半钢子午线轮胎带束层胶配方的改进

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:TQ336.1;U463.341+.6 文献标识码:B 文章编号:100628171(2008)0320156203
作者简介:黄凯(19782),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术管理工作。

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,现将试验情况简介如下。

1　实验1.1　主要原材料
N R ,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: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 2150型开炼机和XLB 2500×500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型密炼机,意大利Pomini 公司产品;T2000E 型电子拉力机、Y3000E 型压缩升热试验机、M200E 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 ・min -1,混炼工艺为:生胶和小料30s
炭黑和石油树脂→压压砣
125℃
提压砣
160℃
排胶;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→压压砣75℃
提压砣90℃
排胶。

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,混炼工艺为:生胶、硬脂酸、叔丁酚醛硫化树脂、石油树脂
651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
℃
排胶;
二段混炼在PX420型密炼机中进行,转子转速为55r・min-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・min-1,混炼工艺为:二段混炼胶和钴盐粘合增
进剂压压砣145℃
排胶;终炼在GK270型密
炼机中进行,转子转速为20r・min-1,混炼工艺为:三段混炼胶、硫黄、促进剂和防焦剂→压压砣
50s
提压砣→压压砣100s提压砣98℃
排胶。

1.5　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t10和t90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[ML(1+4)100℃]75.770.1H抽出力1)/N860765724687门尼焦烧时间(125℃)/min100℃拉伸强度/MPa15.114.212.814.4　t514.6014.78100℃拉断伸长率/%425390360390　Δt3013.489.38压缩生热2)/℃
硫化仪数据(145℃)　基部2827　M L/(N・m) 1.41 1.25　中部144140　M H/(N・m) 4.75 4.61100℃×24h热空气老化后
　t10/min 6.58 5.95　邵尔A型硬度/度83838383　t90/min17.3814.48　100%定伸应力/MPa7.87.2 6.67.3硫化时间(145℃)/min30403040　拉伸强度/MPa18.020.219.017.9邵尔A型硬度/度79787878　拉断伸长率/%244278285254 100%定伸应力/MPa 4.5 4.5 4.5 4.5　撕裂强度/(kN・m-1)42444337 300%定伸应力/MPa16.616.615.615.7　H抽出力1)/N798790760766拉伸强度/MPa25.024.925.023.7　压缩生热2)/℃
拉断伸长率/%450448464447 基部2626拉断永久变形/%30313330 中部144140撕裂强度/(kN・m-1)96868778
注:1)钢丝帘线规格为2+2×0.38;2)冲程　4.45mm,负荷　1MPa,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产试验,在挤出温度为95℃时,挤出速度能够达到13～14m・min-1,而正常情况下生产配方胶料的挤出速度仅为9～10m・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G B/T4501—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。

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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
项 目试验配方生产配方项 目试验配方生产配方门尼粘度[ML(1+4)100℃]53.861.8撕裂强度/(kN・m-1)83536446门尼焦烧时间(125℃)/min H抽出力1)/N612635591621　t516.3716.22压缩生热2)/℃
　Δt3013.6210.02　基部3029硫化仪数据(145℃)　中部148145　M L/(N・m) 2.04 1.75100℃×24h热空气老化后
　M H/(N・m) 5.51 5.45　邵尔A型硬度/度82817879　t10/min 6.55 5.48　100%定伸应力/MPa7.57.87.27.3　t90/min21.0217.35　拉伸强度/MPa20.518.913.414.2硫化时间(145℃)/min30403040　拉断伸长率/%260227186182邵尔A型硬度/度74767474　撕裂强度/(kN・m-1)37323430 100%定伸应力/MPa 4.5 4.7 3.9 4.4　H抽出力1)/N571584557558 300%定伸应力/MPa18.919.117.217.4　压缩生热2)/℃
拉伸强度/MPa24.625.223.625.6 基部2828拉断伸长率/%414415418434 中部147144拉断永久变形/%26262328
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/min6261
累计行驶里程/km177.1174.6通过速度/(km・h-1)1701703　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:2007209213
Modif ication of the belt compound of semi2steel radial tire
H UA N G Kai,GOU Deng2f eng
(Guizhou Tire Co.,Ltd,Guiyang　550008,China)
Abstract:The belt compound of semi2steel radial tire was modified to raise production efficiency of belt.The result s showed t hat by replacing aromatic oil wit h petroleum resin at reduced weight,t he p rocessing safety improved,tear strengt h of t he vulcanizate and H p ull2out force increased;t he ext ru2 ding speed of modified belt compound increased significantly,and t he p roduction capacity of semi2steel radial tire enhanced wit hout adding new equip ment s.
K eyw ords:semi2steel radial tire;belt compound;pet roleum resin
BFNT增产新规格工程机械轮胎
中图分类号:U463.341+.5 文献标识码:D
普利司通/费尔斯通北美轮胎公司(简称B FN T)将于未来5年里向美国伊里诺斯州布卢明顿工程机械轮胎厂投资至少1200万美元以用于生产新规格工程机械轮胎。

BFN T公司将继续对关键设备进行投资,以实现投资稳定和高回报。

B FN T公司目前正在引进一些硫化设备,这将有助于工厂生产新规格工程机械轮胎。

布卢明顿轮胎厂的雇员目前签了一份延长到2012年的劳动合同。

在2008年投资期间,该厂将增加50名员工。

(双钱集团股份有限公司上海轮胎研究所　苏　博)
851轮　胎　工　业 2008年第28卷。