一种适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺，其依次包括如下步骤：原料A的干燥、在适用于热塑性弹性体挤出的第一挤出机中进行剪切熔融、以中心进料的方式进入吹塑模头后挤出吹塑、采用单向风冷工艺对吹塑得到的膜泡管进行冷却、随后收卷、裁切得到薄膜。本发明专利技术还公开了一种适用于胶粘材料与热塑性弹性体共挤吹塑的成型工艺。与现有技术相比，本发明专利技术成型工艺综合考虑了材料的干燥、挤出加工工艺以及模头设计，适用于低渗透性的热塑性弹性体挤出吹塑以及胶粘材料与热塑性弹性体共挤吹塑，所得的吹塑薄膜气密性好，平面取向性高，厚度均匀且外观良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于热弹性体挤出吹膜的成型工艺；更具体地说，本专利技术涉及一种高气密性、高平面取向和高厚度均匀性的热塑性弹性体挤出吹膜的成型工艺以及一种胶粘材料与热塑性弹性体共挤吹膜的成型工艺，属于橡塑成型加工

技术介绍
汽车轮胎主要使用的真空轮胎由厚橡胶层、胎肩、胎侧、胎圈、胎体、缓冲层、带束层和气密层等构成。其中，气密层又称内部衬里，主要起到防止气体扩散、维持轮胎气压的作用，是保障汽车行驶安全的关键材料。气密层材料最早使用的是丁基橡胶，目前基本已被卤化丁基橡胶替代。但是卤化丁基橡胶的作为轮胎气密层的问题在于其气密性不足，而胎压不足会使轮胎磨损变快，油耗增加，且行驶过程中爆胎的风险增加，安全隐患大。另外，纯橡胶材料作为气密层只能采用压延工艺制造的，其厚度多在0.flmm，故每条轮胎上气密层材料约需1kg。EP722850B1公开了一种低渗透性热塑性弹性体组合物(也叫动态硫化合金，DVA)，它是一种由以聚酰胺(也叫尼龙)为代表的热塑性树脂和以卤化丁基橡胶为代表的低渗透率橡胶组成的共混物；其中的橡胶组分动态硫化，且橡胶组分在作为连续相的热塑性树脂内作为分散相均匀地分布。该组合物既具有聚酰胺等热塑性基体高强度的特点，又具有橡胶柔韧、气体保持性好的优点，符合轮胎内衬气密层的要求，利用它可以生产出质量更轻、更耐用的轮胎气体阻隔层。在EP969039A1中意识到橡胶分散体在这些热塑性弹性体中赋予可接受的耐用性的临界状态，特别是他们在气胎中作为内衬用途时的情况。在W00214410中概括地提出了向热塑性弹性体薄膜中引入取向以降低热塑性弹性体的渗透性。在CN100473692C中进一步论述了通过简单的薄膜吹塑或流延的工艺且控制膜唇处的剪切速度可改善该薄膜的渗透性和抗疲劳性。采用吹塑或流延的方式加工作为轮胎气密层的热塑性弹性体薄膜的另一个优势在于，气密层的厚度可降大大减低，车胎可减重，油耗可降低，而这也是传统的纯橡胶作为气密层材料所无法实现的；特别是采用环保性好的吹塑法成型热塑性弹性体薄膜，气密层厚度甚至可降至0.Γ0.3mm,车胎重量降低0.8kg左右，这对汽车的节能降耗也有积极的作用。在该专利文献中没有提供具体的薄膜成型的工艺过程和工艺参数。虽然这种热塑性弹性体的主要成分是热塑性树脂，但是由于其内含的一定量的橡胶分散相，该热塑性弹性体无法沿用传统的塑料挤出吹塑工艺进行加工；且目前的通用设备剪切力过强，摩擦生热严重，不适宜这种对温度敏感、加工的温度范围非常窄且不耐受剪切的低渗透性热塑性弹性体材料的挤出吹塑成型。因此，需要开发一种适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺，涉及材料的干燥、挤出加工工艺以及模头设计等方面，该工艺可用于制备高气密性、高平面取向、高厚度均匀性和具有良好外观的轮胎气密层用热塑性弹性体薄膜。 另外，由于低渗透性热塑性弹性体与轮胎内壁不是同类材料，无法直接粘结，因此需要在低渗透性热塑性弹性体的内层添加一层胶粘材料，这层胶粘材料既能与热塑性弹性体很好的粘合，又能与橡胶很好的粘合。而这种胶粘剂粒子同样是一种橡胶的改性体，其均匀挤出成型也是一项技术和工艺难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种热塑性弹性体薄膜挤出吹膜的成型工艺，该工艺适用于低渗透热塑性弹性体的挤出吹膜成型。本专利技术需要解决的另一个技术问题是:提供一种适用于胶粘材料与热塑性弹性体共挤吹塑的成型工艺，该成型工艺能确保胶粘材料构成的胶粘层的均匀厚度和良好外观，又能确保胶粘层与热塑性弹性体层的高粘结强度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是: 一种适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺，其依次包括如下步骤: S1:原料A的干燥，其中原料A为包含聚酰胺连续相和至少部分硫化的橡胶分散相的热塑性弹性体，至少部分硫化的橡胶可以是异丁烯橡胶、齒代异丁烯橡胶、异丁烯和烷基苯乙烯的共聚物、卤代异丁烯和烷基苯乙烯的共聚物之一或其任意混合物，聚酰胺可以是尼龙_6、尼龙-12、尼龙-6，6、尼龙-6，9、尼龙-6，10、尼龙6，66共聚物、尼龙-11之一或其任意混合物。S2:将原料A制成熔体，干燥后的原料A进入螺杆压缩比为1.f 2:1的适用于热塑性弹性体挤出的第一挤出机中进行剪切熔融得到原料A熔体；第一挤出机的螺杆长径比为2Γ30:1，螺纹为合金材料制造的单头螺纹型式的螺纹，且通过焊接固定在螺杆，螺纹表面还通过喷涂等方式设有强化层，螺纹槽等距不等深； S3:用原料A的熔体制成吹塑膜泡管`，从第一挤出机挤出的原料A熔体经第一机颈以中心进料的方式进入吹塑模头后挤出吹塑，原料A熔体流经吹塑模头的时间为t1;t^lO^Os ； S4:冷却膜泡管，采用单向风冷工艺对吹塑得到的膜泡管进行冷却，最后收卷、裁切得到薄膜。这里，首先由于原料A容易吸水，故在其挤出加工前需要对其进行充分的干燥处理，避免了原料中的水汽对薄膜外观和性能的影响。其次，原料A对温度也非常敏感的，且不耐受剪切，需要带有特殊的专用螺杆且适用于热塑性弹性体挤出的挤出机才能满足原料A的塑化和输送，故本专利技术在挤出过程中采用了压缩比低、剪切力弱的螺杆以适应原料A的性能。再次，由于原料A流动性差，其在吹塑模头内的粘度随其离吹塑模头进料口处距离的增加而大幅上升，导致离吹塑模头进料口处越远成膜性越差，需要设计适合原料A的吹塑模头，这里采用了中心进料的方式，使得原料A在吹塑模头中能呈发散状分布，在每个方向都可均匀地流动，提高其成膜性，避免出现局部成膜性不好的现象。最后，采用单向风冷工艺来控制吹塑薄膜的厚度偏差，可薄膜的厚度偏差控制在10%以内，使得薄膜的厚度均匀。由于原料A不仅易吸水，而且其对温度也非常敏感的，且不耐受剪切，其在高温高剪切下容易发生分解，因此需要为其加工建立特殊的干燥方案。为此，优选的技术方案是:所述SI步骤中，所述原料A的干燥包括在前的至少120分钟的预热工序和一步的至多30分钟的抽真空恒温工序，所述原料A的预热工序和抽真空恒温工序的温度分别控制在65 105°C和11(T18(TC范围内。这里采用的分步加热工艺解决了原料的吸潮问题，也使原料在SI干燥步骤中高温下停留的时间缩短，避免了原料在高温下的分解；同时也使原料A能以接近其最佳挤出温度的状态下进入挤出机，避免了原料在挤出机内需要过多地依赖不稳定的剪切生热来提高熔体温度以达到最佳的挤出温度，进而也避免了原料在挤出机内受到强烈的剪切而分解，从而有效地规避了原料A的难以挤出成型的技术缺陷。由于原料A对温度也非常敏感的，且不耐受剪切，需要为其建立特殊的挤出剪切工艺参数。过高的挤出机加工温度会使原料A分解，过低的加工温度会使原料A塑化不完全。转速的控制也要适当，过高则剪切过强，过低则塑化效果不好。优选的技术方案可以是:所述S2步骤中，所述第一挤出机的螺杆转速控制在90(Γ1400转/分钟范围内，所述第一挤出机进料口处的温度与所述SI步骤中的所述原料A的抽真空恒温工序的温度的差值不超过±10°C，且所述第一挤出机出料口处的温度控制在17(T205°C范围内。这里，第一挤出机主体可通过加热套筒和风冷装置控温，另外第一挤出机进料口处可另外通过液体介质流过冷却腔冷却以避免原料因温度太高在进料口形成“拱门”而堵住后续进料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺，其依次包括如下步骤：S1：原料A的干燥，其中原料A为包含聚酰胺连续相和至少部分硫化的橡胶分散相的热塑性弹性体；S2：将原料A制成熔体，干燥后的原料A进入螺杆压缩比为1.1~2:1的适用于热塑性弹性体挤出的第一挤出机中进行剪切熔融得到原料A熔体；第一挤出机的螺杆长径比为24~30:1，螺纹单头螺纹型式，由合金材料制造，且通过焊接固定在螺杆上，螺纹表面还设有强化层，螺纹槽等距不等深；S3：用原料A的熔体制成吹塑膜泡管，从第一挤出机挤出的原料A熔体经第一机颈以中心进料的方式进入吹塑模头后挤出吹塑，原料A熔体流经吹塑模头的时间为t1，t1=10~240s；S4：冷却膜泡管，采用单向风冷工艺对吹塑得到的膜泡管进行冷却，最后收卷、裁切得到薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺，其依次包括如下步骤: 51:原料A的干燥，其中原料A为包含聚酰胺连续相和至少部分硫化的橡胶分散相的热塑性弹性体； 52:将原料A制成熔体，干燥后的原料A进入螺杆压缩比为1.广2:1的适用于热塑性弹性体挤出的第一挤出机中进行剪切熔融得到原料A熔体；第一挤出机的螺杆长径比为24 30:1，螺纹单头螺纹型式，由合金材料制造，且通过焊接固定在螺杆上，螺纹表面还设有强化层，螺纹槽等距不等深； S3:用原料A的熔体制成吹塑膜泡管，从第一挤出机挤出的原料A熔体经第一机颈以中心进料的方式进入吹塑模头后挤出吹塑，原料A熔体流经吹塑模头的时间为t1;t^lO^Os ； S4:冷却膜泡管，采用单向风冷工艺对吹塑得到的膜泡管进行冷却，最后收卷、裁切得到薄膜。2.根据权利要求1所述的适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺，其特征在于:所述SI步骤中，所述原料A中至少部分硫化的橡胶是异丁烯橡胶、卤代异丁烯橡胶、异丁烯和烷基苯乙烯的共聚物、齒代异丁烯和烷基苯乙烯的共聚物之一或其任意混合物；所述聚酰胺是尼龙_6、尼龙-12、尼龙-6，6、尼龙-6，9、尼龙-6，10、尼龙6，66共聚物、尼龙-11之一或其任意混合物。3.根据权利要求1所述的适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺，其特征在于: 所述SI步骤中，所述原料A的干燥包括在前的至少120分钟的预热工序和在后的至多30分钟的抽真空恒温工序，所述原料A的预热工序和抽真空恒温工序的温度分别控制在65 105。。和 11(T180°C范围内; 所述S2步骤中，所述第一挤出机的螺杆转速控制在90(Γ1400转/分钟范围内，所述第一挤出机进料口处的温度与所述SI步骤中的所述原料A的抽真空恒温工序的温度的差值不超过±10°C，且所述第一挤出机出料口处的温度控制在17(T205°C范围内； 所述S3步骤中，所述第一机颈处的熔体压力控制在25(T350bar范围内；所述吹塑模头内唇温度和外唇温度分别控制在20(T250°C和17(T210°C范围内。4.根据权利要求1至3任意项所述的适用于热塑性弹性体挤出吹塑的成型工艺，其特征在于:所述S2步骤中，所述螺杆压缩比为1.2^1.5:1。5.一种适用于胶粘材料与热塑性弹性体共挤吹塑的成型工艺，其依次包括如下步骤: 51:原料A和B的各自干燥，其中原料A为包含聚酰胺连续相和至少部分硫化的橡胶分散相的热塑性弹性体，原料B为胶粘材料，且为具有粘结性的橡胶改性体； 52:将原料A和B制成熔体，干燥后的原料A进入螺杆压缩比为1.广2:1的适用于热塑性弹性体挤出的第一挤出机中进行剪切熔融得到原料A熔体，干燥后的原料B进入带有屏障型螺杆且螺杆压缩比为2.2^3:1的第二挤出机中进行剪切熔融得到原料B熔体； 53:用原料A和B...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟，李恒生，
申请(专利权)人：江阴升辉包装材料有限公司，
类型：发明
国别省市：