武汉三维

1.锦纶浸胶工艺流程

    1.：原材料进货（原丝/白线）——（进货检验）——捻线————捻线车间————捻线周转或织布

    2.：原材料化学品——（进货检验）——化学品仓库————配浆间————浆料周转

1 2：浸胶————抽样测试————打包————成品仓库————出货

2.概述

锦纶浸胶帘线具有热塑性变形和热收缩率大的特点,会影响到橡胶制品在制造和使用过程中的尺寸稳定性,因此锦纶帘线在浸胶的过程中必须控制在一定的温度和张力条件下进行,经过一定时间的热处理,以便减小定负荷伸长率和热收缩率,之后再用于制造橡胶制品,这样就可以提高橡胶制品尺寸稳定性,延长橡胶制品的使用寿命。

锦纶浸胶帘子布经过拉伸后,使纤维分子排列整齐,提高了帘布强力,并使得整幅帘布趋于较高的均-性,以便橡胶制品在受到负荷时全部帘线都能同时受力。

锦论浸胶帘子布的热处理工艺过程包括热拉伸、热定型及冷却三个步骤。热拉伸过程是锦纶浸胶浸胶帘子布热处理的非常重要的过程,温度要选择在比较接近锦纶帘线的溶融点,因为这时锦给纤维的分子比较活拨,拉伸时很容易将分子进行重新排列整齐,趋于定向,以便得到优良的热拉伸效果。热定型过程也可以认作正常化过程,要有和热拉伸过程相似的温度,但是张力比前面的热拉伸过程要小一些,从而使得热拉伸后的帘布有一定量的回缩,塑性变形部分固定,弹性变形部分恢复,进而消除内应力。冷却过程和热定型过程应该位于同一个张力段,使得帘布在一定张力下冷却到常温,避免帘布在没有张力情况下冷却时产生热收缩。

下面对锦轮帘线浸胶过程所要具备的条件进行一一简要分析。

2.1对浸胶液的分析

(1)酌醛胶乳粘结剂系统的粘合机理

酌酸胶乳粘结剂系统统称为浸胶液或RFL液(分别取甲酵Formalint、间苯二酷Resozcine、胶乳Larex三种物质英文的第一个字母),其基本组成为:间甲液(间苯二酚、甲酸在NaOH溶液的催化下所进行缩合的预反应液)、胶乳液(丁苯、天然、VP胶乳一乙稀基批淀胶乳的混合液)和氨水三部分。

    a、RF的反应

    间苯二酷间位上有两个羟基,它们对甲酸是很活泼的。在NaOH溶液的催化下,间苯二酷反应生成线型间甲树脂。

反应后间甲树脂的分子量及分布、键合的类型、剩余活泼羟甲基的浓度,将会随着下面条件变化而发生变化:①R/F的摩尔比率,②反应时间,③反应浓度,④反应温度,⑤催化剂的种类、数量。上面这五个条件对RFL液的使用性和粘合力有比较大的影响。特别是在过量缩聚的过程中RF树脂溶液粘度变大,进而变成凝胶,失去了使用性,它的粘合力将随RF树脂中羟甲基的减少而减少,所以控制RF缩聚反应程度是RFL粘结系统的关键,通过多次的试验、分析,使用下面的粘结系统各原料投加量和工艺条件,可达到理想效果,即:R/NaOH (摩尔比)=1/0.073,R/F (摩尔比)=1/2,反应温度26℃, RF液浓度6.6%,反应时间7小时。

b、RFL之间的反应

RFL液是由天然胶乳、丁苯胶乳和VP胶乳与RF树脂液混合而成,RF树脂与胶乳之间有无反应曾经有很多人研究过,Piccini和Wilson等人认为:化合物之间的吡比旋链存在极性,其不仅与紛有很好的相溶性,对酹酸树脂及胶乳之间的结合也有很好的增强效果。Tatenc从动力学分析了 RFL认为:VP胶乳具有相当强的偶极,与RF树脂氧键相互作用,由分子间的物理缠绕生成很强的RFL凝聚系统。

C、RFL与纤维、橡胶之间的结合

RFL粘结剂在橡胶和纤维之间起到了桥梁作用,就是说,RF树脂和锦论纤维有相当好的结合,胶乳组分和橡胶也有相当好的结合,下面介绍它们的结合原理。

    ①RFL和锦纶纤维之间的结合

    RF中的羟甲基和锦论纤维分子中的活拨氧发生脱水缩聚,即RF中的羟甲基和聚酷胺的酷胺基团之间发生脱水反应,在反应中RFL与纤维之间进行了结合,这就是RFL和锦沦纤维之间结合的化学键理论。

    另外还有氨键理论、分子缠绕理论、偶极影响理论等。

    ②RFL和橡胶之间的结合

    RF与橡胶之间的结合也有许多种理论来解释,比如而化学键结合理论讲的是:RF反应的中间产物亚甲基喹啉和橡胶化合物的异戊二稀基团内的活拨氧反应,从而形成连接;扩散理论和硫化理论是说RFL中的胶乳组分与橡胶相互扩散以至结合和在橡胶硫化中共同硫化以至结合。

由上可知,RFL和纤维、橡胶之间的结合主要有以下几方面:①酷酸树脂和橡胶胶乳混合时,由于溶解、扩散渗透从而形成分子缠结状态,VP胶乳中B比淀的-N与RF的经基生成氧键,然而在RFL溶液水分蒸发和高温状态下形成更强的结合;②对锦纶纤维用RFL液在浸渍、干燥拉伸定型的高温处理时,RF树脂在锦纟仓纤维的表面扩散、渗透,从而使得分子之间相互连接,在RF树脂与酰胺基团之间形成氧键,VP胶乳和锦纶纤维产生偶极作用,使得两者粘合力增强;③因为内部存在扩散作用,橡胶与锦纶帘线上的RFL产生硫化粘结,并可与锦纶帘线发生化学结合,从而使得锦纶帘线与橡胶紧紧结合在一起。

(2)对浸胶液粘合力的影响因素

    R/F摩尔比例

RF树脂的结构随着间苯二酴、甲酵之间比率变化而变化,粘合力也随之发生变化。如果R/F比率大于1/2,粘合力会下降,原因是F加入量少了,RF不容易生成高分子;但是R/F比率小于1/2时,粘合力会有所升高;然而到1/3后,粘合力又开始下降。此外配制温度升高才能达到理想的粘合力。

由上可知,使用R/F比率为1/2最为合适,锦纶纤维的粘合力、断裂强度、耐磨性、硬度都可达到要求。

    b、RF树脂缩合时间、温度的影响

    RF在NaOH催化下缩合,其缩合时间主要受RF浓度、温度和NaOH量的影响,同时也和是否搅拌有关。RF浓度为6~24%时,缩合时间随着浓度的提高而缩短,反之则时间延长。当温度26℃时,RF浓度2~3%时,缩合需要1天的时间;而浓度为20~30%时,缩合只需要0.5~1小时;如果浓度为6.6%,反应7小时。浓度提高缩合时间缩短,但是不能进行均匀反应,得不到很好控制。

如果RF浓度一定、NaOH量一定,缩合时间随着温度增高而缩短。在26℃,浓度6. 6%，反应7小时就能达到最大粘合力,高于或低于这个温度,都不能达到理想的效果。

RF反应时NaOH的加入量越大粘合力越小,相反NaOH加入量越小则粘合力越大,但是需要很长的反应时间。另外粘合力的大小与帘线热处理过程中的温度也有关。

    由上可知,R/Na0H=l/0. 073,26℃反应7小时是非常好的选择。

    C、胶乳和RF的混合比例

    胶乳和RF树脂的混合比例对粘合力有相当大的影响,据moult、miuen和Dietcick意见,RF/L在0/100~10/100之间(重量比)粘合力明显增加,在10/100~20/100之间达到饱和。当RF/L比率小时,RFL对锦论纤维的粘合力变弱;当RF/L比率大时,对橡胶的粘合力变弱,耐疲劳性减弱,因此锦论66用RF/L选择1/6最合适。

    d、R/氨水比例的影响

RFL液配好后,需要加一定量的氨水,它的作用是调节胶液的pH值,用NaOH调节pH值容易会使粘合力受到损失;而用氨水调节pH值,粘合力稳定,不会因RFL液的存放粘合力就会降低,它的原理是氨水能推迟RFL液的熟化。虽然RF在RFL液中比例很小,但是它在溶液中会持续反应,氨水的加入对RF的反应基进行保护,使得RFL在帘线热处理过程中能与锦给纤维充分结合,发挥出很好的粘合力,经过热处理后的帘子布即使在存放期间粘合力也能保持稳定,氨水的加入量由帘子布后处理温度来决定。锦纶纤维热处理温度在225°C左右,加入氨水量一般釆用R/NH3=1/1.8 (摩尔比)。

    e、胶乳比例(VP/SBR/NR)的影响

选择哪种胶乳品种,会直接影响到锦论帘线与橡胶的粘合力,VP胶乳是为锦纶帘线浸渍而研制的胶乳,它的粘合力高于其它胶乳,而且化学稳定性、机械稳定性优良,但是它的价格比较昂贵,生产成本较高,在浸胶帘线存放过程中,会发生粘合力降低的问题。而天然胶乳单独使用时粘合力较低,它的化学稳定性、机械稳定性比较差,但经过处理的锦论帘线存放或受热后粘合力保持很好。而SBR/VP比例小于20/80混合使用粘合力降低不明显,能够满足锦轮帘布粘合力需要,而且SBR价格比较便宜,可以降低生产成本,并且能够使帘线存放及受热后粘合力降低较少,其中天然胶乳的最少加入量可以达到5%。因此从粘合力及其稳定性、化学稳定性、机械稳定性和经济效益多方面考虑,锦纶帘线釆用VP/SBR/NR比为80/15/5,可达到非常理想的效果。

2.2对锦沦66帘子布浸胶热处理加工工艺的分析

锦纶66纤维馆点比锦纟仓6湿热时高12t:,干热时高3(rC,热收缩率比锦纶6低,热稳定性好,用锦纶66帘子布作骨架材料制成的轮胎尺寸稳定性好,汽车行驶安全性好。而浸胶热处理加工过程具有固化帘子线的效果,使帘线的粘合力得以发挥,帘线的强力得到保持甚至提高,塑性变形得到改善,热收缩得以控制在一定范围内。

(1)对附胶量的分析

锦纶帘子布的附胶量对粘合力有一定的影响,Dietzick经过充分试验认为,RFL的附着量超过5%,粘合力达到饱和状态,尽管超过5%以后初期粘合力仍有少量增加,但由于粘结剂进一步渗透到帘线内部,外部RFL层变厚,只会使帘线变硬,降低动力学粘合力。附胶量受到浸胶液RFL浓度和粘度、浸胶张力、浸胶时间、浸胶挤压压力、吸胶等因素影响。通过调整上面各种影响因素,使附胶量控制在3. 7~6. 2之间,以达到非常好的粘合力。锦纟仓66就是经过这样的调整,将附胶量定在5±0. 8%标准,以便达到粘结的需要。

(2)对热处理过程中温度的分析

    对干燥区温度的选择是很非常重要的。如果炉内温度过高,会使附在锦论帘线上的浸胶液在干燥过程中表面迅速形成胶液皮膜,内部水分挥发不出来,很容易形成气泡,之后当布面经过罗拉时,气泡就会被挤破,出现所谓火泡的现象,皮膜内部未干燥胶液粘附在罗拉表面形成胶皮,进而影响到布面的平整,在帘子布张力作用下胶皮易被带到布面上,严重影响帘子布的质量。如果胶皮留在炉内,随着炉内长时间加热千燥,很容易引起火灾。如果炉内温度过低,帘线干燥不充分,胶液很容易粘在炉内和罗拉上造成同温度过高一样的后果。锦纶帘布在干燥区干燥不好,就进入拉仲区在高温状态下,这样对粘合力和强力都不利。因此锦纶66帘子布干燥区最适宜温度应选择在130~150℃。

    拉伸区、定型区的炉内温度是由锦沦66纤维的特性和保持帘线的粘合力选定的。在225~235℃之间非常有利于帘子布的拉伸定型,同时也能使锦论帘线在炉内停留时间内达到非常好的粘合效果。

    (3)对各区张力的分析

    浸胶后的锦轮帘线由于含水较多,在干燥过程中受热非常容易造成强力下降,为了防止强度损失就必须增加一定张力,增加张力过小时则起不到防止强力损失的作用,而张力过大时在千燥区帘线拉伸过多,会造成锦论帘线在拉伸区拉伸就会比较困难,从而影响到帘子线内部结构,因此在干燥区采用12. 4~16. 2N/根的张力来满足锦纶帘线质量的要求。干燥区、拉伸区、定型区的张力比约为1.1: 2.2: 3.3,就可以使得锦论帘线在拉伸区有3?5%的拉伸,保证锦论帘线分子的取向度,在定型区有0.6~1.2%的回缩,从而消除了拉伸所带来的内应力,从而保证锦轮帘线定负荷伸长在8. 4±0. 5%范围内,热收缩率在3. 2?5. 5%之间,以便达到轮胎生产的要求。

    ⑷对各区停留时间的分析

    在干燥区,为保证锦论帘布充分得到千燥,就必须要有充分的停留时间,在上面提到的炉内温度情况下,停留时间只要超过1分钟,就可使锦纟仓帘布离开干燥区含水在2. 6%以下,在定型区、拉伸区只要停留超过30秒的时间,就可以达到拉伸定型及粘合力的要求,就能为轮胎生产提高优质的骨架材料。但是如果超过上面所说的时间50%就可会使得锦纟仓帘线质量下降,锦论帘线所有的性能指标都可能发生变化,不能达到高性能轮胎生产制造的要求。

3.生产过程中存在的问题

　　①锦论原丝在拾线过程中存在强力损失的问题;②锦沦浸胶液配制过程中存在的问题;③锦论浸胶过程中存在的问题,如何控制好拉伸,张力,温度,才能获得良好的浸胶质量;浸胶过程中附胶量如何控制的;浸胶过程中存在胶皮胶末的现象,如何去解决;湿度对锦论性能的影响,如何去控制。这些问题都需要去认真考虑解决的,避免在生产中废品的出现,控制好工艺条件,节能减耗,降低成本,提高经济效益,从而市场竞争力。

4.结论 

    由上可知,锦论浸胶帘子布的浸胶热处理生产过程是一个非常复杂的过程,在该过程中化学变化、物理变化、高分子之间反应同时发生,而最终目的是提高锦纟仓帘线与橡胶的粘合力和改善帘线的物理特性,使得锦论帘线的断裂强力、断裂伸长率、热收缩率都能达到轮胎厂家使用要求。

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