聚酯工業(yè)絲的浸膠粘合

1、.i. 骨架材料的浸膠a. 骨架材料與橡膠的粘合途徑不同的紡織骨架材料和橡膠之間的粘合可以通過下述三種途徑獲得：*機(jī)械粘合 *物理粘合 *化學(xué)粘合1. 機(jī)械粘合力在粘合力不高的場合，或采用機(jī)織、經(jīng)編的網(wǎng)格布作骨架材料，以及膠管中采用螺旋纏繞或針織的結(jié)構(gòu)，才僅僅依靠機(jī)械粘合力。紡織骨架材料 - 紗線埋壓在橡膠中，并被橡膠所包圍。上下層的橡膠可以相互連接。其粘合力有時(shí)實(shí)際依靠的橡膠之間的粘合力。采用變形絲如空氣變形絲、加彈絲，或與棉纖維并捻均可以改善機(jī)械粘合力，因?yàn)榧喚€中的纖維圈或纖維毛羽可以埋入橡膠中，達(dá)到提高機(jī)械粘合力的目的。右圖是短纖粘膠織物以及棉織物分別與氯?。╟r）橡膠和天然/丁苯（nr

2、/sbr）橡膠的粘合力比較。如果是浸膠織物，其機(jī)械粘合力僅為其化學(xué)粘合力的1/10。2. 物理粘合力物理粘合力是材料之間的相互作用所獲得。如： * 偶極之間的結(jié)合力 * 分子之間的引力 * 氫鍵的結(jié)合力。 當(dāng)采用粘膠或錦綸作為骨架材料時(shí)，其物理粘合力是總粘合力的25%。由于聚酯和芳綸的分子中缺乏活性基團(tuán)，其物理粘合力則是相當(dāng)?shù)偷摹?. 化學(xué)粘合力骨架材料采用黏合劑處理后，如：rfl乳膠液（間苯二酚r、甲醛f、乳膠l），可以改善骨架材料的物理和化學(xué)粘合力。主要是骨架材料中的反應(yīng)基團(tuán)如羥、羧、胺端基與rfl樹脂發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)程度取決于這些反應(yīng)基團(tuán)的活性。下表所示是粘膠和錦綸材料用rfl浸膠后

3、，不同種類的粘合力的所占比例： 粘膠 錦綸直接機(jī)械粘合： 20% 15%浸膠液滲入織物中滲透 30% 5%分子擴(kuò)散滲透到纖維中化學(xué)粘合力 25% 60%直接共價(jià)鍵結(jié)合物理粘合力 25% 20%精品.主要是氫鍵結(jié)合b. 浸膠機(jī)理對(duì)于粘膠和錦綸采用rfl粘合體系已經(jīng)可以獲得足夠的粘合力，粘合機(jī)理如下左圖。在骨架材料干燥定型時(shí)，骨架材料和rfl樹脂之間獲得粘合力，浸膠后骨架材料與橡膠之間的粘合力依靠rfl層與橡膠在硫化時(shí)共硫獲得。對(duì)于聚酯和芳綸，聚酯和芳綸沒有與rf(酚醛樹脂)反應(yīng)的活性基團(tuán)，如果直接用rfl浸膠，主要是直接粘合力和物理粘合力，化學(xué)粘合力的貢獻(xiàn)并不大，單純浸膠rfl是無法獲得足夠的粘

4、合力。所以對(duì)于聚酯纖維和芳綸纖維，必須將纖維表面進(jìn)行改性。目前在紡絲時(shí)采用一種稱作“預(yù)活化”的紡絲油劑處理紗線，其主要成分為環(huán)氧樹脂，這種環(huán)氧樹脂是可以用rfl中的rf樹脂進(jìn)行固化反應(yīng)的，處理過的紗線可以和錦綸一樣，通過浸膠同樣的rfl就可獲得足夠的粘合力，粘合機(jī)理如下右圖：與錦綸不同的是，聚酯或芳綸的預(yù)活化層必須在干燥定型時(shí)，經(jīng)過高溫反應(yīng)，才能和rf之間獲得良好的粘合力。對(duì)于未經(jīng)預(yù)處理的聚酯和芳綸來說，單用rfl浸膠液處理是不夠的。要處理以上織物，主要采用環(huán)氧樹脂和封閉異氰酸酯，有兩種方法可用：1. 單浴浸膠：該體系僅適用于未活化處理的聚酯，采用很高的干燥溫度（220250c）和改性rfl浸

5、膠液（國內(nèi)稱作rp浸膠液）對(duì)其進(jìn)行處理。浸膠液的配方如下：- h7浸膠液：含有“vulkabond e”的rfl液，它是一種溶解在氨水中的對(duì)氯苯酚、甲醛和間苯二酚的縮聚物，國內(nèi)稱作rp單浴浸膠，主要由常州曙光化工廠生產(chǎn)。- rfl浸膠液：帶有封閉二異氰酸酯的水基分散物，稱作封閉異氰酸酯，如“desmodur tt”或粘合劑il-6，國內(nèi)由常州科英化工有限公司生產(chǎn)。2. 二浴浸膠：該體系用于聚酯和芳綸的處理，先用一種水基分散物或活化樹脂浸漬織物，干燥后，經(jīng)220-250c高溫?zé)崽幚?，使纖維表面改性為聚氨酯或環(huán)氧樹脂層，從而具有和rfl反應(yīng)的活性，再采用通常的rfl浸膠液浸漬。預(yù)浸膠液的配方如下：

6、d417（用于聚酯） 一種丙三醇二縮水甘醚和封閉異氰酸酯的水基混合物精品.ipd22（用于芳綸） 一種丙三醇二縮水甘醚和吡咯烷酮的水基混合物enka的芳綸浸膠液 一種丙三醇二縮水甘醚和已內(nèi)酰胺的水基混合物下圖為rfl浸膠過程的示意圖。 rfl浸膠過程示意圖 間苯二酚甲醛naoh水人造絲錦綸聚酯芳綸樹脂溶液膠乳水熟化進(jìn)一步熟化rfl浸 膠預(yù)浸膠熱固化浸膠熱固化硫 化纖維預(yù)浸膠浸 膠橡膠纖維3. 主要浸膠參數(shù)烘箱導(dǎo)開壓輥導(dǎo)開導(dǎo)開儲(chǔ)布架浸膠張力站一浴 浸膠主牽引張力站二浴 浸膠牽伸 張力站出布儲(chǔ)布架卷取裝置附膠量控制附膠量控制下圖所示是浸膠機(jī)的浸膠示意圖，圖中，簾布的生產(chǎn)流程是從右到左連續(xù)進(jìn)行，在導(dǎo)

7、開布卷用完時(shí)，儲(chǔ)布架釋放所儲(chǔ)存的坯布，從而獲得時(shí)間用于新布卷的接頭。在浸膠槽前和烘箱后，各有一組張力輥，控制其相對(duì)速度，就能在浸膠和干燥過程中給簾布施加一定的張力；簾布浸膠后的浸膠量由附膠量控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常是一組擠壓輥，也可以是真空吸膠系統(tǒng)或拍打系統(tǒng)。第二浴的功能和一浴的功能基本相同，導(dǎo)開儲(chǔ)布架的功能和卷取儲(chǔ)布架的功能正好相反，為換卷提供緩沖時(shí)間。浸膠過程中的浸膠參數(shù)有：一浴浸膠的熱固化溫度、rfl的熱固化溫度、浸膠張力、簾布在烘箱中的停留時(shí)間等等。在烘箱中的停留時(shí)間可以通過調(diào)整浸膠速度或者在烘箱中的走布道數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。精品.針對(duì)不同種類的纖維材料，不同的rfl配方以及橡膠種類，這些參數(shù)需

8、要進(jìn)行優(yōu)化。到目前為止，簾線與橡膠的粘合更多的是依靠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，而非科學(xué)分析。c. 預(yù)浸膠聚酯和芳綸不像人造絲和錦綸有許多活性的反應(yīng)功能基團(tuán)，因此用標(biāo)準(zhǔn)的rfl進(jìn)行浸膠是不能獲得有效的粘合力。因此必須進(jìn)行了二步法浸膠，第一步稱作預(yù)浸膠，第二步則依然進(jìn)行傳統(tǒng)的rfl浸膠。預(yù)浸膠可以采用溶劑型的高活性反應(yīng)的異氰酸酯進(jìn)行預(yù)浸膠（浸膠硬線繩）。為了能夠使用水性的材料，杜邦開發(fā)了一種苯酚封閉的異氰酸酯浸膠體系，加入少量的環(huán)氧樹脂改善浸膠膜的形成，這個(gè)體系稱做hylene。下圖為示意圖，所示為異氰酸酯和芳綸反應(yīng)生成的兩種物質(zhì)，剩余的異氰酸酯功能團(tuán)還可以進(jìn)一步和后續(xù)的rfl浸膠層反應(yīng)。示意圖2.2 異氰酸酯和

9、芳綸纖維反應(yīng)生成的兩種物質(zhì)芳綸和聚酯常用的另外一種預(yù)浸膠方式就是浸漬環(huán)氧樹脂，依靠丙三醇和表氯醇的反應(yīng)，如下圖所示，所謂的工業(yè)絲預(yù)活化處理，就是預(yù)處理一種環(huán)氧樹脂：示意圖2.3 丙三醇和表氯醇的反應(yīng)利用遠(yuǎn)紅外光譜儀研究了在芳綸表面的熱固化特性，沒有證據(jù)可以證明芳綸與環(huán)氧樹脂進(jìn)行了化學(xué)的相互作用，聚酯纖維和環(huán)氧樹脂之間的粘合是由于擴(kuò)散相互作用形成的。而芳綸則存在擴(kuò)散和氫鍵粘合。環(huán)氧樹脂可以添加在紡絲油劑中，替代預(yù)浸膠，其粘合是由于縮合的環(huán)氧樹脂和芳綸表面形成了多點(diǎn)的氫鍵結(jié)合。精品.d. rfl浸膠1. rfl的配方和制備rfl浸膠液是一種由間苯二酚/甲醛縮聚生成的酚醛樹脂（rf）水溶液和橡膠膠乳

10、(l)混合的水性乳液。如果纖維僅僅是處理橡膠膠乳，其可以提供與橡膠之間的粘合力，但與纖維之間沒有化學(xué)粘合力，物理粘合力也很低，而且浸膠層自身的機(jī)械強(qiáng)度較低。添加間苯二酚r和甲醛f聚合生成的酚醛樹脂（rf）后，浸膠層的極性增加，機(jī)械強(qiáng)度得到提高。酚醛樹脂（rf）水溶液rfl浸膠液的調(diào)配分兩個(gè)步驟，首先，將間苯二酚溶解在添加氫氧化鈉水溶液中，隨后將甲醛緩慢地和間苯二酚水溶液混合，在室溫下，熟化反應(yīng)幾個(gè)小時(shí)。在熟化反應(yīng)過程中，會(huì)發(fā)生一定程度的縮聚，縮聚形成一種空間三維結(jié)構(gòu)的樹脂。間苯二酚r和甲醛f的反應(yīng)和酚醛膠木板的反應(yīng)是相似的，反應(yīng)是在堿性環(huán)境下進(jìn)行的。反應(yīng)過程如下圖所示。增加甲醛的用量，將增加羥

11、甲基的形成速率和數(shù)量。由于這種羥甲基功能，就可以如示意圖所示和另外一個(gè)間苯二酚分子進(jìn)行反應(yīng)。增加甲醛和間苯二酚的比例，可以增加縮聚程度和分支數(shù)量。樹脂溶液的濃度、熟化反應(yīng)時(shí)間和溫度以及浸膠的熱固化時(shí)間和溫度，將影響縮聚程度。因此rf樹脂其實(shí)質(zhì)就是一種水溶性的熱固性酚醛樹脂，或者說是一種熱固性的粘合劑，這種樹脂的三維結(jié)構(gòu)與橡膠硫化后的結(jié)構(gòu)十分相近。在rf樹脂熟化后，將上述樹脂溶液再添加到已經(jīng)用水稀釋的膠乳中，膠乳和水的比率可以進(jìn)行調(diào)整，來獲得所需的rfl浸膠液。rfl浸膠液是酚醛樹脂和膠乳的混合物，可用于人造絲、錦綸、預(yù)活化聚酯和芳綸以及玻璃纖維的浸漬處理，對(duì)于非活化的聚酯和芳綸則必須可用改性r

12、fl浸膠液浸膠或進(jìn)行預(yù)浸膠處理。rfl浸漬液組成如下：r：f = 1：1.5 to 1:2(摩爾數(shù))rf:l = 15:100 to 20:100(千重)以上配比對(duì)粘合力的影響如下圖。間苯二酚r與甲醛f的混合物比例對(duì)聚酯與nr/sbr橡膠的粘合力的影響見左圖：水基間苯二酚甲醛rf樹脂與乳膠l的混合比例對(duì)聚酯與nr/sbr橡膠粘合力的影響見右圖：精品.rf:l的比例與浸膠溫度和浸膠熱處理時(shí)間的長短一樣，會(huì)影響浸膠層和橡膠的粘合力。乳膠rfl中的乳膠在浸膠層和橡膠之間的粘合中起到主要作用，其粘合過程發(fā)生在橡膠的硫化時(shí)，依靠從橡膠中滲透到浸膠層中的硫化體系進(jìn)行硫化。對(duì)于熱固性橡膠材料如：nr、nr/

13、sbr、sbr、rfl浸膠液中采用丁吡（vp）乳膠可以獲得最佳的粘合力。理論上而言，不同的熱固性橡膠材料就必須選用不同的乳膠。但一般來說，大部分橡膠，采用標(biāo)準(zhǔn)的vp膠乳就已經(jīng)可以獲得足夠的粘合力了。rfl-浸膠液配方 下面例舉一固含量為20%的rfl浸膠液的典型配方（以重量計(jì)）：rf 樹脂 重量軟水 418.4氫氧化鈉5% 10.3間苯二酚固體 18.8甲醛37% 26.9總樹脂溶液 474.4 474.4反應(yīng)時(shí)間: 6 hrs 反應(yīng)溫度: 24c乳膠軟水 98.7vp膠乳40% 426.9 525.6 525.6rfl-浸膠液的調(diào)配 1000.0rfl浸膠液的調(diào)配：將反應(yīng)好的樹脂緩緩加到稀釋

14、后的膠乳中后，邊加如邊攪拌，防止出現(xiàn)凝膠，浸膠液必須在510c的溫度下儲(chǔ)存15小時(shí)進(jìn)行熟化后方可使用，為了保持浸膠液的穩(wěn)定性，浸膠液的ph值必須控制在8-9之間。我們要注意的是這種反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)，因此需要良好的攪拌和冷卻；配好的浸膠液可以用軟水稀釋，使其保持為20%的固含量。熟化后的乳膠在5-10c的溫度下使用壽命為4天。我們同時(shí)需要注意，在浸膠過程中，對(duì)浸膠槽的保溫冷卻，特別是二浴浸膠，由于第一浴浸漬異氰酸酯后在230的高溫下反應(yīng)后，如果沒有充分冷卻，骨架材料帶溫進(jìn)入rfl浸膠槽中，就會(huì)使rfl浸膠液溫度升高，足以造成浸膠液提前進(jìn)行縮聚反應(yīng)，影響粘合力。為了防止浸膠后，膠乳過度老化，浸膠

15、后高溫處理的溫度建議不要超過210c，當(dāng)浸膠溫度高或在烘箱中的停留時(shí)間過長，可往rfl浸膠液中加入20份（重量）25%的氨水取代等量的軟水。采用上述的浸膠液，錦綸或粘膠與橡膠之間的剝離強(qiáng)度為240cn/2cm。由于間苯二酚和甲醛均為高毒性物質(zhì)，出于勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境保護(hù)考慮，目前推薦采用濃縮的rf樹脂替代自己調(diào)配rf樹脂；也就是可用低分子線型結(jié)構(gòu)的預(yù)縮聚rf樹脂替代由間苯二酚和甲醛制得的rf樹脂，例如牌號(hào)為penacolite r50或vulkadur t的樹脂等，國內(nèi)也有類似產(chǎn)品。將預(yù)縮聚rf樹脂溶解于含有氫氧化鈉或氨的水中。再將樹脂溶液和甲醛溶液一起直接加入膠乳中。預(yù)縮聚樹脂，比如：penac

16、olite（一種預(yù)縮聚樹脂的商品名）替代甲醛和間苯二酚，penacolite精品.是一種甲醛和間苯二酚的線形聚合體，是在酸性條件下聚合而成的，摩爾分子量在300g/摩爾左右。在調(diào)配浸膠液中，需要再添加甲醛以及添加氫氧化鈉或氨水，獲得所要求的ph值和甲醛/間苯二酚比，從而反應(yīng)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。使用penacolite的最大優(yōu)點(diǎn)就是不再需要進(jìn)行樹脂的熟化反應(yīng)。國內(nèi)目前已經(jīng)廠家生產(chǎn)預(yù)縮聚樹脂。2. 干燥時(shí)間和溫度對(duì)粘合作用的影響骨架材料與浸膠層的粘合力是在浸膠過程中干燥和定型中，利用酚醛樹脂和骨架材料之間的活性集團(tuán)化學(xué)反應(yīng)獲得的，而浸膠后的骨架材料與橡膠的粘合則是利用在橡膠的硫化時(shí)，浸膠層的膠

17、乳和橡膠之間發(fā)生共硫化實(shí)現(xiàn)的。浸膠層和骨架材料、浸膠層與橡膠之間的粘合受浸膠的溫度和時(shí)間的影響。如下圖后示：從圖中可以看出，在不同的干燥溫度下，如果溫度低、定型時(shí)間太短，浸膠液和纖維之間反應(yīng)不完全，使浸膠層和纖維的粘合力不好（曲線左邊，熱固化不足），但由于浸膠層中的膠乳沒有被rf（酚醛）樹脂充分交聯(lián)，更加容易與橡膠粘合，提高了與橡膠的粘合力，出現(xiàn)這種情況，剝離試驗(yàn)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，橡膠層上將留有紅色的浸膠層。如果溫度太高、定型時(shí)間太長，使得膠乳被rf樹脂充分交聯(lián)，浸膠層表面的交聯(lián)密度提高，阻礙了橡膠中的硫化體系向浸膠層中的滲透，導(dǎo)致橡膠硫化過程中浸膠層中的膠乳和橡膠共硫化不充分，粘合力下降（曲線右

18、邊，熱固化過度），而在最佳點(diǎn)時(shí)，其粘合力大于或等于橡膠的撕裂強(qiáng)度力。rf:l的比例中，膠乳l的增加，那么rf樹脂對(duì)膠乳l的交聯(lián)程度就下降，這樣就能提高和橡膠的粘合力，但會(huì)降低和骨架材料的粘合力。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，采用200左右的熱處理溫度，以及在烘箱中停留時(shí)間在60秒-80秒之間是最佳的。如果骨架材料比較厚，則我們必須注意干燥，防止干燥不充分，帶水進(jìn)入高溫烘箱。有文獻(xiàn)研究表示，rfl浸膠液進(jìn)行低溫干燥后（防止rf樹脂與膠乳反應(yīng)），再在烘箱中模擬浸膠溫度進(jìn)行熱處理后，將熱處理后的rfl和硫化劑、促進(jìn)劑等在開煉機(jī)上混煉后，用硫化儀測定其硫化特性，發(fā)現(xiàn)：如果沒有添加硫化體系，其硫化速率很快，但機(jī)械強(qiáng)

19、度不高。添加硫化體系后，其存在和橡膠一樣的硫化特性，具有明顯的焦燒時(shí)間等橡膠硫化特性。因而可以推斷，浸膠層中的膠乳，其特性就是橡膠。精品.3. 骨架材料和rfl浸膠層的反應(yīng)機(jī)理如下： 從反應(yīng)過程中可見，骨架材料中必須要有與rf樹脂反應(yīng)的基團(tuán)，而聚酯和芳綸沒有這種活性基團(tuán)，必須進(jìn)行上述的預(yù)浸膠和預(yù)活化。4. 浸膠骨架材料與橡膠粘合的機(jī)理膠乳膠乳膠乳我們知道：膠乳是橡膠的乳化以后的水溶液，可以看成是非常細(xì)小的橡膠顆粒和水組成。干燥后的膠乳，和橡膠片并無太大的差異。由于rf樹脂是一種空間結(jié)構(gòu)的聚合物，不是線形結(jié)構(gòu)的。浸膠后，我們進(jìn)行熱固化處理，rf樹脂可以和膠乳表面反應(yīng)，建立氫鍵連接等，因此，rf樹

20、脂空間結(jié)構(gòu)的分子可以和膠乳緊密結(jié)合，將各個(gè)膠乳粒子連接在一起成為一個(gè)空間結(jié)構(gòu)的整體?；蛘哒f各個(gè)膠乳粒子是依靠rf樹脂相互連接在一起的。rf樹脂在整個(gè)粘合過程中是將膠乳粒子相互之間建立緊密的結(jié)合，同時(shí)和骨架材料建立結(jié)合。但一旦rf樹脂在浸膠過程中完成熱固化后，浸膠層中的酚醛樹脂已經(jīng)失去了活性，沒有進(jìn)一步的反應(yīng)能力。因此rf的重要作用就在于將膠乳粒子和骨架材料粘合，同時(shí)將膠乳粒子也相互連接在一起。骨架材料浸膠就是把浸膠液中膠乳粒子和骨架材料粘合在一起，同時(shí)也相互粘合在一起。浸膠熱固化后的rfl是由連續(xù)的樹脂相和散布的乳膠粒子組成的，右圖示意。因此浸膠過程中，rf酚醛樹脂更重要的體現(xiàn)為：1、與骨架材

21、料粘合，如果和骨架材料粘合不良，則浸膠層和骨架材料之間的粘合力失效；精品.2、浸膠層中的膠乳粒子之間，如果沒有rf樹脂，則膠乳之間的黏合強(qiáng)度很低，而且膠乳粒子自身也沒有強(qiáng)度的，因此剝離力也差。利用酚醛樹脂進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒峁袒?，使rf樹脂和膠乳粒子之間具有一定的連接強(qiáng)度，對(duì)粘合非常重要。但要使浸膠層和橡膠之間能獲得良好的粘合力，更為重要的是：橡膠中的硫和硫化促進(jìn)劑必須有一部份可以從橡膠中滲透到骨架材料的浸膠層中，使浸膠層和橡膠之間發(fā)生相互硫化，實(shí)現(xiàn)粘合。或者在橡膠體系中，使用間甲白粘合體系（酚醛樹脂）實(shí)現(xiàn)將橡膠與膠乳之間的粘合，但這種利用粘合劑的交聯(lián)，對(duì)粘合界面的彈性、強(qiáng)度等機(jī)械性能影響極大。rf酚

22、醛樹脂的作用就是將浸膠層中的膠乳顆粒相互連接在一起，同時(shí)將膠乳顆粒和骨架材料粘合在一起。在與橡膠的粘合過程中，最為核心的是橡膠與膠乳之間的共硫化作用，這種硫化作用承擔(dān)主要粘合的作用。因此膠乳顆粒的大小、膠乳含量多少均影響浸膠的粘合力，同時(shí)膠乳顆粒在有硫化劑的作用下，可以實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，進(jìn)一步增強(qiáng)浸膠層的強(qiáng)度。rfl浸膠體系是提高紡織骨架材料與熱固性橡膠材料之間粘合力的最常用的浸膠粘合體系。未經(jīng)處理的合成纖維，由于其表面光滑、缺乏極性、模量過高，與橡膠的粘合力很低。要達(dá)到可以滿足要求的粘合力，人造絲和錦綸纖維必須進(jìn)行rfl處理，而聚酯或芳綸必須先進(jìn)行環(huán)氧樹脂或異氰酸酯處理，再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的rfl處理。rf

23、l浸膠處理適用于絕大多數(shù)的纖維/橡膠復(fù)合體，目前沒有可以開發(fā)出粘合力可以與其媲美的替代方法，更不用說粘合力比其高了。 盡管rfl浸膠處理方法早在上世紀(jì)30年代后期就已經(jīng)成熟，但隨后并沒有重大的改進(jìn)。rfl浸膠處理的粘合機(jī)理，到目前為止并不十分清晰，rfl浸膠過程更像一個(gè)手工藝術(shù)，而不是一個(gè)科學(xué)手段。對(duì)于不同種類的纖維和橡膠組合，必須調(diào)節(jié)浸膠過程的參數(shù)，使粘合力達(dá)到最優(yōu)。這些參數(shù)包括：間苯二酚/甲醛比、間甲樹脂和膠乳比、膠乳的種類、浸膠液的ph值、附膠量、浸膠熱固化時(shí)間、浸膠熱固化溫度等等。5. 和熱固性橡膠粘合的粘合體系a. 與nr、nr/sbr之間的粘合骨架材料在與傳統(tǒng)的橡膠材料hr、nr/

24、sbr粘合時(shí)，采用簡單的rfl-vp浸膠液即可。b. 與氯丁橡膠之間的粘合要使紡織骨架材料與氯?。╟r）橡膠之間有良好的粘合力，在rfl浸膠液中最好加入cr膠乳。采用vp膠乳的rfl浸膠液也可以獲得令人滿意的粘合力。c. 與epdm之間的粘合epdm橡膠與紡織骨架材料粘合，而且epdm橡膠的組分對(duì)粘合力的影響非常大。用硫進(jìn)行硫化的epdm橡膠與采用vp或csm膠乳的rfl浸膠的織物之間的粘合力比用過氧化物硫化的epdm來得好。采用含有despon dz與的csm膠乳浸膠與s硫化的epdm之間的效果最好。上圖為不同組分的epdm橡膠粘合力情況。聚酯和芳綸均是活化絲。如果在rfl浸膠液中，加入一定

25、量的天然乳膠將可以適當(dāng)提高與epdm的粘合力；但天然膠容易對(duì)聚酯造成損傷；我公司將采用另外的配方，進(jìn)行浸膠。精品.d. 與cm、csm之間的粘合與聚氯乙烯或csm之間粘合，csm膠乳中加入despon dz的rfl是最好的浸膠液。也可在rfl中采用nbr、cr膠乳。e. 與nbm、hnbr之間的粘合最好采用nbm或hnbr膠乳。用nbr和vp混合膠乳也可獲得良好粘合力。如果采用丙烯晴含量高的丁腈乳膠，粘合力比普通丁腈乳膠好。由于國內(nèi)的主要生產(chǎn)羧基丁腈，如果浸膠液中添加羧基丁腈，羧基丁腈膠乳有較好的自交聯(lián)性能，會(huì)影響了浸膠層與橡膠的共硫化，所以與nbr的粘合力并不高。6. 對(duì)紡織骨架材料的特殊處

26、理為了獲得特別的材料性能，需要對(duì)骨架材料要采取特別的處理，如硬線繩。為此，應(yīng)使用含有游離二或三異氰酸酯的有機(jī)溶液（例如：含有20%三甲苯三異氰酸酯mdi的二氯甲烷），有關(guān)異氰酸酯詳見下表?？椢镌谏鲜鋈芤褐薪n后，溶劑被蒸發(fā)，異氰酸酯發(fā)生聚合，織物與橡膠粘合。含有游離二或三異氰酸酯的溶液也可被用作橡膠粘合劑噴涂在織物上。常用的異氰酸酯牌號(hào)：異氰酸酯 成分 生產(chǎn)商casabond tx diphenylmethanediisocyanate in xy lene consettdesmodur r triisocyanare in ethylacerate bayerdesmodur rf tri

27、isocyanate in ethylacetate bayer voranate m229 diphenylmethanediisocyanate in toluene dow chemical這種浸膠方式在生產(chǎn)切割v型帶中得到廣泛應(yīng)用，聚酯浸膠條件，決定了聚酯在傳動(dòng)帶中的性能。在生產(chǎn)聚酯或芳綸切割帶用的簾線時(shí)，簾線先在二或三異氰酸酯的有機(jī)溶液浸膠，烘干、定型，隨后在水基的bfl中浸膠。同樣有采用水基的預(yù)浸膠液（ionothane）浸膠的聚酯線繩，可以使傳動(dòng)帶中的線繩產(chǎn)生剛硬的效果，在硫化后進(jìn)行切割以及實(shí)際運(yùn)行中不易磨損。采用有機(jī)溶劑型的異氰酸酯，可以獲得較好的粘合力，但其缺點(diǎn)就是粘合作用對(duì)

28、水十分敏感，因此，必須立即將浸漬過或噴涂好的織物同橡膠進(jìn)行硫化或浸漬rfl，以避免受空氣影響，這是它的缺點(diǎn)之一。7. 橡膠配方的改進(jìn)和干法粘合體系在需要特別高的粘合力時(shí)，或未經(jīng)過rfl浸膠，則可以通過改變橡膠組分來提高粘合力，所謂的間甲白粘合體系：偶聯(lián)劑、間苯二酚或間苯二酚給體、甲醛給體（亞甲基給體精品.）。紡織骨架材料和橡膠材料的粘合是在硫化時(shí)發(fā)生的，主要利用間苯二酚給體和甲醛給體在硫化溫度下，產(chǎn)生的聚合反應(yīng)，形成的酚醛樹脂進(jìn)行粘合的。因此硫化溫度和時(shí)間會(huì)影響粘合力。右圖為ep骨架材料和干法粘合的nr混煉膠的粘合力情況：圖中，橫坐標(biāo)是硫化溫度，縱坐標(biāo)為剝離強(qiáng)度，曲線分別為10分鐘、20分鐘和

29、30分鐘的硫化時(shí)間。顯然，硫化溫度提高以及硫化時(shí)間的延長可以提高粘合力；很明顯，干法粘合體系的粘合力比rfl浸膠骨架材料的低許多，但延長反應(yīng)時(shí)間，其粘合力可大幅度提高，但依然不到浸膠骨架材料的一半。為了保證獲得較高的粘合力，有時(shí)采用干法粘合和浸膠rfl相結(jié)合。黏膠與錦綸可以采用干法粘合，聚酯和芳綸活化后，表面是一層環(huán)氧樹脂，也可與異氰酸酯和酚醛樹脂的干法粘合體系粘合，但對(duì)于未經(jīng)過活化的芳綸和聚酯，干法粘合無法獲得足夠的粘合力；對(duì)于自粘合體系，則可以采用將橡膠溶解在有機(jī)溶劑中（甲苯）通過浸膠、涂刮工藝進(jìn)行。也需要在橡膠溶液中添加酚醛樹脂，對(duì)于非活化的聚酯和芳綸，那么需要添加異氰酸酯類的粘合劑，這

30、樣即可提高初始的附著能力，同時(shí)也可提高骨架材料和橡膠的粘合力。精品.骨架材料的浸膠方式8. rp單浴浸膠所謂rp浸膠，其實(shí)就是使用一種對(duì)氯苯酚和甲醛縮聚的熱塑性酚醛樹脂，作為與聚酯纖維的粘合劑。采用rp單浴浸膠，一般需要浸膠溫度達(dá)到230-240，但過高的溫度，對(duì)纖維容易造成損傷外，同時(shí)不容易控制最佳的浸膠工藝，從最佳浸膠曲線圖中，我們可以看到，隨著溫度的提高，浸膠最佳的工藝區(qū)間變短，因此如果工藝控制不當(dāng)，極易造成粘合力的下降。rp中的對(duì)氯苯酚與甲醛縮聚的酚醛樹脂容易吸水，吸水就容易造成以后和橡膠粘合時(shí)的粘合力下降。因此在夏天，rp浸膠容易出現(xiàn)粘合力方面的質(zhì)量問題。rp的配方大致為：rp樹脂（

31、20%）400 公斤調(diào)配好的rfl 20%600 公斤 上述2種組分混合后即可使用。rp浸膠液和rfl浸膠液的最大差異是：rfl中的rf:l一般為1：6.5左右，也就是膠乳含量為85%左右，而rp浸膠液中，rp+rf:l大致為1：1，膠乳含量僅僅50%左右。因此rp浸膠中，膠乳的含量很低，同時(shí)大量的酚醛樹脂，必然造成浸膠層中的膠乳交聯(lián)密度提高，從而影響未來橡膠中硫化的滲透，因此必須保證浸膠過程中的附膠量。浸膠層與橡膠粘合是依靠膠乳和橡膠之間的粘合，膠乳用量的減少，黏合強(qiáng)度自然下降。9. 活化絲單浴浸膠采用預(yù)活化絲浸膠，一般的浸膠溫度在200左右，如果可以保證在烘箱中有足夠的反應(yīng)時(shí)間、其最佳工藝

32、區(qū)間較寬寬，因此粘合力可以得到良好地保證。但與高溫浸膠相比，浸膠速度必須降低，生產(chǎn)效率降低。而浸膠層與nn骨架材料的浸膠層完全相同，與用戶的橡膠配伍性能好。10. 雙浴浸膠雙浴浸膠的實(shí)質(zhì)是首先將纖維用異氰酸酯進(jìn)行表面改性處理，由于溶劑型的異氰酸酯不安全，易爆有毒，所以采用了一種己內(nèi)酰胺封閉的異氰酸酯，只有在高溫下熔融，封閉的異氰酸酯才會(huì)解開封閉，獲得活性，和聚酯進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)后，將在纖維的表面形成一薄層聚氨酯層，溫度越高，該聚氨酯膜與聚酯的粘合性能越好，為了進(jìn)一步提高粘合力，往往在第一浴浸膠液中添加環(huán)氧樹脂。第二浴則采用和nn骨架材料浸膠相同的rfl進(jìn)行浸膠。11. 不同浸膠方式的差異rp與活

33、化絲浸膠、雙浴浸膠的差異在于浸膠液的不同，而rp浸膠液容易受水分的影響，因此一般骨架材料存放期不能過長，否則粘合力極容易下降。而活化絲和雙浴浸膠不受存放期的影響，雖然理論上說，6個(gè)月的保質(zhì)期，但實(shí)際上，妥善的存放2年，粘合力不會(huì)出現(xiàn)明顯下降。精品.活化絲單浴浸膠和普通絲雙浴浸膠的差異在于浸膠工藝不同，由于雙浴浸膠，第一浴的異氰酸酯，會(huì)在纖維表面形成的剛性的聚氨酯層，但同時(shí)粘合劑滲入纖維，將纖維相互粘合住，因此骨架材料顯得特別硬，溫度越高，聚氨酯和聚酯的反應(yīng)越強(qiáng)烈，骨架材料越硬；同時(shí)聚氨酯層，堵死了骨架材料表面的毛細(xì)孔，rfl浸膠液就不易滲透到纖維內(nèi)，浸膠量就低，浸膠層的厚度沒有單浴浸膠層厚。雙

34、浴浸膠，所造成的纖維發(fā)硬，將大大降低骨架材料的耐彎曲壓縮疲勞性能。但這兩種的浸膠配方和nn骨架材料的浸膠配方是一樣的，所以和大部分廠家的橡膠配方的配合很好，粘合力較高。e. 硫化對(duì)粘合力的影響我們已經(jīng)知道，浸膠熱固化后，rf樹脂是已經(jīng)固化，沒有活性的。所以浸膠骨架材料與橡膠的粘合就是依靠浸膠層中的膠乳粒子和橡膠進(jìn)行共硫化粘合，膠乳和橡膠之間可能的粘合機(jī)理：浸膠層中膠乳就是沒有添加硫化體系的橡膠而已，膠乳粒子的表面已經(jīng)和rf樹脂有了一定的結(jié)合力。但就像用酚醛樹脂作為硫化劑硫化的橡膠一樣，橡膠的強(qiáng)度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此rfl浸膠層的強(qiáng)度同樣是不夠的！由于rfl浸膠層是沒有硫化體系的，膠乳之間的交聯(lián)密

35、度是依靠酚醛樹脂獲得的，但交聯(lián)密度依然不足，所以要提高交聯(lián)密度才能提高粘合力，也就需要硫化體系從橡膠中遷移到rfl浸膠層中，rfl浸膠層得到硫化，從而提高rfl浸膠層的交聯(lián)密度。但橡膠中的硫化體系遷移到rfl浸膠層的過程中，一邊遷移，一邊硫化，硫化同時(shí)也就提高交聯(lián)密度，那么靠近橡膠一側(cè)的rfl浸膠層交聯(lián)密度快速提高，阻礙硫化體系的深入遷移。而靠近纖維一側(cè)的rfl浸膠層就沒有得到充分交聯(lián)，該處的rfl浸膠層強(qiáng)度下降，因此粘合力也下降。觀測剝離表面就會(huì)發(fā)現(xiàn)，橡膠上帶有紅色的浸膠層，同時(shí)纖維一側(cè)的顏色變淺。所以硫化的起始速度要慢，讓硫化體系的遷移慢一些，使得硫化體系在浸膠層中分布不存在過大的梯度，更

36、加平均些，浸膠層的強(qiáng)度才能提高。顯然，如果配方不變，在150下正常硫化，粘合力很好，但溫度提高到160，可能就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的粘合問題。有人研究后發(fā)現(xiàn)：浸膠層中的膠乳由于沒有硫磺等物質(zhì)，是不飽和的，也就容易吸引橡膠中的硫化體系。在焦燒期，如果焦燒期較長和焦燒橡膠扭矩較低，橡膠對(duì)浸膠層表面就會(huì)有良好的浸潤，這些則對(duì)提高粘合力有利的，也有利于于氧化鋅和硫磺等由橡膠中向rfl浸膠層中的膠乳粒子中遷移，但焦燒階段沒有開始硫化。而開始硫化階段，促進(jìn)劑和氧化鋅反應(yīng)會(huì)生成鋅-促進(jìn)劑絡(luò)合物，該絡(luò)合物向膠乳粒子中遷移，才是硫化的關(guān)鍵。有人研究了橡膠不同的硫化階段，浸膠層和橡膠之間的硫和鋅原子的數(shù)量，進(jìn)行橡膠與骨架材

37、料粘合的機(jī)理分析。垂直曲線處為粘合界面,左側(cè)為rfl浸膠層，右側(cè)為橡膠，橫坐標(biāo)為離開粘合界面處的距離。精品.因此，如何控制界面處的硫的聚集，是提高粘合力的關(guān)鍵。由于vp膠乳極性高，特別容易吸引這種絡(luò)合物。如果鋅-促進(jìn)劑絡(luò)合物大量準(zhǔn)備進(jìn)入膠乳粒子中去，此時(shí)膠乳中已經(jīng)有硫磺，橡膠就立馬開始交聯(lián)硫化，交聯(lián)密度的快速提高，隨之而來，阻止了鋅-促進(jìn)劑絡(luò)合物的向浸膠層深處遷移。因此會(huì)造成浸膠層深處，靠近骨架材料處的rfl硫化不足，浸膠層的強(qiáng)度無法提高。而靠近界面處的rfl浸膠層得到了充分硫化，已經(jīng)與橡膠有一定的粘合能力，則同樣體現(xiàn)為粘合力不足。因此硫化速度對(duì)粘合力有著十分重要的影響，經(jīng)驗(yàn)表明：焦燒時(shí)間的延

38、長，粘合力可逐步提高。硫化速率的提高則對(duì)粘合力帶來負(fù)面影響。浸膠層與橡膠的共硫化，需要依靠橡膠中的硫析出，滲入到浸膠層，最終和橡膠實(shí)現(xiàn)共硫化。較長的焦燒時(shí)間，有利于硫磺在橡膠中的分散、析出。由于界面處橡膠中的硫化體系析出滲透到浸膠層后，那么精品.靠近界面處的橡膠中硫化體系的濃度將下降，因此需要硫化體系可以從橡膠內(nèi)部的高濃度向界面處的低濃度遷移，保證界面處的交聯(lián)程度。較長的焦燒時(shí)間，和較慢的起硫速度，有利于這種遷移滲透過程，提高粘合強(qiáng)度。因此要提高粘合力，那么我們需要解決硫化體系的遷移問題，硫化速度是核心問題。紡織骨架材料與橡膠的粘合力取決于橡膠的硫化體系和組分，它們影響硫化的工藝特性和產(chǎn)品的物

39、理性能。一定的附膠量，保證一定的膠乳含量，和適當(dāng)?shù)慕z層表面交聯(lián)密度，是決定橡膠和浸膠層中膠乳的交聯(lián)點(diǎn)多少的關(guān)鍵因素，決定橡膠與浸膠骨架材料的粘合力的大小。合理的配方，減少使用間甲白粘合體系的用量，使用橡膠中硫化體系建立與rfl浸膠層的粘合力，使粘合界面處的rfl浸膠層中，也形成一定的網(wǎng)狀硫化結(jié)構(gòu)，顯然比界面處用酚醛樹脂直接粘合性能要好。橡膠和rfl浸膠層的粘合界面的模量降低，有利于提高粘合界面的耐疲勞性能。f. 浸膠與熱定型對(duì)聚酯工業(yè)絲的影響1. 浸膠和熱定型設(shè)備浸膠機(jī)有兩種基本類型，一種是擴(kuò)幅型，織物被裝在鏈條兩邊的扣針或布鋏所固定，以此來控制緯線卷曲度和成品的寬度；另一種則不控制織物的寬

40、度，而是在經(jīng)向上施加一高張力，來調(diào)節(jié)經(jīng)向的伸長和模量。- 擴(kuò)幅型浸膠機(jī)這類浸膠機(jī)用于處理重量輕、張力低的織物，張力范圍為50200kn/m，通常是松結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，織物從1#導(dǎo)開架經(jīng)2#浸膠槽到3#擠壓輥或真空吸膠裝置，然后通過5#干燥烘箱和7#硫化裝置直至8#卷取架。在硫化烘箱的入口處，織物被兩條擴(kuò)幅鏈上扣針或布鋏住，通過硫化烘箱。織物經(jīng)向的張力可以通過安裝在干燥烘箱前后的4a和4b張力輥以及硫化烘箱前后的4b和4c張力輥分別進(jìn)行控制。- 高經(jīng)向張力浸膠設(shè)備這類浸膠機(jī)用于處理高張力重型織物，即160-800kn/m（例如：ee和ep織物）。由于重型織物結(jié)構(gòu)上具有厚而密的特點(diǎn)，在經(jīng)向高張力作用下也不

41、會(huì)使經(jīng)線卷曲轉(zhuǎn)變成緯線卷曲，而使織物的寬度及柔軟性減小。高經(jīng)向張力對(duì)提高改善輸送帶的蠕變性能是有利的。 對(duì)于錦綸和用活化聚酯和芳綸織成的滌錦或芳錦織物只需單浴浸膠即可；而對(duì)于用未經(jīng)活化的聚酯或芳綸織成的滌錦或芳錦織物，則需用二浴浸膠，顯然對(duì)于這種浸膠裝置，烘箱兩端的張力控制輥的可產(chǎn)生的張力要比擴(kuò)幅型浸膠機(jī)大得多，浸膠液的滲透量及附膠量決定于浸膠槽中織物的張力，所以在浸膠槽和干燥烘箱之間需要一組輥筒，避免在干燥烘箱中產(chǎn)生高張力。精品.2. 熱定型粘合處理后的烘干過程，通過加熱和張力的作用，可調(diào)整輸送帶的物理性能如：熱收縮率、熱收縮力、強(qiáng)度、模量等。同時(shí)還可改變織物的結(jié)構(gòu)，如經(jīng)緯線的卷曲度、經(jīng)緯密

42、度。這一過程稱作熱定型。1 熱定型的條件在橡膠輸送帶的硫化和pvc輸送帶的塑化中，熱塑性材料：熱處理溫度提高會(huì)造成聚酯和錦綸纖維的收縮，從而造成纖維或織物在橡膠或pvc中產(chǎn)生不必要的移動(dòng)，因此要求織物中經(jīng)緯線的熱收縮率低，而這可以通過熱定型來獲得。右圖所示為張力、溫度對(duì)聚酯工業(yè)絲的剩余熱收縮的影響。如果原絲的熱收縮為4.5%，隨著熱定型張力的提高，聚酯工業(yè)絲的熱收縮率也相應(yīng)提高。同時(shí)隨著熱定型溫度的提高，聚酯的熱收縮率也會(huì)降低。溫度越高，張力越低，剩余熱收縮率越小。右圖所示為熱收縮率為2%的低收縮的聚酯工業(yè)絲，如果定型張力提高，則熱收縮率反而提高。熱定型對(duì)錦綸66工業(yè)絲的干熱收縮的影響如右圖：熱收縮試驗(yàn)條件為：溫度：160，預(yù)張力5cn/dtex，時(shí)間4分鐘，精品.輪胎、傳動(dòng)帶、輸送帶等在運(yùn)行中蠕變伸長必須低，而經(jīng)線的模量則對(duì)蠕變伸長影響極大。在熱定型中提高經(jīng)線的模量是相當(dāng)重要的一點(diǎn)。如圖所示：隨著熱定型張力提高，纖維的模量也同樣提高。右圖為低收縮聚酯工業(yè)絲采用不同張力和