子午线轮胎用原材料性能要求及成品检测

1、子午线轮胎用原材料性能要求及成品检测目录1 对原材料质量首要的要求2 子午线轮胎用天然橡胶3 子午线轮胎用合成橡胶4 子午线轮胎半成品部件的性能要求5 子午线轮胎的成品检测1 对原材料质量首要的要求子午线轮胎的生产,与斜交轮胎相比,除要求生产厂的装备、工艺控制、生产管理和测试水平要有较大提高外,对所用原材料品种、质量控制和应用技术也提出了更为严格的要求。使用性能稳定、均匀一致的高质量原材料,是生产高质量子午线轮胎的重要保证条件之一。2 子午线轮胎用天然橡胶2.1总的要求及包装(1 胶块应无木材、金属、纤维、石料等之类的外来物。(2 橡胶必须基本上无模压,但表面上的干燥模痕不受此限。橡胶中离散的

2、斑点虽无限制,但不容许有“原始的”(未干燥橡胶。(3 颜色等级鉴别(4 每一块胶用0.4 cm厚的聚乙烯塑料布包装。每块胶周围放白色的聚乙烯塑料布条,用红色字母写上等级号。包装好的胶块放在适合的托架上,每层用0.08/0.10mm厚的红色聚乙烯塑料布隔开。注:在某些使用开炼机塑炼的地方,胶块需要用0.08/0.10mm厚的聚乙烯塑料布包装,以便卸袋,在某些情况下,如果适合,也可以要求用滑石粉处理胶块。(5 每一胶块重33.3 kg(6 胶块规格680mmX 340mmX 150/180mm(7 标准托架规格1425mmX1100mm(8 收到的橡胶必须无由于非橡胶组合分(例如篦麻油腐烂造成的有

3、害气味。*聚乙烯要求符合下列技术条件:熔点105以下,比重0.92和溶解指数最小2.0。2.2标准橡胶的规格子午线轮胎最常用的天然橡胶是标准橡胶TSR 10和TSR 20。天然橡胶由于综合性能良好,可以单独使用,制作各种橡胶制品,也可与其他合成橡胶并用,以改进其他橡胶的性能,如成型粘性,拉伸强度,撕裂强度等,从而提高橡胶制品的全面性能。天然橡胶生胶强度和自粘性好,胎胚形状易保持。轮胎越大,天然橡胶比例越高。天然橡胶的绝大多数物理机械性能都比较好,尤其是耐撕裂、弹性、耐寒性和工艺加工性能优异,是一种综合性能最好的橡胶。表1 TSR的级别原材料特征级别控制黏度CV 全鲜胶乳浅色橡胶,具有规定的颜色

4、指数L无规定黏度或颜色WF生胶片或凝固的混合无规定黏度或颜色 5 胶乳无规定黏度10或20胶园凝胶和/或生胶片控制黏度10CV或20CV表2 TSR的技术要求(ISO 2000:2003级别性能CV L WF 5 10 20 10CV20CV检验方法颜色标识绿绿绿绿褐红褐红留在45m筛网上的杂质/%(质量分数,最大值0.05 0.05 0.050.050.100.200.100.20 ISO 249灰分/%(质量分数,最大值0.5 0.5 0.50.60.75 1.00.75 1.0 ISO 247 氮含量/%(质量分数,最大值0.6 0.6 0.60.60.60.60.6 0.6 ISO 1

5、656挥发分含量/%(质量分数,最大值0.8 0.8 0.80.80.80.80.8 0.8ISO 248:1991(烘箱法1005塑性初值(P0,最小值-30 30 30 30 30 -ISO 2007 塑性保持率(PRI,最小值60 60 60 60 50 40 50 40 ISO 2930 拉维邦颜色指数,最大值- 6 -ISO 4660门尼黏度, ML(1+4100605-ISO 289-1制胶原料见表1。有关各方商定的其他黏度值。这些级别的黏度未被规定,因为其可能发生改变,例如,由于老化和加工。然而,该黏度在生产端一般控制在65(+7,-5 的范围,或有关方面商定的其他黏度值。2.3

6、 标准橡胶的优点与传统生产的烟片胶相比,标准橡胶(颗粒胶的优点是(1 使用生胶理化性能分级,合理区分和判别天然橡胶的内在质量;(2 机械化程度高,生产周期短;(3 颗粒胶的粒子小,大大增加了与片状胶相比的干燥面积,既缩短周期又易控制质量;(4 采用烧油或煤热风干燥,代替木材熏烟,既节约木材,也保护了森林资源和生态环境。表3 标准中国橡胶(SCR 技术要求(GB/T 8081-1999各级橡胶的极限值恒黏胶(SCR CV浅色胶(SCRL5号胶(SCR510号胶(SCR1020号胶(SCR2050号胶(SCR50性能颜色标志绿绿绿褐红黄检验方法留在45筛上的杂质含量/%(质量分数,最大值0.05

7、0.05 0.05 0.10 0.20 0.50 GB/T8086塑性初值,最小值 30 30 30 30 30 GB/T3510 塑性保持率,最小值60 60 60 50 40 30 GB/T3517氮含量/%(质量分数,最大值0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 GB/T8088挥发分含量/%(质量分数,最大值0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 GB/T6737灰分含量/%(质量分数,最大值0.6 0.6 0.6 0.75 1.0 1.5 GB/T4498颜色指数,最大值- 6 - GB/T14796门尼黏度, ML(1+4100655- GB/T1232可按用户要求

8、生产其他黏度级别的恒黏胶。3子午线轮胎用合成橡胶3.1 总的说明和包装:1所供材料的包装应合理。2所供材料应洁净,同时无外杂质。3每包胶的重量不得超过制造厂规定重量2%。4每块胶应用不分解的聚乙烯塑料薄膜打包,其塑料熔点115,比重0.925,厚度为0.05mm,当使用产品标号塑料条时,此聚乙烯塑料必须具有与打包胶块用的材料相似的性能。5胶块和容器应清楚地标明内装聚合物品种和制造日期。6交货应在生产之日起的12天到8个月之间进行。7每次装运货应寄送“质量检验报告”。3.2 合成橡胶的门尼粘度对于合成橡胶来说,门尼粘度是一项重要的技术指标,它关系到胶料的分散性和物理机械性能。合成橡胶的门尼粘度指

9、标公差一般是5,最好是3,供应商应尽力将波动范围控制在3内。连续三次提供给一个厂的产品门尼值超过最高指标,则应考虑对此供应商进行重新评价。3.3 丁苯橡胶(SBR目前我国轮胎工业中采用的丁苯橡胶主要是乳聚丁苯橡胶ESBR 1500和充油乳聚丁苯橡胶ESBR 1712。由于充油后改善了加工性能,生胶强度高(相对于合成胶而言,且保持原聚合物的物理机械性能,硫化胶滞后损失小,生热低,耐磨性好,有好的牵引性能和抗湿滑性等。且充油后产量增大,成本降低。乳聚丁苯橡胶具有较好的综合性能,它的物理机械性能、加工性能都接近于天然橡胶,其中耐磨、耐热、耐老化、永久变形和硫化速度等特性优于天然橡胶。表4 丁苯橡胶

10、SBR 1500 技术要求(优级品项目指标试验方法挥发分,% 0.60 GB/T6737-1997热辊法灰分,% 0.50 GB/T4498-1997A法有机酸,% 5.007.25皂,% 0.50GB/T 8657-2000 A法结合苯乙烯,% 22.524.5 GB/T8658-1998生胶门尼粘度ML(1+41004757 GB/T1232.1-2000混炼胶门尼粘度ML(1+410088 GB/T1232.1-2000(使用ASTM IRB No.7表5 丁苯橡胶 SBR 1712 技术指标(优级品项目指标试验方法挥发分,% 0.60 GB/T6737-1997热辊法总灰分,% 0.5

11、0 GB/T4498-1997方法A 有机酸,% 3.905.70皂,% 0.50GB/T 8657-2000 结合苯乙烯,% 22.524.5GB/T 8658-1998油含量,% 25.329.3SH/T 1718-2002生胶门尼粘度ML(1+41004454 GB/T1232.1-2000混炼胶门尼粘度ML(1+410070 GB/T 1232.1-2000ASTM IRB No.7丁苯橡胶是不饱和橡胶,其分子结构中双键含量比天然橡胶低,且因为苯环的存在减少了双键的活性,所以与天然橡胶相比,丁苯橡胶硫化速度较慢,胶料不易焦烧或过硫,有较好的耐热、耐氧、耐臭氧、耐日光老化等性能。丁苯橡胶

12、分子链侧基中带有庞大的苯环,分子链的柔顺性差,内摩擦大,因此,丁苯橡胶的弹性、强度、耐屈挠龟裂、耐撕裂、耐寒性等不如天然橡胶。特别是制品在多次变形时生热较大,在加工过程中压延、压出变形较大,较难加工,且胶料粘着性较差,贴合成型较困难,但与天然橡胶相比,丁苯橡胶有较好的耐磨性和耐透气性。丁苯橡胶的物理机械性能和工艺加工性能的不足之处,可以通过调整配方和工艺条件,或与天然橡胶并用而得到改善。溶液聚合丁苯橡胶在国内一些轿车子午线轮胎厂已逐步使用,但用量与国外相比仍较小。它的特点是使高速轮胎在保持较好抗湿滑性的同时具有较低的滚动阻力,适应了近年来对轮胎的绿色环保要求。特别是充油溶聚丁苯橡胶,在轿车子午

13、线轮胎胎面橡胶的使用,可提高白炭黑的用量以取代炭黑,大大降低了轮胎的滚动阻力,虽目前用量小,但前景十分看好。3.4 高顺式聚丁二烯橡胶(BR目前我国子午胎中采用的是BR9000。耐磨性好是顺丁橡胶的最大特点。顺丁橡胶的耐磨性,随轮胎使用条件苛刻程度的提高而明显增加。在道路平直、气温较高而使用条件不苛刻的情况下,顺丁橡胶胎面胶的耐磨性,与丁苯橡胶胎面胶相近。顺丁橡胶用作胎面胶的主要缺点是抗掉块能力差,工艺性能不佳,抗湿滑性能差。因此实用中经常用天然橡胶或丁苯胶与它并用。表6 顺丁橡胶 BR 9000 技术要求(优级品性能项目指标试验方法热辊法6737 挥发分,% 0.50 GB/T方法A4498

14、 总灰分,% 0.20 GB/T生胶门尼粘度ML(1+4100 454 GB 1232.1混炼胶门尼粘度ML(1+410065 GB 1232.13.5 卤化丁基橡胶(CIIR或BIIR用于轮胎的内衬层(有内胎或气密层(无内胎。轮胎工业中采用的卤化丁基橡胶主要是氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶,它们均具有空气透过性低的特点,广泛应用于轮胎的气密层配方中,随卤化丁基橡胶用量的增加,轮胎的气密性能越好。对于无内胎轮胎采用卤化丁基橡胶能起到保压和保护胎体的作用;对有内胎轮胎主要起保护胎体免受空气中的氧和水份的侵蚀作用。表7 几种橡胶对水蒸气的相对透过性100天然橡胶 1.0070卤化丁基橡胶/30天然橡胶

15、0.100100卤化丁基橡胶0.04卤化丁基橡胶配方一般具有下列特点:(1易焦烧,因此要求排胶温度低,并在终炼阶段加入ZnO(2自粘性差,一般采用混合树脂做增粘剂(3自硫化强,在配方中采用低硫或无硫配方(4硫化胶强度低,采用烷基二硫化物能显著提高其物理性能,但成本较高。此外,国外一些公司也采用一些具有支化结构的卤化丁基橡胶能够改变其工艺性能,压片的平展性好,但有焦烧时间和硫化速度不稳定的缺点。3.6 高顺式异戊二烯橡胶(IR替代NR,混炼胶门尼值低,加工性能好,化学成分与天然胶相同,生胶强力低。高粘度的粘合配方(子口加强层采用此胶有效改进加工性能。由于异戊橡胶纯度高,灰分和凝胶含量较低,因而质

16、地均匀。异戊橡胶容易塑炼,压出的半成品收缩小,硫化时胶料流动性好。用于轮胎钢丝子口包布胶和胎圈钢丝挂胶。3.7 低顺式聚丁二烯橡胶(LCBR代替高顺式聚丁二烯橡胶,用于子午线轮胎的耐磨胶条(胎圈护胶,工艺性能好。载重子午线轮胎的胎圈护胶,靠近轮辋,摩擦力大,要求有较好的形状保持、耐磨、硬度高,胶料的门尼粘度一般都较高。以前采用高顺式BR,以高炭黑、低操作油配合等手段来保证胶料的门尼粘度,但生产时胶料的加工性能较差,门尼粘度易发生波动。而LCBR具有相对分子质量分布较窄、胶料填充能力大、炭黑混入时间短等特点,尤其是在加工过程中门尼粘度降低较小,非常适合于子午线轮胎胎圈护胶的性能要求,在国外应用非

17、常广泛。根据国内对国外各轮胎厂家的剖析报告,载重子午胎基本采用全钢结构,胎圈护胶一般采用LCBR/NR并用,LCBR用量为5090份。4 子午线轮胎半成品部件的性能要求 子午线轮胎各部件的力学性能与斜交轮胎不同,其胶料性能要求也有很大的差异。子午线轮胎在行驶中,胎体帘线无剪切应力,生热较低,而胎面在滚动时移动和蠕动很小,这是子午线轮胎和斜交胎胎面、胎体不同之点。子午线轮胎的性能主要取决于带束层,而胎体对子午线轮胎的性能影响不大,因此对带束层胶和胎肩胶性能要求较高。子午线轮胎的薄弱点在胎肩和胎圈部分,要求胎肩胶与带束层结合牢固,胎圈部位的三角胶条的性能应和设计要求很好协调。子午线轮胎的胶料配方种

18、类比斜交胎多,胶料的性能要求也比斜交胎高,其拉伸强度、定伸应力和胶料的粘着性尤为主要。4.1胎面胶子午线轮胎的胎面胶性能要求和斜交轮胎有些不同。子午线轮胎在滚动时,胎面与地面的移动或蠕动很小,牵引力和侧向力较高。不同胶种对子午线轮胎磨耗性能的影响不像斜交胎那样敏感。提高天然胶使用比例,可改善胶料的抗切割、耐撕裂和粘着性。由于子午线轮胎生热较低,故可采用超耐磨炭黑和中超耐磨炭黑等粒径小的炭黑,以提高胎面胶的耐磨和抗撕裂性能。载重子午胎面胶的硬度可低些,炭黑用量可少些。而轿车子午胎由于时速较高,为提高其稳定性,应适当提高胎面的硬度,因而可适当增加炭黑用量,硫磺用量也可以适当提高一些。表8 子午线轮

19、胎胎面胶配方示例单位:质量份载重子午胎胎面胶轿车子午胎胎面胶原材料NR NR/SBRNR/BRNR/BR/SBRNRNR/BR/SBRNR 10070805010060 SBR - 30 - 30 - 20BR -2020-20 氧化锌 5 4 5 5 5 5硬脂酸 4 3 2.5 2 3 2防老剂4020 - 1.5 - 2 - -防老剂4010NA1 - 2.52 2.5 1.5防老剂RD 1 1.5 1.5 1 - 0.8防老剂BLE 1 - - - - -石蜡 1.2 - - - - -微晶蜡- 1 - - - -ISAF 4545-6555 HAF -5555- 补强树脂- - -

20、- - 2芳烃油- 6 3 11 9 6松焦油 4.5 - - - - -促进剂NOBS0.45 0.9 0.9 - 0.8 -促进剂CZ - - - - - 1.1促进剂DZ - - - 1.3 - - 防焦剂CTP 0.2 - - 0.2 - - 硫化剂DTDM0.5 2 1.8 1.6 - 1.4 硫黄 1.5 2 1.8 1.6 - 1.4 不溶性硫黄- - - - 3.0 - 合计165.35 164.9 172.2 181.1 188.3 174.8 4.2 胎侧胶子午线轮胎胎侧柔软,使用伸长变形大,经受的曲挠疲劳比斜交胎严重,但剪切应变小。其胶料要有优异的耐曲挠性和耐热氧臭氧老化

21、性能,拉伸强度较高,伸长率大,而且胶料的粘着性要好。为提高胎侧胶的耐曲挠性和耐老化性,可在天然胶中并用顺丁橡胶、三元乙丙橡胶和氯化丁基橡胶。顺丁橡胶的并用量以3050质量份为宜。防老剂以4010、4010NA、4020和BLE或AW、RD并用,并配以微晶蜡12质量份,总用量可适当提高一些。补强体系可用高耐磨炭黑或中超耐磨炭黑和快压出炭黑或通用炭黑并用,用量为4050质量份。表9 载重和轿车子午线轮胎胎侧胶配方示例单位:质量份载重子午胎胎侧胶轿车子午胎胎侧胶原材料NR/BR NR/BRNR/BRNR/BRNR/EPDM/CIIRNR/CIIR/BRNR 50 50 60 50 50 50 BR

22、50 50 40 50 - 15 EPDM - - - - 20 - CIIR - - - - 30 35 氧化锌 3 3 5 5 5 5 硬脂酸 2 2 2 1.5 2 1.5 防老剂4010NA2.5 2 2.5 1.5 1.5 1 防老剂BLE 1.5 - - 1 1 1 防老剂RD - 1.5 1.5 - - - 微晶蜡 1 1 - 1 1 1HAF 25 25 55 15 45 15-3535-25FEF 25促进剂- 0.6 0.8 1.2 - - NOBS促进剂DM - - - - 0.8 1.0促进剂- - - - 0.6 0.6 TMTD促进剂DZ 0.9 - - - - -

23、高芳烃油 6 5 6 6 5 5 MgO - - - - 0.5 -硫黄 1.2 1.2 2 1.4 0.5 0.5合计168.1 166.3 174.8 168.6 162.9 166.64.3 带束层胶带束层是子午线轮胎的关键部件,其胶料包括带束层钢丝帘布胶、胎肩垫胶、带束层间垫胶(带束层端部夹胶4.3.1 带束层钢丝帘布胶带束层的骨架材料,除轿车子午线轮胎可采用高模量的纤维帘线外,一般均采用钢丝帘线。由于帘线的模量高,胶料的定伸应力也要高,这样才能减小胶与帘线间的剪切变形。胶与钢丝帘线的粘合力是子午线轮胎的关键技术之一,不仅要求在常温静态下有良好的粘合力,而且在动态、高温、潮湿老化后仍要

24、能保持良好的粘合力。影响粘合水平的配方因素有以下几个。(1促进剂的品种诱导期长的促进剂,比如次磺酰胺类促进剂,具有最高的粘合水平。因为焦烧时间长,硫化过程中胶料的流动充分,有利于和帘线表面充分接触并向帘线间隙渗透,因此其粘合性提高。研究发现,湿度对橡胶与黄铜的粘合影响较大;不同促进剂对水分的敏感性也不同。试验结果表明,促进剂DZ和NOBS是较好的品种。(2氧化锌和硬脂酸的用量氧化锌能提高橡胶和钢丝帘线的粘合,粒度要求为0.10.2m。其用量一般不少于5质量份,但用量不易过大,否则会在粘合界面形成过多的ZnS,使粘合水平大大下降。硬脂酸对氧化锌、黄铜与硫磺反应速率有显著影响,并进而影响镀铜钢丝和

25、橡胶的粘合,因而其用量一般不超过2质量份。(3填充补强体系采用HAF或ISAF炭黑对提高带束层胶料的撕裂性能和拉伸强度有利;胶料粘合力则随炭黑用量增加而增大,在炭黑用量为5060质量份时达到最大值。(4增粘剂的选用增粘剂是提高橡胶和镀铜钢丝帘线粘合性的重要组分,常用的增粘剂有钴盐和镍盐,如Manobond 680C、Manobond C-16、Manobond CP-216、Cabolt polyborosilicat、Cabolt Naphleneli、Nice polyborosilicali等。其作用是提高蒸汽和潮湿老化后的粘合水平,钴盐增粘剂的用量在0.2质量份左右较好。(5使用不溶性

26、硫黄为防止硫黄在混炼胶表面喷霜而影响胶料的粘合性,带束层胶常用不溶性硫黄。在使用不溶性硫黄时,应注意:存放温度不超过4050;存放地附近不能有胺类原材料;混炼温度不超过95;混炼胶存放时间不能太长,而且要放在低温、低湿度的地方,否则不溶性硫黄会自动转化为可溶性硫黄,进而引起混炼胶喷霜。对粘合有利的硫黄用量应高于3质量份,橡胶和黄铜粘合的必要条件之一是硫化交联网络中存在多硫键。(6软化剂用量适当有利于配合剂在胶料中的分散,但其用量过多不利于粘合。一般软化剂可用到5质量份。(7使用防焦剂这对改善粘合有利。4.3.2 胎肩垫胶由于子午线轮胎带束层边缘剪切变形大,为保护带束层不致因冲击应力而产生脱层,

27、因此在带束层的两侧胎肩部端各置一块胎肩垫胶。该胶可吸收和转移来自胎面肩部的外应力,使带束层的弧度和胎面基本保持平行,减少钢丝帘线的弯曲变形;还可使胎肩平缓地过渡到胎侧部位,避免了因厚度突然变化而引起肩部胶料的疲劳损坏。胎肩垫胶应具有弹性高、生热低、拉伸强度大、耐老化性和抗疲劳性好。一般选用天然橡胶,配以3540质量份的炭黑来满足其性能要求。4.3.3 带束层端部夹胶带束层的端点是没有镀铜的裸露钢丝,与橡胶的粘合性差。大中型子午线轮胎的带束层数多,为了减少层间端点的摩擦和剪切应变,在带束层端部间置一硬度较高的垫胶,以防端部在经受较大应力的情况下,产生松动、脱粘、端头松散等问题。加上带束层端部夹胶

28、,不仅可提高层间粘合力,而且还起到了固定端点、防止端部位移的效果,减少了肩部层间脱空损坏的危险。该胶料应具有较高的定伸应力和硬度,以及良好的耐热、耐老化性,并与带束层粘合力高。胶料以天然橡胶为主体材料,配以较高用量的炭黑,使其硬度(邵尔A达到80度以上,并采用钴盐或间甲的增粘体系以提高其粘合力。表10 带束层胶配方示例单位:质量份原材料带束层帘布胶带束层端部夹胶胎肩垫胶100 100 NR 100氧化锌 6 5 10 硬脂酸 1.5 2.0 1.5防老剂4020 1.5 1.5 1.0防老剂BLE - - 1.0 HAF 50 25 - FEF - 20 - GPF - - 20 SRF -

29、- 20 芳烃油 6 6 - 松焦油- - 5 钴盐 1.5 1.0 -促进剂DZ 0.8 1.0 -促进剂NOBS - - 0.6 不溶性硫黄 3.5 3.5 2.6合计170.80 165.0 161.74.4 胎体胶子午线轮胎的胎体胶料包括胎体帘布胶、油皮胶或气密层胶。4.4.1 胎体帘布层胶胎体帘布层有两种:一种是钢丝帘线胎体,一种是纤维帘线胎体。子午线轮胎帘布胶料与斜交胎不同,其胎体层间的剪切应力应变小,因此生热较低。但成型时胶料经受的拉伸应力比斜交胎高,因而未硫化胶应具有较大的强度和自粘力,否则容易引起帘线间的胶被拉断和布层间的脱层。硫化胶则应具有较高的拉伸强度和定伸应力,较好的耐

30、疲劳、耐老化性能,特别是橡胶与钢丝帘线的粘着力非常重要。胶料配方主要使用天然橡胶,配以细粒子炉黑以提高胶料的定伸应力和强神强度,并选用适当的增粘体系。其他配合剂选用原则与带束层胶相同。4.4.2油皮胶、气密层胶子午线轮胎的油皮胶和胎体帘布层胶一样,在成型中经受膨胀时容易开裂,因此胶料的强度应比斜交胎高,含较率也应高一些,不宜使用再生胶。无内胎轮胎用气密层替代油皮胶,除起到保护帘布层的作用外,主要是放轮胎内所充的气体渗透。气密层胶应具有优异的耐气透性和耐老化、抗疲劳性能,未硫化胶料要有较高的强伸性能以适应成型时的膨胀、气密层配方可用卤化丁基橡胶或卤化丁基橡胶与天然橡胶并用。硫化体系用硫磺、促进剂

31、DM和TMTD并用。补强剂以快压出炭黑或通用炭黑为主。表11 子午线轮胎胎体胶料配方示例单位:质量份胎体帘布层胶气密层胶原材料钢丝帘布胶聚酯帘布胶尼龙帘布胶人造丝帘布胶CIIR CIIR/NR油皮胶NR 1009093100-20100 SBR -107- CIIR - - - - 100 80 -均匀剂40MS- - - - 7 10 -氧化锌 6 3 5 5 3 3 5硬脂酸 2 2 2 2 2 2 2.5防老剂4010NA2 - 1 1 - - 1防老剂BLE 1 2 1 1 - - 1FEF - - 20 25 - - -GPF - 30 25 13 60 55 25HAF 45 5

32、- - - - 20松香- - 1 - - - -松焦油 6 3 3 3 - - 5环烷油- - - - 8 - - 粘合剂A 3 0.8 - 1 - - - RE树脂 3 0.6 - 0.5 - - - 酚醛树脂- - - - 4 8 - MgO - - - - 4 8 - 促进剂- - 0.8 0.9 - - 0.8 NOBS促进剂DZ 1.2 - - - - - -促进剂- 0.03 0.03 - - - - TMTD促进剂DM - 1.2 - - 1.5 1.5 - 硫黄- - - - 0.5 0.5 2.6 不溶性硫黄 3 2.5 2.6 2.6 - - -合计172.2 150.1

33、3161.43155.0186.15181.5 162.94.5胎圈各部件的胶料子午线胎圈各部件的构造复杂,部件比斜交胎多。胎圈部位在轮胎滚动阻力时承受周期性的压缩与伸张应变大,因此对胎圈胶料性能要求较高。胎圈胶料包括三角填充胶、子口护胶和钢丝圈胶。4.5.1 三角填充胶三角填充胶的作用主要是加强胎圈。子午线轮胎胶芯的尺寸比斜交轮胎的胶芯粗大,要求其胶料的硬度大,耐热老化,抗曲挠疲劳,与帘布层粘着性好。大中型载重子午线轮胎的三角填充胶,分为上下两种胶料。下部分胶料以提高硬度为主,可用天然橡胶或其他合成橡胶并用,填充细粒子炭黑或增硬剂,使胶料的邵尔A硬度达到8085度。上部分胶料硬度较低,应具有

34、一定的耐曲挠疲劳性、撕裂强度和良好的粘着性。可采用天然橡胶与顺丁橡胶并用,填充细粒子炉黑。轻型载重轮胎和轿车轮胎的三角填充胶,不需上下两部分复合的胶芯,而只用单一胶芯即可。胶料硬度保持在80度左右。必须使用不溶性硫磺。用于全钢子午线轮胎的三角填充胶,其硫黄用量应与钢丝帘线胶的硫黄用量相协调,否则会产生硫黄迁移而影响粘合力。4.5.2 子口护胶子口护胶是保护子午线轮胎胎圈部分免受轮辋磨损的部件,要求胶料具有高硬度、耐磨性好以及较好的耐老化和抗曲挠龟裂性能。配方可用全天然橡胶或天然橡胶与顺丁橡胶、丁苯橡胶并用,硫化体系应保持足够的硫化诱导期,与相接部件的硫化速度相近。其他配合剂与高硬度的下胶芯基本

35、相同,但要求尺寸稳定性好。4.5.3 钢丝圈胶子午线轮胎钢丝圈受的引力比斜交轮胎大50%70%,要求胶料与钢丝牢固粘合,钢丝圈的钢丝不能松散,以免钢丝圈强度降低。配方中可采用较高的硫黄用量和填充剂,以获得高硬度。可用氧化锌或铅盐,例如油酸铅,来提高粘合力。表12 钢丝圈各部件胶料配方示例单位:质量份三角填充胶子口护胶原材料上胶芯下胶芯单一胶芯NR/BR NR钢丝圈胶NR 100 70 70 70 100 80 BR - 30 30 30 - 20 氧化锌 5 5 4 5 5 10 硬脂酸 2 2 3 2 3 1 防老剂4010NA1 1 1.5 1.5 0.5 -防老剂BLE 1 1 1 1.

36、5 1 2 HAF 30 35 - 35 55 - FEF 30 35 - 35 - - SPF - - 70 - - 70 天然气槽黑- - - - 20 - 陶土- - - - - 100 松焦油 5 - - - 5 3 芳烃油- 6 6 4 - - 沥青- - - - - 3 苯甲酸- 3.5 3 3 - - 氧化铁红- - - - - 8 促进剂0.7 0.6 1.4 0.6 - 0.9NOBS促进剂DZ - - - - 0.9 - 防焦剂CTP - 0.1 - - 0.1 - 环烷酸钴- - - - - 3 不溶性硫黄 2.8 2.8 3 2.5 6 7 合计177.5 192.0

37、192.9 190.1 196.5 307.95 子午线轮胎的成品检测随着生活水平的提高,人们对汽车的高速性、舒适性、环保性和行驶的安全性等都提出了越来越高的要求。这些要求与轮胎的质量和性能密切相关。要提高轮胎的质量和性能,不但要从设计、制造工艺上进行研究和改进,还要加强成品轮胎的质量控制和检测,像过去仅仅依靠检查轮胎成品的物理机械性能是远远不够的,还必须发展轮胎成品的测试方法和测试设备。目前在国际上各大轮胎公司采用两类方法进行检验和研究轮胎的性能和质量,一类是室内的标准检验项目及轮胎性能的测试;另一类是在室外轮胎试验场进行的实用试验。其中室内测试又可分两种:即对轮胎作常规的检验和质量分析研究

38、。室外道路实验也有两种:一种是测定轮胎的道路性能,另一种是进行实际里程试验,测定轮胎的实际使用质量。5.1成品质量检测5.1.1外观检测成品轮胎的检测首先要看其外观是否合格,凡影响轮胎使用寿命的外观缺陷,如外胎各部件间脱层、海绵状、钢丝圈严重上抽、钢丝断裂和胎冠出边带有帘线等均为不合格产品。一般来说影响子午胎的外观质量的因素有下列多种:胎冠圆周胶边不能过大,胎冠圆周出沟,花纹棱角成圆形,花纹崩花,胎冠胎肩表面杂质印痕、气泡或损伤,胎侧重皮、损伤、裂口和接头开,胎侧缺胶、杂志印痕和气泡,胎圈内测凹凸不平,胎圈外侧露帘线、包布打褶翘起、破损、缺胶、重皮、裂口,胎圈宽窄不一,胎趾出边,胎里帘线裂缝,

39、胎里帘线弯曲,胎里帘线断裂,胎里凹凸不平、杂质印痕、内衬层接头开、露帘线,胎体或胎圈变形等。5.1.2X光检测自20世纪60年代初开始技术先进国家已经应用X光检测轮胎。到70年代初,国际上对轮胎质量检测提出了新的要求,美国、前西德相继研制并生产了轮胎X光检测设备。目前欧美国家的轮胎厂为检测轮胎内部质量,都配备了自动或半自动X光机,后者用于新产品的开发或轮胎质量抽查;前者用于在生产线上逐条检查轮胎。X光技术进行检验的目的是测定其内部结构的整体性。轮胎X光检验系统能够探测到常见的缺陷有胎体帘布断线、帘线劈缝、交叉、接头不好、胎圈材料分布等问题、带束级差及脱空、气泡等。一般来说X光检验系统可包括4个

40、基本组成部分:X射线发生器,轮胎操纵或运输系统,摄像系统及X射线防护室。因摄像系统的种类特别而使之在市场上独成一体。摄像系统的目的是采集对象的影像并将其传送到用户接口设备,供操作人员分析鉴别。5.1.3均匀性检测均匀性是指在静态和动态条件下,轮胎圆周特性恒定不变的性能。子午线轮胎的均匀性会影响车辆的乘坐舒适型、操纵稳定性和安全性。当均匀性达不到要求时,即使汽车行驶路面较理想同样会发生跑偏、径向跳动和侧向摆动的情况。子午线轮胎生产厂家应该把轿车轮胎的均匀性检测作为产品质量控制的主要指标。轮胎的均匀性主要取决于径向力、侧向力和锥度效应力波动数值的大小。表示均匀性的指标有径向力偏差(RFV、侧向力偏

41、差(LFV、径向力偏差最高一次谐波(RFVH-IST、侧向力偏差最高一次谐波(LFVH-IST、侧向力偏移正方向(LFD-CW、侧向力偏移反方向(LFD-CCW、锥度效应(conicity、角度效应(ply steer。RFV:反映胎冠的跳动力。过大会使汽车在行驶时颠簸、乘坐舒适感差,影响其操纵性能。主要影响因素有胎面厚度不均匀、胎冠及带束层上偏、胎体冠部帘线疏密不均造成胎冠波动起伏较大、胎面接头大等。LFV:反映轮胎的摆动性。过大会使汽车在行驶过程中摇摆不定,影响操纵性能。主要影响因素有胎侧厚度不均、两条胎侧重量不一、胎侧接头过大、冠部材料上骗等。CONY:主要反映轮胎两肩受力的不同。过大会

42、使汽车行驶时轮胎左右摆动,汽车有被拉住的感觉,在高速行驶时容易发生事故。主要影响因素有轮胎胎肩两边不对称、厚度不均、带束层偏歪等。PLYS:主要反映出带束层的结构设计问题。帘线密度不均、带束层不平或厚度不均、存在剪切力等都会影响PLYS值。径向力偏差最高一次谐波和侧向力偏差最高一次谐波这两项性能和径向力偏差、侧向力偏差对轮胎和汽车性能的影响基本相同,偏差值越小越好。侧向力偏移正方向及侧向力偏移反方向,通过这两项性能可计算出轮胎的锥度和跑偏值。锥度=(LFDCW+LFDCCW/2角度=(LFDCWLFDCCW/2锥度和角度都与汽车的操纵性有关,但锥度的影响更为显著。锥度值大,则在汽车行驶的操作中

43、有被拉住的感觉。轮胎胎肩两边不对称、胎肩厚度不均、带束层偏歪等都会使锥度值变大。而角度效应主要反映出带束层的结构设计问题,如带束层帘线的密度、带束层弯曲时的不平剪切力和带束层厚度不均都会影响跑偏。此外,在同一汽车上,轮胎带束层的方向不同也会引起跑偏。均匀性指标随着速度等级不同而不同,速度越高指标值越小。各厂都有自己的均匀性指标。从均匀性试验的数值便可以判断子午胎的制造工艺是否符合设计要求,并能分析子午胎存在的问题。表13 均匀性试验标准轮胎类别速度级别RFV(N LFV(N CONY(N 轿车轮胎Q 200 140 140 S180 140 140H160 120 120轻载子午胎 -200

44、140 1405.1.4静平衡检测随着公路质量的提高,交通状况的改善,车辆的行驶速度也越来越高。车辆以较高速度行驶时,若车轮不平衡则会引起车轮的上下跳动,从而影响乘坐舒适性及操纵稳定性,增加驾驶员的劳动强度,严重时将影响行车安全。若汽车长期在轮胎不平衡状态下行驶,将导致车轮快速畸形磨损,并大大降低与车轮相关零件的使用寿命。车轮平衡分为静平衡和动平衡。静平衡车轮的重心与旋转轴心在同一轴线上,停止转动时的位置是任意的;如果一个车轮每次停止转动时的位置都是相同的,则说明该车轮是静不平衡的。静不平衡度的定义为轮胎重点处不均匀质量和其重心旋转轴距离的乘积。轮胎静不平衡的消除方法,一般采用在轮辋边缘配置平

45、衡校正块使得车轮自由转动停止时可在任意位置。5.1.5动平衡检测动平衡是指车轮转动过程中所表现出的现象。由于质量相对车轮的对称面不对称,当车轮高速转动时就会左右摆动,这就是车轮的动不平衡现象。一般轮胎的动不平衡度采用车轮在自由旋转时产生的离心转动惯量大小来测定。测量轮胎不平衡量的试验机为轮胎专用的动平衡试验机。它采取测量轮胎旋转时的不平衡离心力和力矩的方式,求得轮胎的不平衡量和重点位置角。5.2 DOT安全标准检测项目5.2.1 轮胎外缘尺寸所选的样品轮胎必须在硫化后停放24h以上。同时,充气前,必须在18-36室温下停放3h以上。轮胎安装在标准轮辋上,并按轮胎层级最大负荷所对应的气压充气(当

46、规定单、双胎使用条件时,用单胎层级最大负荷所对应的气压。轮胎充气后,在18-36室温下停放24h以上。测量停放后的轮胎气压,如气压下降,重新调整到规定的气压,停放15min后即可进行测量。轮胎断面宽度的测量:选取没有标志、装饰线和防擦线的胎侧部位,用游标卡尺或卡钳在轮胎圆周四等分处测量四点的断面宽度,取算术平均。轮胎外周长的测量:用金属卷尺沿胎冠中心线或靠近中心线最高处绕轮胎一周,测量外周长。测量值取整。5.2.1 耐久性试验轮胎是由多种材料和多个部件组成的复合结构制品,在使用过程中由于收到高频率的交变应力和应变,因此很容易发生疲劳损坏,同时由于橡胶材料的滞后生热和对热的不良传到性,轮胎对材料

47、的滞后生热和对热的不良传到性,轮胎又很容易发生热氧老化。因此考察轮胎的耐热和耐疲劳性十分必要。轮胎的耐久性和高速性能试验的主要目的就是考察轮胎的耐热和耐疲劳性能。耐久性试验是在规定的温度范围内,在轮胎和轮辋组合体内充入规定的气压,然后将轮胎以规定负荷压在转鼓上,转鼓以恒定转速带动轮胎同步转动,在试验过程中按规定的程序逐步增大负荷。耐久性转鼓试验机的主要技术参数如下。转鼓:直径1707mm,表面平滑,宽度大于被试验轮胎的充气断面宽。试验时温度控制在(383 的范围内,转鼓速度范围为40-120km/h。1.载重轮胎的试验方法按DOT的FMVSSNo.119要求,试验前先检查轮胎外观是否有缺陷,把

48、外观质量合格的轮胎装在标准轮辋上,充入标准气压,在(383 的室内时停放3h,然后调整气压到额定标准,装机进行试验,试验的负荷、速度和时间条件如表14所示。表14 载重子午胎耐久性试验条件气压/kPa 按标准规定层级最大负荷所对应的气压负荷/kN 按标准规定层级所对应的最大负荷负荷率(%转鼓速度/(km/h 80 65 65 55 50 轮胎层级 8及以下10 12 14 16及以上轮胎负荷率/%试验阶段1 试验时间7h75 70 65 65 65试验阶段2 试验时间16h95 90 85 85 85试验阶段3 试验时间24h115 105 100 100 100以上是根据DOT标准每条轮胎都

49、必须达到这样的指标,日本的标准与它基本相似。生产厂家为了保证其质量,都制订了本厂内部控制的指标,其标准较高。即达到DOT标准试验47h以后,再根据各厂自己制定的标准继续试验,如自定的5h、8h或10h加10%负荷作进一步的试验,内控指标各厂都保密。但按DOT试验指标47h后必须先卸下来检查气压和外观,观察是否有脱层或其他缺陷。2.轿车轮胎的试验方法轿车子午胎的耐久性试验除了在试验条件上与载重轮胎有所差别外,其方法基本按照DOTFMVSSNo.109的规定,试验保持恒温在(383 范围内,转鼓速度为80km/h,行驶时间比载重轮胎减少13h,即总的试验时间为34h。例如美国的“P”系列轮胎负荷根

50、据不同气压而定,试验中不调整气压。试验条件见表15所示。表15 轿车子午胎耐久性试验条件气压/kPa 按标准规定层级最大负荷所对应的气压负荷/kN 按标准规定层级所对应的最大负荷负荷率(%80转鼓速度/(km/h试验阶段 轮胎负荷率/% 试验时间/h1 100 42 110 63 115 24试验到34h时,把轮胎从试验机卸下,检查轮胎的气压、外观是否有缺陷,如经外观检查没有发生脱层(胎面、胎侧、帘布层、胎圈、帘线断裂、帘布层裂缝达到下层帘线,接头脱开、胎面或胎侧胶掉块、龟裂等情况即认为达到DOT标准。检查后再装上继续做试验,直到轮胎损坏为止。34h后由各轮胎厂自行制订,不受时间和负荷的限制。

51、5.1.3 高速试验高速试验主要是对轿车子午胎而言,因为轿车的行驶速度高,如轮胎质量不好,在高速行驶中就容易发生事故,因此把高速试验列为标准项目。但轻卡子午胎在8层级以下也要做高速试验,这是由于国际上高速公路发展很普遍,车速加快,对轻卡轮胎的质量要求高了。高速试验的试验设备可采用与耐久性试验相同的装备。高速性能试验是在规定的温度范围内,在轮胎和轮辋组合体内充入规定的气压,然后将轮胎以规定负荷压在转鼓上,转鼓以规定转速带动轮胎同步转动,在试验过程中按规定的程序逐步增大转鼓转速。1.载重汽车轮胎高速性能试验方法试验时,首先选择外观符合HG/T 2177或GB 9744标准规定的试验用胎以及符合GB

52、 516或GB 2977 规定的标准轮辋,充入标准气压,在(383 试验温度条件下停发3h以上,然后将轮胎气压重新调整到原来的规定值。在80km/h的速度下预热2h,然后停车,使轮胎的温度降至室内控制温度(383 ,此时便可进行正式高速试验.试验过程按表16进行。表16 载重汽车轮胎高速性能试验条件轮辋名义直径代号 10 12、14 15、16 轮胎层级 4、6、8 4、6、8、106、8、10 12、14 充气压力/kPa 单胎最大负荷对应的气压试验负荷/kg 单胎最大负荷0.88试验阶段 试验速度(km/h 试验时间(min1 80120 80120 80120 801202 9030 11030 10030 80303 10030 12030 11030 90304 11030 13030 12030 10030按第1阶段进行试验后,轮胎立即脱离鼓面,待轮胎温度降到(383 时,把轮胎气压重新调到规定值,再按程序连续进行第2至第4阶段的试验,期间不得中断,不得重新调整气压.从第1至第4阶段的轮胎负荷必须保持不变。转鼓从启动至规定速度的升速时间不得超过5min,其他