1、新型氧化鋅在橡膠未來發展中的應用沈坤照 黃利炫 黃改娟 洛陽市藍天化工廠 471023 摘要：隨著人們生活質量的提高，加快汽車工業的發展，人們對輪胎環保性能要求越來越高，已清楚認識到鋅及重金屬含量對生態環境造成潛在危害，為緩解和解決該問題。洛陽市藍天化工廠在2005年研發一種低鋅、高效、環保、節能的新型氧化鋅，實現綠色、低碳、減排目標。它與普通氧化鋅對比試驗結果表明，它符合橡膠未來發展的要求，有很好的經濟效益和市場前景。隨著汽車工業的發展，人們對輪胎的環保性能要求越來越高，輪胎的有害金屬也越來越被汽車工業所關注，國際上更關注。如何降低輪胎中有害金屬含量已成為國際性研究的課題，氧化鋅作為橡膠硫化

2、的活性劑，硫化劑被廣泛使用，鉛、鎘等雜質是輪胎中重金屬含量的主要來源。鋅是一種接近于重金屬，當濃度高于一定值時會對環境造成污染，會對人身健康、水生、動植物造成不良影響。因此，研發一種低鋅、高效、環保、節能的新型氧化鋅來替代普通氧化鋅，納米氧化鋅是符合橡膠未來發展需要。一、氧化鋅的現狀與分析：1、普通氧化鋅99.7%沒活性，（比表面積4m2/g8m2/g）不易分散。2、活性氧化鋅：活性氧化鋅的生產工藝是用99.7%的優質氧化鋅或者以濕法氧化鋅經濟碎減小粒徑，添加分散一類的助劑，達到增加比表面積和改善分散度，但大部分比表面積在20-30 m2/g之間，質量參差不齊，含鋅量高。因此推廣使用在理論和實

3、踐上可行性不夠。3、納米氧化鋅：目前市場上推廣的納米氧化鋅其實就是濕法氧化鋅，由于粒徑小、易團聚、很難分散，要多用硬脂酸，增加成本。因此，在橡膠工業生產中不被廣泛應用。4、而洛陽市藍天化工廠在2005年成功研發納米級高反應界面活性氧化鋅，它因生產工藝獨特，使氧化鋅結構形成包敷狀，核心由活性劑組成，氧化鋅包敷在它的表面。因此，它具有高的反應界面、比表面積大（80 m2/g以上）、灼燒失量大，里面含有結晶水，分散性特別強等特點。在混煉時，它能均勻的分布在膠料表面，快速發生反應縮短混煉時間。硫化后膠料中無殘留氧化鋅。這樣真正有效地減少氧化鋅在橡膠中的用量，且保證膠制品物理機械性能不變，做到節能、環保

4、、綠色、減排，實現低碳的目標屬環保型氧化鋅。它的鋅含量只有50%-60%已獲國家發明專利。二、下面是無氧化鋅與加有不同氧化鋅膠料的性能對比1、 強力性能： （表1） 151×10'151×15'151×20'無氧化鋅99.7%中科HN-50無氧化鋅99.7%中科HN-50無氧化鋅99.7%中科HN-50拉力強度6.725.927.727.27.926.22726.37.52224.023.6伸長率611560566564626553570556613565548566300%定伸1.912.012.512.32.211.712.312.12

5、.19.110.510.2硬度32°58°59°60°32°59°60°60°33°59°60°57°2、老化性能：（表2） 項目氧化鋅品種 拉力強度伸長率M300%無氧化鋅12.75425.499.7%19.343212.9中科16.73459.5HN-5023.646214.6從（表1）（表2）可說明在橡膠工業生產中，如果不加氧化鋅，在硫化時，膠料發粘，硫化后膠料與模具粘接緊密，很難脫離膜具，膠片外觀發暗、無光澤。強力試驗結果表明：不加氧化鋅的膠料，它的拉力強度與加有氧化

6、鋅的膠料差4倍多，定伸性能差6倍多，耐老化性能很差。因此，氧化鋅在橡膠工業生產中有不可替代性。它對橡膠制品的物理機械性能起決定性作用。三、新型納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50與普通氧化對比：1、化學成份分析如下： （表3）檢測項目檢測結果HN-50普通氧化鋅氧化鋅%專利99.7%水份%0.580.25銅含量%0.00010.0003錳含量%0.00020.0005鉛含量%0.00210.0050比表面積m2/g762.3平均粒徑nm50- 2、氧化鋅在膠料配方中的實驗：2.1、實驗條件：2.1.1、實驗原料：HN-50、普通氧化鋅（大連產）；天然膠、其他原料為橡膠工業常用材料。2.1.2、

7、實驗用設備儀器；混煉設備：8"標準開放式煉膠、硫化設備350×350平板硫化機、未硫化膠及硫化性能測試用橡膠常用的測試儀器。2.1.3、鑒定膠料配方：其他配方不變只改變氧化鋅的用量。2.2、實驗結果：（表4）納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50與普通間接法氧化鋅分二組配方與未硫化膠化特性（表4）。由（表4）可說明在151時納米級高活性氧化鋅HN-50它的硫化活化作用明顯增加，它的最大轉距也明顯高于普通間接法氧化鋅。2.2.1、硫化膠物理機械性能：納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50與普通氧化鋅分二組配方試驗的物理機械性能附（表5）硫化膠物理機械性能及老化性能 附(表5）：配

8、方編號1234硫化條件151×101520101520101520101520硬度、邵爾A57°56°54°54°55°54°56°56°53°55°56°54°拉伸強度21.919.817.118.216.011.425.022.017.919.917.614.9扯斷伸長率%550.8530.9527.3487.4461.3389.2536.3504.2512.1483.3458.8417.4M300%定伸9.38.57.19.08.37.710.710.27.9

9、10.29.69.3扯斷永久變形%282424241817272725241818阿克隆磨耗g0.97900.26770.84420.2572老化性能100×24h拉伸強度Mpa18.88.919.910.4扯斷伸長率%452.6323.4436.0302.6M300%定伸11.38.012.810.2扯斷永久變形%18221918 由(表5)說明納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50在不同用量配方中它的物理機械性能已達到和超過普通氧化鋅（99.7）。如拉力強度、定伸應力等。因此納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50可以完全等量替代普通間接法氧化鋅（99.7%），且保證膠料物理機械性能不變，提高了耐磨、耐老化性能。總結：通過實驗可說明洛陽市藍天化工廠研發生產的第四代包敷狀納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50，可以完全等量替代普通氧化鋅（99.7%），具有完全相同的物理機械性能。通過試驗可說明，氧化鋅對橡膠的拉力強度、磨耗、抗老化性等其它物理性能起決定性作用。因此，氧化鋅在橡膠中具有不可替代性。從HN-50與普通氧化鋅它的比表面積可說明HN-50產品它具有高的活性、高的反應界面，提高膠料的交聯密度，是普通氧化鋅所不及的。納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50是節能、環保、高效的新型氧化鋅材料能減量應用，實用鋅量只有30%-40%，符合國際橡膠行