分散劑F-18在工程機(jī)械輪胎胎面上層膠和基部膠中的應(yīng)用

李華峰

（山東東營(yíng)市黃海輪胎有限公司，山東 東營(yíng) 257336）

隨著橡膠技術(shù)的發(fā)展，新型橡膠助劑不斷涌現(xiàn)，使用新材料成為輪胎企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效方法。分散劑F-18是金屬皂基混合物，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性能，可使其他配合劑在橡膠中快速均勻分散，改善膠料各組分的相容性，降低輪胎生熱，延長(zhǎng)輪胎使用壽命。本工作研究分散劑F-18在工程機(jī)械輪胎胎面上層膠和基部膠中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），牌號(hào)SMR20，馬來(lái)西亞產(chǎn)品。丁苯橡膠（SBR），牌號(hào)1502；順丁橡膠（BR），牌號(hào)9000，中國(guó)石化齊魯石油化工股份有限公司產(chǎn)品。炭黑N234，N660和N330，太原三強(qiáng)炭黑有限公司產(chǎn)品。分散劑F-18，朝陽(yáng)恒興橡塑助劑有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

1.2.1 胎面上層膠

1#配方（生產(chǎn)配方）：NR 70，SBR 30，炭黑N234 52，氧化鋅 5，硬脂酸 3，防老劑 4.5，芳烴油 5，硫黃 1.6，促進(jìn)劑 1.5。

2#，3#，4#配方（試驗(yàn)配方）：除分別添加1，1.5，2份分散劑F-18外，其余組分及用量與1#配方相同。

1.2.2 胎面基部膠

5#配方（生產(chǎn)配方）：NR 80，BR 20，炭黑N330 28，炭黑N660 20，氧化鋅 5，硬脂酸2.5，防老劑 4，芳烴油 6，粘合劑 1.5，硫黃1.8，促進(jìn)劑 1.1。

6#，7#，8#配方（試驗(yàn)配方）：除分別添加1，1.5，2份分散劑F-18外，其余組分及用量與5#配方相同。

1.3 主要設(shè)備與儀器

F270型密煉機(jī)和GK255型密煉機(jī)，大連華韓密煉機(jī)公司產(chǎn)品；XK-160型開煉機(jī)和XLB-400×400型平板硫化機(jī)，青島一鳴機(jī)械有限公司產(chǎn)品；MV2000型門尼粘度儀和MDR2000型無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀，美國(guó)阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；TH-8203S型電子式拉力機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；Alpha炭黑分散度測(cè)定儀，青島富杰科技有限公司產(chǎn)品；Gabometer橡膠壓縮生熱試驗(yàn)機(jī)，德國(guó)高寶公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉分兩段在開煉機(jī)上進(jìn)行。一段混煉加料順序?yàn)椋荷z→氧化鋅、硬脂酸、防老劑和分散劑F-18→炭黑→芳烴油→薄通→下片，停放4 h；二段混煉加料順序?yàn)椋阂欢位鞜捘z→硫黃和促進(jìn)劑→薄通→下片。

大配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉分兩段在密煉機(jī)中進(jìn)行。一段混煉在F270型密煉機(jī)中進(jìn)行，加料順序?yàn)椋荷z→小料、分散劑F-18和炭黑→芳烴油→排膠，停放4 h；二段混煉在GK255型密煉機(jī)中進(jìn)行，加料順序?yàn)椋阂欢位鞜捘z→硫黃和促進(jìn)劑→下片。

1.5 性能測(cè)試

膠料和成品性能測(cè)試按相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化分析

分散劑F-18的理化性能如表1所示。

表1 分散劑F-18的理化性能

從表1可以看出，分散劑F-18的理化性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 小配合試驗(yàn)

2.2.1 胎面上層膠

四軸碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí) 現(xiàn) …………………………………………………… 馬前帥，王二敏（29）

胎面上層膠小配合試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，隨著分散劑F-18用量增大，膠料的門尼粘度減小，硫化特性變化不大，炭黑分散性改善，拉伸性能略有下降，抗撕裂性能和耐磨性能提高，回彈值增大，生熱明顯降低，耐熱老化性能改善。

表2 胎面上層膠小配合試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 胎面基部膠

胎面基部膠小配合試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 胎面基部膠小配合試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，隨著分散劑F-18用量增大，膠料的門尼粘度減小，硫化特性變化不大，炭黑分散性改善，拉伸性能略有下降，抗撕裂性能提高，回彈值增大，生熱明顯降低，耐熱老化性能改善。

2.3 大配合試驗(yàn)

2.3.1 胎面上層膠

從表4可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，添加2份分散劑F-18的試驗(yàn)配方膠料硫化特性和拉伸性能變化不大，炭黑分散性明顯改善，門尼粘度降低10.3%，撕裂強(qiáng)度提高2.6%，磨耗量減小25.0%，回彈值增大6.7%，生熱降低5.9%，耐熱老化性能提高。胎面上層膠的大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

表4 胎面上層膠大配合試驗(yàn)結(jié)果

2.3.2 胎面基部膠

對(duì)胎面基部膠的5#生產(chǎn)配方和8#試驗(yàn)配方進(jìn)行大配合試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，添加2份分散劑F-18的試驗(yàn)配方膠料硫化特性和拉伸性能相差不大，門尼粘度降低8.0%，撕裂強(qiáng)度提高5.1%，回彈值增大6.7%，生熱降低9.1%，耐熱老化性能和炭黑分散性明顯改善。胎面基部膠的大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

表5 胎面基部膠大配合試驗(yàn)結(jié)果

2.4 工藝性能

胎面上層膠和基部膠試驗(yàn)配方（分別為4#和8#配方）膠料工藝性能如下：①混煉膠表面光滑，韌性好，均勻致密，分散良好；②擠出胎面表面光滑，尺寸穩(wěn)定，無(wú)破邊現(xiàn)象，斷面均勻致密；③胎面上層膠和基部膠粘合性能好，成型工藝正常，胎坯挺性好。

2.5 成品輪胎性能

用4#和8#試驗(yàn)配方膠料生產(chǎn)23.5-25輪胎，測(cè)試成品輪胎胎面膠物理性能，結(jié)果如表6所示。

從表6可以看出，試驗(yàn)輪胎胎面膠的300%定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度變化不大，撕裂強(qiáng)度提高，阿克隆磨耗量減小，熱老化后拉伸強(qiáng)度下降率和拉斷伸長(zhǎng)率降低，試驗(yàn)輪胎胎面膠的綜合物理性能優(yōu)于生產(chǎn)輪胎。

表6 成品輪胎胎面膠物理性能

3 結(jié)論

在工程機(jī)械輪胎胎面上層膠和基部膠中添加2份分散劑F-18，膠料的門尼粘度降低，炭黑分散性改善，擠出和成型工藝性能良好，硫化特性和拉伸性能變化不大，抗撕裂性能、耐磨性能和彈性提高，生熱降低，耐熱老化性能改善，成品輪胎胎面膠的物理性能良好。