氯化丁基橡胶在水胎中的应用研究

1、氯化丁基橡胶在水胎中的应用研究论文关键词：iirnr水胎老化龟裂放射状裂纹表层过渡层论文摘要：研究了nr、iir对水胎使用寿命及热老化性能的影响。结果说明，选择水胎表层、嘴子使用iir，嘴子过渡层采用iir/nr并用胶，能到达最低的制作本钱和最正确的使用性能。由于历史原因，国内极大局部轮胎消费厂家至今还保存着罐式硫化设备，特别是近年来随着罐式硫化自动控制系统的改良，在能耗、人力、品质等方面，罐式硫化与双模硫化的差异日益缩小，加上罐式硫化产量大，固定资产投入少等优点，不少轮胎消费企业甚至还投入人力物力，扩大罐式硫化的产量，以期产生规模效益。正因为罐式硫化的产量不降反升，在尼龙斜交胎的产量中占有比

2、拟大的份量，因此，各轮胎企业的配方与构造设计人员也始终在探究能进步罐式硫化必需的水胎的外观质量与内在质量，以期在进步水胎使用寿命降低轮胎硫化消费本钱的同时，能进一步进步尼龙斜交胎的外观质量与内在质量。本文从配方设计与制造工艺两个方面，探究生胶选用、水胎成型方法对水胎使用寿命的影响，期望能在性能和本钱间能找到一个平衡点。1试验11原材料：nr，印度尼西亚产；iir，牌号1068，美国exxnheialpany产品；炭黑、促进剂、防老剂等其它原材料均为市售工业级原料。12测试仪器与测试标准xk160型开炼机，大连橡胶机械厂产品；f270密炼机，大连橡胶机械厂产品；三辊压延机，型号xy31300，上

3、海橡胶机械厂产品，gj2500b型微机控制光跟踪拉力机,昆明师范大学消费；50吨、100吨平板硫化机，浙江省湖州橡胶机械厂产品。测试标准均按国标执行。13配方131天然胶水胎胎身与天然胶水胎嘴子配方天然橡胶因其优良的加工工艺性能与物理机械性能，被广泛应用于水胎胎身胶配方与水胎嘴子配方中。表一是常规天然胶水胎胎身胶配方与水胎嘴子胶配方及相应的物理机械性能：表一：天然胶水胎胎身胶配方与水胎嘴子胶配方及相应的物理机械性能：配方名称名称及性能水胎胎身水胎嘴子nr100100促进剂及硫磺3418氧化锌525硬脂酸22防老剂353炭黑与填料9550软化剂84物性：14330in硬度6060300%定伸应力

4、pa809拉伸强度pa16322扯断伸长率%515510扯断永久变形%3015撕裂强度kn/2770连续使用60次后的外观质量外表出现深度达1的龟裂纹与接气杆配合的内外表出现放射状裂纹132氯化丁基胶水胎iir因其具有一定的自粘性与互粘性，优异的耐热老化性能，且硫化胶构造严密，是水胎理想用胶，。表二是常用iir水胎配方及相应的物理机械性能。表二：iir水胎配方及物理机械性能配方名称名称及性能iir水胎胎身嘴子与胎身配方一样iir100促进剂及硫磺2.0氧化锌5硬脂酸2防老剂3炭黑与填料50软化剂20物性：14330in硬度60300%定伸应力pa5.5拉伸强度pa12.5扯断伸长率%660扯断

5、永久变形%27撕裂强度kn/33工艺加工性能：因胶料自粘性差易脱层，水胎合格率低。水胎一次使用寿命大于150次133水胎中局部采用iir1水胎表层采用iir天然胶水胎突出问题之一是水胎外外表易老化龟裂，使硫化后的外胎胎里外表凹凸不平，影响外胎的外观质量。水胎表层采用iir后，能有效地解决水胎外表的老化龟裂问题。表三是作者优选后的水胎iir表层配方。2水胎嘴子采用iir由于水胎嘴子接触的介质温度高165，并在高温下处于拉伸状态，因此水胎嘴子的内外表极易产生放射状裂纹，为解决这一问题，本文研究中采用了iir水胎嘴子，见表三：表三：iir水胎表层与水胎嘴子配方及物理机械性能配方名称名称及性能iir水

6、胎表层胶iir水胎嘴子胶nr100100促进剂及硫磺2.02氧化锌55硬脂酸22防老剂33炭黑与填料5050软化剂2018物性：14330in硬度6162300%定伸应力pa5.560拉伸强度pa12.513扯断伸长率%660570扯断永久变形%2725撕裂强度kn/3337加工工艺性能：良好加工性能良好，但上嘴子时汽油未干或涂涮不匀，嘴子与胎体间易脱层。使用120次后的外观：外表未见龟裂纹嘴子内外表未见放射状龟裂纹。3在iir嘴子胶与天然胶胎身之间增用过渡层胶料在iir嘴子胶与nr胎身之间增用过渡层胶料的目的是最大限度地减少iir嘴子与水胎胎体间的脱层。表四是作者优选的过渡层胶料配方：表四：

7、过渡层胶料配方及物理机械性能配方名称名称及性能水胎嘴子过渡层胶iir60nr40促进剂及硫磺2氧化锌5硬脂酸2防老剂2炭黑与填料70软化剂17物性：14330in硬度64300%定伸应力pa61拉伸强度pa99扯断伸长率%500扯断永久变形%26撕裂强度kn/298加工工艺性能：加工性能良好，根本上解决了嘴子与胎体间的脱层问题。一次使用120次后的外观质量：未见外观质量问题。2结果与讨论21天然胶水胎因天然胶的炭黑混炼胶的自粘性与互粘性是所有橡胶中最好的，因此，用天然胶制作的水胎成型简单、方便，外观质量也比拟理想，但天然橡胶制作的水胎有个先天缺乏缺点，也就是耐老化性能差，不耐用，从表一可以看出

8、，在过热水温度为1705，内压水压力2.7pa的条件下，全天然胶水胎连续使用60次以后，水胎外表会出现龟裂纹，影响外胎的胎里质量，水胎嘴子口会出现放射状的裂纹，导致水胎充压后漏水，造成外胎圆子口、帘布稀开、花纹圆角、气泡及缺胶等病疵，见表一。因此，全天然胶水胎目前已被大局部轮胎消费厂家淘汰。22iir水胎iir因其具有优异的耐热老化性能，与nr的相溶性良好，正越来越受业内人士的关注，用iir制作的水胎，使用150次后，水胎的内外外表尚未出现龟裂纹，但iir有以下缺点：1iir的价格高，从而使水胎的原材料本钱大大进步；2iir的自粘性不够理想，用国内目前的层贴法制作水胎，稍有不慎，易造成水胎脱层

9、，使水胎报废，无意中进步了水胎的制作本钱，因此，iir的高价格与低自粘性，限制了iir在水胎中的广泛应用，见表二。23水胎中局部采用iir天然胶水胎早期损坏的部位是水胎外外表与嘴子。由于水胎在损坏的同时，外胎品质也受影响，亦使罐式硫化的消费本钱增大，因此，目前为止，全天然胶水胎已被极大局部轮胎消费厂家淘汰。那么，能不能利用iir优异的耐热老化性能来弥补全天然胶水胎的性能缺乏呢？也就是说，能否利用天然胶优良的自粘性、互粘性及工艺性能，iir优异的耐热老化性能，来消费使用寿命长、消费本钱低、工艺制作简便的水胎呢？本文要讨论的就是这个问题。1水胎外表采用iirnr水胎外表产生龟裂纹的原因是水胎外表的

10、橡胶分子的热氧反响，而iir具有优异的耐热老化性能，因此，在水胎外表外覆iir，可以克制胎身nr耐热老化性能差易老化龟裂的缺点，从而改善水胎的外表性能，进步外胎的外观质量。如表三所示，水胎外表采用iir后，水胎连续使用120次后，水胎外表未见有老化龟裂纹。2水胎嘴子采用iir由于水胎嘴子的使用温度相当高，一般都大于165，因此，nr嘴子极易在嘴子内外表出现放射状的裂纹，而这些放射状裂纹的危害是多方面的，首先是硫化过程中，内压水渗漏，少量水珠在高压下通过轮胎内外表被挤入胎体中，存于外胎胎面与胎体之间或胎体帘布层之间，使轮胎在使用过程中出现早期肩空或脱层，间接导致轮胎退赔率上升；其次是内压水渗漏后

11、，水珠存于外胎的子口处及胎里，或通过模具的排气孔进入到轮胎的外表，造成轮胎圆子口、胎里帘线稀开、外表缺胶等外观质量病疵；再次是嘴子口出现裂纹后，内压泄漏，硫化内压得不到保证，使轮胎易出现圆角等外观质量病疵。解决nr嘴子内外表出现放射状裂纹的方法是嘴子采用iir，从表三可以看出，嘴子采用iir后，水胎连续使用120次后，嘴子内外表未出现龟裂纹。实验说明，水胎嘴子采用了iir后，水胎连续使用480小时后，嘴子口尚未见放射状裂纹。3水胎嘴子与水胎胎体界面层采用过渡性的iir/nr并用胶天然胶水胎嘴子在使用过程中嘴子内外表易出现放射状裂纹。解决水胎嘴子口放射状裂纹的有效方法是水胎嘴子胶采用iir。如表

12、三所示，尽管水胎嘴子采用iir具有无与伦比的优越性，但水胎嘴子采用iir需要确确实实考虑的问题是iir嘴子与nr胎体的粘合性能。假如这个问题不解决，水胎在使用过程中，嘴子易与胎体在界面处分层，导致内压泄漏，与其这样，还不如直接使用nr嘴子。正因为iir嘴子与nr胎体在界面处易分层，iir嘴子应用于水胎必须通过配方调整并结合制作工艺改良方能实现。从表四可以看出，嘴子与胎体间采用过渡层后，根本上解决了嘴子与胎体间的脱层问题，试验水胎连续使用120次后，未见外观质量问题。可见，嘴子与胎体界面采用过渡层的方法是可行的。24消费中试根据1.3.3的试验结果，我们制作了50余条水胎投入消费中试，并在一次性使用了120次后取一条进展解剖，解剖结果说明，水胎表层、水胎嘴子使用iir、水胎嘴子与水胎胎体的过渡层采用iir/nr并用胶后，水胎外观质量与使用寿命明显改善，也即使用120次后，水胎外外表尚未出现老化龟裂纹，水胎嘴子内外表尚未出现放射状裂纹，水胎嘴子与水胎胎体界面间未出现分层，水胎还可以继续使用，见表三、表四。可