轮胎工艺资料

2 补强填充
3 硫化体系
7 骨架材料
8 胎圈钢丝
4 防护体系
一
主体材料 - NR - SBR - BR
- IIR
主体材料就是橡胶及其它高分子材 料，决定了制品的性能与用途。 我公司主要使用橡胶材料。
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主体材料介绍——NR
天然橡胶(NR) 天然橡胶是指从自然界中获得的，主要的采集对象是巴西橡胶树！ NR的主要生产国：泰国、马来西亚、印度尼西亚、中国、印度等， NR的种类：烟片胶、颗粒胶(标准胶)、恒粘或低粘等特殊天然胶等。
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轮胎用原材料统计
主体材料：是决定硫化胶使用性能及工艺性能的主要因素。
硫化体系：含硫化剂、促进剂、活性剂等，使橡胶通过化学交联，形成 立体网状结构，使可塑的粘弹胶料转变为可使用的高弹硫化胶。
配合体系
补强填充：保证胶料具有要求的力学性能，改善加工工艺并降低成本。 防护体系：提高硫化胶的耐老化性能，对各类型的老化起防护作用，在 一定程度上延长了制品的使用寿命。 软化增塑：改善加工性、耐寒性，也可降低成本。 纤维织物类：尼龙6、尼龙66、聚脂类、人造丝、芳纶等。
2）低的弹性及优良的阻尼性。
3）优异的气密性（低的气压损失率）。
IIR、H_IIR的应用
1）轮胎行业：气密层(I/L)、内胎(tube)、胶囊(bladder)。 2）卫生行业：医药用容器塞、防护面具、食品用包装袋、 3）工业行业：桥梁支承/铁路减震垫、油槽衬里、传送带和油管。
二
补强与填充体系 - 总述 - C/B - SILICA
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Silica补强在轮胎中的使用及效果
Tread部位： - 低滚动阻力，高制动性。 - 抗剥离性增加，抗切割性好。
I/L部位： - 与BIIR使用 透气性增加
C/C、Belt部位： - 粘着性增加。
1）轮胎滚动阻力降低，燃料消耗减少； 2）防滑性能和安全性能提高。
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白炭黑使用不利点及解决方案
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轮胎生产用原材料
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原辅材料区分
原材料： 是指以材料原来的形态构成成品或在成品内部维持材料 特性的配合物。 辅材料： 是指在成品制造过程中不能构成产品实体的材料。
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从轮胎断面图看轮胎用材料
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区分 1
材料名称 胶料，包含配合剂
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金属织物帘线 胎圈钢丝
骨架材料
金属织物类：钢丝帘线，包括有纬及无纬两种，常用到的为无纬钢丝帘 线，按帘线的构成上分，又有OC、CC、普通分类，按强度上分又
有普强（NT）、高强（HT）、超高强（UT）等。
胎圈钢丝
作为轮胎受力的主要部位胎圈的主体，直径及强度不同有不同的分类。
CONTENTS
1 主体材料
5 增塑软化
6 配合其它
现在通用的分类方法是ASTM分类方法！！
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第一位 字 数字 0 1 2 3 N或 S 4 5 6 7 8 9
C/B的分类——ASTM法
第二位数字 平 均 粒 径 /n m 1~10 11~19 20~25 26~30 S330 31~39 40~48 49~60 61~100 101~200 201~500 N440 N550 N660 N770 N880 N990 33 42 60 62 150 500 N110 N220 N330 29 EPC FF FEF GPF SRF FT MT 易混槽黑 细粒子炉黑 快压出炉黑 通用炉黑 半补强炉黑 细粒子热裂法 中粒子热裂法 19 23 SAF IS A F HAF 超耐磨炉黑 中超耐磨炉黑 高耐磨炉黑 代号 典型炭黑 平 均 粒 径 /n m 英文名 中文名
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主体材料介绍——SR
合成橡胶(SR)： 合成橡胶是人们采用化学加工方法由相关单体制作的具有橡 胶特征的高弹性聚合物材料。
如SBR是由丁二烯与苯乙烯经化合而成的高弹聚合体。 常见的SR有：异戊橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶 (BR)、丁基或卤化丁基橡胶(IIR、X-IIR)、乙丙橡胶(EPM、 EPDM)等。其中各不同种类又有不同牌号的商品。
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BR的简单介绍
BR：poly Butadiene Rubber，高顺式聚丁二烯橡胶。
轮胎行业主要使用高顺式的聚丁二烯橡胶。
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BR的特点及使用
BR因为其分子链不含侧基，分子链的柔性好，所以具有以下特点： 1）良好的弹性和优异的耐寒性，很低的玻璃化温度。 2）耐磨耗性好，耐老化性能好，但老化后变硬且易崩花。 3）动态生热低，但湿动抓着力不好。
不利点 界面面积小，与橡胶亲和性差 易结团，不利于混炼的分散 迟缓硫化，易于其它组分作用 易吸附其它配合剂，不利于分散 易脱水形成硅氧基，不利于粘合 结构硬化，贮藏过程粘度增加
区分 No.01 No.02 No.03 No.04 No.05 No.06
采用改性 剂 以调节性 能
当今的世界橡胶行业，改善白炭黑的性能主要以偶联剂为主，而在偶 联剂中又以硅烷偶联剂占用量最大。 在硅烷偶联剂中，公司所采用的是TESPT (Si-69)
- 惰性填充剂
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补强填充体系介绍——总述
生胶为什么要进行补强？
未补强的纯胎面胶的磨耗寿命不足5000公里，加入50份适宜的C/ B后，磨耗寿命可提高10倍。对于SBR与BR来说，经C/B补强后，强 度也可以提高10倍左右。
对填料(填充剂) 的一个常用但不精确的分类
活性填充剂：加入胶料中能提高硫化胶的耐磨耗、模量、抗张强 度等性能，同时起到降低成本的作用，如炭黑、白炭黑等； 惰性填充剂：加入胶料中补强作用很弱，但基本上不影响胶料性 能，并降低胶料成本、改善加工工艺，如陶土、CaCO3等。
区分 类型 耐磨性 特点 不饱和非极性的自补强橡胶 弹性较好，仅次于BR，耐磨性好 区分 粘着性 机械强度 粘着性好 格林强度高，拉伸强度高 特点
耐龟裂性 气密性好
化学稳定性 链烯烃化学反应，返原及老化
耐溶剂性 耐酸碱良，耐油及燃料油差
耐寒性 耐寒性好，耐热性差
电绝缘性
加工性能
一种较好的绝缘材料
易塑炼，易包热辊，塑性大， 易于压出，加工性能良好
4）耐曲挠性良好，但抗刺穿性不佳。
在轮胎行业BR的使用： 1）S/W部，与NR并用，以改善耐曲挠、耐O3老化性能。 2）T/D部，与NR/SBR并用，增加胶料的耐磨耗性，保持良好的 热稳定性及低的行驶温度。
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IIR的简单介绍
IIR：丁基橡胶，异丁烯橡胶。由异丁烯与少量异戊二烯聚合。前者是 主体材料，后者是用于提供可交联的双键。IIR具有高饱合度。
四硫化双(三乙氧基丙基)硅烷
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聚合物+偶联剂+白炭黑工作原理
(
C
S i-(C H 2 ) 3 -S -S - (S ) n -
C C C
C C C
C
C C C
C C C C
C
S i-(C H 2 ) 3 -S -S - (S ) n -
)n
PO LYM ER
偶 联 剂
C 2H 5O C 2H 5O
C=C）。
3）在正常的SBR中，苯乙烯含量为23.5%(重量%)，摩尔比为1：6。
4）按聚合方法分类，SBR有乳液聚合(E-SBR)、溶液聚合(S-SBR)。
5）SBR较NR耐磨耗、湿地抓着力高，但生热高，加工困难。 6）溶聚较乳聚有较低的滚动阻力，高的抗湿滑性及良好的综合性能。
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SBR的分类区分
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白炭黑的简介 Silica
白炭黑：拥有一定的补强性的一种白色的无机填加剂。 使用演变：Rx(SiO3)y (1957年以前) → SiO2 • nH2O
Green Tire
20世纪90年代初，米其林通过用高分散性白炭黑替代胎面胶中的 炭黑创立了低滚动阻力的概念，使节省燃油成为现实，“绿色轮胎” 由此产生。为白炭黑的应用开辟了新的天地。
C 2H 5O
OH
O
O
OH
-O -S i-O -S i-O -
S IL IC A
-O -S i-O -S i-O -
此反应强烈依赖于温度的高低
“S”代表硫化速度慢的酸性槽黑和预氧化炉黑，“N”代表正常硫化速度的中 性和碱性炉黑和热裂法炭黑。 第一个数字代表C/B粒径范围，从表中可以看出；第二、三个数字是任意给 定的，表明此种C/B的个性。
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炭黑的性质及用量对胶料的影响
影响炭黑的性质的因素：粒径(比表面积)与C/B的结构性
加工性 填充容量 混入时间 充油能力 比表面积↑ 减小 增加 变化小 结构增加 减小 增加 增加 硫化性能 硫化速度 拉伸强度 模量 比表面积↑ 减慢 增加 MAX后下降 结构增加 变化小 减小 增大
我公司现用NR有RSS#3(烟片)，STR10#、STR20#、SCR5#(标准)， SMR_L(低粘类)。
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NR相关性质
NR大分子链结构单元是异戊二烯，其它基团位于末端或支链中。非橡胶类物质占总 量的5%-8%，为蛋白质、水/灰份、丙酮抽出物。忽略此类相关，NR的结构式可认 为是：
NR的使用特点：
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H_IIR的简单介绍
H_IIR：卤化丁基橡胶，包括氯化、溴化。 目的： 1）提高硫化速度； 2）提高与不饱和橡胶的相溶性。
3）改善自粘性和与其它材料的互粘性；
4）氯化的含氯量为1.1%~1.3%，溴化的含溴量约为2%。
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IIR、H_IIR的特点及应用
IIR、H_IIR的特点
1）优良的化学稳定性、耐水性、耐油性及绝缘性。
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C/B介绍
C/B是烃类不完全燃烧或热解制得的具有高度分散性的黑色粉末状 的物质，主要由元素C组成。
炭黑按制法的分类： 炉法C/B：烃类在反应炉中不完全燃烧制取的。
槽法C/B：是天然气与油类火焰与槽钢接触制造的。 热裂C/B：由天然气热解制得的。
乙炔C/B：由乙炔放热热解制得。
灯烟C/B：在敞口浅盘中燃烧烃类制取的。 现在轮胎行业使用的C/B主要是炉法C/B。
公司用：SBR1712、SBR1500、SBR1721、SBR1502、 BR9000、IR、EPDM、Br_IIR等。
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SBR（丁苯胶料）简介
SBR：Styrene-Butadiene Rubber SBR的基本情况
1）丁苯胶是世界产量、用量最大的合成胶，且70%用于轮胎制造业。 2）SBR单体为丁二烯（C=C-C=C）、苯乙烯（
增大
下降 提高 变化小 下降 下降 变化小
实验室检测项目的对应
生热
压缩变形 导电性
增加
变化小 增加
稍增加
变化小 变化小
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轮胎行业常用C/B名称统计
我公司现采用的及其它常见C/B统计
C/B检查SPEC ISAF/HS(LH10) ISAF/HS-HP130 ISAF-N220 ISAF-N205 SAF-HP1107 HAF-N330 HAF/LS-N326 HAF/HS-N339 FEF-N550 GPF-N660 SRF-N770 105℃*2hr 1.2↓ 1.2↓ 0.9↓ 1.2↓ 1.2↓ 0.9↓ 0.9(1.2)↓ 0.9↓ 0.85↓ 0.85↓ 0.85↓ I2 - mg/g 108-122 108-122 117-127 117-127 135-145 77-87 77-87 85-95 38-48 30-41 23-33 DBP-ml/g 1.28-1.42 1.28-1.42 1.10-1.20 1.09-1.19 1.25-1.35 0.97-1.07 0.67-0.77 1.17-1.27 1.16-1.28 0.85-0.97 0.66-0.76 325目 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓ 0.1%↓
分散能力
胶辊间隙 粘度 焦烧时间 压出收缩率 压出光滑度 压出速度 区分 项目
下降
增加 增加 减小 减小 提高 减小 比表面积↑ I2吸收值↑
提高
增加 增加 减小 减小 提高 变化小 结构增加 DBP吸收值↑
硬度
伸长率 耐磨耗性 搞撕裂性 搞割口增长性 耐屈挠性 弹性
增加
MIN后增加 提高 提高 提高 提高 减小
纤维织物帘线
2
3
4
4
3
205/55R16V 04 K407 重量,kg 重量% 区分 4.801 47.69% 胶料 0.732 7.27% 药品 0.220 2.18% 油类 0.528 5.24% 纤维类 1.007 10.00% 钢丝类 2.781 27.62% C/B类 TOTAL 10.068 100.00%