复合增粘树脂在全钢载重子午线轮胎中的应用.docx

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复合增粘树脂在全钢载重子午线轮胎中的应用

复合增粘树脂在全钢载重子午线

轮胎中的应用

郭跃辉　张　旭　俞德宗

[青岛橡胶（集团有限责任公司　266041]

　　摘要　对复合增粘树脂在全钢载重子午线轮胎中的应用进行了试验研究。

结果表明,在粘合胶料中加入复合增粘树脂,可以明显改善胶料半成品部件的粘合性能并降低生产成本,而对胶料的硫化特性及硫化胶的物理性能影响甚微。

关键词　全钢载重子午线轮胎,复合增粘树粘,粘合性能

　　全钢载重子午线轮胎要求各半成品之间有较好的粘合性能,此性能欠佳将使成品轮胎出现诸如气泡、脱层等质量缺陷。

在近期生产中,存在内衬层和各部位所用胶片粘合性能差的问题,这不仅影响了成品质量,也给成型工艺操作带来麻烦。

为此,我们着手进行改善内衬层下层胶料和其它胶片胶料半成品粘合性能的试验研究。

为改善胶料半成品粘合性能,一般使用石油树脂或酚醛树脂。

以前,曾采用叔丁基酚醛树脂作增粘剂,结果胶片生产时粘辊现象严重,无法进行生产。

因此,我们在参考大量技术资料的基础上,选用石油类复合增粘树脂进行试验。

本文就有关情况做一介绍。

1　实验

111　主要原材料

复合增粘树脂为青岛琴波化工有限公司产品,它是从石油裂解生产乙烯的副产物C9中提取苯乙烯及茚馏分,经催化聚合后再加入C5树脂、二甲苯树脂、辛基酚醛树脂及松香树脂等成分制成的一种新型橡胶增粘树脂。

其理化性能如表1所示。

　　作者简介　郭跃辉,男,29岁。

工程师。

1992年毕业于黑龙江大学应用化学专业。

主要从事全钢载重子午线轮胎配方设计、工艺管理和新型原材料应用研究工作。

表1　复合增粘树脂理化性能

项　目指　　标实测值

外观黄色或浅棕色块状固体黄色块状固体

软化点/℃80~9083

pH值5~87

灰分质量分数

　（550℃<010********

　　其它原材料为常用原材料。

112　基本配方

选择内衬层下层胶料（胶料A和胶片胶料（胶料B进行试验。

胶料A基本配方:

NR　100;炭黑　55;氧化锌　8;不溶性硫黄　5125;其它　8125。

胶料B基本配方:

NR　100;炭黑　42;氧化锌　8;不溶性硫黄　6;其它　915。

113　主要设备和仪器

117L本伯里密炼机,日本神钢公司产品;Φ15214mm开炼机;MDR2000硫化仪、MV2000门尼粘度计及T10电子拉力机,均为孟山都公司产品。

114　试样制备与测试

（1室内小配合试验

胶料A和B分别采用同一配方各制备两种胶料,在各自的其中一种胶料中加入2份复合增粘树脂。

胶料均采用二段混炼:

先采用117L本伯里密炼机混炼,转子转速为7618r・min-1,混炼时间为5min;排胶后于

室温下停放4h,然后在Φ15214mm开炼机上加硫黄和促进剂,最后压成胶片。

胶料经两段混炼后取片进行检验。

硫化特性用MDR2000硫化仪测试,门尼粘度和门尼焦烧用MV2000门尼粘度计测试。

（2半成品粘合性能试验

将胶料A和B（包括加复合增粘树脂的试验胶料分别在开炼机上混炼后,压成3mm厚的胶片。

胶片的一面贴敷聚乙烯塑料垫布,另一面贴敷在纤维帘布上。

在贴敷聚乙烯塑料垫布的一面用直尺量取并制成25mm×200mm的长条形试样。

撕下聚乙烯塑料垫布后立即将两个试样粘合在一起,其一端用塑料纸隔离,以便拉伸时用夹具夹持。

对粘合在一起的试样施加3912N滚动压力,反复滚压5次。

试样停放4h。

半成品粘合性能用T10电子拉力机测试。

每个试样做两个平行试验,取算术平均值。

（3车间大配合试验

选用胶料A和B,在这两种胶料中分别各加入2份复合增粘树脂,其它原材料品种和用量同正常生产用胶料,炼胶条件同正常生产工艺条件。

对终炼胶取样进行快检和硫化特性、物理性能测试。

2　结果与讨论

211　室内小配合试验

（1胶料硫化特性

胶料硫化特性测试结果如表2所示。

从表2可以看出,使用复合增粘树脂后胶料门尼粘度降低,门尼焦烧时间延长,硫化速度稍有减慢。

为什么要放慢胶料硫化速度?

根据引进技术要求,内衬层下层胶使用胎体帘布胶。

由于这种胶料粘性不好,我们根据生产实际情况将原胎体帘布胶的炼胶条件进行了调整,使胶料门尼粘度有所降低,制成内衬层下

表2　胶料硫化特性测试结果

项　目

胶料A

1#胶料2#胶料

胶料B

1#胶料2#胶料门尼粘度[ML

　（1+4100℃]9016851094128711

门尼焦烧时间

　（127℃/min10112141271517718145

硫化仪数据（185℃

　ML/（dN・m2.82.72.82.4

　MH/（dN・m26.325.128.82815

　t10/min0142014201430145

　t50/min0192019701800187

　t90/min1188210511521180

　　注:

1#胶料为正常生产胶料;2#胶料为加2份复合增粘树脂的试验胶料。

层专用胶料,即胶料A。

由于硫化时内衬层下层紧靠胶囊,其受热温度高于胎体帘布胶,因此认为在配方设计上应使胶料A的硫化速度比胎体帘布胶慢。

胶料B是由低铜钢丝胎体帘布胶过渡而来的,配方与之完全相同。

基于同样原因,为使胶料门尼粘度降低而改变混炼条件制成胶料B。

同胶料A一样,胶料B也属胎体帘布胶,其硫化速度也应比后者慢。

通过加入复合增粘树脂进行试验,达到了减慢硫化速度的目的,这有利于提高产品的质量。

（2胶料物理性能

胶料A和B物理性能测试结果分别如表3和4所示。

从表3和4可以看出,使用复合增粘树脂的试验胶料的定伸应力降低,拉伸强度和钢丝抽出力与没使用复合增粘树脂的胶料接近,扯断伸长率和撕裂强度明显增大。

212　半成品粘合性能试验

半成品胶片剥离测试结果如表5所示。

从表5可以看出,复合增粘树脂明显改善了胶料的自粘性,从而提高了全钢载重子午线轮胎各半成品部件之间的粘合性能。

213　车间大配合试验

（1胶料性能快检

表3　胶料A物理性能测试结果

项　　目1#胶料2#胶料

硫化时间（151℃/min2030406020304060100%定伸应力/MPa3.43.94.54.72.93.43.94.1300%定伸应力/MPa16.418.220.020.114.016.217.718.2拉伸强度/MPa28.927.927.025.728.127.728.125.9扯断伸长率/%492430406374518474456402IRHD硬度/度7478787872767677钢丝抽出力/N—1258———1335——撕裂强度/（kN・m-1—101———161——回弹值/%——48———49—　　注:

同表2。

表4　胶料B物理性能测试结果

项　　目1#胶料2#胶料

硫化时间（151℃/min2030406020304060100%定伸应力/MPa4.04.74.54.23.94.34.34.3300%定伸应力/MPa16.819.119.0171715.917.817.817.1拉伸强度/MPa28.626.824.723.829.225.224.624.2扯断伸长率/%490410382388516410410408IRHD硬度/度7980808079808180钢丝抽出力/N—1377———1300——撕裂强度/（kN・m-1—112———140——回弹值/%——50———45—

　　注:

同表2。

表5　半成品胶片剥离测试结果

项　目

胶料A

1#胶料2#胶料

胶料B

1#胶料2#胶料

粘合力/N20260150260

表面状况较光滑完全破坏部分破坏完全破坏　　注:

同表2。

胶料A和B性能快检结果分别见表6和7。

从表6可以看出,试验胶料各项指标均符合胶料A快检要求,可将其用于在下工序生产内衬层下层胶片。

从表7可以看出,试验胶料各项指标均符合胶料B快检要求,可将其专用于生产016mm厚胶片。

（2胶料硫化特性

胶料硫化性能测试结果如表8所示。

从表8可以看出,使用复合增粘树脂的试验胶料的门尼粘值降低,门尼焦烧略有延长,硫化速度稍慢,与室内小配合试验结果完全相符。

（3胶料物理性能

胶料A和B物理性能测试结果分别如表9和10所示。

从表9和10可知,使用复合增粘树脂的试验胶料定伸应力稍稍偏低,拉伸强度与没使用复合增粘树脂的胶料接近,撕裂强度提高明显,与室内小配合试验结果基本相符。

214　试验胶料车间使用情况

胶料A试验胶料到下工序后,技术人员跟班生产并观察记录有关数据。

该试验胶料专用于生产10100R20子午线轮胎内衬层。

跟班观察发现,胶料表面较光滑、粘合性能改善,排胶温度无显著变化,但在生产中有刺激气味。

成型车间使用后反映,胶料表面粘合性能有较大改善。

胶料B试验胶料专用于生产016mm厚胶片,胶料表面粘合性能改

表6　胶料A性能快检结果

项　　目　　　　　　正常胶料　　　　　　　　　　　　试验胶料　　　　　　1#2#3#4#1#2#3#4#

标准

门尼粘度[ML（1+4100℃]——7217—751176107914741366~82门尼焦烧时间（127℃/min—9107——9123914781738148≥8硫化仪数据（185℃

　ML/（dN・m2.62.72.62.82.72.63.12.7216　MH/（dN・m24.525.424.725.726.326.727.126.72413　t10/min0.430.420.430.430.450.450.450.450143　t50/min1.000.981.001.001.050.931.000.931100　t90/min2.232.222.232.232.352.252.272.002115密度/（Mg・m-31.1651.1661.1661.1651.1671.1621.1641.16611170钢丝抽出力/N31166/—1213/—1126/1215/1160/1147/800/

121012441180125212211266950　　注:

3最低/平均（4根帘线抽出力的算术平均值。

表7　胶料B性能快检结果

项　　目　　　　　　正常胶料　　　　　　　　　　　　试验胶料　　　　　　1#2#3#4#1#2#3#4#

标准

门尼粘度[ML（1+4100℃]81.984.781.988.480.279.777.875.175~91门尼焦烧时间（127℃/min13.0313.5513.0313.1814.5011.6510.9011.47≥8硫化仪数据（185℃

　ML/（dN・m2.72.82.82.92.92.92.82.7218　MH/（dN・m28.729.928.930.227.026.125.825.62818　t10/min0.420.430.420.430.450.450.450.450142　t50/min0.780.830.800.800.870.830.830.850178　t90/min1.631.621.601.581.751.681.681.681160密度/（Mg・m-31.1721.1681.1671.1681.1651.1581.1601.16311170钢丝抽出力/N31292/1257/1257/1304/1252/1291/1256/1279/900/

132********8135113541322131313141100　　注:

3同表6。

表8　胶料硫化特性测试结果

项　目

胶料A

1#胶料2#胶料

胶料B

1#胶料2#胶料

门尼粘度[ML

　（1+4100℃]7916761388127517门尼焦烧时间

　（127℃/min91559198912810197硫化仪数据（