一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎及其制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎及其制作工艺，属于橡胶制品工艺技术领域。本发明专利技术包括高密度外层和低密度内层，为同模具出模的一体式结构；所述高密度外层和低密度内层的材质分别为高密度胶料和低密度胶料，所述低密度内层中还均匀埋敷有径向状态的弹簧支撑，能够起到骨架支撑作用，弹簧弹性可选择与低密度橡胶弹性一致，以加强低密度内层的支撑强度；并应用双密度双向注射模内发泡成型‑硫化轮胎生产系统在一个模具内完成双密度胶料双向注射、发泡和硫化工艺制得，解决了橡胶轮胎弹性不足、双密度轮胎注射和发泡、硫化分开进行，耗能、耗时、成本高的问题。

A High Elasticity, Wear Resistance and Dual Density in-mold Foamed Rubber Tire and Its Manufacturing Technology

The invention discloses a high elasticity and wear resistance double density foamed rubber tire in mould and its manufacturing process, which belongs to the technical field of rubber products. The invention comprises a high-density outer layer and a low-density inner layer, which is an integral structure for the same die outlet; the materials of the high-density outer layer and the low-density inner layer are respectively high-density rubber and low-density rubber, and the low-density inner layer is evenly embedded with a radial spring support, which can play the role of skeleton support, and the spring elasticity can be selected in accordance with the elasticity of the low-density rubber, so as to increase the elasticity of the spring. Supporting strength of strong and low density inner layer; and the production system of double density two-way injection mold foaming and vulcanization tire was used to complete two-way injection, foaming and vulcanization of double density compound in one mold, which solved the problems of insufficient elasticity of rubber tire, separation of injection and foaming and vulcanization of double density tire, energy consumption, time consumption and high cost.

【技术实现步骤摘要】
一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎及其制作工艺
本专利技术属于橡胶制品工艺
，具体地说，涉及一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎及其制作工艺。
技术介绍
轮胎是汽车重要组成部件之一，其主要作用是支撑汽车质量，承受汽车负荷，传递牵引和制动扭矩，保证车轮与路面附着力；减轻和吸收汽车行驶时的振动和冲击力，防止汽车零部件受到剧烈振动和早期损坏，适应汽车高速性能并降低行驶时噪声，保证汽车行驶安全性、操纵稳定性、舒适性和节能经济性。橡胶轮胎根据要求，既要保证其强度和耐磨性，又要保证其有弹性，为保证两项指标，通常将其设计成内外胎结构，外胎保证强度及耐磨性，内胎充气后保证其弹性，使其结构复杂，内胎也容易漏气，增加维修成本，也容易产生安全事故。现有无内胎结构轮胎，因无法充气，达不到弹性要求，强度与弹性是目前无内胎橡胶轮胎的最大矛盾，为较少橡胶材料用量，降低成本，将轮胎设计成空心加强筋结构，因其结构的限制，只能采用手工退模芯，生产效率低，工人劳动强度大，所以现有无内胎结构轮胎只能用于小型，要求不高的场合，如手推车、转运车轮胎，得不到广泛的应用。在一般情况下，使橡胶等高分子材料发孔的物质都可作为发泡剂，物理发泡是一种常见的橡胶发泡工艺，其原理是将发泡剂溶解在高聚合物中，在体系的压力降低或稳定升高时变成气体使高聚合物体积膨胀而沸腾发泡的物质，其优点是不产生分解残渣，不会污染空气或腐蚀加工设备，但需要增加高压发泡下发泡的特殊设备(连续起泡机)，对于发泡设备要求特别严格，使用起来极不方便，也增加了设备费用。现有物理发泡的工艺流程为，利用连续起泡机进行橡胶发泡——注射或挤出模压成型——硫化——最终制品，工艺繁琐，设备投资大，设备维修费用高，尤其对于橡胶粉末双密度制品，其工艺流程更为复杂。经检索，中国专利公布号CN105599214A，公开日2016.05.25，专利技术名称：一种免充气轮胎整体成型的压注方法，包括以下步骤：1)把配置好的免充气轮胎制造原料放入存料箱，并搅拌均匀；2)预热压注机至180℃-190℃；3)提升压注机压力至50Pa-60Pa；4)调整进料速度为10m/s-20m/s；5)调整保压时间至2min-3min；6)把步骤1)中的免充气轮胎制造原料注射入压注机，根据预设模式启动作业；7)依次经过合模、注射、热熔、冷却、开模后，获取免充气轮胎。该工艺简单，无需多次加工，操作便利，成本低；所获得的免充气轮胎结构均匀合理，没有内外胎之分，消除了内外胎之间的摩擦力和阻力。但该专利技术应用的材料TPE的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。中国专利公布号CN107618143A，公开日2018.01.23，专利技术名称：一种橡胶注射成型硫化生产线，包括输送导轨，输送导轨的前段安装有橡胶注射成型机，输送导轨的后段安装有平板硫化机，橡胶注射成型机的前部安装有横跨在输送导轨上方的支承平台，支承平台的一端与橡胶注射成型机的上座连接，支承平台上于橡胶注射成型机的前部安装有开模机构和取产品机构，开模机构和取产品机构沿垂直于输送导轨的方向设置，输送导轨上设有直线导轨，直线导轨上滑设有用于从橡胶注射成型机中取出模具，将模具输送至平板硫化机并将硫化后的产品输送至取产品机构下方的输送小车。该橡胶注射成型硫化生产线注射和硫化分开进行，耗能、耗时、成本高。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题为克服现有技术中存在橡胶轮胎弹性不足、双密度轮胎注射、发泡和硫化分开进行，耗能、耗时、成本高的问题，本专利技术提供一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎及其制作工艺。本专利技术的双密度橡胶轮胎设计成双密度层结构；其制作中，将双密度注射成型、发泡以及硫化装置集成一体化，减少了轮胎制品的成本费用、成型时间，并降低能耗，还能消除轮胎制品工序之间运送费用。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，包括高密度外层和低密度内层，为同模具出模的一体式结构；所述高密度外层和低密度内层的材质分别为高密度胶料和低密度胶料，所述低密度内层中还均匀埋敷有径向状态的弹簧支撑；并应用双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统在一个模具内完成双密度胶料双向注射、发泡和硫化工艺制得，能有效避免轮胎制品在各工序的流转，从而降低了生产成本。进一步的方案，弹簧支撑的两端部固定有连接板，方便弹簧支撑同步在模具内的预置和固定，在橡胶硫化前进行预置弹簧支撑，分别为外圈连接板和内圈连接板；所述外圈连接板和内圈连接板均紧抵外圈和内圈的高密度外层，并可设计成契合轮胎外圈或内圈形状的弧形板，可有效提高弹簧支撑和橡胶的结合强度，橡胶可嵌入弹簧缝隙中，可与弹簧弹性同步恢复，起到骨架支撑作用，同一模具生产，弹簧和橡胶的结合强度大，复合效果好，弹簧弹性可选择与低密度橡胶层弹性一致，以加强低密度内层的支撑强度，减缓低密度内层频繁变形引起的弹性衰减。进一步的方案，高密度胶料组分配方及其各自重量份包括：复合橡胶28～39份，再生橡胶25～35份，丁苯橡胶2～5份，天然橡胶2～5份；顺丁橡胶4～8份，120树脂2～5份，炭黑7～12份，环烷油2～5份，硬脂酸0.3～0.7份，氧化锌1～3份，复合促进剂0.5～1.3份，复合防老剂1.0～2.5份，复合硫化剂0.7～2.1份；所述低密度胶料组分为高密度胶料组分中添加发泡剂，该组分制得的轮胎弹性和耐磨性高，耐撕裂性强，可与弹簧支撑协同作用，进一步提高轮胎弹性和耐磨性。进一步的方案，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统包括压模硫化台及其左右两侧对称设置的两个注射机底座，还包括在压模硫化台前或后侧置的模具排气及充气机构；所述压模硫化台上固定有压模成型及发泡硫化装置；所述2个注射机底座上分别固定有胶料注射装置，2个胶料注射装置相对设置，分别为高密度胶料注射装置和低密度胶料注射装置；所述压模成型及发泡硫化装置包括两个形状相同、规格不同的模具内芯，所述高密度胶料注射装置和低密度胶料注射装置分别将密度不同的两种塑化橡胶料对应不同的模具内芯依次注射入压模成型及发泡硫化装置的模具内，所述模具排气及充气机构在注射装置注射前将压模成型及发泡硫化装置的模具内的空气排空，注射后将高压气体通入压模成型及发泡硫化装置的模具内，所述压模成型及发泡硫化装置对模具内的塑化橡胶料进行压模发泡和硫化，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统可将注射成型、排充气以及发泡、硫化装置集成化，避免了现有技术中各工序流转造成的热量流失和工序流转成本，解决了传统橡胶轮胎生产工艺的多次加压、加温以及二次胶水粘贴，耗能、耗时、成本高的一大弊病。进一步的方案，2个胶料注射装置均包括加料斗、注射油缸、塑化注射螺筒、塑化加热器、注射嘴控制油缸、注射头和注射座移动油缸；所述加料斗与塑化注射螺筒的始端相通，塑化注射螺筒的始端插入注射油缸的缸筒内，并紧抵注射油缸内的注射活塞；所述塑化注射螺筒内置塑化注射螺杆，塑化注射螺杆的端头处，预留预存塑化料腔；所述预存塑化料腔通过送料管与塑化注射螺筒底部的注射嘴控制油缸前端的料腔连通，所述注射头的进料端与料腔连通，注射端与所述压模成型及发泡硫化装置的模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，包括高密度外层(61)和低密度内层(62)，为同模具出模的一体式结构；所述高密度外层(61)和低密度内层(62)的材质分别为高密度胶料和低密度胶料，所述低密度内层(62)中还均匀埋敷有径向状态的弹簧支撑(63)；并应用双密度双向注射模内发泡成型‑硫化轮胎生产系统在一个模具内完成双密度胶料双向注射、发泡和硫化工艺制得。

【技术特征摘要】
1.一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，包括高密度外层(61)和低密度内层(62)，为同模具出模的一体式结构；所述高密度外层(61)和低密度内层(62)的材质分别为高密度胶料和低密度胶料，所述低密度内层(62)中还均匀埋敷有径向状态的弹簧支撑(63)；并应用双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统在一个模具内完成双密度胶料双向注射、发泡和硫化工艺制得。2.如权利要求1所述的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，所述弹簧支撑(63)的两端部固定有连接板，分别为外圈连接板(64)和内圈连接板(65)；所述外圈连接板(64)和内圈连接板(65)均紧抵外圈和内圈的高密度外层(61)。3.如权利要求2所述的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，所述高密度胶料组分配方及其各自重量份包括：复合橡胶28～39份，再生橡胶25～35份，丁苯橡胶2～5份，天然橡胶2～5份；顺丁橡胶4～8份，120树脂2～5份，炭黑7～12份，环烷油2～5份，硬脂酸0.3～0.7份，氧化锌1～3份，复合促进剂0.5～1.3份，复合防老剂1.0～2.5份，复合硫化剂0.7～2.1份；所述低密度胶料组分为高密度胶料组分中添加发泡剂。4.如权利要求2所述的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，所述双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统包括压模硫化台(5)及其左右两侧对称设置的两个注射机底座(1)，还包括在压模硫化台(5)前或后侧置的模具排气及充气机构(8)；所述压模硫化台(5)上固定有压模成型及发泡硫化装置(3)；所述2个注射机底座(1)上分别固定有胶料注射装置，2个胶料注射装置相对设置，分别为高密度胶料注射装置(2)和低密度胶料注射装置(4)；所述压模成型及发泡硫化装置(3)包括两个形状相同、规格不同的模具内芯，所述高密度胶料注射装置(2)和低密度胶料注射装置(4)分别将密度不同的两种塑化橡胶料对应不同的模具内芯依次注射入压模成型及发泡硫化装置(3)的模具内，所述模具排气及充气机构(8)在注射装置(2)注射前将压模成型及发泡硫化装置(3)的模具内的空气排空，注射后将高压气体通入压模成型及发泡硫化装置(3)的模具内，所述压模成型及发泡硫化装置(3)对模具内的塑化橡胶料进行压模发泡和硫化。5.如权利要求4所述的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，所述2个胶料注射装置均包括加料斗、注射油缸、塑化注射螺筒、塑化加热器、注射嘴控制油缸、注射头和注射座移动油缸；所述加料斗与塑化注射螺筒的始端相通，塑化注射螺筒的始端插入注射油缸的缸筒内，并紧抵注射油缸内的注射活塞；所述塑化注射螺筒内置塑化注射螺杆，塑化注射螺杆的端头处，预留预存塑化料腔；所述预存塑化料腔通过送料管与塑化注射螺筒底部的注射嘴控制油缸前端的料腔连通，所述注射头的进料端与料腔连通，注射端与所述压模成型及发泡硫化装置(3)的模具相通；所述注射嘴控制油缸缸筒和注射座移动油缸的缸筒固定连接，两者的活塞杆背向设置，所述注射座移动油缸活塞杆与所述注射油缸均固定于注射机底座(1)上，所述塑化加热器环绕式固定于塑化注射螺筒的外壁。6.如权利要求5所述的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，所述压模成型及发泡硫化装置(3)包括合模油缸(31)、上半模具(33)、下半模具(34)、模具内芯一(35)、模具内芯二(36)和模芯转动油缸(39)；所述下半模具(34)固定于压模硫化台(5)上，下半模具(34)的正上方配合设置有上半模具(33)，所述上半模具(33)与合模油缸(31)可拆卸连接；所述合模油缸(31)通过固定架固定；所述模具内芯一(35)和模具内芯二(36)形状相同、规格不同，两者尾端相对，均与模芯转换支架(37)可拆卸固定，所述模芯转换支架(37)呈T形，底端插入模芯转动油缸(39)后，与模芯转动油缸(39)的转轴固定连接；所述模芯转动油缸(39)带动模具内芯一(35)、模具内芯二(36)在上半模具(33)和下半模具(34)之间转换；上半模具(33)、下半模具(34)、模具内芯一(35)和模具内芯二(36)根据轮胎本体(6)的形状配合设置；所述模芯转动油缸(39)固定于压模硫化台(5)上；所述压模成型及发泡硫化装置(3)还包括合模横梁(32)，所述合模油缸(31)的液压杆穿过合模横梁(32)的导向孔后再和上半模具(33)固定连接；所述合模横梁(32)固定于压模成型及发泡硫化装置(3)的固定架上；所述压模成型及发泡硫化装置(3)还包括模具加热器(38)；所述模具加热器(38)设置于上半模具(33)的上部和/或下半模具(34)的下部。7.如权利要求6所述的一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，所述高密度胶料注射装置(2)和低密度胶料注射装置(4)分别包括高密度胶料注射头(28)和低密度胶料注射头(48)，所述高密度胶料注射头(28)和低密度胶料注射头(48)分列在压模成型及发泡硫化装置(3)的模具两侧，注射时，并均与压模成型及发泡硫化装置(3)的模具模腔相通。8.如权利要求6所述的一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，其特征在于，所述双密度双向注射模内发泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐帆，叶孙勇，葛九敢，黎广，蒋水金，周俊，赵正，陶克军，时守超，葛磊，
申请(专利权)人：安徽世界村新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34