本发明涉及帘子线,具体涉及一种玻纤帘子线的生产工艺及应用。
背景技术:
1、橡胶同步带常应用于汽车发动机的锯齿型皮带,其一般采用帘子线为软芯,将帘子线与橡胶有机结合构成。对橡胶制品而言,帘子线的作用相当于“混凝土中的钢筋”,因此橡胶同步带要求具有耐高低温、耐热老化、耐臭老化、抗撕裂、耐动态疲劳、耐油和水等侵蚀性能,同时要求线绳必须具有高强度、低断裂伸长率以及优异的耐屈挠性。
2、玻璃纤维以其高强度、低断裂伸长率、耐热性好和热膨胀系数低,价格相对便宜等突出优点成为首选帘子线增强材料。但玻璃纤维属于脆性材料,耐屈挠性较差,纤维之间容易磨损,需通过改进纤维表面粘合性能等改善其缺点,因此必须特殊处理以便提高其与橡胶的粘合性能,进而充分发挥优势。
3、现有技术中,cn109295727a的专利文献公开了一种高稳定rfl浸渍液及其制备方法,其配方为rf树脂液重量份430~475,软水重量份95~110,vp胶乳40%重量份415~475,总重量份为1000。其准备rf树脂液、软水和40%vp胶乳,在调配罐中放入软水和vp胶乳,将rf树脂液移送到调配罐内,并持续搅拌。采用喷淋式调配罐采用水冷却夹套保温,经过22~25小时熟化,得到高稳定rfl浸渍液。其公开的浸渍液提高了rfl浸渍液的耐热稳定性,210~225℃保持稳定不变性,延长了rfl浸渍液浸胶帘子布产品的使用寿命。其虽然提高了纤维帘子线的热稳定性,但并未解决玻纤与橡胶之间的界面结合更牢固问题,虽耐高温但使用寿命仍有限。另外,制备的耐高温rfl浸渍液需经22小时以上的熟化,工时较长。
4、cn114016288a的专利文献公开了一种纤维帘线浸渍液及其制备方法和应用,其采用多酚-硅烷偶联剂和白炭黑的复配溶液代替rfl体系中的酚醛树脂(rf)水溶液,对橡胶骨架材料进行处理,避免了间苯二酚和甲醛的应用,具有较好的环保性,同时多酚化合物较好的界面性能可以保证其牢固地粘接在各种纤维帘线的表面,从而保证了足够的粘合力。其中,多酚-硅烷偶联剂和白炭黑的复配溶液代替了rfl体系中的酚醛树脂(rf)水溶液,虽然避免了间苯二酚和甲醛的应用,但其使用的多酚化合物仍然对人体有毒性,对皮肤粘膜、呼吸道及消化道等都有损害,并没有起到环保效果。
5、本发明为同时解决传统橡胶同步带的耐热稳定性问题及帘子线与橡胶的界面结合力问题,提出一种全新的生产工艺。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种玻纤帘子线的生产工艺及应用。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
3、一方面,本发明提供一种玻纤帘子线的生产工艺,其特征在于,包括如下步骤:
4、s1、浸胶:将玻纤置于胶液中浸胶并干燥,该步的干燥温度控制在170℃以下;
5、所述胶液为填料分散液与rfl浸渍液的混合物;
6、其中,所述填料分散液的制备:将填料与偶联剂、水混合制成分散均匀的改性溶液,若溶液非中性,使用ph调节剂调至中性;
7、所述填料为腐殖酸、黄腐酸、胡敏素、氧化锌纳米粉、氧化镁纳米粉、氧化钛纳米粉、白炭黑、钠基蒙脱土、氧化石墨烯中的至少一种;
8、s2、表面改性:在浸胶后的玻纤表面粘附改性剂的粉体或分散液,所述改性剂为氧化石墨烯、腐殖酸、黄腐酸、胡敏素中的至少一种;
9、s3、低温成膜:温度150-170℃下烘干成膜,即得玻纤帘子线。
10、进一步的,步骤s1中的偶联剂采用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
11、进一步的,步骤s1中填料的用量占rfl浸渍液总固含的0.01%-1%。
12、进一步的,步骤s2中粘附的方式采用喷洒、沾取或浸渍。
13、进一步的,步骤s3中低温成膜的时间为30-150s。
14、另一方面,本发明提供一种利用上述生产工艺制得的玻纤帘子线在制备橡胶中的应用,其特征在于,用于制备橡胶传动带,其中,采用上述生产工艺制得的玻纤帘子线用作橡胶传动带的加强筋。
15、进一步的,制备橡胶传动带的工艺中,橡胶基体与玻纤帘子线至少经过共硫化工序。共硫化工序中硫化温度为180~200℃。
16、本发明的有益效果是:
17、1.本发明采用引入微观改性纳米颗粒,可以在两相界面处构建多尺度界面,同时增加rfl浸渍液自身粘度、模量,相同浸渍条件下玻纤挂胶量增加,帘线表面粗糙度增加,增大了后期胶乳与橡胶的共硫化交联程度,有助于形成更强的界面,使得界面交联程度提高。
18、2.本发明采用了两步浸渍方式,在第一步浸渍纳米改性rfl胶乳后,又采用喷淋、沾取或浸渍方式在其表面又涂覆一层表面含有丰富含氧官能团的go或腐殖酸粉体或分散液。因其表面丰富的羟基、羧基以及环氧官能团,在大于170℃高温条件下,含氧官能团裂解,释放羟基自由基和羧基自由基。两种自由基后期可扩散进胶乳和橡胶基体中,吸附胶乳和橡胶分子链导致化学交联或物理交联。两步改性中,第一步浸胶不含有go或腐殖酸,或含有的部分go或腐殖酸在帘子线成膜温度控制170℃以下时,go或腐殖酸不会诱发胶乳内的化学交联,不会影响后期胶乳与橡胶之间的结合。第二步涂覆go或腐殖酸保留在玻纤浸渍液表面,使得在后期共硫化阶段,利用硫化温度的高温条件下帘子线表面的go同时诱导橡胶与胶乳化学交联或物理交联,极大增强了界面结合强度。基于该玻纤帘子线的橡胶传动带的h抽出力提升了23%~35%。
19、3.go或腐殖酸在共硫化阶段,扩散进入胶乳及橡胶基体内,碳材料有良好的导热性能,可提高后续橡胶同步带产品的耐热稳定性问题。
1.一种玻纤帘子线的生产工艺,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的玻纤帘子线的生产工艺,其特征在于,步骤s1中的偶联剂采用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
3.根据权利要求1所述的玻纤帘子线的生产工艺,其特征在于,步骤s1中的所述填料为腐殖酸、黄腐酸、胡敏素、氧化锌纳米粉、氧化镁纳米粉、氧化钛纳米粉、白炭黑、钠基蒙脱土、氧化石墨烯中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的玻纤帘子线的生产工艺,其特征在于,步骤s1中填料的用量占rfl浸渍液总固含的0.01%-1%。
5.根据权利要求1所述的玻纤帘子线的生产工艺,其特征在于,步骤s2中的所述改性剂为氧化石墨烯、腐殖酸、黄腐酸、胡敏素中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的玻纤帘子线的生产工艺,其特征在于,步骤s2中粘附的方式采用喷洒、沾取或浸渍。
7.根据权利要求1所述的玻纤帘子线的生产工艺,其特征在于,步骤s3中低温成膜的时间为30-150s。
8.如权利要求1-7任一项所述的玻纤帘子线的生产工艺的应用,其特征在于,用于制备橡胶传动带,其中,采用所述生产工艺制得的玻纤帘子线用作橡胶传动带的加强筋。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,制备橡胶传动带的工艺中,橡胶基体与玻纤帘子线至少经过共硫化工序。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,共硫化工序中硫化温度为180~200℃。