高層級(jí)農(nóng)業(yè)輪胎胎面膠配方的優(yōu)化

姚 舫

（徐州徐輪橡膠有限公司，江蘇 徐州 221011）

隨著大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展，高層級(jí)農(nóng)業(yè)輪胎的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。與低層級(jí)農(nóng)業(yè)輪胎相比，高層級(jí)農(nóng)業(yè)輪胎的承載質(zhì)量更大，充氣壓力更高，輪胎冠部花紋塊根部受到的伸張應(yīng)力更大，在熱氧及強(qiáng)光照射的作用下，花紋塊根部更容易出現(xiàn)龜裂；同時(shí)，由于輪胎的承載質(zhì)量較大，對(duì)其耐磨性能要求也更高。因此，高層級(jí)農(nóng)業(yè)輪胎應(yīng)具備良好的耐龜裂性能和耐磨性能[1-5]。

本工作針對(duì)高層級(jí)農(nóng)業(yè)輪胎存在的冠部龜裂和不耐磨等問(wèn)題，對(duì)其胎面膠配方進(jìn)行優(yōu)化，取得了較好效果，現(xiàn)將有關(guān)情況介紹如下。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SVR20，越南產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），牌號(hào)1502和1500E，中國(guó)石油撫順石化分公司產(chǎn)品；炭黑N220，龍星化工股份有限公司產(chǎn)品；粘合樹(shù)脂，聊城金歌合成材料有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

試驗(yàn)配方和生產(chǎn)配方見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)配方和生產(chǎn)配方 份

1.3 主要設(shè)備和儀器

XSM-1.5型智能實(shí)驗(yàn)室密煉機(jī)，青島科高橡塑機(jī)械有限公司產(chǎn)品；GK270型密煉機(jī)和Φ660型開(kāi)煉機(jī)，大連橡膠塑料機(jī)械有限公司產(chǎn)品；25 t平板硫化機(jī)，上海第一橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品；TCS-2000型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器（東莞）有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

1.4.1 小配合試驗(yàn)

膠料分兩段混煉。一段混煉在小型智能實(shí)驗(yàn)室密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45 r·min-1，混煉工藝為：生膠破膠1 min→加入小料→壓壓砣保持25 s→加入炭黑和操作油→壓壓砣保持1 min→提壓砣保持10 s→壓壓砣→混煉溫度達(dá)到160 ℃后排膠；二段混煉在開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行，混煉工藝為：加入一段混煉膠至包輥→加硫黃和促進(jìn)劑→吃凈粉劑→左右割膠3次→輥距調(diào)至4 mm→膠料薄通打卷6次后下片。

1.4.2 大配合試驗(yàn)

膠料采用一次法混煉工藝。母膠混煉在GK270型密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45 r·min-1，混煉工藝為：生膠和小料→提壓砣保持10 s→加2/3炭黑→壓壓砣保持20 s→加1/3炭黑→壓壓砣保持30 s→加操作油→壓壓砣保持25 s→提壓砣保持10 s→壓壓砣保持20 s→提壓砣→壓壓砣→混煉溫度達(dá)到155 ℃后排膠。母膠從密煉機(jī)排出后移至1#Φ660型開(kāi)煉機(jī)，混煉1 min→溫度降到130 ℃→移至2#Φ660型開(kāi)煉機(jī)→混煉280 s→溫度降到105 ℃→加硫黃和促進(jìn)劑→繼續(xù)混煉400 s后排膠。

1.5 性能測(cè)試

各項(xiàng)性能均按照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 小配合試驗(yàn)

小配合試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 小配合試驗(yàn)結(jié)果

從表2可以看出：與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的門(mén)尼焦燒時(shí)間略有延長(zhǎng)，F(xiàn)L和Fmax增大；硫化膠的阿克隆磨耗量減小，耐磨性能提高，老化后試驗(yàn)配方膠料的性能保持率增大，耐老化性能提高。

2.2 大配合試驗(yàn)

大配合試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 大配合試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，試驗(yàn)配方膠料的耐磨性能和耐老化性能均優(yōu)于生產(chǎn)配方膠料，與小配合試驗(yàn)結(jié)果保持一致。

2.3 成品輪胎性能

分別采用試驗(yàn)配方和生產(chǎn)配方膠料制備12.00－18 12M8輪胎，并進(jìn)行成品輪胎性能測(cè)試。

2.3.1 耐臭氧老化性能

取成品輪胎胎面膠進(jìn)行耐臭氧老化試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為40 ℃×72 h，試樣拉伸20%，臭氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50×10-8。試驗(yàn)結(jié)果如下：生產(chǎn)配方膠料表面出現(xiàn)裂口，裂紋最長(zhǎng)為4.52 mm；試驗(yàn)配方膠料未出現(xiàn)裂口，耐老化性能明顯提高。

2.3.2 耐龜裂性能

將成品輪胎按標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力進(jìn)行充氣，露天放置進(jìn)行暴曬試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，經(jīng)過(guò)夏季露天暴曬后，試驗(yàn)輪胎的耐龜裂性能明顯優(yōu)于生產(chǎn)輪胎。

表4 成品輪胎的充氣露天暴曬試驗(yàn)結(jié)果

2.3.3 耐磨性能

將成品輪胎進(jìn)行裝車(chē)試驗(yàn)，輪胎耐磨性能試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 成品輪胎的耐磨性能測(cè)試結(jié)果

從表5可以看出，輪胎經(jīng)過(guò)3個(gè)月的裝車(chē)驗(yàn)證，試驗(yàn)輪胎的花紋磨損率明顯減小，耐磨性能提高。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)高層級(jí)農(nóng)業(yè)輪胎胎面膠配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)，我公司高層級(jí)農(nóng)業(yè)輪胎的耐臭氧老化、耐龜裂和耐磨性能均顯著提升，大幅減小了輪胎的質(zhì)量退賠率，進(jìn)一步鞏固了我公司農(nóng)業(yè)輪胎產(chǎn)品在市場(chǎng)上的領(lǐng)先地位。