橡胶耐磨剂SI-H在轿车子午线轮胎中的应用

李华峰

（山东龙兴橡胶轮胎有限公司，山东 潍坊 261000）

随着我国轮胎进军国际市场，轿车轮胎的质量要求提高。国外对汽车行驶速度及舒适度要求更为严格，轮胎的耐磨性能、生热性能、节能效率和使用寿命升级都已提上日程，为此国内轮胎厂家采用多种方案来提高轮胎品质[1-2]。

新型橡胶耐磨剂SI-H是一种四硫化物与炭黑的混合物，也是双官能团多硫有机硅烷偶联剂，在硫化过程中，四硫烷基团交联速度与硫黄硫化返原速度基本一致，起到了抗硫化返原的作用，有助于改善橡胶的耐热、耐磨和耐疲劳等性能[3-4]。

本工作研究橡胶耐磨剂SI-H在轿车子午线轮胎基部胶及胎冠胶中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），牌号3L，云南农垦集团有限责任公司产品；丁苯橡胶（SBR），牌号1502，中国石化燕山石化有限公司产品；充油SBR，牌号1721，中国石油独山子石化有限公司产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，中国石化齐鲁石化有限公司产品；炭黑N339，N326和N660，江西黑猫炭黑股份有限公司产品；橡胶耐磨剂SI-H，安徽铂阳橡塑助剂有限公司产品。

1.2 配方

基部胶：NR 60，BR 40，炭黑N326 30，炭黑N660 60，氧化锌 3，硬脂酸 1.2，防老剂4010NA 1.5，防老剂RD 1.5，石蜡 1，酚醛增粘树脂 4.5，芳烃油 12，不溶性硫黄 2.5，促进剂TBBS 1.8，橡胶耐磨剂SI-H 变量（1#，2#，3#，4#试验配方用量分别为0，1，1.5，2份）。

胎冠胶：SBR1502 20，SBR1721 82.5，BR 20，炭黑N339 75，氧化锌 2.2，硬脂酸 1.7，防老剂4020 1.5，防老剂RD 1.5，微晶蜡 1，芳烃油 16，硫黄 2.2，促进剂TBBS 1.25，橡胶耐磨剂SI-H 变量（5#，6#，7#，8#试验配方用量分别为0，1，1.5，2份）。

1.3 主要设备和仪器

XK-160型开炼机和400×400型平板硫化机，青岛一鸣橡胶机械有限公司产品；F370型和GK255型密炼机，日本神冈集团产品；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；AI-7000-LA型电子拉力机和RH-2000N型橡胶压缩生热试验机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品。

1.4 试样制备

小配合试验胶料采用2段混炼工艺，均在XK-160型开炼机上进行。一段混炼胶加料顺序为：NR，SBR和BR→橡胶耐磨剂SI-H等小料→炭黑→芳烃油→薄通→下片；二段混炼加料顺序为：一段混炼胶→硫黄和促进剂→薄通→下片。

大配合试验胶料采用2段混炼工艺。一段混炼在F370型密炼机中进行，加料顺序为：NR，SBR和BR→橡胶耐磨剂SI-H等小料→炭黑→芳烃油→排胶；二段混炼在GK255型密炼机中进行，加料顺序为：一段混炼胶→硫黄和促进剂→排胶下片。

1.5 性能测试

胶料性能均按照相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 理化分析

橡胶耐磨剂SI-H的理化分析结果见表1。

表1 橡胶耐磨剂SI-H的理化分析结果

从表1可以看出，橡胶耐磨剂SI-H的理化性能符合企业标准要求。

2.2 小配合试验

2.2.1 基部胶

基部胶小配合试验结果如表2所示。

从表2可以看出，随着橡胶耐磨剂SI-H用量的增大，胶料的硫化特性基本相当，3#和4#配方胶料的拉伸强度和拉断伸长率略有提高，压缩疲劳温升降低，回弹值增大。3#配方胶料的综合性能较优。

表2 基部胶小配合试验结果

2.2.2 胎冠胶

胎冠胶小配合试验结果如表3所示。

从表3可以看出，随着橡胶耐磨剂SI-H用量的增大，胎冠胶的硫化特性和物理性能变化趋势与基部胶基本一致。7#配方胶料的综合性能较优。

表3 胎冠胶小配合试验结果

2.3 大配合试验

根据小配合试验结果，分别选用3#和7#试验配方进行大配合试验，并与生产配方进行对比。

2.3.1 基部胶

基部胶大配合试验结果如表4所示。

表4 基部胶大配合试验结果

从表4可以看出，与基部胶生产配方胶料相比，试验配方胶料的门尼粘度降低，硫化特性变化不大，拉伸强度略有增大，拉断伸长率增大，撕裂强度和回弹值提高，压缩疲劳温升明显降低，老化后性能下降率降低，耐老化性能提高。

2.3.2 胎冠胶

胎冠胶大配合试验结果见表5。

从表5可以看出，与胎冠胶生产配方胶料相比，大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表5 胎冠胶大配合试验结果

2.4 工艺性能

（1）混炼胶边部整齐无破边，胶料切割断面均匀致密，配合剂分散良好，无小料粒子；混炼总功率降低，有效降低了能耗。

（2）基部胶、胎冠胶挤出表面光滑，无气泡，尺寸稳定；排胶温度降低10 ℃。

（3）基部胶与胎冠胶粘合性能好，成型工艺良好。

2.5 成品试验

用试验配方试制205/55R16轿车子午线轮胎，与正常生产轮胎进行高速和耐久性能对比试验，试验结果见表6。

从表6可以看出，试验轮胎的高速和耐久性能与生产轮胎差别不大。

表6 205/55R16轿车子午线轮胎的高速和耐久性能

3 结论

在轿车子午线轮胎基部胶及胎冠胶中添加1.5份橡胶耐磨剂SI-H，生产工艺良好；胶料的门尼粘度降低，拉伸性能、抗撕裂性能、弹性和耐老化性能提高，压缩疲劳温升降低，胎冠胶的耐磨性能和抗切割性能显著提高；成品轮胎的高速性能和耐久性能良好。