CN102277749B - 高强·高模聚乙烯纤维浸胶帆布制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维交织浸胶帆布，选用高强·高模聚乙烯纤维的复丝，加捻成S型纱线，作为经线；选用尼龙纤维或聚酯纤维单丝或复丝作纬线；采用平纹交织，编织成复合帆布。通过常压等离子体设备进行织物表面刻蚀和GMA交联接枝处理。浸胶后进行烘干定型，收卷，制成浸胶帆布成品。本发明对环境无污染，是能耗低、生产成本低，经济实惠、操作简单；高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物强度高、比重轻，处理后能改善织物浸润性和粘结性，可满足橡胶复合材料使用方面的各项技术要求。

Description

高强·高模聚乙烯纤维浸胶帆布制备方法

技术领域

本发明涉及一种高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合浸胶帆布，该浸胶帆布经向用高强·高模聚乙烯纤维加捻成纱线、纬向用尼龙纤维或聚酯纤维交织成帆布。

背景技术

传统的橡胶工业骨架材料目前市场上有钢帘线、胎圈钢丝、胶管胶带用钢丝产品；锦纶6、锦纶66、改性锦纶66、涤纶、芳纶浸胶帘布；各类交织帆布；整体带芯织物；胶管和传动带用各类线绳；垫布类及经预处理的各类短纤维等。用于橡胶传输带的骨架材料目前主要是涤纶/尼龙复合浸胶帘布、钢丝帘布和芳纶浸胶帘布等，随着输送带向高强度、高负载、长距离、长寿命以及功能性和节能要求的提高，输送带的品种发展很快，对橡胶骨架材料的性能要求也越来越高，高强力、高模量、低成本是橡胶传输带骨架材料的发展方向。

超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)俗称高强·高模聚乙烯纤维，其分子量高、力学性能好(强度相当于普通纤维的近10倍)，具有密度小、模量高、耐候性、耐腐蚀性、耐低温性、耐磨、耐弯曲性良好、比能量吸收高，并具有突出抗冲击、抗切割性能等优点，UHMWPE纤维及其纤维增强复合材料目前广泛应用于国防军需装备、航空航天、海洋工程、安全防护、体育运动器材等众多领域。考虑到它既有钢丝的强度，又有普通纤维的柔性，在价格方面比芳纶有优势，用高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合制作成浸胶帘布作为橡胶的骨架材料有很好的市场前景。因UHMWPE纤维表面惰性不易浸胶、不易与橡胶粘接，使得它在橡胶骨架材料领域的使用仍属空白。

发明内容

本发明的目的是将高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物通过常压等离子体物理处理和交联接枝技术，改善其表面粘接性能，使其充分浸胶并与橡胶进行复合，从而用于橡胶工业骨架材料。该织物采用常压低温等离子体放电进行表面刻蚀并与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联接枝处理，之后浸渍丁苯胶后制成浸胶帆布。该浸胶帆布可取代涤纶、锦纶、钢丝、芳纶浸胶帘布等用于橡胶工业骨架材料。

本发明高强·高模聚乙烯纱线浸胶帆布制备步骤是：

第1步  高强高模聚乙烯纤维帆布编织

1.1选用高强·高模聚乙烯纤维的复丝，加捻成S型纱线，作为经线；

1.2选用尼龙纤维或聚酯纤维单丝或复丝作纬线；

1.3高强·高模聚乙烯纱线与尼龙纤维或聚酯纤维采用平纹交织，编织成复合帆布。

第2步  织物表面等离子体刻蚀和交联接枝

2.1高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物先经过甲基丙烯酸缩水甘油脂(简称GMA)浸渍；

2.2织物浸渍后自然挥发，通过常压等离子体设备在氩气作用下经过等离子体，进行表面刻蚀和GMA交联接枝处理。

第3步  织物浸胶处理

高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物经过上述处理后浸入丁苯橡胶胶液，胶液是丁苯橡胶用二甲苯稀释，浸胶后进行烘干定型，收卷成浸胶帆布成品。

采用常压等离子体对高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物进行物理刻蚀和化学交联接枝处理，能有效改善高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物的粘接性能。因该织物本身的柔韧性和可折叠性能可代替常规的橡胶工业骨架材料，其力学性能比锦纶涤纶骨架材料优异、可节约能耗；其本身作为有机合成高性能纤维织物和钢丝比起来不生锈、可折叠。其高强高模的性能可以取代芳纶骨架材料，且其价格比芳纶便宜。高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合浸胶帆布在橡胶工业骨架材料中具有无限的潜力。

常压等离子体处理高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物是一种有效物理改性技术，这种改性有许多明显的优点：一是处理仅仅发生在织物的表面层(涉及几到几百纳米)，对整体织物结构不受损伤、强度不受影响；二是处理时间短(每分钟10-30米)、效率高；三是织物进行干态处理，对环境无污染；四是能耗低、生产成本低，经济实惠、操作简单；五是高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物强度高、比重轻，处理后能改善织物浸润性和粘结性，可满足橡胶复合材料使用方面的各项技术要求。

具体实施方式

本发明高强·高模聚乙烯纱线浸胶帆布制备步骤是：

第1步  高强高模聚乙烯纤维帆布编织

1.1选用高强·高模聚乙烯纤维，规格为1600D～2400D、强力在30g/D或30g/D以上的复丝，由320根单纤维加捻成S型纱线，纱线加捻每米50～100个捻成筒装纱线，作为经线。

1.2选用尼龙纤维或聚酯纤维作纬线，规格为1200D～1800D单丝或复丝，纤维强力在6～8g/D之间。

1.3高强·高模聚乙烯纱线与尼龙纤维或聚酯纤维采用平纹交织，编织成复合帆布，每平方米重量400～600g。纱线重量比例：高强·高模聚乙烯纱线占60％～70％。

第2步  织物表面等离子体刻蚀和交联接枝

2.1高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物先经过甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)浸渍。(无含水量)

2.2织物浸渍后自然挥发10～20分钟，再通过常压等离子体设备在氩气作用下进行等离子体处理，进行表面刻蚀和甲基丙烯酸缩水甘油脂(简称GMA)交联接枝处理(等离子体的功率16KVA，电流频率调节为50～90KHZ)。等离子体是由大量的自由电子和离子组成，它与工作气体中的原子和分子碰撞激发产生电离现象，由此产生的气态物质含有亚稳态和激发态原子、分子、离子，并把甲基丙烯酸缩水甘油酯激发之后产成极性基团，从而在织物表面接枝引入亲水基团和自由基。

采用常压等离子体对高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物进行物理刻蚀和化学交联接枝处理，能有效改善高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物的粘接性能，从而提高高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物的可润湿性能和粘接性能。

第3步  织物浸胶处理

高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合织物经过上述处理后浸胶。胶液为丁苯橡胶液：丁苯橡胶用二甲苯稀释，丁苯橡胶占稀释后溶液重量比5％～15％。复合织物浸胶后进行烘干定型，烘干温度为60～80℃，边烘干边收卷，以每分钟5～15米速度收卷成浸胶帆布成品，从而保护其表面极性不受外界环境的影响，作为橡胶骨架材料能更好的与机体橡胶复合成橡胶制品。

因该织物本身的柔韧性和可折叠性能可代替常规的橡胶工业骨架材料，其力学性能比锦纶涤纶骨架材料优异、可节约能耗；其本身作为有机合成高性能纤维织物和钢丝比起来不生锈、可折叠。其高强高模的性能可以取代芳纶骨架材料，且其价格比芳纶便宜。高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合浸胶帆布在橡胶工业骨架材料中具有无限的潜力。

Claims (6)

1.一种高强·高模聚乙烯纱线浸胶帆布的制备方法，制备步骤是： 

第1步高强高模聚乙烯纤维帆布编织 

1.1选用高强·高模聚乙烯纤维的复丝，加捻成S型纱线，作为经线； 

1.2选用尼龙纤维或聚酯纤维单丝或复丝作纬线； 

1.3高强·高模聚乙烯纱线与尼龙纤维或聚酯纤维采用平纹交织，编织成复合帆布； 

第2步复合帆布表面等离子体刻蚀和交联接枝 

2.1高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合帆布先经过甲基丙烯酸缩水甘油酯浸渍； 

2.2复合帆布浸渍后自然挥发，通过常压等离子体设备在氩气作用下进行等离子体处理，进行表面刻蚀和交联接枝处理； 

第3步复合帆布浸胶处理 

高强·高模聚乙烯纱线/尼龙纤维或聚酯纤维复合帆布经过上述处理后浸胶，浸胶后进行烘干定型，收卷成浸胶帆布成品。 

2.根据权利要求1所述的浸胶帆布的制备方法，在第1步的1.1中，选用高强·高模聚乙烯纤维，规格为1600D～2400D、强力在30g/D或30g/D以上的复丝，由320根单纤维加捻成S型纱线，纱线加捻每米50～100个捻成筒装纱线，作为经线。 

3.根据权利要求1所述的浸胶帆布的制备方法，在第1步的1.2中，选用尼龙纤维或聚酯纤维作纬线，规格为1200D～1800D单丝或复丝，纤维强力在6～8g/D之间。 

4.根据权利要求1所述的浸胶帆布的制备方法，在第1步的1.3中，高强·高模聚乙烯纱线与尼龙纤维或聚酯纤维采用平纹交织，编织成复合帆布，每平方米重量400～600g；纱线重量比例：高强·高模聚乙烯纱线占60％～70％。 

5.根据权利要求1所述的浸胶帆布的制备方法，在第2步的2.2中，复合帆布浸渍后自然挥发10～20分钟，再通过常压等离子体设备在氩气作用下进行等离子体处理，进行物理刻蚀和交联接枝处理，等离子体的功率16kVA，电流频率调节为50～90kHz。 

6.根据权利要求1所述的浸胶帆布的制备方法，在第3步中，浸胶的胶液采用的是：丁苯橡胶用二甲苯稀释，丁苯橡胶占稀释后溶液重量比5％～15％；复合帆布浸胶后进行烘干定型，烘干温度为60～80℃，边烘干边收卷，以每分钟5～15米速度收卷，制成浸胶帆布成品。