環保型丁苯橡膠1502E在農業子午線輪胎中的應用

李華峰

（東營市黃海輪胎有限公司，山東 東營 257336）

隨著我國農業機械的快速發展，農業機械出口量日益增多，對農業輪胎的要求越來越高。為了提高農業機械輪胎產品品質，在市場競爭中取得優勢，輪胎企業紛紛開發農業子午線輪胎，并加快應用及研發新型化工材料。

胎面和胎側是輪胎的主要受壓、受熱部件，胎面膠和胎側膠應具有良好的動態疲勞性能和耐熱老化性能。環保型丁苯橡膠（SBR）1502E是以SBR1502為研究對象，在不改變SBR合成工藝路線和基本助劑的條件下，采用各種不含亞硝胺預備體的終止劑作為聚合反應終止劑而制備的環保型SBR。環保型SBR1502E在凝聚及干燥過程中無明顯刺激性氣味，性能達到國家優級技術標準，其中亞硝胺化合物含量達到歐洲環保標準[1-2]。本工作主要研究環保型SBR1502E在農業子午線輪胎胎面膠和胎體簾布膠中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SMR20，馬來西亞產品；SBR（牌號分別為1502，1712和1502E）和順丁橡膠（BR，牌號為9000），中國石化齊魯石油化工有限公司產品；炭黑N220，N330和N660，太原三強炭黑有限公司產品。

1.2 配方

1.2.1 胎面膠

1#配方（生產配方）：SBR1502 70，SBR1712 34.8，炭黑N220 30，炭黑N330 36，氧化鋅4，硬脂酸 3，防老劑 5.5，芳烴油 10，粘合劑及其他 7，硫黃 1.8，促進劑 2.05。

2#和3#配方（試驗配方）：分別使用70和72份環保型SBR1502E替代70份SBR1502，其余同1#配方。

1.2.2 胎體簾布膠

4#配方（生產配方）：NR 70，SBR1502 20，BR 10，炭黑N330 24，炭黑N660 20，氧化鋅4，硬脂酸 2，防老劑 3.5，芳烴油 9，粘合劑3，硫黃 2.2，促進劑 1.49，其他 5。

5#和6#配方（試驗配方）：分別使用20和22份環保型SBR1502E替代20份SBR1502，其余同4#配方。

1.3 主要設備和儀器

F270型和GK255型密煉機，大連華韓密煉機公司產品；XK-160型開煉機和XLB-400×400型平板硫化機，青島鑫城一鳴橡膠機械有限公司產品；MV2000門尼粘度儀和MDR2000無轉子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產品；TH-8203S型電子式拉力機，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產品；ALPHA炭黑分散度測定儀，青島富杰科技有限公司產品；GABOMETER系列橡膠壓縮生熱試驗機，德國GABO公司產品。

1.4 試樣制備

小配合試驗膠料采用兩段混煉工藝，在開煉機上進行混煉。一段混煉加料順序為：生膠→氧化鋅、硬脂酸和防老劑等小料→炭黑→芳烴油→薄通下片，停放4 h；二段混煉加料順序為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→薄通下片。

大配合試驗膠料采用兩段混煉工藝進行混煉。一段混煉在F270型密煉機中進行，加料順序為：生膠→氧化鋅、硬脂酸和防老劑等小料→炭黑→芳烴油→排膠，停放4 h；二段混煉在GK255型密煉機中進行，加料順序為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→下片。

1.5 性能測試

膠料性能按照相應國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 環保型SBR1502E的性能

環保型SBR1502E的理化性能如表1所示。從表1可以看出，環保型SBR1502E的理化性能符合企業標準要求。

表1 環保型SBR1502E的理化性能

環保型SBR1502E的門尼粘度和拉伸性能如表2所示。從表2可以看出，環保型SBR1502E的門尼粘度和拉伸性能符合企業標準要求。

表2 環保型SBR1502E的門尼粘度和拉伸性能

2.2 小配合試驗

2.2.1 胎面膠

胎面膠小配合試驗結果見表3。

表3 胎面膠小配合試驗結果

從表3可以看出：使用環保型SBR1502E等量代替SBR1502后，膠料的門尼粘度明顯下降，回彈值增大，耐磨性能和抗撕裂性能略有提高，生熱降低，拉伸性能變化不大；環保型SBR1502E用量增大，膠料的硫化特性變化不大，門尼粘度明顯降低，拉伸性能有所下降，抗撕裂性能和耐磨性能有所下降，回彈值增大，生熱降低，耐熱老化性能變化不大。總體來看，環保型SBR1502E等量代替SBR1502膠料的性能最佳。

2.2.2 胎體簾布膠

胎體簾布膠小配合試驗結果見表4。

從表4可以看出：使用環保型SBR1502E等量代替SBR1502后，膠料門尼粘度明顯下降，回彈值增大，生熱降低，H抽出力和抗撕裂性能略有提高，拉伸性能變化不大；環保型SBR1502E用量增大，膠料的硫化特性變化不大，門尼粘度明顯下降，拉伸性能有所下降，H抽出力和抗撕裂性能有所下降，回彈值增大，生熱降低，耐熱老化性能變化不大。總體來看，環保型SBR1502E等量代替SBR1502膠料的性能最佳。

表4 胎體簾布膠小配合試驗結果

2.3 大配合試驗

2.3.1 胎面膠

為了進一步驗證小配合試驗結果，對1#和2#配方胎面膠進行大配合試驗，試驗結果見表5。從表5可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的硫化特性和拉伸性能相差不大，門尼粘度降低3.6%，撕裂強度提高2.5%，阿克隆磨耗量減小10%，生熱降低11%，回彈值略有增大，耐熱空氣老化性能變化不大。大配合試驗結果與小配合試驗結果基本一致。

表5 胎面膠大配合試驗結果

2.3.2 胎體簾布膠

對4#和5#配方胎體簾布膠進行大配合試驗，試驗結果見表6。從表6可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的硫化特性和拉伸性能相差不大，門尼粘度降低3.8%，撕裂強度提高5.3%，回彈值增大3.3%，生熱降低8.2%，H抽出力提高2.3%，耐熱老化性能變化不大。大配合試驗結果與小配合試驗結果基本一致。

表6 胎體簾布膠大配合試驗結果

2.4 工藝性能

試驗配方胎面膠和胎體簾布膠工藝性能良好：（1）混煉膠表面光滑，韌性好，均勻致密，分散良好；（2）擠出胎面和胎側表面光滑，尺寸穩定，無破邊現象，斷面均勻致密，擠出排膠溫度為110 ℃，較正常配方低5 ℃；胎體簾布壓延工藝良好，簾布覆膠均勻一致；（3）成型工藝正常，胎面膠和胎側膠的粘合性能好，胎坯挺性好。

2.5 成品性能

采用2#和5#試驗配方生產12.4R24農業子午線輪胎，測試成品輪胎物理性能，并與生產輪胎進行對比，結果見表7。從表7可以看出，與正常生產輪胎相比，試驗輪胎的物理性能變化不大。

表7 成品輪胎物理性能

3 結論

在農業子午線輪胎胎面膠或胎體簾布膠中用環保型SBR1502E等量代替SBR1502，胎面膠的門尼粘度明顯下降，回彈值增大，耐磨性能和抗撕裂性能略有提高，生熱降低，拉伸性能變化不大；胎體簾布膠的門尼粘度明顯下降，回彈值增大，生熱降低，H抽出力和抗撕裂性能略有提高，拉伸性能變化不大；工藝性能良好；成品輪胎的物理性能變化不大。