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1、.I. 骨架材料的浸胶A. 骨架材料与橡胶的粘合途径不同的纺织骨架材料和橡胶之间的粘合可以通过下述三种途径获得：*机械粘合 *物理粘合 *化学粘合1. 机械粘合力在粘合力不高的场合，或采用机织、经编的网格布作骨架材料，以及胶管中采用螺旋缠绕或针织的结构，才仅仅依靠机械粘合力。纺织骨架材料 - 纱线埋压在橡胶中，并被橡胶所包围。上下层的橡胶可以相互连接。其粘合力有时实际依靠的橡胶之间的粘合力。采用变形丝如空气变形丝、加弹丝，或与棉纤维并捻均可以改善机械粘合力，因为纱线中的纤维圈或纤维毛羽可以埋入橡胶中，达到提高机械粘合力的目的。右图是短纤粘胶织物以及棉织物分别与氯丁（CR）橡胶和天然/丁苯（NR
2、/SBR）橡胶的粘合力比较。如果是浸胶织物，其机械粘合力仅为其化学粘合力的1/10。2. 物理粘合力物理粘合力是材料之间的相互作用所获得。如： * 偶极之间的结合力 * 分子之间的引力 * 氢键的结合力。 当采用粘胶或锦纶作为骨架材料时，其物理粘合力是总粘合力的25%。由于聚酯和芳纶的分子中缺乏活性基团，其物理粘合力则是相当低的。3. 化学粘合力骨架材料采用黏合剂处理后，如：RFL乳胶液（间苯二酚R、甲醛F、乳胶L），可以改善骨架材料的物理和化学粘合力。主要是骨架材料中的反应基团如羟、羧、胺端基与RFL树脂发生了化学反应，反应程度取决于这些反应基团的活性。下表所示是粘胶和锦纶材料用RFL浸胶后
3、，不同种类的粘合力的所占比例： 粘胶 锦纶直接机械粘合： 20% 15%浸胶液渗入织物中渗透 30% 5%分子扩散渗透到纤维中化学粘合力 25% 60%直接共价键结合物理粘合力 25% 20%精品.主要是氢键结合B. 浸胶机理对于粘胶和锦纶采用RFL粘合体系已经可以获得足够的粘合力，粘合机理如下左图。在骨架材料干燥定型时，骨架材料和RFL树脂之间获得粘合力，浸胶后骨架材料与橡胶之间的粘合力依靠RFL层与橡胶在硫化时共硫获得。对于聚酯和芳纶，聚酯和芳纶没有与RF(酚醛树脂)反应的活性基团，如果直接用RFL浸胶，主要是直接粘合力和物理粘合力，化学粘合力的贡献并不大，单纯浸胶RFL是无法获得足够的粘
4、合力。所以对于聚酯纤维和芳纶纤维，必须将纤维表面进行改性。目前在纺丝时采用一种称作“预活化”的纺丝油剂处理纱线，其主要成分为环氧树脂，这种环氧树脂是可以用RFL中的RF树脂进行固化反应的，处理过的纱线可以和锦纶一样，通过浸胶同样的RFL就可获得足够的粘合力，粘合机理如下右图：与锦纶不同的是，聚酯或芳纶的预活化层必须在干燥定型时，经过高温反应，才能和RF之间获得良好的粘合力。对于未经预处理的聚酯和芳纶来说，单用RFL浸胶液处理是不够的。要处理以上织物，主要采用环氧树脂和封闭异氰酸酯，有两种方法可用：1. 单浴浸胶：该体系仅适用于未活化处理的聚酯，采用很高的干燥温度（220250C）和改性RFL浸
5、胶液（国内称作RP浸胶液）对其进行处理。浸胶液的配方如下：- H7浸胶液：含有“Vulkabond E”的RFL液，它是一种溶解在氨水中的对氯苯酚、甲醛和间苯二酚的缩聚物，国内称作RP单浴浸胶，主要由常州曙光化工厂生产。- RFL浸胶液：带有封闭二异氰酸酯的水基分散物，称作封闭异氰酸酯，如“Desmodur TT”或粘合剂IL-6，国内由常州科英化工有限公司生产。2. 二浴浸胶：该体系用于聚酯和芳纶的处理，先用一种水基分散物或活化树脂浸渍织物，干燥后，经220-250C高温热处理，使纤维表面改性为聚氨酯或环氧树脂层，从而具有和RFL反应的活性，再采用通常的RFL浸胶液浸渍。预浸胶液的配方如下：
6、D417（用于聚酯） 一种丙三醇二缩水甘醚和封闭异氰酸酯的水基混合物精品.IPD22（用于芳纶） 一种丙三醇二缩水甘醚和吡咯烷酮的水基混合物ENKA的芳纶浸胶液 一种丙三醇二缩水甘醚和已内酰胺的水基混合物下图为RFL浸胶过程的示意图。 RFL浸胶过程示意图 间苯二酚甲醛NaOH水人造丝锦纶聚酯芳纶树脂溶液胶乳水熟化进一步熟化RFL浸 胶预浸胶热固化浸胶热固化硫 化纤维预浸胶浸 胶橡胶纤维3. 主要浸胶参数烘箱导开压辊导开导开储布架浸胶张力站一浴 浸胶主牵引张力站二浴 浸胶牵伸 张力站出布储布架卷取装置附胶量控制附胶量控制下图所示是浸胶机的浸胶示意图，图中，帘布的生产流程是从右到左连续进行，在导
7、开布卷用完时，储布架释放所储存的坯布，从而获得时间用于新布卷的接头。在浸胶槽前和烘箱后，各有一组张力辊，控制其相对速度，就能在浸胶和干燥过程中给帘布施加一定的张力；帘布浸胶后的浸胶量由附胶量控制系统进行调节，通常是一组挤压辊，也可以是真空吸胶系统或拍打系统。第二浴的功能和一浴的功能基本相同，导开储布架的功能和卷取储布架的功能正好相反，为换卷提供缓冲时间。浸胶过程中的浸胶参数有：一浴浸胶的热固化温度、RFL的热固化温度、浸胶张力、帘布在烘箱中的停留时间等等。在烘箱中的停留时间可以通过调整浸胶速度或者在烘箱中的走布道数进行调节。精品.针对不同种类的纤维材料，不同的RFL配方以及橡胶种类，这些参数需
8、要进行优化。到目前为止，帘线与橡胶的粘合更多的是依靠实际经验，而非科学分析。C. 预浸胶聚酯和芳纶不像人造丝和锦纶有许多活性的反应功能基团，因此用标准的RFL进行浸胶是不能获得有效的粘合力。因此必须进行了二步法浸胶，第一步称作预浸胶，第二步则依然进行传统的RFL浸胶。预浸胶可以采用溶剂型的高活性反应的异氰酸酯进行预浸胶（浸胶硬线绳）。为了能够使用水性的材料，杜邦开发了一种苯酚封闭的异氰酸酯浸胶体系，加入少量的环氧树脂改善浸胶膜的形成，这个体系称做Hylene。下图为示意图，所示为异氰酸酯和芳纶反应生成的两种物质，剩余的异氰酸酯功能团还可以进一步和后续的RFL浸胶层反应。示意图2.2 异氰酸酯和
9、芳纶纤维反应生成的两种物质芳纶和聚酯常用的另外一种预浸胶方式就是浸渍环氧树脂，依靠丙三醇和表氯醇的反应，如下图所示，所谓的工业丝预活化处理，就是预处理一种环氧树脂：示意图2.3 丙三醇和表氯醇的反应利用远红外光谱仪研究了在芳纶表面的热固化特性，没有证据可以证明芳纶与环氧树脂进行了化学的相互作用，聚酯纤维和环氧树脂之间的粘合是由于扩散相互作用形成的。而芳纶则存在扩散和氢键粘合。环氧树脂可以添加在纺丝油剂中，替代预浸胶，其粘合是由于缩合的环氧树脂和芳纶表面形成了多点的氢键结合。精品.D. RFL浸胶1. RFL的配方和制备RFL浸胶液是一种由间苯二酚/甲醛缩聚生成的酚醛树脂（RF）水溶液和橡胶胶乳
10、(L)混合的水性乳液。如果纤维仅仅是处理橡胶胶乳，其可以提供与橡胶之间的粘合力，但与纤维之间没有化学粘合力，物理粘合力也很低，而且浸胶层自身的机械强度较低。添加间苯二酚R和甲醛F聚合生成的酚醛树脂（RF）后，浸胶层的极性增加，机械强度得到提高。酚醛树脂（RF）水溶液RFL浸胶液的调配分两个步骤，首先，将间苯二酚溶解在添加氢氧化钠水溶液中，随后将甲醛缓慢地和间苯二酚水溶液混合，在室温下，熟化反应几个小时。在熟化反应过程中，会发生一定程度的缩聚，缩聚形成一种空间三维结构的树脂。间苯二酚R和甲醛F的反应和酚醛胶木板的反应是相似的，反应是在碱性环境下进行的。反应过程如下图所示。增加甲醛的用量，将增加羟
11、甲基的形成速率和数量。由于这种羟甲基功能，就可以如示意图所示和另外一个间苯二酚分子进行反应。增加甲醛和间苯二酚的比例，可以增加缩聚程度和分支数量。树脂溶液的浓度、熟化反应时间和温度以及浸胶的热固化时间和温度，将影响缩聚程度。因此RF树脂其实质就是一种水溶性的热固性酚醛树脂，或者说是一种热固性的粘合剂，这种树脂的三维结构与橡胶硫化后的结构十分相近。在RF树脂熟化后，将上述树脂溶液再添加到已经用水稀释的胶乳中，胶乳和水的比率可以进行调整，来获得所需的RFL浸胶液。RFL浸胶液是酚醛树脂和胶乳的混合物，可用于人造丝、锦纶、预活化聚酯和芳纶以及玻璃纤维的浸渍处理，对于非活化的聚酯和芳纶则必须可用改性R
12、FL浸胶液浸胶或进行预浸胶处理。RFL浸渍液组成如下：R：F = 1：1.5 to 1:2(摩尔数)RF:L = 15:100 to 20:100(千重)以上配比对粘合力的影响如下图。间苯二酚R与甲醛F的混合物比例对聚酯与NR/SBR橡胶的粘合力的影响见左图：水基间苯二酚甲醛RF树脂与乳胶L的混合比例对聚酯与NR/SBR橡胶粘合力的影响见右图：精品.RF:L的比例与浸胶温度和浸胶热处理时间的长短一样，会影响浸胶层和橡胶的粘合力。乳胶RFL中的乳胶在浸胶层和橡胶之间的粘合中起到主要作用，其粘合过程发生在橡胶的硫化时，依靠从橡胶中渗透到浸胶层中的硫化体系进行硫化。对于热固性橡胶材料如：NR、NR/
13、SBR、SBR、RFL浸胶液中采用丁吡（VP）乳胶可以获得最佳的粘合力。理论上而言，不同的热固性橡胶材料就必须选用不同的乳胶。但一般来说，大部分橡胶，采用标准的VP胶乳就已经可以获得足够的粘合力了。RFL-浸胶液配方 下面例举一固含量为20%的RFL浸胶液的典型配方（以重量计）：RF 树脂 重量软水 418.4氢氧化钠5% 10.3间苯二酚固体 18.8甲醛37% 26.9总树脂溶液 474.4 474.4反应时间: 6 hrs 反应温度: 24C乳胶软水 98.7VP胶乳40% 426.9 525.6 525.6RFL-浸胶液的调配 1000.0RFL浸胶液的调配：将反应好的树脂缓缓加到稀释后的胶乳中后，边加如边搅拌，防止出现凝胶，浸胶液必须在510C的温度下储存15小时进行熟化后方可使用，为了保持浸胶液的稳定性，浸胶液的PH值必须控制在8-9之间。我们要注意的是这种反应是一种放热反应，因此需要良好的搅拌和冷却；配好的浸胶液可以用软水稀释，使其保持为20%的固含量。熟化后的乳胶在5-10C的温度下使用寿命为4天。我们同时需要注意，在浸胶过程中，对浸胶槽的保温冷却，特别是二浴浸胶，由于第一浴浸渍异氰酸酯后在230的高温下反应后，如果没有充分冷却，骨架材料带温进入RFL浸胶
