熱穩(wěn)定劑HS-80在載重輪胎胎肩膠中的應(yīng)用

蔣化學(xué)，何曉東，韋春利

（四川海大橡膠集團(tuán)有限公司，四川 簡(jiǎn)陽(yáng) 641402）

熱穩(wěn)定劑HS-80組成為具有特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)絡(luò)合物和活化劑，能夠抑制高溫下硫化膠多硫鍵的斷裂，促進(jìn)多硫鍵向雙硫鍵和單硫鍵轉(zhuǎn)化，使硫化膠在受熱條件下交聯(lián)密度保持穩(wěn)定，具有良好的抗硫化返原和耐熱老化性能。載重輪胎滾動(dòng)周向變形較大，生熱較大，且散熱較慢，胎肩膠很容易老化，老化的胎肩膠容易脫空，即發(fā)生輪胎最常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷肩空。

我公司生產(chǎn)的10.00-20 18PR載重輪胎主要出口到天氣炎熱的印度尼西亞，肩空退賠率較高。本工作研究熱穩(wěn)定劑HS-80對(duì)載重輪胎胎肩膠性能的影響，為降低載重輪胎肩空缺陷提供思路。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SMR20，馬來(lái)西亞產(chǎn)品；順丁橡膠（BR），牌號(hào)9000，中國(guó)石油四川石化有限公司產(chǎn)品；熱穩(wěn)定劑HS-80，大連天寶化學(xué)工業(yè)有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

生產(chǎn)配方：NR 80，BR 20，炭黑N660 35，炭黑N330 10，氧化鋅 8，硬脂酸 2.5，芳烴油 5，防老劑4020 1.5，防老劑RD 1.5，防老劑BLE 1，硫黃 1.5，促進(jìn)劑NS 0.8，促進(jìn)劑DTDM 0.8。

試驗(yàn)配方：除添加1.5份熱穩(wěn)定劑HS-80，其他組分和用量同生產(chǎn)配方。

1.3 主要設(shè)備和儀器

XK-160型開(kāi)煉機(jī)，廣東湛江機(jī)械廠產(chǎn)品；GK270型密煉機(jī)和0.5 MN平板硫化機(jī)，上海橡膠機(jī)械一廠有限公司產(chǎn)品；UR-2010型無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀和UT2060型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，優(yōu)肯科技股份有限公司產(chǎn)品；DL401A型老化試驗(yàn)箱，上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司產(chǎn)品。

1.4 混煉工藝

1.4.1 小配合試驗(yàn)

小配合試驗(yàn)?zāi)z料在開(kāi)煉機(jī)上混煉，加料順序?yàn)椋荷z→氧化鋅和硬脂酸→防老劑和熱穩(wěn)定劑HS-80→炭黑→芳烴油→硫黃和促進(jìn)劑。

1.4.2 大配合試驗(yàn)

大配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉分兩段在GK270型密煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行。一段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40 r·min-1，混煉工藝為：生膠→氧化鋅、硬脂酸、防老劑和熱穩(wěn)定劑HS-80→炭黑→芳烴油→排膠→下片。

二段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20 r·min-1，混煉工藝為：一段混煉膠→硫黃和促進(jìn)劑→提壓砣2—3次→排膠→翻煉4次→下片。

1.5 性能測(cè)試

膠料性能按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化性能

熱穩(wěn)定劑HS-80的理化性能見(jiàn)表1。從表1可以看出，熱穩(wěn)定劑HS-80的理化性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表1 熱穩(wěn)定劑HS-80的理化性能

2.2 小配合試驗(yàn)

2.2.1 硫化特性

小配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性如表2所示。膠料的硫化返原率越小，抗硫化返原性能越好。從表2可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，添加熱穩(wěn)定劑HS-80的試驗(yàn)配方膠料抗硫化返原性能明顯提高。

表2 小配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性（160 °C）

2.2.2 物理性能

小配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能如表3所示。從表3可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率和彈性總體提高，拉斷永久變形減小，耐熱老化性能有所改善。特別是硫化時(shí)間較長(zhǎng)（＞50 min）時(shí)，這個(gè)趨勢(shì)更明顯，這是由于熱穩(wěn)定劑HS-80具有較好的抗硫化返原性能和耐熱老化性能。

表3 小配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能

2.3 大配合試驗(yàn)

為進(jìn)一步考察熱穩(wěn)定劑HS-80的性能，進(jìn)行了大配合試驗(yàn)。

2.3.1 硫化特性

大配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性如表4所示。從表4可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，添加熱穩(wěn)定劑HS-80的試驗(yàn)配方膠料抗硫化返原性能明顯提高，這與小配合試驗(yàn)相同。

表4 大配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性（160 °C）

2.3.2 物理性能

大配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能如表5所示。從表5可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率、彈性和耐熱老化性能總體有所改善，且硫化時(shí)間（＞50 min）較長(zhǎng)時(shí)，這個(gè)趨勢(shì)更明顯。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 大配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能

2.4 成品輪胎性能

用試驗(yàn)配方膠料與生產(chǎn)配方膠料分別制備了10.00-20 18PR載重輪胎，并進(jìn)行了耐久性能和高速性能試驗(yàn)，結(jié)果如表6所示。從表6可以看出，與生產(chǎn)輪胎相比，試驗(yàn)輪胎的耐久性能和高速性能均提高，肩空率降低。

表6 成品輪胎性能

3 結(jié)論

（1）添加熱穩(wěn)定劑HS-80的胎肩膠抗硫化返原性能明顯提高。

（2）添加熱穩(wěn)定劑HS-80的胎肩膠的拉伸性能、彈性和耐熱老化性能提高，特別是硫化時(shí)間較長(zhǎng)（＞50 min）時(shí)，這個(gè)趨勢(shì)更明顯。

（3）添加熱穩(wěn)定劑HS-80的胎肩膠制備的成品輪胎耐久性能和高速性能提高，肩空率下降。