短纖維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]本發明涉及短纖維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]上述技術方案中短纖維取向后要經定型部分后擠出機頭，在定型部分中，由于膠料流動特性，在壁面處存在壁面無滑移現象，而中間部件膠料向前移動，最終會破壞纖維的徑向取向，使纖維逐漸趨向于軸向取向，導致所制得的再制造輪胎胎面膠耐沖擊性及耐磨性降低，從而導致再制造輪胎的使用壽命降低。
【發明內容】
[0009]為克服現有技術中由于膠料流動特性壁面無滑移導致的已經徑向取向的短纖維在成型部分纖維取向方向遭到破壞，本發明提供了一種短纖維增強再制造輪胎胎面擠出成型裝置，包括入口段、流道板、取向段以及定型部分，流道板從入口段延伸至取向段，與現有技術不同的是:本發明取向段包括阻壩板和口模流道塊，定型部分包括兩個相互配合的滾筒及其支撐固定部分，口模流道塊固定在阻壩板后端，滾筒設置在口模流道塊后端，口模流道塊和滾筒沿流道板的中心線對稱設置；口模流道塊為通過阻壩板的短纖維膠料提供取向的空間，同時為已經徑向取向的短纖維流動到滾筒間隙提供過渡流道，取向完成的膠料由口模流道塊的流道進入滾筒間隙，推動滾筒旋轉，減弱壁面無滑移現象，實現最大程度的纖維徑向取向。
[0010]本發明的目的在于避免由于膠料流動特性壁面無滑移現象，破壞已經取向的纖維方向。，使已經徑向取向的短纖維，在定型部分維持其徑向取向狀態，直至膠料脫離機頭，制得我們所需的含有短纖維徑向取向的再制造輪胎胎面。
[0011]本發明的技術原理如下:口模流道塊為已經徑向取向的短纖維流動到滾筒間隙提供一個過渡流道，流道優選設計為圓弧曲面，利于膠料經阻壩后的擴張，從而實現由于高聚物擠出脹大特性使纖維取向的原理，膠料在經過阻壩后擴張從而使短纖維傾斜，靠近壁面處向前傾斜，通過阻壩后的短纖維在過渡流道的壁面逐漸取向，最終完全徑向取向，因此膠料流動長度設計要滿足擠出脹大纖維取向的最短要求，同時不能太長，由于壁面無滑移而破壞纖維的取向方向，此流道長度設計5-10mm最佳;取向完成的膠料正好流出流道進入滾筒間隙，推動滾筒旋轉，減弱壁面無滑移的影響，實現最大程度的纖維徑向取向；兩滾筒間隙根據翻新胎面厚度要求進行設計，滾筒直徑尺寸應根據取向段以及口模流道板長度尺寸合理設計。取向完成的短纖維膠料進入滾筒間隙，推動滾筒旋轉，減弱壁面無滑移的影響，實現最大程度的纖維徑向取向，保證再制造輪胎胎面膠質量，保證再制造輪胎的使用壽命更長。
[0012]優選的是:滾筒的支撐固定部分包括軸承、軸承座和滾筒固定板，滾筒通過軸承和軸承座定位在滾筒固定板上。優選的是:
[0013]入口段為一法蘭，所述法蘭中心位置為膠料入口，膠料入口與流道板的流道入口相通。
[0014]優選的是:法蘭、流道板、阻壩板和滾筒固定板固定在一起。
[0015]優選的是:口模流道塊的流道為圓弧曲面，口模流道塊左右兩邊固定限定胎面膠寬度的定型塊。口模流道塊為通過阻壩板的短纖維膠料提供取向的空間，同時為已經徑向取向的短纖維流動到滾筒間隙提供過渡流道，因此口模流道塊的長度設計應滿足完成短纖維徑向取向所需長度的最短要求一般5-10_;定型塊的作用是確定擠出的胎面的尺寸，胎面的厚度是靠滾筒的間隙控制的，而胎面膠的寬度是靠左右定型塊之間的距離來固定的，一般來說，在設計之前就會確定胎面膠的尺寸，所以滾筒的間隙及左右定型塊之間的距離，在設計的時候予以固定。
[0016]優選的是:流道板的流道在入口段處為逐漸縮小的錐形，在取向段處為矩形;錐形的長度為流道板流道的1/3-2/3;矩形的長度為流道板流道的1/3-2/3。
[0017]優選的是:流道板上方設置連通流道的溢膠裝置，溢膠裝置包括溢膠閥和與溢膠閥配合的調節螺栓。
[0018]優選的是:流道板上裝有溫度傳感器和壓力傳感器。
[0019]優選的是:溫度傳感器和壓力傳感器設置在流道板的流道后端。
[0020]優選的是:流道板上開設冷卻水孔。
[0021]再制造輪胎胎面膠短纖維徑向取向的過程為:
[0022]1、將含有短纖維的的混煉膠加入冷喂料擠出機內，擠出機為XJW60-200，螺桿轉速設置為15轉/分鐘，通過螺桿的旋轉與剪切，實現再制造輪胎胎面膠料的擠出加工成型；
[0023]2、再制造輪胎胎面膠料經過螺桿的輸送后進入發明裝置，短纖維隨膠料進入錐形流道，通過調節溢膠閥調節螺栓使其壓力達到4-8MPa，為通過阻壩膠料擴張使纖維取向積蓄能量。
[0024]3、再制造輪胎胎