內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ在半鋼子午線輪胎胎側(cè)膠中的應(yīng)用

陳美華，周建強(qiáng)，高小剛

（江蘇卡歐化工股份有限公司，江蘇 宜興 214204）

橡膠脫模劑的主要功能是使橡膠制品易于脫模，防止制品強(qiáng)行取出時(shí)損傷。脫模劑的隔離脫模效果取決于其表面性質(zhì)，其顯著特點(diǎn)是臨界表面張力小，難以被液體潤(rùn)濕。脫模劑一般分為外用型和內(nèi)用型兩種。

傳統(tǒng)脫模劑一般為外用型脫模劑（涂敷在模腔表面），簡(jiǎn)稱外脫模劑，也稱隔離劑，主要包括滑石粉、云母粉、皂類化合物、石蠟、聚四氟乙烯和硅油等。這些外脫模劑有一定的脫模效果，但易形成模垢，對(duì)模具有腐蝕性，價(jià)格較昂貴且噴涂操作復(fù)雜，應(yīng)用局限性大。

內(nèi)用型脫模劑，簡(jiǎn)稱內(nèi)脫模劑，一般都以助劑形式加入膠料，在硫化時(shí)部分遷移到制品表面形成隔離膜，有利于橡膠制品脫模，且隔離膜不會(huì)脫落形成模垢，可以保持模具清潔。同時(shí)，內(nèi)脫模劑還有助于膠料流動(dòng)，降低由橡膠分子內(nèi)摩擦引起的生熱，因此，內(nèi)脫模劑受到輪胎等橡膠制品行業(yè)用戶的青睞，已經(jīng)成為脫模劑發(fā)展的主流產(chǎn)品。目前應(yīng)用較普遍的內(nèi)脫模劑主要有脂肪酸鹽、陽(yáng)離子型表面活性劑、金屬皂基混合物以及低相對(duì)分子質(zhì)量的聚乙烯等。

從生產(chǎn)過(guò)程來(lái)看，半鋼子午線輪胎生產(chǎn)線無(wú)專門的外脫模劑噴涂設(shè)備，一般采用手工涂刷或噴壺噴涂的方式給胎坯涂覆外脫模劑，外脫模劑的噴涂量很難控制，易造成成品輪胎胎側(cè)出現(xiàn)重皮和裂口等質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，外脫模劑易使模具臟污，噴涂液中的炭黑對(duì)生產(chǎn)環(huán)境污染嚴(yán)重，且外脫模劑價(jià)格較高。基于以上問(wèn)題，目前很多輪胎企業(yè)在子午線輪胎胎側(cè)膠中添加內(nèi)脫模劑，取消了對(duì)胎坯胎側(cè)噴涂外脫模劑。

內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ為表面活性劑、脂肪酸鋅皂、潤(rùn)滑劑和特種烴類的混合物，為一種具有潤(rùn)滑和離模作用的功能助劑。其通過(guò)改善橡膠分子內(nèi)部和橡膠與金屬界面間的滑動(dòng)，有利于解決膠料加工過(guò)程中因橡膠分子內(nèi)部摩擦及橡膠與加工機(jī)械和模具間的粘合而引起的問(wèn)題，使成品輪胎外觀缺陷大幅降低，表面光潔度提高。

本工作研究?jī)?nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ在半鋼子午線輪胎胎側(cè)膠中的應(yīng)用，為其工業(yè)化應(yīng)用提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SVR 3L，上海三連實(shí)業(yè)有限公司提供；順丁橡膠（BR），牌號(hào)9000，中國(guó)石化齊魯石化公司產(chǎn)品；沉淀法白炭黑，福建正盛無(wú)機(jī)材料股份有限公司產(chǎn)品；炭黑N330和N660，無(wú)錫雙誠(chéng)炭黑有限公司產(chǎn)品；內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ，江蘇卡歐化工股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

生產(chǎn)配方：NR/BR 100，炭黑N330/N660 50，氧化鋅 4.5，硬脂酸 2.5，增粘樹(shù)脂 2，防護(hù)蠟 3.5，防老劑 4.5，芳烴油 8，硫黃和促進(jìn)劑 3，其他 12。試驗(yàn)配方：除添加2份內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ以外，其他組分和用量與生產(chǎn)配方相同。

1.3 主要設(shè)備與儀器

XK-160型開(kāi)煉機(jī)和MN型硫化成型機(jī)，無(wú)錫中凱橡塑機(jī)械有限公司產(chǎn)品；F270型密煉機(jī)，江蘇雙能科技有限公司產(chǎn)品；GT-M2000A型無(wú)轉(zhuǎn)子橡膠硫化儀，中國(guó)臺(tái)灣高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；ZWM-Ⅲ型橡膠門尼粘度儀、LX-A型邵氏橡膠硬度計(jì)、DL-D型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和401-A型老化試驗(yàn)箱，江都市新真威試驗(yàn)機(jī)械有限責(zé)任公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

1.4.1 小配合試驗(yàn)

小配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉在開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行。將開(kāi)煉機(jī)輥距調(diào)至0.5～l mm，混煉工藝為：NR→塑煉10 min→BR→混煉均勻→硬脂酸、氧化鋅和內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ等小料→分批加入炭黑→芳烴油→促進(jìn)劑和硫黃→薄通→打三角包3～6次→調(diào)大輥距→下片，混煉膠停放16 h。

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F270型密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40 r·min-1，混煉工藝為：生膠→硬脂酸、氧化鋅和內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ等小料→芳烴油→炭黑→排膠（135～145℃），混煉膠停放8 h。二段混煉在開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行，混煉工藝為：一段混煉膠→硫黃和促進(jìn)劑→薄通→打三角包→下片，混煉膠停放24 h。

1.5 性能測(cè)試

膠料各項(xiàng)性能測(cè)試均按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化性能

內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ為回旋冷凝鋼帶造粒技術(shù)制得，為半球狀融滴型顆粒，具有環(huán)保無(wú)粉塵、便于準(zhǔn)確稱量、加工和儲(chǔ)運(yùn)方便等特點(diǎn)。內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ的理化性能見(jiàn)表1。從表1可以看出，內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ的理化性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ的理化性能

2.2 小配合試驗(yàn)

小配合試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，添加內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ的試驗(yàn)配方膠料的門尼粘度降低，這是由于內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ具有良好的內(nèi)外潤(rùn)滑功能，對(duì)橡膠分子產(chǎn)生潤(rùn)滑作用，橡膠分子鏈內(nèi)聚力降低，膠料流動(dòng)性提高。

表2 小配合試驗(yàn)結(jié)果

從表2還可以看出：試驗(yàn)配方膠料的FL較小，說(shuō)明膠料流動(dòng)性更佳，加工性能好；Fmax相當(dāng)，表明內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ基本不影響膠料的交聯(lián)密度；t10和t90均略有延長(zhǎng)，表明內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ有利于膠料在模腔內(nèi)流動(dòng)，且對(duì)硫化速度影響不大。

從表2還可以看出：試驗(yàn)配方膠料的拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率和撕裂強(qiáng)度提高，這可能是由于內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ對(duì)填料表面有一定浸潤(rùn)，可以提高填料與橡膠基體的結(jié)合程度；生熱明顯降低，這可以使輪胎使用時(shí)胎側(cè)的內(nèi)部溫度降低，不易出現(xiàn)鼓包、脫層與爆破現(xiàn)象，輪胎使用安全性能提高；其他性能變化不大。

2.3 大配合試驗(yàn)

大配合試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的FL較小，F(xiàn)max相當(dāng)，拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率和撕裂強(qiáng)度提高，生熱降低，其他性能基本相當(dāng)。總的來(lái)看，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 成品輪胎質(zhì)量

添加內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ的胎側(cè)膠流動(dòng)性和分散均勻性改善，外觀光潔度和平整度提升。用生產(chǎn)配方和試驗(yàn)配方胎側(cè)膠試制4個(gè)規(guī)格半鋼子午線輪胎，試驗(yàn)時(shí)間為8 d，胎側(cè)缺膠的成品輪胎數(shù)量見(jiàn)表4。從表4可以看出，胎側(cè)膠添加內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ可以明顯減小胎側(cè)缺膠的成品輪胎數(shù)量，改善輪胎外觀質(zhì)量，提高輪胎一次合格率。

表4 胎側(cè)缺膠的成品輪胎日均條數(shù)

3 結(jié)論

（1）內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ具有良好的內(nèi)外潤(rùn)滑功能，添加內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ的半鋼子午線輪胎胎側(cè)膠門尼粘度降低，F(xiàn)L減小，F(xiàn)max基本不變，拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率和撕裂強(qiáng)度提高，生熱降低，其他性能變化不大。

（2）內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ可以明顯減少半鋼子午線輪胎胎側(cè)缺膠問(wèn)題，改善輪胎外觀質(zhì)量，提高輪胎一次合格率。

內(nèi)脫模劑AT-16-Ⅲ已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外多家輪胎企業(yè)子午線輪胎的胎側(cè)膠和胎面膠中，大幅減小了輪胎生產(chǎn)的外噴涂劑用量，提高了輪胎的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。