国产BIIR2302在全钢载重子午线轮胎气密层胶中的应用

胡录伟，曾 清，杨利伟，黄照力，杨维建

（四川凯力威科技股份有限公司，四川 简阳 641400）

溴化丁基橡胶（BIIR）是含有活性溴的异丁烯-异戊二烯共聚弹性体，其气体透过性低，是全钢载重子午线轮胎尤其是无内胎全钢载重子午线轮胎不可替代的原材料。多年来，BIIR的生产技术被美国和德国掌控，我国使用的BIIR依赖进口，产品紧缺且价格较高。信汇聚合物（上海）有限公司经过多年的研究，消化吸收国外技术，实现了BIIR的工业化生产。

本工作研究信汇聚合物（上海）有限公司生产的BIIR在全钢载重子午线轮胎气密层胶中的应用，并与进口BIIR对比。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），SMR20，马来西亚产品。BIIR，牌号2222，进口产品；牌号2302，信汇聚合 物（上海）有限公司产品。炭黑N660，云南曲靖众一炭黑有限公司产品。预分散氧化锌，由质量分数为0.8的间接法氧化锌和质量分数为0.2的弹性体组成，山东阳谷华泰化工有限公司产品。

1.2 配方

生产配方：NR 20，BIIR2222 80，炭黑N660 60，预分散氧化锌 3.7，氧化镁 1，硬脂酸 2，增粘树脂SP1068 4，均匀树脂RT-40FE 6，芳烃油 10，硫黄 0.5，促进剂 1.5。

试验配方：除用BIIR2302等量代替BIIR2222以外，其他组分和用量与生产配方相同。

1.3 主要设备与仪器

XM370型密炼机，大连橡胶塑料机械有限公司产品；GK255型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；TY-160型开炼机、25 t平板硫化机和Y401A型热老化试验箱，江苏天源试验设备有限公司产品；MDR2000型无转子硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品；UL2050型门尼粘度仪、UT2060型电子拉力机和UD3500型炭黑分散度仪，优肯科技股份有限公司产品；UA-2087型四工位耐久试验机，软控股份有限公司产品。

1.4 试样制备

1.4.1 小配合试验

小配合试验胶料分两段在开炼机上混炼。一段混炼加料顺序为：NR和BIIR→氧化镁、硬脂酸、增粘树脂和均匀树脂→炭黑→芳烃油→停放4 h；二段混炼加料顺序为：一段混炼胶→预分散氧化锌、硫黄和促进剂→下片。

1.4.2 大配合试验

大配合试验胶料分3段混炼。一段和二段混炼均在XM370型密炼机中进行，转子转速为30 r·min-1。一段混炼工艺为：NR和BIIR→压压砣→氧化镁、硬脂酸、增粘树脂和均匀树脂、2/3炭黑→压压砣→芳烃油→压压砣→提压砣→压压砣→排胶[（130±5） ℃]。二段混炼工艺为：一段混炼胶、剩余1/3炭黑→压压砣→提压砣→压压砣→排胶[（125±5） ℃]。三段混炼在GK255型密炼机中进行，转子转速为25 r·min-1，混炼工艺为：二段混炼胶→预分散氧化锌、硫黄和促进剂→压压砣→提压砣→压压砣→提压砣→压压砣→排胶[（100±5） ℃]。

1.5 性能测试

胶料气密性按照GB/T 1038—2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法—压差法》进行测试，胶料其他性能按照相应国家标准进行测试；成品轮胎耐久性能按照GB/T 4501—2008《载重汽车轮胎性能室内试验方法》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 理化性能

BIIR2302的理化性能见表1。从表1可以看出，BIIR2302的理化性能符合企业标准要求。

表1 BIIR2302的理化性能

2.2 小配合试验

小配合试验结果见表2。从表2可以看出，与生产配方胶料相比，试验配方胶料的门尼焦烧时间和硫化速度基本相近，硬度、定伸应力、拉伸强度、拉断永久变形、耐屈挠性能和耐热老化性能相当，拉断伸长率较大。

表2 小配合试验结果

2.3 大配合试验

为进一步考察试验配方胶料的性能，本工作进行了大配合试验，结果见表3。从表3可以看出：试验配方胶料与生产配方胶料的透气量和透气率接近，说明采用BIIR2302等量代替BIIR2222对胶料的气密性基本无影响；试验配方胶料与生产配方胶料其余性能的大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表3 大配合试验结果

2.4 工艺性能

在对顶式挤出压延机上压出315/80R22.5全钢载重子午线轮胎气密层，挤出机螺杆转速为15.2 r·min-1，生产线速度为13.5 m·min-1，胶料挤出温度约为96 ℃。试验配方胶料工艺参数和胶料温度与生产配方胶料无明显差异，试验配方气密层胶表面光滑，无麻面、无气泡和无焦烧现象。在成型过程中试验配方气密层与过渡层及其接头粘合性能好，胎坯在停放过程中无接头开裂 现象。

2.5 成品轮胎耐久性能

用试验配方胶料试制了一批315/80R22.5 18PR全钢载重子午线轮胎，并与生产配方胶料轮胎进行了室内耐久性能对比试验，结果见表4。从表4可以看出，与生产轮胎相比，试验轮胎的耐久性能略好，这表明在全钢载重子午线轮胎气密层中用BIIR2302等量替代BIIR2222完全可行。

表4 成品轮胎的耐久性能

3 结语

与采用BIIR2222的气密层胶相比，采用BIIR2302的气密层胶硫化速度和加工安全性相当；气密性差异不大，拉断伸长率较大，其他物理性能相近；工艺性能好；成品轮胎耐久性能略好。总之，国产BIIR2302达到国外同类产品水平，完全可以替代进口BIIR2222用于全钢载重子午线轮胎气密层胶中。