配方優化解決雪地輪胎胎面花紋圓角

王中江，鄭 濤，李民軍，李海艷，龍飛飛

（山東豐源輪胎制造股份有限公司，山東 棗莊 277300）

雪地輪胎通常用于冰雪、濕滑路面，其低溫下的硬化程度低于全天候輪胎，配方中通常提高天然橡膠（NR）和白炭黑比例，以增加輪胎的耐寒性和柔順性[1]，保證低溫狀態下輪胎有效的抓著力。雪地輪胎的胎面花紋有更多細小的紋路，用以增強積雪路面上的抓著力，同時提高潮濕雨水條件下的排水能力，降低濕地滑胎風險。半鋼輪胎生產過程中，隨著輪胎花紋紋路的增多，花紋圓角成為多發的返修病象，是生產企業亟待解決的問題。

本工作對雪地輪胎胎面配方體系進行優化調整，以期改善雪地輪胎生產過程中出現的花紋圓角問題。

1 實驗

1.1 主要原材料

NR，TSR20，泰國進口產品；溶聚丁苯橡膠（SSBR，牌號RC2557S）和順丁橡膠（BR，牌號9000），北京四聯創業化工有限公司產品；炭黑，江西黑貓炭黑股份有限公司產品；白炭黑，卡博特公司產品；環保油，中國石化齊魯石油化工公司產品；硅烷偶聯劑，南京曙光化工集團有限公司產品；硬脂酸，上海嘉定振新助劑廠產品；防焦劑，山東陽谷華泰化工股份有限公司產品；硫黃和促進劑CZ，山東尚舜化工有限公司產品。

1.2 配方

雪地輪胎優化前后胎面配方如表1所示。

表1 雪地輪胎優化前后胎面配方 份

1.3 主要設備和儀器

F305和XM-270型密煉機，軟控股份有限公司產品；1 295.4 mm（51英寸）液壓硫化機，韓國東和產機株式會社產品；MV3000型門尼粘度儀，德國Montech公司產品；Zwick Z010型拉力試驗機和Z3130型硬度計，德國Zwick公司產品；VMA橡膠流動性測試儀，特拓（青島）輪胎技術有限公司產品。

1.4 試樣制備

采用傳統煉膠工藝生產雪地輪胎胎面膠，煉膠工藝如表2所示。

表2 雪地輪胎胎面膠煉膠工藝

1.5 性能測試

膠料各項性能均按照相應國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 硫化特性

配方優化前后胎面膠膠料的硫化特性如表3所示。

表3 配方優化前后胎面膠膠料的硫化特性

從表3可以看出：配方優化后混煉膠的門尼粘度和焦燒時間總體接近；硫化特性除MH略提高外，其他數據差異不大，在工藝控制標準范圍內。這表明，雪地輪胎胎面配方優化后滿足現行加工工藝性能及硫化工藝性能的要求。

2.2 物理性能

配方優化前后胎面膠膠料的物理性能如表4所示。

從表4可以看出：雪地輪胎胎面配方優化后，膠料硬度增大；定伸應力呈略提高趨勢，提高幅度在6%以內；拉伸強度提高約11%；拉斷伸長率提高約8%，其他物理性能基本持平。拉伸強度和拉斷伸長率的提高有利于改善前期膠毛易斷裂導致的花紋圓角問題。

表4 配方優化前后胎面膠膠料的物理性能

胎面配方優化前后的胎面花紋分別如圖1和2所示。胎面配方經過優化調整后，膠料的流動性得到提升，采用VMA橡膠流動性測試儀檢測，膠料流動性值提高約50%。成品輪胎花紋圓角返修病象得到明顯改善，胎面配方優化調整前，花紋塊排氣孔膠毛高度在0～8 mm之間波動，胎面配方優化調整后，花紋塊排氣孔膠毛高度均勻，均達到8 mm。

圖1 胎面配方優化前花紋圓角示意

圖2 胎面配方優化后花紋圓角示意

3 結論

提高雪地輪胎胎面膠中白炭黑用量的同時加入NR，優化后胎面膠拉伸強度和拉斷伸長率均提高，成品輪胎花紋圓角返修病象得到有效控制。