CN104960388A - 一种新轮胎及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种新轮胎及其制备方法，该新轮胎包括预硫化胎体、预硫化胎面胶和中垫胶，中垫胶设置在预硫化胎体和预硫化胎面胶之间，三者粘合硫化在一起。其制备方法是：中垫胶与预硫化胎体和预硫化胎面胶粘合在一起成型，经硫化制成新轮胎，硫化温度约90-120摄氏度，硫化压力约0.5-0.7MPa，硫化时间根据胎面胶厚度及中垫胶硫化速度确定。本发明改变了现有传统新轮胎的结构及制造方式，改善厚花纹轮胎硫化不均匀的问题，提高了新轮胎的物理机械性能与寿命，尤其是耐磨性能和耐扎性能优于传统新轮胎，降低轮胎使用成本，降低巨型工程轮胎制造技术难度，便于提供更丰富的轮胎花纹样式。

Description

一种新轮胎及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于车轮的尚未使用的新轮胎，以及该新轮胎的制备方法，属于新轮胎技术领域。

背景技术

橡胶轮胎在各种车辆上广泛应用。新轮胎是指未经使用过，采用原始材料生产的轮胎，不是使用过的旧轮胎经过翻新后的再制造轮胎。低温预硫化再制造轮胎（俗称冷翻轮胎）所用胎体是指新轮胎经过使用后形成的旧轮胎胎体，在已打磨的旧轮胎胎体上通过中垫胶粘合胎面胶，经硫化，形成冷翻轮胎。

现有的新轮胎是把未硫化的胎冠胶包覆在未硫化的胎体之上形成胎坯，然后再把胎坯放入有花纹的活络模硫化机，胎冠胶和胎体胶同时硫化，形成新轮胎。传统新轮胎制造时的硫化压力（约2.6MPa）与预硫化胎面胶硫化压力比（4.2-8.3MPa）相对较小，因此现有新轮胎耐磨性能和耐扎性能相对较差。

厚花纹轮胎尤其是矿车用巨型轮胎，胎体与花纹厚度都较大，现用新轮胎在制造时，需在约150摄氏度高温条件下硫化较长的时间，有的高温硫化时间长达十几个小时，因此存在表面橡胶已过度硫化，出现表面橡胶与内部橡胶硫化程度不均匀的问题，导致轮胎花纹表面物理机械性能变差，耐磨、耐扎、耐撕裂性能下降。较薄的胎体侧部也因受到长时间高温硫化影响，导致耐老化性能下降，物理机械性能降低，影响轮胎整体寿命,减少轮胎再制造次数。现有的解决方法是从改善配方设计着手，但是这样做加大了配方设计难度，抬高了原料成本,并且性能提升有限。

巨型轮胎价格较高，部分型号轮胎价格高达每条轮胎60多万元人民币。目前巨型工程轮胎制造技术仅有国际三大知名轮胎公司能够掌握。国内虽然有多个工厂可以制造巨型轮胎，但是技术仍然不成熟，产品存在较多缺陷，性价比低，部分规格的巨型轮胎还不能生产。巨型轮胎拆装费工费时，国产轮胎质量不稳定造成矿车停运的间接损失较大，所以我国仍进口相当数量的巨型轮胎。

现有巨型轮胎制造技术中，在胎冠胶缠绕环节，多层未硫化橡胶一层一层缠绕在未硫化胎体上，为了使橡胶内部与橡胶外部硫化程度尽可能一致，在缠绕过程中使用多种配方胶料。这样做增加了配方设计技术难度，抬高了原材料成本，增加缠绕操作难度。缠绕过程中容易窝存空气，如果较多空气连成片会造成轮胎起包和橡胶脱落。未硫化橡胶缠绕是否均匀对称也很关键，否则容易造成轮胎硫化时局部失压欠硫，局部橡胶过多形成实鼓。

不同的使用条件需要选择不同花纹样式的轮胎，但是活络模硫化机花纹模具价格高，轮胎工厂只提供有限的几种花纹，花纹更新速度很慢。并且现有轮胎制造过程中，因活络模硫化机更换花纹模具比较繁琐，需要把相同花纹订单做完，再更换花纹模具。时常会造成早下的订单比晚下的订单延迟交货，导致客户抱怨。

发明内容

本发明针对现有新轮胎存在的不足，提供一种制造难度低、物理机械性能好（耐磨耐扎性好）、使用成本低、使用寿命长的新轮胎。同时提供一种该新轮胎的制备方法。

本发明的新轮胎，采用下述技术方案：

该新轮胎，包括胎体、胎面胶和中垫胶，胎体为预硫化胎体，胎面胶为预硫化胎面胶，预硫化胎体和预硫化胎面胶之间设置有中垫胶，中垫胶与预硫化胎体和预硫化胎面胶粘合硫化（结合）在一起。

预硫化胎体是指预先已经硫化的没有胎冠花纹的且未经使用过的新胎体，中垫胶初始是未硫化橡胶。预硫化胎面胶是指预先已经硫化的胎面胶。胎面胶上与中垫胶贴合的面称为胎面胶贴合面，与胎面胶贴合面相对的胎面胶的另一面，称为胎面胶花纹面，花纹面可以带有花纹沟槽，花纹沟槽可以延伸至胎面胶的侧面。需要说明的是特殊用途的胎面胶无花纹沟槽。

上述新轮胎的制备方法是：

对预硫化胎体的冠部表面进行打磨，得到粗糙的胎体粘合面，在胎体粘合面上直接包覆中垫胶，或者是先在胎体粘合面上涂覆胶浆再包覆中垫胶；对预硫化胎面胶上要与中垫胶贴合的一面进行打磨，得到粗糙的胎面胶贴合面，在胎面胶贴合面上涂上胶浆，把胎面胶贴合面贴合在中垫胶上；然后通过辊压胎面胶，把三者压实，使轮胎成型；对成型后的轮胎装配包封套，或者通过加热软化的未硫化橡胶贴在胎体、中垫胶和胎面胶三者之间粘贴界面的外侧，并封严，再进行硫化，制成新轮胎。

硫化温度为90-120摄氏度，硫化压力为0.5-0.7MPa，硫化时间根据胎面胶厚度和中垫胶的硫化速度确定。

胶浆是用高标号溶剂油与未硫化的中垫胶细颗粒混合后经搅拌溶解制成的，是橡胶粘合常用的材料。

本发明的新轮胎不同于现有传统意义上的新轮胎，现有新轮胎是把未硫化的胎冠胶和未硫化的胎体胶同时硫化而制成，也不同于冷翻轮胎；本发明的新轮胎具有以下特点：

1. 耐磨耐扎性能优于传统新轮胎，降低轮胎使用成本

本发明所指的预硫化胎面胶是胎体做完后才贴合到胎体上，根本不存在现有新轮胎花纹表面经高温长时间硫化导致的过度硫化问题。并且本发明所指的预硫化胎面胶在制造时的硫化压力远高于现有新轮胎制造时的硫化压力，因此耐磨性能、耐扎性能优异，能提高行驶里程或者运行时间，降低轮胎使用成本。

2. 改善厚花纹轮胎硫化不均匀的问题，从而提高轮胎性能与寿命

本发明所指预硫化胎体因为没有花纹，总厚度减少很多，高温硫化时间得以缩短，可以缩短50%的硫化时间，甚至更多。使橡胶表面与内部硫化不均匀程度得以改善，提高轮胎耐老化性能，提高轮胎整体寿命及可再制造次数。

3. 降低巨型工程轮胎制造技术难度

本发明取消了胎冠胶缠绕环节，改为贴合预硫化胎面胶，降低了技术难度并且本发明降低了配方设计技术难度，不仅解决了深花纹轮胎硫化过程中橡胶表面和橡胶内部硫化程度不均匀的问题，提高了轮胎性能，并且更重要的是解决了因硫化程度严重不均匀造成橡胶内部欠硫从而导致花纹胶脱落的问题。

4. 提供更丰富的轮胎花纹样式，供货更及时

本发明中所指的预硫化胎面胶，其花纹模具价格比现有新轮胎生产所用活络模硫化机的花纹模具价格便宜很多。可以节约花纹模具投资，或者说以较小的投资就能提供花纹更丰富的轮胎产品，更新颖的更合理的花纹可以提高产品性能，使轮胎产品有更强的市场竞争力。

本发明中预硫化胎体制造过程中不使用花纹模具，而各种花纹的预硫化胎面胶可以快速大量生产，因此无论客户选择哪种花纹的轮胎，都能更方便及时地供货。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、预硫化胎体，2、中垫胶，3、预硫化胎面胶。

具体实施方式

本发明的新轮胎如图1所示，包括预硫化胎体1、中垫胶2和预硫化胎面胶3。中垫胶2设置在预硫化胎体1和预硫化胎面胶3之间，三者粘合硫化在一起（结合在一起）。中垫胶2初始是未硫化橡胶，经过硫化后，中垫胶2与预硫化胎体1和预硫化胎面胶3硫化在一起，制成新轮胎。

预硫化胎体1是指预先已经硫化的没有胎冠花纹的且未经使用过的新胎体。预硫化胎面胶3是指预先已经硫化的胎面胶。预硫化胎面胶3上与中垫胶2贴合的面称为胎面胶贴合面。胎面胶贴合面经过打磨，使其有一定粗糙度，然后在打磨过的胎面胶粗糙面上涂胶浆，胶浆的作用是防止打磨过的表面快速氧化，并且增加胎面胶贴合面的贴合粘度，以便贴合预硫化胎面胶3操作。胶浆是用高标号溶剂油与未硫化的中垫胶细颗粒按一定比例混合，经搅拌溶解制成，是常规材料。

与预硫化胎面胶3的贴合面相对的预硫化胎面胶3的另一面，称为预硫化胎面胶3的花纹面，预硫化胎面胶3的花纹面可以带有花纹沟槽，花纹沟槽可以延伸至预硫化胎面胶3的侧面。需要说明的是特殊用途的预硫化胎面胶3可以无花纹沟槽。

中垫胶2是目前应用于冷翻轮胎生产工艺中，放置在预硫化胎面胶和旧轮胎胎体之间起粘合作用的未硫化混炼胶，通常用于低温预硫化再制造轮胎（俗称冷翻轮胎）中，中垫胶与旧轮胎胎体和预硫化胎面胶粘接在一起。经硫化，形成冷翻轮胎。但在新轮胎上没有应用。

本发明的新轮胎的制备过程是：

对预先已硫化制成的没有胎冠花纹的预硫化胎体1的冠部表面进行打磨，得到有一定粗糙度的胎体粘合面。在粗糙的胎体粘合面上涂上胶浆，把中垫胶2包覆在预硫化胎体1的胎体粘合面上。如果中垫胶2经挤出机挤出直接包覆在预硫化胎体1的有粗糙度的粘合面上，那么预硫化胎体1的粘合面上也可以不涂胶浆。

对预硫化胎面胶3上与中垫胶2贴合的胎面胶贴合面进行打磨，成为具有一定粗糙度的胎面胶贴合面。然后涂上胶浆，胶浆的作用是防止打磨过的表面快速氧化，并且增加胎面胶贴合面的贴合粘度，以便贴合操作。胶浆可以用高标号溶剂油与未硫化的中垫胶细颗粒混合，经搅拌溶解制成，是橡胶粘接常用的材料。

把预硫化胎面胶3的粘合面贴合在中垫胶2上。然后使用压辊辊压胎面胶3的花纹面，把预硫化胎面胶3、中垫胶2、预硫化胎体1三者压实，使轮胎成型。

在成型轮胎上包裹包封套，包封套是低温预硫化再制造轮胎生产工艺中常用的消耗品，是耐高温、耐老化、高伸长率、柔软的橡胶制品，可以反复多次使用。轮胎硫化完毕，再把包封套从轮胎上扒下来。包封套的作用是装配包封套后形成一个独立的空腔，防止硫化罐内高压空气进入胎体、中垫胶、胎面胶的粘合界面之间，形成空气隔离层，导致硫化失败。包封套有多种装配方法。

第一种装配方法是给轮胎包裹上包封套。在轮胎两侧，靠近胎缘位置各放置一个金属质压圈，压圈压在包封套外侧。在轮胎胎腔内放置可充气内胎，然后给轮胎装上轮辋（方便拆卸的轻量化轮辋）。内胎充气，轮胎膨胀，轮胎外面的包封套挤压压圈，压圈挤压轮辋。这样从一侧胎缘到另一侧胎缘，包封套把轮胎包裹住，形成一个独立空腔。在硫化时内胎气嘴连接硫化罐的管道，充气压力比硫化罐内压力高0.15-0.2MPa。

第二种装配方法是给轮胎包裹上包封套，在轮胎胎腔内放置一个与轮胎内腔匹配的内包封套，内包封套有翻沿，并在轮胎胎缘处外翻，内包封套的翻沿上有凸棱与外包封套内侧搭接。这样内外包封套把整个轮胎包裹住。当对包封套抽真空时，形成一个相对独立的空腔。

第三种装配方法是给轮胎包裹上包封套，在轮胎两侧胎缘各安装一个夹持环，把包封套在轮胎胎缘位置卡紧。从一侧胎缘到另一侧胎缘，包封套把轮胎包裹住，形成一个独立空腔。

也可以不用包封套，但是需要把经加热软化的未硫化橡胶，贴在胎体、中垫胶、胎面胶三者的粘合界面的外部，并封严。防止硫化罐内高压空气进入粘合界面导致硫化失败。

最后把装配好包封套的轮胎或封严好粘贴界面外部的轮胎放入硫化罐中进行整体硫化。硫化温度在90-120摄氏度之间，120摄氏度是橡胶轮胎变性的临界温度。在120摄氏度以下硫化对轮胎性能影响非常小。具体硫化温度取决于中垫胶的性质，通常选用100摄氏度，硫化压力0.6MPa，硫化时间根据胎面胶厚度不同及中垫胶硫化速度不同而有很大差异，卡车轮胎硫化时间约3小时，巨型轮胎硫化时间约10小时。低温长时间硫化对轮胎性能影响很小。

包封套上有气嘴，并连接有管道，开始硫化时先排空包封套与轮胎之间的空气，包封套在硫化罐压力作用下，紧贴在轮胎上，硫化进行一段时间，再往包封套内充压，包封套压力比硫化罐的压力低0.1-0.15MPa,这样即保证空气不能进入粘合界面之间，又能保证花纹沟槽内有充足的硫化压力，也防止了包封套深陷花纹沟槽，保护了包封套。

硫化结束后，卸下包封套，制成新轮胎。

 本发明改变了现有传统新轮胎的结构及制造方式，将胎体和胎面胶先进行预硫化，通过中垫胶粘接后再硫化在一起。取得了意想不到的效果。改善厚花纹轮胎硫化不均匀的问题，提高了新轮胎的物理机械性能与寿命，尤其是耐磨性能和耐扎性能优于传统新轮胎，降低轮胎使用成本，降低巨型工程轮胎制造技术难度，便于提供更丰富的轮胎花纹样式。

Claims (4)

1.一种新轮胎，其特征是：包括胎体、胎面胶和中垫胶，胎体为预硫化胎体，胎面胶为预硫化胎面胶，预硫化胎体和预硫化胎面胶之间设置有中垫胶，中垫胶与预硫化胎体和预硫化胎面胶粘合硫化在一起。

2.根据权利要求1所述的新轮胎，其特征是：所述预硫化胎体是指预先已经硫化的未经使用过的新胎体，预硫化胎面胶是指预先已经硫化的胎面胶。

3.一种权利要求1所述新轮胎的制备方法，其特征是：

对预硫化胎体的冠部表面进行打磨，得到粗糙的胎体粘合面，在胎体粘合面上直接包覆中垫胶，或者是先在胎体粘合面上涂覆胶浆再包覆中垫胶；对预硫化胎面胶上要与中垫胶贴合的一面进行打磨，得到粗糙的胎面胶贴合面，在胎面胶贴合面上涂上胶浆，把胎面胶贴合面贴合在中垫胶上；然后通过辊压胎面胶，把三者压实，使轮胎成型；对成型后的轮胎装配包封套，或者通过加热软化的未硫化橡胶贴在胎体、中垫胶和胎面胶三者之间粘贴界面的外侧，并封严，再进行硫化，制成新轮胎。

4.根据权利要求1所述新轮胎的制备方法，其特征是：所述成型轮胎整体硫化的硫化温度为90-120摄氏度，硫化压力为0.5-0.7MPa。