填充剂ASP200在轿车胎白胎侧中的应用

王丹灵， 郑 略， 承齐明

（中策橡胶集团有限公司， 浙江 杭州 310008）

填充剂ASP200在轿车胎白胎侧中的应用

王丹灵， 郑 略， 承齐明

（中策橡胶集团有限公司， 浙江 杭州 310008）

通过马尔文激光粒度分析、填料基本配方小配合试验、白胎侧大配合试验及硫化胶物理性能检测，对填充剂ASP200和普通高岭土进行了对比。结果表明，ASP200粒径更细，粒径分布更窄；同时ASP200补强性能明显优于普通高岭土，且ASP200在白胎侧配方中具有更好的耐黄变性。

白胎侧；填充剂；高岭土；粒径

0 前言

随着国外轮胎企业相继进入中国市场，轮胎市场的竞争日益激烈，更趋白热化。为扩展轮胎市场，提高产品附加值，白胎侧轮胎应运而生。使用白胎侧的轿车轮胎，外观更亮丽、更美观［1］。白胎侧中最关键的白色胶料，除了要有较好的抗撕裂、耐屈挠等普通胎侧需要的性能外，还要有较好的白度和耐变色性。

一般白胎侧橡胶体系主要采用浅色天然橡胶（NR）/三元乙丙橡胶（EPDM）/氯化丁基橡胶（CIIR）的三胶并用体系。EPDM和CIIR双键较少，使白胎侧具有较好的耐候性，同时可以避免采用抗臭氧剂造成的老化变色。

白胎侧补强体系主要以白色系的高岭土、碳酸钙、白炭黑为主。ASP200是一种颗粒尺寸十分细小且高光亮度的硅酸铝颜料填充剂。其赫格曼细度在6+左右，理论上与普通高岭土相比，具有更好的补强效果。在配方中，ASP200作为颜料的分隔填充剂，G.E.白度为90～92，可使白胎侧颜色更白、更明亮，能够有效地部分取代钛白粉（5%～10%）并降低其他颜料（3%～5%）的使用量。本论文对比了普通高岭土和ASP200的性能，并研究了其在半钢子午线轮胎白胎侧中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

乳聚丁苯橡胶ESBR 1500，申华化学产品；天然橡胶NR SVR3L，越南产；三元乙丙橡胶EPDM KEP350，锦湖化学产品；氯化丁基橡胶CIIR 1240，朗盛化学产品；低芳烃油TDAE，汉圣石化产品；填充剂 ASP200，BASF产品。其余原材料均为市售工业级产品。

1.2 主要设备和仪器

MASTERSIZER 2000激光粒度仪，英国马尔文公司产品；SK-160型开炼机，上海橡胶机械厂产品；GK190型密炼机，大连橡胶塑料机械股份有限公司产品；M200E型门尼黏度仪，北京友深电子仪器有限公司产品；GT-2000 A型无转子硫化仪，上海诺甲仪器仪表有限公司产品；TS-2000M 型拉力试验机，台湾高铁检测仪器有限公司产品。

1.3 试验工艺

采用的三段硫化工艺。

第一段：转子转速55 r/min，混炼步骤为所有原材料→提压坨→提压坨→排胶（130 ℃）；

第二段：转子转速50 r/min，混炼步骤为二段母胶→提压坨→提压坨→排胶（130 ℃）；

第三段（加硫）：转子转速25 r/min，混炼步

图1 ASP200粒径分析图

从图1和2可知，ASP200的粒径分布在0.6～10.0 μm左右；普通高岭土粒径分布在1.0～100.0 μm之间。ASP200的粒径更细，粒径分布更窄，作为填充剂理论上具有更好的补强性。骤为二段母胶、硫磺促进剂→提压坨→提压坨→排胶（110 ℃）。

1.4 性能测试与表征

各项性能均按相应国家或企业标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 ASP200粒径分析

使用英国马尔文激光粒度分析仪对ASP200和普通高岭土进行粒径分析，测试结果如图1～2所示。

图2 普通高岭土粒径分析图

2.2 ASP200与普通高岭土在基本配方中的性能对比

在基本配方中对ASP200和普通高岭土进行试验，试验配方如表1所示。

表1 含普通高岭土与ASP200高岭土配方的对比实验

表2和表3分别是ASP200和普通高岭土在基本配方中的流变数据和物理性能数据。从表2可知，使用ASP200的胶料转矩略高，起硫速度较慢，硫速接近。从表3可知，胶料硬度升高，物理性能明显改善，其中拉伸强度从5.1 MPa提高到13.2 MPa，这与ASP200的结构有关。如前所述，ASP200的粒径分布在0.6～10.0 μm之间，与普通高岭土相比粒径更小，粒径分布更窄。因此，ASP200与橡胶分子链的结合更好，在橡胶拉伸过程中能够有效改变裂纹（银纹）的延伸方向，将裂纹（银纹）细化分裂，阻止其进一步扩散，从而提高了胶料的物理性能［2］。综上所述，ASP200在基本配方中表现出的性能明显优于普通高岭土。

表2 ASP200和普通高岭土在基本配方中的流变数据

表3 ASP200和普通高岭土在基本配方中的物理性能数据

2.3 ASP200和普通高岭土在白胎侧配方中的性能对比

由于传统白胎侧配方耐候性较差，在户外长时间使用容易变色。因此对白胎侧配方进行了优化，同时在优化后的配方中对ASP200和普通高岭土进行了对比。试验配方如表4所示。

表4 白胎侧1）对比试验配方

如表4所示，方案1是传统的白胎侧配方；方案2与方案1相比有三点变化：①增大高岭土用量，②使用价格相对较低的碳酸钙代替白炭黑，③去除配方中易迁移导致变色的环烷油。方案3与方案2相比，使用ASP200代替普通高岭土，以评价ASP200在白胎侧中的性能。

表5和表6分别是不同白胎侧配方的流变数据和物理性能数据。从表5可知，优化后的白胎侧配方硫速略快； ASP200和普通高岭土相比，转矩和硫速相近，并没有明显差异。从表6可知，传统白胎侧配方的物理性能最佳；在优化的白胎侧配方中，使用普通高岭土的白胎侧胶料物理性能明显劣化，硬度较低，不能满足白胎侧的使用条件；使用ASP200等量代替普通高岭土后，胶料物理性能得到明显改善，达到了白胎侧的基本要求。

表5 不同白胎侧配方流变数据对比

表6 不同白胎侧配方物理性能对比

图3是传统白胎侧配方（方案1）和使用ASP200白胎侧配方（方案3）的硫化胶片在室外放置3个月前后外观的对比照片。从图3中可以清楚地看出，传统白胎侧硫化胶片在室外放置前呈米黄色；在室外放置3个月后，胶片明显泛黄。ASP200白胎侧硫化胶片在室外放置前呈白青色，颜色更加醒目；在室外放置3个月后，颜色没有明显变化。

图3 方案1和方案3硫化胶片在室外放置3个月前后对比照片

综上所述，ASP200白胎侧配方胶料物理性能佳，胶料耐候性得到显著改善。

3 结论

与普通高岭土相比，ASP200具有更小的粒径，对胶料的补强效果有明显提高。同时由于其较高的白度，运用在半钢子午线轮胎的白胎侧配方中，在提高胶料强度的同时也可以改善胎侧的耐黄变性。

［1］ 李世安， 李承民. 白胎侧生产工艺控制［J］. 轮胎工业， 2009（09）:561-564.

［2］ 杨茹果， 谢红刚，白少敏，等. 无机填料对低硬度聚氨酯弹性体性能的影响［J］. 特种橡胶制品， 2006， 27（1）:26-28.

［责任编辑：朱 胤］

Filler ASP200 for PCR White Sidewall Application

Wang Danling， Zheng Lüe， Cheng Qiming
（Zhongce Rubber Group Co.， Ltd.，Hangzhou 310008， China）

Abstoact: The comparison between the influence of filler ASP200 and common kaolin on the properties of PCR white sidewall was made through the Malvera Mastersizer Laser Particle Size Distribution Analysis， Lab mixing experiment and physical properties of vulcanization test. The results showed that the ASP200 particle size was 0.6～10.0 μm， much smaller than the common kaolin. Besides，ASP200 in white sidewall recipe could signifi cantly improve the physical properties of the compounds. Furthermore， the anti-aging property was improved， too.

White Sidewall； Filler； Kaolin； Particle Size

TQ 336.1+1

B

1671-8232（2015）11-0014-04

2015-08-14

王丹灵（1984— ），男，浙江杭州人，主要从事半钢子午线轮胎配方及新材料的研发工作。