抗疲劳剂G-108在工程机械轮胎中的应用
刘练
（徐州徐轮橡胶有限公司，江苏徐州221011）
摘要：研究抗疲劳剂G-108在工程机械轮胎胎面下层胶中的应用，结果表明，加入抗疲劳剂GL-108后，胶料拉伸性能基本不变，轮胎胎面下层与帘布胶的粘合强度上升，胶料的生热明显降低，耐久性能明显提高，解决了工程机械轮胎脱空的质量问题。
关键词：抗疲劳剂G-108；工程机械轮胎
随着工程机械行业的发展，用户对工程机械轮胎的要求也越来越高，工程机械轮胎的脱空现象是影响工程机械轮胎质量的主要问题之一。
工程机械轮胎在使用时，轮胎的变形转化为热能，热能的积聚导致胎体的脱离，两层之间的摩擦进一步使胎体升温，最终导致轮胎脱空。
因此，如何降低轮胎内部的生热和提升胶料与帘布的粘合强度成为解决工程机械轮胎脱空质量问题的关键。
抗疲劳剂GL-108是间苯二胺和酚类树脂反应的络合物，能有效提升胶料的抗撕裂性能，提升轮胎胎面下层与帘布的粘合强度，从而提升轮胎的耐久性能。
本文的主要工作是在工程机械轮胎胎面下层中加入抗疲劳剂G-108，提升成品轮胎的耐久性能，解决工程机械轮胎脱空的质量问题。
1实验
1.1主要原材料
NR，20#，印度尼西亚产品；BR9000,中石油新疆独山子石化公司；炭黑N330，N660河北大光明炭黑有限公司产品；抗疲劳剂G-108，台州黄岩东海化工有限公司；其它产品为常规产品。
1.2配方
生产配方：NR 80，BR 20，炭黑N330 25，N660 15,芳烃油6，硫磺1.5，促进剂DM 1.0，其它21。
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，主要从事橡胶配方研究工作。
试验配方：NR 80，BR 20，炭黑N330 25，N660 15, 抗疲劳剂G-108 5，芳烃油6，硫磺 1.5，促进剂DM 1.0，其它21。
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、抗疲劳剂G-108压陀30秒→加炭黑、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、抗疲劳剂G-108压脱30秒→加1/2炭黑、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
抗疲劳剂G-108的理化分析结果如表1所示
表1对抗疲劳剂G-108的理化分析结果
项目实测值标准
外观米灰色粉末米灰色粉末
沉实体积 ml/g 2.2 2.0-3.0
加热减量（60℃*1h）/% 2 ≤4
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
项目试验配方生产配方
门尼焦烧（120℃）/min 26 25
硫化时间（143℃）/min 40 60 40 60
邵尔硬度/度58 58 59 59
300%定伸应力/MPa 10.4 10.2 10.5 10.8
拉伸强度/ MPa 23.5 24.0 23.2 23.7
扯断伸长率/% 620 630 600 620
拉伸永久变形/% 20 21 22 20
压缩生热1）/℃16 23
硫化仪数据（143℃）
T10/min 7 7.3
T90/min 18 16
100℃×24h老化后
邵尔硬度/度69 69 68 69
300%定伸应力/MPa 12.4 12.2 12.5 12.7
拉伸强度/ MPa 18.8 18.2 18.1 18.3
扯断伸长率/% 560 530 520 540
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性能与生产配方基本一致，试验配方的生热明显减低。
2.3 大配合试验
为进一步验证对抗疲劳剂G-108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
项目试验配方生产配方
焦烧时间（120℃）/min 28 25
硫化时间（143℃）/min40 60 40 60
邵尔硬度/度58 59 58 59
300%定伸应力/MPa10.5 10.5 10.8 10.0
拉伸强度/ Mpa 23.0 23.7 23.8 23.2
扯断伸长率/%600 620 600 600
拉伸永久变形/%20 19 21 20
压缩生热1）/℃17 23
硫化仪数据（143℃）
T10/min 7 7
T90/min 17 16
100℃×24h老化后
邵尔硬度/度70 71 69 70
300%定伸应力/Mpa 12.5 12.9 12.0 12.3
拉伸强度/ Mpa 18.5 18.7 18.1 18.3
扯断伸长率/% 570 520 500 510
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，与小配合实验结果基本一致。
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，并与生产轮胎进行成品粘合强度和耐久性能对比试验，试验结果如表4、表5所示。
表4成品轮胎粘合强度对比结果
项目试验轮胎生产轮胎
胎面下层与缓冲层 KN/m 13.6 11.2
100℃×24h老化后
胎面下层与缓冲层 KN/m 12.5 9.6
从表4可以看出，试验配方与帘布层的粘合强度明显优于生产配方，100℃×24h老化后的粘合强度也优于生产配方，即试验配方不仅生热低，耐热性能也明显优于生产配方。
表5 成品耐久性能试验结果
项目试验轮胎生产轮胎
耐久性试验
累计行驶时间/h 93h41min 90h50min
累计行驶里程/km 1910.8km 1806.0 km
损坏情况胎侧爆破胎侧脱层
肩部裂口肩部裂口
试验条件：额定负荷 6150kg，充气压力225kpa。
第一阶段：试验速度15km/h，行驶时间47小时；第二阶段：试验速度25km/h，单胎最大负荷110%行驶10h，单胎最大负荷120%行驶10h，单胎最大负荷130%行驶25h；第三阶段：试验速度45km/h，单胎最大负荷130%行驶直至轮胎损坏。
从表5可以看出，试验轮胎的累计行驶时间和行驶里程比生产轮胎长，耐久性能优于生产轮胎。
3结论
在工程机械轮胎下层胶中使用抗疲劳剂G-108，胶料拉伸性能基本不变，轮胎胎面下层与帘布胶的粘合强度上升，胶料生热降低，耐久性能明显提高，解决了工程机械轮胎脱空的质量问题。