子午线轮胎钢丝胶帘布喷霜问题探讨

1、子午线轮胎钢丝胶帘布喷霜问题探讨众所周知，带束层是子午线轮胎的关键部件，处于轮胎的中心部位，成型时要求保持较好的 粘性。子午胎带束层胶料采用高硫低促硫化体系，以保持胶料的高定伸、高硬度、高强度。 由于不溶性硫黄不稳定，在胶料加工温度超过105C时会发生返原，转变为可溶性硫黄，当 硫黄量超过胶料溶解度时，就会向胶料表面迁移而造成钢丝帘布表面喷霜，降低钢丝帘布粘 性。? ?作者讨论了不同牌号的不溶性硫黄及转化温度、时间对钢丝帘布粘合性能的影响。1试验1 .1主要原材料? ?SMR20:进口；炭黑:天津海豚炭黑厂；白炭黑:南吉化学工业公司(PPG产品)；环烷酸钻:镇江 冶炼厂;不溶性硫黄:上海京海化

2、工厂。1.2试验配方? ?SMR20 100;促进剂0.75;氧化锌8.0;软化油2.0;环烷酸钻1.5;炭黑68;白炭黑10;不 溶性硫黄 IS -7020 或 IS 一 HS 一 7020 5. 00 ;IS 一 6033 或 IS 一 HS 一 6033 ?6.0。1.3试验方法及所用仪器设备? ?(1)样品制备。取车间生产用母胶(未加硫黄和促进剂)在试验室q)160开炼机上加入促进 剂和不溶性硫黄，开炼机前后辊温度为50 士 50C,混炼时间为5min，把混炼胶制成150 mm X 100 mm X 2 mm试片进行喷霜与物性试验，一面用PVC薄膜覆盖，另一面暴露在空气中。把 试片放置

3、于贮存现场，观察自然喷霜现象，温度为30 士 5C。?(2)可溶性硫黄分析及试样。用恒温箱(0200C )取4个不同温度下的一个时间段，做不 溶性硫黄的转化分析，每点取50 g不溶性硫黄，各分两份以便分析和制成试样使用。? ?(3)硫化胶性能试验:拉伸强度、邵尔A型硬度等分别按GB / T528 一 92测试，T10拉力 试验机。2结果与讨论2.1 不同型号硫黄的影响2.1.1喷霜程度?随着试片停放时间的延长，四种型号的不溶性硫黄均存在喷霜的趋势，出现喷霜时间长短 为：IS HS -6033IS 一 HS 一 7020IS 一 6033IS 一 7020。IS 一 7020 较 IS 一 60

4、33 喷霜较 重，可能是由于IS 一 6033充油较多，硫黄表面用油处理后，增大了分子链间的柔性，混炼 时易于分散，增加了稳定性。IS HS系列喷霜程度较IS系列轻，是由于加入了稳定剂使不 溶性硫黄更加稳定，在相同条件下，不溶性硫黄转变成可溶性硫黄的量较少。2.1.2不同型号硫黄对胶料物性影响? ?从表1中可看出，不同型号硫黄对胶料物性影响不大。IS HS 一 6033胶料钢丝抽出值 较高。2.2不溶性硫黄抗热性的影响2.2.1不溶性硫黄转化与时间和温度的关系? ?从表2可看出，不溶性硫黄转化成可溶性硫黄的量随温度升高和时间延长呈上升趋势;在 同温度下，转化量随时间延长而增加;在同时间下，转化

5、量随温度升高而增加，短时间内转化 不明显，在100 T10C下，从15 min开始转化加剧，而在115C下，从10 min开始转化就 比较明显了。2.2.2喷霜试验? ?在所有试验温度下，5 min内均未发生喷霜，而在(105 110C) x (15 一 20 min)下， 10 d开始喷霜，在115CX10min下，5 d开始喷霜。从不同温度和时间下的可溶性硫黄含量 的分析数据看，可溶性硫黄含量在10.5% 11.5%是出现喷霜的临界点。2.3结果讨论?导致喷霜的原因主要是溶解度和硫黄在胶料中的相溶性问题，大量事实和研究证明，硫黄 粉在橡胶中如果达到1份左右(20-30C)就达到饱和状态。因

6、此，控制不溶性硫黄中可溶性硫 黄的含量是克服喷霜的关键所在，而不溶性硫黄的转化与时间和温度有关。因此在配方设计 上尽量选用三高不溶性硫黄(IS 一 HS)作为硫化剂;在生产过程中必须严格控制混炼时间和温 度。在夏季发生喷霜的几率要比冬季大，分析认为夏季炎热，空气湿度大，工艺温度控制困 难，混炼胶冷却不好，延长了受热历程，导致更多的不溶性硫黄转化为可溶性硫黄;夏季环境 温度高，用温度控制胶料排胶，达到相同温度时混炼时间缩短，胶料混炼不充分，硫黄分散 差，降低了硫黄与胶料的相溶性;高湿度也加速了喷霜。另一方面，从分子运动论角度看，高 温加大了硫黄分子的运动能量，也容易使硫黄迁移到橡胶表面。试验显示

7、，PVC薄膜覆盖的 一面未发生喷霜，说明PVC薄膜对减少喷霜有利，并且对保护帘布表面清洁和粘着性有很大 作用。2.4实际应用? ?根据研究及试验结果，把钢丝帘布胶配方中的IS 一 HS 一 7020换成IS 一 HS 一 6033硫黄， 并把钢丝帘布胶从温升不易控制的GK270密炼机转移到冷却效果好的VIC275密炼机上混炼， 同时进行五段混炼，密炼机低速加硫，混炼胶加硫排胶温度控制在105C以下，密炼机冷却 水温度控制在30 士 5C，并定期对密炼机冷却系统进行清洗，保持良好的冷却效果。改造胶 片冷却系统，使空气流动形成对流，降低环境温度，保持冷却后的胶片温度在45C以下。在 密炼工序虽然经历过高温，但时间很短，而挤出工序胶料受热时间长，更应控制工艺温度。 对Steelastic钢丝帘布挤出裁断机，控制其挤出温度在95C以下，钢丝帘布挤出后覆盖PVC 薄膜。采取以上措施后，钢丝帘布喷霜基本杜绝，取得了较好的效果。3 结论