绿色轮胎用橡胶材料及技术进展2012.ppt
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1、绿色轮胎用橡胶材料及技术进展2012 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望主要内容主要内容绿色轮胎概念绿色轮胎概念轮胎用橡胶原材料及进展轮胎用橡胶原材料及进展NRNR(标胶、复合胶)(标胶、复合胶)SBRSBR(ESBRESBR、SSBRSSBR)BRBR(NiBRNiBR、NdBRNdBR、CoBRCoBR、LiBRLiBR)IRIR(NdIRNdIR、TiIRTiIR、TPITPI)IIRIIR(IIRIIR、BIIRBIIR、CIIRCIIR)EP
2、DMEPDM国内绿色轮胎产业发展国内绿色轮胎产业发展 绿色轮胎(绿色轮胎(Green Tire)Green Tire)国际大环境国际大环境低碳技术和绿色经济将成为新的经济低碳技术和绿色经济将成为新的经济 增长点;增长点;轮胎行业发展轮胎行业发展低能耗、低污染、低排放对企业的低能耗、低污染、低排放对企业的影响;影响;法律法规法律法规从从“绿色化工绿色化工”到到REACHREACH法规,然后到法规,然后到轮胎标识;轮胎标识;越来越严格的实施细则和规范无一不促使轮胎工业向越来越严格的实施细则和规范无一不促使轮胎工业向着更环保、节能、安全方向发展,由此对橡胶原材料着更环保、节能、安全方向发展,由此对橡
3、胶原材料的发展和需求也产生了重要影响。的发展和需求也产生了重要影响。绿色轮胎(绿色轮胎(Green Tire)Green Tire)绿色轮胎的具体要求:绿色轮胎的具体要求:一是原材料绿色化一是原材料绿色化原材料无毒无害、符合欧盟原材料无毒无害、符合欧盟REACHREACH标准,并减少对石化原材料的依赖性,扩大生物标准,并减少对石化原材料的依赖性,扩大生物材料的应用比例;材料的应用比例;二是生产过程的绿色化二是生产过程的绿色化使用新的生产工艺,实现使用新的生产工艺,实现低能耗、低噪音、低粉尘、低烟气生产;低能耗、低噪音、低粉尘、低烟气生产;三是轮胎产品的绿色化三是轮胎产品的绿色化低滚动阻力,满足
4、节油、低滚动阻力,满足节油、安全、使用寿命长、可翻新等要求;安全、使用寿命长、可翻新等要求;四是可回收再利用四是可回收再利用在丧失使用价值之后还能回收在丧失使用价值之后还能回收再利用。再利用。全球轮胎行业主要用胶全球轮胎行业主要用胶NRNR(标胶、复合胶)(标胶、复合胶)SBRSBR(ESBRESBR、SSBRSSBR、SIBR SIBR)BRBR(NiBRNiBR、NdBRNdBR、CoBRCoBR、LiBRLiBR)IRIR(NdIRNdIR、TiIRTiIR、TPITPI)IIRIIR(IIRIIR、BIIRBIIR、CIIRCIIR)EPDMEPDMBIRBIR等等胶种胶种主要牌号主要
5、牌号用途用途 NRSMR 10CV、SMR 20CV各种规格轮胎各种规格轮胎SBR(ESBR、SSBR)SBR1502、SBR1723等等各种规格轮胎各种规格轮胎BRBR9000、LCBR各种规格轮胎各种规格轮胎IIR国产国产IIR1751、Exxon 268、Bayer 301、俄罗斯、俄罗斯BK-1675N等等丁基内胎丁基内胎、丁基胶囊、丁基胶囊BIIR、CIIR子午线轮胎气密层子午线轮胎气密层EPDMENB 含量含量1.8-2.0、4-7丁基内胎、轿车轮胎丁基内胎、轿车轮胎异戊橡胶异戊橡胶IR俄罗斯俄罗斯全钢载重子午胎全钢载重子午胎丁戊橡胶丁戊橡胶BIRGoodyear轿车子午线轮胎(少
6、)轿车子午线轮胎(少)集成橡胶集成橡胶SIBRGoodyear、燕山研究院、燕山研究院轿车子午线轮胎(少)轿车子午线轮胎(少)子午线轮胎对原材料的性能要求子午线轮胎对原材料的性能要求子午胎原材料子午胎原材料原材料最基本的要求:质量稳定原材料最基本的要求:质量稳定天然橡胶天然橡胶(NRNR)表1 TSR的级别原原 材材 料料特特 征征级级 别别全鲜胶乳全鲜胶乳控制黏度控制黏度CV浅色橡胶,具有浅色橡胶,具有规规定的定的颜颜色色指数指数L无无规规定黏度或定黏度或颜颜色色WF生胶片或凝固的混合胶生胶片或凝固的混合胶乳乳无无规规定黏度或定黏度或颜颜色色5胶园凝胶和胶园凝胶和/或生胶片或生胶片无无规规定
7、黏度定黏度10或或20控制黏度控制黏度10CV或或20CV表表2 TSR2 TSR的技术要求(的技术要求(ISO 2000ISO 2000:20032003)制胶原料见表1。有关各方商定的其他黏度值。这些级别的黏度未被规定,因为其可能发生改变,例如,由于老化和加工。然而,该黏度在生产端一 般控制 在65(+7,-5)的范围,或有关方面商定的其他黏度值。性能性能级级 别别检验检验方法方法CVCVL LWFWF5 51010202010CV10CV20CV20CV颜颜色色标识标识绿绿绿绿绿绿绿绿褐褐红红褐褐红红留在留在4545m筛筛网上的网上的杂质杂质/%(质质量分数)量分数),最大,最大值值0.
8、050.050.050.050.050.050.050.050.100.100.200.200.100.100.200.20ISO 249ISO 249灰分灰分/%(质质量分数),最大量分数),最大值值0.50.50.50.50.50.50.60.60.750.751.01.00.750.751.01.0ISO 247ISO 247氮含量氮含量/%(质质量分数),最大量分数),最大值值0.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6ISO 1656ISO 1656挥发挥发分含量分含量/%(质质量分数),最大量分数),最大值值0.80.80.80.
9、80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.8ISO 248(ISO 248(烘箱法烘箱法100 100 5 5 塑性初塑性初值值(P0),最小),最小值值30303030303030303030ISO 2007ISO 2007塑性保持率(塑性保持率(PRI),最小),最小值值60606060606060605050404050504040ISO 2930ISO 2930拉拉维维邦邦颜颜色指数,最大色指数,最大值值6 6ISO 4660ISO 4660门门尼黏度,尼黏度,ML(1+4)10060605 5ISO 289-1ISO 289-1天然橡胶天然橡胶(NRNR
10、)可按用户要求生产其他黏度级别的恒黏胶。表3 标准中国橡胶(SCR)技术要求(GB/T 8081)性性 能能各各级级橡胶的极限橡胶的极限值值检验检验方法方法恒黏胶恒黏胶 (SCR CVSCR CV)浅色胶浅色胶(SCR SCR L L)5 5号胶号胶(SCR SCR 5 5)1010号胶号胶(SCR SCR 1010)2020号胶号胶(SCR 20SCR 20)5050号胶(号胶(SCR SCR 5050)颜颜色色标标志志绿绿绿绿绿绿褐褐红红黄黄留在留在4545m m筛上的杂质含量筛上的杂质含量/%(/%(质量分数质量分数),最大值,最大值0.050.050.050.050.050.050.1
11、00.100.200.200.500.50GB/T 8086GB/T 8086塑性初值,最小值塑性初值,最小值30303030303030303030GB/T 3510GB/T 3510塑性保持率,最小值塑性保持率,最小值606060606060505040403030GB/T 3517GB/T 3517氮含量氮含量/%/%(质量分数),最大值(质量分数),最大值0.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6GB/T 8088GB/T 8088挥发分含量挥发分含量/%/%(质量分数),最大值(质量分数),最大值0.80.80.80.80.80.80.80.80.80.
12、80.80.8GB/T 6737GB/T 6737灰分含量灰分含量/%/%(质量分数),最大值(质量分数),最大值0.60.60.60.60.60.60.750.751.01.01.51.5GB/T 4498GB/T 4498颜色指数,最大值颜色指数,最大值6 6GB/T 14796GB/T 14796门尼黏度,门尼黏度,ML(1+4)100ML(1+4)100656555GB/T 1232GB/T 1232天然橡胶天然橡胶(NRNR)天然橡胶(天然橡胶(NRNR)SCRSCR标准中国橡胶标准中国橡胶SMRSMR标准马来西亚橡胶标准马来西亚橡胶SIRSIR标准印度尼西亚橡胶标准印度尼西亚橡胶S
13、TRSTR标准泰国橡胶(标准泰国橡胶(TTR-TTR-泰国检验橡胶)泰国检验橡胶)SVRSVR标准越南橡胶标准越南橡胶天然橡胶(天然橡胶(NRNR)一般认为杂质含量和塑性保持率一般认为杂质含量和塑性保持率(PRI)(PRI)是主要的是主要的控制指标控制指标 目前最大问题是产品技术指标不稳定。目前最大问题是产品技术指标不稳定。天然橡胶天然橡胶(NR)(NR)子午线轮胎最常用子午线轮胎最常用NRNRSMR 10SMR 10和和SMR 20 SMR 20 使用中的主要区别是:使用中的主要区别是:(1)(1)杂质含量:杂质含量:SMR 10SMR 10SMR 20SMR 20,(2)(2)塑性保持率:
14、塑性保持率:SMR 10SMR 10SMR 20SMR 20ML(1+4)100=835ML(1+4)100=835(根据需要允许根据需要允许8310)8310)天然橡胶(天然橡胶(NRNR)PoPo初始塑性值,表征分子量的大小,初始塑性值,表征分子量的大小,PoPo分子量分子量胶料强力水平胶料强力水平塑性保持率塑性保持率PRIPRI,表征胶料老化水平,表征胶料老化水平,PRIPRI耐老化程度耐老化程度塑性初值塑性初值P P0 0=3842=3842,塑性保持率塑性保持率PRI=6575PRI=6575天然橡胶(天然橡胶(NRNR)ML(1+4)100ML(1+4)100生胶强度生胶强度混炼胶
15、混炼胶(或生胶或生胶)加工工艺性能加工工艺性能天然橡胶(天然橡胶(NRNR)轮胎越大,轮胎越大,NRNR比例越高。比例越高。NRNR耐磨性能优异,耐磨性能优异,耐花纹沟龟裂和花纹条撕裂,耐花纹沟龟裂和花纹条撕裂,生热低。生热低。生胶强度和自粘性好,胎胚形状易保持生胶强度和自粘性好,胎胚形状易保持子午线轮胎用合成橡胶子午线轮胎用合成橡胶(SR)关键技术指标关键技术指标重要技术指标重要技术指标一般技术指标一般技术指标门尼粘度门尼粘度对于合成橡胶来说,门尼粘度是一项重要的技术指标,对于合成橡胶来说,门尼粘度是一项重要的技术指标,它关系到胶料的分散性和物理机械性能。它关系到胶料的分散性和物理机械性能。
16、合成橡胶的门尼粘度指标公差一般是合成橡胶的门尼粘度指标公差一般是 5 5,最好是,最好是 3 3,供应商应尽力将波动范围控制在供应商应尽力将波动范围控制在 3 3内。连续三次提供内。连续三次提供给一个厂的产品门尼值超过最高指标,则应考虑对此供给一个厂的产品门尼值超过最高指标,则应考虑对此供应商进行重新评价。应商进行重新评价。子午线轮胎用合成橡胶子午线轮胎用合成橡胶(SR)丁苯橡胶(丁苯橡胶(SBRSBR)高温乳聚丁苯橡胶(高温乳聚丁苯橡胶(5050C C)低温乳聚丁苯橡胶(低温乳聚丁苯橡胶(5 5C C)溶聚丁苯橡胶溶聚丁苯橡胶改性丁苯橡胶改性丁苯橡胶粉末丁苯橡胶粉末丁苯橡胶ESBRESBR分
17、类分类非充油胶和充油胶非充油胶和充油胶普通丁苯和高结苯普通丁苯和高结苯低门尼系列低门尼系列环保系列环保系列非充油胶的性能特征非充油胶的性能特征非充油系列产品主要技术指标非充油系列产品主要技术指标:牌号牌号门门尼粘度尼粘度结结苯含量,苯含量,%防老剂防老剂类型类型环保性环保性SBR1500SBR1500525223.523.5污染污染SBR1500ESBR1500E525223.523.5污染污染不含不含亚亚硝胺硝胺 SBR1502SBR1502525223.523.5非污染非污染SBR1502ESBR1502E525223.523.5非污染非污染不含不含亚亚硝胺硝胺 SBR1507SBR150
18、7363623.523.5非污染非污染SBR1516SBR151650504040非污染非污染丁丁 苯苯 橡橡 胶胶 SBR 1500 技技术术要求要求 (优级优级品品)项项 目目指指 标标试验试验方法方法挥发挥发分,分,%0.60GB/T 6737-1997GB/T 6737-1997热辊法热辊法 灰分,灰分,%0.50GB/T 4498-1997 AGB/T 4498-1997 A法法 有机酸,有机酸,%5.007.25GB/T 8657-2000 AGB/T 8657-2000 A法法 皂,皂,%0.50结结合苯乙合苯乙烯烯,%22.524.5GB/T 8658-1998 GB/T 86
19、58-1998 生胶生胶门门尼粘度尼粘度ML(1+4)1004757GB/T 1232.1-2000 GB/T 1232.1-2000 混混炼炼胶胶门门尼粘度尼粘度ML(1+4)10088GB/T 1232.1-2000GB/T 1232.1-2000(使用(使用ASTM IRB No.7ASTM IRB No.7)产品技术指标产品技术指标 SBR1500SBR1500与与SBR1502SBR1502性能比较性能比较SBR1500SBR1500和和SBR1502SBR1502的唯一区别是防老剂的类型有所不同,的唯一区别是防老剂的类型有所不同,SBR1500SBR1500采用苯基采用苯基-萘胺类
20、防老剂,萘胺类防老剂,SBR1502SBR1502采用苯乙采用苯乙烯化苯酚类烯化苯酚类防老剂的用量较少,一般情况下,两者的物理机械性能防老剂的用量较少,一般情况下,两者的物理机械性能基本一致,如拉伸强度、撕裂性能、耐磨性及耐曲挠性基本一致,如拉伸强度、撕裂性能、耐磨性及耐曲挠性相差很小,这里就不再一一列举相差很小,这里就不再一一列举但在实际加工生产应用过程中,胶料的硫化特性稍有区但在实际加工生产应用过程中,胶料的硫化特性稍有区别,因而对加工性能有所影响。因此,在采用别,因而对加工性能有所影响。因此,在采用SBR1502SBR1502与与SBR1500SBR1500等量替换的配方中,需要适当考虑
21、胶料的焦等量替换的配方中,需要适当考虑胶料的焦烧安全性。烧安全性。SBR1500SBR1500与与SBR1502SBR1502的硫化特性的硫化特性硫化仪(145)SBR1500SBR1502最小最小转转矩,矩,N N m m最大最大转转矩,矩,N N m m初期硫化初期硫化时间时间,minminT T10 10,min min T T50 50,minminT T90 90,minmin硫化速度指数(硫化速度指数(VcVc)1.11.14.14.111.111.117.117.124.824.836.636.63.93.91.21.24.14.17.87.814.014.022.222.235
22、.335.33.63.6SBR1502SBR1502与与SBR1507SBR1507的性能比较的性能比较 SBR1507SBR1507为低门尼粘度产品,由于其平均分子量较低,因此导致了胶料的物理机为低门尼粘度产品,由于其平均分子量较低,因此导致了胶料的物理机械性能变化较大。械性能变化较大。SBR1507SBR1507的拉伸强度和断裂伸长率低于的拉伸强度和断裂伸长率低于SBR1502SBR1502,撕裂强度略高,磨耗、曲挠性能,撕裂强度略高,磨耗、曲挠性能低于低于SBR1502SBR1502,生热略高于,生热略高于15021502。从物理机械性能看,从物理机械性能看,SBR1507SBR1507
23、并没有明显的优势,但由于其低分子量部分较多,并没有明显的优势,但由于其低分子量部分较多,赋予了该牌号橡胶的特殊性能,即具有优异的加工工艺性能,赋予了该牌号橡胶的特殊性能,即具有优异的加工工艺性能,SBR1507SBR1507的加工时的流动性强,出口膨胀效应较小,挤出表面光滑,优于的加工时的流动性强,出口膨胀效应较小,挤出表面光滑,优于SBR1502SBR1502。因此可以在对某些物理性能要求适当,但对加工工艺性能有特殊要求或较高要求因此可以在对某些物理性能要求适当,但对加工工艺性能有特殊要求或较高要求的橡胶制品工业生产中进行应用,如注射成型的注压制品、发泡橡胶制品以及橡的橡胶制品工业生产中进行
24、应用,如注射成型的注压制品、发泡橡胶制品以及橡皮艇用橡胶布、涂布擦胶制品等,这也是我国橡胶行业不可或缺的一部分市场,皮艇用橡胶布、涂布擦胶制品等,这也是我国橡胶行业不可或缺的一部分市场,SBR1507SBR1507也可推广到通用橡胶制品的应用领域,通过增加填料的填充量,提高所也可推广到通用橡胶制品的应用领域,通过增加填料的填充量,提高所需性能,适当降低生产成本。需性能,适当降低生产成本。SBR1502SBR1502与与SBR1516SBR1516的性能比较的性能比较对于对于SBR1516SBR1516,由于其高分子结构中苯乙烯含量的增加,由于其高分子结构中苯乙烯含量的增加,必然会引起物理机械性
25、能上的明显差异。必然会引起物理机械性能上的明显差异。结合苯乙烯含量为结合苯乙烯含量为40%40%的的15161516与与23.5%23.5%的的15021502相比,硫化相比,硫化速度稍慢,但速度稍慢,但SBR1516SBR1516的加工性能较好,混炼胶强度大的加工性能较好,混炼胶强度大于于SBR1502SBR1502,硫化胶的硬度较大,耐屈挠性较好,同,硫化胶的硬度较大,耐屈挠性较好,同时具有突出的抗湿滑性能。但是时具有突出的抗湿滑性能。但是SBR1516SBR1516的缺点是生热的缺点是生热高于高于SBR1502SBR1502。因此可用于制鞋工业和其它橡胶制品中,。因此可用于制鞋工业和其它
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- 绿色 轮胎 橡胶材料 技术 进展 2012
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