固體橡膠操作油SG-100在半鋼子午線輪胎胎面膠中的應用

張 寧，龍飛飛，鄭 濤，姜 杰，徐 巖，張悉帥

（山東豐源輪胎制造股份有限公司，山東 棗莊 277300）

環保型固體橡膠操作油SG-100（以下簡稱固體油SG-100）是高性能子午線輪胎用輔助材料。固體油SG-100是由傳統的粘稠液態橡膠操作油制成的便于稱量的固態橡膠操作油，主要由液態橡膠操作油、高分散白炭黑和增粘樹脂等聚合而成。

固體油SG-100為粉狀固體，性質穩定，不易變質，無毒，無污染，不需要儲存保溫油庫及運送管道，便于運輸和儲存；軟化點較低，使用時無需加熱，分散性好，不飛揚，可以準確計量，避免了桶裝油帶來的操作不便性，不但節省人力和設備成本，而且節能和環保；使膠料門尼粘度調節更精準、便捷，保證產品性能穩定性[1-3]。固體油SG-100的工藝性能和使用效果優于傳統的液態橡膠操作油，可廣泛應用于輪胎、輸送帶及其他橡膠制品行業。

本工作研究固體油SG-100在半鋼子午線輪胎胎面膠中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

溶聚丁苯橡膠（SSBR），牌號RC2557S，油質量分數為0.27，中國石油獨山子石化公司產品；乳聚丁苯橡膠（ESBR），牌號SBR1502，中國石化齊魯石化公司產品；順丁橡膠（BR），牌號9000，北京四聯創業化工有限公司提供；固體油SG-100（環保芳烴油、白炭黑1115MP和功能性樹脂的質量分數分別為0.69，0.30和0.01），青島中海嘉新材料有限公司產品；白炭黑1115MP，青島艾博特有限公司產品；炭黑N234，江西黑貓炭黑股份有限公司產品；環保油V700，德國漢圣公司產品；微晶蠟Antilux111，萊茵化學（青島）有限公司產品；防老劑4020、防焦劑CTP、硫黃和促進劑CZ，山東尚舜化工有限公司產品。

1.2 配方

試驗配方如表1所示。固體油SG-100中的環保芳烴油和功能性樹脂等量替代環保油V700，固體油SG-100中的白炭黑等量替代配方中單獨添加的白炭黑。

表1 試驗配方 份

1.3 主要設備和儀器

串聯密煉機系統（GK320型密煉機、GE590T型密煉機和XM305型開煉機），大連橡膠塑料機械股份有限公司產品；X（S）M-1.5X型小密煉機、XK-160型開煉機和XLB-400-400型四立柱平板硫化機，青島科高橡塑機械技術裝備有限公司產品；MV3000型門尼粘度儀，德國Montech公司產品；M-3000A型無轉子硫化儀，高鐵檢測儀器有限公司產品；Zwick Z3130型硬度計和Z010型拉力試驗機，德國Zwick公司產品。

1.4 試樣制備

小配合試驗膠料混煉分兩段進行。一段混煉在X（S）M-1.5X型密煉機中進行，加料順序為：生膠→氧化鋅、微晶蠟、硬脂酸等小料→炭黑、白炭黑、偶聯劑Si69→環保油V700或固體油SG-100→排膠，停放4 h。二段混煉在XK-160型開煉機上進行，加料順序為：一段混煉膠→硫黃、促進劑、防焦劑→下片。

大配合試驗膠料混煉采用串聯密煉工藝，生膠和小料在GK320型密煉機中初步混煉后，在GE590T型密煉機中加硫，在XM305型開煉機上下片，收取。

膠料在平板硫化機上硫化，硫化條件為150℃×40 min。

1.5 性能測試

膠料性能按照相應國家標準測試。

2 結果與討論

2.1 小配合試驗

小配合試驗膠料的硫化特性和物理性能如表2和3所示。

表2 小配合試驗膠料的硫化特性

表3 小配合試驗膠料的物理性能

從表2和3可以看出：隨著固體油SG-100用量增大，膠料門尼粘度減小，硫化速率變化不大，加工性能改善；炭黑分散等級提高，說明添加固體油SG-100可以有效改善炭黑在膠料中的分散性；阿克隆磨耗量明顯減小，膠料耐磨性能提高。

與R1配方膠料相比，R2和R3配方膠料門尼焦燒時間略縮短，50%和100%定伸應力提高，300%定伸應力、拉伸強度、撕裂強度、彈性基本相當，R4配方膠料的300%定伸應力較低，拉伸強度和撕裂強度較高；添加10份固體油SG-100的R3配方膠料綜合性能最好。

2.2 大配合試驗

根據小配合試驗結果，選取綜合性能較好的R3配方膠料進行大配合試驗，并與生產配方對比。

大配合膠料的硫化特性和物理性能如表4和5所示。

從表4和5可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的門尼粘度較低，耐磨性能較高，定伸應力有所提高，其他性能基本相當。大配合試驗與小配合試驗結果相差不大。

表4 大配合試驗膠料的硫化特性

表5 大配合試驗膠料的物理性能

2.3 成品性能

采用大配合試驗膠料生產半鋼子午線輪胎，進行廠內高速性能和耐久性試驗，并與生產輪胎對比。成品輪胎耐久性能和高速性能分別如表6和7所示。

從表6可以看出，試驗輪胎的耐久性能優于生產輪胎，累計行駛時間延長4.3%，累計行駛里程延長2.4%。

表6 成品輪胎耐久性能

從表7可以看出，與生產輪胎相比，試驗輪胎的高速性能提升，最高行駛速度提升3.3%，累計行駛時間延長9.5%，損壞時胎面損壞處、胎冠表面及花紋溝底溫度都有所降低。

表7 成品輪胎高速性能

3 結論

（1）在半鋼子午線輪胎胎面膠中添加適量固體油SG-100，膠料門尼粘度減小，加工性能明顯改善，炭黑分散性和膠料耐磨性能提高，其他性能變化不大。

（2）用添加固體油SG-100的膠料制備的成品輪胎耐久性能和高速性能提高，胎面生熱降低。