抗疲勞劑PA-600在全鋼載重子午線(xiàn)輪胎帶束層膠中的應(yīng)用

陳 慧

（常州市五洲化工有限公司，江蘇 常州 570228）

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，路況、車(chē)況不斷變化，汽車(chē)的行駛速度不斷提高，輪胎在實(shí)際行駛時(shí)的變形頻率增大，胎體升溫較快，導(dǎo)致膠料與簾線(xiàn)的粘合力下降。其中胎肩部位厚度大，輪胎長(zhǎng)時(shí)間行駛的反復(fù)屈撓使得其變形大，導(dǎo)致簾布層間和簾布層與膠層間出現(xiàn)較大面積的脫開(kāi)而產(chǎn)生肩空。解決上述問(wèn)題是提高輪胎質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，是輪胎制造企業(yè)及功能助劑生產(chǎn)廠(chǎng)家必須研究的課題。將帶束層牢固地結(jié)合為一個(gè)整體，使復(fù)合帶束層體系在變形時(shí)正常傳遞載荷，并均勻分布應(yīng)力，可有效減少輪胎肩空。

抗疲勞劑PA-600是由有機(jī)羧酸鹽、粘合型酚醛樹(shù)脂及間-甲-白粘合體系組成的配位復(fù)合物，主要用于鋼絲簾布、錦綸簾布、聚酯簾布等膠料中，可有效提高膠料與簾線(xiàn)的粘合力，并能在高溫下保持結(jié)合鍵穩(wěn)定，尤其適用于動(dòng)態(tài)條件下使用的輪胎和橡膠制品膠料。本工作研究抗疲勞劑PA-600在全鋼載重子午線(xiàn)輪胎帶束層膠中的 應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），廣州市匯豐橡膠（集團(tuán)）有限公司產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），中國(guó)石油蘭州石化公司產(chǎn)品；順丁橡膠（BR），牌號(hào)9000，中國(guó)石化北京燕山石化有限公司產(chǎn)品；抗疲勞劑PA-600，常州市五洲化工有限公司產(chǎn)品；炭黑N220和N660，青島卡博特進(jìn)出口有限公司產(chǎn)品；白炭黑，無(wú)錫確成硅化學(xué)股份有限公司產(chǎn)品；氧化鋅，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.997，上海京華化工廠(chǎng)有限公司產(chǎn)品；硬脂酸，吉林市大宇化工有限公司產(chǎn)品；防老劑4020，江蘇圣奧化學(xué)科技有限公司產(chǎn)品；防老劑RD，中國(guó)石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司產(chǎn)品；防護(hù)蠟，德國(guó)萊茵化學(xué)（青島）有限公司產(chǎn)品；環(huán)保芳烴油，寧波漢圣化工有限公司產(chǎn)品；促進(jìn)劑NS，山東尚舜化工有限公司產(chǎn)品；硫黃，中國(guó)石化安慶石化有限公司 產(chǎn)品。

1.2 配方

基本配方：NR 60，BR 20，SBR 20，氧化鋅 4，硬脂酸 2.5，環(huán)保芳烴油 7，防老劑4020 1，防老劑RD 1.5，防護(hù)蠟 1，硫黃 1.3，促進(jìn)劑NS 1.2。

小配合試驗(yàn)配方：在基本配方基礎(chǔ)上添加的其余組分及其用量為炭黑N220/N660 50，白炭黑 15，抗疲勞劑PA-600 變量。

生產(chǎn)配方：在基本配方基礎(chǔ)上添加的其余組分及其用量為炭黑N220/N660 45，白炭黑 12。

大配合試驗(yàn)配方在生產(chǎn)配方的基礎(chǔ)上增加3.5份抗疲勞劑PA-600。

1.3 主要設(shè)備和儀器

XK-160型開(kāi)煉機(jī)、50 t四柱平板硫化機(jī)，湖州橡膠機(jī)械廠(chǎng)產(chǎn)品；橡膠密煉機(jī)（1 L），東莞市正工機(jī)電設(shè)備科技有限公司產(chǎn)品；F370型密煉機(jī)，大連橡膠塑料機(jī)械有限公司產(chǎn)品；BE-MY-7100型硫化儀，江都市新真威試驗(yàn)機(jī)械有限責(zé)任公司產(chǎn)品；disperGRADE R＋炭黑分散度儀，美國(guó)阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；LX-A型橡膠邵氏硬度計(jì)，江都市騰達(dá)試驗(yàn)儀器廠(chǎng)產(chǎn)品；WGJ-2500BⅡ型電子拉力機(jī)，廣西師范大學(xué)秀峰電器廠(chǎng)產(chǎn)品；HX-267型阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)，揚(yáng)州華輝檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；XY-4F型四輥壓延機(jī)，新鄉(xiāng)市橡膠機(jī)械有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗(yàn)：膠料采用兩段混煉工藝，一段混煉在1 L密煉機(jī)中進(jìn)行，將生膠與防老劑4020、防老劑RD、氧化鋅、白炭黑及炭黑等混煉均勻，二段混煉在開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行，將一段混煉膠與促進(jìn)劑、硫黃和抗疲勞劑PA-600混煉均勻。

大配合試驗(yàn)：采用三段混煉工藝，一段和二段混煉在F370型密煉機(jī)中進(jìn)行，一段混煉將生膠與防老劑4020、防老劑RD、氧化鋅、白炭黑及炭黑等混煉均勻；二段混煉將一段混煉膠與促進(jìn)劑和抗疲勞劑混煉均勻；終煉在開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行，將二段混煉膠與硫黃混煉均勻。

1.5 性能測(cè)試

膠料性能按相應(yīng)國(guó)家、行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化分析

抗疲勞劑PA-600的理化分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 抗疲勞劑PL-600的理化分析結(jié)果

由表1可見(jiàn)，抗疲勞劑PL-600的各項(xiàng)理化性能符合指標(biāo)要求。

2.2 小配合試驗(yàn)

為了研究抗疲勞劑PA-600對(duì)膠料性能的影響，進(jìn)行了小配合試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 小配合試驗(yàn)結(jié)果

由表2可見(jiàn)，3#配方膠料的300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和H抽出力均大于1#和2#配方膠料，其他性能基本持平。由此可見(jiàn)，添加3.5份抗疲勞劑PA-600可有效提高H抽出力，因此大配合試驗(yàn)配方以生產(chǎn)配方為基礎(chǔ)，添加3.5份抗疲勞劑PA-600。

2.3 大配合試驗(yàn)

2.3.1 物理性能

大配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉時(shí)無(wú)粘輥和脫輥現(xiàn)象，膠片表面光亮，混煉膠快檢結(jié)果見(jiàn)表3。大配合試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表3可見(jiàn)：試驗(yàn)配方膠料的塑性值與生產(chǎn)配方膠料基本一致；試驗(yàn)配方膠料的X值（炭黑在混煉膠中的分散度）和Y值（炭黑中超大顆粒的分布指數(shù)）值均大于生產(chǎn)配方膠料，說(shuō)明試驗(yàn)配方膠料的炭黑分散性較好。

表3 混煉膠快檢結(jié)果

表4 大配合試驗(yàn)結(jié)果

由表4可見(jiàn)，試驗(yàn)配方膠料的拉斷伸長(zhǎng)率略小，撕裂強(qiáng)度和H抽出力明顯增大，其他性能與生產(chǎn)配方膠料相當(dāng)。

2.3.2 工藝性能

試驗(yàn)配方膠料在壓延時(shí)開(kāi)煉機(jī)供膠溫度和壓延機(jī)輥間堆積膠溫度均為95 ℃，壓延速度為38 m·min-1。簾布?jí)貉訒r(shí)無(wú)膠料焦燒和簾布破邊現(xiàn)象，壓延簾布表面光滑平整；簾布貼合的自粘性與互粘性均較好，成型時(shí)簾布筒套入容易，無(wú)簾布過(guò)粘問(wèn)題。

2.4 成品試驗(yàn)

采用試驗(yàn)配方生產(chǎn)試制了400條橫向花紋加強(qiáng)型10.00R20 16PR輪胎，成品輪胎粘合強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5，耐久性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 成品輪胎的粘合強(qiáng)度 kN·m-1

表6 成品輪胎的耐久性能試驗(yàn)結(jié)果

由表5和6可見(jiàn)，試驗(yàn)輪胎的粘合性能優(yōu)于生產(chǎn)輪胎，耐久性能提高。

將本次試制的其余輪胎進(jìn)行不定點(diǎn)實(shí)際里程試驗(yàn)，以觀(guān)察實(shí)際使用效果。到目前為止已使用一年多，尚未出現(xiàn)異常情況。

3 結(jié)論

在全鋼載重子午線(xiàn)輪胎帶束層膠中加入抗疲勞劑PA-600，炭黑在膠料中的分散性改善，膠料的H抽出力明顯增大，成品輪胎帶束層與胎面和胎體間的粘合強(qiáng)度和輪胎耐久性能提高，輪胎肩空現(xiàn)象有效減少。