霍柱輝，盧南江，齊 婷，巫 超

（中國化工橡膠桂林輪胎有限公司，廣西 桂林 541805）

目前礦山自卸車一般使用18.00—25，14.00—24，13.00—25等規(guī)格工程機(jī)械輪胎，這類輪胎在苛刻路面上使用，主要損壞形式為肩空和胎面脫空，嚴(yán)重時整個胎面脫開，因此自卸車用工程機(jī)械輪胎胎面膠要求具有較好的耐磨性能和抗切割性能。工程機(jī)械輪胎胎面膠中一般都采用一定量的丁苯橡膠（SBR），與全天然橡膠（NR）胎面膠相比，添加SBR的胎面膠生熱稍高。而輪胎出現(xiàn)肩空和胎面脫層等質(zhì)量問題與車輛超載、行駛速度快、輪胎生熱高有很大的關(guān)系。分析認(rèn)為，降低胎面膠生熱是提高輪胎高速性能、減少肩空和脫層的有效措施[1]。傳統(tǒng)工程機(jī)械輪胎胎面膠一般采用非充油SBR，很少使用充油SBR。SBR1712是在100份SBR中填充37.5份高芳烴油而制成的。SBR1712用于胎面膠時，膠料的加工性能好，耐低溫屈撓性能、耐熱和耐老化性能優(yōu)良，抓著性能和耐磨性能優(yōu)異，生熱低，滯后損失小[2-3]。推測如果使用SBR1712替代非充油SBR1502用于胎面膠，將有利于降低胎面膠生熱而減少輪胎肩空和脫層質(zhì)量問題，同時保證胎面膠的耐磨性能和抗切割 性能。

本工作從降低胎面膠生熱的角度出發(fā)，探討SBR1712在自卸車用工程機(jī)械輪胎胎面膠中的 應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1．1 主要原材料

NR，TSR 9710，云南昆明新高深橡膠有限公司產(chǎn)品；SBR，牌號1502和1712，中國石化齊魯分公司產(chǎn)品；炭黑N220，成都眾一化工銷售有限公司提供；白炭黑N975，山東聯(lián)科白炭黑有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

生產(chǎn)配方：NR 70，SBR1502 30，炭黑N220/ 白炭黑 57，氧化鋅/硬脂酸 8，芳烴油 7，防老劑 4.5，硫黃和促進(jìn)劑 2.7，其他 3.5。

試驗(yàn)配方：除了用充油SBR1712等量（以干膠計(jì)）替代非充油SBR1502外，其他組分及用量同生產(chǎn)配方。

1.3 主要設(shè)備與儀器

Φ160×320型開煉機(jī)，廣東省湛江機(jī)械廠產(chǎn)品；BB-2和BB370型密煉機(jī)，日本神戶制鋼公司產(chǎn)品；GK270型密煉機(jī)，上海昊華橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品；XLB2Q型平板硫化機(jī)，浙江湖州宏圖機(jī)械有限公司產(chǎn)品；Rheometer 100S型硫化儀，美國孟山都公司產(chǎn)品；MV3000型門尼粘度試驗(yàn)機(jī)和 GT-7012-A型阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產(chǎn)品；微機(jī)控制拉力試驗(yàn)機(jī)，廣西師范大學(xué)秀峰電器廠產(chǎn)品；RCC-I型橡膠動態(tài)切割試驗(yàn)機(jī)，北京萬匯一方科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；YS-25型壓縮試驗(yàn)機(jī)，上海非金屬試驗(yàn)機(jī)廠產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉分兩段進(jìn)行。一段混煉在BB-2型密煉機(jī)中進(jìn)行，混煉工藝為：生膠→提壓 砣活性劑和防老劑等小料炭黑和白炭 黑芳烴油清掃，壓壓砣排膠，停放4 h。二段混煉在開煉機(jī)上進(jìn)行，混煉工藝為：一段混煉膠→過輥5次→硫黃和促進(jìn)劑→薄通5次→過輥3次→左右各割刀3次→出片（總混煉時間為6 min）。

大配合試驗(yàn)?zāi)z料混煉分兩段進(jìn)行。一段混煉在BB370型密煉機(jī)中進(jìn)行，密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為50 r·min-1，混煉工藝為：生膠→小料、炭黑和白炭黑→提壓砣芳烴油清掃，壓壓砣排膠（170±5 ℃）；二段混煉在GK270型密煉機(jī)中進(jìn)行，密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20 r·min-1，混煉工藝為：一段混煉膠→硫黃和促進(jìn)劑清掃，壓壓 砣清掃，壓壓砣排膠（105 ℃）。

1.5 性能測試

膠料切割減量試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為720 r·min-1，沖擊頻率為120次·min-1，時間為20 min；膠料其他性能測試均按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 小配合試驗(yàn)

2.1.1 硫化特性

小配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性如表1所示。從表1可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的門尼粘度減小，門尼焦燒時間相差不大，硫化儀數(shù)據(jù)相近，這說明在工程機(jī)械輪胎胎面膠中使用SBR1712等量替代SBR1502，硫化體系不必調(diào)整。

表1 小配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性

2.1.2 物理性能

小配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能如表2所示。從表2可以看出，與生產(chǎn)配方膠料對比，試驗(yàn)配方膠料的硬度、300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度稍有降低，但仍然保持在較好的水平，拉斷伸長率基本不變，阿克隆磨耗量和切割減量基本相同，壓縮生熱降低。

表2 小配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能

2.2 大配合試驗(yàn)

2.2.1 硫化特性

大配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性如表3所示。從表3可以看出：與生產(chǎn)配方膠料對比，試驗(yàn)配方膠料的門尼粘度稍小，有利于胎面擠出；門尼焦燒時間和硫化儀數(shù)據(jù)相差不大。大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本相同。

表3 大配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性

2.2.2 物理性能

大配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能如表4所示。從表4可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗(yàn)配方膠料的硬度、300%定伸應(yīng)力和拉斷伸長率變化不大，拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度稍有下降，磨耗減量和切割減量相差不大，壓縮生熱降低。大配合試驗(yàn)?zāi)z料的硬度、300%定伸應(yīng)力和拉斷伸長率變化不大，這與小配合試驗(yàn)結(jié)果稍有區(qū)別，分析認(rèn)為，一方面可能是小配合試驗(yàn)時膠料在開煉機(jī)上經(jīng)過多次薄通和剪切導(dǎo)致NR分子鏈斷裂，而大配合試驗(yàn)?zāi)z料制備時沒有經(jīng)過薄通；另一方面說明SBR1712具有較好的加工性能，對炭黑有較好的濕潤性，有利于炭黑及其他助劑的分散。

表4 大配合試驗(yàn)?zāi)z料的物理性能

2.3 工藝性能

按大配合試驗(yàn)混煉工藝制備試驗(yàn)配方和生產(chǎn)配方膠料各5車，生產(chǎn)配方膠料的一段混煉排膠溫度約為172 ℃，試驗(yàn)配方膠料的一段混煉排膠溫度為167 ℃，試驗(yàn)配方膠料排膠溫度明顯低于生產(chǎn)配方膠料；試驗(yàn)配方終煉膠呈連續(xù)塊狀，無碎膠，無粉料，膠片平整光滑，未出現(xiàn)焦燒、收縮、粗糙現(xiàn)象。

使用試驗(yàn)配方膠料擠出13.00—25輪胎胎面，胎面表面光滑，斷面較細(xì)膩，氣孔小，致密性好，無熟膠，無豁邊等，尺寸及穩(wěn)定性符合工藝技術(shù)要求。胎面貼合成型時彈性良好，接頭平整。

2.4 成品性能

采用試驗(yàn)配方膠料試制13.00—25 28PR L-3 工程機(jī)械輪胎，進(jìn)行機(jī)床耐久性能試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。從表5可以看出，試驗(yàn)結(jié)束時輪胎破壞形式均為胎肩鼓包，試驗(yàn)輪胎的累計(jì)行駛時間遠(yuǎn)長于生產(chǎn)配方輪胎，試驗(yàn)輪胎的耐久性能明顯優(yōu)于生產(chǎn)輪胎。

表5 13.00—25 28PR輪胎的耐久性能

對耐久試驗(yàn)后的輪胎進(jìn)行解剖測試，成品輪胎胎面膠的物理性能如表6所示。從表6可以看出：試驗(yàn)輪胎胎面膠切割減量和壓縮生熱與大配合試驗(yàn)基本吻合；其他物理性能良好，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表6 13.00-25 28PR成品輪胎胎面膠（中層）的物理性能

3 結(jié)論

在自卸車用工程機(jī)械輪胎胎面膠中采用充油SBR1712替代非充油SBR1502，膠料混煉排膠溫度降低，混煉工藝性能和成型工藝性能良好，硬度、300%定伸應(yīng)力和拉斷伸長率基本不變，拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度稍有下降，但保持在較好的水平，磨耗減量和切割減量相差不大，壓縮生熱明顯降低；成品輪胎胎面膠物理性能良好，可滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，輪胎的耐久性能明顯提高。

充油SBR1712替代非充油SBR1502的試驗(yàn)配方已在本公司工程機(jī)械輪胎胎面膠生產(chǎn)中試用，輪胎的使用性能明顯提高，退賠率大幅度降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。