shuō)明膠料的硫化速度減慢，這是因?yàn)闃?shù)脂中的酚羥基消耗過(guò)氧化物產(chǎn)生的自由基，從而導(dǎo)致膠料的硫化速度減慢和交聯(lián)密度降低。

2.2 物理性能

樹(shù)脂SG3378用量對(duì)膠料物理性能的影響如表2所示。

從表2可以看出：隨著樹(shù)脂SG3378用量的增大，膠料的拉伸強(qiáng)度減小，這是體系交聯(lián)密度降低的原因；邵爾A型硬度和100%定伸應(yīng)力增大，說(shuō)明樹(shù)脂具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，可提高低伸長(zhǎng)率下膠料的強(qiáng)度，分析認(rèn)為樹(shù)脂用量越大，固化程度越高，并與橡膠大分子形成互穿網(wǎng)絡(luò)，從而使得膠料抵抗外力能力增強(qiáng)；拉斷伸長(zhǎng)率先增大后減小，這是因?yàn)闃?shù)脂用量不大時(shí)，體系交聯(lián)密度適當(dāng)降低，使得橡膠分子鏈段的運(yùn)動(dòng)變得容易，此時(shí)膠料的拉斷伸長(zhǎng)率增大，樹(shù)脂用量繼續(xù)增大時(shí)，熱固性樹(shù)脂與橡膠大分子的互穿網(wǎng)絡(luò)限制了分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致膠料的拉斷伸長(zhǎng)率減小。

2.3 耐磨性能

樹(shù)脂SG3378用量分別為0，7.5，15，22.5和30份時(shí)，膠料的DIN磨耗量分別為120，133，166，175和191 mm3?？梢钥闯?，隨著樹(shù)脂SG3378用量的增大，膠料的DIN磨耗量逐漸增大，說(shuō)明其耐磨性能下降，這是體系交聯(lián)密度降低的緣故。

2.4 耐熱老化性能

樹(shù)脂SG3378用量對(duì)膠料耐熱老化性能的影響如表3所示。

從表3可以看出，隨著樹(shù)脂SG3378用量的增大，老化后膠料的拉斷伸長(zhǎng)率保持率減小，說(shuō)明耐熱老化性能下降，而邵爾A型硬度變化減小。分析認(rèn)為：樹(shù)脂用量越大，體系含膠率越低，橡膠成分所占比例減小，因此交聯(lián)密度隨熱老化進(jìn)行增大的比例也減小，邵爾A型硬度變化越不明顯。

2.5 粘合性能

樹(shù)脂SG3378用量對(duì)膠料粘合性能的影響如圖1所示。

圖1 樹(shù)脂SG3378用量對(duì)膠料粘合性能的影響

從圖1可以看出，隨著樹(shù)脂SG3378用量的增大，膠料與玻璃線繩以及尼龍膠布的粘合力均先增大后減小。分析認(rèn)為：當(dāng)樹(shù)脂用量較小時(shí)，隨著樹(shù)脂用量的增大，其分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基團(tuán)與玻璃線繩和尼龍膠布表面的基團(tuán)反應(yīng)程度增大，從而使粘合力提高；當(dāng)樹(shù)脂用量增大到一定程度后，體系交聯(lián)密度大幅減小，使膠料與玻璃線繩和尼龍膠布的共交聯(lián)程度降低，粘合力又下降。

3 結(jié)論

（1）隨著樹(shù)脂SG3378用量的增大，膠料的焦燒時(shí)間延長(zhǎng)，硫化速度減慢。

（2）樹(shù)脂SG3378具有補(bǔ)強(qiáng)作用，能提高低伸長(zhǎng)率下膠料的強(qiáng)度。

（3）樹(shù)脂SG3378的加入對(duì)膠料的耐磨性能和耐熱老化性能不利。

（4）隨著樹(shù)脂SG3378用量的增大，膠料的粘合性能先提高后降低。

（5）在過(guò)氧化物硫化HNBR膠料中，樹(shù)脂SG3378用量不宜過(guò)大，當(dāng)其用量在7.5份左右時(shí)，膠料的綜合性能較好。