CN112878046A - 芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液和芳纶纤维硬线绳浸胶方法 - Google Patents

芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液和芳纶纤维硬线绳浸胶方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液，包括以下重量份的组分：异氰酸酯1～20份，固化增强剂1～30份，甲苯100～200份。在本发明中，前处理液中的固化增强剂会在浸胶芳纶硬线绳表面形成渗透性强、交联固化程度高的胶膜，不仅可极大增强芳纶纤维之间的抱合性，减轻切割起毛的现象，还能提高胶膜韧性，增强胶膜耐磨性，减轻打磨起毛的现象。同时，固化增强剂还可弥补异氰酸酯对芳纶纤维造成破坏形成的“烧蚀空洞”，在一定程度上修复浸渍液对芳纶纤维的破坏，保证芳纶硬线绳可以在增强固化程度的前提下，仍然保持较高的断裂强力。

Description

芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液和芳纶纤维硬线绳浸胶方法
技术领域
本发明涉及橡胶传送带技术领域，尤其涉及芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液和芳纶纤维硬线绳浸胶方法。
背景技术
芳纶具有密度小、弹性模量大、强度高、伸长小、耐高温、耐磨、耐冲击等特点，是胶带胶管等橡胶制品的新型骨架材料。浸胶芳纶硬线绳可提高以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。由于浸胶芳纶线绳中有橡胶类处理剂形成的浸胶膜，不仅提高了橡胶基质间的粘合性，并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。
然而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，导致芳纶纤维的浸胶一直存在很多问题。尤其是在以芳纶硬线绳为骨架材料的切割带加工过程中，存在切割起毛的问题，部分皮带加工还有打磨的工序，进一步加重了起毛现象。
现有技术为了能够减少起毛的发生，普通采用异氰酸酯对芳纶纤维进行活化，并通过增加异氰酸酯用量的方式来提高芳纶的固化程度。但是异氰酸酯用量增加后，浸胶芳纶硬线绳整体强力大幅下降，
发明内容
本发明的目的在于提供一种芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液和芳纶纤维硬线绳浸胶方法，在保障芳纶纤维硬线绳强力的前提下降低了切割起毛的影响。
本发明提供了一种芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液，包括以下重量份的组分：
异氰酸酯1～20份，固化增强剂1～30份，甲苯100～200份。
优选的，所述固化增强剂包括丙烯酸聚合物、聚氧乙烯基化合物、马来酸酐聚合物和环氧乙烯基化合物中的一种或多种。
优选的，所述聚氧乙烯基化合物包括聚氧乙烯缩水甘油醚和/或十二烷基聚氧乙烯醚。
优选的，所述环氧乙烯基化合物包括环氧乙烯基酚醛树脂和/或双酚A环氧乙烯基树脂。
优选的，所述异氰酸酯与固化增强剂的质量比为1:(1～5)。
本发明提供了上述技术方案所述芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液的制备方法，包括以下步骤：
将异氰酸酯加入甲苯中至异氰酸酯完全溶解，得到异氰酸酯甲苯溶液；
将固化增强剂加入所述异氰酸酯甲苯溶液中至固体增强剂完全溶解，得到浸胶前处理液。
本发明提供了芳纶纤维硬线绳浸胶前处理方法，包括以下步骤：
提供加捻芳纶纤维；
将所述加捻芳纶纤维在上述技术方案所述浸胶用前处理液或上述技术方案所述制备方法得到的浸胶前处理液中进行浸渍；
将所述浸渍后的加捻芳纶纤维烘干。
优选的，所述烘干的温度为220℃～260℃。
本发明还提供了芳纶纤维硬线绳浸胶方法，包括以下步骤：
采用上述技术方案所述浸胶前处理方法得到前处理芳纶纤维；
将所述前处理芳纶纤维在RFL浸胶液中进行浸胶；
将所述浸胶后的芳纶纤维进行第二烘干，得到芳纶纤维硬线绳。
优选的，所述第二烘干的温度为220～260℃。
本发明提供了一种芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液，包括以下重量份的组分：异氰酸酯1～20份，固化增强剂1～30份，甲苯100～200份。在本发明中，前处理液中的固化增强剂会在浸胶芳纶硬线绳表面形成渗透性强、交联固化程度高的胶膜，不仅可极大增强芳纶纤维之间的抱合性，减轻切割起毛的现象，还能提高胶膜韧性，增强胶膜耐磨性，减轻打磨起毛的现象。同时，固化增强剂还可连接活化过程中遭到破坏而断裂的分子链，弥补异氰酸酯对芳纶纤维造成破坏形成的“烧蚀空洞”，在一定程度上修复浸渍液对芳纶纤维的破坏，保证芳纶硬线绳可以在增强固化程度的前提下，仍然保持较高的断裂强力。
具体实施方式
本发明提供了一种芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液，包括以下重量份的组分：
异氰酸酯1～20份，固化增强剂1～30份，甲苯100～200份。
本发明提供的浸胶前处理液包括1～20份的异氰酸酯，优选为5～15份，更优选为8～12份。在本发明中，所述异氰酸酯在前处理液中的质量浓度优选为2～20％，更优选为5～15％，最优选为6.78～10％。本发明提供的前处理液能够在低异氰酸酯含量的前提下，提高芳纶纤维的固化程度，从而既降低了起毛的发生又保证了芳纶纤维硬线绳的整体强力。
本发明提供的浸胶前处理液包括1～30份固化增强剂，优选为5～25份，更优选为10～20份。在本发明中，所述异氰酸酯与固化增强剂的质量比优选为1:(1～5)，更优选为1:(1.25～2)。在本发明中，所述固化增强剂优选包括丙烯酸聚合物、聚氧乙烯基化合物、马来酸酐聚合物和环氧乙烯基化合物中的一种或多种，在本发明的实施例中，所述固化增强剂可以为丙烯酸聚合物、聚氧乙烯基化合物、马来酸酐聚合物和环氧乙烯基化合物中的一种，也可以包括丙烯酸聚合物、聚氧乙烯基化合物、马来酸酐聚合物和环氧乙烯基化合物中的两种、三种或四种。在本发明中，所述两种的方案优选包括环氧乙烯基化合物和丙烯酸聚合物，所述环氧乙烯基化合物和丙烯酸聚合物的质量比优选为2:1；所述三种的方案优选包括环氧乙烯基化合物、丙烯酸聚合物和聚氧乙烯基化合物，所述环氧乙烯基化合物、丙烯酸聚合物和聚氧乙烯基化合物的质量比优选为10:8:5；当固化增强剂为四种的方案时，所述丙烯酸聚合物、聚氧乙烯基化合物、马来酸酐聚合物和环氧乙烯基化合物的质量比优选为1:1:1:2。
在本发明中，所述聚氧乙烯基化合物优选包括聚氧乙烯缩水甘油醚和/或十二烷基聚氧乙烯醚；所述环氧乙烯基化合物优选包括环氧乙烯基酚醛树脂和/或双酚A环氧乙烯基树脂。
本发明提供的浸胶前处理液包括100～200份甲苯，在本发明的实施例中，所述甲苯的相对用量可以为100份、110份、120份、130份、140份、150份、160份、170份、180份、190份或200份。
本发明提供了上述技术方案所述浸胶前处理液的制备方法，包括以下步骤：
将异氰酸酯加入甲苯中至异氰酸酯完全溶解，得到异氰酸酯甲苯溶液；
将固化增强剂加入所述异氰酸酯甲苯溶液中至固体增强剂完全溶解，得到浸胶前处理液。
本发明对所述制备时采用的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的容器即可，如反应釜。在本发明的实施例中，所述制备方法可具体为：将甲苯加入反应釜，在搅拌的条件下加入异氰酸酯，搅拌至完全溶解，再加入固化增强剂至完全溶解，得到浸胶前处理液。本发明对所述搅拌的条件没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可。
本发明还提供了芳纶纤维硬线绳浸胶前处理方法，包括以下步骤：
提供加捻芳纶纤维；
将所述加捻芳纶纤维在上述技术方案所述浸胶用前处理液或上述技术方案所述制备方法得到的浸胶前处理液中进行浸渍；
将所述浸渍后的加捻芳纶纤维烘干。
本发明对所述芳纶纤维的物性参数没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的浸胶芳纶硬线绳用的芳纶纤维即可。在本发明中，所述芳纶纤维经初捻和复捻加捻后进行浸胶前处理，本发明对所述初捻和复捻加捻的技术方案没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的初捻和复捻加捻的技术方案即可。
本发明将经过加捻的芳纶纤维在上述技术方案所述浸胶前处理液中进行浸渍。在本发明中，所述前处理液的重量优选为芳纶纤维重量的50％；所述浸渍的温度优选为25℃；所述浸渍的时间优选为3秒。在本发明的实施例中，优选将所述加捻芳纶纤维以35米/分钟的速度通过装满所述前处理液的浸渍槽。
浸渍所述前处理液后，本发明将得到的浸渍前处理液芳纶纤维烘干。在本发明中，所述烘干的温度220℃～260℃，更优选为240℃～250℃；所述烘干的时间优选为90秒。在本发明的实施例中，优选将通过前处理液的加捻芳纶纤维快速通过烘箱。
本发明还提供了一种芳纶纤维硬线绳浸胶方法，包括以下步骤：
采用上述技术方案所述浸胶前处理方法得到前处理芳纶纤维；
将所述前处理芳纶纤维在RFL浸胶液中进行浸胶；
将所述浸胶后的芳纶纤维进行第二烘干。
本发明采用上述技术方案所述前处理方法得到前处理芳纶纤维后，本发明将所述前处理芳纶纤维在在RFL浸胶液中进行浸胶。在本发明中，所述RFL浸胶液是在以氨水作催化剂，先通过间苯二酚与甲醛反应得到有一定缩合度的间甲树脂液，然后与胶乳混合反应制成有一定浓度的乳液，本发明对所述RFL浸胶液没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的RFL浸胶液即可；
RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)浸胶液优选包括以下重量份的组分：
pH值调节剂1～20份、软化水10～80份、胶乳60～120份、间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物(RF缩合物)3～20份。
在本发明中，所述前处理液中各组分的重量份1与RFL浸胶液中各组分的重量份1单独设定，可以相同，也可以不同。
在本发明中，所述RFL浸胶液优选包括1～20份pH值调节剂，更优选为5～15份，最优选为8～12份。在本发明中，所述pH值调节剂优选包括氨水和氢氧化钠溶液中的一种或两种；所述氨水的质量浓度优选为23～25％；所述氢氧化钠溶液的质量浓度优选为5％。在本发明中，所述pH值调节剂的加入使得RFL浸胶液的pH值优选为10～11。
在本发明中，所述RFL浸胶液优选包括10～80份软化水，更优选为20～70份，最优选为30～60份；
在本发明中，所述RFL浸胶液优选包括60～120份胶乳，更优选为70～110份，最优选为80～100份；所述胶乳优选为丁吡胶乳、丁苯胶乳、氯丁胶乳、氯磺化聚乙烯胶乳、丁腈胶乳及上述胶乳的丙烯酸和马来酸酐改性衍生物中的一种或多种；在本发明中，所述胶乳的固含量优选为40％。
在本发明中，所述RFL浸胶液优选包括3～20份间苯二酚与甲醛的水溶性缩合物，更优选为5～15份，最优选为8～12份；
在本发明中，所述RFL浸胶液的制备方法优选包括以下步骤：
将胶乳、RF缩合物、pH值调节剂和软化水常温搅拌混合，得到RFL浸胶液。
在本发明中，所述溶液A和溶液B优选在25℃保温备用。
在本发明中，所述前处理芳纶纤维与RFL浸胶液的质量比优选为2:1；所述浸胶的温度优选为25℃；所述浸胶的时间优选为3s。在本发明的实施例中，优选将所述前处理芳纶纤维以35米/min的速度通过装满所述RFL浸胶液的浸渍槽。
所述浸胶后，本发明将得到的浸胶芳纶纤维烘干。为了区分清楚，本发明将对浸胶芳纶纤维的烘干命名为第二烘干，所述第二烘干的温度优选为220℃～260℃，更优选为230℃～250℃；所述第二烘干的时间优选为90s。在本发明的实施例中，优选将浸胶得到的浸胶芳纶纤维快速通过烘箱进行第二烘干。
下面结合实施例对本发明提供的芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液和芳纶纤维硬线绳浸胶方法进行详细的说明，但不能把它理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
将100份甲苯加入反应釜中，常温搅拌中加入8份异氰酸酯至完全溶解，再加入10份丙烯酸聚合物常温搅拌至完全溶解，得到前处理液；
将80份浓度为40wt％的丁吡胶乳、10份RF缩合物、浓度为23wt％的氨水13份和软化水36份于常温搅拌混合，得到pH值为10的RFL处理液；
将经过初捻和复捻加捻的芳纶纤维以35米/分钟的速度过装满前处理液的浸渍槽，快速通过130℃的烘箱烘干90s；再以35米/分钟的速度经过装满RFL处理液的浸渍槽浸胶，快速通过240℃的烘箱烘干，使RFL处理剂干燥、固化，得到浸胶芳纶硬线绳。
实施例2
按照实施例1的方案制备浸胶芳纶硬线绳，不同的是，前处理液替换为下述组成的方案：
异氰酸酯8份，聚氧乙烯缩水甘油醚10份和甲苯120份。
实施例3
按照实施例1的方案制备浸胶芳纶硬线绳，不同的是，前处理液替换为下述组成的方案：
异氰酸酯8份，环氧乙烯基酚醛树脂10份、丙烯酸聚合物5份和甲苯150份。
实施例4
按照实施例1的方案制备浸胶芳纶硬线绳，不同的是，前处理液替换为下述组成的方案：
异氰酸酯9份，双酚A环氧乙烯基树脂10份、丙烯酸聚合物8份、十二烷基聚氧乙烯醚5份和甲苯180份。
实施例5
按照实施例1的方案制备浸胶芳纶硬线绳，不同的是，前处理液替换为下述组成的方案：
异氰酸酯7份，环氧乙烯基酚醛树脂10份、丙烯酸聚合物5份、聚氧乙烯缩水甘油醚5份、马来酸酐聚合物5份和甲苯180份。
将实施例1～5得到的浸胶芳纶硬线绳和市面常规产品按GBT30311-2013浸胶芳纶纱线、线绳和帘线拉伸性能的试验方法进行拉伸性能试验，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～5得到的浸胶芳纶线绳和市面常规产品的性能测试结果。
表1本发明实施例1～6得到的浸胶芳纶线绳和市面常规产品的性能测试结果
Figure BDA0002872331030000071
Figure BDA0002872331030000081
由表1可以看出，本发明制备得到的浸胶芳纶硬线绳在保持较高强力的前提下，具有良好的切割、打磨效果，尤其是实施例1的方案，当用丙烯酸聚合物作为固化增强剂时，各项指标均处于最佳水平。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液，包括以下重量份的组分：
异氰酸酯1～20份，固化增强剂1～30份，甲苯100～200份。
2.根据权利要求1所述的浸胶前处理液，其特征在于，所述固化增强剂包括丙烯酸聚合物、聚氧乙烯基化合物、马来酸酐聚合物和环氧乙烯基化合物中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的浸胶前处理液，其特征在于，所述聚氧乙烯基化合物包括聚氧乙烯缩水甘油醚和/或十二烷基聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求2所述的浸胶前处理液，其特征在于，所述环氧乙烯基化合物包括环氧乙烯基酚醛树脂和/或双酚A环氧乙烯基树脂。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的浸胶前处理液，其特征在于，所述异氰酸酯与固化增强剂的质量比为1:(1～5)。
6.芳纶纤维硬线绳浸胶前处理液的制备方法，包括以下步骤：
将异氰酸酯加入甲苯中至异氰酸酯完全溶解，得到异氰酸酯甲苯溶液；
将固化增强剂加入所述异氰酸酯甲苯溶液中至固体增强剂完全溶解，得到浸胶前处理液。
7.芳纶纤维硬线绳浸胶前处理方法，包括以下步骤：
提供加捻芳纶纤维；
将所述加捻芳纶纤维在权利要求1～5任意一项所述浸胶用前处理液或权利要求6所述制备方法得到的浸胶前处理液中进行浸渍；
将所述浸渍后的加捻芳纶纤维烘干。
8.根据权利要求7所述的浸胶前处理方法，其特征在于，所述烘干的温度为220℃～260℃。
9.芳纶纤维硬线绳浸胶方法，包括以下步骤：
采用权利要求7或8所述浸胶前处理方法得到前处理芳纶纤维；
将所述前处理芳纶纤维在RFL浸胶液中进行浸胶；
将所述浸胶后的芳纶纤维进行第二烘干，得到芳纶纤维硬线绳。
10.根据权利要求9所述的浸胶方法，其特征在于，所述第二烘干的温度为220℃～260℃。
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