一种防粘轮胎模具及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种防粘轮胎模具、制备方法及其应用，所述防粘轮胎模具包括：轮胎模具基体、粘结层和防粘层，轮胎模具基体和粘接层之间具有粗糙的接触表面；所述防粘层包括聚四氟乙烯、表面活性剂、八甲基八硅倍半氧烷中的一种或几种。本发明专利技术制成的新型轮胎模具防粘涂层，涂层摩擦力低，表面能低，相比现有的聚四氟乙烯涂层具有更优异的防粘性能。本发明专利技术通过特定的刻蚀工艺和粘结层的设置，对防粘层起到支撑效果，防止防粘层剥落，延长防粘层使用寿命。本发明专利技术所述的轮胎模具在制备轮胎，尤其是全钢子午胎170CTL的制备过程中，脱膜率高，使用寿命长。命长。命长。

【技术实现步骤摘要】
一种防粘轮胎模具及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及轮胎模具
，尤其涉及一种,防粘的轮胎模具及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在橡胶轮胎的成型作业中，模具是最终定型的工具，而随着现代工业的迅猛发展，人们对轮胎模具表面的性能要求越来越高，改善材料表面性能，会有效地延长产品的使用寿命，提高生产力，节约资源，减少环境污染；为了提高机械零件的使用寿命，国内外学者广泛进行了材料表面改性技术的研究，为了降低成本，表面改性的方法一般是采用涂层。
[0003]聚四氟乙烯(PTFE)又称塑料王，是以四氟乙烯(TFE)作为单体聚合制得的聚合物。PTFE是用量最大的氟塑料，全球每年消耗的PTFE量约占氟碳树脂总量的70％。PTFE具有高度的化学稳定性、抗酸碱性、不黏性、润滑性、防腐性及优良的抗老化性，在氟碳防腐涂料中有着十分广泛的应用。所以现在一般是用聚四氟乙烯作为模具涂层，因为其具有摩擦系数小，耐腐蚀性好等优点，但是聚四氟乙烯具有难脱模，耐磨性差，因此在使用过程中容易损坏，使用寿命短等问题，且防粘能力有待提高。
[0004]POSS是一种笼型聚倍半硅氧烷，通式为(RSiO
3/2
)n，式中的R为立方体顶角上的硅原子所连接的基团。POSS材料的主要性质取决于其分子结构中的R基，R基可为反应性基团或惰性基团。管东波等人选用一种R基是
‑
CH2‑
CH2‑
CF3的POSS，并以加成型硅胶为主要成膜物质研究涂层的表面性能。但并未关注如何对聚四氟乙烯进行改性，以及在轮胎模具领域如何提高防粘层的硬度和防止脱落的问题，且其防粘性能有待进一步提高。(参考文献：管东波,边塞英男,翟晓杰,等.加成型硅胶基防粘涂层性能研究[J].工程与试验,60(2):3.)
[0005]因此，现有技术中还未能够提供一种防粘性好、防粘层不易剥离脱落、使用寿命长的轮胎模具。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种具有内表面防粘涂层的轮胎模具、制备方法及其在轮胎制备中的应用。该具有内表面防粘层的轮胎模具，具有更好的防粘能力，更容易脱模，且使用寿命长。
[0007]一方面，本专利技术提供了一种防粘轮胎模具，包括：轮胎模具基体、粘结层和防粘层，轮胎模具基体和粘接层之间具有粗糙的接触表面；
[0008]所述防粘层的材质包括质量比为1:(0.01
‑
0.02):(0.01
‑
0.02)的聚四氟乙烯、表面活性剂、八甲基八硅倍半氧烷。
[0009]进一步的，所述表面活性剂为聚醚F
‑
6、甲基二乙醇胺、聚醚酯、聚硅氧烷中的一种或几种；更优选的，所述表面活性剂为聚醚F
‑
6。
[0010]另一方面，所述的防粘轮胎模具的制备方法，所述方法包括：
[0011]步骤一、对轮胎模具基体进行刻蚀，使其形成粗糙表面；
[0012]步骤二、在所述粗糙表面上喷涂粘结粉料，使其在所述粗糙表面上形成粘结层；
[0013]步骤三、将聚四氟乙烯、表面活性剂、八甲基八硅倍半氧烷混合获得防粘浆料，在所述粘结层上继续喷涂防粘浆料，使其形成光滑平坦的防粘层，100
‑
140℃干燥处理1
‑
2小时，350
‑
400℃熟化1
‑
2小时，即获得防粘轮胎模具。
[0014]可以理解的是，本专利技术所述轮胎模具内表面，是利用该轮胎模具进行制备橡胶轮胎时，其与橡胶轮胎接触的表面。
[0015]进一步的，所述刻蚀的方法为利用刻蚀液进行湿法刻蚀，刻蚀时间20
‑
30min，刻蚀温度40
‑
60℃；
[0016]所述刻蚀液配方为FeCl3:400
‑
500g/L，H3PO4:20
‑
30g/L，HCl：80
‑
100g/L。
[0017]在一种实施方式中，取35钢轮胎模具作为基体，对轮胎基体表面进行刻蚀。将轮胎基体放入刻蚀液中30min，刻蚀温度50℃。轮胎刻蚀处理后需取出烘干并对其表面进行氧气plasma亲水处理。
[0018]对轮胎模具进行刻蚀处理可以提高粘结层与轮胎模具之间的附着力，这是因为经过表面处理后的模具，其表面粗糙度会增大，机械粘合作用随之增强，从而提高了粘结层与轮胎模具之间的粘合强度。
[0019]进一步的，所述轮胎模具基体的材质为35钢，45钢，A3钢的一种或几种；优选的，所述轮胎模具基体的材质为35钢。
[0020]进一步的，所述粘接层的材质选自Cr、Ti、Al、SiC中的一种或多种；优选的，所述粘结层的材质为SiC；更优选的，所述SiC粒度范围为5
‑
100μm。
[0021]涂层在金属基体上附着需要活性附着中心，一般来说极性越强的材料所形成的涂层附着力就越强。相邻的材料极性也会影响材料之间的附着力，此时粘结层可以起到平衡的作用，可通过粘结层使两种材料紧密附着在一起。
[0022]粘结层选用SiC可形成凹凸不平的表面，可使得涂层附着力更强。
[0023]进一步的，所述粘结层喷涂为真空等离子喷涂，电弧电压为40
‑
50V，电弧电流为600
‑
700A，送粉速度为15
‑
17g/min，喷涂距离为300
‑
500mm，送粉角度为50
‑
70
°
；
[0024]所述粘结层的厚度为1
‑
2mm。
[0025]进一步的，所述防粘涂层厚度为1
‑
2mm。
[0026]另一方面，所述防粘轮胎模具在制备轮胎中的应用。
[0027]进一步的，所述轮胎包括：全钢子午胎和半钢子午胎；优选的，所述轮胎为全钢子午胎；更优选的，所述轮胎为全钢子午胎170CTL。
[0028]本专利技术一种优选的实施方式如下：
[0029]S1、模具刻蚀处理：
[0030]取35钢轮胎模具作为基体，对轮胎模具基体表面进行刻蚀。将轮胎模具基体放入刻蚀液中20min，刻蚀温度50℃。取出烘干并对其表面进行氧气plasma亲水处理。
[0031]刻蚀液配方：FeCl3：450g/L，H3PO4：25g/L，HCl：90g/L。
[0032]S2、粘结层设置：
[0033]使用ChamPro LPPS
‑
TF真空等离子喷涂装置进行等离子喷涂，在真空等离子喷涂设备进行等离子喷涂前，先将真空等离子喷涂设备的真空喷涂室抽真空至10Pa，然后对待喷涂的轮胎基体进行处理，接负极，使电子从轮胎模具基体表面逸出，形成活化表面，在惰
性气体环境下进行喷涂，Ar气体的流量为60L/min，He气体的流量为10L/min，真空等离子喷涂设备的电弧电压为50V，电弧电流为700A，送粉速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防粘轮胎模具，其特征在于，包括：轮胎模具基体、粘结层和防粘层，轮胎模具基体和粘接层之间具有粗糙的接触表面；所述防粘层的材质包括质量比为1:(0.01
‑
0.02):(0.01
‑
0.02)的聚四氟乙烯、表面活性剂、八甲基八硅倍半氧烷。2.根据权利要求1所述的防粘轮胎模具，其特征在于，所述表面活性剂为聚醚F
‑
6、甲基二乙醇胺、聚醚酯、聚硅氧烷中的一种或几种；更优选的，所述表面活性剂为聚醚F
‑
6。3.如权利要求1或2所述的防粘轮胎模具的制备方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、对轮胎模具基体进行刻蚀，使其形成粗糙表面；步骤二、在所述粗糙表面上喷涂粘结粉料，使其在所述粗糙表面上形成粘结层；步骤三、将聚四氟乙烯、表面活性剂、八甲基八硅倍半氧烷混合获得防粘浆料，在所述粘结层上继续喷涂防粘浆料，使其形成光滑平坦的防粘层，100
‑
140℃干燥处理1
‑
2小时，350
‑
400℃熟化1
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2小时，即获得防粘轮胎模具。4.根据权利要求3所述的防粘轮胎模具的制备方法，其特征在于，所述刻蚀的方法为利用刻蚀液进行湿法刻蚀，刻蚀时间20
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30min，刻蚀温度40
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60℃；所述刻蚀液配方为FeCl3:400
‑
500...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘文，朱立新，杨全林，冯兴林，杜国峰，李洪飞，李波，李放，
申请(专利权)人：山东昌丰轮胎有限公司，
类型：发明
国别省市：