呂　軍(徐工輪胎有限公司,江蘇徐州　221005)

摘要:研究白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑在工程輪胎上層膠中的應(yīng)用效果。試驗(yàn)結(jié)果表明,加入白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑能使膠料的綜合物理性能得到明顯提高,特別是抗撕裂性能、耐磨性能提高幅度較大,輪胎耐刺扎、抗崩花掉塊性能得到改善,進(jìn)一步提高了工程輪胎的使用壽命。

關(guān)鍵詞:白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑;工程輪胎上層膠

工程機(jī)械作業(yè)場地條件苛刻,而且負(fù)荷量大,因此要求輪胎整體剛性大,要求胎面上層膠硬度高、變形小、耐刺扎、抗崩花掉塊,且生熱要低。經(jīng)過我公司的深入研究,發(fā)現(xiàn)在胎面上層膠中采用炭黑/白炭黑并用的補(bǔ)強(qiáng)體系和Si-69偶聯(lián)劑/促進(jìn)劑/硫磺硫化體系可以改善工程輪胎的上述性能。本工作將白炭黑、Si-69偶聯(lián)劑用于工程輪胎上層膠中進(jìn)行試驗(yàn),現(xiàn)將試驗(yàn)效果介紹如下。

1實(shí)驗(yàn)

1.1主要原材料

NR,3#煙片膠,泰國產(chǎn)品,SBR 1500,齊魯石化公司產(chǎn)品;白炭黑,山東海化集團(tuán)產(chǎn)品; Si-69偶聯(lián)劑,南京曙光化工總廠產(chǎn)品;其它均為橡膠工業(yè)常用原材料。

1.2試驗(yàn)配方

NR　70;SBR 1500　30;硫磺　1.8;氧化鋅4.0;硬脂酸　3.0;促進(jìn)劑　0.9;防老劑　2.8;炭黑N220　52;白炭黑　變量;Si-69偶聯(lián)劑　變量;其它　10。

1.3主要儀器和設(shè)備

Φ160mm×320mm開煉機(jī),GK270密煉機(jī)和XM-140型密煉機(jī),100t平板硫化機(jī), LH-2型硫化儀,XL-2500N型強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī),MH-74型磨耗試驗(yàn)機(jī)。

1.4工藝

一段混煉在GK270密煉機(jī)進(jìn)行:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40r·min-1,生膠、細(xì)料45s白炭黑、1/3炭黑15s2/3炭黑75s油60s排膠30s, Si-69偶聯(lián)劑與氧化鋅、硬脂酸、防老劑等細(xì)料一同加入。二段加硫混煉在XM-140密煉機(jī)進(jìn)行:投1/2母膠1min加促進(jìn)劑1min投1/2母膠1min加硫黃、防焦劑1min排膠1min空轉(zhuǎn)1min。

26″壓片機(jī):膠料包輥后通刀一次1min搗膠12次3min下片1min→空轉(zhuǎn)(1min)。

1.5性能測試

膠料物理性能均按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

2結(jié)果與討論

2.1理化分析

白炭黑、Si-69偶聯(lián)劑理化分析結(jié)果如表1、表2所示,白炭黑、Si-69偶聯(lián)劑的理化指標(biāo)均達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,總體生產(chǎn)工藝控制水平良好,產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定。

2.2　小配合試驗(yàn)的膠料性能小配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能如表3所示。

由表3可見,工程輪胎上層膠加入白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑,膠料的綜合物理性能得到明顯改善,撕裂強(qiáng)度、阿克隆磨耗量較普通輪胎均有提高,這是由于硅烷偶聯(lián)劑有效地改善了表面化學(xué)性質(zhì),提高了白炭黑在橡膠里的潤濕性和分散性。加入白炭黑7份和Si-69偶聯(lián)劑1.5份的4#配方的綜合性能最好。

2.3　車間大料試驗(yàn)

為了進(jìn)一步考察加入白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑后的工程輪胎上層膠的膠料物理性能,選擇綜合性能較好的4#配方與原生產(chǎn)配方進(jìn)行車間大料對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果如表4所示。

由表4可見,大料試驗(yàn)對(duì)小配合試驗(yàn)的重現(xiàn)性較好,配方調(diào)整后的300%定伸應(yīng)力、撕裂強(qiáng)度均有提高,膠料性能明顯提高。原生產(chǎn)配方在加硫過程中存在操作難度大,設(shè)備受損等情況,混煉好的膠料排到26″開煉機(jī)后,膠料煙氣彌漫,粘輥?zhàn)?無法保證搗膠均勻,膠片下片不易操作,造成電流負(fù)載過大,設(shè)備超負(fù)荷嚴(yán)重。改進(jìn)后,膠料粘輥?zhàn)?、煙氣大的現(xiàn)象得到明顯改善,半成品擠出前的熱煉操作工藝也得到很大改善。另外經(jīng)Si-69偶聯(lián)劑改性后的白炭黑與橡膠之間形成了穩(wěn)定的填料-橡膠鍵,使其補(bǔ)強(qiáng)性能大大提高,胎面擠出時(shí)與原配方相比表面光滑,氣孔減少,致密性提高,尺寸穩(wěn)定性好。

2.4成品試驗(yàn)

2.4.1成品輪胎的胎冠物理性能

應(yīng)用試驗(yàn)配方生產(chǎn)的成品輪胎的物理性能檢測結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出,成品試驗(yàn)輪胎的300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、扯斷伸長率、阿克隆磨耗量較普通輪胎均有提高。

2.4.2　成品輪胎裝車試驗(yàn)

為了進(jìn)一步客觀的了解這次調(diào)整的結(jié)果,任意抽選上層膠膠料加入白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑后的工程胎發(fā)往新疆修路現(xiàn)場進(jìn)行裝車試驗(yàn),做對(duì)比試驗(yàn),取得了一些原始數(shù)據(jù),現(xiàn)介紹如下:

由表6可以看出,改進(jìn)后工程輪胎抗切割、抗崩花掉塊性能有所提高,耐磨性能得到明顯改善。

3　結(jié)論

1.工程輪胎上層膠膠料加入適當(dāng)比例的白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑后,膠料耐磨性、300%定伸應(yīng)力、撕裂強(qiáng)度顯著提高。

2.加入白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑后的上層膠膠料生產(chǎn)的工程輪胎,抗切割、抗崩花掉塊性能有所提高,耐磨性能得到明顯改善,各項(xiàng)物理性能指標(biāo)優(yōu)越。

3.工程輪胎上層膠膠料中加入白炭黑和Si-69偶聯(lián)劑后,每條23.5-25工程輪胎的胎面膠成本提高了3.5元,不過這對(duì)于一條售價(jià)3600元以上的輪胎僅為0.1%,還是個(gè)小數(shù)字,但加工工藝得到很大改善。質(zhì)量是企業(yè)的生命,質(zhì)量好了,市場的占有率有廣泛的前景。