全路面起重機用445/95R25工程機械輪胎胎體膠和胎圈填充膠配方優化

高 利，劉 娟，周 勇

（三角輪胎股份有限公司，山東 威海 264200）

全路面起重機是一種兼具汽車起重機和越野起重機特點的高性能車輛，它既能像汽車起重機一樣快速轉移、長距離行駛，又可滿足在狹小和崎嶇不平或泥濘場地作業的要求[1]。近年來，隨著物流行業的發展，越來越多的移動式起重機需要進行高速長途作業，這對其輪胎的高速性能提出了更高要求，諸如385/95R25和445/95R25規格的傳統輪胎E速度級別的產品已不能滿足實際需求，國外輪胎巨頭紛紛開發速度級別為F（80 km·h-1）的產品。與此同時，各大主機廠為確保車輛行駛安全性，對輪胎高速和耐久性能的要求已不滿足歐洲經濟委員會（ECE）關于F速度級別輪胎產品的認證標準，制定了企業自身高速耐久性能標準[2]。

本工作通過對全路面起重機用F速度級別的445/95R25輪胎進行胎體膠與胎圈填充膠配方優化，旨在提升膠料彈性并降低動態生熱，以改善胎圈部位脫層質量問題。

1 病象分析

全路面起重機用445/95R25輪胎材料分布如圖1所示。

圖1 全路面起重機用445/95R25輪胎材料分布示意

按照主機廠耐久性測試方法在輪胎室內耐久性試驗中發生胎體與胎圈填充膠之間脫層，脫層界面有膠料焦燒現象，屬于生熱過高所致，分析認為與測試后期負荷超過160%標準負荷有關，測試結果未達到主機廠對該產品耐久性能標準要求。

為提升該產品耐久性能，改善胎體與胎圈填充膠脫層質量問題，對胎體膠和胎圈填充膠配方進行優化，目標是提升膠料彈性，降低生熱[3-4]。

2 實驗

2.1 主要原材料

天然橡膠（NR），STR20和3#煙膠片，泰國產品；炭黑N375，N330，N326和N550，天津卡博特化工有限公司產品；白炭黑ZEOSIL 175，青島羅地亞白炭黑有限公司產品；不溶性硫黃HDOT-20，美國富萊克斯公司產品。

2.2 配方

2.2.1 胎體膠

優化前：NR（3#煙膠片） 100，炭黑N375 45，白炭黑 15，有機硅混合物（有效成分質量分數為0.5） 3，氧化鋅 8，硬脂酸 0.6，Koresin增粘樹脂 2.5，防老劑4020 1，防老劑RD 1.5，防焦劑CTP 0.3，不溶性硫黃HDOT-20 6.5，促進劑DZ 0.75。

優化后：NR（3#煙膠片） 100，炭黑N326 53，氧化鋅 9，硬脂酸 0.4，Koresin增粘樹脂1.5，防老劑4020 1，防老劑RD 0.7，防焦劑CTP 0.3，不溶性硫黃HDOT-20 6.8，促進劑DZ 0.55。

2.2.2 胎圈填充膠

優化前：NR（STR20） 100，炭黑N375 35，白炭黑 15，有機硅混合物（有效成分質量分數為0.5） 1.5，氧化鋅 3，硬脂酸 2，辛基增粘樹脂3，防老劑4020 1.5，防老劑RD 1，防焦劑CTP 0.3，硫黃 1.5，促進劑TBBS 0.7。

優化后：NR（STR20） 100，炭黑N330 22，炭黑N550 20，氧化鋅 4，硬脂酸 2，防老劑4020 1，防老劑RD 0.7，防焦劑CTP 0.25，不溶性硫黃HDOT-20 2.5，促進劑TBBS 0.88。

2.3 主要設備和儀器

GK400和GK255型密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司產品；Roell Z010型拉力機，德國Zwick公司產品；DMTS EPLEXOR 500N型動態熱機械分析（DMA）儀，德國GABO公司產品；TJR-1-OR（Y）型輪胎耐久試驗機，天津久榮車輪技術有限公司產品。

2.4 混煉工藝

胎體膠采用5段混煉工藝，胎圈填充膠采用4段混煉工藝，胎體膠前4段和胎圈填充膠前3段混煉采用GK400型密煉機，終煉采用GK255型密煉機。

一段混煉轉子轉速為55 r·min-1，混煉工藝為：加入NR、70%的炭黑（優化前胎體膠和胎圈填充膠配方加入全部炭黑）、氧化鋅、硬脂酸、增粘樹脂和防老劑混煉至110 ℃，提壓砣，繼續混煉至130℃，提壓砣，混煉至160 ℃，排膠。

二段混煉轉子轉速為40 r·min-1（優化前胎體膠和胎圈填充膠配方混煉轉速為35 r·min-1），混煉工藝為：加入一段混煉膠和剩余炭黑（優化前胎體膠和胎圈填充膠配方加入全部白炭黑和有機硅混合物）混煉至120 ℃，提壓砣，繼續混煉至150℃，排膠。

三段混煉轉子轉速為35 r·min-1，混煉工藝為：加入二段混煉膠進行回車處理，混煉至120 ℃，提壓砣，繼續混煉至150 ℃，排膠（優化前胎體膠和胎圈填充膠配方排膠溫度為140 ℃）。

完善的內部控制制度有利于保險公司進行財務、業務等各方面的綜合管理，提高企業的綜合市場競爭力和凝聚力。針對目前保險公司缺乏內部控制制度的現狀，我國保險公司應根據中國有關內部控制的制度體系規范，再結合自身企業的業務特點進行內部控制、風險評估、流程監督等多方面控制，做到業務流程各環節控制緊湊、企業管理制度規范嚴謹、財務信息披露及時有效，同時要設立專門的機構進行保險公司的資金投入、支出和具體運行過程的全面監管，以更好地減少財務管理風險。

四段混煉（僅胎體膠）轉子轉速為35 r·min-1，混煉工藝為：加入三段混煉膠進行回車處理，混煉至120 ℃，提壓砣，繼續混煉至150 ℃，排膠。

終煉轉子轉速為17 r·min-1（胎圈填充膠混煉轉子轉速為22 r·min-1），混煉工藝為：加入上段混煉膠、防焦劑、硫黃和促進劑，混煉30 s，提壓砣，繼續混煉40 s，提壓砣，混煉至105 ℃，排膠，總混煉時間為140～160 s。

2.5 性能測試

輪胎耐久性能按主機廠標準進行測試，其余各項性能均按相應國家標準進行測試。

3 結果與討論

3.1 硫化特性和物理性能

優化前后胎體膠和胎圈填充膠的硫化特性和物理性能如表1所示。

從表1可以看出：優化后胎體膠和胎圈填充膠的邵爾A型硬度均減小，300%定伸應力和拉伸強度略有增大；優化后胎體膠硫化速率減小，胎圈填充膠硫化速率增大；優化后膠料100 ℃高溫彈性明顯提升，其中胎體膠提升16.7%，胎圈填充膠提升6.9%；優化后胎體膠和胎圈填充膠壓縮生熱和動態損耗因子減小，其中胎體膠壓縮生熱降低29%，60 ℃動態損耗因子減小26.7%，胎圈填充膠壓縮溫升降低36.7%，60 ℃動態損耗因子減小56%。

表1 優化前后胎體膠和胎圈填充膠的硫化特性和物理性能

3.2 成品性能

3.2.1 耐久性能

選用優化前后胎體膠和胎圈填充膠配方生產445/95R25輪胎并進行室內耐久性測試。

3.2.2 高速性能

選用優化后胎體膠和胎圈填充膠配方生產445/95R25輪胎并進行室內高速性能測試。測試結果表明，成品輪胎高速性能滿足ECE關于F速度級別產品標準要求，同時能夠滿足主機廠高速性能要求。使用優化后配方生產的成品輪胎進行裝車測試，使用時間已達到13個月，無異常質量問題。

4 結論

（1）對全路面起重機用445/95R25輪胎的胎體膠和胎圈填充膠配方進行優化，優化后膠料彈性提高、壓縮生熱和動態損耗因子減小。

（2）采用優化后胎體膠和胎圈填充膠配方生產的成品輪胎耐久時間延長至130 h，達到主機廠標準要求，高速性能滿足ECE關于F速度級別產品標準要求，成品輪胎路試無異常質量問題。