SG-100主要由液态橡胶操作油、高分散白炭黑、增黏树脂聚合而成，是一种改制的环保型固态橡胶操作油，是青岛中海嘉新材料有限公司研发的专利产品，可广泛应用于输送带、高性能子午胎及其他橡胶制品行业。
SG-100软化点较低，操作效果、使用性能均优于液态黏稠橡胶操作油。
SG-100环保固体油是粉状固体，储存条件宽松，性能稳定，无毒无污染，具有分散性好、不飞扬等特性，使用时无需加热，改变了以往桶装油的操作不便性，为企业节省了人力、物力和财力，是节能环保新材料。SG-100环保固体油不但方便运输和储存，还可以进行准确计量，从而保证不同批量的添加量准确一致，可使胶料门尼调整更精准性和便捷性，保证了产品的稳定性。
一、试验
1.原材料
丁苯橡胶（SBR）1502，齐鲁石化公司橡胶厂；顺丁橡胶（BR9000），北京四联创业化工集团有限公司；RC2557S，中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司；SG-100（固体油，含69%环保型芳烃油、30%1115MP白炭黑、1%功能性树脂），青岛中海嘉新材料有限公司；白炭黑，艾博特（晋江）橡胶科技有限公司；N234炭黑，江西黑猫炭黑股份有限公司；环保油V700，德国汉圣公司； 微晶蜡Antilux111，莱茵化学公司；促进剂CZ，山东尚舜化工有限公司；防老剂4020，山东尚舜化工有限公司；防焦剂CTP,山东尚舜化工有限公司；硫黄，山东尚舜化工有限公司。
2.原始配方
SBR1502 15，BR9000 25，RC2557S 82.5，氧化锌 2.5，硬脂酸 2.0，炭黑N234 60，白炭黑1115MP 17，微晶蜡Antilux111 1.5，环保油 V700 12， Si-69 2.3，SG-100 5，促进剂DPG、促进剂CZ 2.0，防老剂4020、防焦剂CTP、硫黄小计4.0。
3.主要设备与仪器
Z3130硬度计，德国Zwick公司；门尼黏度仪，MV3000，德国Montech公司；Zwick Z010拉力试验机，德国Zwick公司；橡胶流动性测试仪VMA，特拓（青岛）轮胎技术有限公司。
4.胎面胶料生产
小配合试验在密炼机进行母炼胶混炼，开炼机上进行终炼胶加硫。一段混炼顺序为：生胶→促进剂、微晶蜡、硬脂酸等小料→炭黑、白炭黑→环保油→下片。母炼胶料停放4小时后加硫，二段开炼机混炼顺序为：一段母炼胶→硫黄、促进剂、黏合剂等小料→下片。
车间大料试验工艺采用串联密炼机工艺，生胶料与母胶小料在1#密炼机（GK320）中初步混炼，再在2#密炼机（GE590T）加硫，然后下片、冷却、收取。
5.性能测试
胶料性能均按相应国家标准进行测试。
二、结果与讨论
1.小配合试验
（1）试验方案
小配合试验方案按照固体油中有效含量等量代替生产配方中的V700油，白炭黑从配方中的白炭黑等量扣除。
表1 固体油在胎面中的应用小配合试验方案
|
原材料 |
R-1 |
R-2 |
R-3 |
R-4 |
|
固体油 |
0 |
5 |
10 |
15 |
|
V700 |
17.2 |
13.7 |
10.2 |
6.7 |
|
白炭黑 |
24.4 |
22.9 |
21.4 |
19.9 |
（2）性能分析
表2 小配合胶料性能检测数据
|
项目 |
R-1 |
R-2 |
R-3 |
R-4 |
|
门尼黏度【ML(1+4)100℃】 |
76 |
75 |
72 |
70 |
|
门尼焦烧时间t5(130℃)/min |
19.0 |
17.2 |
16.8 |
18.4 |
|
流变仪数据（150℃×40min） |
||||
|
ML/dN·m |
2.9 |
3.1 |
3.2 |
3.1 |
|
MH/dN·m |
15.9 |
16.5 |
16.5 |
15.8 |
|
t10/min |
6.2 |
5.5 |
5.6 |
6.0 |
|
t50/min |
9.0 |
8.5 |
8.2 |
8.8 |
|
t90/min |
15.7 |
15.5 |
15.3 |
15.9 |
|
硫化胶性能 150℃×40min |
||||
|
邵尔A型硬度/ 度 |
63 |
64 |
64 |
63 |
|
50%定伸应力/MPa |
1.51 |
1.58 |
1.64 |
1.60 |
|
100%定伸应力/MPa |
2.55 |
2.75 |
2.95 |
2.68 |
|
300%定伸应力/MPa |
12.57 |
12.43 |
12.55 |
12.01 |
|
拉伸强度/ MPa |
21.04 |
20.89 |
21.77 |
21.97 |
|
拉断伸长率/ % |
460 |
450 |
487 |
465 |
|
永久变形/ % |
10 |
10 |
9 |
11 |
|
撕裂强度/ kN·m-1 |
40 |
40 |
39 |
42 |
|
回弹/ % |
36 |
36 |
35 |
37 |
|
密度/ mg·m-3 |
1.14 |
1.14 |
1.14 |
1.14 |
|
炭黑分散等级/ X |
7 |
8 |
8 |
9 |
|
阿克隆磨耗/ cm3·1.61km-1 |
0.130 |
0.106 |
0.102 |
0.098 |
小配合胶料检测数据见表2。随着固体油SG-100量的增加，胎面胶料R的硫化速度、焦烧时间、定伸应力等性能无明显变化。胎面胶料R的门尼黏度值逐渐降低，说明其加工性能有所改善；炭黑分散等级有所提高，说明添加SG-100能有效改善炭黑的分散性能；阿克隆磨耗量逐渐降低，说明其耐磨性能有所改善。混炼胶的门尼黏度、炭黑分散等级、阿克隆磨耗分别见图1、图2、图3。
图1 门尼黏度
图2 炭黑分散等级
图3 阿克隆磨耗
2.车间试验
根据前期小配合试验结果，选取试验数据较好的R-3胶料进行车间大料试验。
（1）车间试验胶料性能分析
表3 车间试验结果
|
项目 |
正常R-1 |
大试R-3 |
||
|
门尼黏度【ML(1+4)100℃】 |
76 |
71 |
||
|
焦烧时间t5(130℃)/min |
20.7 |
21.2 |
||
|
150℃×40min |
|
|
||
|
ML/dN·m |
3 |
3.4 |
||
|
MH/dN·m |
16.1 |
16.4 |
||
|
t10/min |
6.2 |
6.7 |
||
|
t50/min |
9.8 |
10.1 |
||
|
t90/min |
16.5 |
17.4 |
||
|
150℃×40min |
||||
|
老化条件(100℃×72h) |
老化前 |
老化后 |
老化前 |
老化后 |
|
邵尔A型硬度 / 度 |
62 |
86 |
63 |
87 |
|
50%定伸应力 /MPa |
1.65 |
7.33 |
1.71 |
7.62 |
|
100%定伸应力 /MPa |
2.78 |
|
2.91 |
|
|
200%定伸应力 /MPa |
11.79 |
|
12.16 |
|
|
拉伸强度 / MPa |
17.3 |
10.15 |
17.11 |
9.76 |
|
拉断伸长率 / % |
397 |
152 |
414 |
165 |
|
永久变形 / % |
12 |
4 |
10 |
4 |
|
撕裂强度 /kN·m-1 |
38 |
|
39 |
|
|
回弹/ % |
35 |
|
35 |
|
|
密度/mg·m-3 |
1.14 |
|
1.14 |
|
|
炭黑分散等级/ X |
8 |
|
8 |
|
|
阿克隆磨耗/cm3·1.61km-1 |
0.114 |
|
0.101 |
|
车间大试试验结果见表3，检测结果与车间小试结果相差不大。
（2）成品试验
固体油SG-100车间大试成品胎与正常成品胎进行厂内高速耐久对比试验，试验结果正常，均通过企业研发标准，见表4。
表4 轮胎高速耐久对比结果
|
项目 |
正常R-1 |
大试R-3 |
增幅/% |
|
|
耐久试验 |
试验累计时间/h |
70 |
73 |
4.3 |
|
试验累计里程/km |
8405 |
8603 |
2.4 |
|
|
胎冠表面温度/℃ |
52.4 |
52.3 |
|
|
|
花纹沟底温度/℃ |
52.9 |
52.6 |
|
|
|
高速试验 |
累计行驶时间/min |
105 |
115 |
9.5 |
|
最高速度/km·h-1 |
300 |
310 |
3.3 |
|
|
最高速度行驶时间/min |
5 |
1 |
|
|
|
损坏处温度/℃ |
54.9 |
53.1 |
-3 |
|
|
胎冠表面温度/℃ |
53.7 |
53.1 |
-1 |
|
|
花纹沟底温度/℃ |
54.9 |
54.3 |
-1 |
|
通过表4可以看出，应用固体油SG-100生产的轮胎的高速性能提升，累计行驶时间延长4.3%，累计行驶里程延长2.4%，高速性能提升，最高行驶速度提升3.3%，损坏时胎面损坏处及花纹沟底的温度都有所降低。
三、结 论
通过固体油SG-100在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用试验，对比了固体油SG-100用量不同对胎面胶料性能的影响。
1.随着固体油SG-100用量的增加，胶料加工性能有所改善，胶料门尼黏度降低。
2.随着固体油SG-100用量的增加，炭黑分散性能得到改善，从而提高了胶料的耐磨性能。
3.添加固体油SG-100生产的轮胎的耐疲劳生热性能得到改善。
