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载重子午胎原材料及配方设计概述 刘燕生 2010-10-20 载重子午胎原材料及配方设计概述 一般来说，载重子午胎的胎冠胶是根据胎冠花纹的形式来设计配方的。一般性能要求：耐磨、耐撕裂、强度在20Mpa以上、滚动阻力小、滞后损失低、生胶粘性好等。因此选择原材料也是根据这一原则来要求的。 生胶：NR或NR/BR或NR/SBR/BR或NR/SBR 补强填充剂：N115、N121、N134，N220、N234炭黑及白炭黑等 活性剂：氧化锌和硬脂酸 硫化促进剂：NOBS、TBBS、CBS等 防焦剂：CTP用于调节焦烧时间 防老剂：RD、4020、和防护蜡等 硫化剂：硫黄粉 软化剂：芳烃油 加工助剂：增塑剂A、A-73、硅烷偶联剂、氧化沥青、石油树脂等。 载重子午胎原材料及配方设计概述 普通胎胎冠胶：胎冠的花纹形式以顺向曲折加横向花纹混合,适于各种路面行驶，要求耐磨耗，保证达到较高的行驶里程。与高速胎胎冠胶一样，也应有低的滞后损失，主要考虑耐撕裂性能好。 因此，生胶选择NR，采用半有效硫化体系，硫黄用量1份左右，促进剂的量是硫磺量的1.4-1.6倍左右，胶料拉伸性能好。防焦剂CTP的用量可根据工厂的实际情况调整，但最多不能超过0.4份。 炭黑选用N115或N134或N234，并用一定量的白炭黑（耐撕裂）。N115炭黑的耐磨性优于N234炭黑，但生热性比N234炭黑大。N134炭黑的生热性与N234炭黑相当，但耐磨性与N115相当。 载重子午胎原材料及配方设计概述 为了提高胶料的耐撕裂性能，配方中可使用10-15份白炭黑代替部分炭黑，但必须与硅烷偶联剂并用，还可改善胶料在炼胶和压出工序中的加工性能。硅烷偶联剂与白炭黑并用比例取决于胶料性能要求。硅烷偶联剂量大提高补强性能抗返原性好，要求耐撕裂性能好则硅烷偶联剂用量要少些。配方中一般白炭黑/硅烷偶联剂＝10/1较为合适。 硬脂酸和氧化锌用作促进剂的活性剂，其用量应根据硫黄量而定，随硫黄量增加而增加。硬脂酸在胶料中与氧化锌起反应生成自由基，改善了硫化性能。 载重子午胎原材料及配方设计概述 防护蜡是物理防老剂，与化学防老剂4020协调作用，抵抗氧和臭氧对硫化胶的影响。防护蜡在胶料中也起增塑作用，不影响胶料的模量，也不影响低温下和湿路面上使用时的性能。 对不同胎冠胶来说，胶料的模量有一定要求，一般通过填料和硫化体系的变化而达到，配方中尽量少用芳烃油或不用芳烃油做软化剂（导致定伸应力和硬度下降）,以提高胶料物理性能，为改善加工性能可使用2-3份增塑剂A。氧化沥青和苯乙烯茚树脂不影响胶料的模量并且能使胶料在低温下使用增加防滑性能。 增塑剂Ａ在胶料中起内润滑作用，可改善加工和压出性能，用量为1-4份。为增加胶料的表面粘性可添加酚醛增粘树脂。 载重子午胎原材料及配方设计概述 高速胎胎冠胶：这种胎冠一般以顺向条形花纹为主,多用于在较好路面上行驶的汽车或汽车的前轮。对于汽车前轮使用的轮胎胎冠胶, 前轮负荷小，轮胎的生热低。 胎冠胶料使用天然橡胶，或天然橡胶/顺丁橡胶（不宜高于20phr）这种胶滞后损失低，机械性能好，耐撕裂。胶料的硬度和定伸应力高于普通胎冠胶。炭黑、硫磺和促进剂的量高于普通胎冠胶料。 胎冠胶中使用N110系列炭黑（N115、N121、N134等）可提高轮胎的耐磨耗性能、从而延长轮胎使用寿命。N115与N121的区别是：N121炭黑结构性比N115炭黑高，滞后损失低，而磨耗、模量高。N115耐撕裂性能好。N234炭黑生热低，但耐磨性略低。 载重子午胎原材料及配方设计概述 越野胎胎冠胶：生胶采用NR/SBR(少量)并用，NR强力高，耐撕裂，SBR有分散冲击力的作用。耐切割越野轮胎的花纹多为横向或块状,一般不能高速行驶，胶料的滞后损失可以高些。由于轮胎行驶的路面较差,所以可以N115和N326炭黑并用，N326属于低结构炭黑，可防止胎冠裂口。 配方中使用白炭黑，但未使用硅烷偶联剂，加HMT起活化白炭黑的作用，可减少白炭黑对促进剂的吸附。不加HMT耐撕裂性能好，但耐磨性能差，对越野轮胎而言，耐撕裂性能比耐磨性能更为重要。 辛基酚醛增粘树脂，混炼时起增塑剂的作用，有利于成型接头的粘着，它对硫化胶性能影响不大，用量要适当。 载重子午胎原材料及配方设计概述 越野胎胎冠胶：生胶采用NR/SBR/LBR三胶并用，以NR为主占50%。这种胎冠胶