抗龜裂劑D-99在工程機械輪胎胎面膠和胎側膠中的應用

李華峰

（山東東營市黃海輪胎有限公司，山東 東營 257336）

隨著我國汽車工業的快速發展，汽車保有量增大，輪胎市場競爭日趨激烈。為了提高產品品質，在市場競爭中取得優勢，輪胎企業紛紛加快新材料的應用及新產品的研發工作。

胎面和胎側是工程機械輪胎的主要受壓、受熱部件。胎面膠和胎側膠應具有良好的動態疲勞性能和耐熱老化性能。抗龜裂劑D-99是一種新型防護助劑，對于抑制橡膠老化龜裂、提高橡膠抗屈撓性能和耐熱老化性能有很好的效果[1-2]。本工作主要研究抗龜裂劑D-99在工程機械輪胎胎面膠及胎側膠中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），牌號SMR20，馬來西亞產品；丁苯橡膠（SBR），牌號1502，中國石化齊魯石油化工有限公司產品；炭黑N234，N660，N330，太原三強炭黑有限公司產品；抗龜裂劑D-99，朝陽恒興橡塑助劑有限公司產品。

1.2 配方

1.2.1 胎面膠

1#配方（生產配方）：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，促進劑 1.3，硫黃 1.8。

2#，3#，4#配方（試驗配方）：除分別添加1份、1.5份、2份抗龜裂劑D-99外，其余同1#配方。

1.2.2 胎側膠

5#配方（生產配方）：NR 50，SBR 50，炭黑N330 40，炭黑N660 20，氧化鋅 5，硬脂酸 2.5，防老劑 5.5，芳烴油 8，粘合劑 1.5，促進劑0.7，硫黃 1.5。

6#，7#，8#配方（試驗配方）：除分別添加1份、1.5份、2份抗龜裂劑D-99外，其余同5#配方。

1.3 主要設備與儀器

XK-160型開煉機和XLB-400×400型平板硫化機，青島一鳴機械有限公司產品；F270型密煉機和GK255型密煉機，大連華韓密煉機公司產品；MV2000型門尼粘度儀和MDR2000型無轉子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產品；TH-8203S型電子式拉力機，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產品；ALPHA炭黑分散度測定儀，青島富杰科技有限公司產品；GABOMETER橡膠壓縮生熱試驗機，德國GABO公司產品。

1.4 試樣制備

小配合試驗膠料混煉采用2段混煉工藝，在開煉機中進行。一段混煉加料順序為：生膠→氧化鋅、硬脂酸、防老劑、抗龜裂劑D-99等小料→炭 黑→芳烴油→薄通→下片，停放4 h；二段混煉加料順序為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→薄通下片。

大配合試驗膠料混煉分2段進行，一段混煉在F270型密煉機中進行，加料順序為：生膠→小料、抗龜裂劑D-99、炭黑→芳烴油→排膠，停放4 h；二段混煉在GK255型密煉機中進行，加料順序為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→下片。

1.5 性能測試

膠料性能按照國家相應標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 理化性能

抗龜裂劑D-99的理化性能如表1所示。

從表1可以看出，抗龜裂劑D-99的理化性能符合企業標準要求。

2.2 小配合試驗

2.2.1 胎面膠

胎面膠小配合試驗結果見表2。

表2 胎面膠小配合試驗結果

從表2可以看出，隨著抗龜裂劑D-99用量增大，膠料的硫化特性和拉伸性能變化不大，抗撕裂性能和耐磨性能提高，回彈值增大，生熱降低，耐熱老化性能和耐天候老化性能明顯改善。

2.2.2 胎側膠

胎側膠小配合試驗結果見表3。

表3 胎側膠小配合試驗結果

從表3可以看出，隨著抗龜裂劑D-99用量增大，膠料的硫化特性和拉伸性能變化不大，回彈值增大，壓縮生熱降低，耐屈撓性能明顯提高，耐熱空氣老化性能和耐天候老化性能明顯改善。

2.3 大配合試驗

2.3.1 胎面膠

為進一步驗證小配合試驗結果，對1#和4#配方進行胎面膠大配合試驗，結果見表4。

表4 胎面膠大配合試驗結果

從表4可以看出，與生產配方膠料相比，添加2份抗龜裂劑D-99的試驗配方膠料硫化特性和拉伸性能相差不大，撕裂強度提高2.5%，磨耗量減小20%，生熱降低11%，回彈值略增大，耐熱空氣老化性能和耐天候老化性能明顯改善。大配合試驗結果與小配合試驗結果基本一致。

2.3.2 胎側膠

對5#和8#配方進行胎側膠大配合試驗，結果見表5。

從表5可以看出，與生產配方膠料相比，添加2份抗龜裂劑D-99的試驗配方膠料硫化特性和拉伸性能相差不大，撕裂強度提高5.3%，回彈值增大3.3%，生熱降低8.2%，耐屈撓裂口長度減小11.2%，耐熱老化性能和耐天候老化性能改善。大配合試驗結果與小配合試驗結果基本一致。

表5 胎側膠大配合試驗結果

2.4 工藝性能

試驗胎面膠和胎側膠工藝性能如下。

（1）混煉膠表面光滑，韌性好，均勻致密，分散良好。

（2）擠出胎面和胎側表面光滑，尺寸穩定，無破邊現象，斷面均勻致密。

（3）成型工藝正常，胎面膠和胎側膠粘合性能好，胎坯挺性好。

2.5 成品性能

用4#和8#試驗配方生產17.5-25輪胎，測試成品輪胎物理性能，并與生產輪胎進行對比，結果見表6。

從表6可以看出，試驗輪胎物理性能優于生產輪胎。

表6 成品輪胎物理性能

用17.5-25試驗輪胎與生產輪胎混合裝車進行道路試驗。試驗1個月后，生產輪胎的胎面和胎側部位出現較深的老化裂紋，而試驗輪胎未發現裂紋，輪胎使用壽命明顯延長。

3 結論

在工程機械輪胎胎面膠或胎側膠中添加2份抗龜裂劑D-99，膠料的擠出和成型工藝性能良好，硫化特性和拉伸性能變化不大，耐磨性能和彈性提高，生熱降低，耐屈撓龜裂性能、耐熱老化性能和耐天候老化性能明顯改善，成品輪胎的物理性能良好，使用壽命明顯延長。