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轮胎工业4352000年第20卷

低滚动阻力轮胎胎面胶的研究

潘大海,梅周蟒
(北京橡胶工业研究设计院,北京100039)

摘要:采用正交试验方法,对胶料各组分进行优化,使胎面胶滚动阻力降低,同时又能保持良好的抗湿滑性
能。试验结果表明,用溶聚丁苯橡胶替代乳聚丁苯橡胶和用白炭黑部分替代炭黑可以有效降低胎面胶的滚动
阻力;填料总用量和芳烃油用量是影响滚动阻力和抗湿滑性能的最主要因素。
关键词:轮胎;胎面胶;滚动阻力;抗湿滑性
中图分类号:TQ336.1文献标识码:B文章编号:100628171(2000)0920534203

近年来,由于汽车日益普及,造成二氧化碳(青岛)白炭黑有限公司产品;偶联剂Si69,南京
排放量越来越高。二氧化碳的增加导致了全球化工厂产品。
气候变暖,并且世界石油资源日益匮乏,因此一112基本配方
场降低油耗的汽车工业革命直接引发了汽车制胶料基本配方:生胶100;填料70～85;
造商降低轮胎滚动阻力的要求。硬脂酸2;氧化锌4;防老剂40201.5;硫
阻碍轿车前进的阻力中,滚动阻力占18%黄1.6。
～30%,滚动阻力能耗占耗油量的1414%,这113试验仪器
意味着滚动阻力降低30%,则可节油4.5%～DMTA2Ⅳ型动态粘弹谱仪,美国Rheomet2
6%。据报道,仅由胎面产生的滚动阻力就占轮ricScientific公司产品;摆式摩擦因数测定仪,
胎滚动阻力的49%,由胎面直接造成的油耗约江苏省沐阳县公路工程仪器厂产品;Dunlop旋
占7.1%。目前,世界上许多大公司纷纷推出转功率损失仪,加拿大宝兰山公司产品。
低滚动阻力轮胎,并冠以“绿色轮胎”的美名。114试样制备
虽然轮胎的各种标准中都还没有将轮胎滚动阻用二段混炼法在实验室本伯里密炼机内混
力的要求列入,但各汽车厂家(主要是美国)都炼胶料。一段混炼顺序为:生胶→炭黑、白炭
已开始将轮胎的滚动阻力列为对原配胎质量的黑、Si69→油、氧化锌、硬脂酸、防老剂等。二段
一项指标要求。混炼加硫黄和促进剂。
本研究的目的是最大可能地降低滚动阻115试验方法
力,同时又使抗湿滑性能不亚于甚至超过对比(1)动态力学性能
胶料。试验条件:频率为30Hz,应变为2%,温度
范围为-60～+120℃,升温速率为5
-1
1实验℃·min。以0℃下的tanδ值表征胎面胶的
111主要原材料抗湿滑性,以60℃下的tanδ值表征胎面胶的
溶聚丁苯橡胶(S2SBR),牌号S2SBR2305,滚动阻力。
北京燕山石化公司产品;BR,牌号BR9000,北(2)湿摩擦因数
京燕山石化公司产品;沉淀法白炭黑,罗地亚试验条件:摩擦路面为沥青路面,上面均匀
洒水。

作者简介:潘大海(19712),女,山东东营人,北京橡胶工业(3)滚动损失
研究设计院工程师,工学硕士,主要从事轮胎配方设计工作。试验条件:定负荷为150N,频率为7Hz。

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第9期潘大海等1低滚动阻力轮胎胎面胶的研究535

2结果与讨论25份;③偶联剂Si69用量0.5～2.0份;④促
211生胶体系进剂NS用量1.4～2.3份;⑤芳烃油用量
聚合物体系对胶料滞后损失的影响最大。10～25份。正交试验分析结果如图1所示。
对于低滚动阻力轮胎,聚合物体系在0℃左右根据正交试验分析结果,得到如下结论:
应具有较高的tanδ值,这可使轮胎具有较好的(1)对抗湿滑性能来说,填料总用量是最主
抗湿滑性能;在60℃左右具有较低的tanδ值,要的影响因素,其次是芳烃油的用量。随着填
这可使轮胎具有较低的滚动阻力。S2SBR具有料总用量增大,抗湿滑性能下降;而随着芳烃油
相对分子质量分布较窄、相对分子质量较大和用量增大,抗湿滑性能提高。
分子链优越的特性,因此其滞后损失比乳聚丁(2)对于滚动阻力,芳烃油的用量是最主要
苯橡胶(E2SBR)低,因而广泛用于低滚动阻力的影响因素,其次是填料总用量。随着芳烃油
轮胎的胎面胶。表1中示出了S2SBR和E2用量增大,滚动阻力提高;而随着填料总用量增
SBR对胎面胶滚动阻力的影响。其中1号配大,滚动阻力下降。
方为对比胶料配方,与我国现用轮胎的胎面胶(3)其余3个变量虽然对抗湿滑性能和滚
配方相当。从表1中可以看出,S2SBR替代E2动阻力有不同程度的影响,但其影响比填料总
SBR可以显著降低轮胎胎面的滚动阻力。用量和芳烃油用量这两个因素小得多。一般来
212补强体系说,随着白炭黑用量增大,抗湿滑性能变化不
以前白炭黑主要用在越野轮胎胎面胶中以大,滚动阻力略有下降。
提高耐刺穿和抗切割能力,或作为粘