一種永久型膠囊隔離劑在半鋼子午線輪胎硫化過程中的應(yīng)用

傅秀成，張靖晨，劉 萌，韓曉明

（1.青島福諾化工科技有限公司，山東 青島 266071；2.青島福凱橡塑新材料有限公司，山東 青島 266227）

在輪胎硫化過程中使用隔離劑可以防止硫化膠囊與胎坯的粘連，隔離劑包括輪胎內(nèi)噴涂隔離劑和膠囊隔離劑。使用輪胎內(nèi)噴涂隔離劑污染嚴(yán)重、占地面積大、成本高，操作不當(dāng)時會產(chǎn)生批量雜質(zhì)廢品，因而膠囊隔離劑的應(yīng)用越來越廣泛[1]。膠囊隔離劑最初以油性或乳化的非反應(yīng)型硅油為代表[2]，非反應(yīng)型硅油由于隔離效果差、生產(chǎn)效率低、易污染輪胎等缺點目前已很少使用，目前應(yīng)用最廣泛的是半永久型膠囊隔離劑，通常是反應(yīng)型水溶性有機硅乳液[3-7]，半永久型膠囊隔離劑涂刷一次只能連續(xù)硫化幾條或十幾條輪胎[8]，一條膠囊在使用壽命中需要涂刷幾十次甚至上百次。隨著輪胎制造企業(yè)對生產(chǎn)過程連續(xù)化、自動化的要求日益迫切，半永久型膠囊隔離劑的性能及作業(yè)方式已不能滿足需要，急需一種永久型膠囊隔離劑來滿足市場需求。

青島福諾化工科技有限公司根據(jù)市場需求研制出一種永久型膠囊隔離劑FBP-202（簡稱隔離劑FBP-202），外觀為白色乳狀液體，固形物含量為10%～25%。本工作研究隔離劑FBP-202在半鋼子午線輪胎硫化過程中的應(yīng)用。

1 實驗

1.1 主要設(shè)備

XLB-D型平板硫化機，湖州順力橡膠機械有限公司產(chǎn)品；LLY-B1220×1800×2型液壓硫化機，山東歐美雅機械科技股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方案

1.2.1 實驗室平板硫化機硫化

取16個表面清潔干凈、大小厚度均一的自制膠囊片[9-10]試樣（見圖1），每4個試樣為一組，共4組試樣，用銀粉筆編號1—16。隔離劑FBP-202的使用方式如下：第1和2組每個試樣均勻涂抹0.1 g隔離劑FBP-202，晾置2 h，待表面無明顯積液，放入提前預(yù)熱的180 ℃烘箱中烘烤1 h，然后進行硫化；第3和4組試樣先放入180 ℃烘箱中預(yù)熱5 min，待其溫度達到100 ℃以上后趁熱在每個試樣均勻涂抹0.1 g隔離劑FBP-202，晾置5 min后進行硫化[11-13]。

圖1 膠囊片試樣

硫化條件為400 s×190 ℃。實驗室硫化時，

觀察每次開模后氣密層膠與膠囊片之間的脫離情況，以不能自動脫離時的硫化次數(shù)記為硫化次數(shù)。

1.2.2 車間液壓硫化機硫化

采用表面清潔干凈的全新硫化膠囊在不同液壓硫化機上硫化不同規(guī)格的半鋼子午線輪胎，隔離劑FBP-202的使用方式如下。

（1）機臺噴涂。在硫化機上正確安裝膠囊，合模預(yù)熱20 min，充氣后均勻噴涂隔離劑FBP-202，膠囊伸縮2—3次[14]后壓縮合模烘烤30 min，然后進行硫化。

（2）機臺手套涂抹。在硫化機上正確安裝膠囊，合模預(yù)熱20 min，充氣后用定制手套將隔離劑FBP-202均勻涂抹在膠囊上，膠囊伸縮2—3次后壓縮合模烘烤30 min，然后進行硫化。

（3）烘箱預(yù)處理配合手套涂抹。將膠囊放入180 ℃烘箱中預(yù)熱10 min，然后用定制手套將隔離劑FBP-202均勻涂抹在膠囊上，室溫晾置20 min至表面干燥后，再次放入180 ℃烘箱中烘烤1 h，然后將膠囊正確安裝在硫化機上進行硫化。

硫化條件為12 min×180 ℃，觀察每次開模后的脫胎情況，將膠囊與輪胎不能自動脫開時的硫化次數(shù)記為連續(xù)脫模次數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗室平板硫化機硫化

涂抹隔離劑FBP-202后膠囊片試樣的硫化次數(shù)見表1。

表1 膠囊片試樣的硫化次數(shù) 次

從表1可以看出，經(jīng)過兩種方式涂抹隔離劑FBP-202的膠囊片試樣的硫化次數(shù)均能達到100次以上，其中第1和第2組膠囊片試樣的硫化次數(shù)明顯大于第3和第4組，說明膠囊片試樣采用烘箱烘烤處理可顯著提升隔離劑FBP-202的使用效果。

2.2 車間液壓硫化機硫化

涂抹隔離劑FBP-202后膠囊的連續(xù)脫模測試結(jié)果見表2。

表2 膠囊的連續(xù)脫模測試結(jié)果

從表2可以看出，所有試驗?zāi)z囊的連續(xù)脫模次數(shù)均超過100次，在18個測試機臺中，有16個機臺的膠囊連續(xù)脫模次數(shù)超過120次，10個機臺的膠囊連續(xù)脫模次數(shù)超過140次，這表明隔離劑FBP-202具有優(yōu)異的隔離效果。

比較隔離劑的3種使用方式可以發(fā)現(xiàn)，膠囊連續(xù)脫模次數(shù)差異最大的是機臺手套涂抹方式，其中機臺D14（2）的膠囊連續(xù)脫模次數(shù)達到了195次，而機臺A14（4）和A12（4）的膠囊連續(xù)脫模次數(shù)只有114和104次，這可能與手工涂抹隔離劑不易控制均勻性有關(guān)。相比之下，采用機臺噴涂和烘箱預(yù)處理配合手套涂抹隔離劑兩種方式處理不同型號膠囊的連續(xù)脫模次數(shù)差異小很多，且二者的連續(xù)脫模次數(shù)差別不大。

采用不同使用方式時隔離劑的用量不同。從表2還可以看出，機臺噴涂方式的隔離劑用量大于150 g·條-1，機臺手套涂抹方式的隔離劑用量約為80 g·條-1，而烘箱預(yù)處理配合手套涂抹方式的隔離劑用量僅為約50 g·條-1。可見烘箱預(yù)處理配合手套涂抹方式處理膠囊與機臺噴涂方式處理膠囊的連續(xù)脫膜次數(shù)基本一致，但前者的隔離劑用量卻很少，僅為后者的三分之一。

從噴涂或涂抹隔離劑的操作時間來看，機臺噴涂和手套涂抹隔離劑的操作時間約為1 h，烘箱預(yù)處理配合手套涂抹隔離劑的操作約需1.5 h。雖然烘箱預(yù)處理配合手套涂抹隔離劑的操作時間稍長，但機臺噴涂和手套涂抹隔離劑均需在硫化機上完成，占用生產(chǎn)時間，而烘箱預(yù)處理配合手套涂抹隔離劑可以在膠囊安裝上機臺之前完成，無需占用機臺操作時間，可以在很大程度上提高生產(chǎn)效率[15]。

3 結(jié)論

隔離劑FBP-202的隔離效果優(yōu)異，噴涂或涂抹一次隔離劑FBP-202的膠囊可以連續(xù)脫模100次以上。采用烘箱預(yù)處理配合手套涂抹隔離劑不僅可以增強隔離劑FBP-202的使用效果，還能減小其用量，同時有利于生產(chǎn)過程連續(xù)化、自動化，減輕硫化操作工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，降低安全隱患，具有良好的經(jīng)濟及社會效益，市場應(yīng)用前景廣闊。

致謝：在隔離劑應(yīng)用試驗中得到山東興鴻源輪胎有限公司高忠吉部長的支持和幫助，在此深表謝意。