CN110370698B - 飞机轮胎的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种飞机轮胎的制备方法，飞机轮胎包括由内向外依次设置的气密层、胎体层、胎冠层、胎面，胎面包括带有线性纹理的胎面层以及设置在胎面层两侧的胎侧层，胎体层的胎趾与胎踵之间设有胎牙，胎体层包括由内向外依次设置的胎体帘布层、设置在胎体层与胎面层之间的缓冲层，胎体帘布层由若干交替设置的帘布橡胶层和反包帘布尼龙网层构成，其技术要点是，包括以下步骤：步骤1，制备胎冠层；步骤2，制备胎牙；步骤3，制备胎囊；步骤4，制备胎侧层；步骤5，制备胎面层；步骤6，制备胎体；步骤7，制备生胎半成品；步骤8，制备生胎；步骤9，造模。其具有原料来源广泛、制备工艺简单、生产成本低、节能环保、易于推广等优点。

Description

飞机轮胎的制备方法

技术领域

本发明涉及轮胎制造领域，具体说是一种飞机轮胎的制备方法，其主要适用于子午线飞机轮胎的制备。

背景技术

飞机轮胎虽然由与卡车轮胎相近似的橡胶材质制成，但是，由于使用条件的特殊性，飞机轮胎采用了特殊的结构。第一，轮胎充气为氮气，氮气分子比氧分子大，不易发生热胀冷缩，变形幅度小，从而保持稳定的胎压，保证使用过程的稳定性；第二，飞机在飞行过程中会与大气摩擦产生大量电荷附着于机身，飞机上自带的放电刷并不能保证将静电完全释放，为此需要飞机轮胎具有一定的导电性；第三，基于安全考虑，飞机轮胎为斜交轮胎，是用一定角度交叉重叠的尼龙帘子布作为骨架材料，而汽车轮胎是子午线轮胎，依靠钢丝带线束层和聚酯胎体帘线作为骨架材料。采用上述结构主要是考虑到飞机在起飞时，速度迅速上升，轮胎承受极高的加速度而迅速升温，轮胎必须具有良好的耐热性；飞机在着陆时，机身的全部载荷都要靠轮胎缓冲，轮胎的平均载荷可达30t以上，因此轮胎还需具有良好的承载载荷的性能。

但是现有的飞机轮胎往往存在以下缺陷：为延长胎冠部分的使用寿命，通常通过优化胎冠橡胶配方以及添加额外结构材料的方式，但是由于改进了橡胶制备配方则会增大轮胎密度，添加额外结构材料则会增大轮胎半径，由此导致轮胎整体质量过大，并不利于节约制备及使用成本；而在实际生产中，胎冠部分增加的额外结构材质，还会降低包布层与胎面层之间的粘合度，进而降低胎冠部分各材料之间的局部张力，加剧轮胎的磨损；帘布层层数过多，使轮胎整体偏硬，不易形变，因此具有较弱的柔韧性。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞机轮胎的制备方法，从根本上解决了上述问题，其具有原料来源广泛、制备工艺简单、生产成本低、节能环保、易于推广等优点。通过现有生产设备即可进行大规模生产，几乎可适用于现有各种型号飞机轮胎的制备。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该飞机轮胎的制备方法飞机轮胎包括由内向外依次设置的气密层、胎体层、胎冠层、胎面，胎面包括带有线性纹理的胎面层以及设置在胎面层两侧的胎侧层，胎体层的胎趾与胎踵之间设有胎牙，胎体层包括由内向外依次设置的胎体帘布层、设置在胎体层与胎面层之间的缓冲层，胎体帘布层由若干交替设置的帘布橡胶层和反包帘布尼龙网层构成，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，制备胎冠层：向开炼机中加入20~40重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶10~20重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入5~10重量份的石墨烯，继续混炼2min~5min后出胶，通过压延机挤出，置于尼龙网布上，等间隔裁切后，得到若干轴向宽度为L1的胎冠层备用；

步骤2，制备胎牙：将若干钢丝以缠绕的方式制备钢缆，将钢缆弯曲成环形，将环形的钢缆加热后，在环形钢缆表面包裹熔化状态的橡胶，冷却裁切后即得断面为扇形的胎牙备用；

步骤3，制备胎囊：将含有50~75重量份的天然橡胶以及20~40重量份的天然杜仲胶的混合胶送进破碎机55℃~65℃条件下塑炼2min~4min后，软化挤出条状的橡胶条，立即将橡胶条送进压延机压平挤出至预定宽度，将压平后的橡胶条置于相同宽度规格尼龙绳网布上，沿30°~45°斜线等间隔裁切后，得到若干等大的轴向宽度为L2的平行四边形的胎囊复合橡胶层备用，平行四边形侧边长度为轮胎内径周长的0.75~1.5倍；

步骤4，制备胎侧层：向开炼机中加入40~50重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶30~40重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入0.5~1.0重量份的橡胶促进剂DZ、1~4重量份的防老剂4010NA以及5~10重量份的石墨烯，混炼3min~5min后加入硫磺1~2重量份，混炼2min~5min后出胶，得到混炼胶，将混炼胶通过压延机挤出，将混炼胶在室温下放置4h~16h后得轴向宽度为L3的胎侧层备用；

步骤5，制备胎面层：向开炼机中加入40~50重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶30~40重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入0.5~1.0重量份的橡胶促进剂DZ、1~4重量份的防老剂4010NA以及5~10重量份的石墨烯，混炼3min~5min后加入硫磺1~2重量份，混炼2min~5min后出胶，得到混炼胶，将混炼胶通过压延机挤出；将混炼胶在室温下放置4h~16h后，由中心向两侧对称雕刻若干线性胎纹后得轴向宽度为L4的胎面层备用；

步骤6，制备胎体：将平行四边形侧边与辊筒边缘对齐后，沿胎囊橡胶层裁切线将3~5张复合橡胶层贴合到辊筒上，得到轴向宽度为L2的胎体备用；

步骤7，制备生胎半成品：将一对胎牙沿径向扩张后分别移动到带有胎体的辊筒的两端，在沿轴向在胎囊两侧外边缘预留等距的翻边后，将翻边推入辊筒中空内侧的同时，沿径向收缩胎牙将胎牙套装在胎囊两端，沿径向等半径环切辊筒内的翻边，将成型后的胎囊内边缘修剪平整，得到生胎半成品备用；

步骤8，制备生胎：在生胎半成品外表面上的中心粘贴胎冠层，在胎冠层两侧对称粘贴胎侧层，最后在胎侧层之间粘贴胎面层，即得生胎：

步骤9，造模：将生胎从辊筒上取下，以中轴垂直于水平面的方向置于造模机内，143℃下硫化60min～80min后取出，修整胎面后即得成品；

其中，L1>L4，2L3>L4>L3，L3+L4>L2。

本发明的有益效果：我国杜仲资源丰富，采用天然杜仲胶可极大降低生产成本。胎囊材料在裁切时选用斜切的方式，在避免显著增加轮缘厚度的前提下，实现了最大的衔接面积，提高了轮胎的造模前的稳定性；通过增加胎圈包布层数并在胎缘部位的外层胎圈包布与内层胎圈包布之间设置耐磨性能优异的硬质胶片，从而增加胎缘部位保护层的厚度，提高了胎缘的耐久性和轮胎的耐用性。使带束层始末两端的接头减少了，使胎体刚性无分段差异，具有极好的均匀性；并且该结构带束层有较好的环箍效应，因而轮胎的超高速耐久性能极好。胎面层进设置若干沿圆周方向延伸的直沟，而没有横向沟槽；以提供飞机滑行与制动要求轮胎良好的防水滑功能，避免设置横向沟槽而显著缩短轮胎的使用寿命。与斜交航空轮胎相比，子午线航空轮胎在综合性能上有着显著的提高。具体而言，胎面与地面接触面积大，因此具有更好的附着性能，胎面滑移小，对地面单位压力小，滚动阻力小，使用寿命长；在没有显著提高轮胎整体重量的前提下设置了更坚硬的带束层，不易刺穿；帘布层数更少，胎侧更薄，帘线排列与轮胎形变方向几乎一致，使帘线强度得到充分有效的利用，因此具有更加优良的承载能力，胎体柔韧性更好，可在不影响承载力的前提下发生形变，因此具有更好的缓冲性能。通过在胎面层和胎侧层内中加入炭黑，可有效提高胎面的耐磨性，以提高使用寿命。同时，通过减小炭黑在配方中的含量，在不影响轮胎整体性能的前提下，有效降低了轮胎橡胶材料的动态生热，并降低了对环境的污染。进一步的，通过加入石墨烯，使轮胎获得较高的力学性能、导静电性能、耐磨性和导热性。采用材质相近似的胎面层和胎侧层，将具有加强结构的胎冠层包裹在胎体层与胎面层之间，有效提高了轮胎的耐磨性，延长了使用寿命。虽然石墨烯可明显改善轮胎的综合性能，但投入量过多则会显著抬高制造成本，并不利于市场推广使用，本发明通过混料工艺将石墨烯均匀分布在橡胶材质中，亟由改性的气相二氧化硅的桥接作用，使石墨烯与炭黑完全相容，发生协同增强效应，从而在避免抬高制造成本的前提下，有效提高轮胎的整体性能。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的内容。该飞机轮胎采用了如下结构：由内向外依次设置的气密层、胎体层、胎冠层、胎面，胎面包括带有线性纹理的胎面层以及设置在胎面层两侧的胎侧层，胎体层的胎趾与胎踵之间设有胎牙，胎体层包括由内向外依次设置的胎体帘布层、设置在胎体层与胎面层之间的缓冲层，胎体帘布层由若干交替设置的帘布橡胶层和反包帘布尼龙网层构成。

实施例1

上述飞机轮胎的制备方法包括以下步骤：

步骤1，制备胎冠层：向开炼机中加入40重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶10重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入5重量份的石墨烯，继续混炼2min~5min后出胶，通过压延机挤出，置于尼龙网布上，等间隔裁切后，得到若干轴向宽度为L1的胎冠层备用；

步骤2，制备胎牙：将若干钢丝以缠绕的方式制备钢缆，将钢缆弯曲成环形，将环形的钢缆加热后，在环形钢缆表面包裹熔化状态的橡胶，冷却裁切后即得断面为扇形的胎牙备用。

步骤3，制备胎囊：将含有50重量份的天然橡胶以及40重量份的天然杜仲胶的混合胶送进破碎机55℃~65℃条件下塑炼2min~4min后，软化挤出条状的橡胶条，立即将橡胶条送进压延机压平挤出至预定宽度，将压平后的橡胶条置于相同宽度规格尼龙绳网布上，沿30°~45°斜线等间隔裁切后，得到若干等大的轴向宽度为L2的平行四边形的胎囊复合橡胶层备用，平行四边形侧边长度为轮胎内径周长的0.75~1.5倍。

步骤4，制备胎侧层：向开炼机中加入40重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶30重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入1.0重量份的橡胶促进剂DZ、1~4重量份的防老剂4010NA以及5重量份的石墨烯，混炼3min~5min后加入硫磺1重量份，混炼2min~5min后出胶，得到混炼胶，将混炼胶通过压延机挤出，将混炼胶在室温下放置4h~16h后得轴向宽度为L3的胎侧层备用。

步骤5，制备胎面层：向开炼机中加入40重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶30重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入1.0重量份的橡胶促进剂DZ、1重量份的防老剂4010NA以及5重量份的石墨烯，混炼3min~5min后加入硫磺1重量份，混炼2min~5min后出胶，得到混炼胶，将混炼胶通过压延机挤出；将混炼胶在室温下放置4h~16h后，由中心向两侧对称雕刻若干线性胎纹后得轴向宽度为L4的胎面层备用。

步骤6，制备胎体：将平行四边形侧边与辊筒边缘对齐后，沿胎囊橡胶层裁切线将3~5张复合橡胶层贴合到辊筒上，得到轴向宽度为L2的胎体备用。

步骤7，制备生胎半成品：将一对胎牙沿径向扩张后分别移动到带有胎体的辊筒的两端，在沿轴向在胎囊两侧外边缘预留等距的翻边后，将翻边推入辊筒中空内侧的同时，沿径向收缩胎牙将胎牙套装在胎囊两端，沿径向等半径环切辊筒内的翻边，将成型后的胎囊内边缘修剪平整，得到生胎半成品备用。

步骤8，制备生胎：在生胎半成品外表面上的中心粘贴胎冠层，在胎冠层两侧对称粘贴胎侧层，最后在胎侧层之间粘贴胎面层，即得生胎。

步骤9，造模：将生胎从辊筒上取下，以中轴垂直于水平面的方向置于造模机内，143℃下硫化60min～80min后取出，修整胎面后即得成品。

其中，L1>L4，2L3>L4>L3，L3+L4>L2。

实施例2

步骤1中天然橡胶为20重量份，天然杜仲胶为20重量份，石墨烯为10重量份；步骤3中天然橡胶为75重量份，天然杜仲胶为20重量份；步骤4中天然橡胶为50重量份，天然杜仲胶为40重量份，DZ为0.5重量份，4010NA为10重量份，石墨烯10重量份，硫磺2重量份；步骤5中天然橡胶为50重量份，天然杜仲胶为40重量份，DZ为0.5重量份，4010NA为4重量份，石墨烯10重量份，硫磺2重量份；其余各条件同实施例1。

上述实施例步骤1~5的顺序可自由颠倒，并且各步骤中的成分配比与仅限于相应步骤中，并非相对于其他步骤中成分的用量。

Claims (1)

1.一种飞机轮胎的制备方法，飞机轮胎包括由内向外依次设置的气密层、胎体层、胎冠层、胎面，胎面包括带有线性纹理的胎面层以及设置在胎面层两侧的胎侧层，胎体层的胎趾与胎踵之间设有胎牙，胎体层包括由内向外依次设置的胎体帘布层、设置在胎体层与胎面层之间的缓冲层，胎体帘布层由若干交替设置的帘布橡胶层和反包帘布尼龙网层构成，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，制备胎冠层：向开炼机中加入20~40重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶10~20重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入5~10重量份的石墨烯，继续混炼2min~5min后出胶，通过压延机挤出，置于尼龙网布上，等间隔裁切后，得到若干轴向宽度为L1的胎冠层备用；

步骤2，制备胎牙：将若干钢丝以缠绕的方式制备钢缆，将钢缆弯曲成环形，将环形的钢缆加热后，在环形钢缆表面包裹熔化状态的橡胶，冷却裁切后即得断面为扇形的胎牙备用；

步骤3，制备胎囊橡胶层：将含有50~75重量份的天然橡胶以及20~40重量份的天然杜仲胶的混合胶送进破碎机55℃~65℃条件下塑炼2min~4min后，软化挤出条状的橡胶条，立即将橡胶条送进压延机压平挤出至预定宽度，将压平后的橡胶条置于相同宽度规格尼龙绳网布上，沿30°~45°斜线等间隔裁切后，得到若干等大的轴向宽度为L2的平行四边形的胎囊橡胶层备用，平行四边形侧边长度为轮胎内径周长的0.75~1.5倍；

步骤4，制备胎侧层：向开炼机中加入40~50重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶30~40重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入0.5~1.0重量份的橡胶促进剂DZ、1~4重量份的防老剂4010NA以及5~10重量份的石墨烯，混炼3min~5min后加入硫磺1~2重量份，混炼2min~5min后出胶，得到混炼胶，将混炼胶通过压延机挤出，将混炼胶在室温下放置4h~16h后得轴向宽度为L3的胎侧层备用；

步骤5，制备胎面层：向开炼机中加入40~50重量份的天然橡胶以及天然杜仲胶30~40重量份，在55℃~65℃下，塑炼2min~4min后，加入0.5~1.0重量份的橡胶促进剂DZ、1~4重量份的防老剂4010NA以及5~10重量份的石墨烯，混炼3min~5min后加入硫磺1~2重量份，混炼2min~5min后出胶，得到混炼胶，将混炼胶通过压延机挤出；将混炼胶在室温下放置4h~16h后，由中心向两侧对称雕刻若干线性胎纹后得轴向宽度为L4的胎面层备用；

步骤6，制备胎体：将平行四边形的胎囊橡胶层侧边与辊筒边缘对齐后，沿胎囊橡胶层裁切线将3~5张胎囊橡胶层贴合到辊筒上，得到轴向宽度为L2的胎囊备用；

步骤7，制备生胎半成品：将一对胎牙沿径向扩张后分别移动到带有胎囊的辊筒的两端，在沿轴向在胎囊两侧外边缘预留等距的翻边后，将翻边推入辊筒中空内侧的同时，沿径向收缩胎牙将胎牙套装在胎囊两端，沿径向等半径环切辊筒内的翻边，将成型后的胎囊内边缘修剪平整，得到生胎半成品备用；

步骤8，制备生胎：在生胎半成品外表面上的中心粘贴胎冠层，在胎冠层两侧对称粘贴胎侧层，最后在胎侧层之间粘贴胎面层，即得生胎；

步骤9，造模：将生胎从辊筒上取下，以中轴垂直于水平面的方向置于造模机内，143℃下硫化60min～80min后取出，修整胎面后即得成品；

其中，L1>L4，2L3>L4>L3，L3+L4>L2。