CN102700035A - 一种间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺，包括如下步骤：硫化机合模后先注入饱和过热蒸汽，然后注入一次过热水只进不回，快速提供内压，使胎面胶料充满花纹；然后二次过热水注入并循环，同时外压蒸汽进入，给胎胚加热，开始正硫化，二次过热水停止循环，外压蒸汽持续进入，轮胎持续正硫化，然后二次过热水再次开启循环，外压蒸汽持续进入，二次过热水停止循环，保持压力持续到硫化结束，然后外压蒸汽停，外压排放至常压；然后胶囊排放热水并抽真空，最后完成硫化，轮胎启模，本发明有效避免胎体和带束层的过硫化现象，轮胎的耐久性能由原来的90hr提高到110hr以上，延长了轮胎的使用寿命。

Description

一种间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺

技术领域

本发明涉及一种轮胎硫化工艺，具体的说涉及一种间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺，属于橡胶制造领域。

背景技术

随着我国高速公路的发展和汽车性能的提高，人们对汽车行驶的安全性和舒适性提出了更高的要求，因此对轮胎的使用性能也有了更高的要求。尤其是轮胎的耐久性能、耐长途性能更是受到了关注，这就要求轮胎不仅在结构设计上要有所突破，而且轮胎硫化工艺的制定不能再停留在根据经验或半经验的方法上，沿用过去“宁过勿欠”的观念。

传统的轮胎硫化工艺，即在硫化轮胎的胶囊内通入一定温度和压力的介质如蒸汽，并持续一定时间，再向硫化轮胎的胶囊内通入过热水。过热水在整个正硫化过程中始终保持一定的压力和温度不间断地循环流动，这个过程需要消耗大量热能和电能，是轮胎生产中能量消耗最大的过程。实际上循环的过热水的热量被轮胎所吸收的只是一小部分，大量的热水是无效地循环。不但热能被长距离的管道输送所消耗浪费，而且驱动水泵的电机在不停运转过程中还会消耗大量的电能，造成很大的能源浪费。因为在硫化过程中胎体层和带束层更靠近胶囊，所以过热水循环时间对胎体层和带束层硫化程度的影响比对胎面胶硫化程度的影响大得多，随着硫化时间的延长，胶囊内过热水的作用越来越大，而胎体层和带束层因帘线的作用，其导热系数一般比橡胶大，因此，胎体层和带束层存在过硫化现象。经实际测温，局部胶料过硫化程度达到200％以上，过硫化将使胶料的物理性能大幅度降低，影响轮胎质量。

国内部分厂家采用的另外一种硫化工艺为变温硫化工艺，这种硫化工艺是前期直接使高压饱和蒸汽进入胶囊，内压一般在1.6-1.9MPa，温度达到190-210℃，硫化时间10-15min，然后改为170℃的过热水循环，持续硫化，硫化后期停止循环，俗称保压硫化，时间按规格确定，一般20-30min不等，温度逐渐下降，这种方式的优点主要是生产效率高，但由于前期蒸汽形成的冷凝水在胶囊内积存，不易及时完全从胶囊中排出，硫化过程中造成下模温度明显低于于上模温度，温差甚至超过10℃以上，上下模温差较大，对轮胎的硫化质量难以保证。另外由于起始内压偏低，仅达到1.6-1.9MPa，远低于正常情况下过热水的压力2.6±0.1MPa，造成轮胎肩部胶料厚，造成局部压力不足，容易产生钢丝带束层端点松散，从而影响轮胎的高速和耐久性能。并且由于内压低还会造成成品外观合格率下降。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种能够降低热量损失，稳定硫化过程中过热水的压力、降低过热水总流量的间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺，能够节约输送热水的电能、加快硫化速度、缩短总硫化时间、有效避免胎体和带束层的过硫化现象，提高产品耐久性能。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺，包括如下步骤：

1)、硫化机合模后先注入0.8±0.03MPa的饱和过热蒸汽，持续5min，使胶囊迅速舒展、均匀定型；

2)、然后注入2.0±0.1MPa的一次过热水只进不回，保持1min，快速提供内压，使胎面胶料充满花纹；各部件之间密实，防止出现压力波动，同时充分利用蒸汽热量；

3)、二次过热水注入并循环，压力2.6±0.1MPa，温度170±2℃，同时外压蒸汽进入，侧板蒸汽压力0.38±0.03MPa，温度150±2℃，胎冠蒸汽压力0.52±0.03MPa，温度160±2℃，给胎胚加热，开始正硫化，时间10-15min；

4)、二次过热水停止循环，保持压力2.6±0.1MPa，持续5-15min，仅靠胶囊内的过热水加热胎胚，外压蒸汽持续进入，轮胎持续正硫化；

5)、二次过热水再次开启循环，压力2.6±0.1MPa，温度170±2℃，持续10min，使过热水恢复到170±2℃，外压蒸汽持续进入；

6)、二次过热水停止循环，保持压力2.6±0.1MPa，持续到硫化结束，时间10-15min；

7)、外压蒸汽停，外压排放至常压；

8)、胶囊排放热水并抽真空；

所述胶囊首先在压力为5bar的状态下排放热水1.5min；然后在压力为0bar的状态下排放热水1min；最后抽真空1min。

9)、最后完成硫化，轮胎启模。

本发明采用上述方案，具有以下优点：

1、轮胎硫化过程中，保证温度的情况下，减少40％左右的过热水循环时间，节约输送热水的电能35％以上，降低由于管道长距离不间断输送热水带来的热量损失，使轮胎硫化过程的能耗大大降低；

2、在过热水不循环的过程中胶囊内部过热水的压力得到稳定，降低了由于其他硫化机频繁装锅操作带来的压力波动；

3、通过调整配方硫化体系并将胎冠部位硫化外压温度由原来的156℃调整为160℃，加快胎冠部位硫化速度，轮胎总硫化时间减少5-7min，增加产能10％左右，提高了设备的利用率；

4、配方、硫化工艺条件合理优化，有效避免胎体和带束层的过硫化现象，轮胎的耐久性能由原来的90hr提高到110hr以上，延长了轮胎的使用寿命。

5、经过反复多次试验，产品性能稳定，取得了理想的效果，产品经客户实际使用，胎面磨损正常，无崩花掉块、肩空、U型爆破的质量问题发生，轮胎使用过程中生热低。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

具体实施方式

实施例，一种间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺，包括如下步骤：硫化机合模后先注入0.8±0.03MPa的饱和过热蒸汽，持续5min，使胶囊迅速舒展、均匀定型；

然后注入2.0±0.1MPa的一次过热水只进不回，保持1min，快速提供内压，使胎面胶料充满花纹；各部件之间密实，防止出现压力波动，同时充分利用蒸汽热量；

二次过热水注入并循环，压力2.6±0.1MPa，温度170±2℃，同时外压蒸汽进入，侧板蒸汽压力0.38±0.03MPa，温度150±2℃，胎冠蒸汽压力0.52±0.03MPa，温度160±2℃，给胎胚加热，开始正硫化，时间10-15min；

二次过热水停止循环，保持压力2.6±0.1MPa，持续5-15min，仅靠胶囊内的过热水加热胎胚，外压蒸汽持续进入，轮胎持续正硫化；

二次过热水再次开启循环，压力2.6±0.1MPa，温度170±2℃，持续10min，使过热水恢复到170±2℃，外压蒸汽持续进入；

二次过热水停止循环，保持压力2.6±0.1MPa，持续到硫化结束，时间10-15min；

外压蒸汽停，外压排放至常压；

胶囊排放热水并抽真空；

所述胶囊首先在压力为5bar的状态下排放热水1.5min；然后在压力为0bar的状态下排放热水1min；最后抽真空1min。

最后完成硫化，轮胎启模。

下面以12.00R20为例，原来的硫化时间为62min，调整后改为55min，总硫化时间缩短7min。

1、改进前硫化工艺

2、改进后硫化工艺

3、改进前后能耗分析：(硫化蒸汽平均消耗量Kg)

通过上述数据分析可以得出，工艺调整后，总体硫化时间缩短5-7min，硫化蒸汽消耗降低了9.49％-11.36％，经过硫化测温分析，轮胎各部位硫化程度均在最佳状态。

产品技术指标

对通过上述硫化工艺生产的轮胎进行耐久性能试验，从实验结果来看，轮胎耐久性能超过110hr的设计目标，总体性能指标完全达到设计要求。

Claims (2)

1.一种间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：

1)、硫化机合模后先注入0.8±0.03MPa的饱和过热蒸汽，持续5min，使胶囊舒展、均匀定型；

2)、注入2.0±0.1MPa的一次过热水只进不回，保持1min，快速提供内压，使胎面胶料充满花纹；

3)、二次过热水注入并循环，压力2.6±0.1MPa，温度170±2℃，同时外压蒸汽进入，侧板蒸汽压力0.38±0.03MPa，温度150±2℃，胎冠蒸汽压力0.52±0.03MPa，温度160±2℃，给胎胚加热，开始正硫化，时间10-15min；

4)、二次过热水停止循环，保持压力2.6±0.1MPa，持续5-15min，仅靠胶囊内的过热水加热胎胚，外压蒸汽持续进入，轮胎持续正硫化；

5)、二次过热水再次开启循环，压力2.6±0.1MPa，温度170±2℃，持续10min，使过热水恢复到170±2℃，外压蒸汽持续进入；

6)、二次过热水停止循环，保持压力2.6±0.1MPa，持续到硫化结束，时间10-15min；

7)、外压蒸汽停，外压排放至常压；

8)、胶囊排放热水并抽真空；

9)、完成硫化，轮胎启模。

2.根据权利要求1所述的一种间歇式热水循环稳压保温轮胎硫化工艺，其特征在于：所述步骤8中，所述胶囊首先在压力为5bar的状态下排放热水1.5min；然后在压力为0bar的状态下排放热水1min；最后抽真空1min。