抗龜裂劑D-99在工程機(jī)械輪胎胎面膠和胎側(cè)膠中的應(yīng)用

李華峰

（山東東營(yíng)市黃海輪胎有限公司，山東 東營(yíng) 257336）

隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，汽車(chē)保有量增大，輪胎市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。為了提高產(chǎn)品品質(zhì)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，輪胎企業(yè)紛紛加快新材料的應(yīng)用及新產(chǎn)品的研發(fā)工作。

胎面和胎側(cè)是工程機(jī)械輪胎的主要受壓、受熱部件。胎面膠和胎側(cè)膠應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)疲勞性能和耐熱老化性能。抗龜裂劑D-99是一種新型防護(hù)助劑，對(duì)于抑制橡膠老化龜裂、提高橡膠抗屈撓性能和耐熱老化性能有很好的效果[1-2]。本工作主要研究抗龜裂劑D-99在工程機(jī)械輪胎胎面膠及胎側(cè)膠中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），牌號(hào)SMR20，馬來(lái)西亞產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），牌號(hào)1502，中國(guó)石化齊魯石油化工有限公司產(chǎn)品；炭黑N234，N660，N330，太原三強(qiáng)炭黑有限公司產(chǎn)品；抗龜裂劑D-99，朝陽(yáng)恒興橡塑助劑有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

1.2.1 胎面膠

1#配方（生產(chǎn)配方）：NR 70，SBR 30，炭黑N234 52，氧化鋅 5，硬脂酸 3，防老劑 4.5，芳烴油 5，促進(jìn)劑 1.3，硫黃 1.8。

2#，3#，4#配方（試驗(yàn)配方）：除分別添加1份、1.5份、2份抗龜裂劑D-99外，其余同1#配方。

1.2.2 胎側(cè)膠

5#配方（生產(chǎn)配方）：NR 50，SBR 50，炭黑N330 40，炭黑N660 20，氧化鋅 5，硬脂酸 2.5，防老劑 5.5，芳烴油 8，粘合劑 1.5，促進(jìn)劑0.7，硫黃 1.5。

6#，7#，8#配方（試驗(yàn)配方）：除分別添加1份、1.5份、2份抗龜裂劑D-99外，其余同5#配方。

1.3 主要設(shè)備與儀器

XK-160型開(kāi)煉機(jī)和XLB-400×400型平板硫化機(jī)，青島一鳴機(jī)械有限公司產(chǎn)品；F270型密煉機(jī)和GK255型密煉機(jī)，大連華韓密煉機(jī)公司產(chǎn)品；MV2000型門(mén)尼粘度儀和MDR2000型無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀，美國(guó)阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；TH-8203S型電子式拉力機(jī)，中國(guó)臺(tái)灣高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；ALPHA炭黑分散度測(cè)定儀，青島富杰科技有限公司產(chǎn)品；GABOMETER橡膠壓縮生熱試驗(yàn)機(jī)，德國(guó)GABO公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉采用2段混煉工藝，在開(kāi)煉機(jī)中進(jìn)行。一段混煉加料順序?yàn)椋荷z→氧化鋅、硬脂酸、防老劑、抗龜裂劑D-99等小料→炭 黑→芳烴油→薄通→下片，停放4 h；二段混煉加料順序?yàn)椋阂欢位鞜捘z→硫黃和促進(jìn)劑→薄通下片。

大配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉分2段進(jìn)行，一段混煉在F270型密煉機(jī)中進(jìn)行，加料順序?yàn)椋荷z→小料、抗龜裂劑D-99、炭黑→芳烴油→排膠，停放4 h；二段混煉在GK255型密煉機(jī)中進(jìn)行，加料順序?yàn)椋阂欢位鞜捘z→硫黃和促進(jìn)劑→下片。

1.5 性能測(cè)試

膠料性能按照國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化性能

抗龜裂劑D-99的理化性能如表1所示。

從表1可以看出，抗龜裂劑D-99的理化性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 小配合試驗(yàn)

2.2.1 胎面膠

胎面膠小配合試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 胎面膠小配合試驗(yàn)結(jié)果

從表2可以看出，隨著抗龜裂劑D-99用量增大，膠料的硫化特性和拉伸性能變化不大，抗撕裂性能和耐磨性能提高，回彈值增大，生熱降低，耐熱老化性能和耐天候老化性能明顯改善。

2.2.2 胎側(cè)膠

胎側(cè)膠小配合試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 胎側(cè)膠小配合試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，隨著抗龜裂劑D-99用量增大，膠料的硫化特性和拉伸性能變化不大，回彈值增大，壓縮生熱降低，耐屈撓性能明顯提高，耐熱空氣老化性能和耐天候老化性能明顯改善。

2.3 大配合試驗(yàn)

2.3.1 胎面膠

為進(jìn)一步驗(yàn)證小配合試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)1#和4#配方進(jìn)行胎面膠大配合試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 胎面膠大配合試驗(yàn)結(jié)果

從表4可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，添加2份抗龜裂劑D-99的試驗(yàn)配方膠料硫化特性和拉伸性能相差不大，撕裂強(qiáng)度提高2.5%，磨耗量減小20%，生熱降低11%，回彈值略增大，耐熱空氣老化性能和耐天候老化性能明顯改善。大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

2.3.2 胎側(cè)膠

對(duì)5#和8#配方進(jìn)行胎側(cè)膠大配合試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，添加2份抗龜裂劑D-99的試驗(yàn)配方膠料硫化特性和拉伸性能相差不大，撕裂強(qiáng)度提高5.3%，回彈值增大3.3%，生熱降低8.2%，耐屈撓裂口長(zhǎng)度減小11.2%，耐熱老化性能和耐天候老化性能改善。大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

表5 胎側(cè)膠大配合試驗(yàn)結(jié)果

2.4 工藝性能

試驗(yàn)胎面膠和胎側(cè)膠工藝性能如下。

（1）混煉膠表面光滑，韌性好，均勻致密，分散良好。

（2）擠出胎面和胎側(cè)表面光滑，尺寸穩(wěn)定，無(wú)破邊現(xiàn)象，斷面均勻致密。

（3）成型工藝正常，胎面膠和胎側(cè)膠粘合性能好，胎坯挺性好。

2.5 成品性能

用4#和8#試驗(yàn)配方生產(chǎn)17.5-25輪胎，測(cè)試成品輪胎物理性能，并與生產(chǎn)輪胎進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表6。

從表6可以看出，試驗(yàn)輪胎物理性能優(yōu)于生產(chǎn)輪胎。

表6 成品輪胎物理性能

用17.5-25試驗(yàn)輪胎與生產(chǎn)輪胎混合裝車(chē)進(jìn)行道路試驗(yàn)。試驗(yàn)1個(gè)月后，生產(chǎn)輪胎的胎面和胎側(cè)部位出現(xiàn)較深的老化裂紋，而試驗(yàn)輪胎未發(fā)現(xiàn)裂紋，輪胎使用壽命明顯延長(zhǎng)。

3 結(jié)論

在工程機(jī)械輪胎胎面膠或胎側(cè)膠中添加2份抗龜裂劑D-99，膠料的擠出和成型工藝性能良好，硫化特性和拉伸性能變化不大，耐磨性能和彈性提高，生熱降低，耐屈撓龜裂性能、耐熱老化性能和耐天候老化性能明顯改善，成品輪胎的物理性能良好，使用壽命明顯延長(zhǎng)。