異戊橡膠IR70在全鋼載重子午線輪胎內襯層過渡層膠中的應用

袁德彬，胡錄偉，夏科偉，楊維建，黃照力

（四川凱力威科技股份有限公司，四川 簡陽 641400）

隨著輪胎及橡膠工業的迅猛發展，我國橡膠消耗量自2003年以來一直居于世界首位，而我國天然橡膠（NR）產量嚴重不足，大部分NR需要進口，因此提高合成橡膠使用比例，已成為解決我國NR資源短缺的有效途徑之一。

異戊橡膠即順式1，4-聚異戊二烯橡膠（IR）因分子結構與NR相同，所以又稱為合成天然橡膠。與NR相比，IR具有純度高、凝膠含量小、質量均一、粘性好及粘性保持率高、流動性好、易加工以及綜合物理性能好等特點，同時價格較低。

本工作主要研究國產IR70在全鋼載重子午線輪胎內襯層過渡層膠中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

NR，牌號SMR20，馬來西亞產品；IR70，青島伊科思新材料有限公司產品。

1.2 配方

生產配方：NR，100；炭黑，58；氧化鋅，8；增粘樹脂，2.5；間苯二酚-甲醛樹脂，1.2；粘合劑HMMM，3.4；防老劑，2；促進劑，1.2；不溶性硫黃，4.5。

試驗配方：除生膠為并用比30/70的IR70/NR并用膠、增粘樹脂用量調整為1.5份外，其它同生產配方。

1.3 主要設備和儀器

XK-160型開煉機、25 t平板硫化機和Y401A型熱老化試驗箱，江蘇天源試驗設備有限公司產品；XM370型密煉機，大連橡膠塑料機械股份有限公司產品；GK255型密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司產品； UL2010型無轉子硫化儀、UL2050型門尼粘度儀、UT2060型電子拉力機和UD3500型炭黑分散度儀，臺灣優肯科技股份有限公司產品；UA-2087型四工位耐久試驗機，青島高校測控技術有限公司產品。

1.4 試樣制備

小配合試驗膠料在XK-160型開煉機上分2段混煉。一段混煉工藝為：NR和IR70→氧化鋅、增粘樹脂、防老劑、間苯二酚-甲醛樹脂→炭黑→下片，膠料停放4 h。二段混煉工藝為：一段混煉膠→促進劑、不溶性硫黃、粘合劑→下片。

大配合試驗膠料分3段混煉，各段混煉均執行自動混煉工藝。一段和二段混煉在XM370型密煉機中進行，一段混煉工藝為：NR和R70→氧化鋅、增粘樹脂、防老劑、間苯二酚-甲醛樹脂和2/3炭黑→提壓砣→排膠[（155±5） ℃]；二段混煉工藝為：一段混煉膠→剩余炭黑→提壓砣→排膠[（150±5） ℃]。 終煉在GK255型密煉機中進行，終煉工藝為：二段混煉膠、促進劑、不溶性硫黃和粘合劑→提壓砣→排膠[（100±5） ℃]。

1.5 性能測試

各項性能均按相應國家標準進行測定。

2 結果與討論

2.1 理化分析

IR70的理化分析結果見表1。從表1可以看出，IR70的理化性能滿足企業標準要求。

表1 IR70理化分析結果

2.2 小配合試驗

2.2.1 膠料物理性能

小配合試驗膠料物理性能見表2。從表2可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料焦燒時間、硫化速度、炭黑分散等級、硬度、定伸應力、H抽出力和耐熱老化性能基本一致，拉伸強度略降低，拉斷伸長率略升高?？偟恼f來，在全鋼載重子午線輪胎內襯層過渡層膠中用30份IR70等量替代NR，膠料的物理性能變化不大。

表2 小配合試驗膠料物理性能

2.2.2 膠料表面粘性

小配合試驗膠料下片后停放，膠料的表面粘性見表3。從表3可以看出：生產配方膠料在停放5 d后表面粘性較差，停放8 d后表面幾乎無粘性；試驗配方膠料停放5 d后表面粘性很好，停放8 d后仍然較好。這表明在全鋼載重子午線輪胎過渡膠中用30份IR70等量替代NR，并減小增粘樹脂用量，膠料的表面粘性仍然優于生產配方膠料。

表3 小配合試驗膠料表面粘性

2.3 大配合試驗

2.3.1 膠料物理性能

大配合試驗膠料物理性能見表4。從表4可以看出，除試驗配方膠料的門尼粘度較低外，大配合試驗結果與小配合試驗結果基本一致。

表4 大配合試驗膠料物理性能

2.3.2 半成品表面粘性

在相同工藝條件下分別用試驗配方膠料和生產配方膠料制備12R22.5全鋼載重子午線輪胎內襯層（由過渡層和氣密層復合而成），內襯層過渡層膠的表面粘性見表5。從表5可以看出，試驗配方內襯層過渡層膠表面粘性優于生產配方，大配合試驗膠料表面粘性與小配合試驗基本一致。

表5 大配合試驗內襯層過渡層膠表面粘性

2.4 工藝性能

用試驗配方膠料生產的內襯層在成型過程中粘性好，過渡層與氣密層間無氣泡，且接頭平整，胎坯在停放過程中無接頭開裂缺陷和過渡層脫空缺陷，胎坯外觀合格率提高3.9%。

2.5 成品輪胎性能

用試驗配方膠料試制了一批12R22.5 18PR全鋼載重子午線輪胎，其與生產配方膠料輪胎進行了室內耐久性能試驗對比，結果見表6。從表6可以看出，試驗輪胎的耐久性能略優于生產輪胎，這表明在全鋼載重子午線輪胎內襯層過渡層膠中用30份IR70等量替代NR，對成品輪胎耐久性能無不良影響。

表6 成品輪胎耐久性能試驗結果

2.6 成本分析

當NR價格高位運行時，在全鋼載重子午線輪胎內襯層過渡層膠中用30份IR70等量替NR，膠料具有明顯的成本優勢。

3 結論

在全鋼載重子午線輪胎內襯層過渡層膠中用并用比30/70的IR70/NR并用膠替代全NR，并減小增粘樹脂用量，膠料的門尼焦燒時間、硫化速度、炭黑分散等級、硬度、定伸應力、H抽出力和耐熱老化性能基本不變，拉伸強度略降低，拉斷伸長率略升高，半成品表面粘性明顯提高，胎坯合格率上升3.9%，成品輪胎的耐久性能略有改善，具有較好的經濟效益。