白炭黑在轮胎工业中的应用
白炭黑是橡胶工业重要的补强原材料,也被用于农药、饲料、牙膏和涂料等行业。随着人类社会对环保和节能的要求日益严格,促使对能够降低滚动阻力、节约油料的子午线轮胎和滚动阻力更低的“绿色轮胎”的需求快速发展。因此,白炭黑在轮胎工业中的消费量和产品品种也正在快速发展。

一、白炭黑在轮胎中的应用情况
在轮胎工业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性。也有些轮胎企业用于载重子午线轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎性和抗崩花性,其用量较少,一般为10～15份。近十几年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显著降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其磨耗仅有稍许降低。1992年,米其林公司最先推出了全用白炭黑补强的“绿色轮胎”,其滚动阻力较之—般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废气效果显著。另外白炭黑也用于冬用(雪地)轮胎和高性能轮胎的胎面胶中。然而在国外,白炭黑售价相当于炭黑的140%,加上因添加偶联剂和胶料加工增加的费用,轮胎成本显著增加,而且单独使用白炭黑的轮胎抗静电性能不好。因此,目前在生产低滚动阻力的轮胎时,多采用炭黑和白炭黑并用的配方,以取得最佳的性能/成本效果。

目前,国内轮胎行业白炭黑用量还不多,主要用在全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,一般配用白炭黑12～15份。在半钢子午线轮胎或轻卡轮胎的胎面胶中,除有的外资轮胎企业在生产高、中档轿车的原配轮胎以外,一般不用白炭黑。

在国外,白炭黑主要用于轿车“绿色轮胎”和冬季轮胎的制造。在载重“绿色轮胎”、全天候轮胎和工程机械轮胎中也开始应用。本文将着重介绍在“绿色轮胎”制造中的应用。

人们对轮胎的基本要求有三。一是具有较高的湿路面的抓着力(抗湿滑性)或较好的牵引性,以确保车辆行驶及人员的安全;二是滚动阻力小,以节省燃油并减少废气的排放。一般轮胎滚动阻力每降低3%~4%,耗油量可减少1%。基于胎面的滚动阻力约为轿车轮胎的50%,载重轮胎的30%,因此降低胎面的滚动阻力是节省燃油的重要途径。轿车及载重轮胎各部位对滚动阻力的影响见图1;三是耐磨性好,使用寿命长。为了获得上述性能,白炭黑特别是高分散性白炭黑在胎面胶中的应用是必不可少的。

在国外,白炭黑目前主要用于子午线轿车轮胎的胎面,其中用量较多的轮胎滚动阻力较低,被称为“绿色”轮胎,其次是用于子午线载重轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎性和抗崩花性,其用量较少,一般为10～15份。从图l可以看出,为了进一步降低轮胎的滚动阻力,除了加大胎面胶中白炭黑的用量以外,还应当在轮胎的其他部位采用白炭黑。