钢丝帘布剥离力的影响因素分析

程继强，李凤威，郑 艳，薛 丹

（陕西延长石油集团橡胶有限公司，陕西 咸阳 712000）

全钢载重子午线轮胎胎体、带束层及钢丝胎圈包布帘布均由钢丝帘线与橡胶经压延覆胶制成。钢丝帘线与橡胶的粘合性能是钢丝帘线和轮胎生产厂家特别关注的问题。单根钢丝帘线与胶料的粘合力是钢丝帘线入厂检验及钢丝粘合胶检测的重点项目[1]。此外，钢丝帘线覆胶后的钢丝帘布剥离力可以再次验证胶料与钢丝帘线的粘合性能，更有效地反映出钢丝帘线与轮胎胶料的粘合性能。

全钢载重子午线轮胎使用过程中出现的肩空、冠空、胎圈空等质量缺陷严重影响着轮胎的使用性能，而这些缺陷的产生往往与轮胎主要骨架材料与橡胶的粘合情况密不可分。其中，钢丝帘线与胶料的粘合力大于胶料之间的粘合力是最理想的结果，但实际情况并非完全如此，需深层次地研究各种因素对钢丝帘布剥离力的影响程度，以进一步提高轮胎产品质量。本工作研究钢丝帘布剥离力的影响因素。

1 实验

1.1 试验样品

覆胶钢丝帘布。

1.2 主要设备和仪器

XLB-D型平板硫化机，湖州宏侨橡胶机械有限公司产品；VCS-2000型电子拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 试样制备

在钢丝帘布上截取2块长200 mm、宽25 mm的矩形帘布（矩形长边方向为帘线方向），要求钢丝帘布表面平整、清洁、无异物、无污染；另取一张长60 mm、宽45 mm的玻璃纸，并将45 mm一边与帘布长边对齐，60 mm一边绕帘布宽边缠绕在帘布上，然后将两块帘布贴合成剥离试片，确保试片平整无明显翘起，两层之间无明显存气。

1.3.2 硫化条件和试验条件

钢丝帘布硫化条件为：151 ℃/0.35 MPa×20 min。

钢丝帘布剥离力采用电子拉力机测试，拉伸速率为150 mm·min-1。

2 结果与讨论

2.1 不同结构钢丝帘布的剥离力

钢丝帘线的结构设计及生产工艺已经赋予其橡胶渗透性能，钢丝帘布剥离力可以表征不同结构钢丝帘线的胶料渗透性能。本工作测试了5×0.35HI和3×4×0.22HE两种钢丝帘布的剥离力，结果见表1。

表1 5×0.35HI和3×4×0.22HE钢丝帘布的剥离力

从表1可以看出，在压延密度和厚度相同的条件下，5×0.35HI钢丝帘布剥离力明显大于 3×4×0.22HE钢 丝 帘 布。5×0.35HI和3×4×0.22HE钢丝帘线都用于全钢载重子午线轮胎带束层保护层，单从钢丝帘布剥离力方面考虑，5×0.35HI钢丝帘布性能明显优于3×4×0.22HE钢丝帘布。这一结论也验证了5×0.35HI钢丝帘线具有良好的胶料渗透性能，与其设计初衷相吻合。在轮胎设计中以5×0.35HI钢丝帘线替代3×4×0.22HE钢丝帘线用于带束层保护层，有利于减少轮胎肩空和冠空缺陷。

2.2 不同压延厚度钢丝帘布的剥离力

帘布压延厚度的设计需要同时考虑帘布的加工稳定性、轮胎性能和制造成本，帘布压延厚度小可节约成本，但既不利于帘布压延过程控制又不利于层间粘合；帘布压延厚度太大则不利于轮胎成本控制。本工作选取3＋9×0.22＋0.15钢丝帘线，测试压延厚度分别为2.10和2.25 mm的钢丝帘布的剥离力，结果见表2。

表2 不同压延厚度的3＋9×0.22＋0.15钢丝帘布的剥离力

从表2可以看出，在压延密度相同的条件下，压延厚度分别为2.10和2.25 mm的3＋9×0.22＋0.15钢丝帘布剥离力不同，压延厚度为2.25 mm的钢丝帘布剥离力高于压延厚度为2.10 mm的钢丝帘布。这表明适当增大钢丝帘布的覆胶厚度有利于提高胶料在钢丝帘线中的渗透性能。

2.3 不同压延速率钢丝帘布的剥离力

压延速率关系到帘布的生产效率和帘布质量，压延速率小更容易控制帘布质量，但生产效率低；压延速率大可提高生产效率，但既不利于过程控制又不利于帘布覆胶。因此，合理选取钢丝帘布的压延速率尤为重要。本工作选取3＋8×0.33HT钢丝帘线，测试压延速率分别为8，18和28 m·min-1所生产的钢丝帘布剥离力，结果见表3。

表3 不同压延速率所生产的3＋8×0.33HT钢丝帘布的剥离力

从表3可以看出，随着压延速率的增大，钢丝帘布剥离力呈降低趋势。分析认为，压延速率增大，钢丝帘布在压延辊筒处的受力时间缩短，同时上下胶片会有轻微的减薄，因此对钢丝帘布密实程度产生一定影响。压延速率提高时需要考虑采用其他辅助措施来提高胶料在钢丝帘布中的渗透性能。

2.4 胶料门尼粘度对钢丝帘布剥离力的影响

在钢丝帘布压延工艺中，胶料的门尼粘度对工艺过程控制及钢丝帘布质量起到非常重要的作用[2]，钢丝帘布压延过程需要在辊筒压力作用下将胶料与钢丝帘线挤压复合到一起，胶料应尽可能多地渗入到钢丝帘线内部，与钢丝帘线紧密结合，胶料的门尼粘度太高或太低都不利于胶料渗透到钢丝帘线中。本工作选取3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线，测试压延胶料门尼粘度为80～85和90～95的钢丝帘布的剥离力，结果见表4。

表4 不同压延胶料门尼粘度的3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘布的剥离力

从表4可以看出，使用高门尼粘度胶料压延的钢丝帘布剥离力明显低于使用低门尼粘度胶料压延的钢丝帘布，这与预期相符。分析认为，在压延工艺中，提高胶料的门尼粘度可以增大胶料与钢丝帘线复合的挤压力，但胶料门尼粘度过高会导致其流动性降低，从而降低了胶料在钢丝帘线中的渗透性能，表现为钢丝帘布剥离力降低。

3 结语

在现有胶料配方和现行压延工艺条件下，对比分析钢丝帘线规格、钢丝帘布压延厚度、压延速率及胶料门尼粘度对钢丝帘布剥离力的影响，通过测试钢丝帘布剥离力可以指导钢丝帘布压延工艺。本工作只进行了初步分析，各方案的检测数据有限，在今后验证分析中还需进一步加大检测数据量，同时可以探索钢丝帘布剥离力与其他压延工艺控制项目的相关性。此外，本工作只针对实验室数据进行了初步分析，还未进行市场使用跟踪，后续工作中将进一步探索钢丝帘布剥离力对成品轮胎机床试验性能以及市场使用性能的影响，将钢丝帘布剥离力测试更大程度地应用于轮胎设计和制造过程中。