农用外胎硫化前胎胚的预处理及硫化用水胎的控制

武杰，韩兆星，周刚，孔令海，段衍勇

(山东泰山轮胎有限公司，山东 肥城 271600)

尼龙帘线斜交农用胎，在成型过程中因帘线、胎面的挤压、拉伸，致使胎胚在存放过程中释放内应力造成胎胚的变型，胎胚的变型对于成品质量影响较大。如：黏连造成的胎里露线、帘线弯曲；材料不均造成的缺胶、重皮质量缺陷；烘胎不足造成成品局部脱层、重皮、缺胶等，都与硫化前胎胚预处理、水胎的控制有关。因此加强控制是提高外胎质量的前提条件。

1 硫化前胎胚黏连的预处理

防止外胎硫化时水胎与生胎胎里黏连要刷涂料，为使胎圈在合模时有利于模型钢圈滑动着合，还要刷润滑剂。

1.1 刷胎胚隔离剂的目的

（1）在硫化过程中防止水胎与胎里黏连。

（2）放止胎里硫磺向水胎表面迁移，从而减缓水胎的老化过程，延长使用寿命。

（3）增加润滑性，装胎定型有利于水胎的舒展并防止胎里帘线打褶或裂缝。

1.2 刷胎圈用润滑剂的目的

（1）合模时，使水胎牙子与模型钢菱形圈迅速滑动着合，避免挤坏胎圈包布，压坏水胎牙子，减少子口硬边、子口宽窄不一质量缺陷。

（2）防止胎圈与钢圈的黏连，便于启模卸胎，避免胎圈弯曲变形。

2 胎胚预热的目的

胎胚预热的目的如下：

（1）恢复胶料疲劳变形，有利于定型和硫化时帘线均匀伸张，角度准确合乎标准。

（2）使成型时所使用的的汽油得到充分挥发，消灭因此而产生的气泡。

（3）胎胚变软，使定型极易操作，能减少定型时产生的打褶、裂缝等毛病。

（4）胎胚预热后温度升高，有利于界面噴霜类助剂在胶料中的扩散，从而达到均质硫化。

（5）胎胚温度升高后，可以缩短硫化时间，提高产量，并能提高帘布层的黏合强度。

（6）有利于胶料在模型中的流动，易填满模腔，使花纹清晰美观。

（7）可以减少缓冲层产生的水波浪现象，同时还能减少帘线弯曲，特别是大型规格越野花纹轮胎更为有利。

3 胎胚预热方法和时间

3.1 烘胎房预热

温度保持在30~45 ℃，温度过低胎胚预热时间较长且预热效果差，温度过高不仅浪费热能且对胎胚焦烧时间有损失，时间为4~96 h并根据规格大小控制烘胎时间，因此时间、温度控制要根据规格进行控制，确保硫化用胎胚的安全性（见表2）。其目的为有效控制热量，既达到使胎胚挥发分、水分、汽油等挥发，又能减少胎胚变形，还能使胎胚柔软易于下一步定型。一般用暖风机、中央空调、蒸汽散热片进行预热。

表1 烘胎工艺控制

3.2 红外线预热

温度控制在50~60 ℃情况下预热2 h左右。高频率预热法，在定型后硫化前预热温度60~80 ℃，时间为10~15 min，其缺点是耗电量大，但据国外资料9.00-20轮胎质量可以提高33%。

4 预热后胎胚的使用

胎胚按工艺规定有一定的停放时间，一般不超过96 h，停放时间过长会造成胶料喷霜即胎面发白现象，硫化后影响成品的物理机械性能和外观质量，同时因随时间的延长黏度升高、塑性降低，胎体、胎面发硬又会造成操作上的困难。若停放时间太短胎体里汽油、水分、挥发分挥发不净，也是造成外胎成品质量缺陷的原因之一。

因此，必须按先后顺序使用，防止长期预热而不送去硫化，其原因如下：

（1）使局部焦烧，而影响流动性能，易造成成品早期裂口。

（2）温度的变化，使喷出物迁移到表面，在表面形成一层薄膜，易造成重皮、裂口。

（3）长期存放变形，特别是夏天，胎体变形大影响胎胚的几何尺寸，因胶料的流动易造成重皮、裂口。同时也应搞好卫生工作，保持清洁，不沾杂质污尘，进而减少外胎外观重皮、裂口缺陷的出现。

5 胎胚的存放方式

一般用烘胎房集中预热胎胚并存放，但随着农用轮胎大型化，低压胎、层级少的特点，对于胎胚的存放提出较为严格要求，例如：胎体、胎圈不变型、存放过程材料分布要合理等，否则因变型造成外胎胎面胶分布不均、胎圈宽窄不一等质量缺陷并对使用性能有直接影响，如：胎面胶分布不均，使用过程中局部受力、升温、散热不同，造成的应力集中、热氧老化而丧失使用价值。这就要求根据不同的规格、层级采取不同的存放措施。

宽断面轮胎宜横躺放置在胎胚架或干净的烘胎房地面上，如图1所示。

图1 宽断面轮胎放置

一般大型人字农用胎应放置在有固定起保护作用的支撑架上，以防变形造成的外观缺陷，如图2所示。

图2 一般大型人字农用胎的放置

胎面胶用量大的水田胎，为防止胎面胶料在存放移动，进而造成成品材料分布不均，直接影响使用寿命，应放置有支撑的胎胚架上，如图3所示。

图3 胎面胶用量大的水田胎放置

胎体层数14PR以上的胎胚，胎面胶相对较少，为减少变形，可放在竖立的胎胚架上，对子口部位进行支撑，减少变形，如图4所示。

图4 胎体层数14PR以上的胎胚放置

6 胎胚擦胎、扎眼

擦胎的目的就是去除表面杂质、污染物，以及因胶料叠加过渡产生的界面的处理。扎眼的目的就是在定型、硫化打压阶段，排出胎胚在成型时带入的气体和汽油等挥发物，减少气泡、海绵质量缺陷的产生。在此过程一定要加强自检，对于有缺陷的胎胚按要求进行修补与技术处理，严禁有缺陷的胎胚流入硫化工序。对于扎眼为便于控制，应制定工艺要求如下。

6.1 擦胎注意事项

（1）表面的粉尘、水、油污、杂物等要擦干净，胎侧要用铁刷子打起毛来。

（2）定型后的胎胚要逐条检查，表面有缺胶、折子、胎面接头脱开、不平和没压实等毛病要进行认真修复，必须用同类胶补，气泡要刺破，这是保证轮胎各部位性能的要求。

（3）检查水胎与外胎的规格是否相符。否则因水胎子口牙子不同，如无内胎、有内胎的混用造成外胎废品。

（4）定型后胎胚停放不少于一个硫化周期。其目的就是筒状胎胚转化为扁平化成品状态时，尽可能使帘线经线、纬线的变化符合轮胎设计要求。

（5）发现水胎有不舒展者要及时处理，否则造成帘线打折弯曲而报废。

（6）注意工具保管，切勿将锥子、铁塞等工具掉进胎里或黏在胎胚上。有气密胶用氯化丁基胶、溴化丁基胶，所用修补工具必须单独存放，因此种胶料与天然橡胶不相容、硫化不同步，进而造成重皮、局部欠硫质量缺陷。

（7）复合胎面的结合部位要彻底清擦并打起毛，能有效促进胶料流动，减少裂口、重皮、缺胶等质量缺陷。

6.2 擦胎的工具、步骤及要求

（1）必备的工具：擦胎布、汽油、汽油盒、刀子、短锥子、毛刷子、钢丝刷子、胶条等。

（2）步骤：①用擦胎布先把杂物、尘土、粉子等去掉，用刀子把折子修平，用短锥子把气泡斜刺破；②用毛刷子刷上汽油，用钢丝刷子打起毛来；③胎面接头处要有开裂现象必须把断面处理干净后用同类胶补齐；④子口处要有漏白现象必须用胶糊涂刷或用同种性能的胶片补贴。

6.3 具体工艺要求

具体工艺要求见表2，其他方面：扎眼用针不能太细，特别是无内胎轮胎，扎眼要扎透但不得刺断帘线，否则影响胎体强度；用机械扎眼的胎胚不得偏移中心，刺不到的部位（胎侧、子口）要用手工扎眼并且扎透，胎面接头部位扎一至两排孔，机械扎眼禁止重复扎眼。目的就是在硫化打压阶段，尽可能减少因层贴造成的胎胚内空气、挥发性汽油的减少，进而提高致密性，减少脱层等质量缺陷。凡胎胚变型大及小规格不能使用刺孔机的胎胚，均需手工刺孔，尺寸要均匀，扎眼要到位。

表2 扎眼尺寸及要求

6.4 其他注意事项

（1）扎眼前要核对胎胚胎面字头是否与所需规格、层级相符，是否存在缺陷，是否有特殊标记、各种标识是否齐全等，做好这些准备工作后才能开始扎眼。否则，因胎胚结构不同易造成废品，如：水田胎、人字胎胎面重量的差异，造成胎里不平或胎面冠部露线而报废。

（2）宽断面小规格无内胎胎胚冠部、胎侧、子口都要严格按工艺要求：纵向100 mm，横向50 mm，并且扎眼锥子不能太细。

（3）无内胎轮胎胎胚扎眼后不能停放太长时间，最好随扎随用，定好型后及时装锅硫化。

（4）用胶囊定型的无内胎农用胎多次出现胎里窝气现象，分析其原因不仅与中心机或单向阀漏有关，而且与扎眼也有直接关系，扎眼时扎不透、扎的少或锥子太细都达不到排气效果，这样就会造成胎里窝气。

（5）用风钻扎眼的特种胎扎眼时不能太快，每扎6~8个眼必须凉一次锥子，以免锥子太热使胶料焦烧，造成外胎缺陷。另外风钻用的针不能太细，太细容易断针和达不到排气效果，也不能太钝或三角状以免损伤帘线。

（6）扎眼的胎胚若不能及时使用，等到再次使用时必须重新扎眼。

7 硫化用水胎工具的预处理及控制

水胎表面涂以常用甘油与水的混合液，用以保护水胎外表面的热氧老化。不仅起隔离、润滑作用，还为胎胚顺利定型提供条件。甘油为三元酸，沸点290 ℃，吸湿性极强与水任意混合，容易为橡胶表面所吸附。当外胎硫化结束，水胎拔出来，把甘油均匀涂刷在表面，就等于水胎表面附一层水膜，由于甘油的吸湿性极强，所以表面不干燥，因而隔绝了空气中的氧，从而延缓了水胎的热氧老化，延长了水胎的使用寿命。

7.1 水胎检查操作要点

水胎适量充风后用铁塞堵好水胎咀浸在水中，做气密性检查，胶囊充风检查气密性。发现有缺陷处用有色蜡笔划出标记待修，暂停使用。合格者发到存放处，涂上保护剂，涂抹要均匀，停放待用。

7.2 水胎涂隔离剂的作用

水胎涂隔离剂的作用如下：

（1）起隔离作用，防止硫化过程中外胎与水胎黏连在一起，便于拉出水胎。

（2）保护水胎，防止老化，延长水胎使用寿命。

（3）起润滑作用，便于定型操作，定型过程中水胎易于伸张舒展。

7.3 水胎质量的控制

（1）在用水胎用之前必须逐条检查，水胎要逐条充风，仔细检查胎体，对于有胎体老化、修补不平、局部减薄、表面气泡、脱皮、水胎咀子周围凹陷较深等现象的不准使用，并且用蜡笔做好标记，并放置在不合格存放区。用新水胎时，一定要检查水胎接头处是否牢固，有无减薄现象，有无因冠部吐胶造成的壁薄现象。修补的水胎应特别注意检查修补处是否符合使用要求，有无漏气现象。

（2）胎体老化：老化后的水胎胎体弹性、强度均有所下降。水胎胎体表面抗老化性很强的氯化丁基胶片已老化，胎体内层会老化的更严重，有的地方会出现裂痕，如果再使用，在高温、高压作用下会出现破水胎现象，造成外胎废品。丁基胶用水胎因胶种的特殊性，会出现胎里发黏、表面龟裂、局部不均等现象。

（3）修补凹凸不平：修补补丁凹凸不平，如果使用，成品外胎就会出现胎里不平，影响产品外观质量。

（4）局部减薄：局部减薄容易造成水胎促折，促折部位轻者造成外胎胎里促折，严重在高温、高压作用下可能发生断裂出现破水胎。

（5）表面脱皮：水胎的脱皮部位面积较大时容易打折，会造成外胎胎里出现一个月牙型的沟，影响产品质量。

（6）咀子周围凹陷较深：咀子凹陷较深，说明厚度达不到，强度也会相对减弱可能会出现漏气现象，在硫化过程中在高温、高压作用下由于强度不够也可能会出现破水胎或把咀子打出来，进而造成外胎报废。

（7）两咀子不对称：咀子不对称，在装胎的时候不便于操作，有时还会因为嘴子导管过度弯曲、损伤出现串水，严重会出现外胎废品。

7.4 水胎取舍标准

在用水胎按下列标准取舍：

（1）水胎充入约0.098 MPa空气进行检查，胎身要膨胀均匀，无胎身漏气现象。

（2）无偏转筋及严重缺胶毛病，模缝胶边厚度不超过1 mm，并且修剪平整。

（3）胎身及接头无明显厚薄不均及裂纹现象，水胎胶咀偏歪不超过5 mm。

（4）翻修水胎无过软，咀子对面冠部无过薄现象。

（5）水胎牙子凹凸不平深度不大于2 mm，水胎表面无气泡，但翻新水胎允许有直径不大于20 mm的小气泡。

（6）各种规格水胎不少于三排循环使用，主要是为了便于操作，提高工作效率，恢复水胎疲劳变形，延长使用寿命。

7.5 水胎使用中的注意事项

（1）外胎更换规格时，要注意核对所用水胎规格，特别是同一规格有多种类型时，避免用错。

（2）用水胎定型时要把钩子升起，以免损伤，禁止用钩子压水胎。定型后要逐条充风，在装锅前如果发现水胎无风要检查漏风的原因，确信水胎完好后才能装锅。

（3）打水时充风要适当，禁止压力太大造成水胎爆破烫伤人。拉出胎里水胎要缓慢，钩子搭牢，并且钩子要错开水胎咀子部位。

8 定型过程中的注意事项

（1）胎胚应按存放先后顺序使用，定型前胎胚要按工艺扎眼，水胎表面隔离剂不干，水胎腔内有水不能定型。否则，造成胎里帘线劈缝、疤痕等质量缺陷，严重者报废。

（2）定型时定型盘必须保持清洁，拉水胎的钩子要避开水胎咀子，以免污染胎胚、损伤水胎。

（3）水胎要装正舒展，不准将胎胚压到底再送定型风，杜绝定型过程中将胎体帘线排列改变。

（4）定型前胎胚的检查：胎胚表面清洁、胎体无严重变形和局部烘过等现象；胎胚扎眼是否符合工艺要求；水胎和胎胚的规格型号要相符；有无露白、漏线、胎面接头裂开或胎面复合处裂开、子口脱空、胎里黏连（特别是无内胎轮胎）、胎体脱层等质量缺陷。

（5）定型时发现胎胚有气泡要及时刺破，黏附杂物要清除。

（6）定型后水胎内应充入适量的压缩空气，并且用铁塞塞紧。保持适当风量的目的：可以使胎胚保持原来的伸张状态使其接近外胎成品形状。风少或无风，在存放过程中轻者易收缩变形，重者水胎不能舒展影响装模或造成胎里折子、子口硬边、胎侧裂口、胎侧漏线（即帘线打折）、无内胎的轮胎还可能产生胎里窝气等缺陷。

（7）装锅前如果水胎内无风或风压变小，一定要重新仔细检查水胎，确信不是水胎问题时才能装锅，不然就有可能造成废品。

（8）现因规格大型化、特殊化，有用胶囊充入氮气进行定型的方式、方法，需要探讨定型时间、胎胚定型高度等工艺要求，满足硫化需求。

9 结语

根据斜交尼龙轮胎结构特点，对胎胚、预热、存放等预处理的控制，以及对轮胎用水胎进行相应控制，就会减少或杜绝质量缺陷的发生，为成品使用性能提供可靠保证。只要按规定细心操作，就能有效提高硫化外胎外观与质量，为将来大型农用胎胎胚的处理、存放和硫化用水胎控制，积累丰富经验。