CN107936392B - 一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺 - Google Patents

一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺 Download PDF

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Abstract

一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，属于轮胎橡胶技术领域。其包括以下工艺步骤：（1）一段混炼、（2）二段混炼、（3）过滤挤出，硫化成型，脱模打磨。本发明缩短了混炼周期，材料分子链受机械力的破坏作用时间较短，因此能使得后续硫化生产后产品保持较高的弹性模量和物理机械性能。本发明通过原料的选择以及配比量、混炼条件的改进，有效提高了产品的使用寿命。

Description

一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺
技术领域
本发明属于轮胎橡胶技术领域，具体涉及一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺。
背景技术
轮胎胶囊作为现代化轮胎生产机械外胎双模自动定型硫化机的配套生产工具是必不可少的。它的制造质量高低及使用寿命的长短，将直接影响到轮胎的生产成本、废次品率及工人的劳动强度。
轮胎生产对轮胎胶囊具有较为苛刻的性能要求，轮胎胶囊必须具备耐高温、耐蒸汽、耐曲绕、耐撕裂的性能。现有的轮胎胶囊制品通常采用丁基橡胶为主料进行生产，由于丁基橡胶的化学不饱和度低，加之聚异丁烯键的不活泼性，因此赋予了丁基橡胶优异的耐热老化性能，同时丁基橡胶是一种结晶性的橡胶，同天然橡胶和氯丁橡胶一样，生胶本身就具有很高的机械强度，因此较为适宜轮胎胶囊生产使用。然而，丁基橡胶同样存在缺点，如主链两侧挂有较多的甲基基团，造成其空间位阻达，内聚强度低，因此在混炼胶料生产过程中，存在混炼胶料生热大、滞后损失大、压缩变形大、自粘性差的缺陷。此外，轮胎胶囊作为一种模压制品，它要求的混炼胶料需要具有良好的柔顺性、粘着性及适当的可塑度范围，同时还需要具备较低的生热，良好的弹性和较快的硫化速度。
因此，如何研发生产一种适用于轮胎胶囊生产用的混炼胶料，是现今的研究重点之一。
公开号为CN103358416A，名称为轮胎胶囊的制备工艺，该工艺使用的原料配方采用目前通用的配方(以下均为重量份)：丁基橡胶90-100，氯丁橡胶5-15，炭黑 50-55，硬脂酸1-2，硫化剂8-10，氧化锌5。其具体公开工艺步骤包括一段混炼——二段混炼——过滤挤出——硫化成型——脱模打磨，其中的一段混炼包括以下具体步骤：(1) 丁基胶加氯丁胶后用捏炼机混炼70-80秒；(2)加炭黑、硬脂酸后用捏炼机混炼10秒；(3)加蓖麻油后用 捏炼机混炼320-400秒；(4)压片机操作，切落散热，通过2-3次，打三角包6-7个，打卷，捣炼均匀，240秒。二段混炼包括以下具体步骤：(1) 将一段混炼胶加硫化用树脂、氧化锌后用捏炼机混炼200-320秒；(2)压片机操作，薄通打三角包5个， 辊距3-4mm，100秒，放厚下片，辊距8-9mm，140秒。
虽然该方法提高了轮胎胶囊的使用寿命，但是通过该方法制备得到的轮胎胶囊在物理机械性能和硫化特性上还有一定的不足。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺的技术方案，通过该方法得到的轮胎胶囊具有良好的柔顺性、粘着性及适当的可塑度范围，同时还需要具备较低的生热，良好的弹性和较快的硫化速度。
所述的一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，其特征在于包括以下工艺步骤：
（1）一段混炼
1）按以下重量份的原料进行配料：丁基橡胶153份、溴化丁基橡胶17份、炭黑39份、蓖麻油2份、氧化锌0.5份、硬脂酸0.5份和硫化树脂0.3份；
2）生产开始前，检验设备，压砣压力确保在6公斤，最高不得超过6.5公斤；
3）保持冷却水全开，冷却水水流量压力持续保持在1～3公斤之间，同时，开启生产设备，正常空转运行2min；
4）主料下料，取所述重量份的丁基橡胶、溴化丁基橡胶和炭黑完成下料；
5）混炼
a主料混炼，主料在捏炼机内混炼2min，温度保持80℃～90℃；b加入所述重量份的蓖麻油2份，混炼6min，温度保持85℃～95℃；c加入述重量份的氧化锌、硬脂酸和硫化树脂，混炼5min，温度保持95℃～100℃；
6）开炼机开片；
7）出料；
（2）二段混炼
1）按以下重量份的原料进行配料：一段混炼胶料100份、氧化锌2份和硫化树脂4份；
2）生产开始前，检验设备，压砣压力确保在6公斤，最高不得超过6.5公斤；
3）保持冷却水全开，冷却水水流量压力持续保持在1～3公斤之间，同时，开启生产设备，正常空转运行2min；
4）下料，取所述重量份的一段胶料下料；
5）捏炼机混炼，将一段胶料与交联剂混合加入捏炼机混炼，压砣3～4次，压力控制在0.7～0.8MPA；
6）辅料添加，加入所述重量份的氧化锌和硫化树脂，混炼5min，温度保持80℃～90℃；
7）开炼机开片；
8）出料；
（3）过滤挤出，硫化成型，脱模打磨。
所述的一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，其特征在于所述的步骤（1）中开炼机开片具体为：a先划刀，完成切碎，5min，保持100℃以下；b翻胶挤压，辊轴间距10mm，时间6min；重复a和b，同时后续翻胶挤压中，辊轴间距持续变化调整，由厚至薄再至规定尺寸；重复3个工艺以上，间距变化为10mm、6mm、8mm。
所述的一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，其特征在于所述的步骤（1）中出料具体为：胶料停放2小时以上，8小时内进行对胶料门尼粘度测试，按照GB/T 1232对应检测，悬挂存放时效24小时以上，遮盖物覆盖，避免积灰污染，不得超过3个月。
所述的一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，其特征在于所述的步骤（2）中开炼机开片具体为：a先划刀，左右划刀落片各一次；b翻胶挤压，辊轴间距4～6mm，时间6min；c后续翻胶挤压，辊轴间距变化调整至规定尺寸，间距变化为10mm，胶料宽度125mm，混炼时间3min，待胶料表面光滑吴气泡后下片。
所述的一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，其特征在于所述的步骤（2）中出料具体为：胶料停放2小时以上回温至常温状态，处于常温状态内8小时内进行对胶料门尼粘度测试，按照GB/T 1232对应检测，时效12小时以上，遮盖物覆盖，避免积灰污染，进入下一工序，不得超过3个月。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）本发明将现有技术中的丁基橡胶结合氯化丁基橡胶为主料，改进为丁基橡胶结合溴化丁基橡胶。溴化丁基橡胶(BIIR)是含有活性溴的异丁烯-异戊二烯共聚物弹性体。由于溴化丁基橡胶拥有丁基橡胶基本饱和的主链，所以其具有丁基聚合物的多种性能特性，如较高的物理强度、较好的减振性能、低渗透性、耐老化以及耐天候老化。在轮胎气密层胶料中使用这类聚合物可以改善保压性能，提高气密层与胎体间的粘合性能以及轮胎的耐久性。溴化丁基橡胶相对于丁基橡胶而言，由于卤素的活性较高，所以具有较宽的硫化特性。
2）本发明将现有技术中丁基橡胶：氯化丁基橡胶质量比改进为90：10，改进材料配比，适当控制由于提高含胶率之后带来的混炼胶成本上涨，便于控制成本。
3）本发明优化生产工艺，根据现有设备状况及条件，改变以往混炼胶辅料增加顺序，在一段混炼过程中上提前加入少量硫化树脂实现增塑和软化作用，通过改变加料顺序，其混炼胶料可塑度质量稳定在0.3+-0.03。
4）本发明优化了一段混炼中的混炼问题，采用了阶梯上升的问题，提高混炼效果。
5）在现有配方生产中，炭黑含量高，混炼时主要通过蓖麻油作为软化剂去湿润和分散填充剂，通过工艺改进，提前加入硫化树脂，使其具有一定的增塑和软化作用，从而改善对炭黑的湿润、分散及吸附反应，从而可以缩短混炼周期和降低排胶温度。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1
（1）一段混炼
步骤1：配料，按以下重量份的原料进行配料：丁基橡胶153份、溴化丁基橡胶17份、炭黑39份、蓖麻油2份、氧化锌0.5份、硬脂酸0.5份和硫化树脂0.3份；
步骤2：生产开始前，检验设备，要求对转速、压砣压力等参数进行确定，压砣压力确保在6公斤，最高不得超过6.5公斤；
步骤3：保持冷却水全开，冷却水水流量压力持续保持在1~3公斤之间，优选为2公斤以上；同时，开启生产设备，正常空转运行2min；
步骤4：下料，主料完成下料，主料为丁基橡胶+溴化丁基橡胶+炭黑，依据比较完成下料，每车重量不得大约70kg；优选为60kg；
步骤5：a主料混炼，主料在捏炼机内混炼2min，温度保持80℃～90℃；b加入所述重量份的蓖麻油2份，混炼6min，温度保持85℃～95℃；c加入述重量份的氧化锌、硬脂酸和硫化树脂，混炼5min，温度保持95℃～100℃；
步骤6：开炼机开片，作用进一步细化、均匀，a先划刀，完成切碎，5min，保持100℃以下；b翻胶挤压，辊轴间距10mm，时间6min；重复a和b，同时后续翻胶挤压中，辊轴间距持续变化调整，由厚至薄再至规定尺寸；重复3个工艺以上，间距变化为10mm、6mm、8mm；
步骤7：出料，胶料停放2小时以上，8小时内进行对胶料门尼粘度测试，按照GB/T1232对应检测，悬挂存放时效24小时以上，遮盖物覆盖，避免积灰污染，不得超过3个月；
（2）二段混炼
步骤1：按以下重量份的原料进行配料：一段混炼胶料100份、氧化锌2份和硫化树脂4份；
步骤2：生产开始前，检验设备，要求对转速、压砣压力等参数进行确定，压砣压力确保在6公斤，最高不得超过6.5公斤；
步骤3：保持冷却水全开，冷却水水流量压力持续保持在1~3公斤之间，优选为2公斤以上；同时，开启生产设备，正常空转运行2min；
步骤4：下料，一段胶料下料；
步骤5：捏炼机混炼，a将一段胶料与交联剂混合加入捏炼机混炼，压砣3～4次，压力控制在0.7～0.8MPA；b辅料添加，加入所述重量份的氧化锌和硫化树脂，混炼5min，温度保持80℃～90℃；
步骤6：开炼机开片，作用进一步细化、均匀,a先划刀，左右划刀落片各一次；b翻胶挤压，辊轴间距4～6mm，时间6min；c后续翻胶挤压，辊轴间距变化调整至规定尺寸，间距变化为10mm，胶料宽度125mm，混炼时间3min，待胶料表面光滑吴气泡后下片；
步骤7：出料，胶料停放2小时以上回温至常温状态，处于常温状态内8小时内进行对胶料门尼粘度测试，按照GB/T 1232对应检测，时效12小时以上，遮盖物覆盖，避免积灰污染，进入下一工序，不得超过3个月；
步骤8：过滤挤出，硫化成型，脱模打磨。
实施例1制得的轮胎胶囊与通过公开号为CN103358416A（以下称对比例）制得的轮胎胶囊进行比较：
表1胶囊混炼胶物理机械性能比较
Figure 902874DEST_PATH_IMAGE001
表2胶囊混炼胶硫化特征
Figure 662758DEST_PATH_IMAGE002
表3使用寿命
Figure 442495DEST_PATH_IMAGE003
本发明缩短了混炼周期，材料分子链受机械力的破坏作用时间较短，因此能使得后续硫化生产后产品保持较高的弹性模量和物理机械性能。本发明通过原料的选择以及配比量、混炼条件的改进，有效提高了产品的使用寿命。

Claims (3)

1.一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，其特征在于由以下工艺步骤组成：
（1）一段混炼
1）按以下重量份的原料进行配料：丁基橡胶153份、溴化丁基橡胶17份、炭黑39份、蓖麻油2份、氧化锌0.5份、硬脂酸0.5份和硫化树脂0.3份；
2）生产开始前，检验设备，压砣压力确保在6公斤，最高不得超过6.5公斤；
3）保持冷却水全开，冷却水水流量压力持续保持在1～3公斤之间，同时，开启生产设备，正常空转运行2min；
4）主料下料，取所述重量份的丁基橡胶、溴化丁基橡胶和炭黑完成下料；
5）混炼
a主料混炼，主料在捏炼机内混炼2min，温度保持80℃～90℃；b加入所述重量份的蓖麻油2份，混炼6min，温度保持85℃～95℃；c加入述重量份的氧化锌、硬脂酸和硫化树脂，混炼5min，温度保持95℃～100℃；
6）开炼机开片，具体为：a先划刀，完成切碎，5min，保持100℃以下；b翻胶挤压，辊轴间距10mm，时间6min；重复a和b，同时后续翻胶挤压中，辊轴间距持续变化调整，由厚至薄再至规定尺寸；重复3个工艺以上，间距变化为10mm、6mm、8mm；
7）出料；
（2）二段混炼
1）按以下重量份的原料进行配料：一段混炼胶料100份、氧化锌2份和硫化树脂4份；
2）生产开始前，检验设备，压砣压力确保在6公斤，最高不得超过6.5公斤；
3）保持冷却水全开，冷却水水流量压力持续保持在1～3公斤之间，同时，开启生产设备，正常空转运行2min；
4）下料，取所述重量份的一段胶料下料；
5）捏炼机混炼，a将一段胶料与交联剂混合加入捏炼机混炼，压砣3～4次，压力控制在0.7～0.8MPA；b辅料添加，加入所述重量份的氧化锌和硫化树脂，混炼5min，温度保持80℃～90℃；
6）开炼机开片，具体为：a先划刀，左右划刀落片各一次；b翻胶挤压，辊轴间距4～6mm，时间6min；c后续翻胶挤压，辊轴间距变化调整至规定尺寸，间距变化为10mm，胶料宽度125mm，混炼时间3min，待胶料表面光滑无气泡后下片；
7）出料；
（3）过滤挤出，硫化成型，脱模打磨。
2.如权利要求1所述的一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，其特征在于所述的步骤（1）中出料具体为：胶料停放2小时以上，8小时内进行对胶料门尼粘度测试，按照GB/T 1232对应检测，悬挂存放时效24小时以上，遮盖物覆盖，避免积灰污染，不得超过3个月。
3.如权利要求1所述的一种轮胎胶囊用混炼胶料生产工艺，其特征在于所述的步骤（2）中出料具体为：胶料停放2小时以上回温至常温状态，处于常温状态内8小时内进行对胶料门尼粘度测试，按照GB/T 1232对应检测，时效12小时以上，遮盖物覆盖，避免积灰污染，进入下一工序，不得超过3个月。
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