CN106120350B - 一种帆布浸胶液的配方及帆布浸胶制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种帆布浸胶液的配方及帆布浸胶制备方法，属于浸胶技术领域。利用单宁酸与多元胺的反应，形成一种体型结构，再与胶乳混合，得到一种新型浸胶液。经过该浸胶液处理过的帆布与橡胶有较好的粘合性能，可以达到传统RFL浸胶体系的水平，满足工业生产的要求。本发明的新型帆布浸胶液替代传统RFL浸胶体系，不仅可以解决RFL浸胶体系中的间苯二酚、甲醛带来的环境问题，而且可以简化工艺流程、降低成本。

Description

一种帆布浸胶液的配方及帆布浸胶制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型的帆布浸胶液的配方及帆布浸胶制备方法，可以提高帆布与橡胶之间的粘合力，适用于橡胶骨架材料，属于浸胶技术领域。
背景技术
随着橡胶工业的发展，纤维/橡胶制品越来越多的出现在人们的生活中，在纤维/橡胶复合材料中，界面粘合性能是决定复合材料综合性能的主要因素。
在工业生产中，纤维在橡胶复合材料中的应用一般会经过纤维浸渍处理。传统的橡胶行业浸胶液的组成为间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)，这样的浸胶方式起源于杜邦公司的发明。通过RFL浸渍后，纤维可与橡胶形成氢键作用和良好的粘合性能，在过去几十年的发展过程中，人们通过改变RFL三组分、加入全新组分、改变浸胶步骤等方法，不断改进RFL浸胶体系，这些被统称为改性RFL浸胶体系。目前国外通常采用二次浸渍或纤维活化再浸胶的工艺对纤维进行表面处理。杜邦公司用RFL浸胶液浸渍纤维，经热处理后在纤维表面形成不完全固化膜从而改善纤维表面的粘合性。有人采用多种改性RFL浸胶液对纤维进行浸胶处理，如添加对氯苯酚-甲醛树脂、封闭异氰酸酯、环氧树脂等，也有人采用等离子体对纤维进行预处理后，再结合RFL体系进行浸胶，以上方法均可显著提高纤维与基体的粘合强度。
但是，在目前的工业应用中，以RFL为主体的浸胶体系的原材料、中间体都具有一定的毒性，因而寻求新的浸胶体系提高纤维与橡胶基体的粘合性能十分必要。
本发明涉及的浸胶体系可替代目前工业上使用的RFL浸胶体系，一方面可以有效避免异氰酸酯、间苯二酚、甲醛等毒性原材料的应用，另一方面可以简化纤维及帆布表面处理的步骤，使得处理后的纤维及帆布的粘合性能大幅提高，达到目前工业化应用的水平。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的帆布浸渍体系，配方中用单宁酸和多元胺代替传统RFL体系中有毒的间苯二酚和甲醛，单宁酸多存在于多种树木(如橡树和漆树)的树皮和果实中，不仅绿色环保，而且价格便宜。利用本发明的配方对帆布进行浸胶处理，与橡胶复合取得了较好的粘合性能。
本发明提供一种新型的帆布浸胶液的配方，所述浸胶液配方按重量份计包括以下组分：
本发明还提供一种帆布浸胶的制备方法，所述制备方法具体步骤如下：
第一步：配制单宁酸和多元胺的混合水溶液，单宁酸浓度为0.3～0.6g/L，多元胺浓度为0.6～1.5g/L，混合溶液在20～60℃条件下均匀搅拌，反应进行2～6h。
第二步：在第一步所得溶液加入胶乳，胶乳的用量是第一步所得溶液的50～100wt％，常温下继续搅拌2～8h，得到浸胶液。
第三步：将帆布置于浸胶液中进行浸胶，在室温下浸胶1～8min，然后于110～240℃下干燥、固化1～15min，使浸胶液附着在帆布表面。
所述的多元胺为烯烃多元胺，优选自下列物质中的一种或多种：二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等。
所述的胶乳的固含量为20％～40％，并且优选自下列胶乳中的一种或多种：乙烯吡啶胶乳、丁苯胶乳、丁苯吡胶乳、氯磺化聚乙烯胶乳、氯丁胶乳、丁腈胶乳或氢化丁腈胶乳。
所述的帆布优选自：尼龙帆布、聚酰胺帆布、聚酯帆布、芳纶帆布、超高分子量聚乙烯帆布中的一种或以上几种纤维混编帆布。
经本发明的浸胶液所处理的帆布与天然橡胶和合成橡胶有较高的粘合强度，合成橡胶包括：丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁基橡胶等。
本发明的优势和特点：
1、单宁酸与烯烃多元胺反应可以生成类似RF树脂的结构，这种结构可以与帆布表面和橡胶都有较好的粘合作用，从而大大提高了帆布与橡胶的粘合性能。
2、本发明中用到的单宁酸是自植物中提取的一种材料，绿色环保、无毒无害，可以减少RFL中的间苯二酚和甲醛的毒害作用。
3、这种新型的绿色浸胶体系不仅粘合性能好，而且绿色环保，配方及制备工艺简单，有很大的工业应用的前景。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述，本发明的范围不以具体实施方式为限制，而是由权利要求书的范围加以限定。
实施例1
浸胶液制备：称取0.3g单宁酸和0.6g二乙烯三胺，分别溶解到100g水中，在20℃条件下均匀搅拌，反应6h；然后加入60g固含量为40％的丁吡胶乳(市售)，室温下均匀搅拌，2h后可得浸胶液。
浸胶处理：将聚酯帆布(市售)在上述所得浸胶液中浸胶1min，之后在240℃的烘箱中放置1min，做干燥、固化处理。
剥离试验样条制备：浸胶处理后的聚酯帆布裁成尺寸为23.5cm×23.5cm的两块，将两层聚酯帆布上、下及中间均通过混炼好的0.8mm厚的粘合胶(无锡宝通科技股份有限公司提供)进行层间贴合，然后在聚酯布上下两面贴附混炼好的8mm厚的覆盖胶(无锡宝通科技股份有 限公司提供)制成剥离实验样条。最后将其放在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为40min。
实施例2
浸胶液制备：称取0.5g单宁酸和1.5g二乙烯三胺，分别溶解到100g水中，在40℃条件下均匀搅拌，反应4h；然后加入80g固含量为30％的丁吡胶乳(市售)，室温下搅拌均匀，5h后可得浸胶液。
浸胶处理：将尼龙帆布(市售)在上述所得浸胶液中浸渍3min，之后在180℃的烘箱中放置5min，做干燥、固化处理。
剥离试验样条制备：浸胶处理后的尼龙帆布裁成尺寸为23.5cm×23.5cm的两块，将两层尼龙帆布上、下及中间均通过混炼好的0.8mm厚的粘合胶(无锡宝通科技股份有限公司提供)进行层间贴合，然后在尼龙布上下两面贴附混炼好的8mm厚的覆盖胶(无锡宝通科技股份有限公司提供)制成剥离实验样条。最后将其放在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为40min。
实施例3
浸胶液制备：称取0.6g单宁酸和1.2g三乙烯四胺，分别溶解到100g水中，在60℃条件下均匀搅拌，反应2h；然后加入100g固含量为20％的丁吡胶乳(市售)，室温下搅拌均匀，8h后可得浸胶液。
浸胶处理：将尼龙帆布(市售)在上述所得浸胶液中浸渍5min，之后在110℃的烘箱中放置15min，做干燥、固化处理。
剥离试验样条制备：浸胶处理后的尼龙帆布裁成尺寸为23.5cm×23.5cm的两块，将两层尼龙帆布上、下及中间均通过混炼好的0.8mm厚的粘合胶(无锡宝通科技股份有限公司提供)进行层间贴合，然后在尼龙布上下两面贴附混炼好的8mm厚的覆盖胶(无锡宝通科技股份有限公司提供)制成剥离实验样条。最后将其放在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为40min。
对比例1
浸胶处理：取传统RFL浸胶体系浸渍过的聚酯帆布(市售)直接使用，无需浸胶。
剥离试验样条制备：浸胶处理后的聚酯帆布裁成尺寸为23.5cm×23.5cm的两块，将两层聚酯帆布上、下及中间均通过混炼好的0.8mm厚的粘合胶(无锡宝通科技股份有限公司提供)进行层间贴合，然后在聚酯布上下两面贴附混炼好的8mm厚的覆盖胶(无锡宝通科技股份有限公司提供)制成剥离实验样条。最后将其放在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为40min。
剥离试验说明：把样条裁成250mm×250mm的尺寸，按照国标GB/T6759-86规定的方法对样条进行剥离测试。附胶率说明：附胶率是指剥离试验后，附胶帆布的面积与整个帆布的面积之比。
上述使用设备均为常规生产设备。
表1：本发明实施例及对比例所得样条的性能对比
如表1中所示，对比例1所用的浸胶体系是传统的RFL浸胶体系，而实施例1、2、3所用的的浸胶体系是本发明制备的浸胶体系。可以看出，本发明制备的浸胶液处理过的帆布与橡胶的剥离强度可以达到传统工业浸胶的水平，且远远超过标准GBT20021-2005_9：常温下布与布的粘合强度：纵向试样平均值≥4.5N/mm，纵向试样最低峰值≥3.9N/mm；其附胶率也达到了对比例1的水平。

Claims (8)

1.一种帆布浸胶液的配方，所述浸胶液配方按重量份计包括以下组分：
单宁酸 0.3～0.6份
多元胺 0.6～1.5份
胶乳 60～100份
去离子水 100份；
所述的多元胺为烯烃多元胺。
2.按照权利要求1所述的一种帆布浸胶液的配方，其特征在于，多元胺选自下列物质中的一种或多种：二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺。
3.按照权利要求1所述的一种帆布浸胶液的配方，其特征在于，胶乳的固含量为20％～40％。
4.按照权利要求1所述的一种帆布浸胶液的配方，其特征在于，胶乳选自下列中的一种或多种：乙烯吡啶胶乳、丁苯胶乳、丁苯吡胶乳、氯磺化聚乙烯胶乳、氯丁胶乳、丁腈胶乳或氢化丁腈胶乳。
5.一种帆布浸胶的制备方法，所述制备方法具体步骤如下：
第一步：配制单宁酸和多元胺的混合水溶液，单宁酸浓度为0.3～0.6g/L，多元胺浓度为0.6～1.5g/L，混合溶液在20～60℃条件下均匀搅拌，反应进行2～6h；多元胺为烯烃多元胺；
第二步：在第一步所得溶液加入胶乳，胶乳的用量是第一步所得溶液的50～100wt％，常温下继续搅拌2～8h，得到浸胶液；
第三步：将帆布置于浸胶液中进行浸胶，在室温下浸胶1～8min，然后于110～240℃下干燥、固化1～15min，使浸胶液附着在帆布表面。
6.按照权利要求5的制备方法，其特征在于，多元胺选自下列物质中的一种或多种：二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺。
7.按照权利要求5的制备方法，其特征在于，胶乳的固含量为20％～40％，并且选自下列胶乳中的一种或多种：乙烯吡啶胶乳、丁苯胶乳、丁苯吡胶乳、氯磺化聚乙烯胶乳、氯丁胶乳、丁腈胶乳或氢化丁腈胶乳。
8.按照权利要求5的制备方法，其特征在于，所述的帆布选自：尼龙帆布、聚酰胺帆布、聚酯帆布、芳纶帆布、超高分子量聚乙烯帆布中的一种。
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