環(huán)保型塑解劑A86在半鋼子午線輪胎胎體膠中的應(yīng)用

鄭 濤，徐 巖，龍飛飛，張 寧

（山東豐源輪胎制造股份有限公司，山東 棗莊 277300）

橡膠制品生產(chǎn)過程中，塑解劑通過與斷裂大分子的化學(xué)作用，能夠產(chǎn)生游離基使橡膠大分子裂解，或是封閉塑煉時生膠分子斷鏈端基，使其喪失活性，不再重新結(jié)聚，最終達(dá)到提高膠料塑性、縮短塑煉時間的效果，可提高生膠塑煉效率，降低能耗。門尼粘度是衡量橡膠加工性能的重要指標(biāo)之一，塑解劑可以降低膠料門尼粘度，提高膠料加工性能[1-4]。

本工作主要研究環(huán)保型塑解劑A86在半鋼子午線輪胎胎體膠中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），TSR20，泰國產(chǎn)品；炭黑N326，上海卡博特化工有限公司產(chǎn)品；硬脂酸，益海嘉里投資有限公司提供；間接法氧化鋅，淄博海順鋅業(yè)有限公司產(chǎn)品；間苯二酚粘合樹脂SL-3005，山東摩爾化工有限公司產(chǎn)品；防老劑4020和RD，山東尚舜化工有限公司產(chǎn)品；C5石油樹脂，鑫樂化工有限公司產(chǎn)品；癸酸鈷CN20，朝陽市征和化工有限公司產(chǎn)品；塑解劑A86，山東陽谷華泰化工股份有限公司產(chǎn)品；TN-1（NR/促進(jìn)劑TBBS/硬脂酸）、TN-2（NR/促進(jìn)劑HMT/硬脂酸），TS-3（NR/不溶性硫黃Cure Pro）和TC-2（NR/防焦劑CTP/硬脂酸）預(yù)分散母粒，自制。

1.2 配方

試驗配方A：NR 95，炭黑N326 60，氧化鋅和硬脂酸 8.4，防老劑4020/RD 3，間苯二酚粘合樹脂SL-3005和C5石油樹脂 2.2，癸酸鈷CN20 0.6，TN-1/TN-2/TS-3/TC-2 12.6。

試驗配方B：添加0.3份環(huán)保型塑解劑A86，其余組分及用量同試驗配方A。

1.3 主要設(shè)備與儀器

XM370型密煉機(jī)和XM305型開煉機(jī)，軟控股份有限公司產(chǎn)品；X（S）M-1.5X型小密煉機(jī)、XK-160型開煉機(jī)和XLB-400×400型四立柱平板硫化機(jī)，青島科高橡塑機(jī)械技術(shù)裝備有限公司產(chǎn)品；MV3000型門尼粘度儀，德國Montech公司產(chǎn)品；Zwick Z010型拉力試驗機(jī)和Z3130型硬度計，德國Zwick公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗?zāi)z料采用兩段混煉工藝。一段混煉在X（S）M-1.5X型小密煉機(jī)中進(jìn)行[5]，加料順序為：設(shè)備預(yù)熱到60 ℃，加入生膠→氧化鋅等小料→炭黑→下片；一段混煉膠停放4 h后進(jìn)行二段混煉，在XK-160型開煉機(jī)上進(jìn)行，輥距調(diào)整為2.5 mm，加料順序為：一段混煉膠→防老劑等→ 下片。

大配合試驗?zāi)z料采用SSM低溫一步法煉膠工藝，生膠與小料在密煉機(jī)中初步混煉后，排放到雙驅(qū)全自動開煉機(jī)上，壓制成片后分流給4組全自動混煉開煉機(jī)，膠料在每組開煉機(jī)上自動混煉720 s，全過程為補(bǔ)充混煉、冷卻、收取，時間為120 s。下片時無需調(diào)節(jié)輥距[6-7]。

膠料采用XLB-400×400型四立柱平板硫化機(jī)進(jìn)行硫化，硫化條件為150 ℃/15 MPa×40 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 塑解劑A86檢測結(jié)果

表1為塑解劑A86的入廠檢測結(jié)果，為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，選取5個批次產(chǎn)品進(jìn)行檢測，并取平均值。

從表1可以看出，5個批次塑解劑A86的初熔點(diǎn)和灰分檢測數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，滿足我公司原材料驗收標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 塑解劑A86入廠檢測結(jié)果

2.2 小配合試驗

2.2.1 硫化特性

小配合試驗?zāi)z料的硫化特性見表2。

從表2可以看出：添加塑解劑A86后，混煉膠的門尼粘度降低約8個門尼值，降幅約為10%，焦燒時間延長0.86 min，增幅約為6%，這將有效提升膠料的加工性能，混煉膠的塑性穩(wěn)定性得到明顯提升；硫化儀數(shù)據(jù)無明顯差異。

表2 小配合試驗?zāi)z料的硫化特性

2.2.2 物理性能

小配合試驗硫化膠的物理性能見表3。

從表3可以看出，添加塑解劑A86后，硫化膠的硬度降低1度，降幅為1.3%，100%定伸應(yīng)力提升2.2%，200%定伸應(yīng)力提升1.4%，拉伸強(qiáng)度提升2.0%，鋼絲粘合力提升1.4%，其他性能無明顯 差異。

表3 小配合試驗硫化膠的物理性能

2.3 大配合試驗

2.3.1 硫化特性

大配合試驗?zāi)z料的硫化特性見表4。從表4可以看出，大配合試驗結(jié)果與小配合試驗結(jié)果基本一致，添加塑解劑A86后，混煉膠的加工性能呈向好趨勢，塑性穩(wěn)定性明顯提高。

表4 大配合試驗?zāi)z料的硫化特性

2.3.2 物理性能

大配合試驗硫化膠的物理性能見表5。從表5可以看出，大配合試驗結(jié)果與小配合試驗結(jié)果基本一致。

表5 大配合試驗硫化膠的物理性能

2.4 成品性能

采用試驗配方A和B分別生產(chǎn)185/60R14 82H TAXIPLUS輪胎（記為輪胎A和B）進(jìn)行成品性能 測試。

2.4.1 強(qiáng)度性能

依據(jù)Q/B QP 02—2018《轎車子午線輪胎強(qiáng)度試驗方法》進(jìn)行輪胎強(qiáng)度性能測試，輪胎充氣壓力為180 kPa。結(jié)果表明，輪胎A和B的第1—4點(diǎn)破壞能都達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，輪胎A第5點(diǎn)破壞能為605.2 J，輪胎B第5點(diǎn)破壞能為608.7 J，強(qiáng)度性能無明顯差異，均超過標(biāo)準(zhǔn)值。

2.4.2 耐久性能

依據(jù)Q/B NP 03—2018《轎車子午線輪胎耐久性能試驗方法》進(jìn)行輪胎耐久性能測試，輪胎充氣壓力為180 kPa，行駛速度為120 km·h-1。試驗結(jié)果如表6所示。

從表6可以看出，在耐久性試驗中，輪胎A和B累計行駛44 h后停止試驗，試驗結(jié)束時目測輪胎均未損壞，成品輪胎耐久性能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 要求。

表6 成品輪胎耐久性試驗結(jié)果

2.4.3 高速性能

高速性能依據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/B GP 03—2018《轎車子午線輪胎高速性能試驗方法》進(jìn)行測試，輪胎充氣壓力為280 kPa，負(fù)荷率為80%。試驗結(jié)果如表7所示。輪胎A和B累計行駛1.5 h后停止試驗，試驗結(jié)束時目測輪胎均未損壞，高速性能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表7 成品輪胎高速性能試驗結(jié)果

3 結(jié)論

在半鋼子午線輪胎胎體膠中添加環(huán)保型塑解劑A86后，混煉膠的加工性能得到改善，主要表現(xiàn)為門尼粘度大幅降低，焦燒時間延長，加工安全性提高，同時對硫化儀數(shù)據(jù)無明顯影響；硫化膠的邵爾A型硬度降低，定伸應(yīng)力和鋼絲粘合力提高，可相應(yīng)地提升輪胎的整體性能；成品輪胎的強(qiáng)度性能、耐久性能和高速性能均達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。