CN103660073A - 环保实用橡胶轮胎的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保实用橡胶轮胎的生产方法，具体涉及用废橡胶生产工业车辆用环保实用橡胶轮胎的方法，它是利用废、旧橡胶，废、旧轮胎经粉碎的胶粉，制成的再生橡胶，配以橡胶料等通过配方、混炼胶、炼胶、炼成橡胶轮胎料；利用橡胶压机，运用橡胶轮胎模具、轮毂，轮毂刷胶，对橡胶料进行硫化、轮胎修边、整理等技术，制成环保实用橡胶轮胎；环保实用橡胶轮胎由1、轮毂；2、胶粘剂；3、实心轮胎；4、轮孔；5、轴孔等组成；使生产的环保实用橡胶轮胎，凸现高强度、高耐磨、高弹性、高承载力、成本低、价格便宜、安全、环保、乘坐舒适等特点。

Description

环保实用橡胶轮胎的生产方法

技术领域

本发明属环保实用橡胶轮胎的生产方法，具体涉及用废橡胶生产工业车辆用环保实用橡胶轮胎的生产方法，它是利用废、旧橡胶，废、旧轮胎制成的“再生橡胶”，配以橡胶料等通过配方、混炼胶、炼胶、运用橡胶轮胎模具、轮毂，对橡胶料进行硫化、轮胎修边、整理等技术，制成环保实用橡胶轮胎。

背景技术

汽车橡胶轮胎的生产已有近百年的历史，当今世界上通用的汽车轮胎主要以子午线橡胶轮胎为主体，其结构多为：“空心内冲气轮胎”。世界轮胎制造巨商——米其林公司，本着从环保轮胎愿望出发，在20世纪末期，利用废旧橡胶轮胎翻新制造绿色轮胎，结果由于有些废旧轮胎可以翻新、有些废旧轮胎不可以翻新，经翻新的旧轮胎经几次翻新，仍然产生废旧轮胎，造成“黑色污染”。

在世界上，最近，每年有4亿多条轮胎对地球环境造成“黑色污染”，对社会造成重大危害，对人们生活质量造成直接危害。

发明内容

本发明的目的是：为根治由废、旧橡胶轮胎造成对世界环境的“黑色污染”，改变“黑色污染”对社会造成重大危害，消除“黑色污染”对人们生活质量造成直接危害。利用废、旧橡胶、旧轮胎等制成的“再生橡胶”，配以橡胶料等通过配方、混炼胶、炼胶，运用硫化压机、模具、轮毂、橡胶料，进行橡胶硫化、脱模、修边、整理等技术，制成环保实用橡胶轮胎。

本发明的产品特征是：使生产的环保实用橡胶轮胎凸现高强度、高耐磨、高弹性、高承载力、成本低、价格便宜、安全、环保、乘坐舒适等特点。

为解决上述发明的技术问题，首先对废、旧橡胶，废、旧轮胎进行清洁处理，对废、旧橡胶，废、旧轮胎进行粉碎、制粉，对取得的橡胶粉进行脱硫处理后，制成再生胶；其次，是利用再生胶、橡胶料等确定环保实用橡胶轮胎的配方、工艺、技术要求；再次，是依据配方、工艺、技术要求等，对橡胶进行混炼胶、炼胶，对经炼好的橡胶料进行理化、测试，确认合格后，交付橡胶硫化；最后，运用橡胶轮胎模具、轮毂、橡胶料、轮胎压机(或轮胎流水线)对橡胶轮胎进行硫化，经橡胶轮胎硫化取得的出模环保实用橡胶轮胎、按产品质量要求、技术标准对出模环保实用橡胶轮胎进行修边、整理、检验等制成环保实用橡胶轮胎。

一、对废、旧轮胎进行粉碎、制粉，制成再生胶的生产方法：

1、废、旧橡胶，废、旧轮胎的粉碎与制粉：

废、旧橡胶，废、旧轮胎的粉碎与制粉可用低温粉碎法、常温机械设备粉碎法、湿法或溶液粉碎法。

(1)、低温粉碎法：

可以采用锤击式和齿盘式粉碎机加冷冻剂(液氮冷冻法)粉碎废、旧橡胶，废、旧轮胎。

(2)、常温机械设备粉碎法：

是指加工温度在50℃±5℃或略高温度下，通过机械作用粉碎橡胶制成胶粉的—种粉碎法。通常采用常温联动粉碎设备、高压推挤粉碎设备、砂轮打磨粉碎设备和胶体磨粉碎设备等对废、旧橡胶，废、旧轮胎进行粉碎。

(3)、湿法或溶液粉碎法：

是一种在溶剂或溶液等介质中进行粉碎生产胶粉的方法。

2、再生胶的生产方法：

(1)、密炼机法：

采用密炼机的超强度结构，转子表面镀硬铬或堆焊耐磨合金。转速为60～80r/min，上顶栓压力为1.24MPa(12.6kgf/cm2)，操作温度控制在230～270℃，时间8～15分钟。此法生产周期短，效率高。

(2)、过热蒸汽法：

将胶粉与再生剂混合均匀，放入带有电热器的脱硫罐中，通直接蒸汽，用电热器将温度提高到230～250℃，使胶粉中的纤维得到破坏，蒸汽压力为0.4MPa(4kgf/cm2)。

(3)、水油法：

此法脱硫设备为一立式带搅拌的脱硫罐，在夹套中通入0.9～0.98MPa(9～10kgf/cm2)的蒸汽。罐中注入温水(80℃)作为传热介质。脱硫时将已用机械除去纤维的胶粉和再生剂加入罐中，搅拌时间约3小时。此法机械化程度高，产品质量优良稳定。

(4)、分散法：

在开炼机上加入胶粉和乳化剂、软化剂、活化剂等，进行拌合压炼，然后缓缓加入稀碱溶液，使胶粉成为糊状，再加水稀释，从炼胶机上刮下，加入1％浓度的乙酸，使其凝固，最后经干燥压片，即为成品。

(5)、高压法

将胶粉与再生剂混合均匀，放进密闭的高压容器内，通入4.9～6.9MPa(50-70kgf/cm2)直接蒸汽进行脱硫再生。

(6)、高温连续脱硫法：

将胶粉与再生剂按要求混合均匀，然后送入一个卧式多层的螺杆输送器中，该输送器有夹套和远红外线加热装置，胶料在输送过程中受到远红外线的均匀加热，达到再生目的。此法为连续性生产，周期较短，质量较好，设备不复杂，是正在探索的一种新方法。

(7)、低温塑化法：

将胶粉与有机胺类或低分子聚酰胺，环烷酸金属盐类，脂肪族酸类和软化剂、活化剂等混合均匀，放置在90℃左右温度下塑化一定时间，即可通过氧化-还原反应达到再生目的。

(8)、螺杆压出法

主机为螺杆压出机，螺杆直径有6、8、12in三种。机壳内有夹套，用蒸汽或油控制温度(190℃～200℃)。操作时将胶粉与再生剂提前混合均匀送入该机，胶料在螺杆的剪切挤压作用下，经过4～6分钟即可从出料口排出。此法为连续性生产，周期短，效率高，产品质量优良.

(9)、微波法

将极性废硫化胶粉碎至9.5mm大小的胶粒，加入一定量的分散剂，输送到用玻璃或陶瓷制做的管道中，使胶粒按一定速度前进，接受微波发生器发出的能量。调节微波发生器的能量，致使胶粉分子中的C--S、S--S键断链，达到再生目的。

二、利用再生胶、橡胶料等确定生产环保实用橡胶轮胎的橡胶配方、炼胶工艺及粘接技术要求；

1、利用再生胶、橡胶料等确定环保实用橡胶轮胎的配方：

(1).配方举例：

注：1指邵氏硬度，2化学工艺配方，3指橡胶回收料，(浙江三门有售)；4指已含有化工配方的质地比较硬的胶，5指含化工已用配方的废胶，6指已含化工已用配方的较软的胶，7指线胶，废胶部分带线的胶料。8“废边”是指在轮胎或产品哈夫线修下来的废物，已经硫化过的废橡胶。

以上四种配方不包括灰色和蓝色的彩色轮用胶，这几种配方用胶以铁芯轮、铝芯轮、镁芯轮等为骨架，与此同时，要在芯面涂胶水为介质。

2、环保实用橡胶轮胎的炼胶、炼胶工艺及胶粘剂的使用：

1)依据配方，经橡胶炼胶机进行炼胶，炼成能满足生产环保实用橡胶轮胎的橡胶料，供橡胶压机、轮胎模具、轮毂等硫化成环保实用橡胶轮胎。

2)炼胶工艺

A、配胶合炼：

按配方要求，把丁苯、顺丁、废胶、原生胶、混合均匀，薄通三次，三角包三个(厚：0.2厘米以下)，胶料总误差范围±0.5kg，否则不合格。

B、混炼：

把合炼好的胶料进行混炼，加料顺序先加；

①细料(氧化锌、硬脂酸、防老剂等)

②加填料(碳酸钙、芳烃油等)

③加硫化剂(促进剂、硫磺等)。

把粉料吃完后，薄通三次(厚：0.12厘米以下)三个三角包，放厚5-7厘米，再用切刀法补充翻炼2-3次，下片、取样、快检(硬度)，按规格(长、宽、厚)下片冷却、停放(4小时)。

C、配料分二类：

①细料(活性剂、防老剂等)。

②硫化剂(促进剂、硫磺等)。

D、塑炼：

把天然胶进行塑炼、薄通10次以上(最薄)，停放24小时后使用，其它胶料不用塑炼。

E、硬度调整方法：

增加硬度1度，加碳酸钙：原胶的6％；降低硬度1度，加白油：原胶的0.6％.

注：原胶(天然胶、丁苯胶、顺丁胶)；不包括再生胶、废胶。

注：防老剂的配方用量，可根据橡胶胶料的质量和对轮胎防老化的时间要求、长短来确定用量，在一般情况下每份配方料可加入150克至350克之间的防老剂。防老剂的配量原则，能满足轮胎防老化性能要求即可。

3)、胶粘剂的使用：

(1)、适用于铝芯、铁芯第一遍刷胶用THIXONTMP-11-EF；第二遍刷胶用THIXONTM520-11-EF

(2)、胶水402多用于聚氨酯，对聚氨酯粘性较好，对橡胶粘性较弱。

(3)、上海产：开姆洛克205胶粘剂(灰色)刷第一遍于铝芯轮；252刷第二遍利于与橡胶粘接。

(4)、常用胶粘剂：THIXON422胶水，开姆洛克205、213、252、403、404、4407、THIXONTMP-11-EF、THIXONTM520-11-EF。

三.环保实用橡胶轮胎的工艺和制成方法

1、环保实用橡胶轮胎的工艺过程：

(1)、废、旧橡胶清洁处理→废、旧橡胶粉碎→废、旧橡胶再生→制成再生胶：

(2)、轮胎模具设计→模具制造→模具试用→轮毂刷胶、干燥→模具、轮毂预热→模具装轮毂、装胶→模具入机→加压加热→轮胎硫化→出模→脱模→修边整理→检验→产品。

(3)、再生胶配方→炼胶→检验胶料→合格胶料→轮毂刷胶、干燥→模具、轮毂预热→轮毂、胶料入热模→入模加压→轮胎硫化→出模→脱模→轮胎修边、整理→检验→产品。

2、用轮胎模具、轮毂、橡胶料生产环保实用橡胶轮胎的方法：

(1)、将硫化用的橡胶轮胎模具放在橡胶压机中预热至100-120℃；

(2)、在经预热的橡胶模具中，涂脱模剂，加入经预热刷胶的轮毂和一定量的经炼制检测合格的轮胎橡胶料；

(3)、轮毂经刷胶、干燥、预热，将具有轮毂、胶粘剂和橡胶料的橡胶模具在压机中经加压至16-18Mpa/cm2，进行硫化，硫化时间：为20-40分钟，温度为140-160℃；

(4)、经出模、取模、脱模制成出模环保实用橡胶轮胎。

(5)、对制成的出模环保实用橡胶轮胎进行修边整理、检验，制成环保实用橡胶轮胎。

附图说明

图1是本发明环保实用橡胶轮胎的轴向剖视图。

图2是本发明环保实用橡胶轮胎的半个俯视图。

其中，1、轮毂；2、胶粘剂；3、实用轮胎；4、轮孔；5、轴孔。

图3是本发明标准“3.2尺寸规格”附图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

由图示1所示的本发明环保实用橡胶轮胎的轴向剖视图可知，本发明环保实用橡胶轮胎，包括轮毂(1)、胶粘剂(2)、实用轮胎(3)，它在所述的轮毂(1)外涂刷一层胶粘剂(2)，再包胶一层橡胶料制成的环保实用橡胶轮胎(3)而成。所述的轮毂(1)上有轮孔(4)，所述的轮毂中有轴孔(5)可与车轴配套，装配成工业车辆的车轮。

首先，先将废、旧橡胶，废、旧橡胶轮胎经清洁处理和粉碎，将废胶旧轮胎磨成橡胶粉料，通过炼胶炼成再生胶；其次，利用再生胶和橡胶料等进行环保实用橡胶轮胎的轮胎配方、确定生产工艺、技术要求等；再次，依据轮胎配方、炼胶工艺等技术要求，对橡胶进行混炼胶、炼胶后，获取所需的橡胶料；最后，对橡胶料经理化测试、检验合格后，用橡胶压机对橡胶轮胎模具、轮毂(1)经刷胶粘剂(2)、干噪后、再经预热和橡胶料进行硫化压制、经硫化制成出模环保实用橡胶轮胎(3)。接着，对出模环保实用橡胶轮胎(3)进行修边、整理、检验制成环保实用橡胶轮胎。

发明效果：

本发明由于，使用了废橡胶、旧轮胎制成的再生橡胶，减少了橡胶资源浪费、实现了资源的再利用，得到循环利用橡胶废料、旧轮胎等的实效；消除了“黑色污染”，起到了综合治理社会环境的目的，确保人居环境环保、安全，实现了环保生产的效果；

本发明由于，轮胎采用了实用轮胎的结构，改变了以往通用的子午线轮胎空心内冲气的结构，过去空心内冲气轮胎遇刺易发生爆胎造成车辆事故，实用轮胎的使用不怕刺、不爆胎确保了车辆的运行安全。

本发明由于，采用实用轮胎结构，增加了轮胎的牢度和强度，使轮胎具有高耐磨、高强度、高承载能力，具有良好的抓地力；消除了由废、旧橡胶轮胎造成的“黑色污染”，确保轮胎环保、节能、安全、高效、成本低、价格便宜、乘坐舒适等特点。

由图示2所示的本发明环保实用橡胶轮胎的半个轮胎俯视图可知，

所述的轮胎从外形上看，只能看到轮毂(1)和轮胎(3)，外形美观。

环保实用橡胶轮胎技术标准

1主题内容与适用范围

本标准规定了环保实用橡胶轮胎的技术标准。

本标准适用于工业车辆用环保实用橡胶轮胎，(铝合金芯实用橡胶轮胎，钢管芯实用橡胶轮胎，铸铁芯实用橡胶轮胎，镁合金芯实用橡胶轮胎、推车橡胶小脚轮、医用床橡胶脚轮等)。

2本标准参照采用国家标准GB/T531-92--硫化橡胶邵尔A硬度试验方法。

本标准参照采用国家标准UDC678.4.028：678.017：539.3-硫化橡胶伸张时的有效弹性和滞后损失试验方法。

本标准参照采用国家标准UDC678.43/.44.017-硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机)。

本标准参照采用国家标准GB1693-81(1989年确认)。

3技术要求

3.1环保实用橡胶轮胎的物理性能，化学性能必须与客户的要求相符合或基本接近车辆用轮胎的载荷要求依照图纸。

3.2尺寸规格：(见附图3)

3.2.1

轮子外径在Φ150以下“G”的尺寸为0.40。

轮子外径在Φ150-200之间，“G”的尺寸为0.50。

轮子外径在Φ200以上“G”的尺寸为0.70。

其他未定尺寸公差按IT14级。

客户另有要求依照客户要求和图纸。

3.2.2端面橡胶厚度要均匀，允许相差橡胶厚度的8％。

3.3产品外观

在离眼30CM距离处作外观检查，立即发现的外观缺陷为严重缺陷，判为不合格品。

在离眼30CM距离处作外观检查，4-5秒才发现的外观缺陷为轻微缺陷，判为合格品。

3.3.1橡胶轮的颜色

3.3.1.1橡胶轮的颜色要求依图纸上标注的颜色和色号。

3.3.1.2同一批生产的橡胶轮的颜色应无明显色差，后批生产的橡胶轮的颜色与前批生产的颜色应基本一致。

3.3.1.3有以下缺陷降为不良品，不能修补的为不合品或废品。

3.3.1.4同一轮子的橡胶表面存在二种不同颜色。

3.3.1.5色浆不溶引起表面不规则明显条纹。

3.3.1.6同一批产品内有明显的色差。

3.3.2喷漆

3.3.2.1油漆颜色要求依图纸上标注的颜色和色号。

3.3.2.2喷漆覆盖均匀。

3.3.2.3油漆表面不能有斑点。

3.3.2.4油漆不能有脱落现象。

3.3.2.5油漆与橡胶的轮廓界线要清淅。

3.3.3气泡

橡胶包胶表面无气泡。

有以下缺陷为不良品，无法修补的降为不合格品或废品。

3.3.3.1外径在150以下全轮橡胶表面气泡分散分布5只1mm以上。

3.3.3.2外径在150以上全轮橡胶表面气泡分散分布6只1mm以上。

3.3.3.3橡胶表面及倒角处有密集小气泡。

3.3.4表面质量

橡胶包胶面应光滑平整有光泽，有以下缺陷无法修补降为不良品或不合格品及废品。

3.3.4.1包胶拔模痕迹明显，模具划痕造成表面粗糙。

3.3.4.2运作过程中造成橡胶表面碰坏严重。

3.3.4.3橡胶表面有明显的花纹痕迹。

3.3.4.4橡胶表面破裂3mm以上。

3.3.4.5橡胶与轮芯面粘结处表面破裂2mm、2处以上。

3.3.4.6整轮周长1/3上烂边。

3.3.4.7哈夫线残留高度不可高出PU表面0.5mm。

3.3.4.8橡胶表面由其他原因造成表面粗糙。

3.3.5粘结：

橡胶与轮芯表面粘结必须严密牢固，无脱胶裂缝。

有以下缺陷无法修补的降级不合格品或废品。

3.3.5.1橡胶与轮芯面粘结脱胶裂缝15mm，深5mm以上。

3.3.5.2哈夫线处烂边10mm以上，哈夫线处漏料边厚在2mm以上。

3.3.5.3橡胶包胶不可开裂，不得出现裂纹。

3.3.6缺料：

硫化压制的橡胶轮应满足倒角的加工余量，缺料占整轮周长1/4以上无法修补的降级为不合格品或废品。

3.3.7倒角

应根据用户的要求和图纸标注的规定进行倒角，倒角应光滑，倒角接口处不能有棱角，倒角时不可造成橡胶表面刀痕，刮伤严重。

3.3.8硬度

橡胶轮表面的硬度依照图纸和客户的要求，用户没有要求的，橡胶轮表面的硬度定为≤90HA。

3.3.9磨耗

磨耗测试1000次，损耗量≤100毫克。

3.3.10拉伸强度≥9MPa≤10MPa。

3.3.11拉断伸长率≥200≤％400％。

3.3.12100％拉伸时拉伸强度平均值≥3.5≤4。

3.3.13200％拉伸时拉伸强度平均值≥5≤8。

3.3.14300％拉伸时拉伸强度平均值≥4≤6。

3.3.15橡胶修补合格标准：修补面要求平整，不得高出产品面0.5mm。修补后光滑，橡胶料之间要粘结，看不出脱落现象。

3.3.16清理：

包橡胶的轮芯表面及轴承孔内必须进行修刮，达到清洁干净，不能有残渣。

3.3.17疲劳测试：

环保实用橡胶轮胎的疲劳测试：轮子在圆周跑损疲劳测试平台上，跑损疲劳测试时，每只轮承受测试负载在450公斤至600公斤的承压下(根据产品的不同质量要求，确定不同的承载量)，并设有障碍横杆高度为脚轮外径的2.5％的条件下(根据产品的不同要求，可设或不设障碍横杆)，以每小时测试速度为4公里，跑障碍杆500次，跑程10公里，测试时间连续走74分钟，或采用走3分钟，停1分钟，行走8小时后，检查轮了的包胶牢度，判别轮面有否损坏、变型、脱胶，轮子的耐热性、耐磨性等确定其是否合格。

3.3.18轮子的同轴度测试：

环保实用橡胶轮胎的同轴度测试为0.05毫米。

3.3.19轮子的跳动测试：

环保实用橡胶轮胎的跳动测试为：0.7毫米。

3.3.20轮子的摆动测试：

环保实用橡胶轮胎的摆动测试为0.3毫米。

3.4.其他未列事项或客户有特殊要求依照图纸。

Claims (8)

1.环保实用橡胶轮胎的生产方法，其特征是，利用常温、低温、湿法、溶液橡胶粉碎法，对废、旧橡胶，废、旧轮胎经粉碎后，取得的胶粉，用机械法、化学法、物理法不同方法制成的再生橡胶，配以橡胶料，通过配方、工艺、混炼胶、炼胶、炼成橡胶轮胎料；对炼成的橡胶轮胎料，经理化测试合格后，利用橡胶压机，运用橡胶轮胎模具、轮毂，轮毂刷胶，对橡胶料进行硫化、脱模、修边、整理、检验技术，制成环保实用橡胶轮胎；环保实用橡胶轮胎由1、轮毂；2、胶粘剂；3、实用轮胎；4、轮孔；5、轴孔组成，使制成的环保实用橡胶轮胎，凸现成本低、价格便宜、安全、环保、乘坐舒适特性。 

2.根据权利要求1所述的环保实用橡胶轮胎的生产方法，其特征在于：废、旧橡胶，废、旧轮胎粉碎成胶粉的方法：用低温粉碎法、常温机械设备粉碎法、湿法、溶液粉碎法。 

3.根据权利要求1所述的环保实用橡胶轮胎的生产方法，其特征在于：再生胶的制成，用机械法、化学法、物理法不同方法，具体是指用“密炼机法”、“过热蒸汽法”、“水油法”、“分散法”、“高压法”、“高温连续脱硫法”、“低温塑化法”、“螺杆压出法”、“微波法”。 

4.根据权利要求1所述的环保实用橡胶轮胎的生产方法，其特征在于：其橡胶配方包括：特种橡胶型、高弹性橡胶型、高弹性耐磨橡胶型、节能再生橡胶型的配方。 

5.根据权利要求1所述的环保实用橡胶轮胎的生产方法，其特征在于：混炼胶、炼胶包括：炼胶工艺、技术、要求、胶料配方硬度调整方法，以及胶粘剂的使用。 

6.根据权利要求1所述环保实用橡胶轮胎的生产方法，其特征在于：环保 实用橡胶轮胎，利用炼成的橡胶料，运用橡胶轮胎模具、轮毂，轮毂刷胶，对橡胶料进行硫化、脱模、轮胎修边、整理、检验技术，制成环保实用橡胶轮胎。 

7.根据权利要求1所述的环保实用橡胶轮胎的生产方法，其特征在于：环保实用橡胶轮胎的工艺过程： 

(1)、废、旧橡胶清洁处理→废、旧橡胶粉碎→废、旧橡胶再生→制成再生胶； 

(2)、轮胎模具设计→模具制造→模具试用→轮毂刷胶、干燥→模具、轮毂预热→模具装轮毂、装胶→模具入机→加压加热→轮胎硫化→出模→脱模→修边整理→检验→产品； 

(3)、再生胶配方→炼胶→检验胶料→合格胶料→轮毂刷胶、干燥→模具、轮毂预热→轮毂、胶料入热模→入模加压→轮胎硫化→出模→脱模→轮胎修边、整理→检验→产品。 

8.根据权利要求1所述的环保实用橡胶轮胎的生产方法，其特征在于：制成的环保实用橡胶轮胎的检验技术为：《环保实用橡胶轮胎技术标准》。 

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