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1、丁基内胎技术一、概述★目前,全世界大部分自行车、卡车乃至工程车辆所用的轮胎,都是采用内胎来维持其压力的。合理的保气性是保证行车安全、降低滚动阻力、降低燃料消耗和延长使用寿命的重要因素。★丁基橡胶非常适合用作内胎,这是由于丁基橡胶的化学结构决定了它具有独特的综合性能,最重要的是它比通用橡胶具有更高的气密性。★美国、欧洲、朝鲜、台湾和日本都大多已经转向使用无内胎轮胎,但是亚太地区大多数国家仍然喜欢使用斜交(轮)胎或子午轮胎等有内胎轮胎。★埃克森美孚公司致力与轮胎工业合作,以提高丁基胶内胎制造中的生产、合成及加工技术。二、丁基胶内胎的性质★非常低的空气/
2、水气渗透性★优良的抗老化性能★优良的耐热性能★使用中更高的撕裂强度三、丁基胶内胎的优点★良好的保气性(动态的和静态的)★内胎使用寿命长,耐久性好★改善了轮胎的耐久性★保存期长,易贮存★爆裂危险系数小★这些优点可以抵消丁基胶内胎的高成本四、商用橡胶的空气渗透性氯化丁基胶或丁基橡胶标准丁苯胶天然橡胶三元乙丙胶空气渗透性QX102@25°C0.343.064.365.9@65.5°C3.218.023.729相对渗透性@65.5°C1.05.67.49.1★上述橡胶都是与80份炭黑,10份油合成,再经硫化得到的五、优越保气性的作用★降低燃料消耗●将压力从
3、32磅每平方英寸降低到24磅每平方英寸可将滚动阻力提高20%,该阻力可以使燃料消耗率提高约3%。★增加轮胎行走里程●行程可达10,000km或更长,●延长了新胎和翻新轮胎的寿命★提高轮胎耐久性●低的膨胀压力可以增加胎侧和胎体的屈挠度,并会缩短胎体的使用寿命●降低带束内压力★改善操纵灵敏性●使顺利安全驾驶成为可能(具有安全性)六、配方设计1.内胎性能要求★低空气渗透性★耐热性★低拉伸永久变形★热老化性能2.聚合物应该具有如下性质:★EXXON丁基胶268优先选择高粘度及中等不饱和度●碳黑/油亲和性好●易加工●抗局部薄●抗折薄性好●物理性能平衡★丁基胶
4、/三元乙丙胶并用★Vistalon®2605是专为丁基胶混炼开发的最佳选择。●耐热●粘着性小●优良的抗臭氧化性能●注意其接头性能★聚合物的并用要求●良好的分散/溶混性●适当的生胶强度●低拉伸永久变形●具有共硫化性●焦烧安全性●富有竞争力的低成本3.配方设计—成分聚合物丁基橡胶,丁基橡胶/三元乙丙胶(氯化丁基胶,氯化丁基胶/NR)填料半补强碳黑(50)/快压出碳黑(10)这是一个很好的配方,它具有良好的抗折薄能力,便于平接。GPF(70)在接合质量和抗折薄性能方面有所损失。高耐磨碳黑(50)混炼困难,挤出料多孔,良好的生胶强度,抗折薄性能好。快压出碳
5、黑(40)/半补强碳黑(30)挤出效果好,使用高结构黑性能更好,特别适用于自行车内胎。GPF(80)配方成本低。无机填料无机填料会引起口型结垢问题。停工、产品不合格率高不建议使用---但增加碳黑的用量。工艺油最好选用石蜡油,它具有良好的抗低温性能。环烷油在低温时屈挠性会有些损失;芳烃油容易与硫化体系作用(焦烧时间短)氧化锌活化硫化体系(正常量5份)硬脂酸活化硫化体系作为润滑剂可以降低粘辊,通常1.0份就足够了。增粘树脂有助于平接,通常加入1-2份Escorez®1102以稳定接头质量;在接头机内会引起塑性流动。降低抗折薄性能。硫磺硫化剂MBT/MB
6、TS促进剂TMTD超促进剂(用于乘用胎/卡车胎/工程胎)ZDEDC超促进剂(自行车)4.硫化体系ZnO/硬脂酸(5/1份)硫化活性剂MBTS或MBT(0.5份)MBTS在130°C以上有很好的焦烧安全性,MBT在130°C以下有很好的焦烧安全性,二者有相同的物理性能TMTDS/S(1/2份)焦烧安全性和硫化速度具有良好的均衡性TMTDS/S/ZDEDC(1.5/1.5/.75份)如果必要的话,在气门嘴胶垫中用缩短焦烧时间5.丁基内胎配方(卡车胎/乘用胎/工程胎)配方Exxon丁基橡胶268通用碳黑(N660)石蜡油硬脂酸氧化锌硫磺TMTDSMBT份
7、100.070.025.01.05.02.01.00.5★典型性能加工物理性能胶料门尼粘度ML1+4100ºC40孟山都流变仪,170ºC,5ºArc,1.7Hz最大扭矩(MH),dN-m64.0125ºC门尼焦烧t527.2’最小扭矩(ML)dN-m6.0挤出性能速度,cm/min393焦烧时间(ts2),min.3.0速度,g/min501硫化时间(tc90),min.11.0收缩率,%2.8硫化性能,8'@170ºC硬度,ShoreA50等级(ASTMD2230,total)12.5100%定伸强度,MPa1.3生胶强度g/1.5mm4603
8、00%定伸强度,MPa4.950%下降时间,秒20.5扯断强度,MPa10.4抗局部薄性能局部薄@20%延伸率,%36伸长