全钢载重子午线轮胎全溴化丁基橡胶气密层胶的性能研究

汪阳升，邓 涌，刘军华，杨 阳，唐清华

[双钱集团（重庆）轮胎有限公司，重庆 400900]

随着交通路况条件的改善和轮胎技术的不断发展，无内胎轮胎需求量增大，客车用全钢载重子午线轮胎翻新次数一般要求达到2～3次，使用寿命达到2～3年，因此其气密层胶的性能非常重要。

传统气密层胶的主体材料采用溴化丁基橡 胶（BIIR）与天然橡胶（NR）并用，其优点是胶料加工性能好、不易焦烧、自粘性好、接头不易脱开。为提高气密层胶的气密性和耐热老化性能，延长轮胎的使用寿命，本工作全钢载重子午线轮胎气密层胶主体材料全部采用BIIR，研究与BIIR/NR气密层胶相比，BIIR气密层胶的物理性能和加工性能变化。

1 实验

1.1 主要原材料

BIIR，牌号2302，浙江信汇合成新材料有限公司产品；NR，牌号GSR9710，云南高深集团有限公司产品；炭黑N660，曲靖众一精细化工有限公司产品。

1.2 主要设备与仪器

XM-370型密炼机，大连橡胶塑料机械股份有限公司产品；GK-255型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；M2000型门尼粘度仪、C2000E型无转子硫化仪和T2000E型电子拉力试验机，北京友深电子仪器有限公司产品。

1.3 配方

配方如表1所示。

表1 配方 份

1.4 混炼工艺

BIIR/NR胶料混炼分2段进行。一段混炼在XM-370型密炼机中进行，混炼工艺为：NR和 BIIR（40 r·min-1，30 s）→炭黑和小料（30 s）→环烷油→排胶（30 r·min-1，141℃）。二段混炼在GK-255型密炼机中进行，混炼工艺为：一段混炼胶（25 r·min-1，40 s）→硫黄、促进剂和氧化锌（40 s）→提压砣，压压砣→提压砣，压压砣→排胶（20 r·min-1，104 ℃）。

BIIR胶料采用与BIIR/NR胶料相同的2段混炼工艺时，一段排胶后发现部分BIIR和树脂未分散，因此将混炼工艺改为3段混炼工艺。一段、二段混炼在XM-370型密炼机中进行。一段混炼工艺为：BIIR（40 r·min-1，30 s）→60份炭黑和小料（34 s）→环烷油→排胶（30 r·min-1，137 ℃）。二段混炼工艺为：一段混炼胶（40 r·min-1，20 s）→5份炭黑（30 s）→提压砣，压压砣→排 胶（20 r·min-1，135 ℃）。三段混炼在GK-255型密炼机中进行，混炼工艺为：二段混炼胶、硫黄、促进剂和氧化锌（25 r·min-1，40 s）→提压砣，压压 砣（40 s）→提压砣，压压砣→排胶（20 r·min-1，104 ℃）。

1.5 性能测试

胶料性能测试按照相应国家标准进行。

2 结果与讨论

2.1 物理性能

胶料物理性能如表2所示。从表2可以看出，与BIIR/NR胶料相比，BIIR胶料的门尼粘度低，焦烧时间缩短，拉断伸长率较高，耐热老化性能较好。

表2 BIIR/NR胶料与全BIIR胶料性能对比

2.2 加工性能

BIIR胶料分别采用了2段混炼工艺和3段混炼工艺，混炼工艺性能如表3所示。从表3可以看出，采用2段混炼工艺的BIIR胶料分散性差，采用3段混炼工艺的BIIR胶料分散均匀、表面光滑，混炼胶质量提升，最终排胶温度低。

表3 BIIR胶料混炼工艺性能

压延半成品表面如图1所示，成型接头贴合质量如图2所示。从图1和图2可以看出：BIIR胶料采用2段混炼工艺，压延半成品表面毛糙，即使在接头处粘贴胶片，成型仍然接头弹开，自粘性差；采用3段混炼工艺的压延半成品表面光滑，成型接头无弹开现象，自粘性显著提高。

图1 BIIR胶料压延半成品外观对比

图2 BIIR半成品成型接头的贴合质量

2.3 气密性

按照GB/T 1038—2000《塑料薄膜和薄片气体透过性测试方法 压差法》测试胶料的气密性，试验结果如表4所示。

从表4可以看出，按透气系数计算，BIIR胶料的气密性比BIIR/NR胶料提高25.6%。因此BIIR气密层厚度可以适当减小，以满足轮胎轻量化和降低成本的要求。

表4 胶料气密性试验结果

3 结语

全钢载重子午线轮胎气密层胶的主体材料全部采用BIIR，气密层的耐热老化性能和气密性明显提高，可大大减少氧和臭氧渗入胎体，延长轮胎使用寿命。