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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

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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。 

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