全鋼載重子午線輪胎全溴化丁基橡膠氣密層膠的性能研究

汪陽升，鄧 涌，劉軍華，楊 陽，唐清華

[雙錢集團（重慶）輪胎有限公司，重慶 400900]

隨著交通路況條件的改善和輪胎技術的不斷發展，無內胎輪胎需求量增大，客車用全鋼載重子午線輪胎翻新次數一般要求達到2～3次，使用壽命達到2～3年，因此其氣密層膠的性能非常重要。

傳統氣密層膠的主體材料采用溴化丁基橡 膠（BIIR）與天然橡膠（NR）并用，其優點是膠料加工性能好、不易焦燒、自粘性好、接頭不易脫開。為提高氣密層膠的氣密性和耐熱老化性能，延長輪胎的使用壽命，本工作全鋼載重子午線輪胎氣密層膠主體材料全部采用BIIR，研究與BIIR/NR氣密層膠相比，BIIR氣密層膠的物理性能和加工性能變化。

1 實驗

1.1 主要原材料

BIIR，牌號2302，浙江信匯合成新材料有限公司產品；NR，牌號GSR9710，云南高深集團有限公司產品；炭黑N660，曲靖眾一精細化工有限公司產品。

1.2 主要設備與儀器

XM-370型密煉機，大連橡膠塑料機械股份有限公司產品；GK-255型密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司產品；M2000型門尼粘度儀、C2000E型無轉子硫化儀和T2000E型電子拉力試驗機，北京友深電子儀器有限公司產品。

1.3 配方

配方如表1所示。

表1 配方 份

1.4 混煉工藝

BIIR/NR膠料混煉分2段進行。一段混煉在XM-370型密煉機中進行，混煉工藝為：NR和 BIIR（40 r·min-1，30 s）→炭黑和小料（30 s）→環烷油→排膠（30 r·min-1，141℃）。二段混煉在GK-255型密煉機中進行，混煉工藝為：一段混煉膠（25 r·min-1，40 s）→硫黃、促進劑和氧化鋅（40 s）→提壓砣，壓壓砣→提壓砣，壓壓砣→排膠（20 r·min-1，104 ℃）。

BIIR膠料采用與BIIR/NR膠料相同的2段混煉工藝時，一段排膠后發現部分BIIR和樹脂未分散，因此將混煉工藝改為3段混煉工藝。一段、二段混煉在XM-370型密煉機中進行。一段混煉工藝為：BIIR（40 r·min-1，30 s）→60份炭黑和小料（34 s）→環烷油→排膠（30 r·min-1，137 ℃）。二段混煉工藝為：一段混煉膠（40 r·min-1，20 s）→5份炭黑（30 s）→提壓砣，壓壓砣→排 膠（20 r·min-1，135 ℃）。三段混煉在GK-255型密煉機中進行，混煉工藝為：二段混煉膠、硫黃、促進劑和氧化鋅（25 r·min-1，40 s）→提壓砣，壓壓 砣（40 s）→提壓砣，壓壓砣→排膠（20 r·min-1，104 ℃）。

1.5 性能測試

膠料性能測試按照相應國家標準進行。

2 結果與討論

2.1 物理性能

膠料物理性能如表2所示。從表2可以看出，與BIIR/NR膠料相比，BIIR膠料的門尼粘度低，焦燒時間縮短，拉斷伸長率較高，耐熱老化性能較好。

表2 BIIR/NR膠料與全BIIR膠料性能對比

2.2 加工性能

BIIR膠料分別采用了2段混煉工藝和3段混煉工藝，混煉工藝性能如表3所示。從表3可以看出，采用2段混煉工藝的BIIR膠料分散性差，采用3段混煉工藝的BIIR膠料分散均勻、表面光滑，混煉膠質量提升，最終排膠溫度低。

表3 BIIR膠料混煉工藝性能

壓延半成品表面如圖1所示，成型接頭貼合質量如圖2所示。從圖1和圖2可以看出：BIIR膠料采用2段混煉工藝，壓延半成品表面毛糙，即使在接頭處粘貼膠片，成型仍然接頭彈開，自粘性差；采用3段混煉工藝的壓延半成品表面光滑，成型接頭無彈開現象，自粘性顯著提高。

圖1 BIIR膠料壓延半成品外觀對比

圖2 BIIR半成品成型接頭的貼合質量

2.3 氣密性

按照GB/T 1038—2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性測試方法 壓差法》測試膠料的氣密性，試驗結果如表4所示。

從表4可以看出，按透氣系數計算，BIIR膠料的氣密性比BIIR/NR膠料提高25.6%。因此BIIR氣密層厚度可以適當減小，以滿足輪胎輕量化和降低成本的要求。

表4 膠料氣密性試驗結果

3 結語

全鋼載重子午線輪胎氣密層膠的主體材料全部采用BIIR，氣密層的耐熱老化性能和氣密性明顯提高，可大大減少氧和臭氧滲入胎體，延長輪胎使用壽命。