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環(huán)保型塑解劑A86在半鋼子午線輪胎胎體膠中的應(yīng)用

2022-07-21 00:42龍飛飛
橡膠科技 2022年2期
關(guān)鍵詞:物理性能膠料硫化

鄭 濤,徐 巖,龍飛飛,張 寧

(山東豐源輪胎制造股份有限公司,山東 棗莊 277300)

橡膠制品生產(chǎn)過程中,塑解劑通過與斷裂大分子的化學(xué)作用,能夠產(chǎn)生游離基使橡膠大分子裂解,或是封閉塑煉時(shí)生膠分子斷鏈端基,使其喪失活性,不再重新結(jié)聚,最終達(dá)到提高膠料塑性、縮短塑煉時(shí)間的效果,可提高生膠塑煉效率,降低能耗。門尼粘度是衡量橡膠加工性能的重要指標(biāo)之一,塑解劑可以降低膠料門尼粘度,提高膠料加工性能[1-4]。

本工作主要研究環(huán)保型塑解劑A86在半鋼子午線輪胎胎體膠中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠(NR),TSR20,泰國(guó)產(chǎn)品;炭黑N326,上??ú┨鼗び邢薰井a(chǎn)品;硬脂酸,益海嘉里投資有限公司提供;間接法氧化鋅,淄博海順鋅業(yè)有限公司產(chǎn)品;間苯二酚粘合樹脂SL-3005,山東摩爾化工有限公司產(chǎn)品;防老劑4020和RD,山東尚舜化工有限公司產(chǎn)品;C5石油樹脂,鑫樂化工有限公司產(chǎn)品;癸酸鈷CN20,朝陽市征和化工有限公司產(chǎn)品;塑解劑A86,山東陽谷華泰化工股份有限公司產(chǎn)品;TN-1(NR/促進(jìn)劑TBBS/硬脂酸)、TN-2(NR/促進(jìn)劑HMT/硬脂酸),TS-3(NR/不溶性硫黃Cure Pro)和TC-2(NR/防焦劑CTP/硬脂酸)預(yù)分散母粒,自制。

1.2 配方

試驗(yàn)配方A:NR 95,炭黑N326 60,氧化鋅和硬脂酸 8.4,防老劑4020/RD 3,間苯二酚粘合樹脂SL-3005和C5石油樹脂 2.2,癸酸鈷CN20 0.6,TN-1/TN-2/TS-3/TC-2 12.6。

試驗(yàn)配方B:添加0.3份環(huán)保型塑解劑A86,其余組分及用量同試驗(yàn)配方A。

1.3 主要設(shè)備與儀器

XM370型密煉機(jī)和XM305型開煉機(jī),軟控股份有限公司產(chǎn)品;X(S)M-1.5X型小密煉機(jī)、XK-160型開煉機(jī)和XLB-400×400型四立柱平板硫化機(jī),青島科高橡塑機(jī)械技術(shù)裝備有限公司產(chǎn)品;MV3000型門尼粘度儀,德國(guó)Montech公司產(chǎn)品;Zwick Z010型拉力試驗(yàn)機(jī)和Z3130型硬度計(jì),德國(guó)Zwick公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

小配合試驗(yàn)?zāi)z料采用兩段混煉工藝。一段混煉在X(S)M-1.5X型小密煉機(jī)中進(jìn)行[5],加料順序?yàn)椋涸O(shè)備預(yù)熱到60 ℃,加入生膠→氧化鋅等小料→炭黑→下片;一段混煉膠停放4 h后進(jìn)行二段混煉,在XK-160型開煉機(jī)上進(jìn)行,輥距調(diào)整為2.5 mm,加料順序?yàn)椋阂欢位鞜捘z→防老劑等→ 下片。

大配合試驗(yàn)?zāi)z料采用SSM低溫一步法煉膠工藝,生膠與小料在密煉機(jī)中初步混煉后,排放到雙驅(qū)全自動(dòng)開煉機(jī)上,壓制成片后分流給4組全自動(dòng)混煉開煉機(jī),膠料在每組開煉機(jī)上自動(dòng)混煉720 s,全過程為補(bǔ)充混煉、冷卻、收取,時(shí)間為120 s。下片時(shí)無需調(diào)節(jié)輥距[6-7]。

膠料采用XLB-400×400型四立柱平板硫化機(jī)進(jìn)行硫化,硫化條件為150 ℃/15 MPa×40 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 塑解劑A86檢測(cè)結(jié)果

表1為塑解劑A86的入廠檢測(cè)結(jié)果,為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性,選取5個(gè)批次產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),并取平均值。

從表1可以看出,5個(gè)批次塑解劑A86的初熔點(diǎn)和灰分檢測(cè)數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定,滿足我公司原材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 塑解劑A86入廠檢測(cè)結(jié)果

2.2 小配合試驗(yàn)

2.2.1 硫化特性

小配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性見表2。

從表2可以看出:添加塑解劑A86后,混煉膠的門尼粘度降低約8個(gè)門尼值,降幅約為10%,焦燒時(shí)間延長(zhǎng)0.86 min,增幅約為6%,這將有效提升膠料的加工性能,混煉膠的塑性穩(wěn)定性得到明顯提升;硫化儀數(shù)據(jù)無明顯差異。

表2 小配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性

2.2.2 物理性能

小配合試驗(yàn)硫化膠的物理性能見表3。

從表3可以看出,添加塑解劑A86后,硫化膠的硬度降低1度,降幅為1.3%,100%定伸應(yīng)力提升2.2%,200%定伸應(yīng)力提升1.4%,拉伸強(qiáng)度提升2.0%,鋼絲粘合力提升1.4%,其他性能無明顯 差異。

表3 小配合試驗(yàn)硫化膠的物理性能

2.3 大配合試驗(yàn)

2.3.1 硫化特性

大配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性見表4。從表4可以看出,大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致,添加塑解劑A86后,混煉膠的加工性能呈向好趨勢(shì),塑性穩(wěn)定性明顯提高。

表4 大配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性

2.3.2 物理性能

大配合試驗(yàn)硫化膠的物理性能見表5。從表5可以看出,大配合試驗(yàn)結(jié)果與小配合試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

表5 大配合試驗(yàn)硫化膠的物理性能

2.4 成品性能

采用試驗(yàn)配方A和B分別生產(chǎn)185/60R14 82H TAXIPLUS輪胎(記為輪胎A和B)進(jìn)行成品性能 測(cè)試。

2.4.1 強(qiáng)度性能

依據(jù)Q/B QP 02—2018《轎車子午線輪胎強(qiáng)度試驗(yàn)方法》進(jìn)行輪胎強(qiáng)度性能測(cè)試,輪胎充氣壓力為180 kPa。結(jié)果表明,輪胎A和B的第1—4點(diǎn)破壞能都達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,輪胎A第5點(diǎn)破壞能為605.2 J,輪胎B第5點(diǎn)破壞能為608.7 J,強(qiáng)度性能無明顯差異,均超過標(biāo)準(zhǔn)值。

2.4.2 耐久性能

依據(jù)Q/B NP 03—2018《轎車子午線輪胎耐久性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行輪胎耐久性能測(cè)試,輪胎充氣壓力為180 kPa,行駛速度為120 km·h-1。試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

從表6可以看出,在耐久性試驗(yàn)中,輪胎A和B累計(jì)行駛44 h后停止試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)束時(shí)目測(cè)輪胎均未損壞,成品輪胎耐久性能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 要求。

表6 成品輪胎耐久性試驗(yàn)結(jié)果

2.4.3 高速性能

高速性能依據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/B GP 03—2018《轎車子午線輪胎高速性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試,輪胎充氣壓力為280 kPa,負(fù)荷率為80%。試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。輪胎A和B累計(jì)行駛1.5 h后停止試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)束時(shí)目測(cè)輪胎均未損壞,高速性能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表7 成品輪胎高速性能試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

在半鋼子午線輪胎胎體膠中添加環(huán)保型塑解劑A86后,混煉膠的加工性能得到改善,主要表現(xiàn)為門尼粘度大幅降低,焦燒時(shí)間延長(zhǎng),加工安全性提高,同時(shí)對(duì)硫化儀數(shù)據(jù)無明顯影響;硫化膠的邵爾A型硬度降低,定伸應(yīng)力和鋼絲粘合力提高,可相應(yīng)地提升輪胎的整體性能;成品輪胎的強(qiáng)度性能、耐久性能和高速性能均達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

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