Page 100 - 《橡塑技术与装备》2025年11期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

中国专利申请号 201922443138X 公开了一种单 键参数及其关系来理解 ：
层多列通孔的硫化机隔热板的设计结构，由于填充孔 （1）导热系数 r，是评估材料隔热性能的一个关
的开放性，当填充防水材料差的硅酸铝时容易受潮， 键物理指标，导热系数的数值越小，隔热性能越好。
隔热效果会大幅降低。当填充气凝胶时，固体气凝胶 它的单位量纲为 [W/m·K]。
会随时间逐渐散失，影响隔热板效果，需要定期更换 （2）热流量密度 q，是单位面积通过的热功率，
材料。 它的单位量纲为 [W/m²]。
另外一个中国专利申请号 202420160401.2 则在 （3）温度梯度 d，是隔热材料两侧的温度差与隔
结构上进行了大胆创新，其选用的隔热主体材料为保 热材料的厚度之比，它的单位量纲为 [K/m]
温棉，这存在两个显著问题 ：一是保温棉的疏水性能 这三个物理量遵循这个公式 ： r=q/d [3]
不佳，二是其导热系数远高于气凝胶，相差一个数量 以上单位量纲中的 W 表示功率瓦，m 是长度单位
级，隔热性受环境因素影响波动大。这些问题限制了 米，K 是开氏温度单位。
其在实际中的效果。 气凝胶 [2] 是目前已知的最好的固体隔热材料，导
[1]
热系数低至 0.018 W/m·K ，兼具疏水性、防火防爆、
耐高温性（可达 1 000 ℃以上），然而，其主要局限在
图 1 传统轮胎硫化机隔热板
于抗压性能不足，这一特性限制了其进行独立应用。
目前，硫化机厂家使用的隔热板材料为 ：增强玻
2.2 新结构设计
璃纤维复合板材料。此类材料的主要性能参数为 ：
我们巧妙地设计了一种结合了 2 种材料优势的结
（1）增强玻璃纤维复合板材料的导热系数 ： 0.15
构，如图 2 和图 3 所示，增强玻璃纤维复合板体 1 作
W/m . K。
为主体结构，充分利用了其优异的抗压性能，能够有
（2）增强玻璃纤维复合板材料的抗压强度 ： 278
效承受硫化过程中的锁模压力。通过蜂窝状圆柱形盲
MPa（在室温条件 23 ℃时）和 176 MPa（在高温条
孔设计，盲孔中填充形状尺寸相同的固态气凝胶圆柱
件 200 ℃时）。
2，凭借其低导热系数，显著提升了整体硫化机隔热板
（3）增强玻璃纤维复合板材料的抗弯强度 ： 95
的隔热效果。底板 3 的封装设计有效解决了气凝胶的
MPa（在室温条件 23 ℃时）。
固定和保护问题，防止其在使用过程中流失和损坏。

2 一种新型轮胎硫化机蜂窝式隔热板的
研究和分析
在充分了解了传统硫化机隔热板的结构和用途 图 2 蜂窝状隔热板剖面图
后，基于对轮胎硫化机隔热板性能提升的需求，新型
隔热板设计应着重优化以下方面 ：首先，我们可以采
用更低导热系数的新型复合材料，可以考虑将低导热
系数的材料与高强度材料进行组合。其次，在保证隔
热性能的同时，需要确保材料在高温环境下仍然具备
足够的抗压强度，并维持良好的抗弯性能。最后，通
过优化结构设计，采用蜂窝状的特殊结构，既能防止
新型隔热材料消散，又可提供更好的力学性能并延长
其使用寿命。同时需着重考虑材料的抗老化特性，确
保长期使用性能稳定。
2.1 材料创新点
下面简单介绍一下轮胎硫化机隔热板的隔热原
图 3 蜂窝状隔热板平面图
理。
这种结构设计实现了增强玻璃纤维复合材料和气
轮胎硫化机隔热板的隔热效果可通过以下三个关

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