分散剂WB16在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

高冬兰，崔玉叶

（江苏通用科技股份有限公司，江苏 无锡 214199）

70%的丁苯橡胶（SBR）用于轮胎工业。SBR的耐磨性能优于天然橡胶（NR），抗湿滑性能好，滚动阻力低，但加工性能不如NR。当胎面胶中SBR用量超过50份时，混炼过程中会出现胶料粘密炼机转子的现象，影响混炼效果。分散剂WB16是由饱和脂肪酸钙皂及脂肪酰胺组成的混合物，可以改善胶料的流动性能和内部润滑性，降低生胶门尼粘度和加工过程中胶料与金属表面接触的摩擦力，减少胶料与开炼机辊筒、密炼机转子的粘连现象，改善胶料的加工性能。

本工作将分散剂WB16添加到全钢载重子午线轮胎SBR/NR胎面胶中，以解决SBR在密炼机中混炼时粘转子的问题。

1 实验

1.1 主要原材料

NR，牌号RSS3，昆明高深化工有限公司产品；SBR，牌号1500，中国石化齐鲁石油化工股份有限公司产品；炭黑N134，上海卡博特化工有限公司产品；分散剂WB16，美国Struktol公司产品[彤程化学（上海）有限公司提供]。

1.2 主要设备与仪器

XSK-150型开炼机，庄河橡胶机械有限公司产品；KD-1-5型密炼机，利拿机械工业股份有限公司产品；BB430型密炼机，神户制钢有限公司产品；GK 255N型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；MV2000型门尼粘度计和MDR2000型硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品；XLB-Q型平板硫化机，浙江湖州东方机械有限公司产品；JGL-100型橡胶屈挠龟裂试验机，江都市精艺试验机械有限公司产品；AI-2000M型拉力试验机，高铁检测仪器有限公司产品；401A型热空气老化箱，江都市真威试验机械有限责任公司产品。

1.3 配方

生产配方：SBR，70；NR，30；炭黑N134，50；氧化锌，3.5；硬脂酸，2；抗裂口树脂，1.3；防老剂，1.8；促进剂，1.6；硫黄，1.2；防焦剂，0.2。

试验配方：除添加0.2份分散剂WB16外，其它同生产配方。

1.4 混炼工艺

1.4.1 小配合试验

小配合试验胶料混炼采用3段混炼工艺。

一段和二段混炼在KD-1-5型密炼机中进行，初始温度100 ℃，转子转速60 r·min－1。一段混炼工艺为：生胶塑炼氧化锌、硬脂酸、树压砣，混炼提压砣，混炼排胶（150±5）℃；二段混炼工艺为：（150±5）℃。

终段混炼在开炼机上进行，工艺为：二段混炼胶→辊距调至4 mm→包辊促进剂、硫黄和防焦剂→混炼左右各割刀3次→打三角包6次（最小辊距）→打卷4次→下片。

1.4.2 大配合试验

大配合试验胶料混炼采用3段混炼工艺。

一段和二段混炼在BB430型密炼机中进行，转子转速55 r·min－1，压砣压力0.55 MPa。一段混炼工艺为：生胶、3/5炭黑和部分小料→压压砣剩余2/5炭黑→压压砣排胶（150±5）℃→停放8 h；二段混炼工艺为：一段混炼胶、剩余小料→压压砣提压砣→压压砣提压砣→压压砣1→40s排胶（150±5）℃→停放8 h。

终炼在GK255N型密炼机中进行，转子转速25 r·min－1，压砣压力0.55 MPa。工艺为：二段混炼胶、促进剂和硫黄→提压砣排胶（90±5）℃→停放8 h。

混炼胶在室温下放置24 h后用平板硫化机硫化，硫化条件为160 ℃×90 min。

1.5 性能测试

胶料各项性能均按相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 理化分析

分散剂WB16的理化分析结果如表1所示。从表1可以看出，分散剂WB16的理化性能符合企业技术指标要求。

表1 分散剂WB16的理化分析结果

2.2 小配合试验

小配合试验结果如表2所示。从表2可以看出，与生产配方胶料相比，试验配方胶料的门尼粘度降低，ML和MH相近，焦烧时间和t90延长，拉断伸长率增大，耐磨性能提高。总的来说，试验配方胶料的综合性能优于生产配方胶料。

表2 小配合试验结果

2.3 大配合试验

大配合试验结果如表3所示。从表3可以看出，大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表3 大配合试验结果

2.4 工艺性能

混炼工艺性能：与生产配方胶料相比，试验配方胶料的混炼工艺相同，混炼时胶料粘密炼机转子问题大大减轻，胶料混炼效率和混炼均匀性提高。

挤出工艺性能：用试验配方胶料试制12.00R20全钢载重子午线轮胎胎面胶，胶料加工工艺性能良好，胎面挤出过程未发现异常，半成品尺寸符合工艺要求。

试验配方胶料的成型工艺和硫化工艺与生产配方胶料相同。

2.5 成品轮胎性能

用试验配方胶料试制了一批千里马牌12.00R20 18PR XR638轮胎，成品轮胎进行室内耐久性能试验，并与生产配方胶料轮胎对比，结果见表4。从表4可以看出，试验轮胎的耐久性能略优于生产轮胎，使用寿命延长。

表4 成品轮胎耐久性能试验结果

3 结论

在全钢载重子午线轮胎SBR/NR胎面胶中添加分散剂WB16，混炼时胶料粘密炼机转子问题明显减轻，胶料混炼效率和混炼均匀性提高；胶料的门尼粘度降低，耐磨性能提高，定伸应力和拉伸强度变化不大；成品轮胎耐久性能提高。