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MT炭黑和补强剂S201正在轮胎内层帘布胶中的使用

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  第14届中国轮胎技术研讨会论文集MT炭黑和补强剂¥201在轮胎内层帘布胶中的应用 (双喜轮胎工业股份有限公司,山西太原030006)擅要:试验研究MT炭黑和补强荆S201在轮胎内层帘布腔中的应用效果。结果表明,MT炭黑有填充和增容的 作用}补强剂¥801除此作用外.因其特殊的表面活性,较MT炭黑有更大的补强作用,腔一线老化前后的H抽ttl力有 所提高。分别采用添加10份MT炭黑和19份补强荆S201的内层帘布腔生产的轮胎的成品性能均达到国家标准要 采用补强剂¥201的轮胎的耐久性能和帘布层问的牯台性能更优,总体经许教盏更佳.美键词:炭黑;补强剂#H抽出力 受国际原油价位不断攀升的影响,需要消耗 石油资源生产的炭黑价格也呈上扬之势。在短短 几个月的时间内,炭黑N660/N330价格上涨幅度 高达30%左右。炭黑是橡胶工业中的重要原材 料,在轮胎主体胶料配方中炭黑的用量达到40份 以上,其价格的上扬之势必然对生产成本造成较 大的压力。因此开发应用新的补强剂具有重要的 现实意义。 近年来,国内已开发出越来越多的补强填充 剂,但许多无机矿物填充剂因其表面的化学惰性, 难以与橡胶界面发生反应,很难起到良好的补强 作用。多种新型橡胶补强填充剂的开发为我们提 供了更大的技术设计空间。本课题的试验对象是 MT炭黑和补强剂¥201。MT炭黑的化学成分 类似高岭土.即为氧化硅和氧化镁的混合物,但是 挥发成分含量高。补强剂¥201是以原煤为主要 原料,经过粉碎、筛选、表面特殊改性处理等工艺 制造而成的,以炭、二氧化硅和三氧化二铝等为主 要成分。 本工作对MT炭黑和补强剂¥201进行基本 性能鉴定试验及其在轮胎内层帘布胶中的应用 试验。 1实验 1.1原材料 NR,208标准胶,印度尼西亚产品;SBR,牌 号1500,中国石化齐鲁石化股份有限公司产品; 炭黑N660/N330,山西绛县炭黑厂产品;精制NR 再生胶,平遥县福利橡胶厂产品;补强剂S20l,河 南郑州金山企业集团公司化工厂产品;MT炭黑, 河南新密恒大化工厂产品;其它均为正常生产原 材料。 1.2基本配方 生产配方:NR 80,SBR 20,精制NR再生 胶15,炭黑N660/N330 45,芳烃油8.5,硫 黄和促进剂3.5,其它13.5,合计185.5。 18试验配方:NR 80,SBR 20,精制NR再 生胶15,炭黑N660/N330 43。芳烃油9,硫 黄和促进剂3.8,MT炭黑10,其它13.5,合 计194.3。 2”试验配方:NR 80,SBR 20,精制NR再 生胶8,炭黑N660/N330 40,芳烃油 10,硫 黄和促进剂 3.9,补强剂¥201 19。其它 13.5,合计194.4。 1.3试验设备 XKl60mm320 mm型开炼机,呼和浩特市 新生联合机械厂产品,100t平板硫化机.三明化 工机械厂产品;410A型热空气老化箱,上海仪表 仪器厂产品;F270型密炼机,大连橡塑机械股份 有限公司产品;R2000型振荡圆盘硫化仪、M2000 型门尼粘度仪和TIO电子拉力机,美国埃迩法公 司产品}XLL-250型橡胶拉力机,上海化工机械 四厂产品。 1.4试样制备 小配合试验胶料在开炼机上混炼。加料顺序 为:NR、SBR和精制NR再生胶一小料、炭黑、填 庞俊等.MT炭黑和补强剂S201在轮胎内层帘布胶中的应用 料一软化剂一硫黄和促进剂一薄通一下片备用。 大配合试验在密炼机中进行混炼。母炼和终 炼时转子转速分别为40和20r min-1。母炼胶 加料顺序为;NR、SBR和精制NR再生胶一小料、 炭黑、填料一软化剂一排料、挤出下片,终炼胶加料 顺序为:母炼胶一硫黄和促进荆一排料、挤出下片。 1.5性能测试 胶料各项性能均按相应国家标准进行测定。 2结果与讨论 2.1与其它补强填充剂基本性能的对比 补强剂¥201、MT炭黑与炭黑N330和N660 的基本性能对比见表1。 寰1补强剂¥20l和MT炭黑与炭黑N660和N330基本性能对比 往11)碱化条件为14525rain。基本削万为NR100, 氧化锌5,硬脂酸2,硫黄2.5,促进剂CBS 1.2,补强填充 剂40。 从表1可以看出。补强剂¥201的硫化起步及 正硫化时间比MT炭黑有所延迟。从胶料的 300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度等性能对比 看,炭黑N330和N660的补强效果最佳,补强剂 ¥201次之,MT炭黑最差。从胶料的H抽出力 看,用炭黑N660/N330补强的胶料与帘线表面的 作用力最强。与MT炭黑胶料相比,补强剂S201 胶料的H抽出力较大。MT炭黑胶料的撕裂性 能较差,这主要是因为MT炭黑的表面活性欠 佳,在胶料中不易分散均匀,产生了较多的局部微 观缺陷造成的。补强剂¥201胶料的耐老化性能 优于MT炭黑,但不如炭黑N660/N330。 2.2小配合试验 分析生产胶料质量状况及使用中存在的问 题,将MT炭黑和补强剂S201分别用于轮胎内 层帘布胶配方,有针对性地设计试验方案。从多 个试验方案中优选18和28试验配方进行小配合 试验,并与生产配方进行对比,结果见表2。 表2小配合试验结果 项目 生产配方——再骂 注;1)硫化景件为137vx30mln。 从表2可以看出,与生产配方相比,18和28 试验配方胶料的硫化起步延迟,正硫化时间略有 缩短;28试验配方硫化胶的300%定伸应力和拉 伸强度等变化不大,18试验配方硫化胶的300% 定伸应力和拉伸强度较低。28试验配方胶料的 H抽出力与与生产配方相当,高于18试验配方, 说明2*试验配方胶料与帘线表面的作用力较强。 这是由于补强剂¥201中二氧化硅的含量较大,且 其表面经过特殊改性处理,相对比表面积较大,与 炭黑互补效果良好,使得胶料粘合界面的性能改 善,从而提高了胶料与锦纶帘线之间的粘合性能。 MT炭黑的活性相对较差,在胶料中主要起填充 作用。 第14届中国轮胎技术研讨会论文集 2.3大配合试验 为进一步考察试验胶料的性能,对18和28 试验配方进行大配合试验,结果见表3。 从表3可以看出,大配合试验与小配合试验 有一些差异,这主要是由两者的混炼工艺条件差 异造成的。综合来说,大配合试验胶料的硫化起 步延迟.硫化胶的300%定伸应力和拉伸强度提 高,H抽出力等其它性能与小配合试验结果基本 一致。 裹3大配合试验结粜 项目生产配方——i% 2.4工艺性能(1)压延通过性:试验配方胶料的热炼包辊性 满足生产要求.压延过程中未发生胶料焦烧倾向。 (2)帘布粘合性能:试验胶料在四辊压延机压 延胶帘布,压延后停放2h开始裁断、贴合。28试 验配方胶帘布的粘合性能明显改善,19试验配方 胶帘布的枯合性能与生产配方相当。 2.5成品性能 采用试验配方试制11.Oo一2016PR轮胎进 行成品试验。 2.5.1帘布层阃的粘合强度 1”试验配方轮胎2-3,3-4,4-5和5-6胎体帘 布层间的粘合强度分别为5.8,6.2,6.4和6.0 kN m~,28试验配方轮胎2-3,3-4,4-5和5-6胎 体帘布层间的粘合强度分别为7.6,7.6,7.1和 7.2 kN rn~,均满足国家标准要求。 2.s.2耐久性试验 耐久性试验结束时生产轮胎和试验轮胎的损 坏缺陷为胎肩泡。18试验配方轮胎累计行驶时 间为87.60h。28试验配方轮胎累计行驶时间为 105.45 h,生产轮胎累计行驶时间为98.5h,均满 足国家标准要求。 2.6经济效益 与生产配方相比,1”试验配方成本减少0.06 kg~,28试验配方成本减少0.16元kg一, 两者的含胶率均有所降低。18试验配方胶料的 耐老化性能、胶一线*试验配 方因减小了炭黑N660和N330的用量,缓解了压 延过程中焦烧与胶帘布发粘的问题。综合比较, 2。试验配方的性价比更好,综合经济效益更佳。 3结论 (1)MT炭黑在胶料中主要起填充和增容的 作用,补强剂¥201具有一定的补强作用;补强剂 ¥201胶料的硫化起步和正硫化时问比MT炭黑 有所延迟。硫化胶的耐老化性能优于MT炭黑。(2)补强剂¥201因其特殊的表面活性,与炭 黑具有互补效应,对胶料的耐老化性能以及胶料 与帘线界面的粘合性能有所改善。 (3)内层帘布胶中分别采用MT炭黑和补强剂S201生产的轮胎的成品均达到国家标准要求。 采用补强剂S201,综合经济效益更佳。

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