抗撕裂樹脂A-100在礦用全鋼載重子午線輪胎胎面膠中的應(yīng)用

胡錄偉，夏科偉，袁俐敏，楊維建，黃照力

（四川凱力威科技股份有限公司，四川 簡陽 641400）

隨著冶金、電力、石化等行業(yè)對礦產(chǎn)資源需求的增長，礦用全鋼載重子午線輪胎的需求量不斷提高。礦山道路狀況非常惡劣，車輛負(fù)荷量大、轉(zhuǎn)彎多、作業(yè)時間長，輪胎胎面易出現(xiàn)裂口、崩花和掉塊等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響輪胎的使用壽命。提高礦用全鋼載重子午線輪胎胎面膠的抗撕裂性能，減少胎面裂口，是延長礦用全鋼載重子午線輪胎胎面使用壽命的關(guān)鍵措施。

抗撕裂樹脂A-100是石油樹脂和其它物質(zhì)的混合物，可以改善胎面膠的抗撕裂性能和抗切割性能。本工作主要研究抗撕裂樹脂A-100在礦用全鋼載重子午線輪胎胎面膠中的應(yīng)用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），牌號STR20，泰國產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），牌號1500，天津陸港石油橡膠有限公司產(chǎn)品；抗撕裂樹脂A-100，連云港銳巴化工有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

生產(chǎn)配方：NR，80；SBR，20；炭黑，38；白炭黑，15；氧化鋅，3.5；硬脂酸，2；防老劑，3.5；微晶蠟，1.5；硅烷偶聯(lián)劑，3；促進(jìn)劑，1.5；硫黃，1.2；合計，169.2。

試驗配方：除添加3份抗撕裂樹脂A-100外，其它同生產(chǎn)配方。

1.3 主要設(shè)備與儀器

XM370型密煉機(jī)，大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司產(chǎn)品；GK255型密煉機(jī)，益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；TY-160型開煉機(jī)、25 t平板硫化機(jī)和Y401A型熱老化試驗箱，江蘇天源試驗設(shè)備有限公司產(chǎn)品；MDR2000型無轉(zhuǎn)子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；UL2050型門尼粘度儀、UT2060型電子拉力機(jī)和UD3500型炭黑分散度儀，中國臺灣優(yōu)肯科技股份有限公司產(chǎn)品；UA-2087型四工位耐久試驗機(jī)，軟控股份有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

1.4.1 小配合試驗

小配合試驗?zāi)z料混煉在開煉機(jī)上分2段進(jìn)行。一段混煉工藝為：NR和SBR→小料→炭黑和白炭黑→下片→停放4 h。二段混煉工藝為：一段混煉膠→促進(jìn)劑和硫黃→下片。

1.4.2 大配合試驗

大配合試驗?zāi)z料混煉分3段進(jìn)行，均采用自動混煉工藝。一段和二段混煉在XM370型密煉機(jī)中進(jìn)行，一段混煉工藝為：NR和SBR→壓壓砣→提壓砣→炭黑、白炭黑和小料→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→排膠（160±5 ℃）。二段混煉工藝為：一段混煉膠→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→排膠（150±5 ℃）。三段混煉在GK255型密煉機(jī)中進(jìn)行，混煉工藝為：二段混煉膠→促進(jìn)劑和硫黃→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→排膠（100±5 ℃）。

1.5 性能測試

膠料各項性能均按照相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化性能

抗撕裂樹脂A-100的理化性能見表1。從表1可以看出，抗撕裂樹脂A-100的理化性能滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 抗撕裂樹脂A-100的理化性能

2.2 小配合試驗

小配合試驗結(jié)果見表2。從表2可以看出：與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗配方膠料的焦燒時間稍長，硫化速度略慢，老化前后硬度和拉伸強(qiáng)度相當(dāng)，100%定伸應(yīng)力和300%定伸應(yīng)力略低，拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度明顯提高。對于礦用全鋼載重子午線輪胎胎面膠，定伸應(yīng)力降低、拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度明顯提高，有利于減少胎面裂口、崩花和掉塊問題。

表2 小配合試驗結(jié)果

2.3 大配合試驗

大配合試驗結(jié)果見表3。從表3可以看出：與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗配方膠料的門尼粘度略低，焦燒時間稍長，硫化速度略慢，老化前后硬度和拉伸強(qiáng)度相當(dāng)，定伸應(yīng)力略低，拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度明顯提高，炭黑分散性相當(dāng)。大配合試驗?zāi)z料與小配合試驗?zāi)z料性能基本一致。

表3 大配合試驗結(jié)果

2.4 工藝性能

與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗配方膠料擠出胎面的工藝性能無明顯變化，胎面尺寸和氣孔率滿足施工要求。

2.5 成品輪胎性能

2.5.1 耐久性能

用試驗配方膠料試制了一批12.00R20 18PR礦用全鋼載重子午線輪胎，進(jìn)行了耐久性能試驗，并與生產(chǎn)輪胎進(jìn)行對比，結(jié)果見表4。從表4可以看出：試驗輪胎和生產(chǎn)輪胎的耐久性能相當(dāng)，表明在礦用全鋼載重子午線輪胎胎面膠中加入抗撕裂樹脂A-100，不影響成品輪胎的耐久性能。

表4 成品輪胎耐久性能

2.5.2 實際道路試驗

將用抗撕裂樹脂A-100胎面膠試制的試驗輪胎分別在攀枝花、貴陽、昆明和保定等地的礦山進(jìn)行實際道路試驗。結(jié)果表明，試驗輪胎抗切割性能和抗刺扎性能優(yōu)異，磨損面光滑，未出現(xiàn)胎面裂口、崩花和掉塊等現(xiàn)象，使用壽命均在8個月以上。而未使用抗撕裂樹脂A-100胎面膠的生產(chǎn)輪胎在礦山工作2個月后，胎面大多出現(xiàn)裂口和掉塊，一般使用壽命僅為4～6個月。

3 結(jié)論

與未添加抗撕裂樹脂A-100的胎面膠相比，添加3份抗撕裂樹脂A-100的胎面膠硬度和拉伸強(qiáng)度相當(dāng)，定伸應(yīng)力略低，拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度明顯提高，這有利于減少胎面出現(xiàn)裂口、崩花和掉塊問題。使用抗撕裂樹脂A-100胎面膠的礦用全鋼載重子午線輪胎抗切割性能和抗刺扎性能優(yōu)異，使用壽命明顯延長。除礦用全鋼載重子午線輪胎以外，撕裂樹脂A-100也可以在部分工程機(jī)械輪胎中推廣使用。