目前国内的纳米碳酸钙通过超重力碳化法生产，并采用偶联剂进行活化处理，平均粒径为40nm，比表面积大。在轮胎配方设计过程中，可将其应用于胎侧胶、胎面胶、帘布胶、缓冲层以及内胎，从而保持产品的拉断伸长率、抗撕裂性能和耐疲劳性能等，能够在胶料性能变化不大的基础上，降低生产成本。本工作研究纳米碳酸钙在载重斜交轮胎内层帘布胶中的应用。

    1 实验

    1.1 主要原材料

    复合胶，马来西亚产品；充油SBR，中国石油兰州石油化工公司产品；纳米碳酸钙，山东海泽纳米材料有限公司产品。

    1.2 配方

    生产配方：复合胶/SBR100，炭黑N32641，氧化锌5，硬脂酸2，防老剂RD2.5，芳烃油5，硫黄2.1，促进剂CZ0.8，其它6.5。

    试验配方中加入5份纳米碳酸钙，其余同生产配方。

    1.3 主要设备和仪器

    Φ150mm×320mm开炼机，广东湛江机械厂产品；1.57L密炼机，英国本伯里公司产品；PN370型密炼机，意大利Pomini公司产品；GK270型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；AI-7000M型电子拉力试验机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品；PL-140型疲劳试验机，上海中艺机器厂产品；YS-Ⅲ型压缩生热试验机，北京澳玛琦科技发展有限公司产品；M200E型门尼粘度仪，北京友深电子仪器有限公司产品。

    1.4 试样制备

    小配合试验胶料分两段混炼，一段混炼在1.57L密炼机中进行，加料顺序为：生胶→小料、炭黑和纳米碳酸钙→芳烃油→排胶；二段混炼在开炼机上进行，加料顺序为：一段混炼胶→硫黄和促进剂→下片。

    大配合试验胶料分两段混炼，一段混炼在PN370型密炼机上进行，混炼时间为3.5min，加料顺序为：生胶、小料→炭黑和纳米碳酸钙→芳烃油→排胶；二段混炼在GK270型密炼机上进行，混炼时间为3min，加料顺序为：一段混炼胶→硫黄和促进剂→排胶。

    1.5 性能测试

    胶料的各项性能均按相应国家标准或企业标准进行测试。

    2 结果与讨论

    2.1 理化分析

    纳米碳酸钙的理化分析结果如表1所示。

    从表1可以看出，纳米碳酸钙的理化分析性能均符合企业标准要求。

    2.2 小配合试验

    小配合试验结果见表2。从表2可以看出，与生产配方相比，试验配方胶料的300%定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度较大，其它方面性能相近。

    2.3 大配合试验

    大配合试验结果如表3所示。从表3可以看出，与生产配方相比，试验配方胶料的300%定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度、H抽出力和耐疲劳性能略好，其它性能相当。大配合试验胶料性能与小配合试验胶料性能基本保持一致，足以满足设计和生产要求。

    2.4 成品性能

    采用试验配方内层帘布胶生产10.00-2016PR联烟斗花纹载重斜交轮胎，并与生产配方轮胎进行成品性能试验对比。成品轮胎物理性能和耐久性能试验结果分别如表4和5所示。

    从表4和5可以看出，试验轮胎和生产轮胎的物理性能和耐久性能相当。

    2.5 成本分析

    在内层帘布胶中应用纳米碳酸钙，可以降低含胶率。与生产配方相比，试验配方胶料每千克可节约成本0.36元，按内层帘布胶每年生产使用9000多吨计算，可以节约生产成本300多万元。

    3 结语