橡膠耐磨劑SI-H在轎車子午線輪胎中的應用

李華峰

（山東龍興橡膠輪胎有限公司，山東 濰坊 261000）

隨著我國輪胎進軍國際市場，轎車輪胎的質(zhì)量要求提高。國外對汽車行駛速度及舒適度要求更為嚴格，輪胎的耐磨性能、生熱性能、節(jié)能效率和使用壽命升級都已提上日程，為此國內(nèi)輪胎廠家采用多種方案來提高輪胎品質(zhì)[1-2]。

新型橡膠耐磨劑SI-H是一種四硫化物與炭黑的混合物，也是雙官能團多硫有機硅烷偶聯(lián)劑，在硫化過程中，四硫烷基團交聯(lián)速度與硫黃硫化返原速度基本一致，起到了抗硫化返原的作用，有助于改善橡膠的耐熱、耐磨和耐疲勞等性能[3-4]。

本工作研究橡膠耐磨劑SI-H在轎車子午線輪胎基部膠及胎冠膠中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），牌號3L，云南農(nóng)墾集團有限責任公司產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），牌號1502，中國石化燕山石化有限公司產(chǎn)品；充油SBR，牌號1721，中國石油獨山子石化有限公司產(chǎn)品；順丁橡膠（BR），牌號9000，中國石化齊魯石化有限公司產(chǎn)品；炭黑N339，N326和N660，江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰井a(chǎn)品；橡膠耐磨劑SI-H，安徽鉑陽橡塑助劑有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

基部膠：NR 60，BR 40，炭黑N326 30，炭黑N660 60，氧化鋅 3，硬脂酸 1.2，防老劑4010NA 1.5，防老劑RD 1.5，石蠟 1，酚醛增粘樹脂 4.5，芳烴油 12，不溶性硫黃 2.5，促進劑TBBS 1.8，橡膠耐磨劑SI-H 變量（1#，2#，3#，4#試驗配方用量分別為0，1，1.5，2份）。

胎冠膠：SBR1502 20，SBR1721 82.5，BR 20，炭黑N339 75，氧化鋅 2.2，硬脂酸 1.7，防老劑4020 1.5，防老劑RD 1.5，微晶蠟 1，芳烴油 16，硫黃 2.2，促進劑TBBS 1.25，橡膠耐磨劑SI-H 變量（5#，6#，7#，8#試驗配方用量分別為0，1，1.5，2份）。

1.3 主要設備和儀器

XK-160型開煉機和400×400型平板硫化機，青島一鳴橡膠機械有限公司產(chǎn)品；F370型和GK255型密煉機，日本神岡集團產(chǎn)品；MV2000型門尼粘度儀和MDR2000型無轉(zhuǎn)子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；AI-7000-LA型電子拉力機和RH-2000N型橡膠壓縮生熱試驗機，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗膠料采用2段混煉工藝，均在XK-160型開煉機上進行。一段混煉膠加料順序為：NR，SBR和BR→橡膠耐磨劑SI-H等小料→炭黑→芳烴油→薄通→下片；二段混煉加料順序為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→薄通→下片。

大配合試驗膠料采用2段混煉工藝。一段混煉在F370型密煉機中進行，加料順序為：NR，SBR和BR→橡膠耐磨劑SI-H等小料→炭黑→芳烴油→排膠；二段混煉在GK255型密煉機中進行，加料順序為：一段混煉膠→硫黃和促進劑→排膠下片。

1.5 性能測試

膠料性能均按照相應國家標準進行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化分析

橡膠耐磨劑SI-H的理化分析結(jié)果見表1。

表1 橡膠耐磨劑SI-H的理化分析結(jié)果

從表1可以看出，橡膠耐磨劑SI-H的理化性能符合企業(yè)標準要求。

2.2 小配合試驗

2.2.1 基部膠

基部膠小配合試驗結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，隨著橡膠耐磨劑SI-H用量的增大，膠料的硫化特性基本相當，3#和4#配方膠料的拉伸強度和拉斷伸長率略有提高，壓縮疲勞溫升降低，回彈值增大。3#配方膠料的綜合性能較優(yōu)。

表2 基部膠小配合試驗結(jié)果

2.2.2 胎冠膠

胎冠膠小配合試驗結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，隨著橡膠耐磨劑SI-H用量的增大，胎冠膠的硫化特性和物理性能變化趨勢與基部膠基本一致。7#配方膠料的綜合性能較優(yōu)。

表3 胎冠膠小配合試驗結(jié)果

2.3 大配合試驗

根據(jù)小配合試驗結(jié)果，分別選用3#和7#試驗配方進行大配合試驗，并與生產(chǎn)配方進行對比。

2.3.1 基部膠

基部膠大配合試驗結(jié)果如表4所示。

表4 基部膠大配合試驗結(jié)果

從表4可以看出，與基部膠生產(chǎn)配方膠料相比，試驗配方膠料的門尼粘度降低，硫化特性變化不大，拉伸強度略有增大，拉斷伸長率增大，撕裂強度和回彈值提高，壓縮疲勞溫升明顯降低，老化后性能下降率降低，耐老化性能提高。

2.3.2 胎冠膠

胎冠膠大配合試驗結(jié)果見表5。

從表5可以看出，與胎冠膠生產(chǎn)配方膠料相比，大配合試驗結(jié)果與小配合試驗結(jié)果基本一致。

表5 胎冠膠大配合試驗結(jié)果

2.4 工藝性能

（1）混煉膠邊部整齊無破邊，膠料切割斷面均勻致密，配合劑分散良好，無小料粒子；混煉總功率降低，有效降低了能耗。

（2）基部膠、胎冠膠擠出表面光滑，無氣泡，尺寸穩(wěn)定；排膠溫度降低10 ℃。

（3）基部膠與胎冠膠粘合性能好，成型工藝良好。

2.5 成品試驗

用試驗配方試制205/55R16轎車子午線輪胎，與正常生產(chǎn)輪胎進行高速和耐久性能對比試驗，試驗結(jié)果見表6。

從表6可以看出，試驗輪胎的高速和耐久性能與生產(chǎn)輪胎差別不大。

表6 205/55R16轎車子午線輪胎的高速和耐久性能

3 結(jié)論

在轎車子午線輪胎基部膠及胎冠膠中添加1.5份橡膠耐磨劑SI-H，生產(chǎn)工藝良好；膠料的門尼粘度降低，拉伸性能、抗撕裂性能、彈性和耐老化性能提高，壓縮疲勞溫升降低，胎冠膠的耐磨性能和抗切割性能顯著提高；成品輪胎的高速性能和耐久性能良好。