國產BIIR2302在全鋼載重子午線輪胎氣密層膠中的應用

胡錄偉，曾 清，楊利偉，黃照力，楊維建

（四川凱力威科技股份有限公司，四川 簡陽 641400）

溴化丁基橡膠（BIIR）是含有活性溴的異丁烯-異戊二烯共聚彈性體，其氣體透過性低，是全鋼載重子午線輪胎尤其是無內胎全鋼載重子午線輪胎不可替代的原材料。多年來，BIIR的生產技術被美國和德國掌控，我國使用的BIIR依賴進口，產品緊缺且價格較高。信匯聚合物（上海）有限公司經過多年的研究，消化吸收國外技術，實現(xiàn)了BIIR的工業(yè)化生產。

本工作研究信匯聚合物（上海）有限公司生產的BIIR在全鋼載重子午線輪胎氣密層膠中的應用，并與進口BIIR對比。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SMR20，馬來西亞產品。BIIR，牌號2222，進口產品；牌號2302，信匯聚合 物（上海）有限公司產品。炭黑N660，云南曲靖眾一炭黑有限公司產品。預分散氧化鋅，由質量分數(shù)為0.8的間接法氧化鋅和質量分數(shù)為0.2的彈性體組成，山東陽谷華泰化工有限公司產品。

1.2 配方

生產配方：NR 20，BIIR2222 80，炭黑N660 60，預分散氧化鋅 3.7，氧化鎂 1，硬脂酸 2，增粘樹脂SP1068 4，均勻樹脂RT-40FE 6，芳烴油 10，硫黃 0.5，促進劑 1.5。

試驗配方：除用BIIR2302等量代替BIIR2222以外，其他組分和用量與生產配方相同。

1.3 主要設備與儀器

XM370型密煉機，大連橡膠塑料機械有限公司產品；GK255型密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司產品；TY-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；MDR2000型無轉子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產品；UL2050型門尼粘度儀、UT2060型電子拉力機和UD3500型炭黑分散度儀，優(yōu)肯科技股份有限公司產品；UA-2087型四工位耐久試驗機，軟控股份有限公司產品。

1.4 試樣制備

1.4.1 小配合試驗

小配合試驗膠料分兩段在開煉機上混煉。一段混煉加料順序為：NR和BIIR→氧化鎂、硬脂酸、增粘樹脂和均勻樹脂→炭黑→芳烴油→停放4 h；二段混煉加料順序為：一段混煉膠→預分散氧化鋅、硫黃和促進劑→下片。

1.4.2 大配合試驗

大配合試驗膠料分3段混煉。一段和二段混煉均在XM370型密煉機中進行，轉子轉速為30 r·min-1。一段混煉工藝為：NR和BIIR→壓壓砣→氧化鎂、硬脂酸、增粘樹脂和均勻樹脂、2/3炭黑→壓壓砣→芳烴油→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→排膠[（130±5） ℃]。二段混煉工藝為：一段混煉膠、剩余1/3炭黑→壓壓砣→提壓砣→壓壓砣→排膠[（125±5） ℃]。三段混煉在GK255型密煉機中進行，轉子轉速為25 r·min-1，混煉工藝為：二段混煉膠→預分散氧化鋅、硫黃和促進劑→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

膠料氣密性按照GB/T 1038—2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法—壓差法》進行測試，膠料其他性能按照相應國家標準進行測試；成品輪胎耐久性能按照GB/T 4501—2008《載重汽車輪胎性能室內試驗方法》進行測試。

2 結果與討論

2.1 理化性能

BIIR2302的理化性能見表1。從表1可以看出，BIIR2302的理化性能符合企業(yè)標準要求。

表1 BIIR2302的理化性能

2.2 小配合試驗

小配合試驗結果見表2。從表2可以看出，與生產配方膠料相比，試驗配方膠料的門尼焦燒時間和硫化速度基本相近，硬度、定伸應力、拉伸強度、拉斷永久變形、耐屈撓性能和耐熱老化性能相當，拉斷伸長率較大。

表2 小配合試驗結果

2.3 大配合試驗

為進一步考察試驗配方膠料的性能，本工作進行了大配合試驗，結果見表3。從表3可以看出：試驗配方膠料與生產配方膠料的透氣量和透氣率接近，說明采用BIIR2302等量代替BIIR2222對膠料的氣密性基本無影響；試驗配方膠料與生產配方膠料其余性能的大配合試驗結果與小配合試驗結果基本一致。

表3 大配合試驗結果

2.4 工藝性能

在對頂式擠出壓延機上壓出315/80R22.5全鋼載重子午線輪胎氣密層，擠出機螺桿轉速為15.2 r·min-1，生產線速度為13.5 m·min-1，膠料擠出溫度約為96 ℃。試驗配方膠料工藝參數(shù)和膠料溫度與生產配方膠料無明顯差異，試驗配方氣密層膠表面光滑，無麻面、無氣泡和無焦燒現(xiàn)象。在成型過程中試驗配方氣密層與過渡層及其接頭粘合性能好，胎坯在停放過程中無接頭開裂 現(xiàn)象。

2.5 成品輪胎耐久性能

用試驗配方膠料試制了一批315/80R22.5 18PR全鋼載重子午線輪胎，并與生產配方膠料輪胎進行了室內耐久性能對比試驗，結果見表4。從表4可以看出，與生產輪胎相比，試驗輪胎的耐久性能略好，這表明在全鋼載重子午線輪胎氣密層中用BIIR2302等量替代BIIR2222完全可行。

表4 成品輪胎的耐久性能

3 結語

與采用BIIR2222的氣密層膠相比，采用BIIR2302的氣密層膠硫化速度和加工安全性相當；氣密性差異不大，拉斷伸長率較大，其他物理性能相近；工藝性能好；成品輪胎耐久性能略好。總之，國產BIIR2302達到國外同類產品水平，完全可以替代進口BIIR2222用于全鋼載重子午線輪胎氣密層膠中。