丁基再生胶与天然胶并用内胎配方设计及再生胶制造工艺

在轮胎内胎生产中，丁基橡胶因气密性优异、耐热老化性好而被广泛使用。但丁基胶价格较高，且废旧丁基内胎量大，因此丁基再生胶的制造与并用成为降低成本、循环利用的重要途径。将丁基再生胶与天然胶并用，可在保持一定气密性和物理性能的前提下，改善加工性能并降低原料成本。以下从丁基再生胶制造和内胎配方设计两方面进行阐述。

一、丁基再生胶的制造
丁基再生胶的主要原料为废旧丁基内胎。制造工艺流程包括：废胎分选、切割、清洗、干燥、粉碎、脱硫、精炼和成品包装。

1. 分选与预处理：剔除杂质、气门嘴、补丁等非丁基胶部分，切割成小块，清洗去除泥沙和油污，干燥至水分低于1%。

1. 粉碎：采用两辊粉碎机或破胶机将胶块粉碎至粒径约1-3mm的胶粉。

1. 脱硫：丁基橡胶为饱和橡胶，传统硫磺再生效果差，通常采用动态脱硫罐或螺杆挤出机，配合再生剂（如二硫代氨基甲酸盐、秋兰姆、过氧化物或环保型植物基再生剂），在160-200℃、0.8-1.5MPa条件下处理1-3小时，使交联网络部分断裂。同时可加入少量活化剂和软化剂。

1. 精炼与过滤：脱硫后的胶料经捏炼机、精炼机进一步塑炼，并通过滤胶机过滤去除杂质，得到均匀的丁基再生胶。

1. 质量指标：再生胶的门尼粘度（ML1+4 100℃）一般控制在40-60，再生胶本身含胶率约50-60%，灰分≤8%，水分≤1%。

二、丁基再生胶与天然胶并用内胎配方设计
内胎要求气密性好、耐热、耐屈挠、加工安全。并用胶中丁基再生胶提供气密性和低成本，天然胶改善弹性和接头强度。典型配方（质量份）如下：

丁基再生胶：70-90份
天然胶（SMR20或SCR5）：10-30份
氧化锌：4-5份
硬脂酸：1-2份
炭黑N550或N660：20-35份
碳酸钙：10-20份
环烷油或石蜡油：5-10份
防老剂RD：1-2份
防老剂4010NA：1-2份
促进剂M：0.5-1.0份
促进剂TMTD：0.5-1.0份
硫磺：0.5-1.5份

配方设计要点：

1. 硫化体系：丁基再生胶中残留双键较少，且天然胶含双键，因此采用低硫高促或硫给予体体系。硫磺用量宜低（0.5-1.5份），促进剂可选用次磺酰胺类（如CZ、NS）或秋兰姆类。若并用天然胶比例较高，可适当增加硫磺至1.5-2.0份，但需平衡耐热性。

1. 补强填充：炭黑以中粒子热裂法或快压出炭黑为宜，兼顾气密性和弹性。碳酸钙可降低成本但会略微降低气密性，用量不宜超过20份。

1. 增塑剂：使用低挥发性环烷油或石蜡油，避免使用芳香烃油，以防影响气密性。

1. 防老剂：采用防老剂RD与4010NA并用，可有效防护热氧和屈挠老化。

1. 加工工艺：混炼时先将丁基再生胶与天然胶在开炼机或密炼机中塑炼，再加入配合剂。注意温度控制，避免焦烧。硫化条件：150-160℃×10-20min（视厚度而定）。

三、性能评价
所得内胎胶料拉伸强度可达8-12MPa，断裂伸长率450-600%，邵尔A硬度55-65，气密性与纯丁基内胎略有下降但可满足使用要求。提高丁基再生胶用量至80份以上时，气密性下降较明显，建议控制在70-80份。通过优化配方和再生胶质量，可实现内胎的循环利用和成本降低。

四、
丁基再生胶与天然胶并用内胎配方成熟可行，关键在于再生胶的脱硫质量和配方硫磺/促进剂匹配。建议生产企业建立再生胶进厂检验制度，根据再生胶门尼粘度和含胶量调整天然胶和硫磺用量，以获得稳定的产品质量。