CN110105678A - 一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺，属于橡胶轮胎技术领域，该工艺：一段：268丁基胶IIR→1/2碳黑N330→1/2碳黑N330→（除202树脂）剩余所有材料；二段：一段胶→（过滤）→202树脂→（停放）→硫化。本发明的一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺的优点是：材料选用科学、环保；成本偏低，经济效益好，收益率高。本发明的一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺设计合理、原料容易获取、配方简单、安全可靠、工艺操作方便、易于掌操作，具有很好的推广使用价值。

Description

一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺

技术领域

本发明涉及橡胶轮胎技术领域，具体地说是一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺。

背景技术

一般的，随着科学技术的不断进步和发展，农用轮胎、摩托车胎、电动车胎、小力车胎等的制造越来越科技，由劳动强度型逐步走向科技现代化型，

轮胎在成型时叫做生胎，在做生胎时再把橡胶及帘布做成的生胎等吹起来时，用的是成型胶囊（只通普通空气即可）。生胎在硫化时，即放入模具后，生胎的内部还有一个通高温水蒸气的胶囊，为了把生胎吹起来使其与模具紧密接触并把生胎和模具之间的空气排出去，这是硫化胶囊。

轮胎硫化胶囊（curing bladder），是轮胎硫化机的中空薄壁橡胶制品，用于装入待硫化的胎坯内腔再通入加热介质，配合硫化机进行定型和硫化作业。轮胎胶囊主要是轮胎硫化的一个工具，材质为丁基橡胶，相当于轮胎模具的内模。

硫化胶囊的类型视硫化机结构的不同而异，目前各种定型硫化机使用的胶囊主要分为A型.B 型和AB型三种，其中A型胶囊又分斜交轮胎用的桶状胶囊 及子午线轮胎用的橘状胶囊。

胶囊根据硫化机、夹具不同，分为不同型号：斜交A型、斜交B型、斜交AB型、子午A型（成为RA）、子午B型（RB）和子午AB型（RAB）。其作用主要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。其优点为导热快，效率高，劳动强度低，操作简便。

胶囊配方设计思路为耐高温，高伸张，耐氧化，高伸张后的还原性即扯断永久变形。高温达不到就是直接导致硫化胶囊的使用寿命折损。伸张和扯断永久变形是想关联考虑的，伸张太低有损使用寿命。伸张太高由于应力松弛回原性下降，所以在保证扯断伸长率的前提下也要保证含胶率，交联密度和胶料的强度。伸张太高由于应力松弛回原性下降，所以在保证扯断伸长率的前提下也要保证含胶率，交联密度和胶料的强度。如果胶囊伸张以后不能很快的恢复可能造成胶囊打折现象。所以胶囊就是针对耐高温，高强度，高伸张，低扯断永久变形考虑设计。

现有技术的轮胎硫化胶囊的制作材料在环保上不能达到环保要求，且成本高，经济效益不佳。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺。

本发明所使用的原料的理化特性如下：

丁基橡胶是合成橡胶的一种，由异丁烯和少量异戊二烯合成。制成品不易漏气，一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物。丁基橡胶，简称IIR，是Isobutylene Isoprene Rubber的缩写。具有良好的化学稳定性和热稳定性，最突出的是气密性和水密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7，丁苯橡胶的1/5，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200，丁苯橡胶的1/140。因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。IIR 为丁基橡胶的缩写，IIR气密性能优异，是制造内胎最理想的胶种，

氯丁胶是第一种被大量生产的合成橡胶化合物。氯丁胶作为胶粘剂应用范围广，具有初黏力大、黏结强度高等特点。氯丁胶的结构比较规整，又有极性较大的氯原子，故结晶性高，使其在室温下就有较好的粘接性能和较大的内聚强度，非常适宜作胶粘剂。氯丁胶黏剂内聚强度高、耐热、耐油、耐老化,对金属、非金属均有较好的黏合效果。

间接法氧化锌，顾名思义表明它是通过间接法制造的产品。间接法一般以锌锭为原料，锌锭在石墨坩埚内于1000℃的高温下转换为锌蒸汽，随后被鼓入的空气氧化生成氧化锌,并在冷却管后收集得到产品氧化锌颗粒。也可采用锌渣为原料，不同的锌锭和锌渣原料重金属含量直接影响产物的重金属杂质含量，生产出的氧化锌纯度虽有区别，但采用间接法工艺生产的氧化锌产品纯度为99.5%--99.7%。直接法工艺氧化锌多以锌矿石,锌灰、锌精矿为原料,经高温氧化焙烧再加煤还原为锌蒸气，锌蒸气与热空气氧化得氧化锌。该工艺产品杂质含量高,纯度低一般在75%--95%之间。间接法氧化锌是一种金属氧化物，常温下为白色六角晶系结晶或粉末，粒径在0.1-10微米左右。难溶于水，可溶于酸和强碱，氨水和铵盐溶液。无嗅无味，无砂性。受热变为黄色，冷却后重又变为白色，加热至1800℃时升华。间接法氧化锌可用于橡胶、压敏电阻、油漆、磷化液、薄膜、导热材料等产业。重金属含量低的产品，还可用于家畜饲料、药品、医疗保健等产业。氧化锌分子式和化学结构式为ZnO。间接法氧化锌可用于橡胶、压敏电阻、油漆、磷化液、薄膜、导热材料、催化剂等产业。

树脂202Resin，辛基酚醛硫化树脂（202树脂），主要用于硫化饱和度较高的合成橡胶。热反应型辛基酚醛树脂，有羟甲基活性基团，适用于丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶及天然橡胶中，溶于芳香烃溶剂。本品为天然胶和各种合成胶（如丁苯、氯丁、丁腈、丁基）的硫化剂，特别是因不饱和度低而难于硫化的橡胶的硫化剂（如丁基、三元乙丙胶）。广泛应用于轮胎工业，医药密封制品，油漆制造、粘合剂、胶辊等领域。

硬脂酸在橡胶的合成和加工过程中起重要作用。硬脂酸是天然胶、合成橡胶和胶乳中广泛应用的硫化活性剂，也可用作增塑剂和软化剂。在生产合成橡胶过程中需加硬脂酸作乳化剂，在制造泡沫橡胶时，硬脂酸可作起泡剂，硬脂酸还可用作橡胶制品的脱模剂。

石蜡，提高橡胶抗老化性和增加柔韧性。

橡胶炭黑型号划分的依据主要是以配合胶料的硫化速度和粒径为主来划分的，也包括结构程度在内。国际命名方法是四个字符，第一个字符是N或S，N表示正常的硫化速度，S表示非正常硫化速度。N100系列粒径是11—19，N200系列粒径是20—25，N300系列粒径是26—30，N600系列粒径是49—60等。结构高或结构低，最末尾两位数不同，如:N330属于正常硫化速度的高耐磨炭黑，N375则属于正常硫化速度的高结构高耐磨炭黑。橡胶炭黑主要用于橡胶工业，如轮胎、车胎、胶鞋、电缆、密封圈、胶带、三角带等各类橡胶制品，它在橡胶制品中起补强及填充作用。其次可用于其它相关行业，如塑料工业，它在塑料工业制品中作色剂、紫外光屏蔽剂等。

N330是一种补强性能良好的炭黑，能赋予胶粒较好的强伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。主要用于轮胎胎面、帘布胶、胎侧及各种橡胶工业制品。

N220适用于各种橡胶，耐磨性比N330高10%-20%，能赋予胶粒胶高的拉伸强度和抗撕裂强度，并有一定的导电性。主要用于载重胎、乘用胎的胎面胶，及需要高强度、高耐磨的橡胶制品。

蓖麻油具有良好稳定性、保色性、可挠性、颜料分散性、湿润性、润滑性、低温特性、电气特性以及生物特性。蓖麻油能够通过所具有的OH基、双键以及酯键进行很多化学反应，由此得到的形成物广泛应用于涂料工业、塑料工业、橡胶工业、建材工业、金属工业以及机械工业等。

氧化镁的主要用途之一是作为阻燃剂的使用，传统阻燃材料，广泛采用含卤聚合物或含卤阻燃剂组合而成的阻燃混合物。氧化镁用于制造陶瓷、搪瓷、耐火坩埚和耐火砖等。用作磨光剂、粘合剂、油漆及纸张的填料，氯丁橡胶的促进剂与活化剂，与氯化镁等溶液混合后，可制氧化镁水泥。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，本发明的一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺：

轮胎硫化胶囊的配方，该配方原料的重量份的配比包括：

268丁基胶，IIR，50～200份；

S-40V氯丁胶，CR，1～20份；

间接法氧化锌，ZnO，1～20份；

树脂，202Resin，1～50份；

硬脂酸，SA，0.1～10份；

石蜡，PW，0.1～10份；

碳黑，N330和/或N 220，10～100份；

蓖麻油，Castor-oil，0.1～20份；

氧化镁，MgO，0.01～10份。

该配方原料的重量份的优选配比是：

268丁基胶，IIR，100.00份；

S-40V氯丁胶，CR，5.00份；

间接法氧化锌，ZnO，5.00份；

树脂，202Resin，10.00份；

硬脂酸，SA，1.50份；

石蜡，PW，1.00份；

碳黑， N330和/或N 220，50.00份；

蓖麻油，Castor-oil，3.50份；

氧化镁，MgO，0.20份。

以所述轮胎硫化胶囊的配方的制作工艺，该工艺以所述的轮胎的配方为配比，工艺分为一段工艺和二段工艺；

一段工艺的加药顺序是：

在密炼机密炼或提炼机提炼时，先加50～200份全部重量份的268丁基胶、再加10～100份中的1/2重量份的碳黑N330和/或N 220、再加剩余全部重量份的碳黑N330和/或N 220、再加除树脂202Resin以外的其它剩余所有的原料如下：

S-40V氯丁胶，CR，1～20份；

间接法氧化锌，ZnO，1～20份；

硬脂酸，SA，0.1～10份；

石蜡，PW，0.1～10份；

蓖麻油，Castor-oil，0.1～20份；

氧化镁，MgO，0.01～10份；

一段工艺中在密炼机密炼时，排胶温度不小于135℃；或，

一段工艺中在提炼机提炼时，排胶温度不小于150℃；

一段工艺得到一段胶；

二段工艺的加药顺序是：

一段胶经过过滤，加入树脂202Resin 1～50份，经停放、再硫化，得二段胶，即得成品。

以所述的优选的轮胎硫化胶囊的配方的制作工艺，该工艺以所述优选的轮胎的配方为配比，工艺分为一段工艺和二段工艺；

一段工艺的加药顺序是：

在密炼机密炼或提炼机提炼时，先加100.00份全部重量份的268丁基胶、再加50.00份中的1/2重量份的碳黑N330和/或N 220、再加剩余全部重量份的碳黑N330和/或N 220、再加除树脂202Resin以外的其它剩余所有的原料如下：

S-40V氯丁胶，CR，5.00份；

间接法氧化锌，ZnO，5.00份；

硬脂酸，SA，1.50份；

石蜡，PW，1.00份；

碳黑， N330和/或N 220，50.00份；

蓖麻油，Castor-oil，3.50份；

氧化镁，MgO，0.20份；

一段工艺中在密炼机密炼时，排胶温度不小于135℃；或，

一段工艺中在提炼机提炼时，排胶温度不小于150℃；

一段工艺得到一段胶；

二段工艺的加药顺序是：

一段胶经过过滤，加入树脂202Resin 10.00份，经停放、再硫化，得二段胶，即得成品。

该工艺所使用的设备和仪器包括：

3×L实验密炼机；10寸开炼机；30T平板硫化机；C2000E无转子硫化仪；屈挠机；XQ-250型橡胶强力试验机。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明的一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺的优点是：

1、材料选用科学、环保；

2、成本偏低，经济效益好，收益率高。

本发明的一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺设计合理、原料容易获取、配方简单、安全可靠、工艺操作方便、易于掌操作，具有很好的推广使用价值。

附图说明

附图1是本发明的硫化试验的示意图；

附图2是本发明的门尼试验的示意图；

附图3是本发明的轮胎硫化胶囊的检测数据表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺作以下详细说明。

如附图所示，本发明的一种轮胎硫化胶囊及其制作工艺的基本配方：

材料名称 材料代号 基本配方

268丁基胶， IIR， 100.00kg；

S-40V氯丁胶， CR， 5.00 kg；

间接法氧化锌， ZnO， 5.00 kg；

树脂， 202Resin， 10.00 kg；

硬脂酸， SA， 1.50 kg；

石蜡， PW， 1.00 kg；

碳黑， N330（220）， 50.00 kg；

蓖麻油， Castor-oil， 3.50 kg；

氧化镁， MgO， 0.20 kg；

合计：176.20 kg

含胶率：56.75%。

实验过程：

主原料：268丁基胶（日本产），

设备和仪器：

3×L实验密炼机；

10寸开炼机；

30T平板硫化机；

C2000E无转子硫化仪；

屈挠机；

XQ-250型橡胶强力试验机。

混炼工艺：

268丁基胶在实验室密炼时，要求排胶温度大于135℃，在车间生产用250E提炼机提炼时，要求排胶温度大于150℃，能达到较好的密炼效果。

加药顺序：实验和生产的加药顺序均一致；

工艺：

一段：

268丁基胶IIR → 1/2碳黑N330 → 1/2碳黑N330 → （除202树脂）剩余所有材料。

二段：

一段胶→（过滤）→202树脂→（停放）→硫化。

经济效益和生产效益分析：

网胎2.40kg/条，26.00元/公斤，62.40元/条；

胶囊胎1.10 kg/条，26.00元/公斤，28.60元/条。

故，每条节约33.80元/条。

生产效益：网胎平均使用次数450次/条；胶囊胎平均使用次数600次/条。

网胎纳入每条轮胎的成本为0.14元/条；胶囊胎纳入每条轮胎的成本为0.05元/条。

故，每条成本纯节约0.09元，若一个单位每天平均生产一万条，每天节约900元，一年节约32.76万元，产量越高，节约越大。

Claims (5)

1.一种轮胎硫化胶囊，其特征在于该轮胎硫化胶囊配方原料的重量份的配比包括：

268丁基胶，IIR，50～200份；

S-40V氯丁胶，CR，1～20份；

间接法氧化锌，ZnO，1～20份；

树脂，202Resin，1～50份；

硬脂酸，SA，0.1～10份；

石蜡，PW，0.1～10份；

碳黑，N330和/或N 220，10～100份；

蓖麻油，Castor-oil，0.1～20份；

氧化镁，MgO，0.01～10份。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎硫化胶囊，其特征在于：该轮胎硫化胶囊配方原料的重量份的优选配比是：

268丁基胶，IIR，100.00份；

S-40V氯丁胶，CR，5.00份；

间接法氧化锌，ZnO，5.00份；

树脂，202Resin，10.00份；

硬脂酸，SA，1.50份；

石蜡，PW，1.00份；

碳黑， N330和/或N 220，50.00份；

蓖麻油，Castor-oil，3.50份；

氧化镁，MgO，0.20份。

3.一种权利要求1所述的一种轮胎硫化胶囊的制作工艺，其特征在于：该工艺以权利要求1所述的轮胎硫化胶囊的配方为配比，制作工艺分为一段工艺和二段工艺；

一段工艺的加药顺序是：

在密炼机密炼或提炼机提炼时，先加50～200份全部重量份的268丁基胶、再加10～100份中的1/2重量份的碳黑N330和/或N 220、再加剩余全部重量份的碳黑N330和/或N 220、再加除树脂202Resin以外的其它剩余所有的原料如下：

S-40V氯丁胶，CR，1～20份；

间接法氧化锌，ZnO，1～20份；

硬脂酸，SA，0.1～10份；

石蜡，PW，0.1～10份；

蓖麻油，Castor-oil，0.1～20份；

氧化镁，MgO，0.01～10份；

一段工艺中在密炼机密炼时，排胶温度不小于135℃；或，

一段工艺中在提炼机提炼时，排胶温度不小于150℃；

一段工艺得到一段胶；

二段工艺的加药顺序是：

一段胶经过过滤，加入树脂202Resin 1～50份，经停放、再硫化，得二段胶，即得成品。

4.一种权利要求2所述的一种轮胎硫化胶囊的制作工艺，其特征在于：该工艺以权利要求2所述的轮胎硫化胶囊的配方为配比，制作工艺分为一段工艺和二段工艺；

一段工艺的加药顺序是：

在密炼机密炼或提炼机提炼时，先加100.00份全部重量份的268丁基胶、再加50.00份中的1/2重量份的碳黑N330和/或N 220、再加剩余全部重量份的碳黑N330和/或N 220、再加除树脂202Resin以外的其它剩余所有的原料如下：

S-40V氯丁胶，CR，5.00份；

间接法氧化锌，ZnO，5.00份；

硬脂酸，SA，1.50份；

石蜡，PW，1.00份；

碳黑， N330和/或N 220，50.00份；

蓖麻油，Castor-oil，3.50份；

氧化镁，MgO，0.20份；

一段工艺中在密炼机密炼时，排胶温度不小于135℃；或，

一段工艺中在提炼机提炼时，排胶温度不小于150℃；

一段工艺得到一段胶；

二段工艺的加药顺序是：

一段胶经过过滤，加入树脂202Resin 10.00份，经停放、再硫化，得二段胶，即得成品。

5.根据权利要求3或4所述的制作工艺，其特征在于该工艺所使用的设备和仪器包括：

3×L实验密炼机；10寸开炼机；30T平板硫化机；C2000E无转子硫化仪；屈挠机；XQ-250型橡胶强力试验机。