超微细滑石粉在工程机械轮胎中的应用刘 练 12，韦邦风 2，于伟阳 2（1 青岛科技大学 高分子科学与工程学院，山东 青岛 266042 ；2 徐州徐轮橡胶有限公司，江苏 徐州 221011）摘要：研究超微细滑石粉在工程机械轮胎胎侧胶中的应用，结果表明，超细滑石粉代替部分炭黑，胶料拉伸性能基本不变，胶料生热降低，撕裂性能提高，胶料分散度提高，能耗降低，成品性能基本相当关键词：超微细滑石粉；工程机械轮胎随着轮胎工业的发展，生产中的效率和能耗的问题越来越受人们的关注超细滑石粉是一种粒径小，补强性能好，同时由于滑石粉的片状结构，使得滑石粉与炭黑之间的协合作用，可以提高炭黑的分散度但滑石粉对高比表面积炭黑分散度的改善极小，因为剪切应力根本不足以分散高比表面积炭黑主要是由于高比表面积炭黑粒子间的吸引力大和粒径小的原因滑石粉对低比表面积炭黑分散度的改善很大，本文选用含有低比表面积炭黑的配方进行试验本文的主要工作是在工程机械轮胎胎侧胶配方中使用超细滑石粉部分取代 N660 炭黑，在保证物理机械性能的情况下，提高胶料的分散度，降低能耗1 实验1.1 主要原材料NR，20#，印度尼西亚产品；BR9000,中石油新山子石化公司；炭黑N330，N660 河北大光明炭黑有限公司产品；超微细滑石粉，昆山百氏夫化学有限公司；其它产品为常规产品。
1.2 配方生产配方：NR 60，BR 40，炭黑 N330 25， N660 30,芳烃油 6，硫磺 1.5，促进剂NS 1.0，其它 22试验配方：NR 60，BR 40，炭黑 N330 25， N660 25, 超微细滑石粉 10，芳烃油6，硫磺 1.5，促进剂 NS 1.0，其它 22作者简介：刘练（1981-） ，男，江苏徐州人，徐州徐轮橡胶有限公司工程师，在职硕士研究生，主要从事橡胶配方研究工作1.3 主要设备和仪器1L 本伯里小型智能密炼机，青岛科高公司产品；XK-160 型开炼机，上海橡胶机械厂产品；25T 平板硫化机 , 上海第一橡机厂；伺服控制电脑拉力试验机 TCS-2000，高铁检测仪器有限公司；无转子硫化仪 GT-M2000A，高铁检测仪器有限公司；智能电脑型门尼粘度仪 MV2-90E，无锡蠡园电子仪器厂；压缩生热疲劳机 GT-RH2000，高铁检测仪器有限公司， F270 型密炼机，大连橡塑机械公司产品；F370 型密炼机，大连橡塑机械公司产品；1.4 混炼工艺小配合试验胶料采用两段混炼工艺进行混炼一段混炼在 1L 密炼机中进行，转子转速为 50r/min，混炼工艺为：生胶、小料压陀 30 秒→加炭黑、超微细滑石粉压陀 90秒→加芳烃油压陀 90 秒→排料(120℃)；二段混炼在开炼机上进行，混炼工艺为：一段混炼胶、硫磺、促进剂→薄通→混炼均匀下片。
大配合试验胶料采用二段混炼工艺进行混炼一段混炼工艺在 F370 密炼机进行，转子转速 45 r/min，混炼工艺：生胶、小料压脱 30 秒→加 1/2 炭黑、超微细滑石粉压陀 25 秒→加 1/2 炭黑压陀 25 秒→加芳烃油压陀 30 秒→提砣、压陀 30 秒→排料（165℃） ；二段混炼工艺在 F270 密炼机进行，转子转速 20 r/min，混炼工艺：一段胶压陀 30 秒→加硫磺、促进剂压陀 30 秒→提砣、压陀 20 秒→提砣、压陀 20 秒→排料（105℃） ；1.5 性能测试各项性能均按相应的国家标准进行测试2 结果与讨论2.1 理化分析依据国标 GB/T15342-1994 对超微细滑石粉的理化分析结果如表 1 所示表 1 超细滑石粉的理化分析结果从表 1 可以看出，超微细滑石粉的各项理化性能均达到国标要求2.2 小配合试验小配合试验结果如表 2 所示表 2 小配合试验结果项 目 实测值 国家标准白度% 89 ≥85细度 45um 筛余物含量 % 0 ≤0.2%吸油量 g/100g 43 20.0-50.0灼烧减量（1000℃）/% 2 ≤8PH 值 8.8 8.0-10.0水分/% 0.15 ≤0.50项 目 试验配方 生产配方门尼焦烧（120℃）/min 58 59硫化时间（143℃）/min 40 60 40 60邵尔硬度/度 58 58 59 59300%定伸应力/MPa 7.4 7.2 7.5 7.8拉伸强度/ MPa 17.7 17.2 16.9 17.0扯断伸长率/% 640 630 620 620拉伸永久变形/% 29 28 25 25撕裂强度 KN/m 80 72压缩生热 1） /℃ 43 50硫化仪数据（143℃）T10/min 13 12T90/min 28 26100℃×24h 老化后邵尔硬度/度 69 69 68 69300%定伸应力/MPa 9.4 9.2 9.5 9.7拉伸强度/ MPa 12.8 13.2 13.1 13.3扯断伸长率/% 560 530 520 540分散度 6 5注：1）冲程 4.45mm，负荷 1.0MPa，温度 55℃。
从表 2 可以看出，与生产配方相比，试验配方胶料的拉伸强度、扯断伸长率提高，定伸降低，整体物理机械性能变化不大，胶料生热明显减低，撕裂性能明显提高胶料分散度有大幅度的提高，由 5 级提高到 6 级，改善了炭黑的分散性在机械性能方面，通常估计拉伸强度不会提高，表中较高的拉伸强度是由于提高了分散性所致扯断伸长率的提高与滑石粉的润滑作用有关2.3 大配合试验为进一步验证超微细滑石粉的实际使用效果，在车间进行大配合试验，试验结果如表 3 所示表 3 大配合试验结果注：1）冲程 4.45mm，负荷1.0MPa，温度 55℃从表 3 可以看出，试验配方与生产配方相比，胶料拉伸性能基本不变，胶料生热降低，撕裂性能提高，与小配合实验结果基本一致；在相同工艺的情况下，试验配方的分散度较高，能耗低试验配方的排胶温度 160℃，明显低于生产配方 165℃主要是由于滑石粉在橡胶加工中能降低生热，降低胶料在混炼过程中温度上升的速度，滑石粉填项 目 试验配方 生产配方焦烧时间（120℃）/min 59 58硫化时间（143℃）/min 40 60 40 60邵尔硬度/度 58 59 58 59300%定伸应力/MPa 7.5 7.5 7.8 8.0拉伸强度/ Mpa 17.0 16.7 16.8 16.8扯断伸长率/% 650 620 610 600拉伸永久变形/% 27 28 25 26撕裂强度 KN/m 81 75 压缩生热 1） /℃ 45 51硫化仪数据（143℃）T10/min 12 11T90/min 27 25100℃×24h 老化后邵尔硬度/度 70 71 69 70300%定伸应力/Mpa 9.5 9.9 10.0 10.3拉伸强度/ Mpa 13.5 13.7 13.1 13.3扯断伸长率/% 570 520 500 510分散度 6 5密炼机排胶温度 ℃ 160 165能量 KWH 96 104充的胶料在较低的温度下会产生较高的粘度，从而受到较高的剪切应力，提高了炭黑的分散性。
2.4 成品试验采用试验配方胶料生产 23.5-25-16L3 工程机械轮胎，并与生产轮胎进行性能对比试验，试验结果如表 4 所示表 4 成品胎侧性能试验结果从表 4 可以看出，试验轮胎胎侧的物理机械性能与生产轮胎基本一致，胎侧与胎体的粘合强度稍优于上产轮胎 3 结论在工程机械轮胎胎侧胶中使用超微细滑石粉代替部分炭黑，胶料拉伸性能基本不变，胶料生热降低，撕裂性能提高，胶料分散度明显提高，能耗降低，成品性能基本相当本研究表明超微细滑石粉对含有低比表面积炭黑的配方具有明显的提高分散性，降低能耗的作用主要是由于滑石粉在加工过程中能降低生热，较低的生热会导致较高的粘度和增加剪切应力，从而提高分散度项 目 试验轮胎 生产轮胎邵尔硬度/度 58 58300%定伸应力/MPa 7.2 7.6拉伸强度/ Mpa 16.7 16.9扯断伸长率/% 620 620拉伸永久变形/% 28 25胎侧-胎体粘合强度 KN/m 12.5 11.6。