第２期 刘晓庆等．轿车子午线轮胎气密层胶配方改进 轿车子午线轮胎气密层胶配方改进 刘晓庆，曾 清，董继学，李 冬，田小顺，戴明利 （四川海大橡胶集团有限公司，四川简阳 ６４１４０２） 摘要：对轿车子午线轮胎气密层胶配方进行优化。试验结果表明，采用强威粉ＴＮＫ等量代替轻质碳酸钙，适当 减小氯化丁基橡胶用量，并对硫化体系进行调整，胶料的气密性变化不大，原材料成本降低，成品轮胎耐久性能和高速 性能符合国家标准要求。 关键词：轿车子午线轮胎；气密层；补强填充剂 中图分类号：ＴＱ３３６．１；ＴＱ３３Ｏ．３８ ３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００６—８１７１（２０１２）０２—００８５—０４ 气密层的作用是使轮胎保持适当的充气压 １．２ 配方 力，随着轿车轮胎向子午化、无内胎化和扁平化方 生产配方：ＣＩＩＲ ７０，ＮＲ ３０，炭黑Ｎ６６０ 向发展，对轮胎气密层气密性能的要求越来越高。 ５４，轻质碳酸钙２５，氧化锌４，硬脂酸１，塑解 胶料的气密性能主要取决于生胶体系及填料的品 剂０．１，不溶性硫黄２．６，促进剂ＤＭ １．５，其 种和用量，氯化丁基橡胶（ＣＩＩＲ）具有低透气性和 他１１．８。 透水性、高耐热性和耐屈挠性，能够与高不饱和橡 １ 试验配方：ＣＩＩＲ ６０，ＮＲ ４０，炭黑Ｎ６６０ 胶共硫化，是气密层胶的理想材料，但其价格较高。 ５４，强威粉ＴＮＫ ２５，氧化锌４，硬脂酸Ｉ， 强威粉ＴＮＫ是由天然原矿经粉碎、水洗、研 塑解剂０．１，不溶性硫黄 ２．６，促进剂ＤＭ 磨、化学分解、活化处理、烘干、分级和除杂等工艺 １．５，其他１１．８。 精制而成的一种片状硅酸盐补强填料，具有手感 ２ 试验配方：将硫化体系调整为促进剂ＮＳ 细腻、分散好、片层结构保持完整等特点。强威粉 １．５，促进剂ＴＢｚＴＤ ０．２，不溶性硫黄０．５， ＴＮＫ可以显著提高胶料的物理性能，且由于具有 其余组分同１ 试验配方。 片层结构，还具有优良的气体阻隔性能，在气密层 １．３主要设备和仪器 胶中应用有望降低胶料成本。 ＸＫ一１６０型开炼机，广东湛江机械厂产品； 本工作对轿车子午线轮胎气密层胶进行优 ＸＫ－６６０型开炼机，四川亚西橡塑机器有限公司 化，以强威粉ＴＮＫ等量替代轻质碳酸钙，并适当 产品；５０ ｔ平板硫化机，上海第一橡胶机械厂产 减小ＣＩＩＲ用量，以降低胶料成本。 品；ＧＫ４００Ｎ和ＧＫ２５５Ｎ型密炼机，益阳橡胶塑 料机械集团有限公司产品；ＵＴ一２０６０型万能材料 １ 实验 试验机、ＵＲ一２０１０型无转子硫化仪和ｕＭ一２０５０ Ｉ．１主要原材料 型门尼粘度计，台湾优肯科技股份有限公司产品； ＣＩＩＲ，牌号ＣＢＫ一１３９，俄罗斯产品；天然橡胶 高速性能试验机和耐久性试验机，天津市久荣车 （ＮＲ），ＳＭＲ２０，马来西亚产品；炭黑Ｎ６６０，中橡 轮技术有限公司产品。 集团炭黑工业研究设计院产品；强威粉ＴＮＫ，上 １．４试样制备 海麒祥化工有限公司提供。 小配合试验胶料分两段在ＸＫ一１６０型开炼机 上混炼，硫化体系在二段混炼时加入，其余材料均 作者简介：刘晓庆（１９８３），女，四川武胜县人，四川海大橡 在一段混炼时加人，一段混炼胶停放４ ｈ后进行 胶集团有限公司助理工程师，学士，主要从事半钢子午线轮胎配 二段混炼，终炼胶停放８ ｈ后硫化。 方设计工作。 大配合试验和小批量试验胶料分两段混炼， ８６ 轮胎工业 ２０１２年第３２卷 采用时间、能量与温度联合控制自动变速混炼工 艺。一段混炼在ＧＫ４００Ｎ型密炼机中进行，加料 表２小配合试验结果 顺序为：ＣＩＩＲ、ＮＲ和塑解剂一氧化锌和硬脂酸 等一炭黑一排胶，排胶温度为（１３０±５）℃。二段 混炼在ＧＫ２５５Ｎ型密炼机中进行，加料顺序为： 一段混炼胶一硫化体系一排胶，排胶温度为（９５± ５）℃。终炼胶在一台ＸＫ一６６０型开炼机上包辊 成片后划胶送至另一台ＸＫ一６６０型开炼机，翻炼３ 次后割胶出片。各段胶料停放时间不短于４ ｈ， 胶料储存温度不高于４０℃。 １．５性能测试 成品轮胎气密性能按企业标准ＣＸＳＪ Ｏ１９— ２００３（（子午线轮胎气密性能试验方法》测试，胶料 和轮胎其余性能均按相应国家标准测试。 ２结果与讨论 ２．１ 理化分析 强威粉ＴＮＫ的理化分析结果如表１所示。 表１强威粉ＴＮＫ的理化分析结果 注：１）企业标准ＨＤＳＪ Ｏ３—２０１Ｏ。 从表１可以看出，强威粉ＴＮＫ理化性能符 合企业标准要求。 ２．２小配合试验 小配合试验结果如表２所示。 从表２可以看出，与生产配方胶料相比，１ 试验配方胶料的焦烧时间略短，硫化速度略慢；硫 化胶３００ 定伸应力和拉伸强度略大，撕裂强度 较大。总体来说，１ 试验配方硫化胶的物理性能 略优于生产配方硫化胶。由于１ 试验配方胶料 的硫化特性与生产配方胶料不同，在后续试验过 程中需密切关注胶料的挤出和硫化工艺性能。 ２．３大配合试验 为了进一步观察１ 试验配方的适用性，进行 大配合试验，结果如表３所示。 表３大配合试验结果 项 目 １ 试验配方 生产配方 门尼焦烧时间 “（１２７℃）／ｒａｉｎ ９．２７ １１．１３ 硫化仪数据（１５０℃） ＭＥ／（ｄＮ・ｍ）０．４３ ０．５８ ＭＨ／（ｄＮ・ｍ） ２．５０ ２．５５ ｔ１０／ｍｉｎ ２．８３ ２．４２ ｔｇｏ／ｍｉｎ ２８．１８ ２３．５０ ｔｇｏ—ｔｌｏ／ｒａｉｎ ２５．３５ ２１．１２ 硫化时间（１５０℃）／ｍｉｎ １８ ２５ ３５ １８ ２５ ３５ 密度／（Ｍｇ・ｍ ） １．２２ １．２３ 邵尔Ａ型硬度／度 ６５ ６６ ６６ ６７ ６８ ７Ｏ ３００ 定伸应力／ＭＰａ ６．６ ７．０ ７．４ ６．１ ７．３ ７．４ 拉伸强度／ＭＰａ １０．３ １１．２ １０．８ １０．５ １０．５ １０．６ 拉断伸长率／ ５３０ ５２０ ４８０ ５２０ ４７０ ４６０ 拉断永久变形／ ２８ ２８ ２６ ２６ ２２ ２Ｏ 撕裂强度／（ｋＮ・ｍ ）４２ ３７ １级裂口屈挠次数×１０ ２５ ２Ｏ 从表３可以看出，１ 试验配方胶料起硫慢， 正硫化时间长，不适应公司提高硫化生产效率的 技术要求，有必要调整配方的硫化体系。此外， １ 试验配方胶料耐屈挠性能明显优于生产配方 胶料。大配合试验胶料的耐屈挠性能明显优于小 配合试验胶料，这可能是由于小配合试验胶料混 炼加工温度较低，而大配合试验胶料混炼加工温 度较高，从而使配合剂分散程度不一致，导致耐屈 挠性能存在差异。 实际使用证明，１ 试验配方胶料能够满足混 第２期 刘晓庆等．轿车子午线轮胎气密层胶配方改进 ８７ 炼、挤出、成型和硫化等工艺要求。 ２．４小批量试验 根据大配合试验结果，对１ 试验配方硫化体 系进行调整，得到２ 试验配方，进行小批量试验， 结果如表４所示。 表４小批量试验结果 项 目 ２ 试验配方 生产配方 门尼焦烧时间 ｔ５（１２７℃）／ｒａｉｎ 硫化仪数据（１５０℃） ＭＬ／（ｄＮ・ｍ） ＭＨ／（ｄＮ・ｍ） ｔｌｏ／ｒａｉｎ ｔ９ｏ／ｍｉｎ ｔ９ｏ—ｔ１ｏ／ｒａｉｎ 硫化时间（１５０℃）／ｍｉｎ 密度／（Ｍｇ・ｍ一。） 邵尔Ａ型硬度／度 ３００ 定伸应力／ＭＰａ 拉伸强度／ＭＰａ 拉断伸长率／ 拉断永久变形／ 撕裂强度／（ｋＮ・ｍ ） １级裂口屈挠次数×１Ｏ 从表４可以看出，与生产配方胶料相比，２ 试验配方胶料起硫稍快，正硫化时间缩短，能够适 应提高硫化生产效率后的技术要求，胶料其余性 能与大配合试验结果基本一致。 ２．５成品性能 ２．５．１气密性 ２．５．１．１硫化胶 气密层胶料最重要的性能是气密性，为此测 试生产配方和试验配方硫化胶的气密性能，结果 如表５所示。 从表５可以看出，采用强威粉ＴＮＫ等量替 代轻质碳酸钙，并适当减小ＣＩＩＲ的用量，胶料的 表５硫化胶片气密性 气密性下降不大，可满足使用要求。 ２．５．１．２成品轮胎 采用试验配方试制２０５／６５Ｒ１５ ９４Ｖ轿车子 午线轮胎，测试其气密性，并与正常生产轮胎进行 对比，结果如表６所示。 表６成品轮胎气密性 注：１）气压下降率大于５ 判定为不合格。 从表６可以看出，采用试验配方生产的轮胎 与正常生产轮胎气密性相差不大，均符合技术指 标要求。 ２．５．２耐久性能和高速性能 综合考虑工艺性能和成本，确定采用２ 试验 配方。对采用２ 试验配方气密层胶生产的２０５／ ６５Ｒ１５ ９４Ｖ轿车子午线轮胎按照国家标准进行耐 久性和高速性能试验，进行耐久性试验时，达到标 准要求后试验条件不变继续进行试验。成品轮胎 耐久性能累计行驶时间达到５０ ｈ，轮胎未损坏， 满足国家标准要求（不小于３４ ｈ）；高速性能通过 速度达到２４０ ｋｍ・ｈ＿。，试验结束时轮胎未损坏， 符合国家标准要求。 ２．６效益分析 ＣＩＩＲ价格较高，采用强威粉ＴＮＫ等量代替 轻质碳酸钙，胶料中ＣＩＩＲ用量减小１０份，按年产 ４００万套轿车子午线轮胎计算，每年可节约原材 料成本６０万元。 ３ 结论 在轿车子午线轮胎气密层胶中采用强威粉 ＴＮＫ等量代替轻质碳酸钙，适当减小ＣＩＩＲ用 量，并对硫化体系进行调整，胶料的气密性变化不 大，原材料成本降低。成品轮胎耐久性能和高速 性能符合国家标准要求。 第１６届中国轮胎技术研讨会论文 ８８ 轮胎 工业 ２０１２年第３２卷 Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｌｉｎｅｒ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｆｏｒ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｃａｒ Ｒａｄｉａｌ Ｔｉｒｅ ＬＩＵＸｉａｏ—ｑｉｎｇ，ＺＥＮＧ Ｑｉｎｇ，ＤＯＮＧ Ｊｉ—ｚＨｅ，ＬＩ Ｄｏｎｇ，ＴｌＡＮ Ｘｉａｏ—ｓｈｕｎ，ＤＡＩ Ｍｉｎｇ—ｌｉ （Ｓｉｃｈｕａｎ Ｈａｉｄａ Ｒｕｂｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｊｉａｎｙａｎｇ ６４１４０２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ ｌｉｎｅｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｏｆ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｃａｒ ｒａｄｉａｌ ｔｉｒｅ ｗａｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ，ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＳｔｒｏｎＷｉ ＴＮＫ ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｂｙ ｅｑｕａｌ ｗｅｉｇｈｔ，ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ＣＩＩＲ，ａｎｄ ａｄｊ ｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ａｉｒ ｔｉｇｈｔｎｅｓｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｃｈａｎｇｅｄ ｌｉｔｔｌｅ，ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｏｓｔ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｄｕｒａｎｃｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｔｉｒｅ ｍｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｃａｒ ｒａｄｉａｌ ｔｉｒｅ；ｉｎｎｅｒ ｌｉｎｅｒ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｉｌｌｅｒ 新Ｎｉｋａ轮胎生产线瞄准全天候市场 中图分类号：ＴＱ３３６．１ 文献标志码：Ｄ ７０Ｒ１４ ８８Ｔ，１８５／６ＯＲ１４ ８２Ｔ，１８５／６５Ｒ１４ ８６Ｈ， １８５／７０Ｒ１４ ８８Ｔ和１９５／７５Ｒ１４ ９１Ｔ。１５英寸： １８５／６５Ｒ１５ ８８Ｈ，１９５／５０Ｒ１５ ８２Ｈ，１９５／５５Ｒ１５ ８５Ｈ，１９５／６ＯＲ１５ ８８Ｈ，１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｈ，２０５／ 美国《现代轮胎经销商》（ｗｗｗ．ｍｏｄｅｒｎｔｉｒｅ— ｄｅａｌｅｒ．ｃｏｒｎ）２０１１年１１月２８日报道： Ｎｉｋａ Ａｖａｔａｒ系列轮胎（如图１所示）是专为 湿地和雪地牵引（左胎肩）和干路面转弯性能（右 胎肩）设计，可将其任意一侧朝外安装。 ６０Ｒ１５ ９１Ｈ和２０５／６５Ｒ１５ ９４Ｈ。１６英寸：２０５／ ５５Ｒ１６ ９１Ｖ和２２５／６０Ｒ１６ ９８Ｈ。１７英寸：２０５／ ４５Ｒ１７ ８８Ｖ，２１５／４５Ｒ１７ ９１Ｖ，２１５／５ＯＲ１７ ９１Ｖ， ２２５／４５Ｒ１７ ９４Ｖ和２２５／５０Ｒ１７ ９４Ｖ。 公司称，Ｎｉｋａ Ｖａｓｔｅｒａ系列全天候ｓｕＶ和轻 型载重子午线轮胎可在各种路面平衡乘坐舒适性、 低噪声和高胎面耐磨性能。５条宽、周向锯齿形凹 槽胎面花纹不仅可帮助排水，还可以防雪滑。周 向锯齿形凹槽产生的额外牵引点有助于轮胎在雪 地的抓着性能。 大的增强胎肩花纹块有助于转弯时轮胎性 图１ Ｎｉｋａ Ａｖａｔａｒ系列轮胎示慝 能。由于它们尺寸不同，从而可降低花纹噪声。 该款Ｖａｓｔｅｒａ系列轮胎有６个规格：Ｐ２３５／７５Ｒ１５ １０５Ｓ，Ｐ２６５／７０Ｒ１５ １１１Ｓ，２４５／７０Ｒ１６ １０６Ｓ，Ｐ２３５／ ７０Ｒ１６ １０４Ｔ，Ｐ２６５／７０Ｒ１６ １ｌ１Ｓ和Ｐ２３５／６０Ｒ１６ ９９Ｔ。 Ｖｅｅ橡胶股份有限公司将Ｎｉｋａ联合品牌添 加到其在美国的乘用轮胎阵容。 Ｎｉｋａ Ａｖａｔａｒ系列全天候轮胎具有“双重性” 技术设计的非对称胎面花纹，可安装于需要干路 面转弯性能或湿地和雪地牵引性能轮胎的地方， 均不影响直线加速或制动特性。 Ｖｅｅ橡胶美国公司销售和市场经理Ｐａｔｒｉｃｋ Ｈｙｌａｎｄ说：“司机可以根据其驾驶偏好定制轮 胎。”该款轮胎共有如下２３个规格。 １３英寸：１６５／７ｏＲ１３ ７９Ｔ，１７５／７０Ｒ１３ ８２Ｔ和 Ｐａｔｒｉｃｋ Ｈｙｌａｎｄ说：“虽然公司旗舰Ｖｅｅ橡胶 品牌是通过区域的批发经销商和大经销商销售， 但Ｎｉｋａ品牌将通过与现有的Ｖｅｅ客户不同的单 独分销渠道在美国和波多黎各出售。”Ｖｅｅ橡胶推 出的新产品最近在内华达州举办的２０１１年装车 零配件展览会上展出。 （吴淑华摘译 李静萍校） １８５／７０Ｒ１３８６Ｔ。１４英寸：１ ７５／６５Ｒ１４８２Ｔ，１ ７５／