抗疲勞劑PA-600在全鋼載重子午線輪胎帶束層膠中的應用

陳 慧

（常州市五洲化工有限公司，江蘇 常州 570228）

隨著交通運輸業的發展，路況、車況不斷變化，汽車的行駛速度不斷提高，輪胎在實際行駛時的變形頻率增大，胎體升溫較快，導致膠料與簾線的粘合力下降。其中胎肩部位厚度大，輪胎長時間行駛的反復屈撓使得其變形大，導致簾布層間和簾布層與膠層間出現較大面積的脫開而產生肩空。解決上述問題是提高輪胎質量的重要環節，是輪胎制造企業及功能助劑生產廠家必須研究的課題。將帶束層牢固地結合為一個整體，使復合帶束層體系在變形時正常傳遞載荷，并均勻分布應力，可有效減少輪胎肩空。

抗疲勞劑PA-600是由有機羧酸鹽、粘合型酚醛樹脂及間-甲-白粘合體系組成的配位復合物，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的粘合力，并能在高溫下保持結合鍵穩定，尤其適用于動態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在全鋼載重子午線輪胎帶束層膠中的 應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），廣州市匯豐橡膠（集團）有限公司產品；丁苯橡膠（SBR），中國石油蘭州石化公司產品；順丁橡膠（BR），牌號9000，中國石化北京燕山石化有限公司產品；抗疲勞劑PA-600，常州市五洲化工有限公司產品；炭黑N220和N660，青島卡博特進出口有限公司產品；白炭黑，無錫確成硅化學股份有限公司產品；氧化鋅，質量分數為0.997，上海京華化工廠有限公司產品；硬脂酸，吉林市大宇化工有限公司產品；防老劑4020，江蘇圣奧化學科技有限公司產品；防老劑RD，中國石化南京化學工業有限公司產品；防護蠟，德國萊茵化學（青島）有限公司產品；環保芳烴油，寧波漢圣化工有限公司產品；促進劑NS，山東尚舜化工有限公司產品；硫黃，中國石化安慶石化有限公司 產品。

1.2 配方

基本配方：NR 60，BR 20，SBR 20，氧化鋅 4，硬脂酸 2.5，環保芳烴油 7，防老劑4020 1，防老劑RD 1.5，防護蠟 1，硫黃 1.3，促進劑NS 1.2。

小配合試驗配方：在基本配方基礎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。

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

大配合試驗配方在生產配方的基礎上增加3.5份抗疲勞劑PA-600。

1.3 主要設備和儀器

XK-160型開煉機、50 t四柱平板硫化機，湖州橡膠機械廠產品；橡膠密煉機（1 L），東莞市正工機電設備科技有限公司產品；F370型密煉機，大連橡膠塑料機械有限公司產品；BE-MY-7100型硫化儀，江都市新真威試驗機械有限責任公司產品；disperGRADE R＋炭黑分散度儀，美國阿爾法科技有限公司產品；LX-A型橡膠邵氏硬度計，江都市騰達試驗儀器廠產品；WGJ-2500BⅡ型電子拉力機，廣西師范大學秀峰電器廠產品；HX-267型阿克隆磨耗試驗機，揚州華輝檢測儀器有限公司產品；XY-4F型四輥壓延機，新鄉市橡膠機械有限公司產品。

1.4 試樣制備

小配合試驗：膠料采用兩段混煉工藝，一段混煉在1 L密煉機中進行，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，二段混煉在開煉機上進行，將一段混煉膠與促進劑、硫黃和抗疲勞劑PA-600混煉均勻。

大配合試驗：采用三段混煉工藝，一段和二段混煉在F370型密煉機中進行，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劑和抗疲勞劑混煉均勻；終煉在開煉機上進行，將二段混煉膠與硫黃混煉均勻。

1.5 性能測試

膠料性能按相應國家、行業或企業標準測試。

2 結果與討論

2.1 理化分析

抗疲勞劑PA-600的理化分析結果見表1。

表1 抗疲勞劑PL-600的理化分析結果

由表1可見，抗疲勞劑PL-600的各項理化性能符合指標要求。

2.2 小配合試驗

為了研究抗疲勞劑PA-600對膠料性能的影響，進行了小配合試驗，結果見表2。

表2 小配合試驗結果

由表2可見，3#配方膠料的300%定伸應力、拉伸強度和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，添加3.5份抗疲勞劑PA-600可有效提高H抽出力，因此大配合試驗配方以生產配方為基礎，添加3.5份抗疲勞劑PA-600。

2.3 大配合試驗

2.3.1 物理性能

大配合試驗膠料混煉時無粘輥和脫輥現象，膠片表面光亮，混煉膠快檢結果見表3。大配合試驗結果見表4。

由表3可見：試驗配方膠料的塑性值與生產配方膠料基本一致；試驗配方膠料的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）值均大于生產配方膠料，說明試驗配方膠料的炭黑分散性較好。

表3 混煉膠快檢結果

表4 大配合試驗結果

由表4可見，試驗配方膠料的拉斷伸長率略小，撕裂強度和H抽出力明顯增大，其他性能與生產配方膠料相當。

2.3.2 工藝性能

試驗配方膠料在壓延時開煉機供膠溫度和壓延機輥間堆積膠溫度均為95 ℃，壓延速度為38 m·min-1。簾布壓延時無膠料焦燒和簾布破邊現象，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，成型時簾布筒套入容易，無簾布過粘問題。

2.4 成品試驗

采用試驗配方生產試制了400條橫向花紋加強型10.00R20 16PR輪胎，成品輪胎粘合強度測定結果見表5，耐久性能試驗結果見表6。

表5 成品輪胎的粘合強度 kN·m-1

表6 成品輪胎的耐久性能試驗結果

由表5和6可見，試驗輪胎的粘合性能優于生產輪胎，耐久性能提高。

將本次試制的其余輪胎進行不定點實際里程試驗，以觀察實際使用效果。到目前為止已使用一年多，尚未出現異常情況。

3 結論

在全鋼載重子午線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度和輪胎耐久性能提高，輪胎肩空現象有效減少。