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全钢载重子午线轮胎胎冠胶配方优化

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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SMR20,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STRUK-TOL公司产品。112 仪器与设备XK-160型开炼机,上海橡胶机械厂产品;XLR-25T型平板硫化机,青岛第三橡胶机械厂产品;Z010型电子拉力试验机,德国Zwick公司产品;WML-76型磨耗试验机,江苏江都试验机械厂产品;电光分析天平,上海天平仪器厂产品;定负荷压缩生热试验机,北京橡胶工业研究设计院机电技术开发有限公司产品;轮胎耐久性试验机,天津久荣有限公司产品。113 试验配方生胶 100,硫黄 变量,白炭黑 变量,氧化锌 5,硬脂酸 2,促进剂NS 1.3,防老剂4020 2,防老剂RD 1,微晶蜡 2,炭黑N234 45,均匀剂40MSF 2,其它 3。2 结果与讨论211 试验安排试验因素(P=3)为NR/SBR/BR、硫黄和白炭黑。试验次数:N=2P+2P+1=23+2@3+1=15,三因素二次回归设计试验点xi取值范围为693第11期 丛守清等1全钢载重子午线轮胎胎冠胶配方优化-11215~+11215。试验因素的水平取值见表1,试验安排见表2。212 性能测试各试验硫化胶性能测试结果如表3所示。拉伸强度等物理量的回归因数和F检验结果如表4所示。由表4可以看出,这些物理量在表1 各试验因素的取值xiNR/SBR/BR硫黄白炭黑1.21580/6/142.116180/5/15215080/10/101.610-180/15/51.25-1.21580/14/61.14表2 试验安排试验编号x1x2x31111211-131-1141-1-15-1116-11-17-1-118-1-1-191.2150010-1.215001101.2150120-1.215013001.2151400-1.21515000表3 硫化胶性能测试结果试验编号300%定伸应力/MPa拉伸强度/MPa拉断伸长率/%撕裂强度/(kN#m-1)阿克隆磨耗量/cm3压缩生热1)/e113.923.242372.40.1162212.122.943164.30.1550310.819.853564.80.295249.219.055454.60.3447513.022.8441109.60.2470612.422.145187.60.285979.717.9525104.30.4160810.018.653385.30.3648912.121.843068.90.13501012.622.044791.60.32601112.722.241992.60.1561129.018.252177.50.46491310.220.448596.80.21621410.121.347581.40.22481511.521.944395.20.1655 注:1)冲程 4155mm,时间 25min,温度 55e,预加负荷 1MPa。硫化条件为151e@30min。不同程度上显著。由此得到各性能参数的回归方程如下。(1)拉伸强度y=20.83+3.26x1+20.56x2+0.01x3-1.10x1x2+1.10x1x3+0.90x2x3+1.66x12-3.36x22-1.44x32(2)撕裂强度y=83.07-158.28x1+42.26x2+78.01x3+9.70x1x2-22.70x1x3+0.90x2x3-30.44x12-16.27x22-4.31x32(3)阿克隆磨耗量y=0.25-0.63x1-1.00x2-0.09x3-0.12x1x2+0.10x1x3-0.08x2x3+0.05x12+0.28x22+0.02x32(4)压缩生热y=56.23-38.15x1+48.58x2+57.01x3-80.00x1x2-38.15x1x3+6.00x2x3+2.27x12+2.27x22+2.27x32通过上述方程可以得出,胎面胶的拉伸强度、撕裂强度、阿克隆磨耗量和压缩生热性能达到相互匹配时的x1,x2和x3分别为0.30,-0.05和0.36。从而得出在其它原材料不变的情况下,胎面胶配方中3个试验因素的最佳配比(份)为:NR/SBR/BR 80/8.5/11.5,硫黄 1.575,白炭694轮 胎 工 业 2004年第24卷表4 各性能参数的回归因数及F检验结果回归因数拉伸强度/MPa撕裂强度/(kN#m-1)阿克隆磨耗量/cm3压缩生热1)/eb020.8383.070.2556.23b13.26-158.28-0.63-38.15b220.5642.26-1.0048.58b30.0178.01-0.0957.01b12-1.109.70-0.12-80.00b131.10-22.700.10-38.15b230.900.90-0.086.00b111.66-30.440.052.27b22-3.36-16.270.282.27b33-1.44-4.310.022.27Sz45.843524.360.16899.60Sh43.673359.880.15843.09Ss2.17164.480.0156.52F检验值11.1811.358.338.29 注:1)同表3。Sz)总方差;Sh)回归因数方差;Ss)剩余方差。黑 11.8。213 胶料物理性能验证及成品性能将最佳配比代入各性能参数的回归方程得出的计算值与实际测试的数据对比如表5所示。从表5可以看出,胎面胶料性能回归方程的计算值与实测值很相近,说明通过试验得出的性能参数回归方程与实际情况基本吻合。表5 胎面胶物理性能计算值与实测值对比项 目计算值实测值拉伸强度/MPa20.8621.7撕裂强度/(kN#m-1)55.6063.6阿克隆磨耗量/cm30.100.12压缩生热1)/e60.3662 注:1)同表3。 将胎面胶优化配方应用于轮胎生产(10100R2016PR),成品的耐久和高速性能试验结果如表6所示。从表6可以看出,成品轮胎速度和耐久性能实测值与计算值接近且略好。表6 成品性能试验结果项 目计算值实测值耐久性能1)/h\585912高速性能试验/(km#h-1)\120140 注:1)试验速度为81km#h-1。3 结语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,同时借助数学手段和计算机,建立了胎面胶各项性能的回归方程,即数学模型。在实际应用中达到了优化配方设计,提高轮胎速度和耐久性能的目的,具有很高的实用价值和良好的经济效益。致谢:在配方设计试验过程中,哈尔滨工业大学崔胜民教授、赵桂范老师和李继宗高工给予了悉心指导、帮助和支持,质管部、炼胶中心等部门有关人员在试验过程中给予了全力支持,在此表示衷心感谢。参考文献:[1]崔胜民,余 群.汽车轮胎行驶性能与测试[M].北京:机械工业出版社,1995.1-111[2]张殿荣,马占兴,杨清芝.现代橡胶配方设计[M].北京:化学工业出版社,1994.125-2531[3]高允彦.正交及回归试验设计方法[M].北京:冶金工业出版社,1996.21-321收稿日期:2004-08-18韩泰公司计划投资10亿美元在东欧建厂中图分类号:TQ336.1 文献标识码:D印度5印度橡胶杂志62004年83卷25页报道:据消息灵通人士透露,韩国主要轮胎公司韩泰公司正考虑在东欧建一个新生产厂。该公司此举可能受到韩国汽车巨头现代公司最近决定在斯洛伐克开办汽车厂的推动。据说,波兰是这个10亿美元投资项目的首选地之一。估计,该项目要花2~3年才能竣工投产。(涂学忠摘译)橡胶混合物和充气轮胎中图分类号:TQ33611;TQ33311/2 文献标识码:D 由日本株式会社普利司通申请的专利(专利号 0210175114,公开日期 2002-09-04)/橡胶混合物和充气轮胎0,涉及BR与SBR的共混物及炭黑与白炭黑的混合填料,其中树脂的掺用量低于4份(每100份橡胶混合物)。采用该橡胶混合物制备充气轮胎胎面可同时改善其抗湿滑性和耐磨性。(杭州市科技情报研究所 王元荪供稿)695第11期 丛守清等1全钢载重子午线轮胎胎冠胶配方优化

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防老剂TMQ在全钢载重子午线轮胎胎体胶中的应用

防老剂TMQ在全钢载重子午线轮胎胎体胶中的应用

防老剂ＴＭＱ在全钢载重子午线轮胎　

胎体胶中的应用　

陈新民　，李辉　，胡浩　，齐琳　，陈志宏　（１．江苏圣奥化学科技有限公司，上海２０１２１４；２．北京橡胶工业研究设计院，北京　１００１４３）　

摘要：考察高二聚体含量防老￣Ｉ｜ＴＭＱ部分替代防老剂４０２０在全钢载重子午线轮　胎胎体胶中的应用。结果表明：与防老剂４０２０胶料相比，防老剂４０２０ｆｒＭＱ并用的　胶料加工安全性能稍好，物理性能变化不大；减小防老剂ＴＭＱ用量对胶料耐热氧　老化性能影响不大；防老剂ＴＭＱ在一定程度上影响钢丝一橡胶的粘合性能，防老剂　Ｓ－ＴＭＱ用量１．０５份和防老剂４０２０用量１份的胶料粘合性能较好，性价比较高。　关键词：防老剂ＴＭＱ；防老剂４０２０；全钢载重子午线轮胎；胎体胶；粘合性能　

防老剂ＴＭＱ（２，２，４一三甲基一１，２一二氢化　

喹啉聚合体），又称防老剂ＲＤ，是一种酮胺类防　老剂，对热氧老化的防护非常有效，对金属的催化　

氧化有极强的抑制作用，毒性小，广泛应用于氯丁　

橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等合成橡胶　及天然橡胶的多种制品中，是制造轮胎、胶管、胶　

带、电线等橡胶制品常用的防老剂。由于其色泽浅　黄，防老剂ＴＭＱ还可用于卫生橡胶制品中。　我国汽车工业近几年发展势头强劲，带动了　

橡胶助剂工业的蓬勃发展，防老剂ＴＭＱ已成为轮胎　

用主流防老剂品种，但二聚体含量对其性能影响较　

大。一般来说，在轮胎工业中，防老剂ＴＭＱ在胎面　和胎侧胶中应用较多，而在子午线轮胎带束层和胎　体胶中的应用有一定争议，很多钢丝粘合胶料中对　防老剂ＴＭＱ的应用持保留态度，这可能是因为防老　剂ＴＭＱ会影响钢丝粘合胶料中不溶性硫黄的性能。　

本工作研究国产高二聚体含量防老剂ＴＭＱ（防　

老剂Ｈ—ＴＭＱ和防老剂Ｓ—ＴＭＱ）部分替代防老剂　４０２０在全钢载重子午线轮胎胎体胶中的应用，以考　

察防老剂ＴＭＱ品种及用量对胎体胶性能的影响。　

１实验　

１．１原材料　防老剂Ｈ—Ｔ　Ｍ　Ｑ，黑褐色颗粒；防老剂　

莱茵塑分PP在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

莱茵塑分PP在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

２９Ｏ　轮胎工业　２０１１年第３１卷　

莱茵塑分ＰＰ　

在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用　

卿　勤，曾　清，胡录伟，杨利伟，黄晓丽，夏科伟　

（四川海大橡胶集团有限公司，四川简阳　６４１４０２）　

摘要：研究莱茵塑分ＰＰ在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用。试验结果表明，在全钢载重子午线轮胎胎面胶　中采用莱茵塑分ＰＰ，胶料门尼粘度降低，炭黑分散性提高，挤出工艺性能明显改善，硫化胶撕裂强度增大，生热降低，　成品轮胎耐久性能提高。　关键词：全钢载重子午线轮胎；胎面胶；加工助剂　中图分类号：Ｕ４６３．３４１　．３／．６；ＴＱ３３０．３８　４　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００６—８１７１（２０１１）０５—０２９０—０３　

我公司全钢载重子午线轮胎生产初期，挤出　

胎面断面气孔多，致密性差，几何尺寸波动大。分　

析原因：一是冷喂料双复合挤出机对胎面胶塑化　

不充分，胶料中的易挥发物未充分挥发；二是胶料　中的炭黑和白炭黑等粉料分散不均匀。因此，降　

低胶料的门尼粘度，提高炭黑和白炭黑等粉料的　分散性是解决这一问题的关键。　

莱茵化学（青岛）有限公司生产的新型加工助　剂——莱茵塑分ＰＰ主要成分为高相对分子质量　

饱和脂肪酸锌盐，通过其分子链中极性基团包封　橡胶分子的极性链端或改变橡胶分子侧链链端的　

极性，降低橡胶相对分子质量，提高橡胶大分子链　

的运动能力，最终改善胶料流动性，降低门尼粘　

度，促进填料特别是炭黑和白炭黑等在胶料中的　分散，同时可提高胶料的致密性。莱茵塑分ＰＰ　

用于胎面胶，可提高胎面挤出速度，改善挤出半成　品尺寸稳定性，还能够明显减少挤出胎面断面气孔。　

本工作主要研究莱茵塑分ＰＰ在全钢载重子　

午线轮胎胎面胶中的应用效果。　

１　实验　１．１主要原材料　ＮＲ，ＳＭＲ２０，马来西亚产品；莱茵塑分ＰＰ，　

作者简介：卿勤（１９６８一），男，四川合江县人，四川Ｉ海大橡胶　集团有限公司高级工程师，工程硕士，主要从事轮胎结构设计和　技术管理工作。　莱茵化学（青岛）有限公司产品；炭黑Ｎ２３４，江西　

全钢载重子午线轮胎胎里周向不平的原因分析及解决措施

全钢载重子午线轮胎胎里周向不平的原因分析及解决措施

全钢载重子午线轮胎胎里周向不平的原因

分析及解决措施

248轮胎工业2008年第28卷

全钢载重子午线轮胎胎里周向不平的

原因分析及解决措施

张春生

(杭州朝阳橡胶有限公司,浙江杭州310018)

摘要:分析零度带束层伸张值,胎肩压合宽度,辅鼓周长和硫化定型压力等结构及

工艺参数对胎里周向不平的影

响.通过优化零度带束层伸张值,合理匹配胎肩压合宽度与模具行驶面宽度,调整

成型时锁块压力,硫化定型压力等

措施,有效地解决了全钢载重子午线轮胎胎里周向不平的质量缺陷.

关键词:全钢载重子午线轮胎;胎里周向不平;零度带束层伸张值;压合宽度

中图分类号:U463.34l.3/.6文献标识码:B文章编号:1006—8l7l(2008)04—0248—02

全钢载重子午线轮胎肩部损坏是在国内强

载和高速公路运输情况下较常见的一种损坏现

象.胎里周向不平不仅影响轮胎的速度和耐久

性能,而且导致轮胎在使用过程中发生肩空,肩

爆和内露线等质量问题.本工作针对10.00R20, 12.00R20和225/70R19.5等规格轮胎胎里周向

不平缺陷从结构和工艺两个方面进行分析,提出

相应的解决措施. 1原因分析

我公司生产的部分规格全钢载重子午线轮胎

阶段性出现胎里周向不平外观缺陷,而且零度带

束层结构轮胎比3层或4层带束层结构轮胎更容

易发生胎里周向不平.分析认为,产品施工设计

过程中零度带束层伸张值过大,或轮胎进行轻量

化后未对零度带束层伸张值进行修正,胎坯入模

硫化时受零度带束层的束紧作用,相应部位出现

反拱;胎面肩宽过大,在成型过程中胎肩压合宽度

过大,导致合模时冠部胎面和带束层向内侧收缩

而出现反拱;胎肩压合宽度过小,肩部材料不足,

带束层边部对应位置的内部材料外移造成肩部材

料过薄;另外,硫化定型压力和成型锁块锁紧压力

等均会对胎里周向不平外观缺陷产生影响.

作者简介:张春生(1975一),男,黑龙江宾县人,杭州朝阳橡胶

12R22.5_全钢载重子午线轮胎的设计

12R22.5_全钢载重子午线轮胎的设计

45中国橡胶

应

用

技

术APPLIED TECHNOLOGY

12R22.5全钢载重子午线轮胎的设计

郑志超 常素玲 姚晓锦 宋 倩陕西延长石油集团橡胶有限公司

摘 要：介绍12R22.5全钢载重子午线轮胎的设计。结构设计：轮胎外直径1077mm，轮胎断面宽295mm，轮胎行驶面宽度239mm，行驶面弧高

8.1mm，胎圈着合直径569.8mm，胎圈着合宽度244.8mm，断面水平轴位

置（H1/H2）0.98，花纹深度17.5mm，采用3条主花纹沟设计。施工设计：

胎面采用两方两块结构，胎体采用0.25+6+12×225HT钢丝，1#带束层采

用3×0.20+6×0.35HT钢丝，2#和3#带束层采用3+8×0.33HT钢丝，4#

带束层采用5×0.35HI钢丝；采用三鼓一次法成型机成型，65〞B型翻转式

热板硫化机硫化。

关键词：全钢子午线轮胎；无内胎轮胎；结构设计；施工设计

郑志超（1985-），男，山东日照人，陕西延长石油集团橡胶有限公司工程师，主要从事全钢子午线轮胎

结构设计及技术管理工作。作者简介高性能无内胎全钢载重子午线轮胎在安

全、环保、节能方面具有一定的优越性，随

着我国公路建设及公路运输业的快速发展，

对高性能无内胎全钢载重子午线轮胎的需求

越来越大。目前，几乎所有的客运车辆都在

使用无内胎轮胎，并且大部分长途货运车辆

也已普遍使用无内胎轮胎。根据市场需求，

调整产品结构，开发高性能无内胎全钢载重

子午线轮胎，已成为轮胎企业增强竞争力、

提高经济效益的重要举措。

一、技术要求

参考GB/T 9744-2008，确定12R22.5全

钢载重子午线轮胎的技术参数为：充气外直

径（D′）1085（1070～1102）mm，充气断

面宽（B′）300（288～312）mm，标准负荷3550kg，标准充气压力930kPa，标准轮辋

9.00。

二、设计目标

充气外直径（D′）1085±1%mm，充

气断面宽（B′）300±3.5%mm，层级18PR，