阅读说明：本技术 轮胎模具及其加工方法、轮胎的硫化方法及轮胎 (Tire mold and processing method thereof, tire vulcanization method and tire ) 是由 孙建 徐檬 解云龙 季军胜 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轮胎模具及其加工方法、轮胎的硫化方法及轮胎,一种轮胎模具,包括模具基体,所述模具基体与轮胎接触部分固设有模具涂层,所述模具涂层的厚度为3.0μm～5.0μm,所述模具涂层表面粗糙度为Ra4～Ra6,所述模具涂层表面具有模具孔隙且孔隙率为10%～20%,控制轮胎模具的模具涂层的表面形貌参数,使得这种轮胎模具生产出的轮胎的表面黑度及色泽均匀度更高,保证轮胎表面黑度及色泽均匀度的同时能够有效减少轮胎中化学助剂的添加量,提高了轮胎的性能。(The invention discloses a tire mold and a processing method thereof, a vulcanization method of the tire and the tire, wherein the tire mold comprises a mold base body, a mold coating is fixedly arranged on a contact part of the mold base body and the tire, the thickness of the mold coating is 3.0-5.0 mu m, the surface roughness of the mold coating is Ra 4-Ra 6, the surface of the mold coating is provided with mold pores, the porosity is 10-20%, the surface morphology parameters of the mold coating of the tire mold are controlled, so that the surface blackness and the color uniformity of the tire produced by the tire mold are higher, the addition amount of chemical additives in the tire can be effectively reduced while the surface blackness and the color uniformity of the tire are ensured, and the performance of the tire is improved.)

轮胎模具及其加工方法、轮胎的硫化方法及轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种轮胎模具及其加工方法、轮胎的硫化方法及轮胎。

背景技术

为了减少轮胎在臭氧存在下裂纹的形成和生长，橡胶组合物中必须添加防护蜡和防老剂；由于防护蜡在橡胶中的溶解度问题，其会逐渐迁移到轮胎的橡胶表面，隔离臭氧从而保护橡胶。防老剂也会同时迁移到橡胶表面，且厚度不均，从而发生薄膜干涉现象，表现为轮胎表面色泽不均匀，

化学防老剂本身多为褐色制品，其迁移到轮胎表面后引起轮胎发黄；且轮胎长时间停放，化学防老剂被臭氧降解后的产物会进一步加重轮胎黄变程度。

现有技术中解决轮胎外观问题时，需要在橡胶组合物中额外添加化学助剂，这将影响轮胎成品的性能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种轮胎模具及其加工方法、轮胎的硫化方法及轮胎，控制模具涂层的表面形貌参数，使生产出轮胎的表面黑度及色泽均匀度更高，保证轮胎表面黑度及色泽均匀度的同时能够有效减少轮胎中化学助剂的添加量，提高了轮胎的性能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种轮胎模具，包括模具基体，所述模具基体与轮胎接触部分固设有模具涂层，所述模具涂层的厚度为3.0μm～5.0μm，所述模具涂层表面粗糙度为Ra4～Ra6，所述模具涂层表面具有模具孔隙且孔隙率为10%～20%。

进一步地，所述模具涂层表面的孔隙率为15%。

进一步地，所述模具涂层的材质为铬或铬的化合物。

进一步地，所述模具涂层的材质为镍铬-碳化铬。

一种轮胎模具的加工方法，包括以下步骤：

步骤一：对模具基体进行表面喷砂处理，直到模具基体的表面没有金属光泽；

步骤二：用酒精清洗模具基体的表面，并烘干、预热后，将涂层材料喷涂到模具基体的表面，形成模具涂层。

具体地，使用棕刚玉对模具基体进行表面喷砂处理。

具体地，将涂层材料喷涂到模具基体上时使用等离子喷涂工艺。

一种轮胎的硫化方法，将轮胎放入上述轮胎模具中，且控制硫化外温的温度为135℃～145℃。

一种轮胎，所述轮胎使用上述轮胎硫化方法硫化而成。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

1.通过控制轮胎模具的模具涂层的表面形貌参数，使得这种轮胎模具生产出的轮胎的表面黑度及色泽均匀度更高，保证轮胎表面黑度及色泽均匀度的同时能够有效减少轮胎中化学助剂的添加量，提高了轮胎的性能。

附图说明

图1为本发明轮胎模具的加工方法的流程示意图；

图2为本发明对比例3中新胎表面在SEM电子显微镜下放大100倍的图像；

图3为本发明实施例2中新胎表面在SEM电子显微镜下放大100倍的图像；

图4为本发明对比例3中新胎表面在SEM电子显微镜下放大1000倍的图像；

图5为本发明实施例2中新胎表面在SEM电子显微镜下放大1000倍的图像；

图6为本发明轮胎的消光孔隙的结构示意图；

图7为本发明对比例3中停放6个月轮胎的表面在SEM电子显微镜下放大1000倍的图像；

图8为本发明实施例2中停放6个月轮胎的表面在SEM电子显微镜下放大1000倍的图像；

图9为本发明对比例3和实施例2中停放6个月轮胎的表面析出物对比分析结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

一种轮胎模具，包括模具基体，所述模具基体与轮胎接触部分固设有模具涂层，所述模具涂层的厚度为3.0μm～5.0μm，所述模具涂层表面的粗糙度为Ra4～Ra6，所述模具涂层表面具有模具孔隙且孔隙率为10%～20%。

优选地，所述模具涂层表面的孔隙率为15%。

轮胎表面黑度低、发彩发黄其实是一种光学现象，若光线照射到轮胎表面后被吸收，其发彩和发黄现象将被掩盖，且肉眼观感黑度高。故可通过控制硫化模具表面的微观形貌来控制轮胎表面的微观形貌，使其形成消光的多孔隙结构，从而改变轮胎表面的光学效应。

在本实施例中，所述模具涂层表面粗糙度为Ra4、Ra5或Ra6，且所述模具涂层的表面的孔隙率为10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%，且所述模具涂层的厚度为3.0μm、3.1μm、3.2μm、3.3μm、3.4μm、3.5μm、3.6μm、3.7μm、3.8μm、3.9μm、4.0μm、4.1μm、4.2μm、4.3μm、4.4μm、4.5μm、4.6μm、4.7μm、4.8μm、4.9μm或5.0μm时，均能在模具涂层的表面形成模具孔隙，且使所生产的轮胎上对应产生有效的消光孔隙，改变轮胎表面的光学效应，在不添加特殊化学助剂时，借助轮胎表面消光孔隙的消光作用，能够使轮胎表面黑度高，长时间停放后不发生黄变。

所述模具涂层的材质为铬或铬的化合物；铬及铬的化合物具有极高的硬度，作为轮胎模具涂层具有使用寿命长、可按正常清洗频次进行干冰洗和砂洗等优点，故模具涂层选择铬或铬的化合物；所述模具涂层的材质优选为镍铬-碳化铬。

一种轮胎模具的加工方法，包括以下步骤：

步骤一：对模具基体进行表面喷砂处理，直到模具基体的表面没有金属光泽；

步骤二：用酒精清洗模具基体的表面，并烘干、预热后，将涂层材料喷涂到模具基体的表面，形成模具涂层。

具体地，使用棕刚玉对模具基体进行表面喷砂处理。

具体地，将涂层材料喷涂到模具基体上时使用等离子喷涂工艺。

等离子喷涂是将材料输送到高温等离子射流中，粉末颗粒在高温等离子射被瞬间加热到熔化或者半熔化状态，并以单个颗粒为单元分别凝固在基体表面形成具有特殊性能的金属或化合物的层片状的模具涂层，该涂层将会形成微观孔隙结构。

可通过现有常规的工艺参数控制涂层表面的厚度、粗糙度及孔隙率。

一种轮胎的硫化方法，将轮胎放入上述轮胎模具中，且控制硫化外温的温度为135℃～145℃。

硫化外温即为模具基体的温度，控制硫化外温在135～145℃范围内，将能有效控制小分子迁移到表面的速度，减少副反应，从而减少附着于轮胎表面的小分子物质，改善新胎外观。

一种轮胎，所述轮胎使用上述轮胎硫化方法硫化而成。

下面结合对比例和实施例对本发明的技术效果进行详细说明。

对比例1：

模具涂层厚度为2.5μm，模具涂层表面粗糙度为Ra3，模具孔隙的孔隙率为8%，硫化外温为130℃。

对比例2：

模具涂层厚度为5.5μm，模具涂层表面粗糙度为Ra7，模具孔隙的孔隙率为25%，硫化外温为150℃。

对比例3：

未使用模具涂层，硫化外温为140℃。

实施例1：

模具涂层厚度为3.0μm，模具涂层表面粗糙度为Ra4，模具孔隙的孔隙率为10%，硫化外温为135℃。

实施例2：

模具涂层厚度为4.0μm，模具涂层表面粗糙度为Ra5，模具孔隙的孔隙率为15%，硫化外温为140℃。

实施例3：

模具涂层厚度为5.0μm，模具涂层表面粗糙度为Ra6，模具孔隙的孔隙率为20%，硫化外温为145℃。

新胎的黑度由着色强度仪测试，以对比例1中的轮胎黑度指数为100，其他对比例和实施例中的轮胎黑度参照对比例1进行测试，指数越高表示黑度越高。

轮胎色彩均匀度和轮胎发黄程度为主观评价小组进行主观评价，主观评价小组来自轮胎行业不同部门不同岗位的固定人员，共10人，满分10分，分值越高代表轮胎色彩均匀度越高，轮胎发黄程度越低。

	对比例1	对比例2	对比例3	实施例1	实施例2	实施例3
							模具涂层厚度（μm）	2.5	5.5	-	3.0	4.0	5.0
模具涂层表面粗糙度	Ra3	Ra7	-	Ra4	Ra5	Ra6
							模具孔隙的孔隙率	8%	25%	-	10%	15%	20%
硫化外温（℃）	130	150	140	135	140	145
							新胎黑度	100	97	95	125	131	120
停放半年后轮胎色彩均匀度	4.7	4.5	4.5	9.2	9.5	8.9
							停放半年后轮胎发黄程度	6.5	6.2	6.0	8.7	8.9	8.5

对比例1、对比例、实施例1、实施例2以及实施例3中的轮胎，所使用的橡胶组合物相同，且均未添加任何抑制轮胎发黄的特殊化学助剂。

根据试验结果，可以看出，当所述模具涂层厚度为3.0μm～5.0μm，所述模具涂层表面粗糙度为Ra4～Ra6，模具孔隙的孔隙率为10%～20%，且硫化外温为135～145℃时，生产出的新胎黑度较高，且新胎停放半年后，轮胎色彩均匀度较高，且轮胎发黄程度较低。

轮胎生产完成后，对新胎表面进行SEM电子显微镜分析。

图2为100倍下，采用对比例3中轮胎模具和硫化外温所生产新胎的表面形貌，图3为100倍下，采用实施例2中轮胎模具和硫化外温所生产新胎的表面形貌；由图2和图3的对比可以明显看出，采用实施例2中轮胎模具和硫化外温所生产的新胎黑度更高。

图4为1000倍下，采用对比例3中轮胎模具和硫化外温所生产新胎的表面形貌，图5为1000倍下，采用实施例2中轮胎模具和硫化外温所生产新胎的表面形貌；由图4和图5的对比可以明显看出，具有模具涂层的轮胎模具所生产的轮胎表面具有消光孔隙结构；如图6所示，光线进入消光孔隙后形成多次反射，产生吸光效果，表现为轮胎表面黑度高，可以掩盖发彩及黄变现象。

轮胎停放6个月后，对轮胎表面进行SEM电子显微镜分析。

图7为1000倍下，采用对比例3中轮胎模具和硫化外温所生产新胎的表面形貌，图8为1000倍下，采用实施例2中轮胎模具和硫化外温所生产新胎的表面形貌；由图7和图8可知，采用两种技术方案所生产的轮胎的表面均有防老剂析出；同时对析出物进行分析，如图9所示，两种方案轮胎表面析出物成分一致，析出总量相近，但由于采用实施例2中轮胎模具和硫化外温所生产新胎的表面具有消光孔隙，光线进入孔隙后形成多次反射，形成吸光效果，从而掩盖发彩和黄变现象，由图8和图7的对比可以明显看出，采用实施例2中轮胎模具和硫化外温所生产的新胎黑度更高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。