2200dtex/2 E90聚酯簾布在載重輪胎胎體中的應用

張清玉，張中賽

（1.中策橡膠集團有限公司，浙江 杭州 311607；2.天津理工大學，天津 300100）

隨著對高性能輪胎的要求越來越高，新型原材料成為輪胎企業提高市場競爭力的有效手段。載重輪胎主要采用錦綸簾布作為纖維骨架材料，但錦綸簾布變形大、模量低、尺寸穩定性差，易使輪胎出現平點。在載重輪胎胎體中用聚酯簾布作為骨架材料，有利于提高胎體強度和輪胎耐久性能，并降低生產成本。

2200dtex/2 E90聚酯簾布具有高模量低收縮性，耐熱性能、耐疲勞性能和抗沖擊性能好，目前主要用作子午線輪胎胎體的骨架材料，能夠提高輪胎強度性能、耐久性能、高速性能和安全性能，并實現輪胎輕量化[1-2]。其不足之處是聚酯簾布易胺解，滯后損失大，與橡膠粘合性能差，因此對胎體膠的配方優化尤其重要[3]。

本工作主要研究2200dtex/2 E90聚酯簾布在載重輪胎胎體中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

2200dtex/2 E90聚酯簾布（以下簡稱聚酯簾布），浙江海利得新材料股份有限公司產品；2100dtex/2錦綸6簾布（以下簡稱錦綸簾布），市售品。

1.2 胎體膠配方

生產配方：生膠 100，炭黑N330/炭黑N660/ECO炭黑 40，活性劑 10，粘合增進劑AIR-01/粘合劑A/粘合劑RE 6，操作油 4，防老劑4020 2，充油硫黃/促進劑NS/促進劑DTDM 3.3。

試驗配方：用防老劑A/BLE等量替代防老劑4020。

1.3 主要設備與儀器

XK-160型開煉機、50 t平板硫化機和XY-4S-1800型四輥壓延機，廣東湛江機械廠產品；F370和GK255型密煉機，大連橡膠塑料機械股份有限公司產品；C200E型硫化儀，北京友深電子儀器有限公司產品；UT-2620型電子拉力試驗機，優肯科技股份有限公司產品；輪胎耐久性能試驗機，天津久榮車輪技術有限公司產品。

1.4 膠料混煉

1.4.1 小配合試驗

小配合試驗膠料在XK-160型開煉機上混煉，混煉工藝為：生膠→塑煉→薄通3次→小料→左右割刀3次→炭黑→粘合劑→操作油→硫黃和促進劑→薄通6次→下片（膠片厚2 mm）。

1.4.2 大配合試驗

大配合試驗膠料分兩段混煉。一段混煉在F370型密煉機中進行，轉子轉速為55 r·min-1，混煉工藝為：生膠→塑煉→小料→炭黑→粘合劑→操作油（125 ℃）→排膠（155 ℃）。二段混煉在GK255型密煉機中進行，轉子轉速為35 r·min-1，混煉工藝為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→壓壓砣提壓砣→壓壓砣提壓砣→壓壓砣提壓砣→排膠。

1.5 性能測試

膠料性能測試按照相應國家標準進行。

2 結果與討論

2.1 胎體膠性能

防老劑受熱時易分解，使胎體膠與簾布之間的粘合強度降低。胎體膠的物理性能如表1所示。從表1可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的物理性能和老化前H抽出力相當，老化后H抽出力保持率較大，說明胎體膠采用防老劑A/BLE作防護體系，對其與聚酯簾布的粘合性能有利。

表1 胎體膠的物理性能

為進一步分析胎體膠與簾布的粘合性能，將膠料與聚酯簾布和錦綸簾布貼合（沿簾線方向）制成200 mm×20 mm的試樣，測試膠料與簾布的粘合強度，結果如表2所示。從表2可以看出，老化前后膠料與聚酯簾布的粘合強度均大于膠料與錦綸簾線的粘合強度。

表2 胎體膠與簾布的粘合強度 kN·m-1

2.2 壓延聚酯簾布厚度均勻性

從寬度約為200 mm的壓延聚酯簾布上均勻取16個點測其厚度，結果如圖1所示。從圖1可以看出，壓延聚酯簾布厚度均一性較好，壓延聚酯簾布厚度為（1.19±0.03） mm，符合生產工藝要求。

圖1 壓延覆膠聚酯簾布厚度

上下覆膠厚度對壓延簾布性能有一定影響，一般要求壓延簾布上下覆膠厚度均勻。裁取1條寬度約為120 mm的壓延聚酯簾布，將其疊成3層，壓實后用剪刀剪取截面，并用數碼照相機拍照，截面照片如圖2所示。從圖2可以看出，壓延聚酯簾布上下覆膠厚度比為0.90～1.10，符合壓延簾布覆膠厚度要求。

圖2 壓延聚酯簾布（3層疊合）截面照片

2.3 停放時間對壓延聚酯簾布含水率的影響

將壓延聚酯簾布用襯布卷曲并停放，測定不同停放時間聚酯簾布的含水率。試樣C的停放溫度為32 ℃，濕度為72%；試樣D的停放溫度為23 ℃，濕度為80%。停放時間對壓延聚酯簾布含水率的影響如圖3所示。從圖3可以看出：隨著停放時間延長，壓延聚酯簾布的含水率提高，停放時間達到48 h后，壓延聚酯簾布的吸水率趨于平穩；放置于濕度大的環境中的試樣D吸水率較大。一般來說，濕度每提高1%，壓延聚酯簾布每小時吸水率提高0.001 8%，按工藝要求壓延聚酯簾布的含水率應小于1%，壓延聚酯簾布貯存濕度需控制在50%以下。與錦綸簾布壓延24 h后易出現松緊邊和含水率大于1%相比，聚酯簾布不易受潮。

圖3 停放時間對壓延聚酯簾布含水率的影響

2.4 聚酯簾布壓延速度對輪胎耐久性能的影響

為研究胎體聚酯簾布壓延速度對輪胎耐久性能的影響，采用不同速度壓延聚酯簾布，并制備3種規格的成品載重輪胎各兩條。

壓延速度對聚酯簾布厚度和粘合強度的影響見表3。從表3可以看出：隨著壓延速度提高，聚酯簾布的厚度減小；試樣1偏厚，超過胎體壓延簾布的標準厚度[（1.19±0.03） mm]，但其覆膠較多，粘合強度較大；試樣2與試樣3的厚度基本相當，在胎體壓延簾布標準厚度范圍內，且粘合強度相差不大。

表3 壓延速度對聚酯簾布厚度和粘合強度的影響

采用聚酯簾布胎體的成品輪胎的耐久性能如表4所示。從表4可以看出：隨著聚酯簾布壓延速度提高，成品輪胎應力損壞點從緩沖層-胎面間轉移到胎體外部-內部間；試驗輪胎1和2的胎體均無損壞，說明降低聚酯簾布壓延速度有利于提高胎體膠與簾布的粘合強度。

表4 聚酯簾布胎體成品輪胎的耐久性能

用壓延速度為45 m·min-1制備的胎體錦綸簾布與胎體聚酯簾布試制同規格成品輪胎（分別為試驗輪胎4和2），并測試其耐久性能，結果如表5所示。從表5可以看出，胎體采用聚酯簾布的成品輪胎損壞部位由胎體轉移到胎體外部-內部 之間。

表5 聚酯簾布與錦綸簾布胎體成品輪胎的耐久性能對比

3 結論

（1）胎體膠采用防老劑A/BLE，聚酯簾布覆膠厚度均勻，粘合性能好。

（2）胎體用壓延聚酯簾布含水率應小于1%，存放時間宜在48 h內。

（3）胎體聚酯簾布壓延速度對輪胎耐久性能有一定影響，綜合生產效率，胎體聚酯簾布適宜的壓延速度為45 m·min-1。

（4）與胎體采用錦綸簾布的載重輪胎相比，胎體采用聚酯簾布的載重輪胎胎體強度較大，耐久性能好。