王丹靈， 鄭 略， 承齊明

（中策橡膠集團(tuán)有限公司， 浙江 杭州 310008）

填充劑ASP200在轎車(chē)胎白胎側(cè)中的應(yīng)用

王丹靈， 鄭 略， 承齊明

（中策橡膠集團(tuán)有限公司， 浙江 杭州 310008）

通過(guò)馬爾文激光粒度分析、填料基本配方小配合試驗(yàn)、白胎側(cè)大配合試驗(yàn)及硫化膠物理性能檢測(cè)，對(duì)填充劑ASP200和普通高嶺土進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，ASP200粒徑更細(xì)，粒徑分布更窄；同時(shí)ASP200補(bǔ)強(qiáng)性能明顯優(yōu)于普通高嶺土，且ASP200在白胎側(cè)配方中具有更好的耐黃變性。

白胎側(cè)；填充劑；高嶺土；粒徑

0 前言

隨著國(guó)外輪胎企業(yè)相繼進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，輪胎市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，更趨白熱化。為擴(kuò)展輪胎市場(chǎng)，提高產(chǎn)品附加值，白胎側(cè)輪胎應(yīng)運(yùn)而生。使用白胎側(cè)的轎車(chē)輪胎，外觀更亮麗、更美觀［1］。白胎側(cè)中最關(guān)鍵的白色膠料，除了要有較好的抗撕裂、耐屈撓等普通胎側(cè)需要的性能外，還要有較好的白度和耐變色性。

一般白胎側(cè)橡膠體系主要采用淺色天然橡膠（NR）/三元乙丙橡膠（EPDM）/氯化丁基橡膠（CIIR）的三膠并用體系。EPDM和CIIR雙鍵較少，使白胎側(cè)具有較好的耐候性，同時(shí)可以避免采用抗臭氧劑造成的老化變色。

白胎側(cè)補(bǔ)強(qiáng)體系主要以白色系的高嶺土、碳酸鈣、白炭黑為主。ASP200是一種顆粒尺寸十分細(xì)小且高光亮度的硅酸鋁顏料填充劑。其赫格曼細(xì)度在6+左右，理論上與普通高嶺土相比，具有更好的補(bǔ)強(qiáng)效果。在配方中，ASP200作為顏料的分隔填充劑，G.E.白度為90～92，可使白胎側(cè)顏色更白、更明亮，能夠有效地部分取代鈦白粉（5%～10%）并降低其他顏料（3%～5%）的使用量。本論文對(duì)比了普通高嶺土和ASP200的性能，并研究了其在半鋼子午線輪胎白胎側(cè)中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

乳聚丁苯橡膠ESBR 1500，申華化學(xué)產(chǎn)品；天然橡膠NR SVR3L，越南產(chǎn)；三元乙丙橡膠EPDM KEP350，錦湖化學(xué)產(chǎn)品；氯化丁基橡膠CIIR 1240，朗盛化學(xué)產(chǎn)品；低芳烴油TDAE，漢圣石化產(chǎn)品；填充劑 ASP200，BASF產(chǎn)品。其余原材料均為市售工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。

1.2 主要設(shè)備和儀器

MASTERSIZER 2000激光粒度儀，英國(guó)馬爾文公司產(chǎn)品；SK-160型開(kāi)煉機(jī)，上海橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品；GK190型密煉機(jī)，大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司產(chǎn)品；M200E型門(mén)尼黏度儀，北京友深電子儀器有限公司產(chǎn)品；GT-2000 A型無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀，上海諾甲儀器儀表有限公司產(chǎn)品；TS-2000M 型拉力試驗(yàn)機(jī)，臺(tái)灣高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)工藝

采用的三段硫化工藝。

第一段：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速55 r/min，混煉步驟為所有原材料→提壓坨→提壓坨→排膠（130 ℃）；

第二段：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50 r/min，混煉步驟為二段母膠→提壓坨→提壓坨→排膠（130 ℃）；

第三段（加硫）：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速25 r/min，混煉步

圖1 ASP200粒徑分析圖

從圖1和2可知，ASP200的粒徑分布在0.6～10.0 μm左右；普通高嶺土粒徑分布在1.0～100.0 μm之間。ASP200的粒徑更細(xì)，粒徑分布更窄，作為填充劑理論上具有更好的補(bǔ)強(qiáng)性。驟為二段母膠、硫磺促進(jìn)劑→提壓坨→提壓坨→排膠（110 ℃）。

1.4 性能測(cè)試與表征

各項(xiàng)性能均按相應(yīng)國(guó)家或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 ASP200粒徑分析

使用英國(guó)馬爾文激光粒度分析儀對(duì)ASP200和普通高嶺土進(jìn)行粒徑分析，測(cè)試結(jié)果如圖1～2所示。

圖2 普通高嶺土粒徑分析圖

2.2 ASP200與普通高嶺土在基本配方中的性能對(duì)比

在基本配方中對(duì)ASP200和普通高嶺土進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)配方如表1所示。

表1 含普通高嶺土與ASP200高嶺土配方的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

表2和表3分別是ASP200和普通高嶺土在基本配方中的流變數(shù)據(jù)和物理性能數(shù)據(jù)。從表2可知，使用ASP200的膠料轉(zhuǎn)矩略高，起硫速度較慢，硫速接近。從表3可知，膠料硬度升高，物理性能明顯改善，其中拉伸強(qiáng)度從5.1 MPa提高到13.2 MPa，這與ASP200的結(jié)構(gòu)有關(guān)。如前所述，ASP200的粒徑分布在0.6～10.0 μm之間，與普通高嶺土相比粒徑更小，粒徑分布更窄。因此，ASP200與橡膠分子鏈的結(jié)合更好，在橡膠拉伸過(guò)程中能夠有效改變裂紋（銀紋）的延伸方向，將裂紋（銀紋）細(xì)化分裂，阻止其進(jìn)一步擴(kuò)散，從而提高了膠料的物理性能［2］。綜上所述，ASP200在基本配方中表現(xiàn)出的性能明顯優(yōu)于普通高嶺土。

表2 ASP200和普通高嶺土在基本配方中的流變數(shù)據(jù)

表3 ASP200和普通高嶺土在基本配方中的物理性能數(shù)據(jù)

2.3 ASP200和普通高嶺土在白胎側(cè)配方中的性能對(duì)比

由于傳統(tǒng)白胎側(cè)配方耐候性較差，在戶外長(zhǎng)時(shí)間使用容易變色。因此對(duì)白胎側(cè)配方進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)在優(yōu)化后的配方中對(duì)ASP200和普通高嶺土進(jìn)行了對(duì)比。試驗(yàn)配方如表4所示。

表4 白胎側(cè)1）對(duì)比試驗(yàn)配方

如表4所示，方案1是傳統(tǒng)的白胎側(cè)配方；方案2與方案1相比有三點(diǎn)變化：①增大高嶺土用量，②使用價(jià)格相對(duì)較低的碳酸鈣代替白炭黑，③去除配方中易遷移導(dǎo)致變色的環(huán)烷油。方案3與方案2相比，使用ASP200代替普通高嶺土，以評(píng)價(jià)ASP200在白胎側(cè)中的性能。

表5和表6分別是不同白胎側(cè)配方的流變數(shù)據(jù)和物理性能數(shù)據(jù)。從表5可知，優(yōu)化后的白胎側(cè)配方硫速略快； ASP200和普通高嶺土相比，轉(zhuǎn)矩和硫速相近，并沒(méi)有明顯差異。從表6可知，傳統(tǒng)白胎側(cè)配方的物理性能最佳；在優(yōu)化的白胎側(cè)配方中，使用普通高嶺土的白胎側(cè)膠料物理性能明顯劣化，硬度較低，不能滿足白胎側(cè)的使用條件；使用ASP200等量代替普通高嶺土后，膠料物理性能得到明顯改善，達(dá)到了白胎側(cè)的基本要求。

表5 不同白胎側(cè)配方流變數(shù)據(jù)對(duì)比

表6 不同白胎側(cè)配方物理性能對(duì)比

圖3是傳統(tǒng)白胎側(cè)配方（方案1）和使用ASP200白胎側(cè)配方（方案3）的硫化膠片在室外放置3個(gè)月前后外觀的對(duì)比照片。從圖3中可以清楚地看出，傳統(tǒng)白胎側(cè)硫化膠片在室外放置前呈米黃色；在室外放置3個(gè)月后，膠片明顯泛黃。ASP200白胎側(cè)硫化膠片在室外放置前呈白青色，顏色更加醒目；在室外放置3個(gè)月后，顏色沒(méi)有明顯變化。

圖3 方案1和方案3硫化膠片在室外放置3個(gè)月前后對(duì)比照片

綜上所述，ASP200白胎側(cè)配方膠料物理性能佳，膠料耐候性得到顯著改善。

3 結(jié)論

與普通高嶺土相比，ASP200具有更小的粒徑，對(duì)膠料的補(bǔ)強(qiáng)效果有明顯提高。同時(shí)由于其較高的白度，運(yùn)用在半鋼子午線輪胎的白胎側(cè)配方中，在提高膠料強(qiáng)度的同時(shí)也可以改善胎側(cè)的耐黃變性。

［1］ 李世安， 李承民. 白胎側(cè)生產(chǎn)工藝控制［J］. 輪胎工業(yè)， 2009（09）:561-564.

［2］ 楊茹果， 謝紅剛，白少敏，等. 無(wú)機(jī)填料對(duì)低硬度聚氨酯彈性體性能的影響［J］. 特種橡膠制品， 2006， 27（1）:26-28.

［責(zé)任編輯：朱 胤］

Filler ASP200 for PCR White Sidewall Application

Wang Danling， Zheng Lüe， Cheng Qiming
（Zhongce Rubber Group Co.， Ltd.，Hangzhou 310008， China）

Abstoact: The comparison between the influence of filler ASP200 and common kaolin on the properties of PCR white sidewall was made through the Malvera Mastersizer Laser Particle Size Distribution Analysis， Lab mixing experiment and physical properties of vulcanization test. The results showed that the ASP200 particle size was 0.6～10.0 μm， much smaller than the common kaolin. Besides，ASP200 in white sidewall recipe could signifi cantly improve the physical properties of the compounds. Furthermore， the anti-aging property was improved， too.

White Sidewall； Filler； Kaolin； Particle Size

TQ 336.1+1

B

1671-8232（2015）11-0014-04

2015-08-14

王丹靈（1984— ），男，浙江杭州人，主要從事半鋼子午線輪胎配方及新材料的研發(fā)工作。