粘合樹脂SL3020在半鋼子午線輪胎三角膠中的應用

白 浩，承齊明，劉 輝

（中策橡膠集團股份有限公司，浙江 杭州 310018）

隨著汽車工業和輪胎工業的不斷發展及社會的進步，“綠色輪胎”的概念越來越深入人心。各個國家和地區也出臺了相應的環保法規，例如歐盟的REACH法規等[1-3]。環保法規對輪胎產品及其原材料提出了更加嚴苛的要求。輪胎生產使用的許多助劑對環境會造成不利影響，因此環保助劑在輪胎中的應用研究成為近年的熱門課題[4-5]。

粘合樹脂SL3020是一種間苯二酚-甲醛縮合粘合樹脂，游離酚含量低，屬于綠色環保助劑，在膠料混煉和半成品加工過程中不產生煙氣和刺激性氣味，在硫化溫度下可快速與亞甲基給予體發生化學反應，起到促進粘合的作用。

本工作研究粘合樹脂SL3020替代純間苯二酚在半鋼子午線輪胎三角膠中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SVR10，越南產品；乳聚丁苯橡膠（ESBR），牌號1500，中石油吉林石化分公司產品；炭黑N375，龍星化工股份有限公司產品；環保油V700，寧波漢圣化工有限公司產品；硫黃OT-20，山東陽谷華泰化工股份有限公司產品；氧化鋅，石家莊志億鋅業有限公司產品；硬脂酸，杭州油脂化工有限公司產品；粘合樹脂SL3020，華奇化工有限公司產品；粘合劑BPRA-65，無錫華盛橡膠新材料科技股份有限公司產品。

1.2 主要設備和儀器

PHM-2.2型1.8 L密煉機，璧宏機械工業股份有限公司產品；SK-160型開煉機，上海橡膠機械廠產品；M200E型門尼粘度儀，北京友深電子儀器有限公司產品；GT-2000 A型無轉子硫化儀，上海諾甲儀器儀表有限公司產品；TS-2000M型拉力試驗機，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產品；VR-7120型動態熱機械分析儀，日本UESHIMA公司產品；RPA2000橡膠加工分析儀，美國阿爾法科技有限公司產品。

1.3 試驗配方

生產配方如下：NR 85，ESBR 15，炭黑N375 70，間苯二酚 1，硫黃 5，粘合劑BPRA-65 3，其他 21.2。

試驗配方1—4分別以1，2，3，2份粘合樹脂SL3020替代間苯二酚，除試驗配方4硫黃用量為6份外其余組分及用量均同生產配方。

1.4 混煉工藝

1.4.1 小配合試驗

小配合試驗膠料混煉分2段進行，一段混煉在密煉機中進行，轉子轉速為55 r·min-1，轉子的溫控水溫度為60 ℃，填充因數為0.65。當密煉機室溫度達到60 ℃時開始混煉，混煉工藝如下：加入生膠，在30 s時加入總量2/3的填料和所有小料，在60 s時加入剩余填料，密煉機溫度上升到110 ℃時加入環保油，密煉機溫度上升到130 ℃，升降壓砣1次，清掃，密煉機溫度上升到150 ℃時排膠。

二段混煉在開煉機上進行，混煉工藝為：加入一段混煉膠，混煉均勻后加入硫黃和促進劑，左右切割各3次, 手動交替打卷和三角包各5次后出片，在室溫下放置24 h后檢測。

1.4.2 大配合試驗

大配合試驗膠料分2段混煉，一段混煉在密煉機中進行，轉子轉速為60 r·min-1，小料隨生膠加入，填料一次性加入，其余條件均同小配合試驗。

二段混煉在密煉機中進行，轉子轉速為30 r·min-1，轉子的溫控水溫度為60 ℃，填充因數為0.65，混煉工藝為：加入一段混煉膠、硫黃和促進劑，30 s時升降壓砣1次，清掃，密煉機溫度上升到105 ℃時排膠。

1.5 性能測試

膠料各項性能均按照相應的國家或企業標準進行測試。

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可見：隨著粘合樹脂SL3020用量的增大，膠料的t90呈延長趨勢，Fmax略有增大，邵爾A型硬度和定伸應力變化不大；試驗配方1膠料的各項性能與生產配方膠料相近；老化后膠料性能變化趨勢與老化前膠料一致。

表1 小配合試驗膠料的性能

小配合試驗膠料的動態性能測試結果如圖1所示，tanδ為損耗因子。由圖1可見，與生產配方膠料相比，試驗配方1—3膠料60 ℃時的tanδ基本相同，試驗配方4膠料稍小。由此可見，試驗配方膠料的滾動阻力和生熱特性具有優勢。

圖1 小配合試驗膠料的動態性能

2.2 大配合試驗

根據小配合試驗結果，選擇試驗配方2進行大配合試驗，結果如表2所示。由表2可見：試驗配方2膠料的拉伸強度、拉斷伸長率和撕裂強度高于生產配方膠料，其他性能相當；老化后膠料性能變化趨勢與老化前膠料一致。

表2 大配合試驗膠料的性能

大配合試驗膠料的動態性能測試結果見圖2。由圖2可見，試驗配方2膠料60 ℃時的tanδ與生產配方膠料基本相同，說明兩者滾動阻力相當。

圖2 大配合試驗膠料的動態性能

2.3 工藝性能

粘合樹脂SL3020避免了間苯二酚在高溫下產生煙氣的問題，試驗配方膠料的排膠溫度高于生產配方膠料，可提高生產效率。試驗配方膠料的擠出尺寸穩定性和粘性與生產配方膠料基本相同。

2.4 成品性能

為驗證粘合樹脂SL3020在半鋼子午線輪胎三角膠中的應用效果，采用試驗配方2試制一批215/65R16半鋼子午線輪胎，成品輪胎性能測試結果見表3。

由表3可見，采用試驗配方2的成品輪胎各項性能與采用生產配方的成品輪胎相當，均達到性能要求，滾動阻力略有降低。

表3 成品輪胎性能測試結果

3 結論

采用粘合樹脂SL3020替代間苯二酚應用于半鋼子午線輪胎三角膠中，可以解決煉膠及半成品生產過程中的煙氣問題，具有綠色環保的優勢。替代后膠料的物理性能變化不大，成品輪胎強度性能、高速性能和耐久性能相當，滾動阻力略有降低，滿足使用要求。