汽车轮胎胎面胶的性能与配方发展

功能型抗湿滑树脂对轿车子午线轮胎胎面胶“魔三角”性能的优化作用张建军，张　典，任会明，董兴旺（中策橡胶集团有限公司，浙江杭州　310018）摘要：研究不同功能型树脂对轿车子午线轮胎胎面胶性能的影响。

结果表明：在胎面胶中加入抗湿滑树脂和C5树脂，胶料的拉伸强度和拉断伸长率增大，DCPD树脂胶料的抗撕裂性能最优；抗湿滑树脂可以改善胶料的耐磨性能，且动态性能具有良好的平衡性，C5树脂胶料0和60 ℃时的损耗因子（tanδ）同时增大，DCPD树脂胶料60 ℃时的tanδ增大；以12份4401树脂替代8份环保油V700，胶料的门尼焦烧时间延长，硫化胶的拉伸强度和拉断伸长率增大，耐磨性能和抗湿滑性能提高，成品轮胎的抗干、湿滑性能提高，滚动阻力相当。

关键词：抗湿滑树脂；轿车子午线轮胎；胎面胶；物理性能；耐磨性能；抗湿滑性能；滚动阻力中图分类号：TQ330.38＋7；U463.341＋.4/.6 文章编号：1006-8171（2021）05-0306-06文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.05.0306抗湿滑性能、滚动阻力和耐磨性能是轮胎的3个主要性能，也称为轮胎胎面胶的“魔三角”性能，它们都与胎面胶的动态性能有很大的相关性[1-2]。

胶料60 ℃时的损耗因子（tanδ）越小，表明滚动阻力越低，0 ℃时的tanδ越大，表明抗湿滑性能越好[3-4]。

抗湿滑性能和滚动阻力是胎面胶的两个矛盾主体，往往一项性能的提高会损失另一项性能。

改性溶聚丁苯橡胶（SSBR）、白炭黑和硅烷偶联剂等的应用使这两项性能同时有较大提高[5]。

很多应用机理不同的新型材料也一直在研究开发中，功能型树脂就是其中之一[6-9]。

本工作主要研究不同功能型树脂对轿车子午线轮胎胎面胶动态性能等的影响，验证功能型抗湿滑树脂对胎面胶“魔三角”性能的优化作用。

1　实验1.1　主要原材料SSBR1，苯乙烯质量分数为0.33，乙烯基质量分数为0.34，充油量为37.5份，日本旭化成公司产品；非充油改性SSBR2，苯乙烯质量分数为0.21，乙烯基质量分数为0.66，台橡股份有限公司产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，中国石油独山子石化公司产品；环保油，牌号V700，德国汉圣化工有限公司产品；白炭黑，牌号1165MP，索尔维罗地亚白炭黑（青岛）有限公司产品；脂肪族C5石油增粘树脂，上海金森石油树脂有限公司产品；环脂二烯类抗撕裂树脂DCPD，艾科普新材料有限公司产品。

白炭黑分散剂对轿车子午线轮胎胎面胶性能的影响王建功，黄义钢，赵晓东，张　静，张锡熙（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛　266500）摘要：研究白炭黑分散剂对轿车子午线轮胎胎面胶加工性能、物理性能和动态力学性能的影响。

结果表明：白炭黑分散剂可改善白炭黑在胶料中的分散性，降低胶料的门尼粘度，显著提高加工性能；添加白炭黑分散剂的硫化胶硬度、定伸应力和拉伸强度减小，拉断伸长率、撕裂强度和回弹值增大，压缩生热降低，胶料的抗湿滑性能提高，滚动阻力降低。

关键词：轿车子午线轮胎；胎面胶；白炭黑；分散剂；加工性能；抗湿滑性能；滚动阻力中图分类号：TQ336.1；TQ330.38＋7 文章编号：1006-8171（2021）02-0097-06文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.02.00971992年，法国米其林公司将溶聚丁苯橡胶（SSBR）和沉淀法白炭黑应用于轮胎胎面胶中，轮胎表现出优异的抗湿滑性能和低滚动阻力特性，从而开创了绿色轮胎技术的先河[1]。

时至今日，SSBR和白炭黑已成为高性能绿色轮胎生产的关键原材料。

2012年欧盟实施轮胎标签法，对轮胎抗湿滑性能、滚动阻力、行驶噪声进行等级划分。

2018年5月，欧盟委员会修改第1222/2009法规提案，即新版轮胎标签法，并于2020年6月正式实施。

新版轮胎标签法在现有基础上对轮胎的抗湿滑性能和滚动阻力等提出了更严苛的要求[2-3]。

在此期间，全球部分国家和地区均颁布了相应的轮胎标签法[4]，从而奠定了白炭黑在高抗湿滑性能、低滚动阻力绿色轮胎胎面胶配方开发体系中愈发重要的地位。

然而，白炭黑小粒径、大比表面积、高表面能和强表面极性的特性使其自身粒子极易相互凝聚成团，且白炭黑内部的聚硅氧键和外表面的活性硅羟基使其极具亲水性，在有机相中难以湿润和分散，这导致高填充白炭黑胶料的混炼难度大、门尼粘度高、升温速率快、白炭黑分散困难且易二次团聚、表观质量差等[5-7]。

改性植物油在冬季轮胎胎面胶配方中的应用冬季轮胎的胎面胶是指能够在低温环境下保持良好弹性和抓地力的胶料。

改性植物油是近年来在轮胎行业中被广泛应用的一种新型配方材料。

本文将探讨改性植物油在冬季轮胎胎面胶配方中的应用。

改性植物油是通过添加特定的化学物质来改变植物油的物理和化学性质，从而提高其耐寒性和抗老化性能。

在冬季轮胎胎面胶配方中使用改性植物油可以增加胎面胶的柔软度和粘合性，从而提高轮胎的抓地力和操控性能。

此外，改性植物油还可以改善轮胎的湿地性能和雪地性能，使轮胎在湿滑和冰雪路面上有更好的抓地力和制动性能。

改性植物油可以用于各种不同类型的冬季轮胎胎面胶配方中。

例如，改性植物油可以与天然橡胶和合成橡胶相结合，用于制备冬季超高性能轮胎（UHP）的胎面胶。

改性植物油可以提供所需的柔软度和抓地力，同时还能够增强胶料的耐寒性和耐磨性。

此外，改性植物油还可以与填料、交联剂和其他添加剂相配合，用于制备冬季普通轮胎的胎面胶。

改性植物油可以增加填料的分散度和热稳定性，提高轮胎的耐磨性能和耐寒性能。

改性植物油的具体应用方式和添加量需要根据不同的轮胎类型和胎面要求确定。

一般来说，改性植物油可以通过两种方式与其他材料混合：直接混合和预处理混合。

直接混合是将改性植物油直接与其他材料混合在一起，然后进行加热压片和硫化等工艺。

预处理混合是将改性植物油事先与其他材料进行预处理，在混炼过程中再进行加热压片和硫化等工艺。

添加量通常在5-10%之间，具体含量可以根据胎面胶的要求和性能优化来确定。

总之，改性植物油在冬季轮胎胎面胶配方中具有广泛的应用潜力。

通过增加胶料的柔软度和粘合性，改性植物油可以提高轮胎的抓地力和操控性能，在湿滑和冰雪路面上具有更好的性能。

此外，改性植物油还可以增加胎面胶的耐磨性和耐寒性，提高轮胎的寿命和适应低温环境的能力。

随着对环保和可持续发展的要求不断提高，改性植物油将成为未来冬季轮胎胎面胶配方中的重要替代品。

低滚阻改性剂DS01M在轿车轮胎胎面胶中的应用陈亚婷，王　君，董　康，刘文国，王鹭飞，赵晓东，许婧婧（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛266400）摘要：研究低滚阻改性剂DS01M在轿车轮胎胎面胶中的应用。

结果表明：在胎面胶中加入低滚阻改性剂DS01M，胶料的门尼粘度增大，硫化速度减慢，白炭黑分散性提高；硫化胶的定伸应力变化不大，回弹值增大；胶料的滞后损失减小；除外观差外无其他工艺问题；成品轮胎的滚动阻力降低。

关键词：低滚阻改性剂；轿车轮胎；胎面胶；白炭黑；分散性；滞后损失；滚动阻力中图分类号：TQ330.38＋7；U463.341＋.4 文章编号：1006-8171（2023）04-0226-06文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2023.04.0226随着国家大力倡导环保，电动汽车迅速发展，对轮胎性能也提出了新的要求，轮胎不仅要具有较好的抗湿滑性能，还要有较低的滚动阻力。

为此，轿车轮胎胎面胶配方的设计逐渐偏向于白炭黑的使用，而白炭黑用量不断增大，其分散性不良导致胶料的滞后损失增大，轮胎滚动阻力提高。

降低胶料滞后损失的常用方法有使用更有效的硅烷偶联剂，生胶采用改性溶聚丁苯橡胶（SSBR），以提高白炭黑分散性，但这些方法对胶料滞后损失的改善效果有限，而且定伸应力明显增大。

因此，需要添加新的助剂来进一步降低胶料的滞后损失，且对其他性能无影响或影响较小[1-8]。

低滚阻改性剂DS01M（以下简称DS01M）是由1，6-二烃基四嗪环与异戊橡胶复配而得，其有效成分通过与二烯烃类橡胶的双键反应及与白炭黑的亲和而起到橡胶与白炭黑之间的架桥作用，从而降低胶料的滞后损失[9]。

本工作主要研究DS01M在轿车轮胎胎面胶中的应用。

1　实验1.1　主要原材料改性SSBR1，韩国LG化学公司产品；改性SSBR2，盛禧奥欧洲有限责任公司产品；高分散性白炭黑，牌号165MP，山东联科科技股份有限公司产品；液体硅烷偶联剂Si75，景德镇宏柏化学科技有限公司产品；DS01M，有效成分质量分数为20%，大冢材料科技（上海）有限公司产品。

作者简介：刘艮春（1972-），男，江苏盐城人，硕士，主要从事工业车辆实心轮胎的研发工作。

收稿日期：2020-10-07随着我国经济社会的高速发展，机动车的保有量不断增加，据公安部统计，截至2020年6月，全国机动车保有量达3.6亿辆，其中汽车2.7亿辆[1]，与此同时，人们的环保意识日益提高，对轮胎提出了更高的要求，轮胎正向着绿色环保节能的方向发展。

炭黑的主要成分是碳元素，是碳氢化合物在受控条件下不完全燃烧或分解得到的，是轮胎工业中常用的补强剂之一，可有效提高胶料的强度、耐磨性等性能。

白炭黑是白色粉末状的水合二氧化硅，其分子式为SiO 2•nH 2O ，属于无机补强剂。

与传统的炭黑补强剂相比，白炭黑的生产不以化石资源作为主要原料，同时使用白炭黑作为补强体系的胶料具有较低的滞后损失。

另一方面，当白炭黑的填充份数过多时，胶料的黏度会有较大升高，影响胶料的加工工艺性。

所以，本文将白炭黑与炭黑并用作为复合补强体系，研究二者的配比对轮胎胎面胶性能的影响。

1　实验1.1　实验材料与主要设备天然橡胶NR ，牌号STR20，泰国产品；顺丁橡胶BR ，牌号BR9000，中国石油独山子石化分公司产品；炭黑，牌号N375，卡博特 (中国) 有限公司产品；白炭黑，牌号Z1115 MP ，罗地亚（青岛）白炭黑有限公司产品；硅烷偶联剂，牌号Si69，南京曙光化工集团有限公司产品；其他材料均为常见市售产品。

密炼机，型号X (S )M -500，上海科创橡塑机械设备有限公司；开炼机，型号X(S)K -160，上海橡胶机白炭黑/炭黑填量对轮胎胎面胶性能影响的实验研究刘艮春，王恒宜，陈荣华(江苏托普轮胎股份有限公司，江苏 盐城 224400)摘要：研究了不同白炭黑/炭黑的填量配比对轮胎胎面胶性能的影响。

实验结果表明，随着胶料中白炭黑/炭黑配比的提高，胶料的焦烧时间及硫化时间延长，硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度降低，而断裂伸长率提高；同时，胶料的抗湿滑性能及滚动阻力呈降低趋势。

胎面胶生产工艺
胎面胶是一种用于轮胎制造的胎面材料，它的生产工艺通常包括以下几个步骤：
1. 原料准备：胎面胶的主要原料是橡胶和各种添加剂，如硫化剂、增塑剂、填料等。

在生产之前，需要对这些原料进行准备，并按照一定的配方比例进行混合。

2. 搅拌混合：将准备好的原料放入搅拌机中进行混合，以便使各种原料均匀分散，并形成一种黏稠的混合物。

混合的时间和速度需要根据具体工艺要求进行调整。

3. 加热融化：经过搅拌混合后的混合物需要进行加热，以将其中的橡胶完全融化。

加热温度通常在150~180℃之间，加热时
间则取决于胎面胶的配方和工艺要求。

4. 硫化反应：在混合物完全融化后，需要将其进行硫化反应。

硫化剂在高温下与混合物中的橡胶进行反应，使其形成交联结构，以增加材料的强度和耐磨性。

硫化反应的温度和时间需要进行精确控制，以确保胎面胶具有良好的性能。

5. 冷却切割：硫化反应完成后，将硫化胶块进行冷却，使其固化，然后进行切割成胎尺寸的胎面胶。

6. 质量检验：对切割好的胎面胶进行质量检验，包括外观检查、物理性能测试和化学成分分析等。

只有通过了各项检验的胎面胶才能被认定为合格品。

7. 包装出库：将合格的胎面胶包装起来，并进行储存或出售。

包装材料通常选择耐热、耐腐蚀的塑料袋或桶。

总之，胎面胶的生产工艺涉及原料准备、搅拌混合、加热融化、硫化反应、冷却切割、质量检验和包装出库等步骤。

通过严格控制每个步骤的工艺参数和质量要求，可以生产出质量稳定、性能优良的胎面胶产品。

106 橡　胶　工　业2019年第66卷不同结构白炭黑对绿色轮胎胎面胶性能的影响王　检，刘　力*（北京化工大学先进弹性体材料研究中心，北京100029）摘要：研究不同结构白炭黑对绿色轮胎胎面胶[溶聚丁苯橡胶（SSBR）/顺丁橡胶（BR）并用胶]性能的影响。

结果表明：白炭黑1165MP的平均粒径最小，补强性能最佳，填充胶的抗湿滑性能最优；白炭黑WL180在SSBR/BR并用胶中分散均匀，填充胶的滚动阻力最低；白炭黑VN3在SSBR/BR并用胶中的分散性最好；白炭黑T383的平均粒径最大，补强性能最差；白炭黑DNS2分散性较差，填充胶的Payne效应最明显。

关键词：白炭黑；溶聚丁苯橡胶；顺丁橡胶；胎面胶；分散性；补强性能；动态力学性能中图分类号：TQ330.38＋3；U463.341＋.6 文章编号：1000-890X（2019）02-0106-05文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2019.02.0106目前，绿色轮胎的生产技术集中在结构设计、原材料选择及配合、材料成型加工等方面[1]。

补强填料是生产绿色轮胎的重要原材料之一，白炭黑由于同时可改善硫化胶滚动阻力和抗湿滑性能，在绿色轮胎制备中是必不可少的补强剂[2-3]。

绿色轮胎核心技术是高性能胎面胶配方设计，配方主要特点是：生胶体系以溶聚丁苯橡胶（SSBR）为主，补强体系以白炭黑为主，填充量高达50～80份或全部替代炭黑[4]。

这种高填充白炭黑的绿色轮胎胎面胶配方使白炭黑成为绿色轮胎制造的重要原材料，白炭黑的合成与改性成为绿色轮胎的研究重点，各种牌号的白炭黑也层出不穷。

不同白炭黑在结构和化学性质方面存在很大差异，并对硫化胶物理性能和动态力学性能有重要影响[5]。

本工作以绿色轮胎胎面胶[SSBR/顺丁橡胶（BR）并用胶]为基体，填充不同结构和粒径的白炭黑，对胶料硫化特性、物理性能和动态力学性能进行研究。

1　实验1.1　主要原材料SSBR，牌号5025，充油37.5份；钕系BR，牌号CB24，德国朗盛公司产品。

150 轮　胎　工　业2024年第44卷不同溶聚丁苯橡胶在全钢子午线轮胎胎面胶中的应用李　超，苗程成，丛明辉，董凌波*，崔　晓（三角轮胎股份有限公司，山东威海　264200）摘要：研究4种相对分子质量和玻璃化温度相近的溶聚丁苯橡胶（牌号2466，F2743，F2150A和HPR850）在全钢子午线轮胎胎面胶中的应用。

结果表明：4种胶料的门尼粘度、硫化特性和填料分散性基本相当；F2743硫化胶的定伸应力和拉伸强度略低，F2150A硫化胶的常温回弹值最大，添加均匀剂的HPR850硫化胶的回弹值减小，耐磨性能下降；2466与天然橡胶的相容性最好，2466硫化胶的生热最低，F2743和HPR850硫化胶的抗湿滑性能更优，但生热明显增加。

关键词：溶聚丁苯橡胶；全钢子午线轮胎；胎面胶；动态力学性能中图分类号：TQ333.1；TQ336.1＋1 文章编号：1006-8171（2024）03-0150-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2024.03.0150全钢子午线轮胎由于耐磨性能要求高，传统胎面胶配方的补强填料一般采用小粒径炭黑，N1和N2系列炭黑的应用最多。

由于国际社会对于轮胎行业节能环保的要求日益严苛[1-3]，推动了白炭黑在轮胎配方中的应用。

在白炭黑胎面胶配方中使用丁苯橡胶能够提高胶料的刚性、耐磨性能及抗湿滑性能，因此将白炭黑和溶聚丁苯橡胶（SSBR）用于全钢子午线轮胎胎面胶可以获得高抗湿滑性能和耐磨性能[4-5]，同时由于全钢子午线轮胎胎面胶的主体材料采用天然橡胶（NR），目前仅部分使用SSBR，这使得SSBR的结构与配方性能之间的关系与半钢子午线轮胎配方体系有所不同，因此开发此类全钢子午线轮胎配方具有一定价值。

本工作研究4种相对分子质量和玻璃化温度（T g）相近的SSBR在含白炭黑全钢子午线轮胎胎面胶中的应用，为此类配方的SSBR选择提供参考。

1　实验1.1　主要原材料NR，STR20，泰国产品。