CN112458586B - 用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法，该包芯纱包括外层和内芯，通过对内芯中的玻璃纤维进行中压、中温的微膨化处理，使玻璃纤维获得较好的浸润率，以及使用改良型浸润剂使玻璃纤维能够获得较好的抗拉强度，并降低玻璃纤维表面的摩擦系数，从而提高刹车带的使用性能和寿命。

Description

用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法

技术领域

本发明涉及刹车带技术领域，尤其是涉及一种用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法。

背景技术

刹车带广范应用于卡车甲板等手动、液压刹车***中。现有的刹车带主要为无石棉刹车带，用含有玻璃纤维的包芯纱编制而成。刹车带捆绑在卡车的货物上，其两端固定在汽车甲板的紧绳器上。刹车带主要用于将大型货物，如木材、机械设备固定在卡车甲板上，防止卡车刹车或加速时货物在惯性作用下向前或向后移动，撞坏卡车头或后栏板，对驾驶员或卡车造成损害。

中国专利文献（公开号：CN108930735A）公开了一种陶瓷复合纤维刹车片。该刹车片包括按重量份计的下述组分：2123树脂15~20份、石墨8~12份、橡胶粉5~10份、硫酸钡6~9份、改性玻璃纤维3~7份、硅灰石5~7份、陶瓷纤维3~5份、复合纤维12~18份。本发明使用玻璃纤维、陶瓷纤维、复合纤维起到增强骨架作用，减少刹车片加工和使用过程中出现的开裂和龟裂现象，另外通过玻璃纤维、陶瓷纤维、复合纤维之间的复配能够提高刹车片摩擦系数的稳定性和降噪作用。

现有的刹车带内使用的玻璃纤维存在未经膨化与浸润剂接触面积较小，以及浸润剂对玻璃纤维的保护效果有限，使得现有的玻璃纤维无法达到生产要求,导致玻璃纤维制成的刹车带无法满足用户的使用需求。

发明内容

本发明提供了一种用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法，解决了现有刹车带易损坏，使用寿命短的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案：一种用于无石棉刹车带的包芯纱的制作方法,其特征在于，包括：步骤S1、先将玻璃液送至多孔漏板处进行高速挤压，挤压出来的玻璃液通过喷雾器冷却成玻璃纤维原纱；步骤S2、将玻璃纤维原纱送入膨体机内进行微膨化处理，步骤S3、用涂油器在玻璃纤维纱表面涂覆浸润剂,再通过分束器对涂覆后的玻璃纤维纱进行分拉,最后由集束器对分拉后的无碱玻璃纤维进行集束；步骤S4、将集束后的玻璃纤维送至高速捻线机，高速捻线机将玻璃纤维与黄铜线捻合成纱线；S5、通过空气摩擦纺纱机将腈纶纤维和粘胶纤维混合而成的***均匀缠包于上述捻好的纱线表面，制成包芯结构的绳状纱线，以形成应用于无石棉刹车带的增强基材。

对刹车带的玻璃纤维采用膨化处理，使玻璃纤维充分膨化开来而***，直径***使得玻璃纤维在原有的基础上与浸润液的接触面积变大，从而使得每根玻璃纤维的浸透率提高。其他行业中也有对玻璃纤维进行膨化处理的，现有的膨化机的膨化腔的工作压力一般设置为0.6兆帕~0.7兆帕，在对玻璃纤维进行膨化后，玻璃纤维会被充分膨化开，但是玻璃纤维的抗拉强度也会急剧散失。这种膨化后的玻璃纤维机械性能很一般，使用效果很不理想。

本发明采用进口膨化机，进口膨化机能够对玻璃纤维进行微膨化处理，使玻璃纤维发生微膨化，从而使玻璃纤维能够保持原有的抗拉强度。

更进一步地，步骤S2膨体机的膨化腔工作压力为0.1兆帕。调节进口膨化机，使得膨化腔内的工作压力为0.1兆帕，这样便可以使玻璃纤维发生微膨化。

更进一步地，S2膨体机的膨化腔工作温度为150摄氏度。高温处理能够提高玻璃纤维后续的浸透率，经过反复试验在150摄氏度的工作温度下，玻璃纤维的后续浸透率最高。

更进一步地，步骤S3浸润剂的组分为（按重量份）：偶联剂0.4~1.2%，表面活性剂0.3~1%，粘结剂4.5~7.5%，防霉剂0.02~0.11%，PH值调节剂0.3~0.8%，以及85~94%的去离子水。此种浸润剂具有良好的浸透效果，还能提升玻璃纤维的抗拉性能和防断裂能力。

更进一步地，粘结剂为水溶性不饱和聚酯树脂、水溶性环氧树脂中的一种或两种的混合。本发明使用低分子量水溶性粘结剂，低分子量水溶性成膜剂相比于乳液状成膜剂在纤维表面附着力更强，延展性 更好，在玻璃纤维表面可以形成有效、连续的保护层，从而使玻璃纤维集束性更好、易于被膨化，彼此之间不会粘在一起。

更进一步地，所述的步骤S4黄铜丝横截面直径为0.12mm，按重量份，其中铜含量为62%、锌含量为38%,或横截面直径为0.15mm，其中铜含量为65%、锌含量为35%。经过不断实验发现，这两种普通规格的黄铜线能与微膨化玻璃纤维形成较好的配合效果，使编制的刹车带不易断裂。

更进一步地，S4步骤所述的高速捻线机对纱线的捻度系数为每毫米捻28下。这样便可以将黄铜线与无碱玻璃纤维紧紧的联系在一起，由于设置了加捻，包芯纱使用久了不会出现打卷的现象。

与现有技术相比，本发明对构成刹车的基材——玻璃纤维进行微膨化处理，使得这种玻璃纤维具有较好的浸润率，相比于一般的玻璃纤维具有更好的抗拉性能和防断裂性能。同时使用改良工艺后的浸润剂，让玻璃纤维具有更好的集束性，使得玻璃纤维之间的摩擦系数变小，玻璃纤维之间的摩擦损耗降低。通过上述措施使得刹车带的使用寿命变长，改善刹车带的安全性。

具体实施方式

现有的无石棉刹车带由包芯纱通过机器编制而成，这种刹车带主要用于捆绑卡车上运载的货物。由于大型货物在卡车加速和急刹时会导致货物有移动的趋势，因此刹车带要能够承受很大瞬时拉力。现有的包芯纱的玻璃纤维由于浸润量太少，而导致玻璃纤维的抗拉性能较差以及易于断裂。

本发明的用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法为：先将玻璃液送至多孔漏板处进行高速挤压，挤压出来的玻璃液通过喷雾器冷却成玻璃纤维原纱。再将玻璃纤维原纱送入进口膨化机喂料口，通过调节膨化机的空压机，使膨化腔的工作压力为0.1兆帕，并将膨化腔的温度加温到150摄氏度。众所周知，膨化主用是通过加热、加压然后再瞬时减压和降温使得被加工物膨胀的工艺。温度的高低以及压力的大小均会对被加工物的膨化程度造成影响。另一方面，高温、高压也会破坏被加工物的分子结构，使被加工物的化学性质和物理性能发生改变。

玻璃纤维在膨化时温度过高以及压力过大将会导致玻璃纤维过度膨胀开来，导致玻璃纤维的抗拉性能降低，直接影响刹车带的使用寿命。现对玻璃纤维进行微膨化处理，同时减少玻璃纤维膨化的时间，将玻璃纤维的膨化时间控制在2~3秒，然后循环5到6次，这样能够使玻璃纤维膨化后保持原有的机械性能。

用涂油器在膨化后的玻璃纤维纱表面涂覆浸润剂,浸润剂的组分为：偶联剂0.4~1.2%，表面活性剂0.3~1%，粘结剂4.5~7.5%，防霉剂0.02~0.11%，PH值调节剂0.3~0.8%，以及85~94%的去离子水，浸润剂中，各组分的含量按重量份计。浸润剂原材料及配方技术是体现各类玻纤制品内在质量的最关键技术，也是玻纤生产中必不可少的工业消耗品。浸润剂能够对玻璃纤维起润滑、粘结和增加其耐磨性、抗拉强度及消除静电等方面的重要作用。通过正交实验法不断的研制和调试而发现上述配方的浸润剂能够进一步赋予玻璃纤维更好的抗拉性能。其中粘结剂为水溶性不饱和聚酯树脂、水溶性环氧树脂中的一种或两种的混合，这两种物质均能对玻璃纤维起到一定的包覆作用。提升玻璃纤维的集束性能，减少玻璃纤维之间的摩擦力。玻璃纤维在使用中会相互接触，如果玻璃纤维的集束性能较差则会很快坏掉。

通过经涂油器在无碱玻璃纤维纱表面涂覆浸润剂,经分束器分拉,再由集束器进行集束到纱锭上。在集线的过程中将1000到2000根的无碱玻璃纤维纱进行S向捻合然后绕到纱锭上。然后将纱锭上多丝捻合而成的无碱玻璃纤维的末端喂入高速捻线机。可在高速捻线机上/或单独在高速捻线机与集线器之间设置一预捻装置，通过预捻装置对无碱玻璃纤维和黄铜丝进行捻合。预捻装置为圆形旋转体，圆形旋转体由电机带动旋转，圆形旋转体设有哦两个卡口，卡口内分别放入黄铜线和无碱玻璃纤维进行捻合。最好将纱锭的回转轴向、预捻装置的中心和高速捻线机的喂入口设置在一条线上，便于使黄铜线和无碱玻璃纤维形成一致的捻合角度。无碱玻璃纤维与黄铜丝捻合而成纱线，这种纱线形成制作刹车带基材的包芯纱的内芯。

这里高速捻线机使用预加捻的方式对纱线进行捻合，并且高速捻线机对纱线的捻度系数为每毫米捻28下。其中黄铜丝可选用横截面直径为0.12mm，其中铜含量为62%、锌含量为38%的黄铜丝。也可选用横截面直径为0.15mm，其中铜含量为65%、锌含量为35%的黄铜丝。铜和锌的含量按重量份计。这两种黄铜丝与上述无碱玻璃纤维能形成较好的配合，两者在S向28捻的捻系方式上能保持紧密贴合，不易分离，并且形成的包芯纱不易打结。

最后通过空气摩擦纺纱机将腈纶纤维和粘胶纤维混合层均匀缠包于上述预加捻好的纱线表面，制成包芯结构的绳状纱线，这种包芯纱形成应用于无石棉刹车带的增强基材。

Claims (6)

1.一种用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法,其特征在于，包括：

步骤S1、先将玻璃液送至多孔漏板处进行挤压，挤压出来的玻璃液通过喷雾器冷却成玻璃纤维原纱；

步骤S2、将玻璃纤维原纱送入膨化机内进行微膨化处理，膨体机的膨化腔工作压力为0.1兆帕；

步骤S3、用涂油器在玻璃纤维纱表面涂覆浸润剂,再通过分束器对涂覆后的玻璃纤维纱进行分拉,最后由集束器对分拉后的无碱玻璃纤维进行集束；

步骤S4、将集束后的玻璃纤维送至捻线机，捻线机将玻璃纤维与黄铜线捻合成纱线；

步骤S5、通过空气摩擦纺纱机将腈纶纤维和粘胶纤维混合而成的皮纱均匀缠包于上述捻好的纱线表面，制成包芯结构的绳状纱线，绳状纱线形成应用于无石棉刹车带的增强基材。

2.根据权利要求1所述的用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中，膨体机的膨化腔工作温度为150摄氏度。

3.根据权利要求2所述的用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中，浸润剂的组分为按重量份：偶联剂0.4~1.2%，表面活性剂0.3~1%，粘结剂4.5~7.5%，防霉剂0.02~0.11%，PH值调节剂0.3~0.8%，以及85~94%的去离子水。

4.根据权利要求3所述的用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法，其特征在于，粘结剂为水溶性不饱和聚酯树脂、水溶性环氧树脂中的一种或两种的混合。

5.根据权利要求1所述的用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法，其特征在于，所述的步骤S4中，黄铜丝横截面直径为0.12mm，按重量份，铜含量为62%、锌含量为38%,或横截面直径为0.15mm，铜含量为65%、锌含量为35%。

6.根据利要求5所述的用于无石棉刹车带的芯纱预膨化包芯纱的制作方法，其特征在于，步骤S4中，所述的捻线机对纱线的捻度系数为每米捻28下。