環(huán)保型丁苯橡膠1502E在農(nóng)業(yè)子午線輪胎中的應(yīng)用

李華峰

（東營市黃海輪胎有限公司，山東 東營 257336）

隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械出口量日益增多，對農(nóng)業(yè)輪胎的要求越來越高。為了提高農(nóng)業(yè)機(jī)械輪胎產(chǎn)品品質(zhì)，在市場競爭中取得優(yōu)勢，輪胎企業(yè)紛紛開發(fā)農(nóng)業(yè)子午線輪胎，并加快應(yīng)用及研發(fā)新型化工材料。

胎面和胎側(cè)是輪胎的主要受壓、受熱部件，胎面膠和胎側(cè)膠應(yīng)具有良好的動態(tài)疲勞性能和耐熱老化性能。環(huán)保型丁苯橡膠（SBR）1502E是以SBR1502為研究對象，在不改變SBR合成工藝路線和基本助劑的條件下，采用各種不含亞硝胺預(yù)備體的終止劑作為聚合反應(yīng)終止劑而制備的環(huán)保型SBR。環(huán)保型SBR1502E在凝聚及干燥過程中無明顯刺激性氣味，性能達(dá)到國家優(yōu)級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中亞硝胺化合物含量達(dá)到歐洲環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。本工作主要研究環(huán)保型SBR1502E在農(nóng)業(yè)子午線輪胎胎面膠和胎體簾布膠中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SMR20，馬來西亞產(chǎn)品；SBR（牌號分別為1502，1712和1502E）和順丁橡膠（BR，牌號為9000），中國石化齊魯石油化工有限公司產(chǎn)品；炭黑N220，N330和N660，太原三強(qiáng)炭黑有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

1.2.1 胎面膠

1#配方（生產(chǎn)配方）：SBR1502 70，SBR1712 34.8，炭黑N220 30，炭黑N330 36，氧化鋅4，硬脂酸 3，防老劑 5.5，芳烴油 10，粘合劑及其他 7，硫黃 1.8，促進(jìn)劑 2.05。

2#和3#配方（試驗(yàn)配方）：分別使用70和72份環(huán)保型SBR1502E替代70份SBR1502，其余同1#配方。

1.2.2 胎體簾布膠

4#配方（生產(chǎn)配方）：NR 70，SBR1502 20，BR 10，炭黑N330 24，炭黑N660 20，氧化鋅4，硬脂酸 2，防老劑 3.5，芳烴油 9，粘合劑3，硫黃 2.2，促進(jìn)劑 1.49，其他 5。

5#和6#配方（試驗(yàn)配方）：分別使用20和22份環(huán)保型SBR1502E替代20份SBR1502，其余同4#配方。

1.3 主要設(shè)備和儀器

F270型和GK255型密煉機(jī)，大連華韓密煉機(jī)公司產(chǎn)品；XK-160型開煉機(jī)和XLB-400×400型平板硫化機(jī)，青島鑫城一鳴橡膠機(jī)械有限公司產(chǎn)品；MV2000門尼粘度儀和MDR2000無轉(zhuǎn)子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；TH-8203S型電子式拉力機(jī)，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產(chǎn)品；ALPHA炭黑分散度測定儀，青島富杰科技有限公司產(chǎn)品；GABOMETER系列橡膠壓縮生熱試驗(yàn)機(jī)，德國GABO公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗(yàn)?zāi)z料采用兩段混煉工藝，在開煉機(jī)上進(jìn)行混煉。一段混煉加料順序?yàn)椋荷z→氧化鋅、硬脂酸和防老劑等小料→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料采用兩段混煉工藝進(jìn)行混煉。一段混煉在F270型密煉機(jī)中進(jìn)行，加料順序?yàn)椋荷z→氧化鋅、硬脂酸和防老劑等小料→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 性能測試

膠料性能按照相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 環(huán)保型SBR1502E的性能

環(huán)保型SBR1502E的理化性能如表1所示。從表1可以看出，環(huán)保型SBR1502E的理化性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 環(huán)保型SBR1502E的理化性能

環(huán)保型SBR1502E的門尼粘度和拉伸性能如表2所示。從表2可以看出，環(huán)保型SBR1502E的門尼粘度和拉伸性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 環(huán)保型SBR1502E的門尼粘度和拉伸性能

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)果見表3。

表3 胎面膠小配合試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出：使用環(huán)保型SBR1502E等量代替SBR1502后，膠料的門尼粘度明顯下降，回彈值增大，耐磨性能和抗撕裂性能略有提高，生熱降低，拉伸性能變化不大；環(huán)保型SBR1502E用量增大，膠料的硫化特性變化不大，門尼粘度明顯降低，拉伸性能有所下降，抗撕裂性能和耐磨性能有所下降，回彈值增大，生熱降低，耐熱老化性能變化不大?？傮w來看，環(huán)保型SBR1502E等量代替SBR1502膠料的性能最佳。

2.2.2 胎體簾布膠

胎體簾布膠小配合試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從表4可以看出：使用環(huán)保型SBR1502E等量代替SBR1502后，膠料門尼粘度明顯下降，回彈值增大，生熱降低，H抽出力和抗撕裂性能略有提高，拉伸性能變化不大；環(huán)保型SBR1502E用量增大，膠料的硫化特性變化不大，門尼粘度明顯下降，拉伸性能有所下降，H抽出力和抗撕裂性能有所下降，回彈值增大，生熱降低，耐熱老化性能變化不大?？傮w來看，環(huán)保型SBR1502E等量代替SBR1502膠料的性能最佳。

表4 胎體簾布膠小配合試驗(yàn)結(jié)果

2.3 大配合試驗(yàn)

2.3.1 胎面膠

為了進(jìn)一步驗(yàn)證小配合試驗(yàn)結(jié)果，對1#和2#配方胎面膠進(jìn)行大配合試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。從表5可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的硫化特性和拉伸性能相差不大，門尼粘度降低3.6%，撕裂強(qiáng)度提高2.5%，阿克隆磨耗量減小10%，生熱降低11%，回彈值略有增大，耐熱空氣老化性能變化不大。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 胎面膠大配合試驗(yàn)結(jié)果

2.3.2 胎體簾布膠

對4#和5#配方胎體簾布膠進(jìn)行大配合試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6。從表6可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的硫化特性和拉伸性能相差不大，門尼粘度降低3.8%，撕裂強(qiáng)度提高5.3%，回彈值增大3.3%，生熱降低8.2%，H抽出力提高2.3%，耐熱老化性能變化不大。大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

表6 胎體簾布膠大配合試驗(yàn)結(jié)果

2.4 工藝性能

試驗(yàn)配方胎面膠和胎體簾布膠工藝性能良好：（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，無破邊現(xiàn)象，斷面均勻致密，擠出排膠溫度為110 ℃，較正常配方低5 ℃；胎體簾布壓延工藝良好，簾布覆膠均勻一致；（3）成型工藝正常，胎面膠和胎側(cè)膠的粘合性能好，胎坯挺性好。

2.5 成品性能

采用2#和5#試驗(yàn)配方生產(chǎn)12.4R24農(nóng)業(yè)子午線輪胎，測試成品輪胎物理性能，并與生產(chǎn)輪胎進(jìn)行對比，結(jié)果見表7。從表7可以看出，與正常生產(chǎn)輪胎相比，試驗(yàn)輪胎的物理性能變化不大。

表7 成品輪胎物理性能

3 結(jié)論

在農(nóng)業(yè)子午線輪胎胎面膠或胎體簾布膠中用環(huán)保型SBR1502E等量代替SBR1502，胎面膠的門尼粘度明顯下降，回彈值增大，耐磨性能和抗撕裂性能略有提高，生熱降低，拉伸性能變化不大；胎體簾布膠的門尼粘度明顯下降，回彈值增大，生熱降低，H抽出力和抗撕裂性能略有提高，拉伸性能變化不大；工藝性能良好；成品輪胎的物理性能變化不大。