增黏樹脂在輪胎胎面膠料中的應(yīng)用

摘要：新型增黏樹脂S-7000具有優(yōu)異的耐熱、耐濕性能，在保證顯著增黏效果的同時，其黏性保持時間更長，綜合應(yīng)用性能優(yōu)異，為橡膠制品和輪胎制造業(yè)的發(fā)展提供強有力的支持。試驗選用天然橡膠與順丁橡膠作為制作半鋼胎胎面的主要材料，以S-7000用量為變量，設(shè)計6組配方進行對比，分析不同用量增黏樹脂對輪胎胎面膠料綜合物性的影響，對比老化前后輪胎胎面膠料的各項物理機械性能。物理機械性能對比分析結(jié)果表明，隨著輪胎胎面膠料中S-7000份數(shù)的增加，門尼黏度逐漸降低，焦燒時間和正硫化時間逐漸增加；S-7000的加入對輪胎胎面膠料的拉伸強度、撕裂強度等物理機械性能有一定影響，S-7000用量為

2～4份時，輪胎胎面膠料的綜合性能最好；隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的加工工藝性能比空白膠料（未添加S-7000）好，但是用量過多容易導(dǎo)致膠料粘輥現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：輪胎；增黏樹脂；胎面膠料；物理機械性能

中圖分類號：TQ336.1 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）09-00-05

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Application of Tackifying Resin in Tire Tread Compound

ZHANG Chuanhui1， ZHANG Xin2， SUN Yuanyuan2

（1. Shandong Yongsheng Rubber Group Co.， Ltd.， Dongying 257300， China;

2. Xuzhou College of Industrial Technology， Xuzhou 221140， China）

Abstract： The new tackifying resin S-7000 has excellent heat and moisture resistance， ensuring significant tackifying effect while maintaining longer viscosity retention time， and its comprehensive application performance is excellent， providing strong support for the development of rubber products and tire manufacturing industry. In the experiment， natural rubber and butadiene rubber are selected as the main materials for making semi steel tire treads， and six sets of formulas are designed with S-7000 dosage as the variable for comparison， and the effects of different dosages of tackifying resin on the comprehensive physical properties of tire tread rubber are analyzed， and the physical and mechanical properties of tire tread rubber before and after aging are compared. Comparative analysis of physical and mechanical properties shows that as the amount of S-7000 in the tire tread rubber increases， the Mooney viscosity gradually decreases， and the burning time and vulcanization time gradually increase; the addition of S-7000 has a certain impact on the physical and mechanical properties such as tensile strength and tear strength of tire tread rubber， when the dosage of S-7000 is 2～4 parts， the comprehensive performance of tire tread rubber is the best; with the increase of S-7000 dosage， the processing performance of tire tread rubber is better than that of blank rubber （without S-7000 added）， but excessive dosage can easily cause the rubber to stick to the rollers.

Keywords： tire; tackifying resin; tread rubber material; physical and mechanical properties

輪胎制造業(yè)是汽車工業(yè)的重要組成部分，隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展和汽車工業(yè)的迅猛進步，其自動化水平不斷提升。這一趨勢對輪胎胎面膠料的黏性提出更為嚴格的要求。作為輪胎胎面膠料加工過程的關(guān)鍵添加劑，增黏樹脂能夠顯著提升膠料的自黏性和互黏性，增強橡膠制品和輪胎生產(chǎn)過程中至關(guān)重要的表面黏性，有效改善輪胎的成型加工性能和整體性能[1-3]。工業(yè)化早期，合成橡膠的表面黏性已能滿足基本需求。然而，隨著橡膠工業(yè)制品的持續(xù)發(fā)展和市場需求的日益增長，對制品黏性的要求變得更加嚴格，傳統(tǒng)的橡膠材料已難以達到這些高標準。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，人們開始研發(fā)各種增黏樹脂。

目前，增黏樹脂種類繁多，主要分為天然樹脂和合成樹脂兩大類[4-6]。其中，烷基酚醛增黏樹脂屬于合成樹脂，憑借卓越的混煉膠增黏效果，已成為市場上的主流選擇[7-8]。這種樹脂是通過烷基酚單體與醛類物質(zhì)的縮聚反應(yīng)合成的聚合物，其增黏性能基本滿足當前市場需求[9-10]。然而，它也存在一定的局限性，尤其是黏性保持時間不足。為了解決這一問題，青島山化科技有限公司的研發(fā)團隊進行深入的研究和實踐，成功開發(fā)出一種新型增黏樹脂S-7000。這種樹脂具有優(yōu)異的耐熱、耐濕性能，在保證顯著增黏效果的同時，其黏性保持時間更長，綜合應(yīng)用性能優(yōu)異，為橡膠制品和輪胎制造業(yè)的發(fā)展提供強有力的支持。試驗以天然橡膠與順丁橡膠為制作半鋼胎胎面的主要材料，通過改變S-7000用量設(shè)計6組配方進行對比，分析不同用量增黏樹脂對輪胎胎面膠料綜合物性的影響，對比輪胎胎面老化前后膠料的各項物理機械性能。

1 試驗部分

1.1 試驗材料與儀器

試驗材料主要有3種。一是天然橡膠，型號為SMR CT5 20，購自上海嘉辰化工有限公司；二是順丁橡膠，型號為BR 9000，購自上海高橋石油化工有限公司；三是新型增黏樹脂，型號為S-7000，購自棗莊山化橡膠材料有限公司。其他材料均為市售，包括ZnO、硬脂酸、防老劑4010A、防老劑RD、炭黑N330、芳烴油、硫黃、促進劑NS和促進劑M。從理化性能來看，增黏樹脂S-7000軟化點為105～120 ℃，外觀呈粒狀，顏色為黃色至淺黃色，酸值為30～54 mg KOH/g，灰分（灼燒溫度為600 ℃）含量不大于0.5%。試驗儀器主要有橡膠開煉機、門尼黏度計、無轉(zhuǎn)子硫化儀、橡膠彈性機、電子拉力機和阿克隆磨耗機，基本參數(shù)如表1所示。

1.2 試驗配方

試驗選用天然橡膠與順丁橡膠為主要材料制備半鋼胎胎面，以S-7000用量為變量，設(shè)計6組配方進行對比，如表2所示。需要注意的是，試驗組分別添加不同用量的S-7000，而作為對照組，空白膠料不添加S-7000。

1.3 試驗方法

在配料過程中，必須按照配方稱量，確保配料精確無誤。在稱量輪胎胎面膠料的過程中，若不便準確稱量，可以先將膠料薄通過后再進行稱量。將天然橡膠等生膠在輥距0.5～1.0 mm下通過開煉機輥縫，不包輥落盤的情況下，重復(fù)至規(guī)定次數(shù)；調(diào)大輥距4～8 mm，按規(guī)定的加料順序加入各類配合劑；待所有配合劑添加完成，打三角包和打卷各4次后下片，停放6 h后測試性能。測量輪胎胎面膠料時，將無轉(zhuǎn)子硫化儀預(yù)熱至150 ℃，將稱量好的膠料放入后合模，出現(xiàn)平坦期后取出。硫化輪胎胎面膠料時，將平板硫化機和模具預(yù)熱至150 ℃，然后針對需要測試的試樣，剪下相應(yīng)質(zhì)量的膠料放在模具中，再設(shè)定對應(yīng)的時間。試樣老化溫度為70 ℃，老化時間為72 h，執(zhí)行標準為《硫化橡膠或熱塑性橡膠 熱空氣加速老化和耐熱試驗》（GB/T 3512—2014），力學(xué)性能測試執(zhí)行《硫化橡膠或熱塑性橡膠 拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》（GB/T 528—2009）。

2 結(jié)果與討論

首先分析不同用量增黏樹脂S-7000對輪胎胎面膠料綜合物性的影響，然后對比輪胎胎面老化前后膠料的各項物理機械性能。

2.1 不同用量增黏樹脂S-7000對輪胎胎面膠料綜合物性的影響

2.1.1 輪胎胎面膠料的門尼黏度

經(jīng)檢測，不同輪胎胎面膠料的門尼黏度如表3所示。隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的門尼黏度呈降低趨勢。門尼黏度越小，說明膠料的加工性能越好。

2.1.2 輪胎胎面膠料的硫化特性

經(jīng)檢測，輪胎胎面膠料硫化特性如表4所示。數(shù)據(jù)顯示，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的焦燒時間延長，正硫化時間也延長，說明其操作安全性增大，但生產(chǎn)效率降低。

2.1.3 輪胎胎面膠料的物理機械性能

經(jīng)檢測，輪胎胎面膠料的物理機械性能如表5、表6和表7所示。數(shù)據(jù)顯示，從老化前和老化后來看，1號膠和2號膠的各項性能均最好。隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料壓縮生熱的各方面指標都逐漸上升，但數(shù)值越大說明性能越差。總體來看，1號膠和2號膠的壓縮生熱性能較好。

2.2 老化前后輪胎胎面膠料各項物理機械性能對比

2.2.1 老化前后輪胎胎面膠料拉伸性能對比

經(jīng)檢測，老化前后輪胎胎面膠料拉伸強度對比如表8所示。數(shù)據(jù)顯示，老化前，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的拉伸強度降低，總體來看，1號膠和2號膠的拉伸強度較好；老化后，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的拉伸強度降低，但與老化前比較，拉伸強度有所升高，總體來看，1號膠和2號膠的拉伸強度較好。

2.2.2 定伸應(yīng)力對比

經(jīng)檢測，老化前后輪胎胎面膠料定伸應(yīng)力對比如表9所示。數(shù)據(jù)顯示，老化前，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的定伸應(yīng)力先增大后減小，總體來看，1號膠和2號膠的定伸應(yīng)力較好；老化后，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的定伸應(yīng)力先增大后減小，總體來看，1號膠和2號膠的定伸應(yīng)力較好。

2.2.3 拉斷伸長率對比

經(jīng)檢測，老化前后輪胎胎面膠料拉斷伸長率對比如表10所示。數(shù)據(jù)顯示，老化前，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的拉斷伸長率呈降低趨勢；老化后，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的拉斷伸長率先增大后降低，最后又增大?？傮w來看，與老化前相比，老化后輪胎胎面膠料的拉斷伸長率有所降低。

2.2.4 3 min永久變形對比

經(jīng)檢測，輪胎胎面膠料老化前、后3 min永久變形對比如表11所示。數(shù)據(jù)顯示，老化前，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的永久變形增大，總體來看，1號膠和2號膠的永久變形較好；老化后，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的永久變形增大，總體來看，1號膠和2號膠的永久變形較好。

2.2.5 輪胎胎面膠料撕裂強度對比

經(jīng)檢測，老化前后輪胎胎面膠料撕裂強度對比如表12所示。數(shù)據(jù)顯示，老化前，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的撕裂強度降低，總體來看，1號膠和2號膠的撕裂強度最好。老化后，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的撕裂強度先增大后降低。與老化前相比，老化后輪胎胎面膠料的撕裂強度總體升高。

2.2.6 輪胎胎面膠料磨耗體積對比

經(jīng)對比，作為輪胎胎面膠料，空白、1號膠、2號膠、3號膠、4號膠和5號膠的磨耗體積依次為0.025 cm3、0.022 cm3、0.040 cm3、0.058 cm3、0.076 cm3和0.094 cm3。

數(shù)據(jù)顯示，隨著S-7000份數(shù)的增加，輪胎胎面膠料的磨耗體積增大。磨耗體積越大說明輪胎胎面膠料的耐磨性能越差，總體來看，1號膠和2號膠性能較好。

3 結(jié)論

作為一種新型增黏樹脂，S-7000可與天然橡膠、順丁橡膠配合使用，進而制備性能良好的輪胎胎面膠料。試驗結(jié)果表明，隨著S-7000用量的增加，輪胎胎面膠料的門尼黏度逐漸降低，焦燒時間和正硫化時間逐漸延長，工藝安全操作性有所提升，但會影響生產(chǎn)效率。此外，S-7000的加入對輪胎胎面膠料的物理機械性能有一定影響。經(jīng)試驗驗證，加入2～4份S-7000時，輪胎胎面膠料的綜合性能最好。

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