一种确定轮胎橡胶硫化时间的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及轮胎制造领域，尤其设及一种优选轮胎橡胶硫化工艺的方法。
【背景技术】
[0002] 轮胎硫化是轮胎制造过程中最重要的一步，硫化工艺条件的正确选定将会直接影 响轮胎的成品性能。轮胎为一种典型的橡胶厚制品，其构成材料复杂、结构形式多样，在轮 胎工业中，如何正确计算等效硫化时间，从而确定轮胎正硫化时间是保证轮胎高性能的重 要条件之一。
[0003] 确定轮胎硫化工艺时间的方法，目前国内外已经大规模在工业上使用的方法包括 热电偶测溫法、气泡点法和两者结合法来确定硫化工艺时间，现行的硫化工艺时间确定方 法，存在如下不足：热电偶测溫法对硫化硫变特性曲线的研究及运用不全面，硫化起始时间 在轮胎硫化过程中的影响未加W计算和控制，运对最终硫化程度的计算及工艺步序的设定 会有较大的影响；气泡点法的应用存在局限性，仅仅是对轮胎解创分析，在硫化时间设定 方面精确度较差；硫化返原W及硫化返原的程度，对成品性能的影响较大，但现有技术中大 多是通过添加助剂的方法改善硫化返原，目前还未有针对硫化返原程度改进的非添加剂技 术。
[0004] US2005124775A1公开了一种改进可过氧化物硫化的聚合物的抗硫化返原性的方 法，在至少一种间或对二异締基苯化合物存在下聚合单体，该可过氧化物硫化的聚合物包 括至少一种如下的聚合物：该聚合物含有衍生自至少一种异单締控单体和至少一种芳族二 乙締基单体的重复单元。
[0005] 本发明人在泰山学者建设工程专项经费资助下完成了本发明，对确定橡胶硫化时 间的方法进行了改进，优化了橡胶硫化时间的确定方法，提高了产品质量，在此向泰山学者 建设工程表示感谢。
【发明内容】
[0006] 本发明基于硫化流变特性曲线特点，使用先进的计算方法将硫化的整个反应过程 全部纳入管理，弥补现有技术的不足，并建立起一个相应的数据库，通过对数据库的不断完 善，形成适合各个公司的硫化时间管理平台，该平台的建立对新硫化工艺的设定和旧有硫 化工艺的优化起到积极的改善效果，进而提高轮胎产品的各项性能。通过对整个硫化过程 的研究达到W下效果：对不同溫度下的硫化流变曲线进行处理，提高活化能、等效硫化时间 的计算精确度；通过气泡点测定和硫化起始时间的研究，对硫化各阶段步序时间的设定和 硫化工艺时间进行优化；通过对硫化返原的研究，提高成品性能及各胶号配方的硫化匹配 性。
[0007] 本发明提供一种优化轮胎橡胶硫化过程的方法，包括W下步骤：1)对企业不同胶 料配方建立硫化过程数据库，根据记录的胶料的流变数据，计算出不同溫度反应速率、硫化 活化能、反应起始时间、硫化返原反应速率、硫化返原反应活化能，并记录胶料发泡点，将运 些数据建立数据库；2)利用轮胎埋线在硫化机上实时测定的溫度数据，计算并标示硫化反 应起始时间、发泡点和各时间节点的硫化度、硫化安全时间W及最终的返原程度；3)运些 标示结果与数据库中的数据进行比对，通过比对优化调整高溫蒸汽时间设定、高压氮气或 过热水的时间设定，也可W通过比对调整胶料配方，W得到最优的橡胶硫化过程。
[0008] 所述硫化过程数据库的建立是利用硫化动力学反应方程推导出各个溫度下的硫 化速率K和硫化起始时间to,再利用阿累尼乌斯定律计算出相应的活化能和其它硫化反应 特征参数。
[0009] 所述方法也可W用于对硫化返原程度的调整，通过对硫化流变特性曲线的处理， 将硫化返原的相关参数导入硫化时间管理平台，通过对硫化返原程度的计算，对硫化时间 和配方匹配性进行优化。
[0010] 本发明技术与现有技术相比具有W下特点：1)增加了气泡点硫化程度的管理导 入；2)增加了硫化起始时间to的管理导入；3)增加了硫化返原度的计算导入。传统技术中 大多对于硫化起始时间未进行管理，对热电偶测溫数据进行处理时通常是选择较高的溫度 值作为计算的起始点，主观的选择对计算结果影响较大；传统的气泡点法确认硫化时间精 确度较差，实验时对轮胎的浪费较大；硫化返原度未进行管理。
[0011] 本发明可W达到W下技术效果：对硫化工艺步序的设定有充分的指导作用，根据 轮胎规格大小的差别更合理地设定蒸汽及氮气的时间，使硫化工艺时间缩短，生产效率提 升5 %~10 %;对硫化返原现象进行有效的控制，对高速性能及带束层分离的敏感性等方面 有积极的影响。
【附图说明】
[0012] 附图1是本发明的示意图
【具体实施方式】[001引实施例1
[0014] 1)对某企业所有胶料建立流变参数数据库，并根据外界影响因素（季节变化、配 方变化、原材料供应商变化等）对数据库进行更新和管理。根据记录的胶料的流变数据，计 算出不同溫度反应速率、硫化活化能、反应起始时间、硫化返原反应速率、硫化返原反应活 化能，依据运些流变参数在发泡点测定和计算及轮胎埋线测溫时能得到与实际生产状况一 致的结果。
[0015] 胶料发泡点的测定需借助专用设备，对同种胶料在不同厚度处进行埋线测溫，对 测溫后的断面及测溫数据进行处理，得出发泡点的硫化程度，得出各部位胶料硫化点的发 泡程度。
[0016] 2)利用轮胎埋线在硫化机上实时测定的溫度数据，计算并标示硫化反应起始时 间、发泡点和各时间节点的硫化度、硫化安全时间W及最终的返原程度，通过对计算结果的 分析可W指导硫化工艺的调整。例：
[0017] W下是某公司对185/60R14规格进行的工艺调整对比：
[0018]
[0019] 调整对该规格进行埋线测溫确认：
[0022] 通过上表所列计算结果与数据库中的数据进行比对，可得出：
[0023] 1、所有测溫点在排压时的硫化程度均大于对应胶料的发泡点（满足硫化工艺设 定的基本要求）；
[0024] 2、硫化反应的起始时间均大于高压蒸汽时间，保证硫化反应开始是在高压氮气阶 段进行W保证产品层间的致密性，同时在满足硫化反应开始是在高压氮气进行的前提下， 可W适当增加高压蒸汽时间，缩短硫化总时间来提升生产效率；
[00巧]3、对返原敏感胶料（如带束层胶）的返原度进行评估确保在管理基准W内。
【主权项】
1.本发明提供一种优化轮胎橡胶硫化过程的方法，包括以下步骤：1)对企业不同胶料 配方建立硫化过程数据库，根据记录的胶料的流变数据，计算出不同温度反应速率、硫化活 化能、反应起始时间、硫化返原反应速率、硫化返原反应活化能，并记录胶料发泡点，将这些 数据建立数据库；2)利用轮胎埋线在硫化机上实时测定的温度数据，计算并标示硫化反应 起始时间、发泡点和各时间节点的硫化度、硫化安全时间以及最终的返原程度；3)这些标 示结果与数据库中的数据进行比对，通过比对优化调整高温蒸汽时间设定、高压氮气或过 热水的时间设定，也可以通过比对调整胶料配方，以得到最优的橡胶硫化过程。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述硫化过程数据库的建立是利用硫化动 力学反应方程推导出各个温度下的硫化速率K和硫化起始时间tO,再利用阿累尼乌斯定律 计算出相应的活化能和其它硫化反应特征参数。3.如权利要求1所述的方法用于对硫化返原程度的调整的应用，通过对硫化流变特性 曲线的处理，将硫化返原的相关参数导入硫化时间管理平台，通过对硫化返原程度的计算， 对硫化时间和配方匹配性进行优化。
【专利摘要】本发明应用能协助各个厂家搭建硫化时间管理平台，并根据各个厂家硫化工艺改进改善的需要，针对硫化过程中的各个关键点进行有效控制，依靠前期胶料基础数据库的收集，对后期硫化测温数据进行分析处理，进而达到优化硫化时间、硫化步序、配方匹配性的目的。
【IPC分类】B29C35/04
【公开号】CN105437431
【申请号】CN201510747035
【发明人】李红卫, 陈伟, 张恒, 袁金琪, 李亚东, 寇利涛, 陈浩
【申请人】青岛励赫化工科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月6日