工程机械橡胶履带配方设计探讨

摘要：介绍了工程机械橡胶履带耐切割配方优化设计。结果表明，在配方中通过天然橡胶和丁苯橡胶并用，增加丁苯橡胶份数，并适当调整补强体系与硫化体系，可提高胶料的耐切割性能，橡胶履带使用寿命增加，生产成本下降。

关键词：橡胶履带；耐切割性；抗硫化返原性

由于工程机械车辆使用环境苛刻，对橡胶履带的耐切割性能提出了更高的要求，本文主要通过橡胶品种的并用比调整，同时对填充软化体系及硫化体系进行了优化研究。

一、试验

1.主要原材料天然橡胶（NR），泰国产品；丁苯橡胶（1502），齐鲁石化产品；炭黑N220，山西三强新能源科技有限公司产品；硫黄S-80，山东阳谷华泰化工股份有限公司产品。2.配方试验配方和生产配方见表1。3.主要设备与仪器主要测试仪器有：XK-160型开炼机，无锡双象橡塑机械有限公司；XSM/10-120型密炼机，利拿机械实业有限公司；GT-7012-Q1橡胶动态耐切割试验机，高铁检测仪器有限公司；AI-7000S＆TCS-2000拉力试验机，高铁检测仪器有限公司；C200E无转子橡胶硫化仪，北京友深电子仪器有限公司；AKRON耐磨试验机，高铁检测仪器有限公司；GT-7011-DG耐曲挠试验机，高铁检测仪器有限公司；GT-7042-RDA数位式弹性试验机，高铁检测仪器有限公司；401A热老化试验箱，江苏明珠试验机械有限公司。4.性能测试物理性能均按相应的国家标准测试。

二、结果与讨论

1.小配合试验小配合试验结果见表2。丁苯橡胶1502的苯乙烯含量为23.5%，同天然橡胶相比，其分子结构的支化度可提高胶料抵抗外力的冲击和耐磨耗性能，抗硫化返原性好。但丁苯橡胶的生胶强度低，热撕裂性及黏性差。根据橡胶履带胶料炭黑及白炭黑填充量较高的特点，通过优化配方设计，增加丁苯橡胶1502用量提高胶料的耐切割性能。适当减少炭黑用量，提高胶料因丁苯橡胶含量增加导致的拉伸强度降低的问题，适当增加软化体系改善丁苯橡胶的加工性能。因为丁苯橡胶1502优异的抗硫化返原性能，适当增加硫化体系中的硫黄用量，提高胶料的拉伸强度，解决因丁苯橡胶1502含量增加导致的生热问题，橡胶履带胶料抗硫化返原性能没有降低。从表2可以看出，优化后的试验配方同正常生产配方相比，胶料的耐切割性能明显提升，拉伸强度、阿克隆磨耗、回弹及屈挠性能等相差不大。由于天然橡胶和合成橡胶的差价越来越大，随着丁苯橡胶1502用量的增加，替代部分天然橡胶，胶料配方设计的成本大大降低，具有较大的经济效益。2.大配合试验大配合试验结果见表3。从表3可以看出，与生产配方相比，优化后的试验配方耐切割性能明显提升，其他性能相差不大。总体看，大配合试验与小配合试验结果基本一致，试验重现性较好。3.硫化还原率从表4可以看出，生产配方硫化返原率4.6%，试验配方硫化返原率1%。试验配方硫化返原率优于生产配方，丁苯橡胶抗硫化返原好的优点完全弥补了试验配方硫化体系强的特点。

三、结论

1.通过橡胶品种、填充软化体系及硫化体系优化设计，工程机械橡胶履带配方耐切割性能明显提升，其他机械物理性能相差不大。2.优化后的新配方设计成本大大降低，具有较大的经济效益。3.优化后的新配方经过市场路试，磨面光滑，提高橡胶履带使用寿命15%以上。

作者：姜在胜 潘蔡艳 单位：江西金利隆橡胶履带股份有限公司