配方优化解决雪地轮胎胎面花纹圆角

王中江，郑 涛，李民军，李海艳，龙飞飞

（山东丰源轮胎制造股份有限公司，山东 枣庄 277300）

雪地轮胎通常用于冰雪、湿滑路面，其低温下的硬化程度低于全天候轮胎，配方中通常提高天然橡胶（NR）和白炭黑比例，以增加轮胎的耐寒性和柔顺性[1]，保证低温状态下轮胎有效的抓着力。雪地轮胎的胎面花纹有更多细小的纹路，用以增强积雪路面上的抓着力，同时提高潮湿雨水条件下的排水能力，降低湿地滑胎风险。半钢轮胎生产过程中，随着轮胎花纹纹路的增多，花纹圆角成为多发的返修病象，是生产企业亟待解决的问题。

本工作对雪地轮胎胎面配方体系进行优化调整，以期改善雪地轮胎生产过程中出现的花纹圆角问题。

1 实验

1.1 主要原材料

NR，TSR20，泰国进口产品；溶聚丁苯橡胶（SSBR，牌号RC2557S）和顺丁橡胶（BR，牌号9000），北京四联创业化工有限公司产品；炭黑，江西黑猫炭黑股份有限公司产品；白炭黑，卡博特公司产品；环保油，中国石化齐鲁石油化工公司产品；硅烷偶联剂，南京曙光化工集团有限公司产品；硬脂酸，上海嘉定振新助剂厂产品；防焦剂，山东阳谷华泰化工股份有限公司产品；硫黄和促进剂CZ，山东尚舜化工有限公司产品。

1.2 配方

雪地轮胎优化前后胎面配方如表1所示。

表1 雪地轮胎优化前后胎面配方 份

1.3 主要设备和仪器

F305和XM-270型密炼机，软控股份有限公司产品；1 295.4 mm（51英寸）液压硫化机，韩国东和产机株式会社产品；MV3000型门尼粘度仪，德国Montech公司产品；Zwick Z010型拉力试验机和Z3130型硬度计，德国Zwick公司产品；VMA橡胶流动性测试仪，特拓（青岛）轮胎技术有限公司产品。

1.4 试样制备

采用传统炼胶工艺生产雪地轮胎胎面胶，炼胶工艺如表2所示。

表2 雪地轮胎胎面胶炼胶工艺

1.5 性能测试

胶料各项性能均按照相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 硫化特性

配方优化前后胎面胶胶料的硫化特性如表3所示。

表3 配方优化前后胎面胶胶料的硫化特性

从表3可以看出：配方优化后混炼胶的门尼粘度和焦烧时间总体接近；硫化特性除MH略提高外，其他数据差异不大，在工艺控制标准范围内。这表明，雪地轮胎胎面配方优化后满足现行加工工艺性能及硫化工艺性能的要求。

2.2 物理性能

配方优化前后胎面胶胶料的物理性能如表4所示。

从表4可以看出：雪地轮胎胎面配方优化后，胶料硬度增大；定伸应力呈略提高趋势，提高幅度在6%以内；拉伸强度提高约11%；拉断伸长率提高约8%，其他物理性能基本持平。拉伸强度和拉断伸长率的提高有利于改善前期胶毛易断裂导致的花纹圆角问题。

表4 配方优化前后胎面胶胶料的物理性能

胎面配方优化前后的胎面花纹分别如图1和2所示。胎面配方经过优化调整后，胶料的流动性得到提升，采用VMA橡胶流动性测试仪检测，胶料流动性值提高约50%。成品轮胎花纹圆角返修病象得到明显改善，胎面配方优化调整前，花纹块排气孔胶毛高度在0～8 mm之间波动，胎面配方优化调整后，花纹块排气孔胶毛高度均匀，均达到8 mm。

图1 胎面配方优化前花纹圆角示意

图2 胎面配方优化后花纹圆角示意

3 结论

提高雪地轮胎胎面胶中白炭黑用量的同时加入NR，优化后胎面胶拉伸强度和拉断伸长率均提高，成品轮胎花纹圆角返修病象得到有效控制。