2200dtex/2 E90聚酯簾布在載重輪胎胎體中的應(yīng)用

張清玉，張中賽

（1.中策橡膠集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 311607；2.天津理工大學(xué)，天津 300100）

隨著對(duì)高性能輪胎的要求越來越高，新型原材料成為輪胎企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段。載重輪胎主要采用錦綸簾布作為纖維骨架材料，但錦綸簾布變形大、模量低、尺寸穩(wěn)定性差，易使輪胎出現(xiàn)平點(diǎn)。在載重輪胎胎體中用聚酯簾布作為骨架材料，有利于提高胎體強(qiáng)度和輪胎耐久性能，并降低生產(chǎn)成本。

2200dtex/2 E90聚酯簾布具有高模量低收縮性，耐熱性能、耐疲勞性能和抗沖擊性能好，目前主要用作子午線輪胎胎體的骨架材料，能夠提高輪胎強(qiáng)度性能、耐久性能、高速性能和安全性能，并實(shí)現(xiàn)輪胎輕量化[1-2]。其不足之處是聚酯簾布易胺解，滯后損失大，與橡膠粘合性能差，因此對(duì)胎體膠的配方優(yōu)化尤其重要[3]。

本工作主要研究2200dtex/2 E90聚酯簾布在載重輪胎胎體中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

2200dtex/2 E90聚酯簾布（以下簡(jiǎn)稱聚酯簾布），浙江海利得新材料股份有限公司產(chǎn)品；2100dtex/2錦綸6簾布（以下簡(jiǎn)稱錦綸簾布），市售品。

1.2 胎體膠配方

生產(chǎn)配方：生膠 100，炭黑N330/炭黑N660/ECO炭黑 40，活性劑 10，粘合增進(jìn)劑AIR-01/粘合劑A/粘合劑RE 6，操作油 4，防老劑4020 2，充油硫黃/促進(jìn)劑NS/促進(jìn)劑DTDM 3.3。

試驗(yàn)配方：用防老劑A/BLE等量替代防老劑4020。

1.3 主要設(shè)備與儀器

XK-160型開煉機(jī)、50 t平板硫化機(jī)和XY-4S-1800型四輥壓延機(jī)，廣東湛江機(jī)械廠產(chǎn)品；F370和GK255型密煉機(jī)，大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司產(chǎn)品；C200E型硫化儀，北京友深電子儀器有限公司產(chǎn)品；UT-2620型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，優(yōu)肯科技股份有限公司產(chǎn)品；輪胎耐久性能試驗(yàn)機(jī)，天津久榮車輪技術(shù)有限公司產(chǎn)品。

1.4 膠料混煉

1.4.1 小配合試驗(yàn)

小配合試驗(yàn)?zāi)z料在XK-160型開煉機(jī)上混煉，混煉工藝為：生膠→塑煉→薄通3次→小料→左右割刀3次→炭黑→粘合劑→操作油→硫黃和促進(jìn)劑→薄通6次→下片（膠片厚2 mm）。

1.4.2 大配合試驗(yàn)

大配合試驗(yàn)?zāi)z料分兩段混煉。一段混煉在F370型密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為55 r·min-1，混煉工藝為：生膠→塑煉→小料→炭黑→粘合劑→操作油（125 ℃）→排膠（155 ℃）。二段混煉在GK255型密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為35 r·min-1，混煉工藝為：一段混煉膠→硫黃和促進(jìn)劑→壓壓砣提壓砣→壓壓砣提壓砣→壓壓砣提壓砣→排膠。

1.5 性能測(cè)試

膠料性能測(cè)試按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 胎體膠性能

防老劑受熱時(shí)易分解，使胎體膠與簾布之間的粘合強(qiáng)度降低。胎體膠的物理性能如表1所示。從表1可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的物理性能和老化前H抽出力相當(dāng)，老化后H抽出力保持率較大，說明胎體膠采用防老劑A/BLE作防護(hù)體系，對(duì)其與聚酯簾布的粘合性能有利。

表1 胎體膠的物理性能

為進(jìn)一步分析胎體膠與簾布的粘合性能，將膠料與聚酯簾布和錦綸簾布貼合（沿簾線方向）制成200 mm×20 mm的試樣，測(cè)試膠料與簾布的粘合強(qiáng)度，結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，老化前后膠料與聚酯簾布的粘合強(qiáng)度均大于膠料與錦綸簾線的粘合強(qiáng)度。

表2 胎體膠與簾布的粘合強(qiáng)度 kN·m-1

2.2 壓延聚酯簾布厚度均勻性

從寬度約為200 mm的壓延聚酯簾布上均勻取16個(gè)點(diǎn)測(cè)其厚度，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，壓延聚酯簾布厚度均一性較好，壓延聚酯簾布厚度為（1.19±0.03） mm，符合生產(chǎn)工藝要求。

圖1 壓延覆膠聚酯簾布厚度

上下覆膠厚度對(duì)壓延簾布性能有一定影響，一般要求壓延簾布上下覆膠厚度均勻。裁取1條寬度約為120 mm的壓延聚酯簾布，將其疊成3層，壓實(shí)后用剪刀剪取截面，并用數(shù)碼照相機(jī)拍照，截面照片如圖2所示。從圖2可以看出，壓延聚酯簾布上下覆膠厚度比為0.90～1.10，符合壓延簾布覆膠厚度要求。

圖2 壓延聚酯簾布（3層疊合）截面照片

2.3 停放時(shí)間對(duì)壓延聚酯簾布含水率的影響

將壓延聚酯簾布用襯布卷曲并停放，測(cè)定不同停放時(shí)間聚酯簾布的含水率。試樣C的停放溫度為32 ℃，濕度為72%；試樣D的停放溫度為23 ℃，濕度為80%。停放時(shí)間對(duì)壓延聚酯簾布含水率的影響如圖3所示。從圖3可以看出：隨著停放時(shí)間延長(zhǎng)，壓延聚酯簾布的含水率提高，停放時(shí)間達(dá)到48 h后，壓延聚酯簾布的吸水率趨于平穩(wěn)；放置于濕度大的環(huán)境中的試樣D吸水率較大。一般來說，濕度每提高1%，壓延聚酯簾布每小時(shí)吸水率提高0.001 8%，按工藝要求壓延聚酯簾布的含水率應(yīng)小于1%，壓延聚酯簾布貯存濕度需控制在50%以下。與錦綸簾布?jí)貉?4 h后易出現(xiàn)松緊邊和含水率大于1%相比，聚酯簾布不易受潮。

圖3 停放時(shí)間對(duì)壓延聚酯簾布含水率的影響

2.4 聚酯簾布?jí)貉铀俣葘?duì)輪胎耐久性能的影響

為研究胎體聚酯簾布?jí)貉铀俣葘?duì)輪胎耐久性能的影響，采用不同速度壓延聚酯簾布，并制備3種規(guī)格的成品載重輪胎各兩條。

壓延速度對(duì)聚酯簾布厚度和粘合強(qiáng)度的影響見表3。從表3可以看出：隨著壓延速度提高，聚酯簾布的厚度減小；試樣1偏厚，超過胎體壓延簾布的標(biāo)準(zhǔn)厚度[（1.19±0.03） mm]，但其覆膠較多，粘合強(qiáng)度較大；試樣2與試樣3的厚度基本相當(dāng)，在胎體壓延簾布標(biāo)準(zhǔn)厚度范圍內(nèi)，且粘合強(qiáng)度相差不大。

表3 壓延速度對(duì)聚酯簾布厚度和粘合強(qiáng)度的影響

采用聚酯簾布胎體的成品輪胎的耐久性能如表4所示。從表4可以看出：隨著聚酯簾布?jí)貉铀俣忍岣撸善份喬?yīng)力損壞點(diǎn)從緩沖層-胎面間轉(zhuǎn)移到胎體外部-內(nèi)部間；試驗(yàn)輪胎1和2的胎體均無損壞，說明降低聚酯簾布?jí)貉铀俣扔欣谔岣咛ンw膠與簾布的粘合強(qiáng)度。

表4 聚酯簾布胎體成品輪胎的耐久性能

用壓延速度為45 m·min-1制備的胎體錦綸簾布與胎體聚酯簾布試制同規(guī)格成品輪胎（分別為試驗(yàn)輪胎4和2），并測(cè)試其耐久性能，結(jié)果如表5所示。從表5可以看出，胎體采用聚酯簾布的成品輪胎損壞部位由胎體轉(zhuǎn)移到胎體外部-內(nèi)部 之間。

表5 聚酯簾布與錦綸簾布胎體成品輪胎的耐久性能對(duì)比

3 結(jié)論

（1）胎體膠采用防老劑A/BLE，聚酯簾布覆膠厚度均勻，粘合性能好。

（2）胎體用壓延聚酯簾布含水率應(yīng)小于1%，存放時(shí)間宜在48 h內(nèi)。

（3）胎體聚酯簾布?jí)貉铀俣葘?duì)輪胎耐久性能有一定影響，綜合生產(chǎn)效率，胎體聚酯簾布適宜的壓延速度為45 m·min-1。

（4）與胎體采用錦綸簾布的載重輪胎相比，胎體采用聚酯簾布的載重輪胎胎體強(qiáng)度較大，耐久性能好。