鋼絲簾布剝離力的影響因素分析

程繼強，李鳳威，鄭 艷，薛 丹

（陜西延長石油集團橡膠有限公司，陜西 咸陽 712000）

全鋼載重子午線輪胎胎體、帶束層及鋼絲胎圈包布簾布均由鋼絲簾線與橡膠經(jīng)壓延覆膠制成。鋼絲簾線與橡膠的粘合性能是鋼絲簾線和輪胎生產(chǎn)廠家特別關(guān)注的問題。單根鋼絲簾線與膠料的粘合力是鋼絲簾線入廠檢驗及鋼絲粘合膠檢測的重點項目[1]。此外，鋼絲簾線覆膠后的鋼絲簾布剝離力可以再次驗證膠料與鋼絲簾線的粘合性能，更有效地反映出鋼絲簾線與輪胎膠料的粘合性能。

全鋼載重子午線輪胎使用過程中出現(xiàn)的肩空、冠空、胎圈空等質(zhì)量缺陷嚴重影響著輪胎的使用性能，而這些缺陷的產(chǎn)生往往與輪胎主要骨架材料與橡膠的粘合情況密不可分。其中，鋼絲簾線與膠料的粘合力大于膠料之間的粘合力是最理想的結(jié)果，但實際情況并非完全如此，需深層次地研究各種因素對鋼絲簾布剝離力的影響程度，以進一步提高輪胎產(chǎn)品質(zhì)量。本工作研究鋼絲簾布剝離力的影響因素。

1 實驗

1.1 試驗樣品

覆膠鋼絲簾布。

1.2 主要設(shè)備和儀器

XLB-D型平板硫化機，湖州宏僑橡膠機械有限公司產(chǎn)品；VCS-2000型電子拉力機，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 試樣制備

在鋼絲簾布上截取2塊長200 mm、寬25 mm的矩形簾布（矩形長邊方向為簾線方向），要求鋼絲簾布表面平整、清潔、無異物、無污染；另取一張長60 mm、寬45 mm的玻璃紙，并將45 mm一邊與簾布長邊對齊，60 mm一邊繞簾布寬邊纏繞在簾布上，然后將兩塊簾布貼合成剝離試片，確保試片平整無明顯翹起，兩層之間無明顯存氣。

1.3.2 硫化條件和試驗條件

鋼絲簾布硫化條件為：151 ℃/0.35 MPa×20 min。

鋼絲簾布剝離力采用電子拉力機測試，拉伸速率為150 mm·min-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同結(jié)構(gòu)鋼絲簾布的剝離力

鋼絲簾線的結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)工藝已經(jīng)賦予其橡膠滲透性能，鋼絲簾布剝離力可以表征不同結(jié)構(gòu)鋼絲簾線的膠料滲透性能。本工作測試了5×0.35HI和3×4×0.22HE兩種鋼絲簾布的剝離力，結(jié)果見表1。

表1 5×0.35HI和3×4×0.22HE鋼絲簾布的剝離力

從表1可以看出，在壓延密度和厚度相同的條件下，5×0.35HI鋼絲簾布剝離力明顯大于 3×4×0.22HE鋼 絲 簾 布。5×0.35HI和3×4×0.22HE鋼絲簾線都用于全鋼載重子午線輪胎帶束層保護層，單從鋼絲簾布剝離力方面考慮，5×0.35HI鋼絲簾布性能明顯優(yōu)于3×4×0.22HE鋼絲簾布。這一結(jié)論也驗證了5×0.35HI鋼絲簾線具有良好的膠料滲透性能，與其設(shè)計初衷相吻合。在輪胎設(shè)計中以5×0.35HI鋼絲簾線替代3×4×0.22HE鋼絲簾線用于帶束層保護層，有利于減少輪胎肩空和冠空缺陷。

2.2 不同壓延厚度鋼絲簾布的剝離力

簾布壓延厚度的設(shè)計需要同時考慮簾布的加工穩(wěn)定性、輪胎性能和制造成本，簾布壓延厚度小可節(jié)約成本，但既不利于簾布壓延過程控制又不利于層間粘合；簾布壓延厚度太大則不利于輪胎成本控制。本工作選取3＋9×0.22＋0.15鋼絲簾線，測試壓延厚度分別為2.10和2.25 mm的鋼絲簾布的剝離力，結(jié)果見表2。

表2 不同壓延厚度的3＋9×0.22＋0.15鋼絲簾布的剝離力

從表2可以看出，在壓延密度相同的條件下，壓延厚度分別為2.10和2.25 mm的3＋9×0.22＋0.15鋼絲簾布剝離力不同，壓延厚度為2.25 mm的鋼絲簾布剝離力高于壓延厚度為2.10 mm的鋼絲簾布。這表明適當(dāng)增大鋼絲簾布的覆膠厚度有利于提高膠料在鋼絲簾線中的滲透性能。

2.3 不同壓延速率鋼絲簾布的剝離力

壓延速率關(guān)系到簾布的生產(chǎn)效率和簾布質(zhì)量，壓延速率小更容易控制簾布質(zhì)量，但生產(chǎn)效率低；壓延速率大可提高生產(chǎn)效率，但既不利于過程控制又不利于簾布覆膠。因此，合理選取鋼絲簾布的壓延速率尤為重要。本工作選取3＋8×0.33HT鋼絲簾線，測試壓延速率分別為8，18和28 m·min-1所生產(chǎn)的鋼絲簾布剝離力，結(jié)果見表3。

表3 不同壓延速率所生產(chǎn)的3＋8×0.33HT鋼絲簾布的剝離力

從表3可以看出，隨著壓延速率的增大，鋼絲簾布剝離力呈降低趨勢。分析認為，壓延速率增大，鋼絲簾布在壓延輥筒處的受力時間縮短，同時上下膠片會有輕微的減薄，因此對鋼絲簾布密實程度產(chǎn)生一定影響。壓延速率提高時需要考慮采用其他輔助措施來提高膠料在鋼絲簾布中的滲透性能。

2.4 膠料門尼粘度對鋼絲簾布剝離力的影響

在鋼絲簾布壓延工藝中，膠料的門尼粘度對工藝過程控制及鋼絲簾布質(zhì)量起到非常重要的作用[2]，鋼絲簾布壓延過程需要在輥筒壓力作用下將膠料與鋼絲簾線擠壓復(fù)合到一起，膠料應(yīng)盡可能多地滲入到鋼絲簾線內(nèi)部，與鋼絲簾線緊密結(jié)合，膠料的門尼粘度太高或太低都不利于膠料滲透到鋼絲簾線中。本工作選取3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線，測試壓延膠料門尼粘度為80～85和90～95的鋼絲簾布的剝離力，結(jié)果見表4。

表4 不同壓延膠料門尼粘度的3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾布的剝離力

從表4可以看出，使用高門尼粘度膠料壓延的鋼絲簾布剝離力明顯低于使用低門尼粘度膠料壓延的鋼絲簾布，這與預(yù)期相符。分析認為，在壓延工藝中，提高膠料的門尼粘度可以增大膠料與鋼絲簾線復(fù)合的擠壓力，但膠料門尼粘度過高會導(dǎo)致其流動性降低，從而降低了膠料在鋼絲簾線中的滲透性能，表現(xiàn)為鋼絲簾布剝離力降低。

3 結(jié)語

在現(xiàn)有膠料配方和現(xiàn)行壓延工藝條件下，對比分析鋼絲簾線規(guī)格、鋼絲簾布壓延厚度、壓延速率及膠料門尼粘度對鋼絲簾布剝離力的影響，通過測試鋼絲簾布剝離力可以指導(dǎo)鋼絲簾布壓延工藝。本工作只進行了初步分析，各方案的檢測數(shù)據(jù)有限，在今后驗證分析中還需進一步加大檢測數(shù)據(jù)量，同時可以探索鋼絲簾布剝離力與其他壓延工藝控制項目的相關(guān)性。此外，本工作只針對實驗室數(shù)據(jù)進行了初步分析，還未進行市場使用跟蹤，后續(xù)工作中將進一步探索鋼絲簾布剝離力對成品輪胎機床試驗性能以及市場使用性能的影響，將鋼絲簾布剝離力測試更大程度地應(yīng)用于輪胎設(shè)計和制造過程中。