炭黑预分散混炼工艺在全钢载重子午线轮胎胎面胶生产中的应用

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1、轮胎工业2014年第34卷炭黑预分散混炼工艺在全钢载重子午线轮胎胎面胶生产中的应用管清军，周磊，刘兴国(青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛266400)摘要：以预分散炭黑／天然橡胶母胶和一段混炼胶的排胶温度、填充因数和转子转速为因子，采用正交试验设计方法研究炭黑预分散混炼工艺在全钢载重子午线轮胎胎面胶生产中的应用。结果表明，与常规混炼工艺相比，采用炭黑预分散混炼工艺胶料的炭黑分散性提高，物理性能和耐老化性能改善，成品轮胎的耐久性能和高速性能提高，退赔率下降。关键词：炭黑；预分散；分散度；混炼工艺；轮胎；胎面胶中图分

2、类号：TQ336．1；TQ33O．381；TQ33O．63文献标志码：A文章编号：1006—8171(2014)020110—06轮胎的性能在很大程度上取决于胶料的混炼国卡博特化工有限公司产品；白炭黑，青州联科化质量。胶料的混炼质量与填料和配合剂在橡胶中工有限公司产品；偶联剂Si69，日照岚星化工工的分布均匀性有关，已经证实胶料的物理性能与业有限公司产品；硫黄，临沂市罗庄区湖滨化工厂炭黑分散度之间存在着一定的相关性。炭黑在混产品；促进剂CZ，山东尚舜化工有限公司产品。炼胶中的分散度可直接用来衡量胶料的混炼质1．2配

3、方量。较好的炭黑分散会改善胶料的粘度，达到平NR100，炭黑40，白炭黑15，偶联剂滑挤出和低挤出膨胀，提高硫化胶的物理性能、耐Si693，硫黄1．2，促进剂CZ1．5，其他磨性能和耐疲劳性能，降低滞后损失。随着对胶11．5。料分散重视程度的加深，预分散母胶在轮胎行业1．3主要设备和仪器得到了越来越多的应用。GK270型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有炭黑预分散母胶是将胶料配方中的部分炭黑限公司产品；GK400型密炼机，德国克虏伯公司预先分散到生胶[主要为天然橡胶(NR)]中，并适产品；XK660型开炼机，青岛双星橡

4、塑有限责任当降低NR的混炼温度，将混炼设备转子转速、填公司产品；1．oMN蒸汽平板硫化机，上海第一橡充因数、排胶温度合理优化，降低NR降解，提高胶机械厂产品；MDR2000E型硫化仪、MV2O0O炭黑分散度，从而提高胶料的性能。型门尼粘度仪和Tensometer2000型电子拉力本工作以预分散炭黑／NR母胶和一段混炼机，美国阿尔法科技有限公司产品；401B型老化胶的排胶温度、填充因数和转子转速为因子，采用箱，江都市明珠试验机械厂产品；红外线测温仪，正交试验设计方法研究炭黑预分散混炼工艺在全上海永创科技发展有限公司产

5、品；电子比重计，英钢载重子午线轮胎胎面胶生产中的应用。国WALLACE公司产品。1．4试样制备1实验1．4．1生产工艺1．1主要原材料将NR、部分炭黑(26份)、白炭黑、偶联剂NR，SMR20，马来西亚产品；炭黑NIl5，美Si69和其他配合剂置于密炼机中进行混炼，混匀得一段混炼胶；一段混炼胶和剩余炭黑(14份)在作者简介：管清军(1977一)，男，山东青岛人，青岛双星轮胎密炼机中进行混炼，混匀得二段混炼胶；二段混炼工业有限公司工程师，硕士，主要从事轮胎配方设计和混炼工艺的应用研究工作。胶、硫黄、促进剂在开炼机上进

6、行混炼，得三段混第2期管清军等．炭黑预分散混炼工艺在全钢载重子午线轮胎胎面胶生产中的应用111炼胶。1所示。1．4．2试验工艺(1)炭黑／NR预分散母胶。将100份NR生表1排胶温度试验因子与水平胶分别和1O，15，2O和25份炭黑置于密炼机中按GB／T6030-2006~橡胶中炭黑和炭黑／z．氧化硅分散的评估快速比较法》进行混炼，测试炭黑分散度后，最终选择100份NR和2O份炭黑混炼胶作为炭黑／NR预分散母胶。注：二段和三段混炼胶的排胶温度分别为130和100℃。选用L。(2。)设计，试验方案和胶料炭黑分散(2)

7、NR混炼胶。炭黑／NR预分散母胶、剩余炭黑、白炭黑和除硫黄和促进剂外的配合剂置于度结果如表2所示。密炼机中进行混炼，得一段混炼胶；一段混炼胶置表2L，(2)正交试验方案和胶料炭黑分散度结果于开炼机上进行返炼得二段混炼胶；二段混炼胶、硫黄、促进剂在开炼机上进行混炼，混匀得三段混炼胶。1．5测试分析胶料的各项性能均按相应的国家标准进行测试。2结果与讨论2．1正交试验设计2．1．1排胶温度从表2可以看出，试验方案9胶料的炭黑分确定正交试验影响因子为炭黑／NR预分散散度X值和y值均最大，说明采用方案9制备的母胶的排胶温度(

8、A)和一段混炼胶的排胶温度胶料炭黑分散性最好。(B)。A，B因子设为3水平。具体因子水平如表表3所示为采用试验方案1～9制备胶料的表3采用试验方案1～9制备胶料硫化特性和物理性能结果注：1)试验胶料的DIN磨耗量与标准参照胶料的DIN磨耗量之比乘以100％。轮胎工业2014年第34卷硫化特性和物理性能结果。表5填充因数正交试验方案和胶料炭黑分散度结果从表3可