SSBR2564S在半钢子午线轮胎胎侧胶中的应用

张俊伟，熊国华，李 冬，王廷华，刘晓庆，戴明利

（四川海大橡胶集团有限公司，四川 简阳 641402）

在半钢子午线轮胎胎侧胶中生胶体系一般采用天然橡胶（NR）/顺丁橡胶（BR）并用胶，但是NR的耐老化性能差、门尼粘度波动大，影响了胎侧胶性能，且资源有限。中国石油独山子石化公司引进国外技术开发的溶聚丁苯橡胶（SSBR）2564S具有加工性能优异、耐屈挠性能好、价格便宜的特点。为了改善胎侧胶的加工工艺性能，提高胶料的耐老化性能，本工作研究SSBR2564S部分替代NR在半钢子午线轮胎胎侧胶中的应用。

1 实验

1.1 原材料

NR，STR20，泰国进口产品；SSBR2564S，中国石油独山子石化公司产品；其余材料均为市售品。

1.2 试验配方

试验配方见表1。

表1 试验配方 份

1.3 主要设备和仪器

XK-160型开炼机，广东湛江机械厂产品；GK400N型和GK255N型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；MV2000型门尼粘度仪和MDR2000型无转子硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品；0.5MN平板硫化机，湖州宏侨橡胶机械有限公司产品；UT-2060型电子拉力试验机，中国台湾优肯科技股份有限公司产品；Y401A型热老化试验箱，江苏天源试验设备有限公司产品。

1.4 试样制备

胶料混炼分两段进行。一段混炼在GK400N型密炼机中进行，混炼工艺为：生胶、除促进剂和硫黄以外的小料→压压砣（15 s）→炭黑→压压砣（35 s）→橡胶油→压压砣（25 s）→提压砣→压压砣→排胶（160 ℃），停放至少4 h；二段混炼在GK255N型密炼机中进行，混炼工艺为：一段混炼胶、促进剂和硫黄→压压砣（50 s）→提压砣→压压砣→排胶（100 ℃）。

1.5 性能测试

各项性能均按相应的国家或行业标准测试。

2 结果与讨论

2.1 硫化特性

胶料的硫化特性见表2。

从表2可以看出：与SW1配方胶料相比，SW2和SW3配方胶料的门尼粘度明显下降，这有利于减少胎侧挤出过程中的“破边”现象；由于适当调整了促进剂用量，胶料的门尼焦烧时间略有延长，正硫化时间和最大转矩基本一致；由于合成橡胶耐老化，SW2和SW3配方胶料的硫化返原率大幅下降。

表2 胶料的硫化特性

2.2 物理性能

硫化胶的物理性能见表3。

表3 硫化胶的物理性能

从表3可见：与SW1配方硫化胶相比，SW2和SW3配方硫化胶的300%定伸应力和回弹值增大，有利于降低胶料生热；拉断伸长率和撕裂强度减小；耐屈挠性能和拉断永久变形相当；老化后的邵尔A型硬度变化和300%定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率变化率较小，这是因为合成橡胶比NR具有良好的耐热老化性能，随着合成橡胶用量的增大，硫化胶的耐老化性能提高，可以延长成品轮胎的使用寿命。

2.3 工艺性能

在密炼机混炼过程中，投炭黑后第1次和第2次（投入橡胶油后）压压砣时，SW2和SW3配方胶料的混炼功率均低于SW1配方胶料，这是由于SSBR2564S生胶的格林强度和门尼粘度较低；第3次压压砣时3种配方胶料的混炼功率基本一致，这是由于在高温下炭黑与橡胶相形成了网络结构和吸留橡胶，当混炼时间和混炼程度均一致时，3种配方胶料的混炼功率相差不大。

在胎侧挤出工序时可以看到，SW1配方胶料的“破边”现象严重，SW2和SW3配方胶料的“破边”程度较轻微，特别是SW3配方胶料几乎没有，这与SW3配方混炼胶的门尼粘度较低、加工性能优异的特点相一致。

2.4 成品试验

采用试验配方胶料生产的胎侧制造185/55 R14 88H轿车轮胎，并按照相应的国家标准进行高速和耐久性能测试，试验结果见表4。由表4可见，试验轮胎通过了高速和耐久性能试验。

表4 成品轮胎的高速和耐久性能试验结果

3 结论

在半钢子午线轮胎胎侧胶中以SSBR2564S部分替代NR后，混炼胶的门尼粘度下降，工艺性能提高，胎侧在挤出过程中的“破边”现象减少；硫化胶的300%定伸应力和回弹值增大，拉断伸长率和撕裂强度减小，抗硫化返原性和耐老化性能明显提高；成品轮胎通过了高速和耐久性能试验。