硫化方法和橡胶制品的硫化

各种橡胶制品的生产，按其需要和要求采用不同的硫化方法进行硫化。而对某一特定的制品，往往又有固定的硫化方法。

（一）硫化方法

不同制品对应的硫化方法可按图11-58进行分类。

图11-58　硫化方法分类

1.冷硫化此法多用于薄膜制品的硫化。例如，制品在含有2%～5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍，浸渍时间为几秒到几分钟不等（按制品的厚度而定），浸渍后要在氨水中除去残存的酸分（硫化时有盐酸形成），最后用水洗净并干燥。此法只适用于厚度不大于1mm的制品。由于硫化速度很快，要严格控制硫化时间，否则会造成过硫。此法硫化的产品耐老化性能差，目前很少使用。

2.室温硫化硫化在室温和常压下进行，如使用自硫胶浆进行自行车内胎的接头、运输带的冷接工艺和旧橡胶制品的修补。自硫胶浆通常是含二硫代氨基甲酸盐或黄原酸盐等超促进剂的天然胶或合成胶浆，具有在室温常压下硫化的特点。此外，在现场施工中使用的一些胶黏剂，也要求其在室温下快速固化。室温的胶黏剂通常制成两种组分：硫化剂、溶剂及惰性配合剂等配制成一个组分；橡胶或树脂等配制成另一组分。使用时根据需要临时进行混合使用。

3.热硫化这类硫化是在加热状态下进行的。大多数橡胶制品采用热硫化。按热硫化采用的硫化设备、硫化介质和硫化方式的不同也可分成不同的硫化方法。

按使用的硫化设备可分为硫化罐硫化、平板硫化机硫化、个体硫化机硫化和注压硫化。

（1）硫化罐硫化：按照硫化罐的形式不同有卧式和立式两种。卧式硫化罐多用于胶管、电缆硫化；立式硫化罐多用于轮胎的外胎硫化。

（2）平板硫化机硫化：就用途而言，平板硫化机的种类较多，除用于胶板、胶带的立式平板硫化机外，还有专用的平板硫化机，如硫化三角带的颚式平板硫化机、折页式平板硫化机等。

（3）个体硫化机硫化：多用于汽车轮胎的外胎、内胎，自行车的外胎、内胎等制品的硫化。

（4）注压硫化：胶料通过注压机塑化并在很高的压力下被注入加热的模具之中，进行成型硫化。注压硫化因具有成型快速、硫化周期短、产品致密性高、生产自动化程度高等优点，在胶鞋工业和橡胶零件、密封件的生产中得到广泛的应用。

按橡胶制品的硫化方式可分为间歇生产和连续生产两种，上述方法均属于间歇生产。连续硫化多用于挤出制品的硫化。挤出制品的连续硫化有盐浴硫化、流化床硫化、微波或超高频硫化及辐照硫化等。胶带、三角带、胶板可采用鼓式硫化机进行连续硫化。

（二）橡胶制品的硫化

1.轮胎外胎硫化外胎硫化一般采用硫化罐、个体定型硫化机和硫化机组定型硫化机。

（1）硫化罐硫化外胎：硫化罐由罐体、罐盖、液压缸、柱塞、上下横梁、拉杆及管道系统组成，见图11-59。在生产中常采用由几个硫化罐（如六个）与硫化轨道组成的罐式硫化机。硫化轨道上设置有完成开模、卸胎、装胎、合模等动作的装置。硫化模型在按一定坡度设计的硫化滚道上滑动，完成上述工序。

图11-59　硫化罐结构

1-罐盖　2-上横梁　3-拉杆　4-罐体　5-下横梁　6-平衡盘　7-柱塞　8-液压缸

采用硫化罐硫化的外胎胎坯，在硫化前要进行定型。定型是将成型后呈圆筒形的胎坯变为与外胎外形相似的形状，并把水胎均匀地装进胎坯内，以供硫化时充过热水用。定型好的胎坯放在模型中，经合模机合模后，将模型装进罐内。模型是通过罐内的柱塞升降逐个放入罐内的。因罐内放置十多个模型，为保持模型的平衡，在柱塞上设置有平衡盘。模型装入罐内后，装上罐盖并锁紧，然后往液压缸内通入10～12.5MPa的高压水，将罐内模型锁紧后，再向水胎内通入2.2～2.5MPa的热水，同时往罐内直接通入蒸汽，蒸汽压力逐步升高直达正硫化的温度为止，进行正硫化。在硫化过程中，水胎内的过热水要循环，以保持温度的稳定。当达到正硫化后，罐内停止加热，停止向水胎内注入过热水，同时往罐内、水胎内通入冷却水，进行冷却。冷却后，排除罐内的冷水并停止向水胎内注水，同时停止高压水进入液压缸；打开缸盖，向液压缸内注入低压水，将罐内模型逐渐升起逐个取出。硫化工序目前均采用程序控制，以避免差错。

在硫化罐硫化外胎时，由于罐内上、下存有温差，会造成罐内外胎的硫化程度不一致。另外，这种方法操作工序多、劳动强度大，因此在外胎硫化中逐渐被淘汰。但在大型工程轮胎的硫化方面仍被广泛采用。

（2）硫化机硫化外胎：硫化机的特点是利用胶囊代替水胎，而且在硫化过程中自动定型。定型硫化机的种类，按其工作原理和发展的先后，主要有A型硫化机和B型硫化机两种。A型多用于中、小型轮胎外胎的硫化；B型多用于载重汽车轮胎硫化。(www.xing528.com)

以硫化普通外胎为例，介绍B型硫化机操作步骤如下。

①抓胎器将胎坯套在竖立在硫化模型中央的胶囊上。胎坯要放正。放胎前，要吹掉模内的积水。

②硫化机开始闭模，同时中心机构下降，到一定位置后，停止下降，胶囊内通入0.12MPa的定型蒸汽，使胎坯膨胀，帘线位移，称为第一次定型。

②硫化机继续闭模，中心机构继续下降，再到一定位置后，停止下降，往胶囊内通入约0.2MPa的定型蒸汽，进行第二次定型。

④硫化机继续闭模至闭合，往胶囊内通入2.5MPa的过热水或一定压力的蒸汽，模温为143℃左右时进行硫化。达到正硫化后，模型停止硫化，往胶囊内通入冷却水冷却。

⑤冷却后开模，同时中心机构的下圆盘带动轮胎上升，从下模中脱出。上圆盘继续上升，胶囊从外胎内拉出。

⑥卸胎杠杆上升，将外胎托住，停止上升。下圆盘下降，胶囊从外胎中完全拉出，并将胶囊抽真空。

⑦卸胎杠杆上升到卸胎位置，将胎卸出并通过滚道滑到后充气装置或成品存放处。

定型硫化机具有简化操作工艺（即能把硫化前后的工序如装胎、定型、硫化、拔胶囊、卸胎等都在硫化机上完成）、减轻劳动强度、易实现硫化生产自动化等优点。另外，因硫化压力和温度可单机控制，能保证产品的质量。

2.胶管硫化胶管的硫化多采用直接蒸汽硫化。为保证胶管的胶层和骨架层之间有较高的黏结强度，在硫化时，需要施加一定压力。加压的方法有在半成品的外表面上包缠水布、包铅等；连续硫化采用的是加压流体床。有芯法胶管硫化时可不用加内压；无芯法胶管硫化时要在胶管内充水，以防止外压压扁胶管。

（1）包水布硫化：将已成型好的管坯在成型机上包缠上水布（一些要求压力大的胶管或吸引胶管还要缠上绳子），放进卧式硫化罐内，用直接蒸汽硫化。包水布一般在胶管成型机上进行。水布的材料有棉纤维、合成纤维或混纺纤维的细布。因包缠水布硫化要耗用大量的纤维材料，因而出现包缠一些能重复使用的材料的方法如包铅、包尼龙等。

（2）包铅硫化：将已成型好的管坯，在包铅机上包上一层铅皮，再放到硫化罐内用直接蒸汽硫化。硫化后，把胶管表面的铅皮在剥铅机上剥去，剥出的铅再经熔炼可重复使用。用无芯法生产的胶管，包铅前，在胶管内充入一定压力的水或空气，以防止压铅时将胶管压扁。压铅后的胶管卷在木轴上（芯轴直径为被卷取胶管直径的20倍），再推进硫化罐内硫化。

包铅硫化的胶管密着性好、表面光滑、铅能重复使用且耗用量少。但铅是一种有毒的金属，生产中特别要注意劳动保护。

压铅机有两种，一种为柱塞式压铅机，另一种为螺杆式压铅机。后者能连续压铅，前者压铅只能间歇进行。

3.胶带硫化一般采用平板硫化机硫化，对一些较薄的平型胶管，也有采用鼓式硫化机连续硫化的。

平板硫化机由上、下加热平板或多层加热板、液压缸、柱塞、框架或横梁与导柱组成。胶带是在加热平板之间加热、加压进行硫化的。这种硫化方法是分段进行的。每段胶带的两端受到两次硫化。为保证该处胶带不发生过硫，所以在平板的两端要进行冷却，降低该处的硫化温度，保证每段胶带的两端的硫化程度与中间部分的硫化程度接近。为使胶带在使用过程中免于过快过大的伸长，硫化前要对每段胶带进行预伸张，一般每层带每厘米宽度需伸张力160～180N，并在此拉伸力下对平带进行压紧硫化，因此在硫化机的两端设置有夹持伸张装置，或一端设置夹持伸张装置，另一端设置夹持装置。未硫化的平带单位夹持力为1.2～1.6MPa。

三角带硫化方法有圆模硫化罐硫化、颚式平板硫化机硫化和三角带鼓式硫化机硫化。

（1）圆模硫化罐硫化：一般适于小规格三角带硫化。硫化时，带坯先在预伸张机上伸张，然后将已伸张的带坯套在梯形断面模子上，多个模子串联成圆柱体并包扎上水布再放入硫化罐内用直接蒸汽硫化。

（2）颚式平板硫化机硫化：因三角带的带坯是环形的，为便于装卸带坯，故要采用颚式子板硫化机硫化。硫化三角带的加热平板要带有三角带的梯形断面凹槽。带坯每硫化一段先要进行预伸张，每硫化一段后的移位不得超越平板两端的有效位置，否则接头处容易欠硫。这种方法的硫化温度约为148～152℃；硫化时间视不同型号的三角带而定。

（3）三角带鼓式硫化机硫化：它具有硫化质量好、机台占地面积小、操作方便、生产能力高并能连续自动硫化等优点，能适应各种规格三角带的硫化。