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分散剂WB16在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

2015-07-29高冬兰崔玉叶

橡胶科技 2015年11期
关键词:密炼机胎面分散剂

高冬兰,崔玉叶

(江苏通用科技股份有限公司,江苏 无锡 214199)

70%的丁苯橡胶(SBR)用于轮胎工业。SBR的耐磨性能优于天然橡胶(NR),抗湿滑性能好,滚动阻力低,但加工性能不如NR。当胎面胶中SBR用量超过50份时,混炼过程中会出现胶料粘密炼机转子的现象,影响混炼效果。分散剂WB16是由饱和脂肪酸钙皂及脂肪酰胺组成的混合物,可以改善胶料的流动性能和内部润滑性,降低生胶门尼粘度和加工过程中胶料与金属表面接触的摩擦力,减少胶料与开炼机辊筒、密炼机转子的粘连现象,改善胶料的加工性能。

本工作将分散剂WB16添加到全钢载重子午线轮胎SBR/NR胎面胶中,以解决SBR在密炼机中混炼时粘转子的问题。

1 实验

1.1 主要原材料

NR,牌号RSS3,昆明高深化工有限公司产品;SBR,牌号1500,中国石化齐鲁石油化工股份有限公司产品;炭黑N134,上海卡博特化工有限公司产品;分散剂WB16,美国Struktol公司产品[彤程化学(上海)有限公司提供]。

1.2 主要设备与仪器

XSK-150型开炼机,庄河橡胶机械有限公司产品;KD-1-5型密炼机,利拿机械工业股份有限公司产品;BB430型密炼机,神户制钢有限公司产品;GK 255N型密炼机,益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品;MV2000型门尼粘度计和MDR2000型硫化仪,美国阿尔法科技有限公司产品;XLB-Q型平板硫化机,浙江湖州东方机械有限公司产品;JGL-100型橡胶屈挠龟裂试验机,江都市精艺试验机械有限公司产品;AI-2000M型拉力试验机,高铁检测仪器有限公司产品;401A型热空气老化箱,江都市真威试验机械有限责任公司产品。

1.3 配方

生产配方:SBR,70;NR,30;炭黑N134,50;氧化锌,3.5;硬脂酸,2;抗裂口树脂,1.3;防老剂,1.8;促进剂,1.6;硫黄,1.2;防焦剂,0.2。

试验配方:除添加0.2份分散剂WB16外,其它同生产配方。

1.4 混炼工艺

1.4.1 小配合试验

小配合试验胶料混炼采用3段混炼工艺。

一段和二段混炼在KD-1-5型密炼机中进行,初始温度100 ℃,转子转速60 r·min-1。一段混炼工艺为:生胶塑炼氧化锌、硬脂酸、树压砣,混炼提压砣,混炼排胶(150±5)℃;二段混炼工艺为:(150±5)℃。

终段混炼在开炼机上进行,工艺为:二段混炼胶→辊距调至4 mm→包辊促进剂、硫黄和防焦剂→混炼左右各割刀3次→打三角包6次(最小辊距)→打卷4次→下片。

1.4.2 大配合试验

大配合试验胶料混炼采用3段混炼工艺。

一段和二段混炼在BB430型密炼机中进行,转子转速55 r·min-1,压砣压力0.55 MPa。一段混炼工艺为:生胶、3/5炭黑和部分小料→压压砣剩余2/5炭黑→压压砣排胶(150±5)℃→停放8 h;二段混炼工艺为:一段混炼胶、剩余小料→压压砣提压砣→压压砣提压砣→压压砣1→40s排胶(150±5)℃→停放8 h。

终炼在GK255N型密炼机中进行,转子转速25 r·min-1,压砣压力0.55 MPa。工艺为:二段混炼胶、促进剂和硫黄→提压砣排胶(90±5)℃→停放8 h。

混炼胶在室温下放置24 h后用平板硫化机硫化,硫化条件为160 ℃×90 min。

1.5 性能测试

胶料各项性能均按相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 理化分析

分散剂WB16的理化分析结果如表1所示。从表1可以看出,分散剂WB16的理化性能符合企业技术指标要求。

表1 分散剂WB16的理化分析结果

2.2 小配合试验

小配合试验结果如表2所示。从表2可以看出,与生产配方胶料相比,试验配方胶料的门尼粘度降低,ML和MH相近,焦烧时间和t90延长,拉断伸长率增大,耐磨性能提高。总的来说,试验配方胶料的综合性能优于生产配方胶料。

表2 小配合试验结果

2.3 大配合试验

大配合试验结果如表3所示。从表3可以看出,大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表3 大配合试验结果

2.4 工艺性能

混炼工艺性能:与生产配方胶料相比,试验配方胶料的混炼工艺相同,混炼时胶料粘密炼机转子问题大大减轻,胶料混炼效率和混炼均匀性提高。

挤出工艺性能:用试验配方胶料试制12.00R20全钢载重子午线轮胎胎面胶,胶料加工工艺性能良好,胎面挤出过程未发现异常,半成品尺寸符合工艺要求。

试验配方胶料的成型工艺和硫化工艺与生产配方胶料相同。

2.5 成品轮胎性能

用试验配方胶料试制了一批千里马牌12.00R20 18PR XR638轮胎,成品轮胎进行室内耐久性能试验,并与生产配方胶料轮胎对比,结果见表4。从表4可以看出,试验轮胎的耐久性能略优于生产轮胎,使用寿命延长。

表4 成品轮胎耐久性能试验结果

3 结论

在全钢载重子午线轮胎SBR/NR胎面胶中添加分散剂WB16,混炼时胶料粘密炼机转子问题明显减轻,胶料混炼效率和混炼均匀性提高;胶料的门尼粘度降低,耐磨性能提高,定伸应力和拉伸强度变化不大;成品轮胎耐久性能提高。

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