轿车子午线轮胎气密层胶配方改进-

1、轿车子午线轮胎气密层胶配方改进刘晓庆,曾清,董继学,李冬,田小顺,戴明利(四川海大橡胶集团有限公司,四川简阳641402摘要:对轿车子午线轮胎气密层胶配方进行优化。试验结果表明,采用强威粉T N K 等量代替轻质碳酸钙,适当减小氯化丁基橡胶用量,并对硫化体系进行调整,胶料的气密性变化不大,原材料成本降低,成品轮胎耐久性能和高速性能符合国家标准要求。关键词:轿车子午线轮胎;气密层;补强填充剂中图分类号:T Q 336.1;T Q 330.38+3文献标志码:B 文章编号:1006-8171(201202-0085-04作者简介:刘晓庆(1983,女,四川武胜县人,四川海大橡胶集团有限公司助理工程

2、师,学士,主要从事半钢子午线轮胎配方设计工作。气密层的作用是使轮胎保持适当的充气压力,随着轿车轮胎向子午化、无内胎化和扁平化方向发展,对轮胎气密层气密性能的要求越来越高。胶料的气密性能主要取决于生胶体系及填料的品种和用量,氯化丁基橡胶(C I I R 具有低透气性和透水性、高耐热性和耐屈挠性,能够与高不饱和橡胶共硫化,是气密层胶的理想材料,但其价格较高。强威粉T N K 是由天然原矿经粉碎、水洗、研磨、化学分解、活化处理、烘干、分级和除杂等工艺精制而成的一种片状硅酸盐补强填料,具有手感细腻、分散好、片层结构保持完整等特点。强威粉T N K 可以显著提高胶料的物理性能,且由于具有片层结构,还具有

3、优良的气体阻隔性能,在气密层胶中应用有望降低胶料成本。本工作对轿车子午线轮胎气密层胶进行优化,以强威粉T N K 等量替代轻质碳酸钙,并适当减小C I I R 用量,以降低胶料成本。1实验1.1主要原材料C I I R ,牌号C B K -139,俄罗斯产品;天然橡胶(N R ,S MR 20,马来西亚产品;炭黑N 660,中橡集团炭黑工业研究设计院产品;强威粉T N K ,上海麒祥化工有限公司提供。1.2配方生产配方:C I I R 70,N R 30,炭黑N 66054,轻质碳酸钙25,氧化锌4,硬脂酸1,塑解剂0.1,不溶性硫黄2.6,促进剂D M 1.5,其他11.8。1#试验配方:C

4、 I I R 60,N R 40,炭黑N 66054,强威粉T N K 25,氧化锌4,硬脂酸1,塑解剂0.1,不溶性硫黄2.6,促进剂D M 1.5,其他11.8。2#试验配方:将硫化体系调整为促进剂N S1.5,促进剂T B z T D 0.2,不溶性硫黄0.5,其余组分同1#试验配方。1.3主要设备和仪器X K -160型开炼机,广东湛江机械厂产品;X K -660型开炼机,四川亚西橡塑机器有限公司产品;50t 平板硫化机,上海第一橡胶机械厂产品;G K 400N 和G K 255N 型密炼机,益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品;U T -2060型万能材料试验机、U R -2010型无转

5、子硫化仪和UM -2050型门尼粘度计,台湾优肯科技股份有限公司产品;高速性能试验机和耐久性试验机,天津市久荣车轮技术有限公司产品。1.4试样制备小配合试验胶料分两段在X K -160型开炼机上混炼,硫化体系在二段混炼时加入,其余材料均在一段混炼时加入,一段混炼胶停放4h 后进行二段混炼,终炼胶停放8h 后硫化。大配合试验和小批量试验胶料分两段混炼,采用时间、能量与温度联合控制自动变速混炼工艺。一段混炼在G K400N型密炼机中进行,加料顺序为:C I I R、N R和塑解剂氧化锌和硬脂酸等炭黑排胶,排胶温度为(130±5。二段混炼在G K255N型密炼机中进行,加料顺序为:一段混炼

6、胶硫化体系排胶,排胶温度为(95±5。终炼胶在一台X K-660型开炼机上包辊成片后划胶送至另一台X K-660型开炼机,翻炼3次后割胶出片。各段胶料停放时间不短于4h,胶料储存温度不高于40。1.5性能测试成品轮胎气密性能按企业标准C X S J0192003子午线轮胎气密性能试验方法测试,胶料和轮胎其余性能均按相应国家标准测试。2结果与讨论2.1理化分析强威粉T N K的理化分析结果如表1所示。表1强威粉T N K的理化分析结果项目实测结果指标1外观淡黄色粉末淡黄色粉末水分质量分数×1020.671.5p H值9.58.010.045m筛余物质量分数×1020

7、0.02粒径小于1m颗粒所占比例/%92>90白度/%757279注:1企业标准H D S J032010。从表1可以看出,强威粉T N K理化性能符合企业标准要求。2.2小配合试验小配合试验结果如表2所示。从表2可以看出,与生产配方胶料相比,1#试验配方胶料的焦烧时间略短,硫化速度略慢;硫化胶300%定伸应力和拉伸强度略大,撕裂强度较大。总体来说,1#试验配方硫化胶的物理性能略优于生产配方硫化胶。由于1#试验配方胶料的硫化特性与生产配方胶料不同,在后续试验过程中需密切关注胶料的挤出和硫化工艺性能。2.3大配合试验为了进一步观察1#试验配方的适用性,进行大配合试验,结果如表3所示。表2小

8、配合试验结果项目1#试验配方生产配方门尼焦烧时间t5(127/m i n10.3612.18硫化仪数据(150M L/(d N·m0.160.13M H/(d N·m2.061.70t10/m i n3.233.33t90/m i n27.5726.85t90-t10/m i n24.3423.52硫化时间(150/m i n182535182535密度/(M g·m-31.221.22邵尔A型硬度/度656666676868 300%定伸应力/M P a6.57.26.86.06.26.5拉伸强度/M P a9.49.89.98.08.08.4拉断伸长率/%48

9、0460460480460460拉断永久变形/%262524222120撕裂强度/(k N·m-137331级裂口屈挠次数×10-41515表3大配合试验结果项目1#试验配方生产配方门尼焦烧时间t5(127/m i n9.2711.13硫化仪数据(150M L/(d N·m0.430.58M H/(d N·m2.502.55t10/m i n2.832.42t90/m i n28.1823.50t90-t10/m i n25.3521.12硫化时间(150/m i n182535182535密度/(M g·m-31.221.23邵尔A型硬度/度

10、656666676870 300%定伸应力/M P a6.67.07.46.17.37.4拉伸强度/M P a10.311.210.810.510.510.6拉断伸长率/%530520480520470460拉断永久变形/%282826262220撕裂强度/(k N·m-142371级裂口屈挠次数×10-42520从表3可以看出,1#试验配方胶料起硫慢,正硫化时间长,不适应公司提高硫化生产效率的技术要求,有必要调整配方的硫化体系。此外, 1#试验配方胶料耐屈挠性能明显优于生产配方胶料。大配合试验胶料的耐屈挠性能明显优于小配合试验胶料,这可能是由于小配合试验胶料混炼加工温度较

11、低,而大配合试验胶料混炼加工温度较高,从而使配合剂分散程度不一致,导致耐屈挠性能存在差异。实际使用证明,1#试验配方胶料能够满足混炼、挤出、成型和硫化等工艺要求。2.4小批量试验根据大配合试验结果,对1#试验配方硫化体系进行调整,得到2#试验配方,进行小批量试验,结果如表4所示。表4小批量试验结果项目2#试验配方生产配方门尼焦烧时间t5(127/m i n13.3513.35硫化仪数据(150M L/(d N·m0.990.82M H/(d N·m4.183.92t10/m i n2.903.00t90/m i n22.9224.92t90-t10/m i n20.0221

12、.92硫化时间(150/m i n182535182535密度/(M g·m-31.221.22邵尔A型硬度/度666767656566 300%定伸应力/M P a6.06.86.85.96.16.5拉伸强度/M P a11.611.811.910.610.911.1拉断伸长率/%560550530540530530拉断永久变形/%212020151514撕裂强度/(k N·m-138371级裂口屈挠次数×10-42723从表4可以看出,与生产配方胶料相比,2#试验配方胶料起硫稍快,正硫化时间缩短,能够适应提高硫化生产效率后的技术要求,胶料其余性能与大配合试验结

13、果基本一致。2.5成品性能气密层胶料最重要的性能是气密性,为此测试生产配方和试验配方硫化胶的气密性能,结果如表5所示。从表5可以看出,采用强威粉T N K等量替代轻质碳酸钙,并适当减小C I I R的用量,胶料的表5硫化胶片气密性项目试验配方1#2#生产配方胶片厚度/m m1.992.011.97透气率×1014/c m2·(P a·s-19.0959.0648.919气密性下降不大,可满足使用要求。采用试验配方试制205/65R1594V轿车子午线轮胎,测试其气密性,并与正常生产轮胎进行对比,结果如表6所示。表6成品轮胎气密性项目试验配方1#2#生产配方初始气压

14、/k P a240240240停放30d后气压/k P a234.7234.9235.7气压下降率/%2.22.11.8判定1合格合格合格注:1气压下降率大于5%判定为不合格。从表6可以看出,采用试验配方生产的轮胎与正常生产轮胎气密性相差不大,均符合技术指标要求。综合考虑工艺性能和成本,确定采用2#试验配方。对采用2#试验配方气密层胶生产的205/ 65R1594V轿车子午线轮胎按照国家标准进行耐久性和高速性能试验,进行耐久性试验时,达到标准要求后试验条件不变继续进行试验。成品轮胎耐久性能累计行驶时间达到50h,轮胎未损坏,满足国家标准要求(不小于34h;高速性能通过速度达到240k m

15、83;h-1,试验结束时轮胎未损坏,符合国家标准要求。2.6效益分析C I I R价格较高,采用强威粉T N K等量代替轻质碳酸钙,胶料中C I I R用量减小10份,按年产400万套轿车子午线轮胎计算,每年可节约原材料成本60万元。3结论在轿车子午线轮胎气密层胶中采用强威粉T N K等量代替轻质碳酸钙,适当减小C I I R用量,并对硫化体系进行调整,胶料的气密性变化不大,原材料成本降低。成品轮胎耐久性能和高速性能符合国家标准要求。第16届中国轮胎技术研讨会论文M o d i f i c a t i o no fI n n e rL i n e rC o m p o u n df o rP

16、a s s e n g e rC a rR a d i a lT i r eL I UX i a o-q i n g,Z E N GQ i n g,D O N GJ i-x u e,L ID o n g,T I A NX i a o-s h u n,D A IM i n g-l i(S i c h u a nH a i d aR u b b e rG r o u pC o.,L t d,J i a n y a n g641402,C h i n aA b s t r a c t:T h ei n n e rl i n e rc o m p o u n do fp a s s e n g e r

17、c a rr a d i a lt i r ew a sm o d i f i e d.T h et e s tr e s u l t s s h o w e dt h a t,b yu s i n gS t r o n W iT N Ki n s t e a do fl i g h tc a l c i u mc a r b o n a t eb ye q u a lw e i g h t,r e d u c i n gt h e a d d i t i o nl e v e lo fC I I R,a n da d j u s t i n gt h ev u l c a n i z a t

18、 i o ns y s t e m,t h ea i rt i g h t n e s so fc o m p o u n dc h a n g e d l i t t l e,m a t e r i a lc o s tw a sr e d u c e d,a n dt h ee n d u r a n c ea n dh i g hs p e e dp e r f o r m a n c eo ft h ef i n i s h e dt i r em e t t h er e q u i r e m e n t so fn a t i o n a ls t a n d a r d s.K

19、 e yw o r d s:p a s s e n g e rc a rr a d i a lt i r e;i n n e rl i n e r;r e i n f o r c i n gf i l l e r新N i k a轮胎生产线瞄准全天候市场中图分类号:T Q336.1文献标志码:D美国现代轮胎经销商(w w w.m o d e r n t i r e-d e a l e r.c o m2011年11月28日报道:N i k aA v a t a r系列轮胎(如图1所示是专为湿地和雪地牵引(左胎肩和干路面转弯性能(右胎肩设计,可将其任意一侧朝外安装。图1N i k aA v a t

20、a r系列轮胎示意V e e橡胶股份有限公司将N i k a联合品牌添加到其在美国的乘用轮胎阵容。N i k aA v a t a r系列全天候轮胎具有“双重性”技术设计的非对称胎面花纹,可安装于需要干路面转弯性能或湿地和雪地牵引性能轮胎的地方,均不影响直线加速或制动特性。V e e橡胶美国公司销售和市场经理P a t r i c k H y l a n d说:“司机可以根据其驾驶偏好定制轮胎。”该款轮胎共有如下23个规格。13英寸:165/70R1379T,175/70R1382T和185/70R1386T。14英寸:175/65R1482T,175/70R1488T,185/60R1482T,185/65R1486H, 1