[发明专利]一种纤维帘线表面处理的纳米强化间苯二酚-甲醛-胶乳浸渍体系及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维帘线表面处理的纳米强化间苯二酚‑甲醛‑胶乳浸渍体系及其制备方法。所述浸渍体系包括去离子水100份、间苯二酚1～15份、甲醛溶液2～20份、氢氧化钠0.1～1份、氨水溶液1～10份、纳米填料1～10份、橡胶胶乳50～200份。本发明的纳米填料能很好的分散于浸胶液中，与浸胶液具有一定的反应性，对帘线浸胶处理可以形成一种纳米强化的界面结构，增强纤维与橡胶的粘合性能。浸渍体系在室温条件下长期放置粘度不会大幅增加，有利于纤维骨架材料浸渍生产过程中浸胶液的长期储存及运输。浸胶液制备和纤维浸渍工艺简单，只需在传统RFL工艺基础上添加纳米填料，有利于工业生产实施。

技术领域

本发明涉及纤维浸胶领域，进一步地说，是涉及一种纤维帘线表面处理的纳米强化间苯二酚-甲醛-胶乳浸渍体系及其制备方法，通过此浸渍体系可以有效提高纤维帘线与橡胶之间的粘合力，适用于橡胶骨架材料。

背景技术

纤维橡胶复合材料是由增强纤维骨架材料和橡胶基体组合而成，其中橡胶基体良好的弹性用来承受复合材料受力时产生的大变形，而纤维骨架材料因其较高的强度和刚度用来抵抗应力对复合材料产生的破坏。由于纤维的刚性与橡胶的弹性相结合，制品具有高强度、高模量、抗冲击耐撕裂等优良性能。纤维橡胶复合材料广泛用于高速高载汽车/飞机轮胎、抗高压特种胶管和高强力特种橡胶输送带等。骨架材料应具有高强度、抗冲击性、高热稳定性、耐疲劳、适合的定负荷伸长率和拉断伸长率，同时为了满足轻量化的要求，还需要具有密度低、吸湿率低的特点。除此之外，最重要的一点是骨架材料和橡胶应具有优异的黏合性能。现代汽车以及飞机轮胎的工作负荷、内压以及速度越来越高，对骨架材料及其与橡胶的黏合性能提出了更高的要求。在纤维/橡胶复合材料中，纤维骨架材料与橡胶界面之间的粘合性能的好坏，对橡胶制品的安全性能和使用寿命起决定性作用。

由于增强纤维和橡胶之间的模量和极性差异很大，无论采用何种合成纤维，均需进行表面处理以提高与橡胶的黏合力。工业上获得纤维与橡胶之间牢固黏合力的传统方法是间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)浸渍法，胶乳主要为丁二烯-苯乙烯-吡啶无规共聚橡胶水乳液等。在RFL浸胶层中，RF树脂上功能基团能够与纤维表面上的极性基团结合，同时RF树脂交联网状结构中的橡胶胶乳组分能通过共硫化作用与橡胶基体交联，从而使得纤维与橡胶基体之间形成黏合过渡层，能够大幅度地提高纤维与橡胶基体之间的黏合强度。尽管采用RFL浸胶处理能显著改善纤维帘线与橡胶的黏合性能，但在高速高冲击载荷下对纤维－橡胶的界面黏合强度和动态疲劳黏合性能要求更高，当下工业上成熟的RFL体系已不能很好的满足轮胎高速运行过程中所需要的界面粘合性能。专利CN102191691A公开了一种在浸胶液中加入改性的炭黑，改性炭黑的内部是稠环芳烃结构，在其表面有含氧官能团，一方面这些含氧基团可以与浸胶液中的胶乳分子形成氢键作用，另一方面炭黑粒子可以吸附橡胶基体分子链，产生较强的作用力，这样就增强了帘子线浸胶层与橡胶基体之间的粘合力，从而使纤维与橡胶的粘合性能得到提高。由于该粘合体系所用改性炭黑中苯环的存在，使得表面含氧官能团的反应性受到抑制，纤维橡胶粘合效果的达不到最优化水平，且炭黑易团聚，不利于生产储存等缺点。因此，优化改进传统方法或发展新的处理方法，调控界面微观结构，进一步提升界面黏合强度和动态疲劳黏合性能，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

为解决以上现有技术中出现的问题，本发明提出了一种纤维帘线表面处理的纳米强化RFL浸渍体系。在传统RFL浸胶液中加入少量水分散好的纳米填料，通过对粘合界面进行纳米强化来提高纤维骨架材料与橡胶基体之间的粘合性能，使粘合强度得到有效提高。

本发明的目的之一是提供一种纤维帘线表面处理的纳米强化间苯二酚-甲醛-胶乳浸渍体系，由包括以下组分的原料制备得到，以重量份计：

所述纳米填料优选自凹凸棒土、纳米纤维素、氧化石墨烯、蒙脱土、粘土中的至少一种。