应用速溶流体黑金橡胶提升轮胎性能

韩洪伟 于江升  天津市万达轮胎集团有限公司 300402

周 洪  刘志勇  江苏中宏环保科技有限公司  214437

摘要：研究速溶流体黑金橡胶在轮胎胶料中的应用。

结果表明：在配方中通过不同比例替代传统操作油，可以显著提高胶料的拉伸性能。

在胎面胶中使用时，对提高磨耗、降低生热和改善抗湿滑性能均有积极作用。

速溶流体黑金橡胶作为一种环保改性新材料，可减少废弃物的排放，节约原材料的使用，有效降低轮胎制作成本。

关键词：拉伸性能、磨耗、环保改性、成本

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶，STR20，泰国产品；镍系丁二烯橡胶，牌号BR9000，中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司；

乳聚丁苯，牌号SBR1723，中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司橡胶厂；

炭黑，牌号N234，江西黑猫炭黑股份有限公司；环保芳烃油，牌号V500，宁波汉圣化工有限公司产品；速溶流体黑金橡胶，山西宏辉新材料科技有限公司

1.2 试验配方

试验胎面配方如表1所示，其中速溶流体黑金橡胶，分别代替配方中环保芳烃油量的30%、50%、80%。

1.3 主要设备和仪器

XM270（4~40）型密炼机，大连橡塑机械股份有限公司产品； MFR100型自动型无转子流变仪，上海诺甲仪器仪表有限公司；

MV3L型门尼粘度仪，上海诺甲仪器仪表有限公司；GT-AI-7000S型电子式万能试验机，高铁检测仪器有限公司；

GT-7012-D型DIN磨耗试验机，高铁检测仪器有限公司； GT-7012-Q型橡胶动态切割试验机，高铁检测仪器有限公司；

RPA2025橡胶加工分析仪，上海梓萌智能机器人有限公司产品；VR-7130型动态机械分析（DMA）仪，日本UESHIMA产品。

1.4 试样制备

胶料采用3段混炼工艺，均在XM270型密炼机进行。

一段混炼工艺为：加入生胶、其他母炼胶小料和炭黑压压砣30S，转速35r/min提压砣到位清扫，温度115℃加油压压砣25S提压砣到位清扫压压砣至160℃排胶；

二段混炼工艺为：加入一段母炼胶压压砣40S，转速30 r/min提压砣到位清扫压压砣至160℃排胶。

三段混炼工艺为：加入二段母炼胶和终炼胶小料压压砣40S，转速25 r/min提压砣到位清扫压压砣至100℃排胶。

1.5性能分析

（1）加工性能。采用RPA测试混炼胶的损耗因子tanδ，测试条件为：温度100℃，频率0.1HZ，应变扫描0.7~1256%。

（2）动态力学性能。采用DMA仪进行测试，测试条件为：频率10HZ，动应变0.25%，温度扫描-60~80℃。

（3）动态切割性能：使用橡胶动态切割试验机测试切割质量损失率。

（4）环保性能：使用核磁共振仪（NMR）测试Bbay质子。

（5）其他性能均按照相应的国家标准或企业标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 硫化特性

胶料的硫化特性如表2所示。

从表2可以看出：速溶黑金橡胶不同比例替代环保芳烃油后，对门尼粘度、焦烧时间几乎无影响。

随着替代比例的增加，流变仪大转矩MH增加，这与速溶流体黑金橡胶材料中含有橡胶烃有关。

2.2物理性能

胶料的物理性能如表3所示

从表3可以看出：速溶流体黑金橡胶的加入，可以提高胶料的拉伸强度和定伸，随着用量增加扯断伸长率有下降趋势，实际应用中可根据性能需求制定合适的替代比例。

可有效提高胎面的磨耗性能，并对撕裂性能有改善。老化后拉伸性能保持较好。

2.3 动态性能

胶料动态性能如表4、图1所示

从表4中可以看出：速溶流体黑金橡胶后加入后，可以保持玻璃化转变温度

基本不变，提高了0℃下的tanδ，降低60℃下的tanδ。DMA数据表明对提高胶料的抗湿滑性能和降低生热均有积极作用。

2.4 低温性能

硫化胶低温（-30℃）停放下的硬度增长如表5：

从表5中可以看出：速溶流体黑金橡胶加入后，硫化胶在低温-30℃的停放条件下，邵尔A硬度增加几乎一致，不影响胶料的低温性能。

2.5 动态耐切割性能

硫化胶动态切割质量损失率如表6：

从表6中可以看出：速溶流体黑金橡胶的加入，可改善胶料的耐切割性能。

2.6加工性能

未硫化胶的损耗因子曲线如图2：

从图2中可以看出：使用RPA测得的数据表明，随着速溶流体黑金橡胶的使用比例增加，tanδ增大，对降低胎面挤出口型膨胀率有积极影响，这应与速溶流体黑金橡胶的使用提高了胶料的分散有关。

2.7环保性能

硫化胶的环保指标SVHC和Hbay含量如表7：

从表中7可以看出：速溶流体黑金橡胶作为一种环保新材料，不同比例替代环保芳烃油后，SVHC和Hbay均满足环保要求。

3 结论

速溶流体黑金橡胶替代传统操作油应用到胎面配方中，能够改善胶料的物理性能，对加工性能及动态机械性能均有积极作用，可提高磨耗性能和抗湿滑性能，降低滚阻阻力。

速溶流体黑金橡胶具有环保改性属性，相比传统操作油具有成本优势，可以提高社会经济效益，促进经济发展的可持续性。

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