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RC-23新型钴盐促进粘合剂在橡胶与镀锌镀铜钢丝帘线粘合中的应用
专家姓名：朱明君 类别：13153759688
RC-23新型钴盐促进粘合剂在橡胶与镀锌镀铜钢丝帘线粘合中的应用
摘要：研究新型钴盐粘合剂RC-23，RC-20，RC-16新型钴盐橡胶促进粘合剂在丁苯橡胶/天然橡胶与镀锌镀铜钢丝粘合的应用，通过表面分析对其粘合机理进行了研究。研究结果表明：RC-23，RC-20，RC-16新型钴盐橡胶促进粘合剂对丁苯橡胶/天然橡胶与镀锌镀铜钢丝粘合作用明显。
关键词：新型钴盐促进粘合剂 镀锌镀铜钢丝 粘合 天然橡胶 丁苯橡胶
一、概述：
有机钴盐作为橡胶与钢丝帘线优良的粘合促进剂，已经在橡胶行业得到越来越广泛的应用，随着钢丝骨架材料在橡胶工业中的推广应用，钴盐的需求量也在逐年增加，特别是在目前的镀锌镀铜钢丝帘线、绳芯输送带粘合胶的研制中，钴盐的地位占据着主导地位。
最早使用的钴盐一般为环烷酸钴、硬脂酸钴等，这类粘合剂初始粘合力较高，但老化后粘合力下降很快，在粘合配方中赔入本公司开发研制的RC-23、RC-20新型钴盐橡胶粘合剂等钴盐，胶料的硬度弹性都有所提高，耐老化层度增强，对其他物理机械性能无明显影响。配有新型钴盐粘合剂的胶料，能显著的提高与钢丝帘线的粘着强度及附胶量。因为钴盐又是一种较强的氧化催化剂，用量不易过高。试验表明，只要用量得当，例如钴含量不超过0。25份，在较高的硫化温度和较深的硫化程度下，粘着强度稳定并附胶良好。新型钴盐Rc—23粘合剂、Rc—2粘合剂、680C等新品种钴盐，与环烷酸钴、硬脂酸钴相比，其粘合强度及附胶状况相似，胶料硫化特性及一般物理机械性能也相近，但新品种新型粘合剂呈块状或片状，粉尘飞扬轻，称量准确，运输方便，工业卫生好，为工业化生产应用提供了条件。
本公司开发研制的RC-23新型钴盐粘合剂、RC-20新型钴盐粘合剂、RC-16新型钴盐粘合剂，能显著的提高胶料与钢丝帘线的粘着强度及附胶量，形成的粘合键在较高的硫化温度及较深的硫化程度下都比较稳定。同环烷酸钴等其他品种一样，对胶料有较明显的氧化催化作用，胶料的耐老化性能也比较好。
二、化学分析结果
外观 红紫色块状
熔点（度） 82.3
钴含量% 26.06 （容量法）
21.2222 （重量法）
用容量法分析钴含量时，滴定终点不易观察，误差较大，分析方法有待研究。用重量法测得钴含量为21.22%，与该厂提供的钴含量为21.11%相似。
三、物理机械性能测试结果
1、试验配方
钴盐是一种较强的粘合促进剂，也是一种较强的氧化催化剂，用量必须得当，才能发挥应有的作用。经过试验认为在粘合剂配方中配入环烷酸钴3份（合金属钴0.24份）较为合适（详见“钴盐粘合体系在子午胎带夹层配方中的应用”），本试验选用的基本配方如下：
2级烟片 100
硬脂酸 1
氧化锌 10
防老剂RD 2
高耐磨碳黑 50
松焦油 3
促进剂NOBS 0.7
硫磺 3.5
钴盐（合金属钴） 0.24
试验编号 1 2 3 4 5
钴盐名称 无 新型钴盐粘合剂 环烷酸钴 Rc—11 680C
配合量 0 1.15 3 2.2 1.05
试验用的环烷酸钴为山东淄博生产的产品，钴含量为8%。Rc—11为江苏镇江生产的产品，化学名称为三羧基钴氧基甲硼烷分之表达式为（RCOO—Co—O）3B，钴含量为11%。680C是英国铭铿有限公司的产品，含钴和硼，通过氧与有机成分连接起来，是活性很高的粘合促进剂，结构通式为(X—Co—O)3B。钴含量为23%。所用2级烟片为143度cx50分拉伸强度24.1Mpa，伸长率841%。所用碳黑为143度，20分拉伸强度30.7Mpa，伸长率536%。其他配合剂均为一级品。
2．试验条件
（1） 胶料混炼在1.7立升本伯里密炼机进行，采用转速76.8转/分，混炼时间 4.5分，母胶停放8小时以上，在6开炼机加硫磺和促进剂。
（2） 抽出试验用钢丝帘线为3*0.15+6*0.27毫米，埋线深度12.5毫米，试样共7根，取平均值。
（3） 热老化条件为100度*48小时。
（4） 盐水老化条件 5%氯化钠溶液，室温（约20度）下24小时。
（5） 蒸汽老化条件 147度*4.5小时。
（6） 表示方法为N/根，并详细记录钢丝帘线附胶状况，用%表示
3．试验结果
（1） 一般物理机械性能试验结果如表1
表1 一般物理机械性能
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试验项目 1 2 3 4 5
特征 无 新型钴盐粘合剂 环烷酸钴 Rc—11 680C
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硫化条件 138度 30分 40分 30分 40分 30分 40分 30分 40分 30分 40分
拉伸强度 32.3 32.2 31.4 30.4 31.4 30.2 30.2 31.1 29.9 31.0
扯断伸长率% 510 490 496 488 488 464 492 475 498 498
100%定伸应力 17.1 18.0 18.1 18.6 17.2 18.1 16.9 17.8 16.6 16.7
硬度 度 65 65 70 70 68 69 67 67 68 68
永久变形 % 33 32 35 33 31 31 24 28 27 30
撕裂 KN/m 178 154 166 165 172 166 169 161 177 136
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热氧老化（100度*48时） 23.1 16.8 15.5 15.0 16.2 15.2 10.9 10.1 12.3 11.3
拉伸强度
扯断伸长率 292 216 184 180 206 184 156 144 172 160
硬度 71 73 76 77 75 76 73 75 75 75
老化系数 0.41 0.23 0.18 0.19 0.22 0.20 0.11 0.10 0.14 0.12
回弹性 % 44 42 42 41 41
古氏生热（5毫米）度 14 15.5 15 15 16
变形 % 2.5 2.6 2.5 2.7 2.7
门尼焦烧 T5 分钟 19.2 22.2 28.6 27.2 25.6
流变仪T10 分钟 6.6 7.1 8.4 8.5 8.2
T90 分钟 26.8 28.4 31.6 26.9 24.6
（2）、粘合性能
胶料与钢丝帘线的粘合性能试验分为初始粘着性能、热氧老化、蒸汽老化、盐水老化四种，抽出试样硫化条件为138度*50分钟。
热氧老化在老化箱中进行，因条件有限，各试样未能分箱进行老化，老化条件为138度*48小时。
蒸汽老化试验由于无专用老化箱，试验在55寸硫化机中进行，硫化温度为147度，硫化周期40分钟，累计时间为4.5小时，试验结果仅供参考。
盐水老化试验在塑料桶中进行，5%氯化钠溶液由化验室备置，室温下，试样浸泡24小时。结果见表2
表2 粘着强度及附胶量
编号 1 2 3 4 5
特征 无 新型钴盐粘合剂 环烷酸钴 Rc—11 680C
初始粘合力
抽出力N/根 255 307 444 430 404
附胶 % 30 80 90 70 75
热氧老化后粘合力
抽出力N/根 186 296 288 324 334
附胶 % 50 95 95 8 0 80
蒸汽老化后粘合力
抽出力N/根 328 82 77 78 92
附胶 % 60 0 0 0 0
盐水老化后粘合力
抽出力N/根 204 295 326 287 295
附胶 % 30 90 85 7 0 60
（2） 较高硫化温度及较深硫化程度对胶料与钢丝帘线粘着强度的影响
因为钴盐兼有粘合促进剂及氧化催化剂的双重作用，对温度相当敏感，为了对比含有不同钴盐的胶料与钢丝帘线的粘合力在较高硫化温度及较深硫化程度下的稳定性，进行了不同硫化温度及硫化程度的抽出试验。
硫化温度选为138度，150度。
硫化程度选为正硫化周期（138度试片正硫化点+20分钟，150度试片正硫化点+10分钟），二倍正硫化周期，3倍正硫化周期。
较高硫化温度下胶料物理性能如表3，粘着强度如表4。
表3 硫化温度150度胶料物理机械性能
配方 1 2 3 4 5
特征 无 新型钴盐粘合剂 环烷酸钴 Rc—11 680C
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硫化条件150度 15 30 15 30 15 30 15 30 15 30
拉伸强度Mpa 31.4 29..5 30.4 29.3 29.8 29.8 31.2 27.7 30.4 29.2
扯断强度伸长率 % 530 482 490 466 492 472 508 472 500 484
300%定伸应力Mpa 15.6 15.7 16.7 17.1 15.6 16.9 16.8 15.6 16.0 15.7
硬度 度 63 64 68 70 66 66 68 68 66 66
永久变形 % 30 27 30 26 30 26 31 26 29 26
回弹力 % 20分 41 39 39 41 39
生热（5毫米）度 20分 13 13.5 13.5 14 14
流变仪 T10min 3.0 3.2 3.5 3.4 3.3
T90min 12.7 11.8 12.2 10.8 10.1
表4 不同硫化温度及硫化程度胶料与钢丝帘线的粘着强度
配方编号 1 2 3 4 5
配方特征 无 新型钴盐粘合剂 环烷酸钴 Rc—11 680C
138度
25分钟抽出力N/根 250 444 443 442 412
附胶 % 70 95 95 90 85
50分钟抽出力 N/根 270 444 509 460 431
附胶 % 60 95 95 90 85
75分钟抽出力N /根 387 493 470 463 519
附胶 % 50 95 95 90 90
150度
25分钟抽出力N/根 274 500 441 451 490
附胶 % 50 95以上 80 90 90
50分钟抽出力 N/根 288 492 484 496 471
附胶 % 60 95以上 95 90 90
75分钟抽出力N/根 3`12 501 463 407 500
附胶 % 60 95 90 85 85
四、试验结果讨论
1、 粘合配方中配入新型钴盐粘合剂等钴盐，胶料的硬度提高，弹性有所降低，耐老化性能较差，Rc—11及680C尤为严重，对其他物理机械性能无明显影响。
2、 配有新型钴盐粘合剂的胶料，能显著的提高与钢丝帘线的粘着强度及附胶量。因为钴盐又是一种较强的氧化催化剂，用量不易过高。试验表明，只要用量得当，例如钴含量不超过0。25份，在较高的硫化温度和较深的硫化程度下，粘着强度稳定并附胶良好。
3、 新型钴盐、Rc—11、680C等新品种钴盐，与液体粘合剂环烷酸钴相比，其粘合强度及附胶状况相似，胶料硫化特性及一般物理机械性能也相近，但新品种新型粘合剂呈块状或片状，粉尘飞扬轻，称量准确，运输方便，工业卫生好，为工业化生产应用提供了条件。
五、结语
新型钴盐粘合剂，能显著的提高胶料与钢丝帘线的粘着强度及附胶量，形成的粘合键在较高的硫化温度及较深的硫化程度下都比较稳定。同环烷酸钴等其他品种一样，对胶料有较明显的氧化催化作用，胶料的耐老化性能也比较好。
山东曲阜 朱明君 13153759688 Email:yshzmj828@.com
发表时间：2015-09-08
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