一种聚酯帆布用的耐热浸渍处理液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种聚酯帆布用的耐热浸渍处理液及其制备方法和应用,所制得的浸胶聚酯帆布与天然丁苯类橡胶具有很好防止热老化后粘合失效的性能,可以适用于制作帆布芯耐热输送带的帆布浸胶液,属于纤维浸渍液技术领域,尤其是聚酯帆布浸渍技术领域。
背景技术
随着中国经济飞速的发展,使得钢铁、水泥、港口等行业成几何式增长,相应的行业对于钢铁、水泥行业生产中重要的运输部件——“耐热输送带”产生了更为广阔的需求。
聚酯帆布是耐热输送带骨架材料的重要组成部分,聚酯帆布主要是由聚酯纤维纺织而成。聚酯纤维作为工业中最主要的合成纤维,具有产量大,加工性能优良,耐热,耐皱,弹性优良和尺寸稳定等优势。将聚酯帆布应用于输送带骨架材料,可以有效地提高输送带的抗压,抗冲击,抗撕裂的性能,聚酯帆布是影响输送带整体性能的重要材料。但是聚酯纤维由于是封闭的链式结构,存在反应活性不强,与橡胶的粘合性能较差等问题。
天然丁苯类橡胶是最为常用的耐热输送带的覆盖胶材料。天然橡胶具有优良的弹性,优异的抗撕裂性能,较高的拉伸强度等。丁苯橡胶作为产量最大的合成橡胶具有着卓越的加工性能,也有着良好的综合性能。但是天然丁苯类橡胶存在热老化后粘合强度大幅度降低的问题,给耐热输送带的大规模生产和使用带来了很大的困难。因此改善聚酯纤维与天然丁苯的热老化后的粘合性能就显得尤为重要了。
为了改善传统浸胶的聚酯帆布与天然丁苯橡胶粘合后热老化后粘合失效的问题,并使浸胶聚酯帆布可以大规模工业化生产。本发明设计并开发一种适用于聚酯帆布的耐热浸胶液,该浸胶液可以有效地改善聚酯帆布与天然橡胶、丁苯橡胶的常温粘合性能,极大地提高了热老化后的粘合保持率,为工业化生产提供了可能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有浸胶技术中存在的生产成本高,生产过程复杂,热老化后粘合失效的不足之处,提供一种聚酯帆布用的耐热浸渍处理液及其制备方法和应用。
按照本发明提供的技术方案,一种聚酯帆布用的耐热浸渍处理液,配方比例按重量份计如下:包括第一浴配方和第二浴配方,具体为:
第一浴配方:去离子水70-100份,水溶性树脂10-15份,异氰酸酯溶液60-80份;
第二浴配方:去离子水150-250份,间苯二酚2.5-12.5份,氢氧化钠0.15-0.25份,甲醛溶液5.5-12.8份,丁吡胶乳70-120份,丙烯酸酯胶乳30-150份;
第一浴配方中,所述异氰酸酯溶液的溶剂为苯和/或二甲苯,其中异氰酸酯质量百分浓度为45-55%;第二浴配方中,甲醛溶液为甲醛的水溶液,其中甲醛的质量百分浓度为35-45%。
所述水溶性树脂为氨基树脂,聚酯树脂,环氧树脂,改性聚丁二烯树脂中的一种或几种。
所述聚酯帆布用的耐热浸渍处理液的制备方法,按重量份计步骤如下:
第一浴浸胶液的制备:向反应缸中加入去离子水30-40份,再加入水溶性树脂10-15份,搅拌0.5-1.5h,继续添加异氰酸酯溶液60-80份和去离子水40-60份,搅拌10-25min,即得到第一浴浸胶液;
第二浴浸胶液的制备:向反应缸中加入去离子水40-60份,再加入氢氧化钠0.15-0.25份和甲醛溶液5.5-12.8份,搅拌反应液至搅拌均匀,在25℃下放置2-4h,得到混合液;取丁吡胶乳70-120份、丙烯酸酯胶乳30-150份和去离子水110-190份,稀释搅拌均匀,得到乳胶,将乳胶加入到混合液中,搅拌均匀;在25℃条件下,放置20-48h,即得到第二浴浸胶液。
所述聚酯帆布用的耐热浸渍处理液的制备工艺,步骤为:取聚酯白坯布,给予8-10MPa的张力,将其浸渍在第一浴浸胶液中,浸渍时间为30-60s,然后放置在110-130℃的烘箱内,放置140-160s以保证水分完全蒸发;然后给予第一浴浸胶帆布8-10MPa的张力,将其浸渍在第二浴浸胶液中,浸渍时间为30-60s,然后再200-220℃下进行2-3min的热处理即可。
本发明的有益效果:本发明浸胶体系采用双浴浸胶法,在第二浴中采用丁吡胶乳与丙烯酸酯胶乳共混,由于丁吡与丙烯酸酯均为极性较大的活性基团,从而使聚酯纤维能够与天然丁苯橡胶形成化学交联。丙烯酸酯基本为饱和链状分子,通过丙烯酸酯起到粘结聚酯帆布和天然丁苯作用,所产生的交联键具有优良的抗热老化性能。因此通过丁吡胶乳与丙烯酸酯胶乳共混,不仅提高了常温条件下聚酯帆布与天然丁苯橡胶的粘合强度,而且有效地改善了粘合的抗热老化性能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明,但不作为对本发明的限制。
实施例1
一种聚酯帆布用耐热浸胶液及其制备方法,包括第一浴配方和第二浴配方,所述的配方按照重量份如下:
第一浴配方:去离子水70份、环氧树脂10份、55%的异氰酸酯的苯溶液60份;
第二浴配方:去离子水150份、间苯二酚5.5份、氢氧化钠0.15份、40%的甲醛溶液8.1份、丁吡胶乳89份、丙烯酸酯胶乳36份。
本实施例的聚酯帆布的浸胶制备工艺的技术方案如下:
第一浴浸胶液的制备:向反应缸里加入40份去离子水,再加入环氧树脂EP303,连续搅拌1h;继续加入异氰酸酯的苯溶液60份和30份去离子水,搅拌10min,即得到第一浴浸胶液。
第二浴浸胶液的制备:在反应缸里加入100份去离子水;加入间苯二酚粉末5.5份,加入氢氧化钠粉末0.15份,加入甲醛溶液8.1份,搅拌反应液至搅拌均匀,在25℃下放置4h,得到混合液;将丁吡胶乳89份、丙烯酸酯胶乳36份加入50份去离子水中进行稀释搅拌;将搅拌好的胶乳加入配置好的混合液中搅拌均匀,在25℃下熟化20小时而后可以使用。
取聚酯白坯布,给予8MPa的张力,将其浸渍在第一浴浸胶液中,浸渍时间为30s,然后放置在120℃的烘箱内,放置150s以保证水分完全蒸发;然后给予第一浴浸胶帆布8MPa的张力,将其浸渍在第二浴浸胶液中,浸渍时间为30s,然后再210℃下进行2min的热处理。
将上述浸渍过后的聚酯帆布与以过氧化物硫化的天然丁苯橡胶复合后放置于25*25cm的模具中,放入平板硫化仪,在152℃和13MPa的条件下硫化40min,在拉力机上采用粘合夹具进行粘合实验,具体结果如表1所示。
实施例2
一种聚酯帆布的浸胶配方及其制备工艺,它包括第一浴配方和第二浴配方,所述的配方按照重量份如下:
第一浴配方:去离子水80份、环氧树脂12份、50%的异氰酸酯的苯溶液70份;
第二浴配方:去离子水200份、间苯二酚10.1份、氢氧化钠0.2份、40%的甲醛的水溶液8.1份、丁吡胶乳110份、丙烯酸酯胶乳15份。
本实施例的聚酯帆布的浸胶制备工艺的技术方案如下:
第一浴浸胶液的制备:第一,向反应缸里加入50份去离子水;第二,将环氧树脂EP303加入反应缸,连续搅拌1.5小时;第三,同时在放音缸里加入异氰酸酯溶液和30份去离子水,搅拌25分钟。
第二浴浸胶液的制备:第一,在反应缸里加入100份去离子水;第二,加入间苯二酚粉末10.1份,加入氢氧化钠粉末0.2份,加入甲醛溶液8.1份,搅拌反应液至搅拌均匀,在25℃下放置6小时;第三,将丁吡胶乳110份,丙烯酸酯胶乳15份加入100份去离子水中进行稀释搅拌;第四,将搅拌好的胶乳加入配置好的酚醛树脂溶液中搅拌均匀,在25℃下熟化20小时而后可以使用。
取聚酯白坯布,给予9MPa的张力,将其浸渍在第一浴浸胶液中,浸渍时间为40s,然后放置在120℃的烘箱内,放置150s以保证水分完全蒸发;然后给予第一浴浸胶帆布9MPa的张力,将其浸渍在第二浴浸胶液中,浸渍时间为40s,然后再210℃下进行2min的热处理。
将上述浸渍过后的聚酯帆布与光氧化物硫化的天然丁苯橡胶放置于25*25cm的模具中,放入平板硫化仪,在152℃和13MPa的条件下硫化40min,在拉力机上采用粘合夹具进行粘合实验,具体结果如表1所示。
实施例3
一种聚酯帆布的浸胶配方及其制备工艺,它包括第一浴配方和第二浴配方,所述的配方按照重量份如下:
第一浴配方:去离子水100份、环氧树脂15份、45%的异氰酸酯的二甲苯溶液80份;
第二浴配方:去离子水250份、间苯二酚12.5份、氢氧化钠0.25份、35%的甲醛的水溶液12.8份、丁吡胶乳110份、丙烯酸酯胶乳125份。
本实施例的聚酯帆布的浸胶制备工艺的技术方案如下:
第一浴浸胶液的制备:向反应缸里加入60份去离子水;将环氧树脂EP303加入反应缸,连续搅拌2h;继续加入异氰酸酯溶液80份和40份去离子水,搅拌40min,即得到第一浴浸胶液。
第二浴浸胶液的制备:在反应缸里加入60份去离子水,加入间苯二酚粉末12.5份,氢氧化钠粉末0.25份,加入甲醛溶液12.8份,搅拌反应液至搅拌均匀,在25℃下放置6h,得到混合液;将丁吡胶乳110份、丙烯酸酯胶乳125份加入190份去离子水中进行稀释搅拌;将搅拌好的胶乳加入配置好的混合液中搅拌均匀,在25℃下熟化40h,即得到第二浴浸胶液。
取聚酯白坯布,给予10MPa的张力,将其浸渍在第一浴浸胶液中,浸渍时间为60s,然后放置在120℃的烘箱内,放置150s以保证水分完全蒸发;然后给予第一浴浸胶帆布10MPa的张力,将其浸渍在第二浴浸胶液中,浸渍时间为60s,然后再210℃下进行3min的热处理。
将上述浸渍过后的聚酯帆布与以过氧化物硫化的天然丁苯橡胶复合后放置于25*25cm的模具中,放入平板硫化仪,在152℃和13MPa的条件下硫化40min,在拉力机上采用粘合夹具进行粘合实验。
对比例1
对比例1与实施例1的粘合胶配方相同,浸胶液则采用了传统RFL浸胶胶乳。
对比例2
对比例2与实施例1的浸胶液配方和浸渍工艺一样,浸胶液中采用天然胶乳代替丙烯酸酯胶乳。
表1本发明实施例与对比例的性能比较
|
实施例1 |
实施例2 |
实施例3 |
对比例1 |
对比例2 |
常温粘合强度/N/mm |
15.9 |
15.2 |
3.1 |
7.1 |
6.4 |
老化后粘合强度/N/mm |
9.6 |
9.1 |
3.0 |
2.7 |
1.2 |
备注:老化条件为200℃*24h。
从实施例与对比例的比较中可以看出,实施例的常温粘合性能、热老化后粘合性能均高于相应的对比例,丙烯酸酯胶乳直接用于浸胶则粘合强度较低,通过调整丙烯酸酯胶乳与丁吡胶乳的比例可以较好的解决了热老化后粘合失效的问题,并且加工方式简单,适宜大规模生产。