填充劑ASP200在轎車胎白胎側中的應用

王丹靈， 鄭 略， 承齊明

（中策橡膠集團有限公司， 浙江 杭州 310008）

填充劑ASP200在轎車胎白胎側中的應用

王丹靈， 鄭 略， 承齊明

（中策橡膠集團有限公司， 浙江 杭州 310008）

通過馬爾文激光粒度分析、填料基本配方小配合試驗、白胎側大配合試驗及硫化膠物理性能檢測，對填充劑ASP200和普通高嶺土進行了對比。結果表明，ASP200粒徑更細，粒徑分布更窄；同時ASP200補強性能明顯優(yōu)于普通高嶺土，且ASP200在白胎側配方中具有更好的耐黃變性。

白胎側；填充劑；高嶺土；粒徑

0 前言

隨著國外輪胎企業(yè)相繼進入中國市場，輪胎市場的競爭日益激烈，更趨白熱化。為擴展輪胎市場，提高產品附加值，白胎側輪胎應運而生。使用白胎側的轎車輪胎，外觀更亮麗、更美觀［1］。白胎側中最關鍵的白色膠料，除了要有較好的抗撕裂、耐屈撓等普通胎側需要的性能外，還要有較好的白度和耐變色性。

一般白胎側橡膠體系主要采用淺色天然橡膠（NR）/三元乙丙橡膠（EPDM）/氯化丁基橡膠（CIIR）的三膠并用體系。EPDM和CIIR雙鍵較少，使白胎側具有較好的耐候性，同時可以避免采用抗臭氧劑造成的老化變色。

白胎側補強體系主要以白色系的高嶺土、碳酸鈣、白炭黑為主。ASP200是一種顆粒尺寸十分細小且高光亮度的硅酸鋁顏料填充劑。其赫格曼細度在6+左右，理論上與普通高嶺土相比，具有更好的補強效果。在配方中，ASP200作為顏料的分隔填充劑，G.E.白度為90～92，可使白胎側顏色更白、更明亮，能夠有效地部分取代鈦白粉（5%～10%）并降低其他顏料（3%～5%）的使用量。本論文對比了普通高嶺土和ASP200的性能，并研究了其在半鋼子午線輪胎白胎側中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

乳聚丁苯橡膠ESBR 1500，申華化學產品；天然橡膠NR SVR3L，越南產；三元乙丙橡膠EPDM KEP350，錦湖化學產品；氯化丁基橡膠CIIR 1240，朗盛化學產品；低芳烴油TDAE，漢圣石化產品；填充劑 ASP200，BASF產品。其余原材料均為市售工業(yè)級產品。

1.2 主要設備和儀器

MASTERSIZER 2000激光粒度儀，英國馬爾文公司產品；SK-160型開煉機，上海橡膠機械廠產品；GK190型密煉機，大連橡膠塑料機械股份有限公司產品；M200E型門尼黏度儀，北京友深電子儀器有限公司產品；GT-2000 A型無轉子硫化儀，上海諾甲儀器儀表有限公司產品；TS-2000M 型拉力試驗機，臺灣高鐵檢測儀器有限公司產品。

1.3 試驗工藝

采用的三段硫化工藝。

第一段：轉子轉速55 r/min，混煉步驟為所有原材料→提壓坨→提壓坨→排膠（130 ℃）；

第二段：轉子轉速50 r/min，混煉步驟為二段母膠→提壓坨→提壓坨→排膠（130 ℃）；

第三段（加硫）：轉子轉速25 r/min，混煉步

圖1 ASP200粒徑分析圖

從圖1和2可知，ASP200的粒徑分布在0.6～10.0 μm左右；普通高嶺土粒徑分布在1.0～100.0 μm之間。ASP200的粒徑更細，粒徑分布更窄，作為填充劑理論上具有更好的補強性。驟為二段母膠、硫磺促進劑→提壓坨→提壓坨→排膠（110 ℃）。

1.4 性能測試與表征

各項性能均按相應國家或企業(yè)標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 ASP200粒徑分析

使用英國馬爾文激光粒度分析儀對ASP200和普通高嶺土進行粒徑分析，測試結果如圖1～2所示。

圖2 普通高嶺土粒徑分析圖

2.2 ASP200與普通高嶺土在基本配方中的性能對比

在基本配方中對ASP200和普通高嶺土進行試驗，試驗配方如表1所示。

表1 含普通高嶺土與ASP200高嶺土配方的對比實驗

表2和表3分別是ASP200和普通高嶺土在基本配方中的流變數(shù)據(jù)和物理性能數(shù)據(jù)。從表2可知，使用ASP200的膠料轉矩略高，起硫速度較慢，硫速接近。從表3可知，膠料硬度升高，物理性能明顯改善，其中拉伸強度從5.1 MPa提高到13.2 MPa，這與ASP200的結構有關。如前所述，ASP200的粒徑分布在0.6～10.0 μm之間，與普通高嶺土相比粒徑更小，粒徑分布更窄。因此，ASP200與橡膠分子鏈的結合更好，在橡膠拉伸過程中能夠有效改變裂紋（銀紋）的延伸方向，將裂紋（銀紋）細化分裂，阻止其進一步擴散，從而提高了膠料的物理性能［2］。綜上所述，ASP200在基本配方中表現(xiàn)出的性能明顯優(yōu)于普通高嶺土。

表2 ASP200和普通高嶺土在基本配方中的流變數(shù)據(jù)

表3 ASP200和普通高嶺土在基本配方中的物理性能數(shù)據(jù)

2.3 ASP200和普通高嶺土在白胎側配方中的性能對比

由于傳統(tǒng)白胎側配方耐候性較差，在戶外長時間使用容易變色。因此對白胎側配方進行了優(yōu)化，同時在優(yōu)化后的配方中對ASP200和普通高嶺土進行了對比。試驗配方如表4所示。

表4 白胎側1）對比試驗配方

如表4所示，方案1是傳統(tǒng)的白胎側配方；方案2與方案1相比有三點變化：①增大高嶺土用量，②使用價格相對較低的碳酸鈣代替白炭黑，③去除配方中易遷移導致變色的環(huán)烷油。方案3與方案2相比，使用ASP200代替普通高嶺土，以評價ASP200在白胎側中的性能。

表5和表6分別是不同白胎側配方的流變數(shù)據(jù)和物理性能數(shù)據(jù)。從表5可知，優(yōu)化后的白胎側配方硫速略快； ASP200和普通高嶺土相比，轉矩和硫速相近，并沒有明顯差異。從表6可知，傳統(tǒng)白胎側配方的物理性能最佳；在優(yōu)化的白胎側配方中，使用普通高嶺土的白胎側膠料物理性能明顯劣化，硬度較低，不能滿足白胎側的使用條件；使用ASP200等量代替普通高嶺土后，膠料物理性能得到明顯改善，達到了白胎側的基本要求。

表5 不同白胎側配方流變數(shù)據(jù)對比

表6 不同白胎側配方物理性能對比

圖3是傳統(tǒng)白胎側配方（方案1）和使用ASP200白胎側配方（方案3）的硫化膠片在室外放置3個月前后外觀的對比照片。從圖3中可以清楚地看出，傳統(tǒng)白胎側硫化膠片在室外放置前呈米黃色；在室外放置3個月后，膠片明顯泛黃。ASP200白胎側硫化膠片在室外放置前呈白青色，顏色更加醒目；在室外放置3個月后，顏色沒有明顯變化。

圖3 方案1和方案3硫化膠片在室外放置3個月前后對比照片

綜上所述，ASP200白胎側配方膠料物理性能佳，膠料耐候性得到顯著改善。

3 結論

與普通高嶺土相比，ASP200具有更小的粒徑，對膠料的補強效果有明顯提高。同時由于其較高的白度，運用在半鋼子午線輪胎的白胎側配方中，在提高膠料強度的同時也可以改善胎側的耐黃變性。

［1］ 李世安， 李承民. 白胎側生產工藝控制［J］. 輪胎工業(yè)， 2009（09）:561-564.

［2］ 楊茹果， 謝紅剛，白少敏，等. 無機填料對低硬度聚氨酯彈性體性能的影響［J］. 特種橡膠制品， 2006， 27（1）:26-28.

［責任編輯：朱 胤］

Filler ASP200 for PCR White Sidewall Application

Wang Danling， Zheng Lüe， Cheng Qiming
（Zhongce Rubber Group Co.， Ltd.，Hangzhou 310008， China）

Abstoact: The comparison between the influence of filler ASP200 and common kaolin on the properties of PCR white sidewall was made through the Malvera Mastersizer Laser Particle Size Distribution Analysis， Lab mixing experiment and physical properties of vulcanization test. The results showed that the ASP200 particle size was 0.6～10.0 μm， much smaller than the common kaolin. Besides，ASP200 in white sidewall recipe could signifi cantly improve the physical properties of the compounds. Furthermore， the anti-aging property was improved， too.

White Sidewall； Filler； Kaolin； Particle Size

TQ 336.1+1

B

1671-8232（2015）11-0014-04

2015-08-14

王丹靈（1984— ），男，浙江杭州人，主要從事半鋼子午線輪胎配方及新材料的研發(fā)工作。