纖維徑向取向增強再制造輪胎胎面擠出成型裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及纖維徑向取向增強再制造輪胎胎面擠出成型裝置，特別是針對于短纖維徑向取向應用于再制造輪胎胎面的擠出成型裝置。
【背景技術】
[0002]廢舊輪胎的處理是當今人們面臨的嚴重問題之一。中國汽車市場的快速發展，使得輪胎生產的規模持續擴大，廢舊輪胎也在源源不斷地產生。國內每年的廢舊輪胎達到2億多條，折合橡膠資源約300多萬噸。據計算，這么巨大數量的廢舊輪胎，如果能夠100%地得到回收再利用，可相當于中國5年的天然橡膠產量。為了滿足不斷提高的制品性能要求，橡膠朝著高強度、耐磨、穩定和耐老化的方向發展，但是同時造成了廢棄后的橡膠長時期不能自然降解的問題，大量的廢舊橡膠造成了比塑料污染(白色污染)更難處理的黑色污染，另一方面浪費了寶貴的橡膠資源。
[0003]舊輪胎循環利用已成為資源節約環境友好型的朝陽行業，舊輪胎再制造是國際公認的輪胎減量化、再利用和資源化的首選方式，與新胎成型過程相比，再制造輪胎的胎面是單獨成型，其在硫化過程中施加的壓力可以比新胎硫化時大的多，保證了再制造輪胎胎面膠料更加致密，從而使再制造輪胎的耐磨性比新胎更好，壽命更長。膠料更加致密雖然保證了耐磨性更好，但是同時其胎面的耐沖擊性大大降低，因此在路況惡劣的條件下，再制造輪胎更容易崩花掉塊。
[0004]在再制造輪胎胎面膠料中加入短纖維，并使短纖維在膠料中徑向取向，可使輪胎的滾動阻力明顯降低，胎面的抗撕裂性、耐磨性、抗崩花掉塊性能提高，可使輪胎輕量化，并且還可使行駛噪音降低。
[0005]CN101352927A公開一種短纖維增強橡膠復合材料徑向取向擠出成型方法，先將含有短纖維的橡膠熔融體在擠出機中進行擠出加工;在擠出機筒內的螺桿末端，橡膠被擠入軸向取向流道，利用膠料流動方向取向，在機頭的軸向取向流道內實現短纖維軸向方向取向；經過軸向取向后的膠料在擠出壓力作用下通過由收縮流道的厚度而形成的阻壩，利用橡膠擠出膨脹的特點，膠料中的短纖維在膠料通過阻壩后迅速膨脹的過程中發生翻滾而傾斜;膨脹后的膠料沿流道繼續流動，在流道的中間和邊緣部分因速度梯度使傾斜加劇，短纖維徑向取向增大，并進而實現徑向取向。
[0006]CN101337435A公開一種短纖維增強橡膠復合材料徑向取向擠出成型裝置，其法蘭正面上制有八個螺紋孔，用八根雙頭螺桿和螺母將法蘭與流道板、阻壩支撐板、定型板、機頭壓板按順序依次聯接在一起，法蘭正上方裝有溢膠閥，正下方鉆一螺紋孔以安裝壓力傳感器;阻壩支撐板中間放置一對阻壩調節塊，阻壩調節螺栓一端與阻壩調節塊固定，另一端通過螺紋連接與阻壩支撐板相聯，阻壩調節螺栓控制阻壩間隙；定型板中間放置一對定型調節塊來調節定型間隙，定型調節塊夾在阻壩支撐板與機頭壓板之間并由螺釘將其固定。
[0007]CN102431145A公開一種輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型裝置，由機頭壓力調整螺栓、機頭壓力調整閥和濾膠板組成機頭入口段，由取向間隙調節塊、取向間隙調整螺釘、分流型塊和取向間隙支撐板組成徑向取向段，由定型間隙調整塊、定型間隙調整螺釘和定型間隙支撐板組成定型段;法蘭盤上均勻布置八個通孔，分別用八個螺栓將法蘭盤與擠出機機身固連，機頭入口段與法蘭盤相連并用加強筋板固定，在機頭入口段內制有加熱冷卻水循環通道，其入口端制有慮膠板，機頭壓力調節閥分別與機頭壓力調節螺栓和機頭入口段相聯。
[0008]在上述發明專利中短纖維徑向取向的方法及原理都是利用橡膠擠出膨脹的特性，使胎面膠中的短纖維在膠料膨脹過程中沿著膨脹方向發生翻滾，呈現出傾斜的趨勢，最終使短纖維徑向取向。
【發明內容】
[0009]為了改變傳統的短纖維徑向取向的方法及原理，本發明提供了纖維徑向取向增強再制造輪胎胎面擠出成型裝置，包括連接在一起的入口段、過渡段、取向段、定型段及口模板;入口段設置一沿擠出方向梳理短纖維的濾板，取向段內設置分流板，分流板將膠料分成兩流，分流板末端在下層膠料的區域內設置凸起的節流裝置。
[0010]優選的是:分流板在過渡段一端為錐形結構，定型段內設置供膠料通過、使短纖維徑向取向的取向板，取向板的孔徑為短纖維直徑的2-4倍(優選3倍，2-3mm)，口模設置在下層膠料出口方向。取向段和定型段的流道由調節塊和分流板形成，調節塊外側通過壓板連接調節柱一端，調節柱另一端通過螺紋連接中間板，中間板、口模板和過渡段的固定板通過螺柱連接。
[0011]優選的是:入口段為一法蘭，所述法蘭中心位置為膠料入口，膠料入口通過濾板與過渡段的流道相通，濾板為一帶孔板，孔徑小于短纖維長度，大于短纖維粒徑，優選1.0-3.6mmο
[0012]優選的是:入口段的流道逐漸收縮，入口段上方設置連通流道的溢膠裝置，溢膠裝置包括溢膠閥和與之配合的調節螺栓。
[0013]優選的是:過渡段包括固定板和由固定板內側形成的流道，固定板外側裝有溫度傳感器和壓力傳感器。
[0014]本發明裝置取向原理:其上層膠料是靠取向板孔隙取向，其間隙為短纖維直徑的3倍左右，由于間隙很小，含有短纖維的膠料流過孔隙后必然會使短纖維豎直即徑向取向(并不是靠高聚物擠出脹大特性使短纖維取向)，而下層膠料的取向主要依靠節流設計，膠料經節流裝置后遇到阻力，使上層膠料先行填充取向，隨后下層膠料經過節流裝置實現徑向取向，最后在取向成型段兩流匯聚對沖，擠出口模，實現短纖維的徑向取向。
[0015]本發明纖維增強再制造輪胎胎面徑向取向擠出成的具體步驟是先將含有短纖維的再制造輪胎胎面膠加入到擠出機中通過螺桿進行擠出塑化，在擠出機機筒內的螺桿末端，經過擠出加工后的再制造輪胎胎面膠被擠入濾板，實現短纖維在膠料中的軸向取向；膠料在擠出壓力及所設計的特殊裝置作用下分為兩流，再制造輪胎胎面膠料在取向成型部件先經分流板分流，其分流板下部有節流設計，可以保證分流板上部有充分的膠料流動，分流板上方膠料在壓力作用下強制流經取向板，通過一定大小的孔，從而實現纖維的徑向取向，而下方膠料在流動過程中經節流裝置從而使上方膠料先行填充取向，然后下方膠料再向前運動，從而減緩破壞已有的纖維取向程度，最大程度保證纖維沿豎直方向，同時短纖維膠料經節流裝置擴張后沿徑向取向程度增大，從而實現下方膠料的徑向取向。取向后的兩流在取向成型