ZnO 是硫黄硫化橡胶配方中的通用活化剂。与硬脂酸配合使用，生成可溶性硬脂酸锌络合物，催化促进剂多硫化物的生成——这是硫黄交联的速率决定步骤。广泛用于轮胎、输送带、鞋底、软管和工业橡胶制品。
该应用中使用氧化锌的理由
逐项解析 ZnO 在最终配方中的功能作用。
- 活化络合物的生成 — ZnO 与硬脂酸原位反应，生成可溶性硬脂酸锌，使硫黄促进剂溶解，产生活性多硫化物种，从而对聚合物链进行交联。
- 加速硫化速率 — 缺少 ZnO 时，在标准硫化温度（140–160 °C）下硫黄硫化速率极慢，无法满足商业生产需求。正确活化后，硫化时间缩短 5–10 倍，实现商业化生产节奏。
- 网络密度调控 — ZnO 用量间接调控交联密度——用量不足时胶料欠硫（低模量、热老化性差），过量时可能喷霜并浪费成本。
- 耐热与老化抗性贡献 — 除硫化活化外，ZnO 还提升热稳定性，并在氯丁橡胶和卤化丁基体系中充当温和 HCl 清除剂，延长储存寿命。
推荐牌号与用量
根据生产工艺选择合适的纯度等级和表面处理方式。
推荐牌号
橡胶级氧化锌
ZnO 含量 ≥99.7%，D50 受控（0.3–0.6 μm），低筛余物。Pb ≤30 ppm 满足轮胎和输送带整车配套规格的 REACH 要求。
标准用量
3 – 5 phr（每百份橡胶份数）
活性 ZnO 选项
1.5 – 2 phr（BET 30–60 m²/g——用量减少 30–50%）
协同活化剂
硬脂酸 1 – 2 phr（溶解不可缺少）
相容聚合物
NR、IR、SBR、BR、NBR、EPDM、IIR、CR
配方与工艺说明
来自生产实践的操作参数和过程控制要点。
硫化温度
140 – 180 °C（因胶料而异）
混炼顺序
ZnO + 硬脂酸在母炼胶阶段加入；切勿与硫黄同时加入（焦烧风险）
开炼混合时间
加入 ZnO 后 2 – 4 min 再加入精细硫化包
分散目标
硫化件中 >5 μm 团聚体 <3 vol%
常用协同助剂
MBT、MBTS、CBS、TBBS 促进剂；硫黄 0.5 – 3 phr
储存
密封袋装，<30 °C，RH <70%——ZnO 会缓慢吸收大气中的 CO₂
常见问题
+为什么硬脂酸与 ZnO 配合使用不可缺少？
ZnO 单独使用在橡胶中不溶；硬脂酸在混炼温度下与 ZnO 反应生成硬脂酸锌，后者可溶于聚合物基体中。可溶性锌才能活化促进剂。若无硬脂酸，ZnO 仅作为惰性填料，硫化效果与无活化剂基本相同。
+在环保压力下 ZnO 用量能否降低？
可以——活性 ZnO（BET 30–60 m²/g）以约 1:2 的比例替代标准 ZnO，同时提供相同的活化水平。欧盟和加州法规越来越严格限制废水中的锌排放，因此降低用量是战略重点。活性牌号可将用量减少 30–50%，废水中的锌排放量等比例下降，在高用量配方中成本持平甚至节省。
+ZnO 会导致橡胶变色或喷霜吗？
标准 ZnO 用量 5 phr 以上，在老化后可能在深色或黑色橡胶上产生白色喷霜。低用量活性 ZnO 可显著减少喷霜。对于浅色配方（白色鞋底、透明制品），建议使用表面处理或活性牌号。
+橡胶级和陶瓷级 ZnO 有何区别？
橡胶级 D50 受控（0.3–0.6 μm），低铅（≤30 ppm），但未针对烧结优化。陶瓷级粒度分布更严格，以保证烧制收缩的一致性。将陶瓷级用于橡胶是价格溢价的浪费；将橡胶级用于陶瓷则会导致烧结密度不一致。