农业轮胎胎面胶的配方优化

抗切割型矿用轮胎胎面胶配方优化抗切割型矿用轮胎是矿山等恶劣工况下使用的重型设备轮胎，由于经常在坚硬的岩石表面运行，容易遭受切割和磨损，因此需要具备很高的耐磨和抗切割性能。

在胎面胶配方中优化成分的选择和比例可以提升轮胎的性能，下面是一个抗切割型矿用轮胎胎面胶配方优化的建议。

1.选择合适的胶料在抗切割型矿用轮胎的胎面胶配方中，首先要选择合适的胶料。

胶料的选择要考虑其耐磨性能、抗切割性能和抗老化性能。

常用的耐磨胶料有天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶等，而抗切割性能好的胶料有聚四氟乙烯、丁腈橡胶等。

2.添加填料增加耐磨性能填料在胎面胶中起到增加硬度和耐磨性能的作用。

常用的填料有碳黑、硅灰、氧化锌等。

其中碳黑是最常用的一种，可以在一定程度上提高胶料的硬度和耐磨性能。

3.添加增强剂提升胶料强度在胎面胶中添加适量的增强剂可以提高其强度和韧性，增加抗切割性能。

常用的增强剂有硫化剂、活性小分子交联剂等。

硫化剂可以通过交联作用增加胶料的强度和耐久性，而活性小分子交联剂则可以增加胶料的韧性和抗切割性能。

4.关注黏性和粘度胎面胶的黏性和粘度直接影响其加工性能和性能稳定性。

适当增加胶料的黏性和粘度可以提高胶料的加工性能和抗切割性能。

可以通过添加粘合剂和增塑剂来调整黏性和粘度，如添加天然树脂或热塑性弹性体（TPE）。

5.改善胶料的耐老化性能长期暴露在恶劣工况下的矿用轮胎容易受到紫外线、氧气、油脂等因素的影响而老化。

通过添加抗氧化剂、紫外线吸收剂和抗裂剂等可以提高胎面胶的耐老化性能。

抗氧化剂可以防止胶料的老化以及硫化过程中的氧化反应，紫外线吸收剂可以吸收或散射紫外线，抗裂剂可以防止胶料发生裂纹。

总之，对抗切割型矿用轮胎胎面胶的配方进行优化，可以通过选择合适的胶料、添加填料、增强剂、粘合剂、增塑剂和改善耐老化性能的添加剂来提升轮胎的耐磨和抗切割性能，以满足恶劣工况下轮胎的使用要求。

导向轮胎胎面胶配方
1.未添加再生胶的胎面胶参考配方
天然橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸4份，松焦油4份，防老剂1份，炭黑45份，促进剂1份，硫磺3份；合计：163份。

硫化条件：137℃×50min。

硫化胶指标：拉伸强度28.2MPa，扯断伸长率600%，硬度(绍尔A) 62度。

2.添加12份再生胶的胎面胶配方
天然橡胶94份，再生橡胶12份，氧化锌5份，硬脂酸3.5份，松焦油3.5份，防老剂1份，炭黑44份，促进剂0.9份，硫磺3份；合计：166.9份。

硫化条件：137℃×50min。

硫化胶指标：拉伸强度26.5MPa，扯断伸长率500%，硬度(绍尔A) 63度。

3.添加24份再生胶的胎面胶配方
天然橡胶88份，再生橡胶24份，氧化锌5份，硬脂酸3.5份，松焦油3份，防老剂1份，炭黑43份，促进剂0.8份，硫磺3份；合计：171.3份。

硫化条件：137℃×50min。

硫化胶指标：拉伸强度25.8MPa，扯断伸长率540%，硬度(绍尔A) 64度。

4.添加36份再生胶的胎面胶配方
天然橡胶82份，再生橡胶36份，氧化锌5份，硬脂酸3份，松焦油2.5份，防老剂1份，炭黑42份，促进剂0.7份，硫磺3份；合计：175.2份。

硫化条件：137℃×50min。

硫化胶指标：拉伸强度24.8MPa，扯断伸长率525%，硬度(绍尔A) 64度。

工程机械轮胎胎面胶的配方优化论文工程机械轮胎胎面胶的配方优化论文摘要：对矿用工程机械轮胎胎面胶的配方进行优化。

结果表明：在胎面胶配方中采用全天然橡胶体系，并适当加入白炭黑、偶联剂Si69和分散剂FS-40，胶料的硫化特性基本相当，硫化胶的300%定伸应力和撕裂强度增大；成品轮胎的耐久性能提高。

关键词：工程机械轮胎；胎面胶；抗撕裂性能露天矿是工程机械轮胎使用最集中、要求条件最苛刻的地方。

矿山路面多为碎石路面，尤其是在雨季和尖石外露的情况下，易刺伤轮胎。

矿山用轮胎承受的负荷大、运输距离短、转弯多，且轮胎花纹块变形大，易被外露的尖石划伤掉块。

轮胎胎面的划伤掉块表现为胎面胶抗撕裂性能较差，轮胎使用寿命缩短。

本工作主要对矿用工程机械轮胎胎面胶的配方进行优化设计，以延长轮胎使用寿命。

1实验1.1主要原材料天然橡胶（NR），SCR5，海南省农垦集团总公司产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，中国石化北京燕山石油化工股份有限公司产品；炭黑N220，新疆塔里木炭黑有限责任公司产品；氧化锌，兰州黄河锌品有限公司产品；促进剂NOBS，兰州化学工业公司有机合成厂产品。

1.2配方试验配方和生产配方。

1.3主要设备和仪器XK-160型开炼机，江都市新真威试验机械有限公司产品；3L密炼机，英国法雷尔公司产品；GK270型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；XM-140型密炼机，大连橡胶塑料机械股份有限公司产品；50t电热平板硫化机，湖州宏侨橡胶机械有限公司产品；WGJ-2500B型电子拉力机，广西师范大学秀峰电器厂产品；C2000E 型无转子硫化仪，北京友深电子仪器有限公司产品；MH-74型阿克隆磨耗试验机，长沙仪表机床厂产品。

1.4试样制备1.4.1小配合试验胶料采用两段混炼工艺。

一段混炼在3L密炼机中进行，转子转速为80r·min-1，混炼工艺为：生胶、小料→压砣（30s）→炭黑（90s）→芳烃油（90s）→排胶（155℃）；二段混炼在开炼机上进行，混炼工艺为：一段混炼胶、硫黄、促进剂→薄通→混炼均匀后下片。

全钢载重子午线轮胎胎冠胶配方优化丛守清,马小刚,孙 涛,孙学杰(山东玲珑橡胶有限公司,山东招远 265400)摘要:应用组合回归设计方法对全钢载重子午线轮胎胎面胶配方进行优化设计。

经试验得到试验因素的最佳配比(份)为:NR/SBR/BR 80/8.5/1115,硫黄 11575,白炭黑 1118。

胎面胶配方优化后制得成品的耐久性能达到5912h,速度性能达到140km #h -1。

关键词:全钢载重子午线轮胎;胎冠胶;组合回归设计中图分类号:TQ33611+1;U4631341+16 文献标识码:B 文章编号:1006-8171(2004)11-0693-03作者简介:丛守清(1970-),男,山东招远人,山东玲珑橡胶有限公司工程师,学士,主要从事全钢子午线轮胎的配方设计工作。

胎面是轮胎承受外部应力最苛刻的部位[1],因此需要具有优异的耐磨、耐切割、耐撕裂、抗湿滑性以及低生热和耐老化性能等[2]。

其中,胶料的生热性、抗湿滑性和耐磨性能被称为轮胎的三大行驶性能,它们之间既相互联系又相互制约。

对全钢载重子午线轮胎来说,胎面胶的生热、抗湿滑性和耐磨性尤为重要。

在以往的配方设计中通常采用正交设计法,虽然方便,但由于没有采用回归分析,数据达不到要求,不能很好地适应配方设计发展的需要。

组合回归设计一方面利用了正交试验法的/正交性0,即均衡搭配和综合可比性原理,有计划地在正交表上安排次数较少的试验;另一方面又利用回归分析中最小二乘法原理,将正交法和回归分析的优点有机地结合起来,通过试验数据分析,可得出较为精确的结果[3]。

本工作在全钢载重子午线轮胎胎面胶配方设计中应用组合回归设计,以生胶、硫黄和白炭黑用量为研究对象,对胎面胶的生热和耐磨性的相关性进行了研究,建立了胎面胶生热性和耐磨性的数学模型,以通过优化配方设计来提高产品性能。

1 实验111 主要原材料NR,牌号SM R20,马来西亚产品;BR(牌号9000)和SBR(牌号1500),中国石化齐鲁石化股份有限公司橡胶厂产品;硫黄,山西长治化工有限公司产品;促进剂NS,山东单县化工厂产品;防老剂4020,美国FLEXSYS 公司产品;氧化锌,辽宁省葫芦岛锌厂产品;硬脂酸,江苏中鼎化工有限公司产品;炭黑N234,招远玲珑炭黑有限公司和上海卡博特化工公司产品;白炭黑,青岛罗地亚化学有限公司产品;碳氢树脂混合物,美国STRU K -TOL 公司产品。

232 轮　胎　工　业2024年第44卷泥地轮胎胎面胶配方的优化刘会迎 ，汪　燕，徐　旗，李崇兵[浦林成山（山东）轮胎有限公司，山东荣成　264300]摘要：对大规格泥地轮胎胎面胶配方进行优化。

结果表明：与正常配方胶料相比，优化配方胶料的300%定伸应力增大，DIN磨耗性能提高，其他各项物理性能相当；60 ℃时的损耗因子降低约20%，压缩生热降低，压缩爆破时间延长；与生产轮胎相比，同规格优化轮胎的高速性能提高，符合企业标准要求。

关键词：泥地轮胎；胎面胶；配方优化；高速性能中图分类号：TQ336.1 文章编号：1006-8171（2024）04-0232-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2024.04.0232越野轮胎在松软土壤、沙质地带、陡峭坡地等路况具有较好的通过性和较强的驱动力[1]，其类型主要包括全路况（A/T）轮胎、尖锐路况（R/T）轮胎和泥地路况（M/T）轮胎。

与其他轮胎相比，泥地轮胎的花纹具有纵横沟槽深、花纹间距宽、花纹饱和度低的特点，能够慢速排泥和高速甩泥[2]，从而提高车辆的泥地脱困性能。

泥地轮胎的块状花纹和特殊的胎面胶配方设计，使其具有良好的抗刺扎性能、抗崩花掉块性能和抗切割性能[1，3]。

泥地轮胎（尤其是较大规格的泥地轮胎）的大花纹块在反复剪切、压缩作用下，其内部生热较高，难以消散，易造成室内高速性能测试时轮胎早期爆破损坏，无法满足企业标准。

本工作对大规格泥地轮胎胎面胶配方进行优化，以期提升其高速性能。

1　实验1.1　主要原材料天然橡胶，SMR20，马来西亚产品；乳聚丁苯橡胶（ESBR），牌号1723和1502，国内A公司产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，国内B公司产品；中超耐磨炭黑，国内C公司产品；沉淀法白炭黑，国内D 公司产品。

1.2　主要设备与仪器X（S）M-1.5型密炼机、XK（S）-160型开炼机和XLB-400-2000型平板硫化机，青岛科高橡塑机械技术装备有限公司产品；GK400型和GK270型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；MV2000型门尼粘度仪，美国阿尔法科技有限公司产品；MDR3000型硫化仪和邵尔A型自动硬度计，德国MonTech公司产品；VR-7130型橡胶动态粘弹性分析仪（DMA），日本上岛公司产品；Instron 3365型电子拉力机，美国Instron公司产品；GT-7017-ELU型热老化试验机、压缩生热测试仪和GT-7012-D型DIN磨耗机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品。

超耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶配方的优化胎面胶是轮胎中非常重要的部分，它直接接触地面，承受着巨大的荷载和摩擦力。

因此，优化超耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶配方对于提高轮胎的使用寿命和行驶性能至关重要。

要优化超耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶配方，首先需要考虑以下几点：1.弹性模量：弹性模量是衡量材料硬度和刚度的指标，对于超耐磨的轮胎胎面胶而言，需要具有较高的弹性模量，以抵御大荷载和高速行驶时的应力。

可以通过改变胎面胶中弹性体的含量和种类来调节其弹性模量。

2.抗磨损性能：超耐磨全钢载重子午线轮胎需要具有出色的抗磨损性能，以应对各种路况和使用环境下的磨损。

可以通过添加一定比例的硬质填料，如二氧化硅、纳米硅酸钛等，来增加胎面胶的硬度和耐磨损性。

3.抗剪切性能：轮胎在行驶过程中会受到不断变化的摩擦力，因此超耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶需要具有出色的抗剪切性能，以保持胶料的完整性和稳定性。

可以通过添加适量的增粘剂或粘合剂来增强胎面胶的粘结能力和抗剪切性能。

4.热老化性能：轮胎在高温和高速行驶中会经受到很大的热应力，因此超耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶需要具有良好的热老化性能，以保持其强度和弹性。

可以通过添加一定比例的助剂、抗氧化剂和稳定剂来提高胎面胶的热稳定性和耐老化性能。

5.可加工性：超耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶的加工过程需要稳定可靠，以确保轮胎的质量和一致性。

因此，胎面胶的配方需要具有好的可加工性，包括适当的黏度、流动性和粘度，以便于胶料的成型和压制。

通过对超耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶配方的优化，可以提高轮胎的耐磨损性能、抗剪切性能和热老化性能，从而延长轮胎的使用寿命，提高行驶安全性和经济性。

同时，合理的配方还可以降低生产成本，提高轮胎的竞争力和市场占有率。

综上所述，优化超耐磨全钢载重子午线轮胎胎面胶配方是一项复杂而又关键的工作。

在优化过程中，需要综合考虑材料的弹性模量、抗磨损性能、抗剪切性能、热老化性能和可加工性等因素，并根据实际使用环境和要求进行调整，以取得最佳的效果。

矿用自卸车斜交轮胎胎面基部胶配方优化矿用自卸车斜交轮胎是用于矿山运输和卸载工作的重型车辆，具有承载能力强、耐磨性能好等特点。

轮胎的胎面基部胶是决定轮胎性能的重要组成部分，对其进行优化可以提高轮胎的使用寿命和耐久性。

本文将对矿用自卸车斜交轮胎胎面基部胶的配方进行优化。

首先，需要考虑的是轮胎经常在恶劣的工作环境下使用，如矿石堆场、泥泞路面等，因此需要选择具有良好耐磨性和抗裂性的胶料。

常见的耐磨胶料有天然橡胶和合成橡胶，可以根据实际需求进行选择。

此外，胶料中应加入适量的防裂剂和增塑剂，以提高胶料的柔韧性和抗裂性。

其次，胎面基部胶的配方中需要添加填充剂，以提高胶料的硬度和抗磨损性。

填充剂可以选择炭黑、二氧化硅等，这些填充剂具有良好的增强效果。

在选择填充剂的同时，还需要考虑其与胶料的相容性，以保证胶料的机械性能和耐久性。

另外，胎面基部胶的配方中还可以添加耐热剂和防老化剂，以提高轮胎的耐高温性能和抗老化性能。

耐热剂可以选择有机硅类，而防老化剂可以选择芳香胺类等，这些添加剂能够有效延缓轮胎老化的速度，延长轮胎的使用寿命。

最后，胎面基部胶的配方中还需要添加加工助剂和黏合剂，以提高胶料的加工性能和黏结性能。

加工助剂可以选择加工油、软化剂等，这些添加剂能够使胶料与硫化剂充分交联，提高轮胎的黏结强度。

此外，还应根据实际工艺条件，调整硫化剂的种类和用量，以确保良好的硫化效果。

综上所述，矿用自卸车斜交轮胎胎面基部胶的配方可以通过选择耐磨胶料、填充剂、耐热剂、防老化剂、加工助剂和黏合剂等来进行优化。

通过合理配比和精细调整，可以提高轮胎的使用寿命和耐久性，减少故障和维修成本，提高工作效率。

这将对矿用自卸车斜交轮胎的性能和可靠性产生积极的影响。

应用技术APPLIED TECHNOLOGY15；BR9000 20；炭黑N220 52；氧化锌 5；硬脂酸 3；防老剂 4.5；芳烃油 6；黏合剂1；促进剂 1；硫黄 1.6。

2#配方（试验配方）：添加外观改良剂HN-1203 3，其余同1#配方。

（2）胎侧胶3#配方（生产配方）：NR 60；BR 40；炭黑N330 40；炭黑N660 20；氧化锌 5；硬脂酸 2.5；防老剂 5.5；芳烃油 8；黏合剂 1.5；促进剂 0.7；硫黄 1.4。

4#配方（试验配方）：添加外观改良剂HN-1203 3，其余同3#配方。

3.主要设备与仪器XK-160型开炼机和XLB-400×400型平板硫化机，青岛一鸣机械有限公司；F270型密炼机和GK255型密炼机，大连华韩密炼机公司；MV2000型门尼黏度仪和MDR2000型无转子硫化仪，美国阿尔法科技有限公司；TH-8203S 型电子式拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司；ALPHA 炭黑分散度测定仪，青岛富杰科技有限公司；GABOMETER 橡胶压缩生热试验机，德国GABO 公司。

4.试样制备小配合试验胶料混炼采用2段混炼工艺，在开炼机中进行。

一段混炼加料顺序为：生胶→氧化锌、硬脂酸、外观改良剂等小料→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、促进剂→薄通下片。

大配合试验胶料混炼分2段进行，一段混炼在F270型密炼机中进行，加料顺序为：生胶→小料、外观改良剂、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、促进剂→下片。

5.性能测试胶料性能按照相应国家标准进行测试。

二、结果与讨论1.理化性能外观改良剂HN-1203的理化性能见表1。

从表1可以看出，外观改良剂HN-1203的理化性能符合企业标准要求。

2.小配合试验（1）胎面胶胎面胶小配合试验结果见表2、炭黑分散度（5～7级）见图1。

低滚动阻力轿车轮胎胎面胶配方的优化首先，优化胎面胶的化学成分是减少滚动阻力的关键。

传统的轮胎胶中含有大量的天然橡胶，这种材料的滚动阻力较高。

因此，可以从材料替代的角度进行优化，使用含有较少天然橡胶的胶料。

例如，使用合成橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等替代材料。

其次，应该优化胎面胶的胶料混合方法。

传统的胶料混合过程中，往往需要较长的混合时间和温度以确保胶料充分混合。

这样的处理方式会导致能量的浪费和过度的热量产生。

因此，应该优化胶料的混合方法，如使用高效的混合设备和优化的混合时间和温度。

此外，还可以通过增加填充剂的使用量来减少滚动阻力。

增加填充剂的使用量可以减少胶料的粘附性，从而减少滚动阻力。

例如，硅酸钙是一种常用的填充剂，可以在一定程度上减少滚动阻力。

此外，纳米级填料的应用也是减少滚动阻力的一种方法。

另外一点是，可以通过优化胎面胶的花纹设计来减少滚动阻力。

轮胎胎面花纹的设计不仅影响车辆的抓地力和排水性能，也会影响滚动阻力。

优化胎面花纹的设计可以减少胎面与地面之间的接触面积，减少滚动阻力。

例如，可以采用低阻力的V型花纹或平滑花纹等设计。

最后，还可以考虑使用特殊涂层来减少滚动阻力。

例如，可以在胎面上涂覆一层低阻力的涂层，以减少轮胎与地面之间的摩擦。

这种涂层通常是由聚四氟乙烯（PTFE）等材料制成的。

总结起来，低滚动阻力轿车轮胎胎面胶配方的优化可以从材料替代、胶料混合方法、填充剂使用、花纹设计和涂层应用等方面进行。

优化配方可以减少滚动阻力，提高汽车的燃油经济性和环境友好性。

这将有益于减少能源消耗和减少对环境的负面影响。