半鋼子午線輪胎胎體簾布膠配方優化

2018-07-25 03:49:10熊國華張俊偉王廷華劉曉慶

橡膠科技 2018年5期

熊國華，張俊偉，李冬，許軼，王廷華，劉曉慶

[四川輪胎橡膠（集團）股份有限公司，四川簡陽 641402]

半鋼子午線輪胎胎體簾布膠要求定伸應力高、耐屈撓性能好、與簾線粘合性能優異，同時半鋼子午線輪胎使用高溫硫化工藝，對膠料的抗硫化返原性能要求較高。通常半鋼子午線輪胎胎體簾布膠采用天然橡膠（NR）與丁苯橡膠（SBR）并用，配合使用間-甲粘合體系[1]。

本工作對半鋼子午線輪胎胎體簾布膠配方進行優化，增大合成橡膠用量，并添加少量白炭黑，以提高膠料的粘合性能和抗硫化返原性能。

1 實驗

1.1 主要原材料

NR，牌號STR20，泰國產品；SBR（充油量為37.5份），牌號1723，申華化學工業有限公司產品；順丁橡膠（BR），牌號9000，中國石油四川石化有限責任公司產品。

1.2 配方

生產配方：NR 80，SBR 27.5，炭黑N660 50，氧化鋅/硬脂酸 6，防老劑 2，間-甲樹脂1，促進劑 1.3，不溶性硫黃 3，其他 12.5。

試驗配方：NR 68，SBR 27.5，BR 12，炭黑N660 53，白炭黑 7，促進劑 1.4，其他同生產配方。

1.3 主要設備和儀器

XK-160型開煉機，廣東湛江機械廠產品；GK400N和GK255N型密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司產品；0.5 MN平板硫化機，湖州宏僑橡膠機械有限公司產品；UM-2050型門尼粘度儀、UR-2010型無轉子硫化儀和UT-2060型電子拉力試驗機，優肯科技股份有限公司產品；401A型老化試驗箱，江都市天源試驗機械有限公司產品；輪胎耐久性能試驗機和高速性能試驗機，天津車輪實驗中心產品。

1.4 試樣制備

小配合試驗膠料混煉分兩段在開煉機上進行，前后輥筒轉速比為1：1.2。一段混煉加料順序為：生膠→小料→炭黑和白炭黑→下片。一段混煉膠停放4 h后進行二段混煉，混煉工藝為：一段混煉膠→促進劑和硫黃→打三角包3次→薄通3次→下片。混煉膠至少停放8 h后在平板硫化機上硫化。

大配合試驗膠料混煉分3段。一段混煉在GK400N 型密煉機中進行，轉子轉速為45 r·min-1，加料順序為：生膠→3/4炭黑和白炭黑→排膠[（160±5） ℃]；二段混煉在GK400N型密煉機中進行，轉子轉速為40 r·min-1，加料順序為：一段混煉膠→小料→剩余1/4炭黑→油料→排膠[（150±5） ℃]；三段混煉在GK255N型密煉機中進行，轉子轉速為22 r·min-1，加料順序為：二段混煉膠→促進劑和硫黃→排膠[（100±5） ℃]。各段混煉膠停放時間不短于4 h，儲存溫度低于40 ℃。膠料在平板硫化機上硫化。

1.5 性能測試

膠料各項性能均按相應國家標準或行業標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 小配合試驗

小配合試驗結果如表1所示。由表1可知：與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的焦燒時間較長，硫化速度略慢，這是由于配方中加入白炭黑，膠料的硫化速度減慢，加工安全性能提高，有利于硫化過程中膠料充分浸入簾線；試驗配方膠料的300%定伸應力、拉伸強度和拉斷伸長率略高于生產配方膠料，這是由于補強劑用量增大；試驗配方膠料的H抽出力稍高于生產配方膠料，這是由于白炭黑具有吸收膠料中水分的作用；試驗配方膠料在160 ℃×15 min與160 ℃×20 min硫化條件下的拉斷永久變形小于生產配方膠料；在100 ℃×48 h老化后試驗配方膠料的性能變化總體小于生產配方膠料，這說明試驗配方膠料的抗硫化返原性能和耐熱老化性能優于生產配方膠料。