CN104497871A - 一种用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，包括N-β（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和双（三乙氧基硅基丙基）四硫化物、双（三乙氧基硅基丙基）二硫化物、3-硫代辛酸基-1-丙基三乙氧基硅烷中的至少一种，以及甲醇、乙醇和水。该水基底涂液中的硅烷偶联剂，分子链一端水解基团发生水解，与钢丝基体反应而结合起来，另一端的有机基团可与后期处理工艺中的有机成分发生反应，有效连接无机金属与有机树脂；该水基底涂液用于胎圈钢丝镀后处理可有效提高胎圈钢丝与橡胶间的粘合力及粘合后钢丝表面附胶率，并可延长钢丝保存时间。

Description

一种用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液

技术领域

本发明涉及一种用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，尤其涉及一种能够同时与无机金属钢丝、有机树脂发生偶联作用，从而提高胎圈钢丝与橡胶间的粘合作用的水基底涂液。

背景技术

近年来，汽车产业发展迅速，作为汽车重要组成部分的子午线轮胎，以其节能化、高速化、轻量化等优点得到了快速的应用与发展。作为子午线轮胎骨架材料之一的胎圈钢丝，质量的优劣会直接影响轮胎整体的性能。胎圈钢丝在轮胎中要承受极其复杂的交变负荷和冲击负荷，不仅要求其具有较高的强度、良好的耐疲劳性能、较高的抗冲击性能，还需其在后期的使用过程中与橡胶有较强且稳定的粘合性能，这就要求胎圈钢丝不仅要与橡胶牢固地粘合在一起，而且在使用的过程中不能过早分离。光面钢丝与橡胶的粘合性能极差，因此现常在钢丝表面均匀覆盖镀层，锡青铜即是其中一种应用较为普遍的镀层。目前常规的胎圈钢丝的生产技术中，胎圈钢丝经化镀锡青铜后，需用棉线涂抹一层有机涂层。国家知识产权局公开了CN102586787A一种与橡胶高度粘合的锡青铜回火胎圈钢丝的生产方法，包括如下步骤：①、选取直径范围在0.70-2.60mm的钢丝，②、将步骤①中的钢丝通过熔融的铅、锡、铋、铅合金、锡合金、铋合金溶液中的任意一种单一溶液或由它们中的两种或两种以上单一溶液组成的混合溶液进行回火，③、将步骤②中得到的钢丝经过水冲洗，再经过电解酸洗而在其表面形成凹凸点，再进行水洗，④、利用化学置换方法在步骤③中得到的表面布满凹凸点的钢丝的表面镀铜锡合金镀层，⑤、对步骤④中得到的镀层钢丝进行水洗、烘干，⑥、在步骤⑤中得到的镀层钢丝表面涂覆防锈增粘涂层，⑦、收线，得到与橡胶粘合强度≥1100N/50cm的锡青铜回火胎圈钢丝。

有机涂层不仅可以起到防锈、延长钢丝保存时间的作用，而且这种有机涂层常含有一些增粘树脂，该类树脂在胎圈钢丝表面也可以与橡胶发生反应，但是该类增粘树脂无法与无机钢丝基体或钢丝表面镀层稳定结合，因此，常会造成胎圈钢丝基体与橡胶粘合作用不强，粘合效果不稳定等情况，影响轮胎性能，缩短轮胎使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可同时与无机金属钢丝、有机树脂发生偶联作用，提高胎圈钢丝与橡胶的粘合力、附胶率，用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，其特征在于：包括N-β（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和双（三乙氧基硅基丙基）四硫化物、双（三乙氧基硅基丙基）二硫化物、3-硫代辛酸基-1-丙基三乙氧基硅烷中的至少一种，以及甲醇、乙醇和水。

其质量百分比为0.5-0.8%的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，0.05-0.3%的双（三乙氧基硅基丙基）四硫化物、双（三乙氧基硅基丙基）二硫化物或3-硫代辛酸基-1-丙基三乙氧基硅烷，55-65%的甲醇，25-30%的乙醇，余量为水。

其作为底涂液适用于胎圈钢丝镀后处理。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

该水基底涂液含有硅烷偶联剂，由于硅烷偶联剂的特殊结构，其分子结构一端的水解基团发生水解，与无机金属反应而结合起来，同时，硅烷偶联剂分子结构另一端的有机基团可与后期处理工艺中的有机成分发生反应而结合起来，这样，该水基底涂液中的硅烷偶联剂就可以把钢丝基体和有机成分连接在一起，增强粘结强度，起到偶联作用。与单涂一层有机涂层液相比较，增强了钢丝基体与有机涂层、橡胶间的粘合作用，粘合后钢丝表面附胶率提高。

附图说明

图1为本发明实施例三胎圈钢丝镀后涂层处理方法的流程图。

具体实施方式

以下是结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例一：一种用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，由质量分数为0.7%的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、0.1%的双（三乙氧基硅基丙基）四硫化物、0.16%的双（三乙氧基硅基丙基）二硫化物、0.04%的3-硫代辛酸基-1-丙基三乙氧基硅烷、60%的甲醇、30%的乙醇、余量水组成，使用浸有上述水基底涂液的6cm棉线，涂抹于0.95mm的镀锡青铜胎圈钢丝表面，硅烷偶联剂一端水解基团发生水解，与钢丝基体反应而结合起来，另一端的有机基团可与后期处理工艺中的有机成分发生反应，有效连接无机金属与有机树脂；与单涂有机涂层液相比较，先涂覆该水基底涂液再涂覆有机涂层液，钢丝与橡胶间粘合力、粘合后附胶率明显提高，经该处理后，钢丝与橡胶间粘合力大于1000N，附胶率大于85%。

实施例二：一种用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，由质量分数为0.8%的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、0.15%的双（三乙氧基硅基丙基）二硫化物、0.1%的3-硫代辛酸基-1-丙基三乙氧基硅烷、60%的甲醇、25%的乙醇、余量水组成，使用浸有上述水基底涂液的8cm棉线，涂抹于1.20mm的镀锡青铜胎圈钢丝表面，硅烷偶联剂一端水解基团发生水解，与钢丝基体反应而结合起来，另一端的有机基团可与后期处理工艺中的有机成分发生反应，有效连接无机金属与有机树脂；与单涂有机涂层液相比较，先涂覆该水基底涂液再涂覆有机涂层液，钢丝与橡胶间粘合力、粘合后附胶率明显提高，经该处理后，钢丝与橡胶间粘合力大于1100N，附胶率大于85%。

实施例三：参见图1所示，一种胎圈钢丝镀后涂层处理方法，包括如下步骤：

①   选取锡青铜镀层重量为0.39-0.58g/kg、锡含量为4-10%、直径为1.30mm的高强度镀后胎圈钢丝；

②   经冷水冲洗，除去钢丝表面在上一步工艺中残留的杂质离子，并在160℃烘箱烘干钢丝；

③   将经步骤②所得钢丝经5cm棉线涂抹本发明用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，水基底涂液含有质量分数为0.6%的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、0.05%的双（三乙氧基硅基丙基）四硫化物、0.15%的3-硫代辛酸基-1-丙基三乙氧基硅烷、60%甲醇、28%乙醇、余量为水，然后经冷风吹干；

④             将经步骤③所得钢丝经8cm棉线涂抹有机涂层液，有机涂层液含有质量分数为2.5%的碳五石油树脂、1.4%的碳五-碳九共聚石油树脂、余量为体积比为1：1的甲苯与丙酮混合溶液；最后经冷风吹干。

按行业标准方法测试钢丝表面性能：

经过上述步骤④处理后，直径为1.30mm的高强度胎圈钢丝与橡胶粘合力大于1200N，表面附胶率大于95%，且胎圈钢丝经密封包装，可保存六个月以上。

实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，其特征在于：包括N-β（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和双（三乙氧基硅基丙基）四硫化物、双（三乙氧基硅基丙基）二硫化物、3-硫代辛酸基-1-丙基三乙氧基硅烷中的至少一种，以及甲醇、乙醇和水。

2.根据权利要求1所述的用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，其特征在于：其质量百分比为0.5-0.8%的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，0.05-0.3%的双（三乙氧基硅基丙基）四硫化物、双（三乙氧基硅基丙基）二硫化物或3-硫代辛酸基-1-丙基三乙氧基硅烷，55-65%的甲醇，25-30%的乙醇，余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的用于胎圈钢丝镀后处理的水基底涂液，其特征在于：其作为底涂液适用于胎圈钢丝镀后处理。