分散劑WB16在全鋼載重子午線輪胎胎面膠中的應(yīng)用

高冬蘭，崔玉葉

（江蘇通用科技股份有限公司，江蘇 無錫 214199）

70%的丁苯橡膠（SBR）用于輪胎工業(yè)。SBR的耐磨性能優(yōu)于天然橡膠（NR），抗?jié)窕阅芎茫瑵L動(dòng)阻力低，但加工性能不如NR。當(dāng)胎面膠中SBR用量超過50份時(shí)，混煉過程中會(huì)出現(xiàn)膠料粘密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的現(xiàn)象，影響混煉效果。分散劑WB16是由飽和脂肪酸鈣皂及脂肪酰胺組成的混合物，可以改善膠料的流動(dòng)性能和內(nèi)部潤滑性，降低生膠門尼粘度和加工過程中膠料與金屬表面接觸的摩擦力，減少膠料與開煉機(jī)輥筒、密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的粘連現(xiàn)象，改善膠料的加工性能。

本工作將分散劑WB16添加到全鋼載重子午線輪胎SBR/NR胎面膠中，以解決SBR在密煉機(jī)中混煉時(shí)粘轉(zhuǎn)子的問題。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

NR，牌號(hào)RSS3，昆明高深化工有限公司產(chǎn)品；SBR，牌號(hào)1500，中國石化齊魯石油化工股份有限公司產(chǎn)品；炭黑N134，上海卡博特化工有限公司產(chǎn)品；分散劑WB16，美國Struktol公司產(chǎn)品[彤程化學(xué)（上海）有限公司提供]。

1.2 主要設(shè)備與儀器

XSK-150型開煉機(jī)，莊河橡膠機(jī)械有限公司產(chǎn)品；KD-1-5型密煉機(jī)，利拿機(jī)械工業(yè)股份有限公司產(chǎn)品；BB430型密煉機(jī)，神戶制鋼有限公司產(chǎn)品；GK 255N型密煉機(jī)，益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；MV2000型門尼粘度計(jì)和MDR2000型硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；XLB-Q型平板硫化機(jī)，浙江湖州東方機(jī)械有限公司產(chǎn)品；JGL-100型橡膠屈撓龜裂試驗(yàn)機(jī)，江都市精藝試驗(yàn)機(jī)械有限公司產(chǎn)品；AI-2000M型拉力試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；401A型熱空氣老化箱，江都市真威試驗(yàn)機(jī)械有限責(zé)任公司產(chǎn)品。

1.3 配方

生產(chǎn)配方：SBR，70；NR，30；炭黑N134，50；氧化鋅，3.5；硬脂酸，2；抗裂口樹脂，1.3；防老劑，1.8；促進(jìn)劑，1.6；硫黃，1.2；防焦劑，0.2。

試驗(yàn)配方：除添加0.2份分散劑WB16外，其它同生產(chǎn)配方。

1.4 混煉工藝

1.4.1 小配合試驗(yàn)

小配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉采用3段混煉工藝。

一段和二段混煉在KD-1-5型密煉機(jī)中進(jìn)行，初始溫度100 ℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60 r·min－1。一段混煉工藝為：生膠塑煉氧化鋅、硬脂酸、樹壓砣，混煉提壓砣，混煉排膠（150±5）℃；二段混煉工藝為：（150±5）℃。

終段混煉在開煉機(jī)上進(jìn)行，工藝為：二段混煉膠→輥距調(diào)至4 mm→包輥促進(jìn)劑、硫黃和防焦劑→混煉左右各割刀3次→打三角包6次（最小輥距）→打卷4次→下片。

1.4.2 大配合試驗(yàn)

大配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉采用3段混煉工藝。

一段和二段混煉在BB430型密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速55 r·min－1，壓砣壓力0.55 MPa。一段混煉工藝為：生膠、3/5炭黑和部分小料→壓壓砣剩余2/5炭黑→壓壓砣排膠（150±5）℃→停放8 h；二段混煉工藝為：一段混煉膠、剩余小料→壓壓砣提壓砣→壓壓砣提壓砣→壓壓砣1→40s排膠（150±5）℃→停放8 h。

終煉在GK255N型密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速25 r·min－1，壓砣壓力0.55 MPa。工藝為：二段混煉膠、促進(jìn)劑和硫黃→提壓砣排膠（90±5）℃→停放8 h。

混煉膠在室溫下放置24 h后用平板硫化機(jī)硫化，硫化條件為160 ℃×90 min。

1.5 性能測(cè)試

膠料各項(xiàng)性能均按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化分析

分散劑WB16的理化分析結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，分散劑WB16的理化性能符合企業(yè)技術(shù)指標(biāo)要求。

表1 分散劑WB16的理化分析結(jié)果

2.2 小配合試驗(yàn)

小配合試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的門尼粘度降低，ML和MH相近，焦燒時(shí)間和t90延長，拉斷伸長率增大，耐磨性能提高。總的來說，試驗(yàn)配方膠料的綜合性能優(yōu)于生產(chǎn)配方膠料。

表2 小配合試驗(yàn)結(jié)果

2.3 大配合試驗(yàn)

大配合試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

表3 大配合試驗(yàn)結(jié)果

2.4 工藝性能

混煉工藝性能：與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的混煉工藝相同，混煉時(shí)膠料粘密煉機(jī)轉(zhuǎn)子問題大大減輕，膠料混煉效率和混煉均勻性提高。

擠出工藝性能：用試驗(yàn)配方膠料試制12.00R20全鋼載重子午線輪胎胎面膠，膠料加工工藝性能良好，胎面擠出過程未發(fā)現(xiàn)異常，半成品尺寸符合工藝要求。

試驗(yàn)配方膠料的成型工藝和硫化工藝與生產(chǎn)配方膠料相同。

2.5 成品輪胎性能

用試驗(yàn)配方膠料試制了一批千里馬牌12.00R20 18PR XR638輪胎，成品輪胎進(jìn)行室內(nèi)耐久性能試驗(yàn)，并與生產(chǎn)配方膠料輪胎對(duì)比，結(jié)果見表4。從表4可以看出，試驗(yàn)輪胎的耐久性能略優(yōu)于生產(chǎn)輪胎，使用壽命延長。

表4 成品輪胎耐久性能試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

在全鋼載重子午線輪胎SBR/NR胎面膠中添加分散劑WB16，混煉時(shí)膠料粘密煉機(jī)轉(zhuǎn)子問題明顯減輕，膠料混煉效率和混煉均勻性提高；膠料的門尼粘度降低，耐磨性能提高，定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度變化不大；成品輪胎耐久性能提高。