全鋼子午線輪胎胎圈鋼絲覆膠配方的優(yōu)化

佘騰龍

（貴州輪胎股份有限公司，貴州 貴陽 550008）

全鋼子午線輪胎胎圈需要承擔(dān)整個(gè)輪胎的工作負(fù)荷，其品質(zhì)好壞直接關(guān)系輪胎的使用安全，因此需要對胎圈鋼絲的生產(chǎn)質(zhì)量高度重視。胎圈鋼絲生產(chǎn)過程中最容易出現(xiàn)鋼絲露銅和鋼絲散線兩種質(zhì)量缺陷[1-3]，本研究針對這兩個(gè)問題，對胎圈鋼絲覆膠配方進(jìn)行了調(diào)整，以期徹底解決鋼絲露銅和鋼絲散線問題。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），STR20，泰國普吉宏曼麗（橡膠）有限公司產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），牌號(hào)1500E，中國石油蘭州石化公司產(chǎn)品；炭黑N660，江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰井a(chǎn)品；增粘樹脂Koresin，德國巴斯夫公司產(chǎn)品；不溶性硫黃OT-20，美國弗萊克斯公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)配方

胎圈鋼絲覆膠試驗(yàn)配方如表1所示。

表1 胎圈鋼絲覆膠試驗(yàn)配方 份

1.3 主要設(shè)備和儀器

3 L密煉機(jī)和F270型密煉機(jī)，美國法雷爾公司產(chǎn)品；LJ-150型開煉機(jī)，青島巨融機(jī)械技術(shù)有限公司產(chǎn)品；PX-420型密煉機(jī)，意大利Pomini公司產(chǎn)品；LP3000型平板硫化機(jī)，德國MonTeck公司產(chǎn)品；MV2000型門尼粘度儀和MDR2000型無轉(zhuǎn)子硫化儀，美國阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；XHS型邵爾橡塑硬度計(jì)，營口市材料試驗(yàn)機(jī)有限公司產(chǎn)品；T2000E型電子拉力機(jī)，北京友深電子儀器有限公司產(chǎn)品；GX-YLSN-1212型輪胎耐久試驗(yàn)機(jī)，青島高校測控技術(shù)有限公司產(chǎn)品。

1.4 混煉工藝

小配合試驗(yàn)?zāi)z料在3 L密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為80 r·min-1，混煉工藝為加入橡膠及除硫黃、促進(jìn)劑和防焦劑外所有小料→壓壓砣30 s→加入全部炭黑→壓壓砣→110 ℃提壓砣→145 ℃排膠；在開煉機(jī)上加硫黃和促進(jìn)劑，薄通6次，打1個(gè)卷后下片。

大配合試驗(yàn)?zāi)z料采用4段混煉工藝混煉，一至三段混煉在PX-420型密煉機(jī)中進(jìn)行，每段混煉之間停放8～12 h。一段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40 r·min-1，混煉工藝為加入生膠→全部炭黑→氧化鋅等小料→110 ℃提壓砣→150 ℃排膠；二段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40 r·min-1，混煉工藝為加入一段混煉膠→剩余小料→140 ℃排膠；三段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為25 r·min-1，混煉工藝為加入二段混煉膠→135 ℃排膠。四段混煉在F270型密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20 r·min-1，混煉工藝為加入三段混煉膠、硫黃、促進(jìn)劑等→105 ℃排膠。

1.5 性能測試

膠料及成品輪胎各項(xiàng)性能均按照相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

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2所示。

表2 小配合試驗(yàn)?zāi)z料的硫化特性

從表2可以看出，1#和2#配方膠料的門尼粘度和門尼松弛斜率的絕對值相近，3#配方膠料的門尼粘度和門尼松弛斜率的絕對值較小。此外，1#和2#配方膠料的t5相近；3#配方膠料的t5和Δt30均較長，說明后者的加工安全性較好。

從表2還可以看出：與1#和2#配方膠料相比，3#配方膠料的t10，t50和t90均最長，表明其操作安全性最好；1#—3#配方膠料的FL比較接近。

2.1.2 物理性能

小配合試驗(yàn)硫化膠的物理性能如表3所示。

表3 小配合試驗(yàn)硫化膠的物理性能

從表3可以看出：1#—3#配方硫化膠的邵爾A型硬度、100%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長率均差別不大；與1#和2#配方硫化膠相比，3#配方硫化膠的鋼絲H抽出力較大。

2.2 大配合試驗(yàn)

2.2.1 膠料性能

大配合試驗(yàn)?zāi)z料的性能如表4所示。

表4 大配合試驗(yàn)?zāi)z料的性能

從表4可以看出，3個(gè)配方大配合試驗(yàn)?zāi)z料的性能變化趨勢與小配合試驗(yàn)?zāi)z料基本一致。

2.2.2 覆膠效果

1#—3#配方胎圈鋼絲覆膠的覆膠效果分別如圖1—3所示。

圖1 1#配方胎圈鋼絲覆膠的覆膠效果

圖2 2#配方胎圈鋼絲覆膠的覆膠效果

圖3 3#配方胎圈鋼絲覆膠的覆膠效果

從圖1—3可以看出：1#配方（原始配方）胎圈鋼絲覆膠露銅比較嚴(yán)重，有輕微散線；2#配方胎圈鋼絲覆膠存在輕微露銅現(xiàn)象，沒有散線；3#配方胎圈鋼絲覆膠沒有露銅、散線情況，效果最好。

2.3 成品性能

成品輪胎的胎圈耐久性能如表5所示。

表5 成品輪胎的胎圈耐久性能

從表5可以看出，采用3#配方胎圈鋼絲覆膠的輪胎胎圈耐久性能最好。

3 結(jié)論

采用改進(jìn)后的3#配方胎圈鋼絲覆膠，可以有效解決原配方胎圈鋼絲覆膠在胎圈鋼絲成型過程中存在的露銅、散線問題，成品輪胎的胎圈耐久性能提高。