[发明专利]一种轮胎硫化工艺及由其制备的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮胎硫化工艺，尤其涉及一种利用热电偶硫化测温辅助发泡点法降低轮胎硫化周期的轮胎硫化工艺，本发明还涉及使用这种轮胎硫化工艺制备的轮胎。

背景技术

由于胶料的热传导过程中的再生特性，厚度较大的轮胎需硫化较长时间，以求其胶料形成合适的交联度。但长时间的加热使机械设备的占用率提高外，还容易导致制品的表面经常发生不正常的过硫现象。另一方面，由于同样的原因，当轮胎脱离硫化机后(内压放掉后)，其表面迅速冷却且因此硫化状态没有显著变化，然而较内部的冷却则非常慢，且交联度还会继续提高，以至于相当高。

所以在一种良好的轮胎硫化工艺中，应使用尽可能短的硫化周期，它既能使机械设备的使用更加经济又可通过“机外后硫化”使轮胎各部分的硫化程度达到更好的平衡。这就要求本领域技术人员能够确定比较准确的轮胎硫化周期，使硫化周期尽可能短，并尽可能地充分利用机外后硫化，使轮胎达到必须的硫化程度。

目前轮胎公司确定轮胎硫化周期的方法有热电偶法和发泡点法两种。热电偶法基于阿累尼乌斯反应方程式，使用埋藏式热电偶，根据轮胎硫化测温结果换算成硫化效应，进而推算出等效硫化时间。这种利用阿雷尼乌斯公式计算的方法依据相关的化学反应原理和数学方法计算和确定，主要使用活化能 E 这个热参数，以活化能对时间进行积分，可以计算出任意温度下等效硫化时间，但由于是纯数学模拟计算方法，公式中未考虑化学反应的临界起始温度和硫化压力参数,不能完全真实反映胶料的实际状态。目前绝大多数工厂使用用阿雷尼乌斯公式计算法制定硫化条件，依据对硫化技术的不同理解，大多采用EQT T70-T90的时间点启模，大多存在过硫的现象。

发泡点法即橡胶在某一时间卸压启模时，其胶料交联的强力程度足以克服胶料发泡的张力，这个恰好能避免发泡的极限时间值被称作“硫化发泡点”。因为硫化周期太短将会导致轮胎内部形成气泡，并进而使轮胎无法使用，因此便应运而生了可避免这一负效应并达到正负效应平衡的最低条件的简单测定方法。日本专利JP 9251020认为橡胶中气泡与孔眼的形成与在模具泄压时使达到的硫化程度有关，通过硫化程度来表征发泡时间。但由于硫化程度仅与每种胶料的胶料特性相关，无法表征胶料交联强度与胶料发泡张力之间的关系，因此这种表征方法并不科学，往往不能准确表征发泡点，且发泡点的确定没有规律可循，每次都需大量实验进行验证。

因此，目前为止，在公开文献中尚未发现一种简单易操作，可以准确确定所需最短轮胎硫化周期的轮胎硫化工艺。

发明内容

本发明公开了一种利用热电偶硫化测温辅助准确测定发泡点的方法，该方法步骤如下：

1) 利用硫化仪测定轮胎各部位胶料从试验开始到硫化曲线上升2 dN.m(N)所需的时间Ts₂；

2) 利用硫化测温仪对标准硫化工艺下的轮胎进行埋线测温以得到Ts₂所对应的实际硫化时间t_a，进行比较，其中t_a最长的部位被认为是发泡部位，其对应的t_a被认为是发泡点。

本发明方法是通过从试验开始到硫化曲线上升2 dN.m(N)所需的时间Ts₂来表征判断发泡点和发泡部位的，这克服了现有技术中使用硫化程度判断发泡点的缺陷，重现性强，操作简单，其中Ts₂准确表征了胶料交联强度与胶料发泡张力之间的关系，在该点胶料交联的强力程度足以克服胶料发泡的张力平衡，是判断发泡点的重要参数。

本发明进一步公开了一种利用热电偶硫化测温辅助发泡点法降低轮胎硫化周期的轮胎硫化工艺，该工艺步骤如下：

1)利用上述热电偶硫化测温辅助测定发泡点的方法测定发泡点；

2）根据发泡点制定新的硫化周期，对该新的硫化工艺下的轮胎进行埋线测温并分析其各部位胶料硫化程度是否满足>120%的条件；

3) 对标准硫化工艺和新的硫化工艺下生产的轮胎进行性能比较，最终做到在不降低轮胎质量的前提下，用最短的硫化周期，达到整胎的最佳硫化程度，

其中所述轮胎为半钢子午线轮胎、全钢载重子午线轮胎、全钢巨型工程子午线轮胎。

该工艺简单易操作，可以准确确定所需最短轮胎硫化周期的轮胎硫化工艺，解决了以前单独使用热电偶法或发泡点法的缺点，

本发明轮胎硫化工艺可明显降低轮胎硫化周期，具有显著提高设备利用率，节省能源，降低生产成本的特点。