６５８ 轮胎工业 ２０１６年第３６卷 国产溴化丁基橡胶在全钢载重子午线轮胎 气密层胶中的应用 袁亚东，黄义钢，高绪风，李（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛勇 ２６６４ｏ０） 摘要：研究国产溴化丁基橡胶（ＢＩＩＲ）在全钢载重子午线轮胎气密层胶中的应用。结果表明：与进口ＢＩＩＲ相比，国产 ＢＩＩＲ￣挥发物质量分数和灰分质量分数较小；与进口ＢＩｌＲ气密层胶相比。国产ＢＩＩＲ气密层胶的门尼焦烧时间、硫化特性、 物理性能、耐屈挠性能和耐热老化性能相当，气密性略好，可以满足气密层胶的需求；国产ＢＩＩＲ性价比高，经济效益显著。 关键词：溴化丁基橡胶；全钢载重子午线轮胎；气密层胶；气密性 中图分类号：Ｕ４６３．３４１ ３；ＴＱ３３３．６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００６—８１７１（２０１６）１卜０６５８—０３ 在子午线轮胎无内胎化过程中，溴化丁基橡 胶（ＢＩＩＲ）是一种不可或缺的胶种。ＢＩＩＲ除了具 湛江机械厂产品；ＧＫ４００Ｎ型密炼机，德国克虏伯 公司产品；ＧＫ２５５Ｎ型密炼机，益阳橡胶塑料机械 集团有限公司产品；１．０ ＭＮ蒸汽平板硫化机，上 有普通丁基橡胶（ＩＩＲ）优异的气密性、耐热性能和 耐臭氧老化性能以外，还具有与通用橡胶高效共 硫化性和良好的相容性等，因此被广泛应用于轮 胎气密层胶中。我国ＢＩＩＲ国产化起步较晚，目前 海第一橡胶机械厂产品；ＭＤＲ２０００Ｅ型硫化仪、 ＭＶ２０００型门尼粘度仪和Ｔｅｎｓｏｍｅｔｅｒ２０００型电 子拉力机，美国阿尔法科技有限公司产品；４０１Ｂ ＢＩＩＲ主要依赖进口。近年来，我国石化企业加大 了对ＢＩＩＲ的研发，开发了系列产品，并开始批量在 轮胎等下业产品中应用。 本工作研究国产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 型老化箱和ｗＨＴ—ＩＯＡ型测厚仪，江都试验机械 厂产品；回弹性测试仪，意大利Ｇｉｂｉｔｒｅ公司产品； ＶＡＣ￣Ｖ２型压差法气体渗透仪，济南兰光机电技 术有限公司产品。 １．４试样制备 １．４．１小配合试验 小配合试验胶料分两段混炼。一段混炼在 １．１主要原材料 １．５ Ｌ智能实验密炼机中进行，密炼室初始温度 为７０～８０℃，转子转速为８０ ｒ・ｍｉｎ～，混炼工 艺为：生胶一小料 炭黑 芳烃油 排 胶（１１ ５～１２５℃）；二段混炼在开炼机上进行， 国产ＢＩＩＲ，牌号２３０２，国内某厂家产品；进口 ＢＩＩＲ，牌号２２２２，国外某公司产品；炭黑Ｎ６６０，江西 黑猫炭黑股份有限公司产品；硫黄，临沂罗庄新安 化工公司产品。 １．２ 配方 混炼工艺为：一段混炼胶一硫黄和促进剂一薄 通一下片。 ＢＩＩＲ（变牌号） １００，炭黑Ｎ６６０ ６０，环保油 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 ７，硫黄０．５，促进剂ＤＭ １．５，其他２２。 １．３主要设备和仪器 炼均在ＧＫ４００Ｎ型密炼机中进行，一段混炼密炼 室初始温度为８０￣９０℃，转子转速为３８ ｒ・ｍｉｎ～， 混炼工艺为：生胶一小料一炭黑 提压砣一压压砣 １．５ Ｌ智能实验密炼机，青岛科高橡塑机械技 术装备有限公司产品；ＸＫＲ一１５０型开炼机，广东 作者简介：袁亚东（１９９１一），男，鸟鲁木齐人，青岛双星轮胎 工业有限公司助理工程师，学士，主要从事轮胎配方设计工作。 芳烃油 Ｉ三 排胶（１２５～１３０℃）；二 段 昆炼密炼室初始温度为８０～９０。Ｃ，转子转 第１１期 袁亚东等．国产溴化丁基橡胶在全钢载重子午线轮胎气密层胶中的应用 表１ ＢＩＩＲ的理化性能 ６５９ 速为２９ ｒ・ｍｉｎ～，混炼工艺为：一段混炼胶一压压 砣 ）＿ 提压砣一压压砣 ｏ＿三提压砣一压压砣— 三 排胶（１２５～１３０℃）；三段混炼在ＧＫ２５５Ｎ型密炼机 中进行，密炼室初始温度为７０￣８０℃，转子转速为２０ ｒ・ｍｉｎ～，混炼工艺为：二段混炼胶一硫黄和促进剂一 压压砣＿苎 提压砣一压压砣 提压砣一压压 砣坚提压砣一压压砣 排胶（１００￣１１０℃）。 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理化性能 注：配方组分和用量为ＢＩＩＲ １００，参比炭黑４０，氧化 锌４，硬脂酸１，合计１４５。１）硫化条件为１５０℃×５ ｍｉｎ ２）硫化条件为１５０℃×２０ ｍｉｎ。 ＢＩＩＲ的理化性能见表１。从表１可以看出，与进 ２．２小配合试验 口产品相比，国产ＢＩＩＲ的挥发物和灰分质量分数较 小，其他性能相近，均符合企业内控标准要求。 小配合试验结果见表２。从表２可以看出，与 进ＨＢＩＩＲ胶料相比，国产ＢＩＩＲ胶料门尼焦烧时间和 表２小配合试验结果 项 目 国产ＢＩＩＲ胶料 １２．５７ 进口ＢＩＩＲ胶料 ｌ３．１７ 门尼焦烧时间ｔｓ（１２７℃）／ｍｉｎ 硫化仪数据（１６０℃） ／（ｄＮ・Ｉｌ１） Ｍ．／（ｄＮ・ｍ） ｔｌｏ／ｍｉｎ １．３１ ５．４７ ２．５６ ６．３７ １．４８ ５．３３ ３．１５ ６．２１ ｔ３ｏ／ｒａｉｎ ｔｓｏ／ｍｉｎ ９．３１ １９．２５ ２９．５２ ２Ｏ ３０ １．１３５ ４Ｏ ２０ ９．０５ ｌ９．０２ ２９．４２ ３０ １．１３５ ４０ ｔｇｏ／ｍｉｎ ｔ ａｏｏ／ｒａｉｎ 硫化时间（１６０℃）／ｍｉｎ 密度／（Ｍｇ・ｍ。） 邵尔Ａ型硬度／度 ５９ ５９ ６０ ５７ ５８ ５８ ５０％定伸应力／ＭＰａ １００％定伸应力／ＭＰａ ３００％定伸应力／ＭＰａ 拉伸强度／ＭＰａ ０．７ １．２ ３．３ ８．９ ７７５ ０．７ １．２ ３．２ ８．３ Ｏ．７ １．２ ３．２ ８．２ ０．６ １．１ ３．２ Ｏ．７ １．１ ３．２ ８．４ ０．６ １．０ ３．１ ８．３ ８．８ ７８４ ２８ 拉断伸长率／％ 拉断永久变形／％ ７８５ ２８ ７６４ ２８ ７８２ ２８ ３４ １１ ０ ７９９ ２８ ２８ 撕裂强度／（ｋＮ・ｍ ） 回弹值／％ ３０万次屈挠疲劳裂口长度／ｍｍ １００℃×４８ ｈ老化后 ３４ １ｌ ０ 邵尔Ａ型硬度／度 ６２ ６０ ５０％定伸应力／ＭＰａ １ ００％定伸应力／ＭＰａ ３００％定伸应力／ＭＰａ 拉伸强度／ＭＰａ ０．９ １．５ ３．８ ７．７ ０．８ １．３ ３．６ ７．８ 拉断伸长率／％ 拉断永久变形／％ ６９４ ２４ ７０４ ２Ｏ 撕裂强度／（ｋＮ・ｍ ） 回弹值／％ ３０万次屈挠疲劳裂口长度／ｍｍ ３２ １１ ０ ３３ １１ Ｏ ６６０ 轮胎工业 ２０１ ６年第３６卷 硫化特性相近，密度、硬度、定伸应力、拉伸强度、拉 断伸长率、拉断永久变形、撕裂强度、回弹值、耐屈 挠性能和耐热老化性能均相当。 ２．３大配合试验 总的来看，国产ＢＩＩＲ胶料物理性能与进口ＢＩＩＲ胶 料相当，且气密性略好，可以满足全钢载重子午线 轮胎气密层胶的需求。 ２．４成本分析 为进一步验证小配合试验结果，进行大配合 试验，结果见表３。从表３可以看出，大配合试验结 果与小配合试验结果基本一致，且透气量略低。 按２０１６１ｇ１月ＢＩＩＲ市场价格计算，每吨国产 ＢＩｌＲ价格比进口ＢＩＩＲ价格低约３ ０００元，在气密层 胶中采用国产ＢＩＩＲ等量替代进口ＢＩＩＲ，每千克胶 表３大配合试验结果 项 目 国产ＢＩＩＲ胶料 进口ＢＩＩＲ胶料 门尼焦烧时间ｔ （１２７℃）／ｍｉｎ 硫化仪数据（１６０℃） ＭＬ／（ｄＮ・ｍ） Ｍ．／（ｄＮ・ｍ） ｔ］ｏ／ｒａｉｎ ㈨ ～一 一∞¨¨¨ ４ Ｏ ６ ｍ １ ７ １ １ ７ 。 ３ ２ ∞ ３ ８ ２ ３＂ｔ３ｏ／ｒａｉｎ ｔｓｏ／ｒａｉｎ ／９０／ｒａｉｎ ｔｌｏｏ／ｒａｉｎ 硫化时间（１６０。Ｃ）／ｍｉｎ 密度／（Ｍｇ・ｍ ） ２０ 邵尔Ａ型硬度／度 ５０％定伸应力／ＭＰａ １００％定伸应力／ＭＰａ ３００％定伸应力／ＭＰａ 拉伸强度／ＭＰａ ６１ ０．７ １．１ ３．２ ９．０ ２ ６ ３ Ｏ ０ ７ ｌ １ Ｏ ６ 拉断伸长率／％ 拉断永久变形／％ 撕裂强度／（ｋＮ・ｍ ） 回弹值／％ ３Ｏ万次屈挠疲劳裂口长度／ｍｍ ７９１ ３６ 一一～如一∞¨¨ Ｏ ４ ｌ ７ １ １ ５。｛２ ６ ｍ ３ ９。～ ：透气量／［ｃｍ ・（ｍ ・ｄ・ＭＰａ） 】 １００℃×４８ ｈ老化后 邵尔Ａ型硬度／度 ２５％定伸应力／ＭＰａ １ ００％定伸应力／ＭＰａ ３００％定伸应力／ＭＰａ 拉伸强度／ＭＰａ 拉断伸长率／％ 拉断永久变形／％ 撕裂强度／（ｋＮ・ｍ ） 回弹值／％ ３Ｏ万次屈挠疲劳裂口长度／ｒａｍ 料成本降低１．５６元。若按年产１００万条１２Ｒ２２．５ （２）与进口ＢＩＩＲ气密层胶相比，国产ＢＩＩＲ气密 层胶的门尼焦烧时间、硫化特性、物理性能、耐屈 全钢载重子午线轮胎计，每年可降低成本约４３０万 元，经济效益显著。 ３结论 挠性能和耐热老化性能相当，气密性略好，可以满 足全钢载重子午线轮胎气密层胶的需求。 （３）与进口ＢＩＩＲ相比，国产ＢＩＩ ｌ生价比更高， 经济效益显著。 第１９Ｎ中国轮胎技术研讨会论文 （１）与进口ＢＩＩＲ相比，国产ＢＩＩＲ的挥发物质量 分数和灰分质量分数较小，其他理化性能相近。
