固体橡胶操作油SG-100在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用

张 宁，龙飞飞，郑 涛，姜 杰，徐 岩，张悉帅

（山东丰源轮胎制造股份有限公司，山东 枣庄 277300）

环保型固体橡胶操作油SG-100（以下简称固体油SG-100）是高性能子午线轮胎用辅助材料。固体油SG-100是由传统的粘稠液态橡胶操作油制成的便于称量的固态橡胶操作油，主要由液态橡胶操作油、高分散白炭黑和增粘树脂等聚合而成。

固体油SG-100为粉状固体，性质稳定，不易变质，无毒，无污染，不需要储存保温油库及运送管道，便于运输和储存；软化点较低，使用时无需加热，分散性好，不飞扬，可以准确计量，避免了桶装油带来的操作不便性，不但节省人力和设备成本，而且节能和环保；使胶料门尼粘度调节更精准、便捷，保证产品性能稳定性[1-3]。固体油SG-100的工艺性能和使用效果优于传统的液态橡胶操作油，可广泛应用于轮胎、输送带及其他橡胶制品行业。

本工作研究固体油SG-100在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

溶聚丁苯橡胶（SSBR），牌号RC2557S，油质量分数为0.27，中国石油独山子石化公司产品；乳聚丁苯橡胶（ESBR），牌号SBR1502，中国石化齐鲁石化公司产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，北京四联创业化工有限公司提供；固体油SG-100（环保芳烃油、白炭黑1115MP和功能性树脂的质量分数分别为0.69，0.30和0.01），青岛中海嘉新材料有限公司产品；白炭黑1115MP，青岛艾博特有限公司产品；炭黑N234，江西黑猫炭黑股份有限公司产品；环保油V700，德国汉圣公司产品；微晶蜡Antilux111，莱茵化学（青岛）有限公司产品；防老剂4020、防焦剂CTP、硫黄和促进剂CZ，山东尚舜化工有限公司产品。

1.2 配方

试验配方如表1所示。固体油SG-100中的环保芳烃油和功能性树脂等量替代环保油V700，固体油SG-100中的白炭黑等量替代配方中单独添加的白炭黑。

表1 试验配方 份

1.3 主要设备和仪器

串联密炼机系统（GK320型密炼机、GE590T型密炼机和XM305型开炼机），大连橡胶塑料机械股份有限公司产品；X（S）M-1.5X型小密炼机、XK-160型开炼机和XLB-400-400型四立柱平板硫化机，青岛科高橡塑机械技术装备有限公司产品；MV3000型门尼粘度仪，德国Montech公司产品；M-3000A型无转子硫化仪，高铁检测仪器有限公司产品；Zwick Z3130型硬度计和Z010型拉力试验机，德国Zwick公司产品。

1.4 试样制备

小配合试验胶料混炼分两段进行。一段混炼在X（S）M-1.5X型密炼机中进行，加料顺序为：生胶→氧化锌、微晶蜡、硬脂酸等小料→炭黑、白炭黑、偶联剂Si69→环保油V700或固体油SG-100→排胶，停放4 h。二段混炼在XK-160型开炼机上进行，加料顺序为：一段混炼胶→硫黄、促进剂、防焦剂→下片。

大配合试验胶料混炼采用串联密炼工艺，生胶和小料在GK320型密炼机中初步混炼后，在GE590T型密炼机中加硫，在XM305型开炼机上下片，收取。

胶料在平板硫化机上硫化，硫化条件为150℃×40 min。

1.5 性能测试

胶料性能按照相应国家标准测试。

2 结果与讨论

2.1 小配合试验

小配合试验胶料的硫化特性和物理性能如表2和3所示。

表2 小配合试验胶料的硫化特性

表3 小配合试验胶料的物理性能

从表2和3可以看出：随着固体油SG-100用量增大，胶料门尼粘度减小，硫化速率变化不大，加工性能改善；炭黑分散等级提高，说明添加固体油SG-100可以有效改善炭黑在胶料中的分散性；阿克隆磨耗量明显减小，胶料耐磨性能提高。

与R1配方胶料相比，R2和R3配方胶料门尼焦烧时间略缩短，50%和100%定伸应力提高，300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度、弹性基本相当，R4配方胶料的300%定伸应力较低，拉伸强度和撕裂强度较高；添加10份固体油SG-100的R3配方胶料综合性能最好。

2.2 大配合试验

根据小配合试验结果，选取综合性能较好的R3配方胶料进行大配合试验，并与生产配方对比。

大配合胶料的硫化特性和物理性能如表4和5所示。

从表4和5可以看出，与生产配方胶料相比，试验配方胶料的门尼粘度较低，耐磨性能较高，定伸应力有所提高，其他性能基本相当。大配合试验与小配合试验结果相差不大。

表4 大配合试验胶料的硫化特性

表5 大配合试验胶料的物理性能

2.3 成品性能

采用大配合试验胶料生产半钢子午线轮胎，进行厂内高速性能和耐久性试验，并与生产轮胎对比。成品轮胎耐久性能和高速性能分别如表6和7所示。

从表6可以看出，试验轮胎的耐久性能优于生产轮胎，累计行驶时间延长4.3%，累计行驶里程延长2.4%。

表6 成品轮胎耐久性能

从表7可以看出，与生产轮胎相比，试验轮胎的高速性能提升，最高行驶速度提升3.3%，累计行驶时间延长9.5%，损坏时胎面损坏处、胎冠表面及花纹沟底温度都有所降低。

表7 成品轮胎高速性能

3 结论

（1）在半钢子午线轮胎胎面胶中添加适量固体油SG-100，胶料门尼粘度减小，加工性能明显改善，炭黑分散性和胶料耐磨性能提高，其他性能变化不大。

（2）用添加固体油SG-100的胶料制备的成品轮胎耐久性能和高速性能提高，胎面生热降低。