抗疲劳剂PA-600在全钢载重子午线轮胎带束层胶中的应用

陈 慧

（常州市五洲化工有限公司，江苏 常州 570228）

随着交通运输业的发展，路况、车况不断变化，汽车的行驶速度不断提高，轮胎在实际行驶时的变形频率增大，胎体升温较快，导致胶料与帘线的粘合力下降。其中胎肩部位厚度大，轮胎长时间行驶的反复屈挠使得其变形大，导致帘布层间和帘布层与胶层间出现较大面积的脱开而产生肩空。解决上述问题是提高轮胎质量的重要环节，是轮胎制造企业及功能助剂生产厂家必须研究的课题。将带束层牢固地结合为一个整体，使复合带束层体系在变形时正常传递载荷，并均匀分布应力，可有效减少轮胎肩空。

抗疲劳剂PA-600是由有机羧酸盐、粘合型酚醛树脂及间-甲-白粘合体系组成的配位复合物，主要用于钢丝帘布、锦纶帘布、聚酯帘布等胶料中，可有效提高胶料与帘线的粘合力，并能在高温下保持结合键稳定，尤其适用于动态条件下使用的轮胎和橡胶制品胶料。本工作研究抗疲劳剂PA-600在全钢载重子午线轮胎带束层胶中的 应用。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），广州市汇丰橡胶（集团）有限公司产品；丁苯橡胶（SBR），中国石油兰州石化公司产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，中国石化北京燕山石化有限公司产品；抗疲劳剂PA-600，常州市五洲化工有限公司产品；炭黑N220和N660，青岛卡博特进出口有限公司产品；白炭黑，无锡确成硅化学股份有限公司产品；氧化锌，质量分数为0.997，上海京华化工厂有限公司产品；硬脂酸，吉林市大宇化工有限公司产品；防老剂4020，江苏圣奥化学科技有限公司产品；防老剂RD，中国石化南京化学工业有限公司产品；防护蜡，德国莱茵化学（青岛）有限公司产品；环保芳烃油，宁波汉圣化工有限公司产品；促进剂NS，山东尚舜化工有限公司产品；硫黄，中国石化安庆石化有限公司 产品。

1.2 配方

基本配方：NR 60，BR 20，SBR 20，氧化锌 4，硬脂酸 2.5，环保芳烃油 7，防老剂4020 1，防老剂RD 1.5，防护蜡 1，硫黄 1.3，促进剂NS 1.2。

小配合试验配方：在基本配方基础上添加的其余组分及其用量为炭黑N220/N660 50，白炭黑 15，抗疲劳剂PA-600 变量。

生产配方：在基本配方基础上添加的其余组分及其用量为炭黑N220/N660 45，白炭黑 12。

大配合试验配方在生产配方的基础上增加3.5份抗疲劳剂PA-600。

1.3 主要设备和仪器

XK-160型开炼机、50 t四柱平板硫化机，湖州橡胶机械厂产品；橡胶密炼机（1 L），东莞市正工机电设备科技有限公司产品；F370型密炼机，大连橡胶塑料机械有限公司产品；BE-MY-7100型硫化仪，江都市新真威试验机械有限责任公司产品；disperGRADE R＋炭黑分散度仪，美国阿尔法科技有限公司产品；LX-A型橡胶邵氏硬度计，江都市腾达试验仪器厂产品；WGJ-2500BⅡ型电子拉力机，广西师范大学秀峰电器厂产品；HX-267型阿克隆磨耗试验机，扬州华辉检测仪器有限公司产品；XY-4F型四辊压延机，新乡市橡胶机械有限公司产品。

1.4 试样制备

小配合试验：胶料采用两段混炼工艺，一段混炼在1 L密炼机中进行，将生胶与防老剂4020、防老剂RD、氧化锌、白炭黑及炭黑等混炼均匀，二段混炼在开炼机上进行，将一段混炼胶与促进剂、硫黄和抗疲劳剂PA-600混炼均匀。

大配合试验：采用三段混炼工艺，一段和二段混炼在F370型密炼机中进行，一段混炼将生胶与防老剂4020、防老剂RD、氧化锌、白炭黑及炭黑等混炼均匀；二段混炼将一段混炼胶与促进剂和抗疲劳剂混炼均匀；终炼在开炼机上进行，将二段混炼胶与硫黄混炼均匀。

1.5 性能测试

胶料性能按相应国家、行业或企业标准测试。

2 结果与讨论

2.1 理化分析

抗疲劳剂PA-600的理化分析结果见表1。

表1 抗疲劳剂PL-600的理化分析结果

由表1可见，抗疲劳剂PL-600的各项理化性能符合指标要求。

2.2 小配合试验

为了研究抗疲劳剂PA-600对胶料性能的影响，进行了小配合试验，结果见表2。

表2 小配合试验结果

由表2可见，3#配方胶料的300%定伸应力、拉伸强度和H抽出力均大于1#和2#配方胶料，其他性能基本持平。由此可见，添加3.5份抗疲劳剂PA-600可有效提高H抽出力，因此大配合试验配方以生产配方为基础，添加3.5份抗疲劳剂PA-600。

2.3 大配合试验

2.3.1 物理性能

大配合试验胶料混炼时无粘辊和脱辊现象，胶片表面光亮，混炼胶快检结果见表3。大配合试验结果见表4。

由表3可见：试验配方胶料的塑性值与生产配方胶料基本一致；试验配方胶料的X值（炭黑在混炼胶中的分散度）和Y值（炭黑中超大颗粒的分布指数）值均大于生产配方胶料，说明试验配方胶料的炭黑分散性较好。

表3 混炼胶快检结果

表4 大配合试验结果

由表4可见，试验配方胶料的拉断伸长率略小，撕裂强度和H抽出力明显增大，其他性能与生产配方胶料相当。

2.3.2 工艺性能

试验配方胶料在压延时开炼机供胶温度和压延机辊间堆积胶温度均为95 ℃，压延速度为38 m·min-1。帘布压延时无胶料焦烧和帘布破边现象，压延帘布表面光滑平整；帘布贴合的自粘性与互粘性均较好，成型时帘布筒套入容易，无帘布过粘问题。

2.4 成品试验

采用试验配方生产试制了400条横向花纹加强型10.00R20 16PR轮胎，成品轮胎粘合强度测定结果见表5，耐久性能试验结果见表6。

表5 成品轮胎的粘合强度 kN·m-1

表6 成品轮胎的耐久性能试验结果

由表5和6可见，试验轮胎的粘合性能优于生产轮胎，耐久性能提高。

将本次试制的其余轮胎进行不定点实际里程试验，以观察实际使用效果。到目前为止已使用一年多，尚未出现异常情况。

3 结论

在全钢载重子午线轮胎带束层胶中加入抗疲劳剂PA-600，炭黑在胶料中的分散性改善，胶料的H抽出力明显增大，成品轮胎带束层与胎面和胎体间的粘合强度和轮胎耐久性能提高，轮胎肩空现象有效减少。