CN109652985B - 一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液及其使用方法 - Google Patents

一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液及其使用方法，所述浸渍液由前处理液、RFL处理液和三浴处理液组成，其中，前处理液包括以下质量份数配方成分：异氰酸酯1‑25份、环氧树脂1‑40份、顺丁烯二酸羟乙酯1‑30份、甲苯100‑200份；RFL处理液包括以下质量份数配方成分：pH调节剂1‑20份、纯水10‑80份、胶乳60‑120份、炭黑5‑40份、间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物3‑20份；三浴处理液包括以下质量份数配方成分：马来酸酐改性聚氧乙烯醚1‑20份、4,4'‑亚甲基二(N‑苯基马来酰亚胺)1‑20份、甲基丙烯酸羟乙酯1‑20份、聚异氰酸酯1‑20份、甲苯100‑200份，本发明的浸渍液可大幅度提高芳纶纤维与RFL、RFL与三元乙丙橡胶之间的粘合力，实现芳纶纤维与三元乙丙橡胶的良好粘接。

Description

一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液及其使用 方法
技术领域
本发明涉及浸胶芳纶线绳制备技术领域，具体而言涉及一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液及其使用方法。
背景技术
浸胶芳纶线绳可提高以V带和多楔带为主的橡胶传送带及其他橡胶制品的强度和耐久性。由于浸胶芳纶线绳有因橡胶类处理剂形成的浸胶膜，不仅提高了该纤维与橡胶制品的橡胶基质间的粘合性，而且该浸胶膜对芳纶原丝本身起到了保护作用，进而提高了橡胶制品的耐久性。
通常浸胶芳纶线绳与橡胶之间的粘合主要由浸胶膜来完成，浸胶膜一端粘接芳纶纤维，一端粘接橡胶，形成芳纶-胶膜-橡胶的桥联模式。但由于芳纶纤维表面活性基团较少，很难与浸渍材料发生交联，导致芳纶与浸胶胶膜之间粘合力较差。当胶膜与橡胶之间的粘接力大于芳纶与胶膜的粘接力时，就会发生芳纶纤维与胶膜脱层，剥离露“黄”的现象。这会严重影响橡胶制品的质量，极大降低传动带等的使用寿命。
三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯经溶液共聚合而成的橡胶，再引入第三单体(ENB)。三元乙丙橡胶基本上是一种饱和的高聚物，耐老化性能非常好、耐天候性好、电绝缘性能优良、耐化学腐蚀性好、冲击弹性较好。三元乙丙橡胶的最主要缺点是硫化速度慢；与其它不饱和橡胶并用难，自粘和互粘性都很差，故加工性能不好。
现有技术普通采用异氰酸酯对芳纶纤维进行活化，并使用粘合剂作为三浴，以增强RFL与芳纶纤维、RFL与三元乙丙橡胶的粘合力，从而达到增强芳纶纤维与三元乙丙橡胶粘合效果的目的。但是，由于三元乙丙橡胶硫化过程复杂、种类多变，现有粘合剂往往普遍适用性差，无法实现对多种三元乙丙胶的粘合；而异氰酸酯对芳纶纤维的活化效果受到橡胶影响，也并不稳定。所以在双重因素影响之下，芳纶线绳与三元乙丙橡胶的粘合一直无法得到较好的解决方案。
发明内容
为克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液，其可大幅度提高芳纶纤维与RFL、RFL与三元乙丙橡胶之间的粘合力，实现芳纶纤维与三元乙丙橡胶的良好粘接。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液，所述浸渍液由前处理液、RFL处理液和三浴处理液组成，其中，
所述前处理液包括以下质量份数配方成分：异氰酸酯1-25份、环氧树脂1-40份、顺丁烯二酸羟乙酯1-30份、甲苯100-200份；
所述RFL处理液包括以下质量份数配方成分：pH调节剂1-20份、纯水10-80份、胶乳60-120份、炭黑5-40份、间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物3-20份；
所述三浴处理液包括以下质量份数配方成分：马来酸酐改性聚氧乙烯醚1-20份、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)1-20份、甲基丙烯酸羟乙酯1-20份、聚异氰酸酯1-20份、甲苯100-200份。
进一步，所述胶乳由丁吡胶乳、丁苯胶乳、氯丁胶乳、氯磺化聚乙烯胶乳、丁腈胶乳及其改性衍生物中的一种或多种组成。
进一步，所述pH调节剂为氨水和/或氢氧化钠溶液。
本发明还提供一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液的使用方法，包括如下步骤：
将芳纶纤维加捻后，浸入前处理液中，然后取出在120℃～170℃下烘干，再浸入RFL处理剂，取出后在220℃～260℃下烘干，最后浸入三浴处理液，取出后在80℃～150℃下烘干，即可。
进一步，所述前处理液的制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入异氰酸酯、环氧树脂、顺丁烯二酸羟乙酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
进一步，所述RFL处理液的制备方法如下：
(1)将胶乳和pH调节剂混合，搅拌1-5min，加入老化剂，搅拌1-5min，得到溶液A，将溶液A置于25℃环境下保温，待用；
(2)将纯水和pH调节剂混合，搅拌1-5min，加入甲醛或甲醛给予体，搅拌1-5min，加入间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物，搅拌1-5min，加入纯水，搅拌5-10min，得到溶液B，将溶液B置于25℃环境下保温，待用；
(3)将溶液B加入溶液A中，加入炭黑，搅拌10-15min，熟化5h，即可。
进一步，所述三浴处理液的制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入马来酸酐改性聚氧乙烯醚、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)、甲基丙烯酸羟乙酯、聚异氰酸酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
进一步，所述胶乳由丁吡胶乳、丁苯胶乳、氯丁胶乳、氯磺化聚乙烯胶乳、丁腈胶乳及其改性衍生物中的一种或多种组成。
进一步，所述pH调节剂为氨水和/或氢氧化钠溶液。
本发明的有益效果是：
本发明的前处理液使芳纶线绳浸胶干燥后，表面形成渗透性强、交联固化程度高的胶膜，可极大增强芳纶线绳之间的抱合性，与RFL层形成芳纶线绳-前处理胶膜-RFL胶膜的结构，增强芳纶线绳与RFL层的粘合性，而且三浴处理液使浸胶芳纶线绳RFL层外又增加了三浴粘接层，从而与三元乙丙橡胶形成芳纶线绳-前处理胶膜-RFL胶膜-三浴粘接层-三元乙丙橡胶的多层次结构，各层次之间高度交联，形成高强度的粘接结构，增强了芳纶线绳与橡胶之间的粘合力。同时，三浴处理液中的马来酸酐改性聚氧乙烯醚、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)、甲基丙烯酸羟乙酯与三元乙丙橡胶具有非常强的反应活性，可提高与三元乙丙橡胶的交联程度，进一步增强了粘接强度。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明所述的浸渍液，将其用于制备橡胶线绳骨架材料用浸胶芳纶线绳，尤其是应用于以三元乙丙橡胶为基材的橡胶制品中，制得的芳纶线绳，能极大提高芳纶线绳与三元乙丙橡胶的粘接强度，保证芳纶硬线绳应用于橡胶制品后，仍能保持较好的粘合力，起到很好的增强效果。
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：
一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液，所述浸渍液由前处理液、RFL处理液和三浴处理液组成，其中，
所述前处理液包括以下质量份数配方成分：异氰酸酯7份、环氧树脂6份、顺丁烯二酸羟乙酯8份、甲苯100份，制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入异氰酸酯、环氧树脂、顺丁烯二酸羟乙酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
所述RFL处理液包括以下质量份数配方成分：氨水13份、纯水36份、丁吡胶乳80份、炭黑20份、间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物12份，其中，所述丁吡胶乳的浓度为40wt％，氨水的浓度为23wt％，制备方法如下：(1)将丁吡胶乳和6份氨水混合，搅拌2min，加入老化剂，搅拌2min，得到溶液A，将溶液A置于25℃环境下保温，待用；(2)将纯水18份和7份氨水混合，搅拌2min，加入甲醛或甲醛给予体，搅拌2min，加入间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物，搅拌2min，加入18份纯水，搅拌5min，得到溶液B，将溶液B置于25℃环境下保温，待用；(3)将溶液B加入溶液A中，加入炭黑，搅拌10min，熟化5h，即可。
所述三浴处理液包括以下质量份数配方成分：马来酸酐改性聚氧乙烯醚5份、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)3份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、聚异氰酸酯5份、甲苯100份，制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入马来酸酐改性聚氧乙烯醚、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)、甲基丙烯酸羟乙酯、聚异氰酸酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
上述浸渍液使用时，将芳纶纤维加捻后，经过装满前处理液的浸渍槽，快速通过120℃的烘箱烘干；再经过装满RFL处理液的浸渍槽内浸胶，快速通过220℃的烘箱烘干，使RFL处理剂干燥、固化；再经过装满三浴处理液的浸渍槽内浸胶，快速通过80℃的烘箱烘干，即得到浸胶芳纶线绳。
实施例二：
一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液，所述浸渍液由前处理液、RFL处理液和三浴处理液组成，其中，
所述前处理液包括以下质量份数配方成分：异氰酸酯15份、环氧树脂20份、顺丁烯二酸羟乙酯15份、甲苯150份，制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入异氰酸酯、环氧树脂、顺丁烯二酸羟乙酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
所述RFL处理液包括以下质量份数配方成分：氨水16份、纯水50份、丁苯胶乳100份、炭黑30份、间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物15份，其中，所述丁苯胶乳的浓度为50wt％，氨水的浓度为23wt％，制备方法如下：(1)将丁苯胶乳和8份氨水混合，搅拌3min，加入老化剂，搅拌3min，得到溶液A，将溶液A置于25℃环境下保温，待用；(2)将纯水25份和8份氨水混合，搅拌3min，加入甲醛或甲醛给予体，搅拌3min，加入间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物，搅拌3min，加入25份纯水，搅拌7min，得到溶液B，将溶液B置于25℃环境下保温，待用；(3)将溶液B加入溶液A中，加入炭黑，搅拌12min，熟化5h，即可。
所述三浴处理液包括以下质量份数配方成分：马来酸酐改性聚氧乙烯醚10份、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)8份、甲基丙烯酸羟乙酯11份、聚异氰酸酯10份、甲苯150份，制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入马来酸酐改性聚氧乙烯醚、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)、甲基丙烯酸羟乙酯、聚异氰酸酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
上述浸渍液使用时，将芳纶纤维加捻后，经过装满前处理液的浸渍槽，快速通过150℃的烘箱烘干；再经过装满RFL处理液的浸渍槽内浸胶，快速通过240℃的烘箱烘干，使RFL处理剂干燥、固化；再经过装满三浴处理液的浸渍槽内浸胶，快速通过100℃的烘箱烘干，即得到浸胶芳纶线绳。
实施例三：
一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液，所述浸渍液由前处理液、RFL处理液和三浴处理液组成，其中，
所述前处理液包括以下质量份数配方成分：异氰酸酯25份、环氧树脂30份、顺丁烯二酸羟乙酯25份、甲苯200份，制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入异氰酸酯、环氧树脂、顺丁烯二酸羟乙酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
所述RFL处理液包括以下质量份数配方成分：氢氧化钠溶液20份、纯水80份、丁腈胶乳120份、炭黑40份、间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物20份，其中，所述丁腈胶乳的浓度为45wt％，氢氧化钠溶液的浓度为23wt％，制备方法如下：(1)将丁腈胶乳和8份氢氧化钠溶液混合，搅拌5min，加入老化剂，搅拌5min，得到溶液A，将溶液A置于25℃环境下保温，待用；(2)将纯水40份和10份氢氧化钠溶液混合，搅拌5min，加入甲醛或甲醛给予体，搅拌5min，加入间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物，搅拌5min，加入40份纯水，搅拌10min，得到溶液B，将溶液B置于25℃环境下保温，待用；(3)将溶液B加入溶液A中，加入炭黑，搅拌15min，熟化5h，即可。
所述三浴处理液包括以下质量份数配方成分：马来酸酐改性聚氧乙烯醚18份、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)15份、甲基丙烯酸羟乙酯20份、聚异氰酸酯18份、甲苯180份，制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入马来酸酐改性聚氧乙烯醚、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)、甲基丙烯酸羟乙酯、聚异氰酸酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
上述浸渍液使用时，将芳纶纤维加捻后，经过装满前处理液的浸渍槽，快速通过170℃的烘箱烘干；再经过装满RFL处理液的浸渍槽内浸胶，快速通过260℃的烘箱烘干，使RFL处理剂干燥、固化；再经过装满三浴处理液的浸渍槽内浸胶，快速通过150℃的烘箱烘干，即得到浸胶芳纶线绳。
对比实验：
取实施例一至三制备的芳纶线绳及市面常规芳纶线绳与橡胶(橡胶为标准EPDM橡胶)制成线绳成品，进行剥离的性能检测，得出实验数据如表1所示：
表1：
Figure GDA0002950308050000071
Figure GDA0002950308050000081
由上述实验数据可以看出：本发明的实施例一至三制得所制得的浸胶芳纶线绳与橡胶具有良好的粘合力，尤其是实施例一，当用方案中规定的各组分时，浸胶芳纶线绳与橡胶的粘合力均处于最佳水平。
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 (9)

1.一种增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液，其特征在于，所述浸渍液由前处理液、RFL处理液和三浴处理液组成，其中，
所述前处理液包括以下质量份数配方成分：异氰酸酯1-25份、环氧树脂1-40份、顺丁烯二酸羟乙酯1-30份、甲苯100-200份；
所述RFL处理液包括以下质量份数配方成分：pH调节剂1-20份、纯水10-80份、胶乳60-120份、炭黑5-40份、间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物3-20份；
所述三浴处理液包括以下质量份数配方成分：马来酸酐改性聚氧乙烯醚1-20份、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)1-20份、甲基丙烯酸羟乙酯1-20份、聚异氰酸酯1-20份、甲苯100-200份。
2.根据权利要求1所述的浸渍液，其特征在于，所述胶乳由丁吡胶乳、丁苯胶乳、氯丁胶乳、氯磺化聚乙烯胶乳、丁腈胶乳及其改性衍生物中的一种或多种组成。
3.根据权利要求2所述的浸渍液，其特征在于，所述pH调节剂为氨水和/或氢氧化钠溶液。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的增强芳纶线绳与三元乙丙橡胶粘合力的浸渍液的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将芳纶纤维加捻后，浸入前处理液中，然后取出在120℃～170℃下烘干，再浸入RFL处理剂，取出后在220℃～260℃下烘干，最后浸入三浴处理液，取出后在80℃～150℃下烘干，即可。
5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述前处理液的制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入异氰酸酯、环氧树脂、顺丁烯二酸羟乙酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
6.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述RFL处理液的制备方法如下：
(1)将胶乳和pH调节剂混合，搅拌1-5min，加入老化剂，搅拌1-5min，得到溶液A，将溶液A置于25℃环境下保温，待用；
(2)将纯水和pH调节剂混合，搅拌1-5min，加入甲醛或甲醛给予体，搅拌1-5min，加入间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物，搅拌1-5min，加入纯水，搅拌5-10min，得到溶液B，将溶液B置于25℃环境下保温，待用；
(3)将溶液B加入溶液A中，加入炭黑，搅拌10-15min，熟化5h，即可。
7.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述三浴处理液的制备方法如下：将甲苯加入反应釜，搅拌中慢速加入马来酸酐改性聚氧乙烯醚、4,4'-亚甲基二(N-苯基马来酰亚胺)、甲基丙烯酸羟乙酯、聚异氰酸酯，搅拌至完全溶解后，加入固化增强剂至完全溶解。
8.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述胶乳由丁吡胶乳、丁苯胶乳、氯丁胶乳、氯磺化聚乙烯胶乳、丁腈胶乳及其改性衍生物中的一种或多种组成。
9.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述pH调节剂为氨水和/或氢氧化钠溶液。
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