增硬補強劑在全鋼載重子午線輪胎胎肩墊膠中的應用

2017-07-22 02:47:42樊斌斌劉豫皖楊艷平

輪胎工業 2017年8期

樊斌斌，劉豫皖，楊艷平，周靜

（風神輪胎股份有限公司，河南焦作 454003）

增硬補強劑是一種由芳烴衍生物與無機引發劑經多段合成的大分子化合物。增硬補強劑在硫化時的熱作用下，終端原子失去多個電子，形成多個活性點，以該失去電子的離子為中心，對單硫、雙硫和多硫鍵進行螯合，經過螯合可提高硫化鍵的鍵能。隨著鍵能的增大，膠料的硬度和定伸強度提高，耐老化性能改善，橡膠鏈之間的相互吸引力增大[1]。

本工作主要研究增硬補強劑在全鋼載重子午線輪胎胎肩墊膠配方中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），牌號STR20，泰國產品；炭黑N326，焦作龍星化工有限責任公司產品；增硬補強劑，萬鴻（香港）國際股份有限公司產品。

1.2 配方

配方如表1所示。

1.3 主要設備和儀器

XK-160型開煉機，廣東湛江機械廠產品；BR1.6 L型密煉機，英國法雷爾公司產品；GK400型密煉機，德國克虜伯公司產品；GK255型密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司產品；140T型平板硫化機，上海橡膠機械一廠產品；MDR2000型硫化儀，美國阿爾法科技公司產品；tensiTECH型電子拉力機，美國德寶公司產品；橡膠壓縮生熱試驗機，北京澳瑪琦科技發展有限公司產品。

表1 配方份

1.4 試樣制備

1.4.1 小配合試驗

膠料采用兩段混煉工藝，一段混煉在BR1.6 L型密煉機中進行，混煉工藝為：生膠，加壓（1 min）→提壓砣→炭黑和小料，加壓（3 min）→提壓砣，加壓（2 min）→排膠；二段混煉在開煉機上進行，混煉工藝為：一段混煉膠加硫黃、促進劑和增硬補強劑，搗膠、下片。

1.4.2 大配合試驗

膠料采用兩段混煉工藝，一段混煉在GK400型密煉機中進行，二段混煉在GK255型密煉機中進行。一段混煉轉子轉速為40 r·min-1，壓砣壓力為18 MPa，混煉工藝為：生膠→提壓砣→炭黑、氧化鋅和防老劑等→提壓砣→提壓砣→排膠（155～165 ℃）；二段混煉轉子轉速為25 r·min-1，壓砣壓力為18 MPa，混煉工藝為：一段混煉膠、硫黃、促進劑和增硬補強劑→提壓砣→提壓砣→排膠（100～110 ℃）。

1.5 性能測試

膠料各項性能均按相應國家標準進行測試。

2 結果與分析

2.1 理化分析

增硬補強劑的理化分析結果如表2所示。從表2可以看出，增硬補強劑的理化分析結果符合技術指標要求。

表2 增硬補強劑的理化分析結果

2.2 小配合試驗

2.2.1 硫化特性

小配合試驗膠料的硫化特性結果見表3。

表3 小配合試驗膠料的硫化特性（151 °C×60 min）

從表3可以看出，使用增硬補強劑后，2#和3#配方膠料的t90延長，膠料抗硫化返原性能明顯提高，2#配方膠料的Fmax明顯較1#配方膠料高，3#配方膠料雖減小炭黑用量，但其Fmax與1#配方膠料差異不大，這與增硬補強劑在硫化過程中參與交聯反應有關。

2.2.2 物理性能

小配合試驗膠料的物理性能見表4。

從表4可以看出：與1#配方膠料相比，添加增硬補強劑，均可使2#和3#配方膠料的回彈值提高，固特里奇生熱降低；2#配方的硬度和定伸強度較高，老化前拉伸強度和拉斷伸長率略低，這與其使用增硬補強劑后交聯密度較高有關[2]；3#配方膠料減小炭黑用量后，生熱進一步降低但其他性能與1#配方膠料差異不大；2#和3#配方膠料耐老化性能均優于1#配方膠料，尤其是3#配方膠料。