矿用载重子午线轮胎胎面胶的配方优化

2022-07-20康坤红

橡胶科技 2022年7期

康坤红

（贵州轮胎股份有限公司，贵州贵阳 550008）

矿用载重轮胎的作业环境主要是矿山、采石场等，行驶路面多为混合路面，且行驶速度较快，从而导致轮胎生热高，易出现冠空、肩空等病象[1-2]。此外，矿用载重轮胎工作环境十分恶劣，使用条件苛刻，在工作时胎面容易被尖利的矿石割伤、刺伤，使轮胎出现崩花掉块的现象，从而缩短使用寿命，因此矿用载重轮胎要求具有优异的抗切割性能[3-5]和低生热性能[6]。

本工作在现有配方的基础上，对矿用载重轮胎胎面胶进行优化设计，以期降低轮胎生热，提高胎面胶的抗切割性能。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），STR20，泰国普吉宏曼丽（橡胶）有限公司产品；丁苯橡胶（SBR），牌号1500E，中国石油兰州石化公司产品；炭黑N134和N234，江西黑猫炭黑股份有限公司产品。

1.2 试验配方

试验配方如表1所示。

1.3 主要设备和仪器

C型3 L密炼机、F270型密炼机和F370型密炼机，美国法雷尔公司产品；LJ-150型开炼机，青岛巨融机械技术有限公司产品；LP6000型平板硫化机，德国Mon Teck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；XHS型邵尔橡塑硬度计，营口市材料试验机有限公司产品；T2000E型电子拉力机和Y3000E型压缩生热试验机，北京友深电子仪器有限公司产品；EPH-50型橡胶回弹仪，英国Satra Hampden公司产品；GT-7012-D型DIN磨耗试验机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品。

1.4 试样制备

小配合试验胶料分两段进行混炼。一段混炼在3 L密炼机中进行，转子转速为80 r·min-1，混炼工艺为：生胶和除硫黄、促进剂和防焦剂外的小料→压压砣提压砣→炭黑→压压砣→提压砣（温度115 ℃）→压压砣→排胶（温度145 ℃）；二段混炼在LJ-150型开炼机上进行，混炼工艺为：一段混炼胶→硫黄、促进剂和防焦剂→薄通6次→打1个卷→下片。

大配合试验胶料分3段进行混炼，每段混炼之间胶料停放时间为8～12 h。一段和二段混炼均在F370型密炼机中进行，一段混炼转子转速为40 r·min-1，混炼工艺为：生胶→氧化锌、硬脂酸等小料→炭黑→排胶（温度135 ℃）；二段混炼转子转速为40 r·min-1，混炼工艺为：加入一段混炼胶→排胶（温度165 ℃）；三段混炼在F270型密炼机中进行，转子转速为25 r·min-1，混炼工艺为：二段混炼胶→硫黄、促进剂和防焦剂→排胶（温度100 ℃）。

胶料在LP6000型平板硫化机上硫化，硫化条件为151 ℃×60 min。硫化胶在室温下停放16～24 h后进行性能测试。

1.5 性能测试

各项性能均按照相应的国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 小配合试验

2.1.1 硫化特性

小配合试验胶料硫化特性如表2所示。

从表2可以看出：与其余3个配方胶料相比，3#配方胶料的t5和Δt30最长，同时其t10，t50和t90最长，说明其加工安全性能较好。

表2 小配合试验胶料的硫化特性

2.1.2 物理性能

小配合试验胶料的物理性能如表3所示。

从表3可以看出：3#配方胶料的回弹值最大、压缩疲劳温升最低，说明该配方可以有效地降低轮胎在行驶过程中产生的热量。1#—4#配方胶料的邵尔A型硬度和100%定伸应力均差别不大，3#和4#配方胶料的拉伸强度和拉断伸长率差别不大，但3#配方胶料的撕裂强度最大、切割深度最小，磨耗量较小，说明该配方胶料的韧性好，抗切割性能和耐磨性能较好。