环保型丁苯橡胶1502E在农业子午线轮胎中的应用

李华峰

（东营市黄海轮胎有限公司，山东 东营 257336）

随着我国农业机械的快速发展，农业机械出口量日益增多，对农业轮胎的要求越来越高。为了提高农业机械轮胎产品品质，在市场竞争中取得优势，轮胎企业纷纷开发农业子午线轮胎，并加快应用及研发新型化工材料。

胎面和胎侧是轮胎的主要受压、受热部件，胎面胶和胎侧胶应具有良好的动态疲劳性能和耐热老化性能。环保型丁苯橡胶（SBR）1502E是以SBR1502为研究对象，在不改变SBR合成工艺路线和基本助剂的条件下，采用各种不含亚硝胺预备体的终止剂作为聚合反应终止剂而制备的环保型SBR。环保型SBR1502E在凝聚及干燥过程中无明显刺激性气味，性能达到国家优级技术标准，其中亚硝胺化合物含量达到欧洲环保标准[1-2]。本工作主要研究环保型SBR1502E在农业子午线轮胎胎面胶和胎体帘布胶中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），SMR20，马来西亚产品；SBR（牌号分别为1502，1712和1502E）和顺丁橡胶（BR，牌号为9000），中国石化齐鲁石油化工有限公司产品；炭黑N220，N330和N660，太原三强炭黑有限公司产品。

1.2 配方

1.2.1 胎面胶

1#配方（生产配方）：SBR1502 70，SBR1712 34.8，炭黑N220 30，炭黑N330 36，氧化锌4，硬脂酸 3，防老剂 5.5，芳烃油 10，粘合剂及其他 7，硫黄 1.8，促进剂 2.05。

2#和3#配方（试验配方）：分别使用70和72份环保型SBR1502E替代70份SBR1502，其余同1#配方。

1.2.2 胎体帘布胶

4#配方（生产配方）：NR 70，SBR1502 20，BR 10，炭黑N330 24，炭黑N660 20，氧化锌4，硬脂酸 2，防老剂 3.5，芳烃油 9，粘合剂3，硫黄 2.2，促进剂 1.49，其他 5。

5#和6#配方（试验配方）：分别使用20和22份环保型SBR1502E替代20份SBR1502，其余同4#配方。

1.3 主要设备和仪器

F270型和GK255型密炼机，大连华韩密炼机公司产品；XK-160型开炼机和XLB-400×400型平板硫化机，青岛鑫城一鸣橡胶机械有限公司产品；MV2000门尼粘度仪和MDR2000无转子硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品；TH-8203S型电子式拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品；ALPHA炭黑分散度测定仪，青岛富杰科技有限公司产品；GABOMETER系列橡胶压缩生热试验机，德国GABO公司产品。

1.4 试样制备

小配合试验胶料采用两段混炼工艺，在开炼机上进行混炼。一段混炼加料顺序为：生胶→氧化锌、硬脂酸和防老剂等小料→炭黑→芳烃油→薄通下片，停放4 h；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两段混炼工艺进行混炼。一段混炼在F270型密炼机中进行，加料顺序为：生胶→氧化锌、硬脂酸和防老剂等小料→炭黑→芳烃油→排胶，停放4 h；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→下片。

1.5 性能测试

胶料性能按照相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 环保型SBR1502E的性能

环保型SBR1502E的理化性能如表1所示。从表1可以看出，环保型SBR1502E的理化性能符合企业标准要求。

表1 环保型SBR1502E的理化性能

环保型SBR1502E的门尼粘度和拉伸性能如表2所示。从表2可以看出，环保型SBR1502E的门尼粘度和拉伸性能符合企业标准要求。

表2 环保型SBR1502E的门尼粘度和拉伸性能

2.2 小配合试验

2.2.1 胎面胶

胎面胶小配合试验结果见表3。

表3 胎面胶小配合试验结果

从表3可以看出：使用环保型SBR1502E等量代替SBR1502后，胶料的门尼粘度明显下降，回弹值增大，耐磨性能和抗撕裂性能略有提高，生热降低，拉伸性能变化不大；环保型SBR1502E用量增大，胶料的硫化特性变化不大，门尼粘度明显降低，拉伸性能有所下降，抗撕裂性能和耐磨性能有所下降，回弹值增大，生热降低，耐热老化性能变化不大。总体来看，环保型SBR1502E等量代替SBR1502胶料的性能最佳。

2.2.2 胎体帘布胶

胎体帘布胶小配合试验结果见表4。

从表4可以看出：使用环保型SBR1502E等量代替SBR1502后，胶料门尼粘度明显下降，回弹值增大，生热降低，H抽出力和抗撕裂性能略有提高，拉伸性能变化不大；环保型SBR1502E用量增大，胶料的硫化特性变化不大，门尼粘度明显下降，拉伸性能有所下降，H抽出力和抗撕裂性能有所下降，回弹值增大，生热降低，耐热老化性能变化不大。总体来看，环保型SBR1502E等量代替SBR1502胶料的性能最佳。

表4 胎体帘布胶小配合试验结果

2.3 大配合试验

2.3.1 胎面胶

为了进一步验证小配合试验结果，对1#和2#配方胎面胶进行大配合试验，试验结果见表5。从表5可以看出，与生产配方胶料相比，试验配方胶料的硫化特性和拉伸性能相差不大，门尼粘度降低3.6%，撕裂强度提高2.5%，阿克隆磨耗量减小10%，生热降低11%，回弹值略有增大，耐热空气老化性能变化不大。大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表5 胎面胶大配合试验结果

2.3.2 胎体帘布胶

对4#和5#配方胎体帘布胶进行大配合试验，试验结果见表6。从表6可以看出，与生产配方胶料相比，试验配方胶料的硫化特性和拉伸性能相差不大，门尼粘度降低3.8%，撕裂强度提高5.3%，回弹值增大3.3%，生热降低8.2%，H抽出力提高2.3%，耐热老化性能变化不大。大配合试验结果与小配合试验结果基本一致。

表6 胎体帘布胶大配合试验结果

2.4 工艺性能

试验配方胎面胶和胎体帘布胶工艺性能良好：（1）混炼胶表面光滑，韧性好，均匀致密，分散良好；（2）挤出胎面和胎侧表面光滑，尺寸稳定，无破边现象，断面均匀致密，挤出排胶温度为110 ℃，较正常配方低5 ℃；胎体帘布压延工艺良好，帘布覆胶均匀一致；（3）成型工艺正常，胎面胶和胎侧胶的粘合性能好，胎坯挺性好。

2.5 成品性能

采用2#和5#试验配方生产12.4R24农业子午线轮胎，测试成品轮胎物理性能，并与生产轮胎进行对比，结果见表7。从表7可以看出，与正常生产轮胎相比，试验轮胎的物理性能变化不大。

表7 成品轮胎物理性能

3 结论

在农业子午线轮胎胎面胶或胎体帘布胶中用环保型SBR1502E等量代替SBR1502，胎面胶的门尼粘度明显下降，回弹值增大，耐磨性能和抗撕裂性能略有提高，生热降低，拉伸性能变化不大；胎体帘布胶的门尼粘度明显下降，回弹值增大，生热降低，H抽出力和抗撕裂性能略有提高，拉伸性能变化不大；工艺性能良好；成品轮胎的物理性能变化不大。