全路面起重機用445/95R25工程機械輪胎胎體膠和胎圈填充膠配方優(yōu)化

高 利，劉 娟，周 勇

（三角輪胎股份有限公司，山東 威海 264200）

全路面起重機是一種兼具汽車起重機和越野起重機特點的高性能車輛，它既能像汽車起重機一樣快速轉(zhuǎn)移、長距離行駛，又可滿足在狹小和崎嶇不平或泥濘場地作業(yè)的要求[1]。近年來，隨著物流行業(yè)的發(fā)展，越來越多的移動式起重機需要進行高速長途作業(yè)，這對其輪胎的高速性能提出了更高要求，諸如385/95R25和445/95R25規(guī)格的傳統(tǒng)輪胎E速度級別的產(chǎn)品已不能滿足實際需求，國外輪胎巨頭紛紛開發(fā)速度級別為F（80 km·h-1）的產(chǎn)品。與此同時，各大主機廠為確保車輛行駛安全性，對輪胎高速和耐久性能的要求已不滿足歐洲經(jīng)濟委員會（ECE）關(guān)于F速度級別輪胎產(chǎn)品的認證標準，制定了企業(yè)自身高速耐久性能標準[2]。

本工作通過對全路面起重機用F速度級別的445/95R25輪胎進行胎體膠與胎圈填充膠配方優(yōu)化，旨在提升膠料彈性并降低動態(tài)生熱，以改善胎圈部位脫層質(zhì)量問題。

1 病象分析

全路面起重機用445/95R25輪胎材料分布如圖1所示。

圖1 全路面起重機用445/95R25輪胎材料分布示意

按照主機廠耐久性測試方法在輪胎室內(nèi)耐久性試驗中發(fā)生胎體與胎圈填充膠之間脫層，脫層界面有膠料焦燒現(xiàn)象，屬于生熱過高所致，分析認為與測試后期負荷超過160%標準負荷有關(guān)，測試結(jié)果未達到主機廠對該產(chǎn)品耐久性能標準要求。

為提升該產(chǎn)品耐久性能，改善胎體與胎圈填充膠脫層質(zhì)量問題，對胎體膠和胎圈填充膠配方進行優(yōu)化，目標是提升膠料彈性，降低生熱[3-4]。

2 實驗

2.1 主要原材料

天然橡膠（NR），STR20和3#煙膠片，泰國產(chǎn)品；炭黑N375，N330，N326和N550，天津卡博特化工有限公司產(chǎn)品；白炭黑ZEOSIL 175，青島羅地亞白炭黑有限公司產(chǎn)品；不溶性硫黃HDOT-20，美國富萊克斯公司產(chǎn)品。

2.2 配方

2.2.1 胎體膠

優(yōu)化前：NR（3#煙膠片） 100，炭黑N375 45，白炭黑 15，有機硅混合物（有效成分質(zhì)量分數(shù)為0.5） 3，氧化鋅 8，硬脂酸 0.6，Koresin增粘樹脂 2.5，防老劑4020 1，防老劑RD 1.5，防焦劑CTP 0.3，不溶性硫黃HDOT-20 6.5，促進劑DZ 0.75。

優(yōu)化后：NR（3#煙膠片） 100，炭黑N326 53，氧化鋅 9，硬脂酸 0.4，Koresin增粘樹脂1.5，防老劑4020 1，防老劑RD 0.7，防焦劑CTP 0.3，不溶性硫黃HDOT-20 6.8，促進劑DZ 0.55。

2.2.2 胎圈填充膠

優(yōu)化前：NR（STR20） 100，炭黑N375 35，白炭黑 15，有機硅混合物（有效成分質(zhì)量分數(shù)為0.5） 1.5，氧化鋅 3，硬脂酸 2，辛基增粘樹脂3，防老劑4020 1.5，防老劑RD 1，防焦劑CTP 0.3，硫黃 1.5，促進劑TBBS 0.7。

優(yōu)化后：NR（STR20） 100，炭黑N330 22，炭黑N550 20，氧化鋅 4，硬脂酸 2，防老劑4020 1，防老劑RD 0.7，防焦劑CTP 0.25，不溶性硫黃HDOT-20 2.5，促進劑TBBS 0.88。

2.3 主要設備和儀器

GK400和GK255型密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司產(chǎn)品；Roell Z010型拉力機，德國Zwick公司產(chǎn)品；DMTS EPLEXOR 500N型動態(tài)熱機械分析（DMA）儀，德國GABO公司產(chǎn)品；TJR-1-OR（Y）型輪胎耐久試驗機，天津久榮車輪技術(shù)有限公司產(chǎn)品。

2.4 混煉工藝

胎體膠采用5段混煉工藝，胎圈填充膠采用4段混煉工藝，胎體膠前4段和胎圈填充膠前3段混煉采用GK400型密煉機，終煉采用GK255型密煉機。

一段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為55 r·min-1，混煉工藝為：加入NR、70%的炭黑（優(yōu)化前胎體膠和胎圈填充膠配方加入全部炭黑）、氧化鋅、硬脂酸、增粘樹脂和防老劑混煉至110 ℃，提壓砣，繼續(xù)混煉至130℃，提壓砣，混煉至160 ℃，排膠。

二段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40 r·min-1（優(yōu)化前胎體膠和胎圈填充膠配方混煉轉(zhuǎn)速為35 r·min-1），混煉工藝為：加入一段混煉膠和剩余炭黑（優(yōu)化前胎體膠和胎圈填充膠配方加入全部白炭黑和有機硅混合物）混煉至120 ℃，提壓砣，繼續(xù)混煉至150℃，排膠。

三段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為35 r·min-1，混煉工藝為：加入二段混煉膠進行回車處理，混煉至120 ℃，提壓砣，繼續(xù)混煉至150 ℃，排膠（優(yōu)化前胎體膠和胎圈填充膠配方排膠溫度為140 ℃）。

完善的內(nèi)部控制制度有利于保險公司進行財務、業(yè)務等各方面的綜合管理，提高企業(yè)的綜合市場競爭力和凝聚力。針對目前保險公司缺乏內(nèi)部控制制度的現(xiàn)狀，我國保險公司應根據(jù)中國有關(guān)內(nèi)部控制的制度體系規(guī)范，再結(jié)合自身企業(yè)的業(yè)務特點進行內(nèi)部控制、風險評估、流程監(jiān)督等多方面控制，做到業(yè)務流程各環(huán)節(jié)控制緊湊、企業(yè)管理制度規(guī)范嚴謹、財務信息披露及時有效，同時要設立專門的機構(gòu)進行保險公司的資金投入、支出和具體運行過程的全面監(jiān)管，以更好地減少財務管理風險。

四段混煉（僅胎體膠）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為35 r·min-1，混煉工藝為：加入三段混煉膠進行回車處理，混煉至120 ℃，提壓砣，繼續(xù)混煉至150 ℃，排膠。

終煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為17 r·min-1（胎圈填充膠混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為22 r·min-1），混煉工藝為：加入上段混煉膠、防焦劑、硫黃和促進劑，混煉30 s，提壓砣，繼續(xù)混煉40 s，提壓砣，混煉至105 ℃，排膠，總混煉時間為140～160 s。

2.5 性能測試

輪胎耐久性能按主機廠標準進行測試，其余各項性能均按相應國家標準進行測試。

3 結(jié)果與討論

3.1 硫化特性和物理性能

優(yōu)化前后胎體膠和胎圈填充膠的硫化特性和物理性能如表1所示。

從表1可以看出：優(yōu)化后胎體膠和胎圈填充膠的邵爾A型硬度均減小，300%定伸應力和拉伸強度略有增大；優(yōu)化后胎體膠硫化速率減小，胎圈填充膠硫化速率增大；優(yōu)化后膠料100 ℃高溫彈性明顯提升，其中胎體膠提升16.7%，胎圈填充膠提升6.9%；優(yōu)化后胎體膠和胎圈填充膠壓縮生熱和動態(tài)損耗因子減小，其中胎體膠壓縮生熱降低29%，60 ℃動態(tài)損耗因子減小26.7%，胎圈填充膠壓縮溫升降低36.7%，60 ℃動態(tài)損耗因子減小56%。

表1 優(yōu)化前后胎體膠和胎圈填充膠的硫化特性和物理性能

3.2 成品性能

3.2.1 耐久性能

選用優(yōu)化前后胎體膠和胎圈填充膠配方生產(chǎn)445/95R25輪胎并進行室內(nèi)耐久性測試。

3.2.2 高速性能

選用優(yōu)化后胎體膠和胎圈填充膠配方生產(chǎn)445/95R25輪胎并進行室內(nèi)高速性能測試。測試結(jié)果表明，成品輪胎高速性能滿足ECE關(guān)于F速度級別產(chǎn)品標準要求，同時能夠滿足主機廠高速性能要求。使用優(yōu)化后配方生產(chǎn)的成品輪胎進行裝車測試，使用時間已達到13個月，無異常質(zhì)量問題。

4 結(jié)論

（1）對全路面起重機用445/95R25輪胎的胎體膠和胎圈填充膠配方進行優(yōu)化，優(yōu)化后膠料彈性提高、壓縮生熱和動態(tài)損耗因子減小。

（2）采用優(yōu)化后胎體膠和胎圈填充膠配方生產(chǎn)的成品輪胎耐久時間延長至130 h，達到主機廠標準要求，高速性能滿足ECE關(guān)于F速度級別產(chǎn)品標準要求，成品輪胎路試無異常質(zhì)量問題。