高層級農業輪胎胎面膠配方的優化

姚 舫

（徐州徐輪橡膠有限公司，江蘇 徐州 221011）

隨著大型農業機械的發展，高層級農業輪胎的應用越來越廣泛。與低層級農業輪胎相比，高層級農業輪胎的承載質量更大，充氣壓力更高，輪胎冠部花紋塊根部受到的伸張應力更大，在熱氧及強光照射的作用下，花紋塊根部更容易出現龜裂；同時，由于輪胎的承載質量較大，對其耐磨性能要求也更高。因此，高層級農業輪胎應具備良好的耐龜裂性能和耐磨性能[1-5]。

本工作針對高層級農業輪胎存在的冠部龜裂和不耐磨等問題，對其胎面膠配方進行優化，取得了較好效果，現將有關情況介紹如下。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SVR20，越南產品；丁苯橡膠（SBR），牌號1502和1500E，中國石油撫順石化分公司產品；炭黑N220，龍星化工股份有限公司產品；粘合樹脂，聊城金歌合成材料有限公司產品。

1.2 配方

試驗配方和生產配方見表1。

表1 試驗配方和生產配方 份

1.3 主要設備和儀器

XSM-1.5型智能實驗室密煉機，青島科高橡塑機械有限公司產品；GK270型密煉機和Φ660型開煉機，大連橡膠塑料機械有限公司產品；25 t平板硫化機，上海第一橡膠機械廠產品；TCS-2000型電子拉力試驗機，高鐵檢測儀器（東莞）有限公司產品。

1.4 試樣制備

1.4.1 小配合試驗

膠料分兩段混煉。一段混煉在小型智能實驗室密煉機中進行，轉子轉速為45 r·min-1，混煉工藝為：生膠破膠1 min→加入小料→壓壓砣保持25 s→加入炭黑和操作油→壓壓砣保持1 min→提壓砣保持10 s→壓壓砣→混煉溫度達到160 ℃后排膠；二段混煉在開煉機上進行，混煉工藝為：加入一段混煉膠至包輥→加硫黃和促進劑→吃凈粉劑→左右割膠3次→輥距調至4 mm→膠料薄通打卷6次后下片。

1.4.2 大配合試驗

膠料采用一次法混煉工藝。母膠混煉在GK270型密煉機中進行，轉子轉速為45 r·min-1，混煉工藝為：生膠和小料→提壓砣保持10 s→加2/3炭黑→壓壓砣保持20 s→加1/3炭黑→壓壓砣保持30 s→加操作油→壓壓砣保持25 s→提壓砣保持10 s→壓壓砣保持20 s→提壓砣→壓壓砣→混煉溫度達到155 ℃后排膠。母膠從密煉機排出后移至1#Φ660型開煉機，混煉1 min→溫度降到130 ℃→移至2#Φ660型開煉機→混煉280 s→溫度降到105 ℃→加硫黃和促進劑→繼續混煉400 s后排膠。

1.5 性能測試

各項性能均按照相應的國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 小配合試驗

小配合試驗結果如表2所示。

表2 小配合試驗結果

從表2可以看出：與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的門尼焦燒時間略有延長，FL和Fmax增大；硫化膠的阿克隆磨耗量減小，耐磨性能提高，老化后試驗配方膠料的性能保持率增大，耐老化性能提高。

2.2 大配合試驗

大配合試驗結果如表3所示。

表3 大配合試驗結果

從表3可以看出，試驗配方膠料的耐磨性能和耐老化性能均優于生產配方膠料，與小配合試驗結果保持一致。

2.3 成品輪胎性能

分別采用試驗配方和生產配方膠料制備12.00－18 12M8輪胎，并進行成品輪胎性能測試。

2.3.1 耐臭氧老化性能

取成品輪胎胎面膠進行耐臭氧老化試驗。試驗條件為40 ℃×72 h，試樣拉伸20%，臭氧質量分數為50×10-8。試驗結果如下：生產配方膠料表面出現裂口，裂紋最長為4.52 mm；試驗配方膠料未出現裂口，耐老化性能明顯提高。

2.3.2 耐龜裂性能

將成品輪胎按標準充氣壓力進行充氣，露天放置進行暴曬試驗，試驗結果如表4所示。

從表4可以看出，經過夏季露天暴曬后，試驗輪胎的耐龜裂性能明顯優于生產輪胎。

表4 成品輪胎的充氣露天暴曬試驗結果

2.3.3 耐磨性能

將成品輪胎進行裝車試驗，輪胎耐磨性能試驗結果如表5所示。

表5 成品輪胎的耐磨性能測試結果

從表5可以看出，輪胎經過3個月的裝車驗證，試驗輪胎的花紋磨損率明顯減小，耐磨性能提高。

3 結語

通過對高層級農業輪胎胎面膠配方的優化設計，我公司高層級農業輪胎的耐臭氧老化、耐龜裂和耐磨性能均顯著提升，大幅減小了輪胎的質量退賠率，進一步鞏固了我公司農業輪胎產品在市場上的領先地位。