抗龟裂剂D-99在工程机械轮胎胎面胶和胎侧胶中的应用

李华峰

（山东东营市黄海轮胎有限公司，山东 东营 257336）

随着我国汽车工业的快速发展，汽车保有量增大，轮胎市场竞争日趋激烈。为了提高产品品质，在市场竞争中取得优势，轮胎企业纷纷加快新材料的应用及新产品的研发工作。

胎面和胎侧是工程机械轮胎的主要受压、受热部件。胎面胶和胎侧胶应具有良好的动态疲劳性能和耐热老化性能。抗龟裂剂D-99是一种新型防护助剂，对于抑制橡胶老化龟裂、提高橡胶抗屈挠性能和耐热老化性能有很好的效果[1-2]。本工作主要研究抗龟裂剂D-99在工程机械轮胎胎面胶及胎侧胶中的应用。

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，中国石化齐鲁石油化工有限公司产品；炭黑N234，N660，N330，太原三强炭黑有限公司产品；抗龟裂剂D-99，朝阳恒兴橡塑助剂有限公司产品。

1.2 配方

1.2.1 胎面胶

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，促进剂 1.3，硫黄 1.8。

2#，3#，4#配方（试验配方）：除分别添加1份、1.5份、2份抗龟裂剂D-99外，其余同1#配方。

1.2.2 胎侧胶

5#配方（生产配方）：NR 50，SBR 50，炭黑N330 40，炭黑N660 20，氧化锌 5，硬脂酸 2.5，防老剂 5.5，芳烃油 8，粘合剂 1.5，促进剂0.7，硫黄 1.5。

6#，7#，8#配方（试验配方）：除分别添加1份、1.5份、2份抗龟裂剂D-99外，其余同5#配方。

1.3 主要设备与仪器

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；F270型密炼机和GK255型密炼机，大连华韩密炼机公司产品；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，中国台湾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GABO公司产品。

1.4 试样制备

小配合试验胶料混炼采用2段混炼工艺，在开炼机中进行。一段混炼加料顺序为：生胶→氧化锌、硬脂酸、防老剂、抗龟裂剂D-99等小料→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2段进行，一段混炼在F270型密炼机中进行，加料顺序为：生胶→小料、抗龟裂剂D-99、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

胶料性能按照国家相应标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 理化性能

抗龟裂剂D-99的理化性能如表1所示。

从表1可以看出，抗龟裂剂D-99的理化性能符合企业标准要求。

2.2 小配合试验

2.2.1 胎面胶

胎面胶小配合试验结果见表2。

表2 胎面胶小配合试验结果

从表2可以看出，随着抗龟裂剂D-99用量增大，胶料的硫化特性和拉伸性能变化不大，抗撕裂性能和耐磨性能提高，回弹值增大，生热降低，耐热老化性能和耐天候老化性能明显改善。

2.2.2 胎侧胶

胎侧胶小配合试验结果见表3。

表3 胎侧胶小配合试验结果

从表3可以看出，随着抗龟裂剂D-99用量增大，胶料的硫化特性和拉伸性能变化不大，回弹值增大，压缩生热降低，耐屈挠性能明显提高，耐热空气老化性能和耐天候老化性能明显改善。

2.3 大配合试验

2.3.1 胎面胶

为进一步验证小配合试验结果，对1#和4#配方进行胎面胶大配合试验，结果见表4。

表4 胎面胶大配合试验结果

从表4可以看出，与生产配方胶料相比，添加2份抗龟裂剂D-99的试验配方胶料硫化特性和拉伸性能相差不大，撕裂强度提高2.5%，磨耗量减小20%，生热降低11%，回弹值略增大，耐热空气老化性能和耐天候老化性能明显改善。大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

2.3.2 胎侧胶

对5#和8#配方进行胎侧胶大配合试验，结果见表5。

从表5可以看出，与生产配方胶料相比，添加2份抗龟裂剂D-99的试验配方胶料硫化特性和拉伸性能相差不大，撕裂强度提高5.3%，回弹值增大3.3%，生热降低8.2%，耐屈挠裂口长度减小11.2%，耐热老化性能和耐天候老化性能改善。大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表5 胎侧胶大配合试验结果

2.4 工艺性能

试验胎面胶和胎侧胶工艺性能如下。

（1）混炼胶表面光滑，韧性好，均匀致密，分散良好。

（2）挤出胎面和胎侧表面光滑，尺寸稳定，无破边现象，断面均匀致密。

（3）成型工艺正常，胎面胶和胎侧胶粘合性能好，胎坯挺性好。

2.5 成品性能

用4#和8#试验配方生产17.5-25轮胎，测试成品轮胎物理性能，并与生产轮胎进行对比，结果见表6。

从表6可以看出，试验轮胎物理性能优于生产轮胎。

表6 成品轮胎物理性能

用17.5-25试验轮胎与生产轮胎混合装车进行道路试验。试验1个月后，生产轮胎的胎面和胎侧部位出现较深的老化裂纹，而试验轮胎未发现裂纹，轮胎使用寿命明显延长。

3 结论

在工程机械轮胎胎面胶或胎侧胶中添加2份抗龟裂剂D-99，胶料的挤出和成型工艺性能良好，硫化特性和拉伸性能变化不大，耐磨性能和弹性提高，生热降低，耐屈挠龟裂性能、耐热老化性能和耐天候老化性能明显改善，成品轮胎的物理性能良好，使用寿命明显延长。