[分享]子午线轮胎钢丝胶帘布喷霜问题探讨

dsc152

子午线轮胎钢丝胶帘布喷霜问题探讨
李道力
" e  B# g# h3 i) W& W(东风金狮轮胎有限公司，湖北 十堰 442053)

" P& R: Y( m% o$ Z8 L, M! a& g! l
5 h4 X# \+ M0 }- m+ x" w    摘要:对IS－7020、IS－6033、IS－HS－7020 、IS一HS一6033硫黄进行了应用试验。结果表明，IS一HS一6033硫黄分散好，不易喷霜，物性与IS一7020相当。不溶性硫黄转化为可溶性硫黄与时间、温度成正比。工艺控制为终炼胶排胶温度105℃、钢丝帘布挤出温度95℃以下。
4 ]5 y; u1 S* \+ i( S' K; r8 D
6 h$ k# M$ m$ |" M. ?    关键词:不溶性硫黄;可溶性硫黄;钢丝帘布;喷霜
% C  ^0 n' i, F" S; B
6 \. o* p2 b; V$ _    中图分类号:TQ336.1    文献标识码:A    文章编号:1004一0404(2002)06一0047一02
/ [2 A/ A. s+ g2 {- r9 f" P
2 J% l9 ^& Q! P. ], {
    众所周知，带束层是子午线轮胎的关键部件，处于轮胎的中心部位，成型时要求保持较好的粘性。子午胎带束层胶料采用高硫低促硫化体系，以保持胶料的高定伸、高硬度、高强度。由于不溶性硫黄不稳定，在胶料加工温度超过105℃时会发生返原，转变为可溶性硫黄，当硫黄量超过胶料溶解度时，就会向胶料表面迁移而造成钢丝帘布表面喷霜，降低钢丝帘布粘性。

    作者讨论了不同牌号的不溶性硫黄及转化温度、时间对钢丝帘布粘合性能的影响。
/ h9 ~9 C- v) K, d( H
1 试验
/ e) v$ V* q7 o" Q; ?& Z1 .1 主要原材料
    SMR20:进口;炭黑:天津海豚炭黑厂;白炭黑:南吉化学工业公司(PPG产品);环烷酸钻:镇江冶炼厂;不溶性硫黄:上海京海化工厂。
7 q5 M7 V0 v4 k: N
% v( l9 `8 ?+ z+ z( y+ s1.2 试验配方
    SMR20 100;促进剂 0.75;氧化锌 8.0;软化油 2.0;环烷酸钻1.5;炭黑 68;白炭黑 10;不溶性硫黄IS -7020或IS一HS一7020 5. 00 ;IS一6033或IS一HS一6033  6.0。

1.3 试验方法及所用仪器设备
    (1)样品制备。取车间生产用母胶(未加硫黄和促进剂)在试验室q)160开炼机上加入促进剂和不溶性硫黄，开炼机前后辊温度为50士50C,混炼时间为5min，把混炼胶制成150 mm X 100 mm X 2 mm试片进行喷霜与物性试验，一面用PVC薄膜覆盖，另一面暴露在空气中。把试片放置于贮存现场，观察自然喷霜现象，温度为30士5℃。
7 }# ~8 q$ h+ `* V
    (2)可溶性硫黄分析及试样。用恒温箱((0～200℃)取4个不同温度下的一个时间段，做不溶性硫黄的转化分析，每点取50 g不溶性硫黄，各分两份以便分析和制成试样使用。

    (3)硫化胶性能试验:拉伸强度、邵尔A型硬度等分别按GB / T528一92测试，T10拉力试验机。

3 m$ S" |5 H. Q/ m  a5 U& f4 r2 结果与讨论
2.1 不同型号硫黄的影响
2.1.1 喷霜程度
    随着试片停放时间的延长，四种型号的不溶性硫黄均存在喷霜的趋势，出现喷霜时间长短为:IS一HS -6033>IS一HS一7020>IS一6033>IS一7020。IS一7020较IS一6033喷霜较重，可能是由于IS一6033充油较多，硫黄表面用油处理后，增大了分子链间的柔性，混炼时易于分散，增加了稳定性。IS一HS系列喷霜程度较IS系列轻，是由于加入了稳定剂使不溶性硫黄更加稳定，在相同条件下，不溶性硫黄转变成可溶性硫黄的量较少。

2.1.2 不同型号硫黄对胶料物性影响
! |* f1 V. e9 f+ D# V1 O: q( Z
% l0 I$ F' f+ E
3 l  a3 h0 K2 x( g; R; {    从表1中可看出，不同型号硫黄对胶料物性影响不大。IS一HS一6033胶料钢丝抽出值较高。

2.2 不溶性硫黄抗热性的影响
2.2.1 不溶性硫黄转化与时间和温度的关系
0 S; S7 D+ q7 {- C! {- B
5 |2 y1 }4 [, |6 n5 X+ V4 b
    从表2可看出，不溶性硫黄转化成可溶性硫黄的量随温度升高和时间延长呈上升趋势;在同温度下，转化量随时间延长而增加;在同时间下，转化量随温度升高而增加，短时间内转化不明显，在100 -110℃下，从15 min开始转化加剧，而在115℃下，从10 min开始转化就比较明显了。

3 u( U( @# P& |2.2.2 喷霜试验
    在所有试验温度下，5 min内均未发生喷霜，而在(105一110℃) x (15一20 min)下，10 d开始喷霜，在115℃X10 min下，5 d开始喷霜。从不同温度和时间下的可溶性硫黄含量的分析数据看，可溶性硫黄含量在10.5%一11.5%是出现喷霜的临界点。

' `$ c( l% \, e+ O- R, G2.3 结果讨论
+ @% r; |% U# q& b' h    导致喷霜的原因主要是溶解度和硫黄在胶料中的相溶性问题，大量事实和研究证明，硫黄粉在橡胶中如果达到1份左右(20-30℃)就达到饱和状态。因此，控制不溶性硫黄中可溶性硫黄的含量是克服喷霜的关键所在，而不溶性硫黄的转化与时间和温度有关。因此在配方设计上尽量选用三高不溶性硫黄(IS一HS)作为硫化剂;在生产过程中必须严格控制混炼时间和温度。在夏季发生喷霜的几率要比冬季大，分析认为夏季炎热，空气湿度大，工艺温度控制困难，混炼胶冷却不好，延长了受热历程，导致更多的不溶性硫黄转化为可溶性硫黄;夏季环境温度高，用温度控制胶料排胶，达到相同温度时混炼时间缩短，胶料混炼不充分，硫黄分散差，降低了硫黄与胶料的相溶性;高湿度也加速了喷霜。另一方面，从分子运动论角度看，高温加大了硫黄分子的运动能量，也容易使硫黄迁移到橡胶表面。试验显示，PVC薄膜覆盖的一面未发生喷霜，说明PVC薄膜对减少喷霜有利，并且对保护帘布表面清洁和粘着性有很大作用。
0 Z- l5 b# w5 F% C$ t
2.4 实际应用
* V' L9 }" a6 `. v4 I0 `) \    根据研究及试验结果，把钢丝帘布胶配方中的IS一HS一7020换成IS一HS一6033硫黄，并把钢丝帘布胶从温升不易控制的GK270密炼机转移到冷却效果好的VIC275密炼机上混炼，同时进行五段混炼，密炼机低速加硫，混炼胶加硫排胶温度控制在105℃以下，密炼机冷却水温度控制在30士5℃，并定期对密炼机冷却系统进行清洗，保持良好的冷却效果。改造胶片冷却系统，使空气流动形成对流，降低环境温度，保持冷却后的胶片温度在45℃以下。在密炼工序虽然经历过高温，但时间很短，而挤出工序胶料受热时间长，更应控制工艺温度。对Steelastic钢丝帘布挤出裁断机，控制其挤出温度在95℃以下，钢丝帘布挤出后覆盖PVC薄膜。采取以上措施后，钢丝帘布喷霜基本杜绝，取得了较好的效果。
  i2 Z! `2 h% N: J6 F  [3 x
1 d) Q6 `! W8 R% j7 o3 结论
    (1)IS一HS一6033不溶性硫黄可有效延长胶料喷霜。
    (2)不溶性硫黄的转化与时间、温度成正比。
    (3)密炼机终炼胶排胶温度控制在105℃以下，钢丝挤出温度控制在95℃以下。胶片覆盖PVC薄膜能减少喷霜。

自由人物

很感谢分享，最好多来点！

goout_444

谢谢分享                        
                                             
                     

炭黑漆黑

学习 学习

whl6497

说的不错但是在实际操作过程中，不易达到。喷霜发生的基本原因虽然说明了，但实际因素要比这复杂多了。过程控制也比这要繁琐多了。

gyjhh123

学习了！！！！

ntrgzxd

是有点道理，实际操作过程中，胶片的冷却到45度，是不是有点高？

阿威

感谢分享~~