分散剂F-18在工程机械轮胎胎面上层胶和基部胶中的应用

李华峰

（山东东营市黄海轮胎有限公司，山东 东营 257336）

随着橡胶技术的发展，新型橡胶助剂不断涌现，使用新材料成为轮胎企业提高产品质量的有效方法。分散剂F-18是金属皂基混合物，具有优良的润滑性能，可使其他配合剂在橡胶中快速均匀分散，改善胶料各组分的相容性，降低轮胎生热，延长轮胎使用寿命。本工作研究分散剂F-18在工程机械轮胎胎面上层胶和基部胶中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），牌号SMR20，马来西亚产品。丁苯橡胶（SBR），牌号1502；顺丁橡胶（BR），牌号9000，中国石化齐鲁石油化工股份有限公司产品。炭黑N234，N660和N330，太原三强炭黑有限公司产品。分散剂F-18，朝阳恒兴橡塑助剂有限公司产品。

1.2 配方

1.2.1 胎面上层胶

1#配方（生产配方）：NR 70，SBR 30，炭黑N234 52，氧化锌 5，硬脂酸 3，防老剂 4.5，芳烃油 5，硫黄 1.6，促进剂 1.5。

2#，3#，4#配方（试验配方）：除分别添加1，1.5，2份分散剂F-18外，其余组分及用量与1#配方相同。

1.2.2 胎面基部胶

5#配方（生产配方）：NR 80，BR 20，炭黑N330 28，炭黑N660 20，氧化锌 5，硬脂酸2.5，防老剂 4，芳烃油 6，粘合剂 1.5，硫黄1.8，促进剂 1.1。

6#，7#，8#配方（试验配方）：除分别添加1，1.5，2份分散剂F-18外，其余组分及用量与5#配方相同。

1.3 主要设备与仪器

F270型密炼机和GK255型密炼机，大连华韩密炼机公司产品；XK-160型开炼机和XLB-400×400型平板硫化机，青岛一鸣机械有限公司产品；MV2000型门尼粘度仪和MDR2000型无转子硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品；TH-8203S型电子式拉力机，高铁检测仪器有限公司产品；Alpha炭黑分散度测定仪，青岛富杰科技有限公司产品；Gabometer橡胶压缩生热试验机，德国高宝公司产品。

1.4 试样制备

小配合试验胶料混炼分两段在开炼机上进行。一段混炼加料顺序为：生胶→氧化锌、硬脂酸、防老剂和分散剂F-18→炭黑→芳烃油→薄通→下片，停放4 h；二段混炼加料顺序为：一段混炼胶→硫黄和促进剂→薄通→下片。

大配合试验胶料混炼分两段在密炼机中进行。一段混炼在F270型密炼机中进行，加料顺序为：生胶→小料、分散剂F-18和炭黑→芳烃油→排胶，停放4 h；二段混炼在GK255型密炼机中进行，加料顺序为：一段混炼胶→硫黄和促进剂→下片。

1.5 性能测试

胶料和成品性能测试按相应国家标准进行。

2 结果与讨论

2.1 理化分析

分散剂F-18的理化性能如表1所示。

表1 分散剂F-18的理化性能

从表1可以看出，分散剂F-18的理化性能符合企业标准要求。

2.2 小配合试验

2.2.1 胎面上层胶

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胎面上层胶小配合试验结果如表2所示。

从表2可以看出，随着分散剂F-18用量增大，胶料的门尼粘度减小，硫化特性变化不大，炭黑分散性改善，拉伸性能略有下降，抗撕裂性能和耐磨性能提高，回弹值增大，生热明显降低，耐热老化性能改善。

表2 胎面上层胶小配合试验结果

2.2.2 胎面基部胶

胎面基部胶小配合试验结果如表3所示。

表3 胎面基部胶小配合试验结果

从表3可以看出，随着分散剂F-18用量增大，胶料的门尼粘度减小，硫化特性变化不大，炭黑分散性改善，拉伸性能略有下降，抗撕裂性能提高，回弹值增大，生热明显降低，耐热老化性能改善。

2.3 大配合试验

2.3.1 胎面上层胶

从表4可以看出，与生产配方胶料相比，添加2份分散剂F-18的试验配方胶料硫化特性和拉伸性能变化不大，炭黑分散性明显改善，门尼粘度降低10.3%，撕裂强度提高2.6%，磨耗量减小25.0%，回弹值增大6.7%，生热降低5.9%，耐热老化性能提高。胎面上层胶的大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表4 胎面上层胶大配合试验结果

2.3.2 胎面基部胶

对胎面基部胶的5#生产配方和8#试验配方进行大配合试验，结果如表5所示。

从表5可以看出，与生产配方胶料相比，添加2份分散剂F-18的试验配方胶料硫化特性和拉伸性能相差不大，门尼粘度降低8.0%，撕裂强度提高5.1%，回弹值增大6.7%，生热降低9.1%，耐热老化性能和炭黑分散性明显改善。胎面基部胶的大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表5 胎面基部胶大配合试验结果

2.4 工艺性能

胎面上层胶和基部胶试验配方（分别为4#和8#配方）胶料工艺性能如下：①混炼胶表面光滑，韧性好，均匀致密，分散良好；②挤出胎面表面光滑，尺寸稳定，无破边现象，断面均匀致密；③胎面上层胶和基部胶粘合性能好，成型工艺正常，胎坯挺性好。

2.5 成品轮胎性能

用4#和8#试验配方胶料生产23.5-25轮胎，测试成品轮胎胎面胶物理性能，结果如表6所示。

从表6可以看出，试验轮胎胎面胶的300%定伸应力和拉伸强度变化不大，撕裂强度提高，阿克隆磨耗量减小，热老化后拉伸强度下降率和拉断伸长率降低，试验轮胎胎面胶的综合物理性能优于生产轮胎。

表6 成品轮胎胎面胶物理性能

3 结论

在工程机械轮胎胎面上层胶和基部胶中添加2份分散剂F-18，胶料的门尼粘度降低，炭黑分散性改善，挤出和成型工艺性能良好，硫化特性和拉伸性能变化不大，抗撕裂性能、耐磨性能和弹性提高，生热降低，耐热老化性能改善，成品轮胎胎面胶的物理性能良好。