CN106012216B - 一种芳纶布及其浸胶工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芳纶布及其浸胶工艺，所述芳纶布包括采用芳纶长丝的经纱和采用棉纱的纬纱，所述经纱、纬纱经加捻后进行织造，即得所述芳纶布，所述芳纶布的浸胶工艺包括预先调配胶液一和胶液二，将所述芳纶布依次在胶液一和胶液二中进行浸胶处理，然后经过定型处理即可，本发明有助于极大程度的保持芳纶长丝的高强度、高模量的特性，促使芳纶布的各项力学性能达到综合平衡状态，并显著提高了其耐疲劳性能，增强芳纶布与橡胶的粘合强度，提高芳纶布的稳定性。

Description

一种芳纶布及其浸胶工艺
技术领域
本发明涉及布生产工艺技术领域，具体而言涉及一种芳纶布及其浸胶工艺。
背景技术
芳纶布是合成纤维家族中的芳香族聚酰胺纤维，它具有优良的物理和机械性能、强度大、延伸率小，所以，芳纶布的复合制品适用于轿车橡胶基布、音响用基布、舰船减震和高压软管。芳纶布具有优异的耐高温性能，并且具有骄人的防火性，不会自燃，适用于生产防弹衣、消防衣、飞行服等特种服装，并且更适用于石油工业、炼钢工业、汽车工业等产业服装。同时，它可作为轮胎、胶带等的骨架增强材料。芳纶布的开发与应用是我国科技部、财政部等发布的重点鼓励开发的产品之一。
芳纶布的原材料、密度选择，直接影响到成品的断裂强力、断裂伸缩率和定负荷伸长率，芳纶布与橡胶的粘合强度除了与布的表面处理有关外，浸渍工艺对其粘合性能也有较大的影响。因此，怎样控制浸渍工艺促使芳纶布与橡胶达到理想的粘合状态，是一项值得研究的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种芳纶布及其浸胶工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种芳纶布，包括采用芳纶长丝的经纱和采用棉纱的纬纱，所述经纱、纬纱经加捻后进行织造，即得所述芳纶布。
进一步，所述经纱密度为90-110根/10厘米，所述纬纱密度为50-70根/10厘米，所述芳纶长丝的线密度为1100dtex，其捻度和捻向为150-160S/110-120Z捻/米，所述棉纱的线密度为194-196dtex。
本发明采用芳纶长丝代替传统的锦纶、涤纶纤维，通过对芳纶长丝的捻度和捻向进行优选，既有助于保持芳纶长丝的高强力，又降低了捻线过程中的强力损伤，促使芳纶布的各项力学性能达到综合平衡状态，并显著提高耐疲劳性。
另，本发明还提供一种芳纶布的浸胶工艺，预先调配胶液一和胶液二，所述芳纶布依次在胶液一和胶液二中进行浸胶处理，然后经过定型处理即可。
进一步，所述胶液一包括以下质量份数配方成分：环氧树脂25-35份、软化水70-80份、渗透剂OT15-20份，所述渗透剂OT为快速渗透剂T；
所述胶液二包括以下质量份数配方成分：软化水320-330份、氨水6-10份、间苯二酚甲醛树脂15.5-17.5份、丁吡乳胶230-250份、甲醛10-13份、Rp粘合剂387.5-413.5份；
所述氨水浓度为25-26％，所述丁吡乳胶浓度为40.5-41％，所述甲醛浓度为35-36％，所述Rp粘合剂为氯酚-间苯二酚粘合剂。
所述胶液一对芳纶布表面起溶、固作用，所述胶液二有助于促进芳纶布与橡胶之间的粘合反应，二者相辅相成，缺一不可，并且所述两者均为环保型材料，危险程度低。
进一步，所述胶液一的调配工艺为：
称取软化水，依次向软化水中加入环氧树脂和渗透剂OT，并不断搅拌，搅拌速度为55-65r/min，搅拌时间为20-30min，调配温度为18-25℃，即得所述胶液一。
进一步，所述胶液二的调配工艺为：
(1)称取软化水234-238份、氨水和间苯二酚甲醛树脂，混合并搅拌均匀，搅拌时间为10-15min，搅拌速度为60-70r/min，得到混合物A；
(2)称取软化水77-80份和丁吡乳胶并倒入器皿中，混合并搅拌均匀，将器皿置于20±3℃的水环境中，搅拌时间为20-30min，搅拌速度为60-70r/min，得到混合物B；
(3)向混合物B中加入混合物A并搅拌均匀，搅拌时间为25-35min，搅拌速度为50-60r/min，得到混合物C；
(4)称取软化水9-12份和甲醛，混合并搅拌均匀，搅拌时间为10-15min，搅拌速度为60-70r/min，得到混合物D；
(5)向混合物C中加入混合物D并搅拌均匀，搅拌时间为15-20min，搅拌速度为50-60r/min，得到混合物E，测得混合物E的pH值为9.5-10，密封反应3-5h；
(6)称取Rp粘合剂，将其加入到步骤(5)密封反应后的混合物E中并搅拌均匀，搅拌时间为5-10min，搅拌速度为50-60r/min，即得所述胶液二。
进一步，所述浸胶处理依次包括一浴浸渍、二浴浸渍、三浴浸渍和四浴浸渍，所述一浴浸渍完成后进行烘干处理，所述二浴浸渍、三浴浸渍完成后均进行热处理。
进一步，所述一浴浸渍和二浴浸渍均在胶液一中进行，其浸渍时间均为10-15s；所述三浴浸渍和四浴浸渍均在胶液二中进行，其浸渍时间均为20-25s，并且所述三浴浸渍和四浴浸渍均在胶液二完成调配后的1-5min内进行；所述烘干处理的温度为210-230℃，烘干时间为1.5-2.5min；所述热处理的温度为230-240℃，热处理时间为3.5-4.5min。
所述一浴浸渍有助于溶解芳纶布表面的纺丝油剂，为预活化处理清除障碍作用；所述二浴浸渍有助于解决芳纶布的固化作用；所述三浴浸渍有助于促进芳纶布表面与胶液二内化学成分的牢固组合；所述四浴浸渍有助于提高芳纶布表面与橡胶的粘合效果。
由于一浴浸胶时，芳纶布表面含有大量的水分或者胶液一，对烘干处理的时间和温度进行优选，有助于去除水分，对热处理的时间和温度进行优选，有助于促进芳纶布表面的胶膜与橡胶进行粘合反应。
进一步，在所述浸胶处理过程中，所述芳纶布的浸胶速度为10-12m/min，张力为1100-1200N，所述一浴浸渍的附胶量为0.5-1％，所述二浴浸渍的附胶量为2-2.5％，所述三浴浸渍的附胶量为2-2.5％，所述四浴浸渍的附胶量为1-1.5％。
本发明对芳纶布的浸渍时间、浸胶速度进行优选，有助于有效控制附胶量，提高布表面胶膜的均匀性。
进一步，所述定型处理依次包括热定型和冷却定型，所述热定型的温度低于热处理的温度，并且所述两者的温度差为8-12℃，热定型时间为3.5-4.5min，所述冷却定型的温度为20-25℃，冷却定型时间为15-25min。
所述热处理与热定型的温度差有助于消除芳纶布内部的拉伸应力，进一步提高芳纶布的稳定性，温度差低于或超过8-12℃时，拉伸应力消除不完全或消除过快，引起芳纶布的不稳定性，导致产品的断裂伸长率和定负荷伸长率过大。
本发明的有益效果是：
1、本发明对芳纶长丝和棉纱的线密度、捻度和捻向进行优选，有助于极大程度的保持芳纶长丝的高强度、高模量的特性，促使芳纶布的各项力学性能达到综合平衡状态，并显著提高了其耐疲劳性能。
2、本发明中浸胶处理分为四次进行，解决了布经纱、纬纱密度高，胶液不易向布内部渗透的弊端，提高了胶液对布的渗透度，增强了芳纶布与橡胶的粘合强度。
3、本发明中将胶液一与胶液二配合使用，对芳纶布表面进行改性处理，并通过适当的热处理增强化学粘合，克服了芳纶布与橡胶不易粘合的特性。
4、本发明附胶量和浸胶速度进行优选，有助于提高布表面胶膜的均匀性，提高芳纶布的稳定性。
5、本发明对热处理、热定型的温度差进行优选，有助于消除芳纶布内部的拉伸应力，进一步提高芳纶布的稳定性。
6、本发明对浸胶时间和热处理温度进行优选，既能促进芳纶布表面的胶液进行充分化学反应，又能避免副反应的发生，有助于提高芳纶布与橡胶的粘合强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种芳纶布，包括采用芳纶长丝的经纱和采用棉纱的纬纱，所述经纱密度为90根/10厘米，所述纬纱密度为50根/10厘米，所述芳纶长丝的线密度为1100dtex，其捻度和捻向为150S/110Z捻/米，所述棉纱的线密度为194dtex，所述经纱、纬纱经加捻后进行织造，即得所述芳纶布，所述芳纶布的宽幅为260mm。
所述一种芳纶布的浸胶工艺，包括以下步骤：
一、调配胶液一和胶液二；
1、胶液一的配方及调配；
所述胶液一包括以下质量份数配方成分：环氧树脂25份、软化水70份、渗透剂OT15份；
所述胶液一的调配工艺为：称取软化水，依次向软化水中加入环氧树脂和渗透剂OT，并不断搅拌，搅拌速度为55r/min，搅拌时间为20min，调配温度为18℃，即得所述胶液一；
2、胶液二的配方及调配；
所述胶液二包括以下质量份数配方成分：软化水320份、氨水6份、间苯二酚甲醛树脂15.5份、丁吡乳胶230份、甲醛10份、Rp粘合剂387.5份；
所述胶液二的调配工艺为：
(1)称取软化水234份、氨水和间苯二酚甲醛树脂，混合并搅拌均匀，搅拌时间为10min，搅拌速度为60r/min，得到混合物A；
(2)称取软化水77份和丁吡乳胶并倒入器皿中，混合并搅拌均匀，将器皿置于17℃的水环境中，搅拌时间为20min，搅拌速度为60r/min，得到混合物B；
(3)向混合物B中加入混合物A并搅拌均匀，搅拌时间为25min，搅拌速度为50r/min，得到混合物C；
(4)称取软化水9份和甲醛，混合并搅拌均匀，搅拌时间为10min，搅拌速度为60r/min，得到混合物D；
(5)向混合物C中加入混合物D并搅拌均匀，搅拌时间为15min，搅拌速度为50r/min，得到混合物E，测得混合物E的pH值为9.5，密封反应3h；
(6)称取Rp粘合剂，将其加入到步骤(5)密封反应后的混合物E中并搅拌均匀，搅拌时间为5min，搅拌速度为50r/min，即得所述胶液二；
二、将所述芳纶布在胶液一中进行一浴浸胶，浸渍时间为10s，然后进行烘干处理，所述烘干处理的温度为210℃，烘干时间为1.5min；
三、将所述芳纶布在胶液一中进行二浴浸胶，浸渍时间为10s，然后进行热处理，所述热处理的温度为230℃，热处理时间为3.5min；
四、将所述芳纶布在胶液二中进行三浴浸胶，浸渍时间为20s，然后进行热处理，所述热处理的温度为230℃，热处理时间为3.5min；
五、将所述芳纶布在胶液二中进行四浴浸胶，浸渍时间为20s，然后进行热定型和冷却定型处理，即可；
所述热定型的温度为218℃，热定型时间为3.5min，所述冷却定型的温度为20℃，冷却定型时间为15min。
本实施中，所述三浴浸渍和四浴浸渍均在胶液二完成调配后的1min内进行，在所述浸胶处理过程中，所述芳纶布的浸胶速度为10m/min，张力为1100N。
所述一浴浸渍的附胶量为0.5％，所述二浴浸渍的附胶量为2％，所述三浴浸渍的附胶量为2％，所述四浴浸渍的附胶量为1％。
所述氨水浓度为25％，所述丁吡乳胶浓度为40.5％，所述甲醛浓度为35％。
实施例二：
本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
所述经纱密度为100根/10厘米，所述纬纱密度为60根/10厘米，所述芳纶长丝的线密度为1100dtex，其捻度和捻向为155S/115Z捻/米，所述棉纱的线密度为195dtex，所述芳纶布的宽幅为600mm。
所述胶液一包括以下质量份数配方成分：环氧树脂30份、软化水75份、渗透剂OT17份。
所述胶液一的调配工艺为：称取软化水，依次向软化水中加入环氧树脂和渗透剂OT，并不断搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间为25min，调配温度为21℃，即得所述胶液一。
所述胶液二包括以下质量份数配方成分：软化水325.5份、氨水8份、间苯二酚甲醛树脂16.5份、丁吡乳胶240份、甲醛11.5份、Rp粘合剂400.5份；
所述氨水浓度为25.5％，所述丁吡乳胶浓度为40.8％，所述甲醛浓度为35.5％。
所述胶液二的调配工艺为：
(1)称取软化水236份、氨水和间苯二酚甲醛树脂，混合并搅拌均匀，搅拌时间为12min，搅拌速度为65r/min，得到混合物A；
(2)称取软化水78.5份和丁吡乳胶并倒入器皿中，混合并搅拌均匀，将器皿置于20℃的水环境中，搅拌时间为25min，搅拌速度为65r/min，得到混合物B；
(3)向混合物B中加入混合物A并搅拌均匀，搅拌时间为30min，搅拌速度为55r/min，得到混合物C；
(4)称取软化水11份和甲醛，混合并搅拌均匀，搅拌时间为13min，搅拌速度为65r/min，得到混合物D；
(5)向混合物C中加入混合物D并搅拌均匀，搅拌时间为18min，搅拌速度为55r/min，得到混合物E，测得混合物E的pH值为9.8，密封反应4h；
(6)称取Rp粘合剂，将其加入到步骤(5)密封反应后的混合物E中并搅拌均匀，搅拌时间为7min，搅拌速度为55r/min，即得所述胶液二。
浸胶过程中，所述一浴浸胶和二浴浸胶的浸渍时间均为12s，所述三浴浸胶和四浴浸胶的浸渍时间均为23s，所述烘干处理的温度为220℃，烘干时间为2min，所述热处理的温度为235℃，热处理时间为4min。
所述热定型的温度为225℃，热定型时间为4min，所述冷却定型的温度为23℃，冷却定型时间为20min。
本实施中，所述三浴浸渍和四浴浸渍均在胶液二完成调配后的2min内进行，在所述浸胶处理过程中，所述芳纶布的浸胶速度为11m/min，张力为1150N。
所述一浴浸渍的附胶量为0.7％，所述二浴浸渍的附胶量为2.3％，所述三浴浸渍的附胶量为2.3％，所述四浴浸渍的附胶量为1.2％。
本实施例中调配的胶液二，既能有效避免产生醚键，导致胶液二的粘度增大，不利于芳纶布与橡胶的粘合，又能有效避免副反应发生，影响胶液二的粘合性能。
本实施例在胶液一和胶液二的协同作用下，有效改善了芳纶布表面与橡胶的接触界面，促使附着在芳纶布表面的胶膜具有柔韧、模量适中、强度高、断裂伸长率小以及附着均匀等特点。
实施例三：
本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
所述经纱密度为110根/10厘米，所述纬纱密度为70根/10厘米，所述芳纶长丝的线密度为1100dtex，其捻度和捻向为160S/120Z捻/米，所述棉纱的线密度为196dtex，所述芳纶布的宽幅为1000mm。
所述胶液一包括以下质量份数配方成分：环氧树脂35份、软化水80份、渗透剂OT20份。
所述胶液一的调配工艺为：称取软化水，依次向软化水中加入环氧树脂和渗透剂OT，并不断搅拌，搅拌速度为65r/min，搅拌时间为30min，调配温度为25℃，即得所述胶液一。
所述胶液二包括以下质量份数配方成分：软化水330份、氨水10份、间苯二酚甲醛树脂17.5份、丁吡乳胶250份、甲醛13份、Rp粘合剂413.5份；
所述氨水浓度为26％，所述丁吡乳胶浓度为41％，所述甲醛浓度为36％。
所述胶液二的调配工艺为：
(1)称取软化水238份、氨水和间苯二酚甲醛树脂，混合并搅拌均匀，搅拌时间为15min，搅拌速度为70r/min，得到混合物A；
(2)称取软化水80份和丁吡乳胶并倒入器皿中，混合并搅拌均匀，将器皿置于23℃的水环境中，搅拌时间为30min，搅拌速度为70r/min，得到混合物B；
(3)向混合物B中加入混合物A并搅拌均匀，搅拌时间为35min，搅拌速度为60r/min，得到混合物C；
(4)称取软化水12份和甲醛，混合并搅拌均匀，搅拌时间为15min，搅拌速度为70r/min，得到混合物D；
(5)向混合物C中加入混合物D并搅拌均匀，搅拌时间为20min，搅拌速度为60r/min，得到混合物E，测得混合物E的pH值为10，密封反应5h；
(6)称取Rp粘合剂，将其加入到步骤(5)密封反应后的混合物E中并搅拌均匀，搅拌时间为10min，搅拌速度为60r/min，即得所述胶液二。
浸胶过程中，所述一浴浸胶和二浴浸胶的浸渍时间均为15s，所述三浴浸胶和四浴浸胶的浸渍时间均为25s，所述烘干处理的温度为230℃，烘干时间为2.5min，所述热处理的温度为240℃，热处理时间为4.5min。
所述热定型的温度为232℃，热定型时间为4.5min，所述冷却定型的温度为25℃，冷却定型时间为25min。
本实施中，所述三浴浸渍和四浴浸渍均在胶液二完成调配后的5min内进行，在所述浸胶处理过程中，所述芳纶布的浸胶速度为12m/min，张力为1200N。
所述一浴浸渍的附胶量为1％，所述二浴浸渍的附胶量为2.5％，所述三浴浸渍的附胶量为2.5％，所述四浴浸渍的附胶量为1.5％。
对比实验一：
取本发明实施例二中未进行浸胶处理的相同尺寸的芳纶布A、芳纶布B、芳纶布C和芳纶布D，将芳纶布A按照本发明实施例二所述的浸胶工艺进行处理。
按照本发明实施例二所述的方法调配胶液一和胶液二，将所述芳纶布B置于胶液一中进行一浴浸胶，一浴浸胶完毕后进行烘干处理，然后将其置于胶液二中进行二浴浸胶，二浴浸胶完毕后进行热定型和冷却定型，上述一浴浸胶、二浴浸胶中的参数与本发明实施例二中一浴浸胶、四浴浸胶的参数相同，其他参数与本发明实施例二中的参数对应相同。
将芳纶布C按照本发明实施例二所述的浸胶工艺进行处理，其中，所述热处理的温度为260℃，其他参数与本发明实施例二中的参数对应相同。
将芳纶布D按照本发明实施例二所述的浸胶工艺进行处理，其中，所述热定型的温度为233℃，其他参数与本发明实施例二中的参数对应相同。
取芳纶布A、B、C和D，分别对所述四者的断裂强力、断裂伸长率、定负荷伸长率和剥离力进行检测，其中，定负荷伸长率在100N负荷条件下进行检测，得出的实验数据如表1：
表1：
上述实验在青岛天邦线业有限公司化验室进行
通过如上实验数据分析：芳纶布A的各项性能均优于芳纶布B、C和D。由于芳纶布B的浸胶次数减少，导致其各项性能均劣于芳纶布A；由于芳纶布C的热处理温度过高，严重影响其剥离力；由于芳纶布D的热处理和热定型的温度差过小，严重影响其断裂伸长率、定负荷伸长率。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种芳纶布，其特征在于：包括采用芳纶长丝的经纱和采用棉纱的纬纱，所述经纱、纬纱经加捻后进行织造，即得所述芳纶布；
一种芳纶布的浸胶工艺，预先调配胶液一和胶液二，将所述芳纶布依次在胶液一和胶液二中进行浸胶处理，然后经过定型处理即可，所述胶液一包括以下质量份数配方成分：环氧树脂25-35份、软化水70-80份、渗透剂OT15-20份，所述胶液二包括以下质量份数配方成分：软化水320-330份、氨水6-10份、间苯二酚甲醛树脂15.5-17.5份、丁吡乳胶230-250份、甲醛10-13份、Rp粘合剂387.5-413.5份，所述氨水浓度为25-26％，所述丁吡乳胶浓度为40.5-41％，所述甲醛浓度为35-36％；
所述浸胶处理依次包括一浴浸渍、二浴浸渍、三浴浸渍和四浴浸渍，所述一浴浸渍完成后进行烘干处理，所述二浴浸渍、三浴浸渍完成后均进行热处理，所述一浴浸渍和二浴浸渍均在胶液一中进行，其浸渍时间均为10-15s，所述三浴浸渍和四浴浸渍均在胶液二中进行，其浸渍时间均为20-25s，并且所述三浴浸渍和四浴浸渍均在胶液二完成调配后的1-5min内进行，所述烘干处理的温度为210-230℃，烘干时间为1.5-2.5min，所述热处理的温度为230-240℃，热处理时间为3.5-4.5min，所述一浴浸渍的附胶量为0.5-1％，所述二浴浸渍的附胶量为2-2.5％，所述三浴浸渍的附胶量为2-2.5％，所述四浴浸渍的附胶量为1-1.5％；
所述胶液一的调配工艺为：称取软化水，依次向软化水中加入环氧树脂和渗透剂OT，并不断搅拌，搅拌速度为55-65r/min，搅拌时间为20-30min，调配温度为18-25℃，即得所述胶液一；
所述胶液二的调配工艺为：
(1)称取软化水234-238份、氨水和间苯二酚甲醛树脂，混合并搅拌均匀，搅拌时间为10-15min，搅拌速度为60-70r/min，得到混合物A；
(2)称取软化水77-80份和丁吡乳胶并倒入器皿中，混合并搅拌均匀，将器皿置于20±3℃的水环境中，搅拌时间为20-30min，搅拌速度为60-70r/min，得到混合物B；
(3)向混合物B中加入混合物A并搅拌均匀，搅拌时间为25-35min，搅拌速度为50-60r/min，得到混合物C；
(4)称取软化水9-12份和甲醛，混合并搅拌均匀，搅拌时间为10-15min，搅拌速度为60-70r/min，得到混合物D；
(5)向混合物C中加入混合物D并搅拌均匀，搅拌时间为15-20min，搅拌速度为50-60r/min，得到混合物E，测得混合物E的pH值为9.5-10，密封反应3-5h；
(6)称取Rp粘合剂，将其加入到步骤(5)密封反应后的混合物E中并搅拌均匀，搅拌时间为5-10min，搅拌速度为50-60r/min，即得所述胶液二。
2.根据权利要求1所述的一种芳纶布，其特征在于：所述经纱密度为90-110根/10厘米，所述纬纱密度为50-70根/10厘米，所述芳纶长丝的线密度为1100dtex，其捻度和捻向为150-160S/110-120Z捻/米，所述棉纱的线密度为194-196dtex。
3.根据权利要求2所述的一种芳纶布，其特征在于：在所述浸胶处理过程中，所述芳纶布的浸胶速度为10-12m/min，张力为1100-1200N。
4.根据权利要求3所述的一种芳纶布，其特征在于：所述定型处理依次包括热定型和冷却定型，所述热定型的温度低于热处理的温度，并且热定型与热处理的温度差为8-12℃，热定型时间为3.5-4.5min，所述冷却定型的温度为20-25℃，冷却定型时间为15-25min。
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