CN114316385A - 一种稳定终炼胶剪切速率的方法 - Google Patents
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Abstract
一种稳定终炼胶剪切速率的方法，属于轮胎生产技术领域。终炼胶的胶料配方为：天然胶70‑80份，合成胶20—30份，粒径为1或2nm系列的补强炭黑45‑50份，防老剂0.5‑4份，硬脂酸1.5‑4份，氧化锌1.5‑4份，补强树脂1‑3份，硫磺1.5‑3份，促进剂1‑2.5份，通过一至四段混炼工艺后出片、冷却、建垛。采用本发明的工艺，通过改变混炼时间与转速，低温下，机械作用力剪切橡胶分子链，提升剪切速率，稳定加工性能；高温下，化学反应断链提升加工稳定性；各段胶料停放时间的设定，使得内部应力释放充分，剪切速率越稳定。
Description
技术领域
本发明属于轮胎生产技术领域，特别是涉及一种稳定终炼胶剪切速率的方法，适用于轮胎制造过程中半制品压出生产过程，快检项目(流变、门尼、焦烧、硬度、密度)检测合格但加工性不稳定的终炼胶。
背景技术
轮胎加工生产过程：生胶、炭黑等数十种原材料经过密炼机得到终炼胶，终炼胶通过压出生产出半成品部件，半成品部件组装制得胎胚，胎胚经过硫化制得成品胎。
在终炼胶通过压出生产出半成品部件过程中，终炼胶经过快检项目(流变、门尼、焦烧、硬度、密度)检测合格，但加工性能差，生产半成品部件尺寸、重量不匹配，造成返回率高或生产线速度低，目前终炼胶的快检检测项目不能充分表征胶料的加工性能。
橡胶毛细管流变仪RCR，与压出设备模型相同，是一台拟对在一定的加工条件下分析终炼胶流动特性的设备，终炼胶流动特性好，剪切速率大，加工稳定性好。因此采用RCR设备测试终炼胶的剪切速率来表征终炼胶加工稳定性。剪切速率定义：从物理上看，当流体在两界面之间流动时，由于材料之间摩擦力的存在，使流体内部与流体和界面接触处的流动速度发生差别，产生一个渐变的速度场，即为速度梯度，或称剪切速率。故稳定终炼胶剪切速率范围，即稳定了终炼加工性。但剪切速率存在波动，通过RCR表征后可以判定终炼胶是否可用。
采用现有的胶料配方生产的胶料，测试得到的终炼胶剪切速率范围是40—150/s，生产半成品部件尺寸、重量不匹配，造成返回率高或生产线速度低。
发明内容
针对上述存在的技术问题，提供一种稳定终炼胶剪切速率的方法，通过改变胶料加工工艺，使加工后的终炼胶的剪切速率范围控制在60—140/s，使胶料性能稳定，稳定压出生产工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种稳定终炼胶剪切速率的方法，其胶料配方为：天然胶70-80份，合成胶20—30份，粒径为1或2nm系列的补强炭黑45-50份，防老剂0.5-4份，硬脂酸1.5-4份，氧化锌1.5-4份，补强树脂1-3份，硫磺1.5-3份，促进剂1-2.5份，通过一至四段混炼工艺后出片、冷却、建垛，具体步骤如下：
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.5—0.6Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度45—50r/min，混炼15—25s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的20-28％的炭黑，密炼机转子速度为45—50r/min，混炼20—25s，温度达到105—120℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为45—50r/min，混炼15—25s，温度达到130—135℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为45—50r/min，混炼15—25s，温度达到140—155℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.5—0.6Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度40-45r/min，混炼15-25s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为40-45r/min，混炼15-25s，温度达到110-125℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为35—40r/min，混炼20-25s，温度达到130-135℃；上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为30-35r/min，混炼20-25s，温度达到170-175℃排胶；
三段混炼工艺：
将二段混炼后排出的胶全部加入密炼机中；
S31.混炼过程中上顶栓压力0.5-0.6Mpa保持不变；
S32.第一次压砣：密炼机转子速度45—50r/min，混炼20—25s；
S33.第二次压砣：密炼机转子速度为45—50r/min，混炼15—20s，温度达到125—135℃；
S34.第三次压砣：密炼机转子速度为40—45r/min，混炼15—20s，温度达到135—155℃排胶；
四段混炼工艺：
S41.将三段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.3-0.4Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度25—30r/min，混炼15—20s，温度达到80—85℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为15—20r/min，混炼20—30s，温度达到90—95℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为15—20r/min，混炼20—30s，温度达到105—115℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距5mm-8mm，压合时间30s—120s。
进一步地，各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为4h—12h。
进一步地，所述终炼胶的胶料中炭黑份数含量在55phr以上时，其混炼工艺过程在加入硫磺和促进剂的四段混炼工艺前增加一次三段混炼工艺。
进一步地，所述胶料配比超过给定范围时，其混炼工艺过程在四段混炼工艺前增加一次三段混炼工艺。
进一步地，所述胶料配方中的天然胶和合成胶采用其中一种的100份、或炭黑粒径在3nm以上、或者炭黑份数低于45phr时，进行一段、二段及四段混炼工艺步骤。
进一步地，所述合成胶为顺丁或丁苯。
进一步地，所述防老剂为防老剂4020或防老剂RD，或者两者的混合物。
进一步地，所述补强树脂为烃类混合树脂DR903、酚醛树脂、石油树脂、古马隆树脂或双环戊二烯一种或多种的混合物。
进一步地，所述促进剂为促进剂NS、或促进剂CZ、或两者的混合物。
本发明的有益效果为：
1.采用本发明的配方制成的终炼胶，提升了产品质量、降低人员作业劳动强度。
2.采用本发明的工艺，在炭黑加入前，上顶栓压砣混炼，使得橡胶与塑解剂、防老剂等可以充分混合，发生化学反应，升砣后氧气与断链的游离基发生反应，使得相对分子质量变小的过氧化分子链，从而使得断链后的游离基稳定；通过改变混炼时间与转速，低温下，机械作用力剪切橡胶分子链，降低剪切速率提升加工稳定性；高温下，化学反应断链提升加工稳定性；各段胶料停放时间的设定，使得内部应力释放充分，剪切速率越稳定。
3.本发明压出工序生产半成品部件尺寸稳定，返回率降低，成本降低。压出速度提升，产能增加；炼胶工序返炼率降低。可以提升轮胎动平衡均匀性，提升产品品质；降低作业人员劳动强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：本发明一种稳定终炼胶剪切速率的方法，其胶料配方为：天然胶70份，合成胶30份，粒径为1或2nm系列的补强炭黑45份，防老剂0.5份，硬脂酸1.5份，氧化锌4份，酚醛树脂1份，硫磺1.5份，促进剂1份，通过一至四段混炼工艺后出片、冷却、建垛，具体工艺步骤如下：
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.5Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度45r/min，混炼25s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的20％的炭黑，密炼机转子速度为45r/min，混炼20s，温度达到105℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼15s，温度达到130℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为50r/min，混炼20s，温度达到140℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.6Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度45r/min，混炼15s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为40r/min，混炼15s，温度达到110℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为35r/min，混炼20s，温度达到135℃；上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为35r/min，混炼25s，温度达到170℃排胶；
三段混炼工艺：
将二段混炼后排出的胶全部加入密炼机中；
S31.混炼过程中上顶栓压力0.5Mpa保持不变；
S32.第一次压砣：密炼机转子速度50r/min，混炼20s；
S33.第二次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼15s，温度达到125℃；
S34.第三次压砣：密炼机转子速度为40r/min，混炼15s，温度达到155℃排胶；
四段混炼工艺：
S41.将三段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.4Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度25r/min，混炼15s，温度达到80℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为15r/min，混炼20s，温度达到90℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为15r/min，混炼20s，温度达到105℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距5mm，压合时间30s。
各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为9h。
本例中所述合成胶为顺丁。所述防老剂为防老剂4020。所述补强树脂为烃类混合树脂DR903。所述促进剂为促进剂NS。
实施例2：本例与实施例1不同的是：本例所述终炼胶的胶料配方为：天然胶80份数，合成胶20份，粒径为1/2nm系列的补强炭黑55份，防老剂4份，硬脂酸2份，氧化锌4份，石油树脂2份，硫磺3份，促进剂2.5份，通过一至四段混炼工艺后出片、冷却、建垛。
其混炼工艺过程在加入硫磺和促进剂的四段混炼工艺前增加一次三段混炼工艺，具体为：
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.6Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度50r/min，混炼25s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的28％的炭黑，密炼机转子速度为50r/min，混炼25s，温度达到120℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为50r/min，混炼25s，温度达到135℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼15s，温度达到155℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.5Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度40r/min，混炼25s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为45r/min，混炼25s，温度达到125℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为40r/min，混炼25s，温度达到130℃；上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为30r/min，混炼20s，温度达到170℃排胶；
三段混炼工艺：
将二段混炼后排出的胶全部加入密炼机中；
S31.混炼过程中上顶栓压力0.6Mpa保持不变；
S32.第一次压砣：密炼机转子速度45r/min，混炼25s；
S33.第二次压砣：密炼机转子速度为50r/min，混炼20s，温度达到135℃；
S34.第三次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼20s，温度达到135℃排胶；
重复一次三段混炼工艺；
四段混炼工艺：
S41.将三段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.4Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度30r/min，混炼20s，温度达到85℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为20r/min，混炼30s，温度达到95℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为20r/min，混炼30s，温度达到115℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距8mm，压合时间120s。
各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为10h。
本例中所述合成胶为丁苯。所述防老剂为防老剂RD。所述补强树脂为烃类混合树脂DR903和双环戊二烯的混合物。所述促进剂为促进剂NS和促进剂CZ的混合物。
实施例3：本例与实施例2不同的是：本例所述终炼胶的胶料配方：天然胶75份数，合成胶25份，粒径为1/2nm系列的补强炭黑50份，防老剂4份，硬脂酸4份，氧化锌2.5份，烃类混合树脂DR903和古马隆树脂的混合物2.5份，硫磺1.5份，促进剂1份；其具体工艺如下：
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.5Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度47r/min，混炼20s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的25％的炭黑，密炼机转子速度为48r/min，混炼23s，温度达到110℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为47r/min，混炼22s，温度达到132℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为46r/min，混炼18s，温度达到150℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.5Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度41r/min，混炼18s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为44r/min，混炼22s，温度达到115℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为38r/min，混炼21s，温度达到134℃；上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为33r/min，混炼23s，温度达到172℃排胶；
三段混炼工艺：
将二段混炼后排出的胶全部加入密炼机中；
S31.混炼过程中上顶栓压力0.6Mpa保持不变；
S32.第一次压砣：密炼机转子速度49r/min，混炼21s；
S33.第二次压砣：密炼机转子速度为46r/min，混炼17s，温度达到130℃；
S34.第三次压砣：密炼机转子速度为43r/min，混炼16s，温度达到140℃排胶；
重复一次三段混炼工艺；
四段混炼工艺：
S41.将三段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.4Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度27r/min，混炼18s，温度达到82℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为16r/min，混炼28s，温度达到92℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为17r/min，混炼25s，温度达到110℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距6mm，压合时间80s。
各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为8h。
本例中所述合成胶为顺丁。所述防老剂为防老剂4020和防老剂RD的混合物。所述补强树脂为双环戊二烯。所述促进剂为促进剂CZ。
实施例4：本例与实施例1不同的是：本例所述胶料配比超过实施例1给定范围时，即：天然胶80份数，合成胶25份，粒径为1/2nm系列的补强炭黑48份，防老剂3份，硬脂酸4份，氧化锌1.5份，石油树脂、古马隆树脂和双环戊二烯混合物3份，硫磺2份，促进剂2份；其混炼工艺过程在四段混炼工艺前增加一次三段混炼工艺，具体如下：
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.6Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度50r/min，混炼23s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的22％的炭黑，密炼机转子速度为50r/min，混炼24s，温度达到115℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为50r/min，混炼25s，温度达到130℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为50r/min，混炼25s，温度达到150℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.5Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度40r/min，混炼18s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为43r/min，混炼18s，温度达到123℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为36r/min，混炼20s，温度达到130℃；上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为35r/min，混炼25s，温度达到175℃排胶；
三段混炼工艺：
将二段混炼后排出的胶全部加入密炼机中；
S31.混炼过程中上顶栓压力0.6Mpa保持不变；
S32.第一次压砣：密炼机转子速度45r/min，混炼25s；
S33.第二次压砣：密炼机转子速度为50r/min，混炼20s，温度达到125℃；
S34.第三次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼20s，温度达到145℃排胶；
重复一次三段混炼工艺；
四段混炼工艺：
S41.将三段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.4Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度25r/min，混炼15s，温度达到85℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为20r/min，混炼27s，温度达到95℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为20r/min，混炼22s，温度达到105℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距7mm，压合时间100s。
各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为4h。
实施例5：本例与实施例1不同的是：本例所述胶料配方中单独采用天然胶100份数或者合成胶100份(本例为丁苯)，粒径为1nm系列的补强炭黑45份，防老剂2份，硬脂酸3份，氧化锌2.5份，双环戊二烯树脂2份，硫磺2份，促进剂1.5份；进行实施例1所述的一段、二段及四段混炼工艺步骤，具体如下：
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.5Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度49r/min，混炼19s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的26％的炭黑，密炼机转子速度为50r/min，混炼25s，温度达到120℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼16s，温度达到132℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为50r/min，混炼21s，温度达到142℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.6Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度45r/min，混炼24s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为40r/min，混炼20s，温度达到110℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为40r/min，混炼25s，温度达到130℃；上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为30r/min，混炼20s，温度达到175℃排胶；
三段混炼工艺：
S41.将二段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.4Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度30r/min，混炼18s，温度达到85℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为15r/min，混炼20s，温度达到95℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为15r/min，混炼26s，温度达到113℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距7mm，压合时间50s。
各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为12h。
所述防老剂为防老剂RD。所述补强树脂为双环戊二烯。所述促进剂为促进剂NS。
实施例6：本例与实施例5不同的是：本例天然胶79份数,合成胶21份，粒径为3nm系列的补强炭黑46份，防老剂2份，硬脂酸3份，氧化锌2.5份，双环戊二烯树脂2份，硫磺2份，促进剂1.5份。制备工艺:
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.6Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度50r/min，混炼22s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的25％的炭黑，密炼机转子速度为48r/min，混炼25s，温度达到112℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼20s，温度达到135℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为50r/min，混炼21s，温度达到150℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.6Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度45r/min，混炼15s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为42r/min，混炼18s，温度达到115℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为38r/min，混炼22s，温度达到132℃；上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为30r/min，混炼20s，温度达到170℃排胶；
三段混炼工艺：
S41.将二段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.3Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度30r/min，混炼18s，温度达到85℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为18r/min，混炼20s，温度达到93℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为15r/min，混炼22s，温度达到113℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距5mm，压合时间60s。
各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为7h。
实施例7：本例与实施例5不同的是：本例单独采用天然胶100份数或者合成胶100份，粒径为2nm系列的补强炭黑42份，防老剂2份，硬脂酸3份，氧化锌2.5份，双环戊二烯树脂2份，硫磺2份，促进剂1.5份。制备工艺与实施例5相同。
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.5Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度47r/min，混炼16s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的22％的炭黑，密炼机转子速度为50r/min，混炼25s，温度达到108℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼20s，温度达到130℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为45r/min，混炼15s，温度达到150℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.6Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度42r/min，混炼22s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为42r/min，混炼21s，温度达到120℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为36r/min，混炼24s，温度达到131℃；上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为35r/min，混炼20s，温度达到170℃排胶；
三段混炼工艺：
S41.将二段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.3Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度30r/min，混炼15s，温度达到85℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为15r/min，混炼30s，温度达到95℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为15r/min，混炼25s，温度达到108℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距5mm，压合时间100s。
各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为11h。
所述防老剂为防老剂4020和防老剂RD的混合物。所述补强树脂为酚醛树脂、石油树脂、古马隆树脂的混合物。所述促进剂为促进剂NS。
本发明的反应机理：
1.本发明在炭黑投入前混炼时间：15s—25s；
一段和二段加入炭黑加入前，上顶栓压砣混炼，使得橡胶与塑解剂、防老剂等可以充分混合，发生化学反应，升砣后氧气与断链的游离基发生反应，使得相对分子质量变小的过氧化分子链，从而使得断链后的游离基稳定。
2.混炼温度达到135℃时，升上顶栓，保持5秒；
随温度升高，上顶栓升起，氧气与橡胶分子链充分接触，可以使得橡胶分子链断裂，分子量下降，提升加工稳定性。
3.本发明炭黑加入混炼工艺步骤，均要求混炼时间与转速：50s—80s，40r/min—55r/min；
混炼时间与转速共同作用，上限为混炼温度不能超过橡胶自身性能下降的温度—180℃；在此限制条件下，混炼时间与转速匹配，低温下，机械作用力剪切橡胶分子链，降低剪切速率提升加工稳定性；高温下，化学反应断链提升加工稳定性，具体依据配方差异而不同，可以达到胎面配方要求的最优剪切速率范围为：50—150/s，对应混炼时间与转速：50s—80s，40r/min—55r/min。
4.开炼机压合工艺：压合辊距5mm-8mm，压合时间30s—120s；
压合辊距越小，压合时间越长，机械剪切作用力大，剪切速率越高，为确保加工稳定性稳定，不同配方选取不同匹配；可以达到胎面配方要求的最优剪切速率范围为50—150/s，对应开炼机压合辊距和压合时间分别为：5mm，80—120s。
5.各段胶料停放时间：4h—12h；
橡胶大分子随停放时间越长，内部应力释放越充分，剪切速率越稳定，结合配方加料顺序，对各段停放时间与剪切速率进行线性关系验证，取各段相同工艺条件剪切速率最大值，举例：胎面配方，炭黑总份数53phr，两次加入，共计混炼4段，本例每段停放时间为12h，剪切速率稳定，过程能力CKP＝1.52。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：其胶料配方为：天然胶70-80份，合成胶20—30份，粒径为1或2nm系列的补强炭黑45-50份，防老剂0.5-4份，硬脂酸1.5-4份，氧化锌1.5-4份，补强树脂1-3份，硫磺1.5-3份，促进剂1-2.5份，通过一至四段混炼工艺后出片、冷却、建垛，具体步骤如下：
一段混炼工艺：
S11.将天然胶、合成胶加入密炼机中混炼，混炼过程中上密炼机的上顶栓压力0.5—0.6Mpa保持不变；
S12.第一次压砣：密炼机转子速度45—50r/min，混炼15—25s；
S13.第二次压砣：加入炭黑总份数的20-28％的炭黑，密炼机转子速度为45—50r/min，混炼20—25s，温度达到105—120℃；
S14.第三次压砣：密炼机转子速度为45—50r/min，混炼15—25s，温度达到130—135℃；密炼机的上顶栓升起，保持5s；
S15.第四次压砣：密炼机转子速度为45—50r/min，混炼15—25s，温度达到140—155℃排胶；
二段混炼工艺：
S21.将一段混炼后排出的胶料及防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强树脂加入进行混炼，混炼过程中上顶栓压力0.5—0.6Mpa保持不变：
S22.第一次压砣：密炼机转子速度40-45r/min，混炼15-25s；
S23.第二次压砣：加入配料中剩余份数的炭黑，密炼机转子速度为40-45r/min，混炼15-25s，温度达到110-125℃；
S24.第三次压砣：密炼机转子速度为35—40r/min，混炼20-25s，温度达到130-135℃；密炼机的上顶栓升起保持5s；
S25.第四次压砣：密炼机转子速度为30-35r/min，混炼20-25s，温度达到170-175℃排胶；
三段混炼工艺：
将二段混炼后排出的胶料全部加入密炼机中；
S31.混炼过程中上顶栓压力0.5-0.6Mpa保持不变；
S32.第一次压砣：密炼机转子速度45—50r/min，混炼20—25s；
S33.第二次压砣：密炼机转子速度为45—50r/min，混炼15—20s，温度达到125—135℃；
S34.第三次压砣：密炼机转子速度为40—45r/min，混炼15—20s，温度达到135—155℃排胶；
四段混炼工艺：
S41.将三段混炼后排出的胶料、硫磺、促进剂加入密炼机中混炼，混炼过程中上顶栓压力0.3—0.4Mpa保持不变：
S42.第一次压砣：密炼机转子速度25—30r/min，混炼15—20s，温度达到80—85℃；
S43.第二次压砣：密炼机转子速度为15—20r/min，混炼20—30s，温度达到90—95℃；
S44.第三次压砣：密炼机转子速度为15—20r/min，混炼20—30s，温度达到105—115℃排胶；
S45.开炼机补充压合：开炼机辊距5mm-8mm，压合时间30s—120s。
2.根据权利要求1所述稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：各段所述混炼工艺中排出的胶料停放时间均为4h—12h。
3.根据权利要求1所述稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：所述终炼胶的胶料中炭黑份数含量在55phr以上时，其混炼工艺过程在加入硫磺和促进剂的四段混炼工艺前增加一次三段混炼工艺。
4.根据权利要求1所述稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：所述胶料配比超过给定范围时，其混炼工艺过程在四段混炼工艺前增加一次三段混炼工艺。
5.根据权利要求1所述稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：所述胶料配方中的天然胶和合成胶采用其中一种的100份、或炭黑粒径在3nm以上、或者炭黑份数低于45phr时，进行一段、二段及四段混炼工艺步骤。
6.根据权利要求1所述稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：所述合成胶为顺丁或丁苯。
7.根据权利要求1所述稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：所述防老剂为防老剂4020或防老剂RD，或者两者的混合物。
8.根据权利要求1所述稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：所述补强树脂为烃类混合树脂DR903、酚醛树脂、石油树脂、古马隆树脂或双环戊二烯一种或多种的混合物。
9.根据权利要求1所述稳定终炼胶剪切速率的方法，其特征在于：所述促进剂为促进剂NS、或促进剂CZ、或两者的混合物。
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