环保型塑解剂在半钢轮胎中的应用

李海艳，张宁

(山东丰源轮胎制造股份有限公司，山东 枣庄 277300)

橡胶制品生产过程中，塑解剂通过与断裂大分子的化学作用，能够产生游离基使橡胶大分子裂解，或是封闭塑炼时生胶分子断链端基，使其丧失活性，不再重新结聚，最终达到增加胶料塑性、缩短塑炼时间的效果，提高生胶塑炼的效率，降低能耗。门尼黏度是衡量橡胶加工性能的重要指标之一，塑解剂可以降低胶料门尼黏度，提高胶料加工工艺性能[1]，本文主要探究了环保型塑解剂A86在半钢子午线轮胎胎体配方中的应用，结果表明环保型塑解剂A86对天然胶的可塑度、门尼黏度、胎体胶料的硫化特性以及胎体硫化胶的物理机械性能的影响。

1 胶料的生产

1.1 主要原材料及助剂

NR天然橡胶 20#标准胶，TSR20泰国进口；黑炭黑N326，卡博特公司；硬脂酸SAD，益海嘉里投资有限公司；间接法氧化锌ZnO，淄博海顺锌业有限公司；黏合树脂SL-3005，山东摩尔化工有限公司；防老剂4020、防老剂RD，山东尚舜化工有限公司；C5石油树脂，鑫乐化工有限公司；癸酸钴Co20.5，朝阳市征和化工有限公司；环保化学塑解剂A86 山东阳谷华泰化工股份有限公司；TX-1、TX-2两种小料均为公司自制。

1.2 实验配方

胎体胶料制备配方详见表1。

表1 胎体KA01配方 单位：份

1.3 主要设备与仪器

X（S）M-1.5X型小密炼机、XK-160型开炼机，青岛科高橡塑机械技术装备公司产品；XLB-400-400型四立柱平板硫化机，青岛鑫城一鸣橡胶机械有限公司产品；XM370型密炼机、XM305型开炼机，高校软控股份有限公司产品；门尼黏度仪，MV3000，德国Montech公司；拉力试验机，Zwick Z010，德国Zwick公司；硬度计，Z3130，德国Zwick公司检测设备。

1.4 胶料试样制备及测试

1.4.1 混炼胶的制备

小配合试验在密炼机进行母胶混炼，开炼机上进行终胶加硫。一段在X（S）M-1.5X型小密炼机中进行混炼[2]，加料顺序为：设备预热到60 ℃，加入生胶→促进剂、微晶蜡、硬脂酸等小料→炭黑→环保油→下片；母炼胶料停放4 h后进行加硫，二段开炼机辊距3 mm，混炼顺序为：一段母胶→硫磺、促进剂、防焦剂等小料→下片得到混炼胶。

大试工艺为SSM低温一步法炼胶工艺，生胶料与母胶小料在密炼机中初步混炼后，排放到双驱全自动开炼机上，压制成片后分流给4组全自动混炼开炼机，（初步混炼再开炼，是不需要调节辊距，都是程序设定自动混炼胶的）胶料在每组混炼开炼机上实现自动混炼720 s，全过程为补充混炼、冷却、收取，过程为120 s。下片时无需调节辊距）。

1.4.2 硫化胶的制备

采用平板硫化机（XLB-400-400型四立柱平板硫化机，青岛科高橡塑机械技术装备有限公司）进行硫化得到硫化胶，硫化温度为 150 ℃，压力为 15 MPa，硫化时间为45 min。

2 结果与讨论

2.1 环保化学塑解剂材料检测及分析结果

表2 为环保化学塑解剂材料的检测结果，为保证结果的准确性，选取五个批次进行数据检测，并取均值。

表2 塑解剂入厂检测结果分析

从表2可以看出，环保化学塑解剂五个批次各项检测数据比较稳定，检测数据均在标准范围之内，满足我公司验收标准要求。

2.2 小配合实验

2.2.1 小配合试验胶料性能分析

K试—2配方，不加环保型塑解剂A860；K试—1配方，添加0.25份的环保型塑解剂A86。

从表3的测试数据可以看出，配方中添加环保型塑解剂后混炼胶的门尼黏度ML(1+4)100 ℃降低约6~7个值，降幅约为7.1%，同时焦烧时间延长0.89 min，增幅约为6.3%，这将有效的提升胶料的加工性能，胎体混炼胶的塑性稳定性得到明显提升，流变数据差异值在2%以内，在误差范围内。

表3 小配合胎体混炼胶性能数据

从表4的测试数据可以看出，配方中添加环保型塑解剂后胎体硫化胶的硬度降低1个值，降幅约为1.3%；定伸应力（10%定伸应力，约降低1%；100%定伸应力，约提升2%；200%定伸应力，约提升1%；）有相应提升；拉伸强度约提升2%；钢丝黏合力提升约1.4%；其他无明显差异。致，从表5的测试数据可以看出，车间大试胎体混炼胶配方中添加环保型塑解剂后混炼胶的门尼黏度ML(1+4)100 ℃降低约8.4个值，降幅约为9.3%，同时焦烧时间延长0.73 min，增幅约为5.0%，混炼胶料的加工性能有向好趋势，塑性稳定性明显提升，流变数据差异值在2%以内，无明显差异。

表4 小配合胎体硫化胶性能数据

表5 车间大试胎体混炼胶性能数据

2.2.2 车间大试胎体胶料性能分析

车间大试混炼胶测试数据与小配合趋势基本一车间大试硫化胶测试数据与小配合趋势基本一致，从表6的测试数据可以看出，配方中添加环保型塑解剂后胎体硫化胶的硬度降低1个值，降幅约为1.3%；100%定伸应力约提升2.9%；钢丝黏合力提升约2.5%；其他无明显差异。

表6 车间大试胎体硫化胶性能数据

3 结论

（1）半钢子午线轮胎的胎体配方中添加环保型塑解剂后混炼胶的加工性能得到改善，主要表现为门尼黏度大幅降低，降幅约为9%，同时焦烧时间延长约为5%，增加了加工的安全性；同时对混炼胶的其他各项性能无明显影响。

（2）半钢子午线轮胎的胎体配方中添加环保型塑解剂后硫化胶的邵尔A硬度约降低1个值，钢丝的黏合力提升约2%，定伸应力约提升2%，可相应的提升轮胎的整体性能。