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绢云母粉在斜交轮胎胎侧胶中的应用

浏览次数: 日期:2010年3月12日 10:36

摘 要:介绍了绢云母粉在斜交轮胎胎侧胶配方中的研究与应用。绢云母粉在橡胶制品中具有优良的耐酸碱性,同时具有阻燃及抗腐蚀性,增强产品的韧性、防老化、抗龟裂性能,其补强性能接近半补强炭黑,而价格远低于半补强炭黑,在轮胎胎侧胶中应用 10份绢云母粉,胶料的抗屈挠性能、耐撕裂性能得到明显提高,并且耐老化性能也有所提高。

关键词:绢云母粉;斜交轮胎;胎侧胶;屈挠;撕裂;老化

引 言:轮胎胎侧是处于轮胎变形最大的部位,其作用是承受汽车行驶时胎侧部位的千百万次的变形,保护胎体帘布层免受机械损伤和潮湿。胎侧与胎面不同,不承受径向应力,不与地面接触,不受磨损,是在高度屈挠状态下工作的。因此,胎侧部位的胶料要求有较好的耐屈挠、耐老化性能。为更好地提高胎侧胶的耐屈挠、耐老化性能,我们在胎侧胶配方中应用10份绢云母粉进行研究试验。现将研究试验情况加以介绍。

1 试验

1.1主要原材料

    3#烟片胶;丁苯橡胶(SBR1500);顺丁橡胶(BR9000);绢云母粉;炭黑N330、炭黑N660;促进剂NOBS;其它材料均为橡胶常用原材料。

1.2试验配方

    原配方:3#烟片胶 35;SBR1500 35;BR9000 30;再生胶 10;氧化锌 5. 5;防老剂5;粘合剂 4.5;炭黑 65;芳烃油 10;硫化、促进剂 2.1。试验配方:绢云母粉 10;芳烃油 11;其它同原配方。

1.3主要设备及测试仪器

    XK-160开放式炼胶机, XLB-400×400平板硫化机, XM-140/20密炼机, XM-270×20×40B密炼机,M200E橡胶门尼粘度仪, R100E橡胶硫化仪,T2000E电子式拉力机。

1.4试样制备

    小配合试验胶料在 XK-160开炼机上进行混炼。加料顺序为:生胶→小药→炭黑、补强剂→软化剂→促进剂、硫黄→薄通下片备用。

    车间大料采用两段混炼工艺进行混炼,一段母胶在XM-270×20×40B密炼机中进行混炼。混炼加料顺序为:生胶、小料加压炭黑加压软化剂加压提砣加压排料下片停放。

    二段加硫黄在XM-140/20开炼机上进行。工艺条件为:慢填母胶、促进剂、硫黄5min排胶下片,冷却。

1.5性能测试

    胶料性能和成品性能测定按相应的国家标准进行。

2 结果与讨论

2.1理化分析

    绢云母粉的理化分析结果见表1。

                         表1 绢云母粉的理化分析结果

项目 实验结果 企业标准
外观 灰色粉末 灰色粉末
 水份/% 0.4 ≤1
100目筛余物
PH值  7.5 7~10

 

从表1可以看出,绢云母粉的理化分析结果符合企业标准要求。

2.2小配合试验 胎侧胶室内小配合试验在XK-160开炼机上进行混炼,性能对比结果见表2。

                   表2 胎侧胶小配合试验性能对比结果

项目 生产配方 试验配方

 门尼焦烧时间(120℃) /min 

 34.33

33.35 

硫化仪数据(150℃)     

 ML/(N•m)

15.36 15.5

 MH/(N•m)

 2.41

2.45

 t10/min 

 4.33

 4.3

t90/min 

 16.41

 17.01

 硫化时间(143℃×min)

 30  40  50

 30  40  50

邵尔A型硬度/度

 63  64  65

63  65  65 
拉伸强度/MPa  17.1  17.2  17.2

 16.1  16.5  16.6

 拉断伸长率/%

536   520   500

 556   544   532

 300%定伸应力/MPa 

8.7   9.0   9.2

7.8   8.2   8.6 

拉断永久变形/% 

 24    16    16

 24    20    20

 撕裂强度/(kN•m-1)

50 61
屈挠15万次/mm 

 12.6

 7.89

 老化系数

 0.56

0.57

 

从表2 可以看出胶料硫化速度稍慢,焦烧时间稍短;试验配方硫化胶的物理性能硬度、拉伸强度、永久变形与原配方相当;拉断伸长率高于原配方;300%定伸应力略低于原配方;屈挠、撕裂性能均优于原配方;老化性能稍优于原配方,并且试验配方的胶料成本较低。

2.3车间大料试验

    为了进一步验证生产设备和加工工艺对试验配方物理性能的影响,我们进行了车间大料试验,对比试验结果见表3。

                                   表3 胎侧胶大料试验性能对比结果

项目 生产配方 试验配方
门尼焦烧时间(120℃) /min 

 39.5

36.76
硫化仪数据(150℃)      

 ML/(N•m)

 15.56

 15.62

 MH/(N•m)

2.4

 2.38

t10/min 4.5

 4.43

t90/min

 17.11

17.41
硫化时间(143℃×min)

 30  40  50

30  40  50
邵尔A型硬度/度

 61  62  63

62  64  64

 拉伸强度/MPa

 16.5  16.6  16.6

15.6  16.3  16.5
拉断伸长率/% 

 542  520  516

 552  540  522

300%定伸应力/MPa  7.8  8.8  9.2 7.7  8.6  8.1
拉断永久变形/%  20  16  16 24  20  20
撕裂强度/(kN•m-1)  77 

 81

屈挠15万次/mm  10.07 8.6

 老化系数

 0.57

0.61

 

    由表3可以看出,车间大料试验结果与室内小配合试验结果表现出良好的重现性,试验配方硫化胶的拉伸性能与原配方相当;屈挠、撕裂、老化性能,均优于原配方性能;胶料硫化速度稍慢,焦烧时间稍短,但均能满足工艺要求。

2.4工艺性能

    试验配方胶料的混炼工艺与正常生产配方胶料完全相同,且一切正常,胶料表面光滑。胶料在压出过程中,工艺正常,胎侧胶贴合良好,无焦烧现象出现。

2.5成品试验

    分别用试验配方和原配方生产10.00—20—18PR成品外胎,按相应的国家标准进行高速、耐久试验。试验结束后,原配方生产的外胎耐久试验结果为 85h42min,试验配方生产的外胎耐久试验结果为87h42min;原配方生产的外胎高速试验结果为130km•h—1×4h25min, 试验配方生产的外胎高速试验结果为130km•h—1×6h40min。试验配方的高速、耐久试验结果均优于原生产配方。

3 经济效益分析

    在胎侧胶中使用10份绢云母粉,比原配方有一定的节约,每千克胶料较原配方节约0.34元。

4 结语

(1)在斜交轮胎胎侧胶中应用10份绢云母粉,可明显改善胶料的耐撕裂、抗屈挠性能,可增强胶料的耐老化性能。

(2).采用试验配方生产的外胎较原配方生产的外胎高速、耐久性能有所提高。

(3)使用绢云母粉有一定的经济效益,可达到既降低成本,又提高胶料性能的目的。

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