CN105400087A - 一种高寿命轮胎硫化胶囊及其生产工艺 - Google Patents

一种高寿命轮胎硫化胶囊及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高寿命轮胎硫化胶囊，包括以下重量份数的各组份：丁基橡胶100～110份，其中含丁基橡胶065和丁基橡胶165中的至少一种30～50份；卤素给予体8～10份；N330炭黑、高耐磨炭黑N220的混合物60份；氧化镁2～5份；氧化锌2～5份；蓖麻油8～12份；硬脂酸改为0.1-2份；硫化树脂8～10份。本发明的高寿命轮胎硫化胶囊配合本发明的生产工艺，使得轮胎硫化胶囊可在温度提高的情况下保持物理性质，尤其是灵活性及断裂伸长率，弹性和硫化橡胶属性的各项指标均满足要求并比普通轮胎胶囊有大幅度提高强度，可以将胶囊的使用次数增加到600次以上，大大延长了胶囊的使用寿命，可为轮胎企业提高10％的生产效率。

Description

一种高寿命轮胎硫化胶囊及其生产工艺
技术领域
本发明涉及轮胎生产领域，具体为一种高寿命轮胎硫化胶囊及其生产工艺。
背景技术
随着世界汽车工业的不断发展和全球高速公路的快速增长，汽车的种类越来越多，行驶速度越来越快，对轮胎的品质要求越来越高，因而对轮胎模具的品质要求也是越来越精。轮胎硫化胶囊是现代轮胎生产中硫化工序的必要工具。轮胎硫化胶囊要经受一些苛刻的作业条件，包括高温、大幅度屈挠、共硫化以及硫化剂从未硫化的胎坯中迁移。硫化胶囊的使用寿命对轮胎厂生产效率有很大影响，轮胎硫化胶囊其作用主要是在轮胎硫化过程中内部充压缩气、充氮气或充过热水等，使其伸张，撑起轮胎胶胚形成内压硫化轮胎。
轮胎硫化胶囊的使用温度一般为180～200℃，接触的介质主要是过热水、过热蒸汽、压缩空气或者氮气，并且轮胎硫化胶囊的伸张比很大，耐高温达不到要求会直接导致硫化胶囊的使用寿命折损。
针对以上使用条件，胶囊配方应从耐高温，高强度，高伸张，低扯断永久变形等方面考虑设计来提高寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的轮胎硫化胶囊寿命在300次左右，寿命较低的缺陷，提供一种。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种高寿命轮胎硫化胶囊及其生产工艺
一种高寿命轮胎硫化胶囊，包括以下重量份数的各组份：
丁基橡胶100～110份，所述丁基橡胶100～110份中含丁基橡胶065和丁基橡胶165中的至少一种30～50份；
卤素给予体8～10份；
N330炭黑和高耐磨炭黑N220的混合物60份；
氧化镁2～5份；
氧化锌2～5份；
蓖麻油8～12份；
硬脂酸0.1～2份；
硫化树脂8～10份。
优选的，其配方包括以下重量份数的各组份：
丁基橡胶100份，所述丁基橡胶100～110份中含丁基橡胶065和丁基橡胶165中的至少一种40份；
卤素给予体8份；
N330炭黑和高耐磨炭黑N220的混合物60份；
氧化镁2份；
氧化锌3份；
蓖麻油10份；
硬脂酸0.3份；
硫化树脂9份。
进一步的，所述卤素给予体为氯丁胶、聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化丁基胶、溴化丁基胶、聚氯丁二烯等的一种或几种的混合物；优选的，所述卤素给予体为聚氯丁二烯和氯丁橡胶以质量比为1:6～8份的混合物。
进一步的，所述的N330炭黑和高耐磨炭黑N220的混合物60份中N330炭黑和高耐磨炭黑N220的质量比为3:1。
进一步的，可以在该硫化胶囊的配方中还包括质量比为2:1的2-巯基苯并咪唑和2-巯基甲基苯并咪唑的混合物0.1～0.3份。
该高寿命轮胎硫化胶囊的生产工艺，包括以下几个步骤：
(1)将丁基橡胶、卤素给予体、N330炭黑、高耐磨炭黑N220、氧化镁、氧化锌、蓖麻油、硬脂酸、硫化树脂、倒入密炼机中进行密炼，密炼时间为10～15分钟，密炼温度为150～170℃，得到密炼胶料；优选的，在物料进入密炼机进行密炼前，先将混合的物料进行过滤，滤胶温度控制在125℃；将滤后放置6～10小时备用；
(2)将密炼胶料放入开炼机中进行混炼，混炼温度为80～90℃、时间为5～10分钟；胶条的出片速度控制在3.5m/min。优选的，混炼压力为6～8bar，转子转速为30～35转/分；
开炼机出料，经过冷却装载，得到终炼胶片；终炼胶片自然冷却至室温；
增加挤出工艺：将终炼胶片放入挤出机的喂料口，挤出机为冷喂料销钉式挤出机，螺杆直径为120mm，设置温度为：喂料段40～60℃，塑化段50～70℃，挤出段70～90℃，挤出速度为10m/分钟，经过挤出得到挤出半成品，供硫化使用；
(3)将步骤(2)中挤出的胶片装入注射机的螺杆内，螺杆的温度为72～75℃；胶片经螺杆挤压并由计量泵称重，进入模腔中，螺杆压力为14～16MPa；硫化温度为190～220℃，硫化时间为8～15分钟；硫化完毕后，注射压机将胶囊顶出模腔；优选的硫化温度为190℃，硫化时间为10分钟；
(4)对硫化后产品，进行打磨包装处理。
与现有技术相比，本发明具有以下的技术效果：
一、本发明的胶囊配方中在每100～110份的丁基橡胶中选用不饱和度较低的含丁基橡胶065和丁基橡胶165中的至少一种30～50份，从而增加胶囊的耐热性，延迟胶囊在使用过程中的老化；在配方中加入卤素给予体，提高了胶料的拉伸强度、撕裂强度和杨氏模量和抗蒸汽及过热水的老化性，尤其以聚氯丁二烯和氯丁橡胶以质量比为1:6～8份的混合物为卤素给予体效果最为显著；
二、本发明的生产工艺，大大缩短了现行硫化时间，将生产效率提高40％以上，配合改进后的胶囊配方将原材料成本降低2％左右，更为重要的是可以将胶囊的使用次数增加到600次以上，大大延长了胶囊的使用寿命，可为轮胎企业提高10％的生产效率。
本发明的胶囊可在温度提高的情况下保持物理性质，尤其是灵活性及断裂伸长率，弹性和硫化橡胶属性的各项指标均满足要求并比普通轮胎胶囊有大幅度提高高强度，从而提高了硫化胶囊的使用寿命。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高寿命轮胎硫化胶囊，包括以下重量份数的各组份：
丁基橡胶100份，其中含丁基橡胶06530份；
氯化丁基胶8份；
N330炭黑和高耐磨炭黑N220的混合物60份，N330炭黑和高耐磨炭黑N220的质量比为5:2；
氧化镁2份；
氧化锌2份；
蓖麻油8份；
硬脂酸0.1份；
硫化树脂8份。
该高寿命轮胎硫化胶囊的生产工艺，包括以下几个步骤：
(1)将丁基橡胶、卤素给予体、N330炭黑、高耐磨炭黑N220、氧化镁、氧化锌、蓖麻油、硬脂酸、硫化树脂、倒入密炼机中进行密炼，密炼时间为10分钟，密炼温度为170℃，得到密炼胶料；
(2)将密炼胶料放入开炼机中进行混炼，混炼温度为80℃、时间为10分钟；胶条的出片速度控制在3.5m/min。
开炼机出料，经过冷却装载，得到终炼胶片；终炼胶片自然冷却至室温；
将终炼胶片放入挤出机的喂料口，挤出机为冷喂料销钉式挤出机，螺杆直径为120mm，设置温度为：喂料段40℃，塑化段50℃，挤出段70℃，挤出速度为10m/分钟，经过挤出得到挤出半成品，供硫化使用；
(3)将步骤(2)中挤出的胶片装入注射机的螺杆内，螺杆的温度为72℃；胶片经螺杆挤压并由计量泵称重，进入模腔中，螺杆压力为14～16MPa；硫化温度为190℃，硫化时间为15分钟；硫化完毕后，注射压机将胶囊顶出模腔；
(4)对硫化后产品，进行打磨包装处理。
本实施例的胶囊的邵氏硬度为60HA、拉伸强度为14.0MPa，扯断伸长率为650％，扯断永久变形为20％，撕裂强度为40N/mm；热空气老化(100℃×72h)后，硬度变化值小于10HA，拉伸强度变化率≥-25％，扯断伸长率变化率≥-25％，轮胎硫化胶囊使用寿命≥600次。
实施例2
一种高寿命轮胎硫化胶囊，包括以下重量份数的各组份：
丁基橡胶110份，其中含丁基橡胶16550份；
聚氯丁二烯和溴化丁基胶的混合物10份；
N330炭黑和高耐磨炭黑N220的混合物60份，N330炭黑和高耐磨炭黑N220的质量比为10:3；
氧化镁5份；
氧化锌5份；
蓖麻油12份；
硬脂酸2份；
硫化树脂10份。
该高寿命轮胎硫化胶囊的生产工艺，包括以下几个步骤：
(1)将丁基橡胶、卤素给予体、N330炭黑、高耐磨炭黑N220、氧化镁、氧化锌、蓖麻油、硬脂酸、硫化树脂混合，将混合的物料进行过滤，滤胶温度控制在125℃；将滤后放置6～10小时备用，然后将物料倒入密炼机中进行密炼，密炼时间为10分钟，密炼温度为150℃，得到密炼胶料；
(2)将密炼胶料放入开炼机中进行混炼，混炼温度为90℃、时间为5分钟；胶条的出片速度控制在3.5m/min。
开炼机出料，经过冷却装载得到终炼胶片；终炼胶片自然冷却至室温；
将终炼胶片放入挤出机的喂料口，挤出机为冷喂料销钉式挤出机，螺杆直径为120mm，设置温度为：喂料段60℃，塑化段70℃，挤出段90℃，挤出速度为10m/分钟，经过挤出得到挤出半成品，供硫化使用。
(3)将步骤(2)中挤出的胶片装入注射压机的螺杆内，螺杆的温度为75℃；胶片经螺杆挤压并由计量泵称重，进入模腔中，螺杆压力为14～16MPa；硫化温度为220℃，硫化时间为8分钟；硫化完毕后，注射压机将胶囊顶出模腔；
(4)对硫化后产品，进行打磨包装处理。
本实施例的胶囊的邵氏硬度为65HA、拉伸强度为14.5MPa，扯断伸长率为700％，扯断永久变形为28％，撕裂强度为44N/mm；热空气老化(100℃×72h)后，硬度变化值小于8HA，拉伸强度变化率≥-20％，扯断伸长率变化率≥-20％，轮胎硫化胶囊使用寿命≥650次
实施例3
一种高寿命轮胎硫化胶囊，包括以下重量份数的各组份：
丁基橡胶105份，其中含丁基橡胶065和丁基橡胶165的混合物40份；
聚氯丁二烯和氯丁橡胶以质量比为1:6～8份的混合物8份；
N330炭黑、高耐磨炭黑N220的混合物60份，其中N330炭黑和高耐磨炭黑N220的质量比为3:1；
氧化镁2份；
氧化锌3份；
蓖麻油10份；
硬脂酸0.3份；
硫化树脂9份。
质量比为2:1的2-巯基苯并咪唑和2-巯基甲基苯并咪唑的混合物0.1～0.3份。
该高寿命轮胎硫化胶囊的生产工艺，包括以下几个步骤：
(1)将丁基橡胶、卤素给予体、N330炭黑、高耐磨炭黑N220、氧化镁、氧化锌、蓖麻油、硬脂酸、硫化树脂混合，将混合的物料进行过滤，滤胶温度控制在125℃；将滤后放置6～10小时备用；然后将物料倒入密炼机中进行密炼，密炼时间为12分钟，；密炼温度为160℃，得到密炼胶料；
(2)将密炼胶料放入开炼机中进行混炼，混炼温度为85℃、时间为7.5分钟；胶条的出片速度控制在3.5m/min；混炼压力为6～8bar，转子转速为30～35转/分；
开炼机出料，经过冷却装载得到终炼胶片；终炼胶片自然冷却至室温；
将终炼胶片放入挤出机的喂料口，挤出机为冷喂料销钉式挤出机，螺杆直径为120mm，设置温度为：喂料段50℃，塑化段60℃，挤出段80℃，挤出速度为10m/分钟，经过挤出得到挤出半成品，供硫化使用。
(3)将胶片装入注射压机的螺杆内，螺杆的温度为74℃；胶片经螺杆挤压并由计量泵称重，进入模腔中，螺杆压力为15MPa；硫化温度为200℃，硫化时间为12分钟；硫化完毕后，注射压机将胶囊顶出模腔；
(4)对硫化后产品，进行打磨包装处理。
本实施例的胶囊的邵氏硬度为72HA、拉伸强度为15.2MPa，扯断伸长率为750％，扯断永久变形为25％，撕裂强度为46N/mm；热空气老化(100℃×72h)后，硬度变化值小于6HA，拉伸强度变化率≥-18％，扯断伸长率变化率≥-15％，轮胎硫化胶囊使用寿命≥700次
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高寿命轮胎硫化胶囊，其特征在于，包括以下重量份数的各组份：
丁基橡胶100～110份，所述丁基橡胶100～110份中含丁基橡胶065和丁基
橡胶165中的至少一种30～50份；
卤素给予体8～10份；
N330炭黑和高耐磨炭黑N220的混合物60份；
氧化镁2～5份；
氧化锌2～5份；
蓖麻油8～12份；
硬脂酸0.1～2份；
硫化树脂8～10份。
2.如权利要求1所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊，其特征在于，所述的高寿命轮胎硫化胶囊，包括以下重量份数的各组份：
丁基橡胶100份，所述丁基橡胶100～110份中含丁基橡胶065和丁基橡胶
165中的至少一种40份；
卤素给予体8份；
N330炭黑和高耐磨炭黑N220的混合物60份；
氧化镁2份；
氧化锌3份；
蓖麻油10份；
硬脂酸0.3份；
硫化树脂9份。
3.如权利要求1所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊，其特征在于，所述卤素给予体为氯丁胶、聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化丁基胶、溴化丁基胶、聚氯丁二烯中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊，其特征在于，所述卤素给予体为聚氯丁二烯和氯丁橡胶以质量比为1:6～8的混合物。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊，其特征在于，所述的N330炭黑和高耐磨炭黑N220的混合物60份中N330炭黑和高耐磨炭黑N220的质量比为3:1。
6.如权利要求1-4任一项所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊，其特征在于，其配方中还包括质量比为2:1的2-巯基苯并咪唑和2-巯基甲基苯并咪唑的混合物0.1～0.3份。
7.如权利要求1所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊的生产工艺，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)将丁基橡胶、卤素给予体、N330炭黑、高耐磨炭黑N220、氧化镁、氧化锌、蓖麻油、硬脂酸、硫化树脂、倒入密炼机中进行密炼，密炼时间为10～15分钟，密炼温度为150～170℃，得到密炼胶料；
(2)将密炼胶料放入开炼机中进行混炼，混炼温度为80～90℃、时间为5～10分钟；
开炼机出料，经过冷却装载，得到终炼胶片；终炼胶片自然冷却至室温；
将终炼胶片放入挤出机的喂料口，挤出机为冷喂料销钉式挤出机，螺杆直径为120mm，设置温度为：喂料段40～60℃，塑化段50～70℃，挤出段70～90℃，挤出速度为10m/分钟，经过挤出得到挤出半成品，供硫化使用；
(3)将步骤(2)中挤出的胶片装入注射机的螺杆内，螺杆的温度为72～75℃；胶片经螺杆挤压并由计量泵称重，进入模腔中，螺杆压力为14～16MPa；硫化温度为190～220℃，硫化时间为8～15分钟；硫化完毕后，注射压机将胶囊顶出模腔；
(4)对硫化后产品，进行打磨包装处理。
8.如权利要求7所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊的生产工艺，其特征在于，所述的步骤(3)中的硫化温度为190℃，硫化时间为10分钟。
9.如权利要求7所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊的生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中在物料进入密炼机进行密炼前，先将混合的物料进行过滤，滤胶温度控制在125℃；将滤后放置6～10小时备用。
10.如权利要求7-9任一项所述的一种高寿命轮胎硫化胶囊的生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)，混炼压力为6～8bar，转子转速为30～35转/分。
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