跑气保用轮胎支撑胶流动性对挤出破边的影响

2021-07-20李红卫刘华侨劳龙龙杨京辉袁金琪

轮胎工业 2021年6期

李涛，李红卫，刘华侨，劳龙龙，杨京辉，刘超，袁金琪

[特拓（青岛）轮胎技术有限公司，山东青岛 266061]

跑气保用轮胎支撑胶由于硬度较大、门尼粘度较高，而挤出型胶边部较薄，因此在挤出过程中易发生破边问题[1-2]。在成型过程中较薄的支撑胶边部质量会直接影响垫入效果。

在试验支撑胶型胶挤出过程中，通常通过调整挤出线速度及口型边厚度在一定程度上缓解破边现象，但不能完全解决问题。通过配方微调解决部件粘性问题时发现，酚醛增粘树脂的加入不仅可使胶料粘性提高，对流动性也有较大幅度的提升，进而可改善支撑胶挤出时的破边情况[3-4]。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶，STR20，泰国产品；顺丁橡胶，牌号BR9000，中国石化股份有限公司产品；炭黑N550，美国卡博特公司产品；环保型芳烃油，牌号V500，德国汉圣公司产品；酚醛增粘树脂，牌号SL1801，连云港华奇化工有限公司产品；抗硫化返原剂，牌号PK900，山东阳谷华泰化工股份有限公司产品。

1.2 配方

1#配方为跑气保用轮胎支撑胶生产配方，2#配方在1#配方的基础上添加2份酚醛增粘树脂，并减少0.5份抗硫化返原剂。

1.3 主要设备和仪器

BB430型密炼机，日本神户制钢公司产品；XM270型密炼机，大连橡胶塑料机械有限公司产品；双复合冷喂料挤出机，德国特勒斯特公司产品；挤出辅线，广州华工百川科技股份有限公司产品；M-2000型门尼粘度仪和M-2000-AN型无转子硫化仪，高铁检测仪器（东莞）有限公司产品；AL-7000SU/MU型伺服控制拉力试验机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品；VMA2000型流动性测试仪，特拓（青岛）轮胎技术有限公司产品。

1.4 挤出工艺参数及方案

Φ200 mm挤出机螺杆长径比为16，销钉排布方式为（8＋4）×8，流道出口尺寸为210 mm×30 mm。采用210 mm×210 mm预口型、FD100规格口型。口型在加热箱内预热时间不短于2 h，口型盒加热温度为（110±5）℃。Φ200 mm挤出机螺杆（包括塑化段和挤出段）及机头的温控设置和显示分别为75和80 ℃。

挤出连续作业，在保持喂胶方式、作业参数、挤出机温控和作业方法等不变的前提下，更换胶料，跟踪分析破边发生情况。

为保证挤出支撑胶厚度一致，试验过程中对挤出线速度进行微调（调整幅度小于0.5 m·min-1），在此可忽略线速度调整对破边的影响，同时为更准确地对比胶料流动性差异对挤出破边的影响，设计了3个方案，分别采用纯胶并片供胶及对比胶料并片供胶方式进行挤出对比。方案一采用1#配方胶2片，方案二采用1#和2#配方胶各1片，方案三采用2#配方胶2片。

2 结果与讨论

2.1 胶料的加工性能和物理性能

胶料的加工性能和物理性能如表1所示。

表1 胶料的加工性能和物理性能

由表1可以看出，2种配方胶料在相同混炼工艺条件下的门尼粘度相近，加入2份酚醛增粘树脂的2#配方胶料硫化速度略有加快，门尼焦烧时间缩短幅度较大，约40%。在综合物理性能方面，2种配方胶料的硬度、定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率和回弹值相差不大，压缩生热略有提高。在胶料流动性方面，在相同门尼粘度水平的条件下，2#配方胶料的流动性提升约30%。

2.2 支撑胶挤出

2.2.1 挤出工艺参数

在对Φ200 mm挤出机进行胶料排空作业后，分别对3个方案进行试验，其中每种方案均连续生产3卷（每卷长80 m）进行尺寸测量以及破边情况观察，跟踪挤出工艺参数变化，如表2所示。

由表2可以看出，3个方案采用相同的挤出机转速和牵引线速度（有波动误差），从方案一到方案三挤出机电流和机头压力有略微减小的趋势。这是因为方案二和三使用的2#配方胶料的流动性较大，在相同牵引线速度水平下挤出机功率和机头压力较小。

表2 挤出工艺参数

2.2.2 挤出外观

本试验3个方案生产的部件扫描图基本无差异，因此着重对比挤出破边状况，如图1—3所示。

跑气保用轮胎支撑胶型胶边厚一般控制在0～0.7 mm，挤出过程中要保证型胶边部光滑均匀，就需要胶料的加工流动性较好。从图1—3可以看出，方案一使用2片1#配方胶料并片供胶，挤出型胶两边破边均较严重，呈连续间断性破边，破边深度为1～5 mm，宽度达10～30 mm，成型工艺无法使用。方案二使用1#和2#配方胶料并片供胶，挤出型胶单边破边，破边程度较方案一明显减轻。方案三使用2片2#配方胶并片供胶，挤出型胶两边光滑，破边现象改善非常明显，基本无破边，偶发破边深度仅为1 mm左右。