半钢子午线轮胎带束层胶配方的改进

1、半钢子午线轮胎带束层胶配方的改进黄 凯 , 苟登峰(贵州轮胎股份有限公司 , 贵州 贵阳 550008摘要 :对半钢子午线轮胎带束层胶配方进行改进 , 以提高带束层的生 产效率。结果表明 , 以石油树脂减 量替代芳 烃油 , 胶料的加工安全性提高 , 硫化胶的撕裂强度和 H 抽出力增大 ; 改进 配方带束层胶 的挤出速度 明显提高 , 可在不 增加设备的前提下 , 提高半钢子午线轮胎的生产能力。 关键词 :半钢子午线轮胎 ; 带束层胶 ; 石油树脂中图分类号 :T Q336. 1; U 463. 341+. 6 文献标识码 :B 文章编号 :1006-8171(2008 03-0156-03作

2、者简介 :黄凯 (1978- , 男 , 贵州贵阳人 , 贵州轮 胎股份有 限 公司助理工程师 , 学士 , 主 要从事半钢 子午线轮 胎配方 设计及 技 近年来 , 我国汽车工业呈现高速发展的态势 ,产销量逐年增大 , 其中以乘用车的增幅最大。大 部分乘用车使用半钢子午线轮胎 , 因此近年来半 钢子午线轮胎的需求量也呈增大的趋势。为了满 足市场需求 , 提高我公司半钢子午线轮胎的生产 能力 , 对半钢子午线轮胎带束层胶配方进行调整。 采用石油树脂替代芳烃油 , 以提高带束层胶料的 加工安全性 , 改善胶料与钢丝帘线的粘合性能 , 提 高轮胎的产量和质量 , 取得了良好的效果 , 现将试 验情

3、况简介如下。 1 实验1. 1 主要原材料NR, 5#标准胶 , 云南农垦橡胶公司产品 ; BR, 牌号 9000, 中国石化北京燕山石油化工股份有限 公司产品 ; 氧化锌 , 贵州中江矿业发展有限公司产 品 ; 硬脂酸 , 江苏 中鼎 化学 有限 公 司产 品 ; 炭黑 N326, 青岛德固萨化学有限公司产品 ; 芳烃油 , 河 南洛阳市洛北福利石油化工厂产品 ; 石油树脂 , 靖 江汇源化工有限公 司产品 ; 防 老剂 RD 和 4020, 中国石化南京化工厂产品 ; 促进剂 NOBS, 东北助 剂化工有限公司产品 ; 叔丁酚醛硫化树脂 , 无锡市 化工助剂厂产品。 1. 2 配方生产配方

4、 :NR/BR 100, 炭黑 N326 56, 氧化锌 10, 硬脂酸 0. 5, 芳烃油 4, 防老剂 RD/4020 1/2, 钴盐粘合增进剂 1, 防焦剂 CTP 0. 2, 叔丁酚醛硫化树脂 3. 5, 硫黄 1. 5, 促进剂 NOBS 1, 其它 4. 5。试验配方以 2份石油树脂替代 4份芳烃油 , 其余组分及用量均与生产配方相同。 1. 3 主要设备与仪器LJ -150型开炼机和 XLB -500 500型平板硫 化机 , 青岛巨融机械技术有限公司产品 ; 3L 密炼 机 , 美国法雷尔公司产品 ; GK270型密炼机 , 益阳 橡胶塑料机械集团有限公司产品 ; PX420型

5、密炼 机 , 意大 利 Pom ini 公司 产品 ; T2000E 型 电子拉 力机、 Y3000E 型压缩升热试验机、 M 200E 型橡胶 门尼粘度仪和 R100E 型橡胶硫化仪 , 北京友深电 子仪器有限公司产品。 1. 4 试样制备小配合试验胶料在 3L 密炼机中分两段进行 混炼 , 一段混炼转子转速为 80r m in -1, 混炼 工 艺为 :生胶和 小 料 30s黑 和石 油 树脂 压压 125160; 二段混炼转子转速为 40r min -1, 混炼工艺为 :一 段混炼胶、 硫黄、促进 剂和防焦剂 7590由于采用石油树脂减量替代芳烃油会导致炭黑的分散性下降 , 因此大配合试

6、验胶料采用四段 混炼工艺 , 炭黑分段加入。一段混炼在 PX420型 密炼机中进行 , 转子转速为 55r min-1, 混炼工156轮 胎 工 业 2008年第 28卷第 3期和 2/3炭黑 压压砣 130提压砣160;二段混炼在 PX420型密炼机中进行 , 转子转速为 55r m in -1, 混炼工艺为 :一段混炼胶、 氧化锌、防老剂和另 1/3炭黑 压压砣 160排胶 ; 三段混炼在 GK270型密炼机中进行 , 转子转速为 40 r m in -1, 混炼工艺为 :二段混炼胶和钴盐粘合增进剂 145排胶 ; 终炼在 GK270型密炼机中进行 , 转子转速为 20r min -1,

7、混炼工艺 为 :三段混炼胶、 硫黄、 促进剂和防焦剂 压压砣50s压压砣 100s 981. 5 性能测试胶料各项性能均按相应国家标准测定。 2 结果与讨论2. 1 小配合试验小配合试验结果如表 1所示。从表 1可以看出 , 与生产配方相比 , 试验配方 胶料的 t 10和 t 90有所延长 , 硫化速度较慢 , 加工安 全性较好 ; 试验配方硫化胶的撕裂强度和 H 抽出 力较大 , 高温下的拉伸性能较好 , 其余性能相差 不大。表 1 小配合试验结果项 目 试验配方 生产配方 项 目 试验配方 生产配方门尼粘度 M L(1+4 100 75. 770. 1H 抽出力 1 /N 8607657

8、24687门尼焦烧时间 (125 /min 100 拉伸强度 /M Pa 15. 114. 212. 814. 4 t 514. 6014. 78100 拉断伸长率 /%425390360390 t 3013. 489. 38压缩生热 2 /硫化仪数据 (145 基部 2827 M L /(N m 1. 411. 25 中部 144140 M H /(N m 4. 754. 61100 24h 热空气老化后t 10/min 6. 585. 95 邵尔 A 型硬度 /度 83838383 t 90/min 17. 3814. 48 100%定伸应力 /M Pa 7. 87. 26. 67. 3硫

9、化时间 (145 /min 30403040 拉伸强度 /M Pa 18. 020. 219. 017. 9邵尔 A 型硬度 /度 79787878 拉断伸长率 /%244278285254 100%定伸应力 /M Pa 4. 54. 54. 54. 5 撕裂强度 /(kN m -1 42444337 300%定伸应力 /M Pa 16. 616. 615. 615. 7 H 抽出力 1 /N 798790760766拉伸强度 /M Pa 25. 024. 925. 023. 7 压缩生热 2 /拉断伸长率 /%450448464447 基部 2626拉断永久变形 /%30313330 中部

10、144140撕裂强度 /(k N m -1 96868778注 :1 钢丝帘线规格为 2+2 0. 38; 2 冲程 4. 45mm, 负荷 1M Pa, 温度 55 。2. 2 大配合试验芳烃油可改善胶料的加工性能 , 但对硫化胶 的物理性能有一定影响。由于试验配方中无芳烃 油 , 为解决炭黑分散性较差的问题 , 将混炼工艺调 整为四段混炼 , 炭黑分段加入。工艺调整后 , 炭黑 的分散级别由原来的 6级提高到 7级 , 胶料的门 尼粘度也有所降低。大配合试验结果如表 2所示。从表 2可以看 出 , 大配合试验结果与小配合试验基本一致。 2. 3 挤出工艺使用试验配方胶 料进行带束层 挤出生

11、产试 验 , 在 挤出 温度为 95 时 , 挤出速 度能 够达到 1314m m in -1, 而正常情况下生产配方胶料 的挤出速度仅为 910m min -1。由此可见 , 采 用试验配方胶料 , 带束层的生产效率明显提高。 2. 4 成品性能采用 试验 配方 试 制 235/85R16轮胎 , 按照 GB/T 4501 1998进行耐久性试验 , 结 果如表 3所示。从表 3可以看出 , 采用试验配方的轮胎耐久 性能与采用生产配方的轮胎基本一致 , 能够满足 使用要求。157黄 凯等 . 半钢子午线轮胎带束层胶 配方的改进表 2 大配合试验结果t 3013. 6210. 02 基部 30

12、29硫化仪数据 (145 中部 148145 M L /(N m 2. 041. 75100 24h 热空气老化后M H /(N m 5. 515. 45 邵尔 A 型硬度 /度 82817879 t 10/min 6. 555. 48 100%定伸应力 /M Pa 7. 57. 87. 27. 3 t 90/min 21. 0217. 35 拉伸强度 /M Pa 20. 518. 913. 414. 2硫化时间 (145 /min 30403040 拉断伸长率 /%260227186182邵尔 A 型硬度 /度 74767474 撕裂强度 /(kN m -1 37323430 100%定伸应

13、力 /M Pa 4. 54. 73. 94. 4 H 抽出力 1 /N 571584557558 300%定伸应力 /M Pa 18. 919. 117. 217. 4 压缩生热 2 /注 :同表 1。表 3 成品轮胎耐久 性试验结果项 目 试验配方 生产配方 累计行驶时间 /min 6261累计行驶里程 /km 177. 1174. 6通过速度 /(km h -1 170170 3 结语改进配方投入生产后 , 在不增加生产设备的 情况下 , 带束层生产能力提高 45%, 配合硫化工 艺调整 , 半钢子午线轮胎的生产能力提高 30%。 收稿日期 :2007-09-13Modification

14、of the belt compound of sem-i steel radial tireH UA N G K ai, GO U Deng -f eng(Guizhou T ire Co. , Ltd, Guiyang 550008, Chin aAbstract:The belt compound of sem-i steel radial tire w as modified to raise production efficiency of belt. The results show ed that by replacing ar omatic oil w ith petro le

15、um r esin at reduced w eig ht, the pro cessing safety improved, tear strength of the vulcanizate and H pul-l o ut force increased; the ex tru -ding speed of modified belt compound increased significantly, and the pro duction capacity of sem-i steel radial tire enhanced w ithout adding new equipm ents.Keywords:sem-i steel radial tire; belt co mpo und; petroleum resinBFNT 增产新规格工程机械轮胎 中图分类号 :U463. 341