专利名称：轮胎硫化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硫化工艺，具体涉及一种轮胎硫化工艺。
(二)技术背景目前轮胎制造过程中其硫化工艺大多数是采用自60年代以来沿用的传统等压等温轮胎硫化工艺。在硫化轮胎的胶囊内通入一定温度和压力的介质(如蒸汽或蒸汽与水混合的过热水)、并持续一定时间、使轮胎预硫化后，向硫化轮胎的胶囊内通入蒸汽或过热水，在整个正硫化过程中，蒸汽或过热水保持一定的压力和温度不间断地循环流动，即正硫化过程中始终保持等压等温。这个过程需要消耗大量能源，轮胎硫化过程是轮胎生产中最大的能量消耗过程。实际上循环的蒸汽或过热水的热量被轮胎所吸收的只是一小部份，大量的蒸汽或过热水是无效地被排放。而且现行的此种硫化工艺因正硫化时间长，易造成过硫化。过硫使胶料的物理性能大幅度降低，影响轮胎质量。
总之，现行的等压等温硫化工艺耗能高、生产成本高、质量不能保证，是整个轮胎行业缺乏竞争力的重要原因。
发明内容本发明的目的是设计一种新型等压变温轮胎硫化工艺，以大大减少轮胎硫化过程中的能耗，提高硫化质量。
本发明设计的轮胎硫化工艺，在硫化机胶囊内通入高温介质，使轮胎温度升高并保持一段时间，经硫化诱导期、预硫化阶段、正硫化阶段，使轮胎完成硫化反应，其特征为，硫化诱导期，在硫化轮胎的胶囊内通入比一般常规硫化温度高出15～25％的高温介质，如蒸汽或过热水，使胶囊内轮胎升温，达到比常规硫化温度高出15～25％的温度，加速交联反应；在预硫化阶段，当温度低于设定值时，在硫化轮胎的胶囊内间断地通入同样比一般常规硫化温度高出15～25％的高温介质，短时间循环，使胶囊内温度在设定值上下浮动，保温保压，设定温度值低于高温介质温度15～25％；之后的正硫化阶段，胶囊内不再通入高温介质，关闭进出阀门，保持压力，持续一定时间，使轮胎进行硫化反应，此硫化过程中压力基本不变，而温度在硫化过程中下降了20％～35％，故本工艺称作等压变温硫化工艺。最后，打开阀门，取出轮胎，完成硫化。
本发明的轮胎硫化工艺优点为1大量减少了轮胎硫化过程中蒸汽或过热水的循环时间，节约大量的蒸汽或过热水，显著节省能源，使轮胎硫化过程的耗能大大降低；2轮胎硫化时间缩短了7～13％，提高生产率和产量，也提高设备利用率；3由于正硫化阶段开始后再没有热量补充，有效的防止了过硫化造成轮胎发生焦烧现象，轮胎质量明显提高，所跑的里程数较等温等压硫化工艺的轮胎提高5～10％。
图1为原轮胎硫化工艺的等压等温硫化过程温度变化示意图；图2为本发明轮胎硫化工艺的等压变温硫化过程温度变化示意图。
具体实施方式
1硫化诱导期打开胶囊的高温介质进口阀门、关闭其高温介质出口阀门，在硫化轮胎的胶囊内通入180～220℃高温介质1～3分钟，高温介质温度比一般常规硫化工艺时所用的温度高出15～25％，使高温介质充满胶囊，胶囊内压力达0.16-0.2Mpa；2预硫化阶段保持高温介质出口阀门关闭，同时关闭高温介质出口阀门，保压，此时由于轮胎在这一阶段吸收热量，故温度会下降，当温度下降到低于设定温度10℃时，开启高温介质进口阀门，通入高温介质，当温度超过设定温度10℃时，进口阀门再关闭，继续保压，反复间断地通入180～220℃高温介质使之在胶囊内循环，维持2～6分钟，预硫化结束；设定温度值低于高温介质温度15～25％，为150～170℃；3正硫化阶段关闭高温介质进、出口阀门，不再通入高温介质，保压7～45分钟，这个过程胶囊内压力基本保持不变，温度下降20％～35％，至100～120℃。
本发明轮胎硫化工艺的等压变温硫化过程温度变化情况如图2所示，硫化诱导期，随高温介质充入胶囊，温度迅速上升，如图2中初始状态到t1、t2曲线段；预硫化阶段，间断通入的高温介质，使温度在设定温度值附近浮动，如图2中t2到t3曲线段；正硫化阶段，不再通入高温介质，温度稍有下降，如图2中t3到t4曲线段；最后，打开了出口阀门，温度迅速下降，完成硫化，如图2中t4后的曲线段。
图1所示为原轮胎硫化工艺的等压等温硫化过程，其从硫化诱导期开始，预硫化阶段和正硫化阶段都需要持续向胶囊内通入高温介质，保持等温等压，该图中温度曲线保持水平。与之相比，本工艺在正硫化阶段不再需要补充热量，节能效果明显。
实施例163.5″的轮胎，在硫化诱导期通入220℃左右的高温蒸汽约2分钟。然后，在预硫化阶段，放出蒸汽，当温度降至160℃以下时，间断的通入220℃左右的过热水在胶囊内循环，使胶囊内温度在设定温度170℃上下10℃内浮动，保压保温5分钟左右。正硫化阶段，在保持压力不变的情况下，不再通入蒸汽或过热水，保压44分钟左右。温度由170℃下降到120℃左右，此阶段压力下降的比率小于1.5％，可视为压力基本保持不变。整个硫化过程耗时约51分钟，相比等温等压整个硫化过程所需的55分钟，本工艺硫化过程节约时间约4分钟左右。而且正硫化阶段不必连续通入蒸汽和过热水，对于节省能源相当可观，初步估算节约热水的能源达到80％。轮胎质量明显提高，轮胎所跑的里程数较等温等压硫化出的轮胎提高约9％。
实施例245″的轮胎，在硫化诱导期通入200℃左右的高温蒸汽2分钟，然后，在预硫化阶段，间断的通入200℃左右的过热水在胶囊内循环，使胶囊内温度维持在160±10℃，持续5分钟左右。正硫化阶段，不再通入高温蒸汽或过热水，保压7分钟左右。这个过程中，温度由160℃下降到110℃左右，压力下降的比率很小，可视为压力基本保持不变。整个硫化过程耗时约14分钟，相比等温等压整个硫化过程所需的16分钟，本工艺硫化过程节约时间约2分钟左右。轮胎质量明显提高，未发现过硫化阶段轮胎发生焦烧现象，轮胎合格率达99％，而且轮胎所跑的里程数较等温等压硫化出的轮胎提高约6％。
实施例3
55″的轮胎，在硫化诱导期通入210℃左右的高温蒸汽2分钟，然后，在预硫化阶段，间断的通入210℃左右的高温蒸汽在胶囊内循环，温度维持在170±10℃，持续6分钟左右。正硫化阶段，不再通入高温蒸汽或过热水，保压34分钟左右。这个过程中，温度由170℃下降到110℃左右，压力下降的比率很小，可视为压力基本保持不变。整个硫化过程耗时约40分钟，相比等温等压整个硫化过程所需的43分钟，本工艺硫化过程节约时间约3分钟左右。轮胎质量明显提高，未发现过硫化阶段轮胎发生焦烧现象，轮胎合格率达99％，而且轮胎所跑的里程数较等温等压硫化出的轮胎提高约8％。
实施例436″的轮胎，在硫化诱导期通入180℃左右的过热水2分钟，在预硫化阶段，间断的通入180℃左右的过热水在胶囊内循环，使胶囊内温度维持在150±10℃，持续2分钟左右。正硫化阶段，不再通入过热水，保压7分钟左右。这个过程中，温度由150℃下降到100℃左右，压力基本保持不变。整个硫化过程耗时约11分钟，相比等温等压整个硫化过程所需的13分钟，本工艺硫化过程节约时间约2分钟左右。轮胎质量明显提高。
权利要求
1一种轮胎硫化工艺，在硫化机胶囊内通入高温介质，使轮胎温度升高并保持一段时间，经硫化诱导期、预硫化阶段、正硫化阶段，使轮胎完成硫化反应，其特征为硫化诱导期，在硫化轮胎的胶囊内通入比一般常规硫化温度高出15～25％的高温介质，使胶囊内轮胎升温，达到比常规硫化温度高出15～25％的温度，加速交联反应；预硫化阶段，当温度低于设定值时，在硫化轮胎的胶囊内间断地通入同样比一般常规硫化温度高出15～25％的高温介质，短时间循环，使胶囊内温度在设定值上下浮动，保温保压，设定温度值低于高温蒸汽或过热水温度15～25％；正硫化阶段，胶囊内不再通入高温介质，关闭进出阀门，持续一定时间，使轮胎进行硫化反应，此过程中压力基本不变，而温度在硫化过程中下降了20％～35％；最后，打开阀门，取出轮胎，完成硫化。
2根据权利要求1所述的轮胎硫化工艺，其特征为硫化诱导期，在硫化轮胎的胶囊内通入170～220℃高温介质2～5分钟，胶囊内压力达0.16-0.2Mpa；预硫化阶段 保持高温介质进出口阀门关闭，保压，当温度下降到低于设定温度10℃时，开启高温介质进口阀门，通入高温介质，当温度超过设定温度10℃时，进口阀门再关闭，继续保压；反复间断地通入180～220℃高温介质使之在胶囊内循环，共2～6分钟；设定温度为150～170℃；正硫化阶段 关闭高温介质进、出口阀门，不再通入高温介质，保压7～45分钟，这个过程胶囊内压力基本保持不变，温度下降至100～120℃。
3根据权利要求1或2所述的轮胎硫化工艺，其特征为其中所述的高温介质为高温蒸汽或过热水。
4根据权利要求1或2所述的轮胎硫化工艺，其特征为硫化诱导期，在硫化轮胎的胶囊内通入210～220℃高温介质1～3分钟；预硫化阶段 反复间断地通入210～220℃高温介质使之在胶囊内循环，共4～6分钟；设定温度为160～170℃；正硫化阶段 保压32～45分钟。
5根据权利要求1或2所述的轮胎硫化工艺，其特征为硫化诱导期，在硫化轮胎的胶囊内通入200～210℃高温介质1～3分钟；预硫化阶段 反复间断地通入200～210℃高温介质使之在胶囊内循环，共4～6分钟；设定温度为160～170℃；正硫化阶段 保压32～45分钟。
6根据权利要求1或2所述的轮胎硫化工艺，其特征为硫化诱导期，在硫化轮胎的胶囊内通入180～200℃高温介质1～3分钟；预硫化阶段 反复间断地通入180～200℃高温介质使之在胶囊内循环，共2～5分钟；设定温度为150～160℃；正硫化阶段 保压6～10分钟。
全文摘要
本轮胎硫化工艺，在胶囊内通入比一般常规硫化温度高15～25％的180～220℃的高温介质，使轮胎升温，加速交联反应；预硫化阶段，间断地通入高温介质，温度在设定值150～170℃上下浮动；正硫化阶段，胶囊内不再通入高温介质，保压，而温度在硫化过程中下降了20％～35％，即等压变温硫化。其优点为1大量减少了轮胎硫化过程中蒸汽或过热水的循环时间，节约了大量蒸汽或过热水，节能显著，使轮胎硫化过程的耗能大大降低；2轮胎硫化时间缩短了7～13％，提高生产率和产量，也提高设备利用率；3由于正硫化阶段开始后再没有热量补充，有效的防止了过硫化阶段轮胎发生焦烧现象，轮胎质量明显提高，所跑的里程数较等温等压硫化工艺的轮胎提高5～10％。
文档编号B29C35/04GK1522843SQ03135798
公开日2004年8月25日 申请日期2003年9月4日 优先权日2003年9月4日
发明者方常耀, 张忠明, 姚华娟, 江永福, 陈原佳 申请人:桂林橡胶机械厂