：本發(fā)明屬于浸膠領(lǐng)域，具體地說，涉及一種綠色二浴法纖維表面浸膠處理體系及其制備方法和浸膠處理辦法。

背景技術(shù)

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背景技術(shù)：

1、纖維橡膠復(fù)合材料應(yīng)用廣泛，經(jīng)常被用于輪胎、抗高壓特種膠管和橡膠輸送帶等領(lǐng)域。該材料綜合了橡膠基體良好的彈性來承受應(yīng)變以及纖維骨架高剛度和高強(qiáng)度來抵抗應(yīng)力，其中纖維與橡膠之間的界面粘合問題是決定高性能纖維增強(qiáng)并發(fā)揮應(yīng)力傳遞效率的關(guān)鍵。工業(yè)上的傳統(tǒng)方法是間苯二酚-甲醛-膠乳(rfl)浸膠處理法，這種方法已經(jīng)使用了六十多年，并且rfl浸漬技術(shù)是目前粘合效果好生產(chǎn)成本較低的纖維處理辦法，但在《國家鼓勵的有毒有害原料(產(chǎn)品)替代品目錄(2016年版)》中rfl體系中間苯二酚和甲醛已被列為致癌物質(zhì)。因此，在保證纖維的力學(xué)性能和界面粘合性能的前提下，探究新型的環(huán)保浸漬處理方法十分迫切和重要。

2、針對這一問題，目前已有不少綠色的纖維表面改性研究，利用環(huán)保型的浸膠體系去代替rfl浸膠體系。cn105839413公開了一種環(huán)氧樹脂、胺類固化劑、膠乳組成的浸膠體系，其粘合效果優(yōu)于rfl處理水平。cn105839413采用環(huán)氧樹脂和橡膠膠乳的浸膠液對纖維帆布進(jìn)行處理，處理后纖維橡膠復(fù)合材料的粘合力能達(dá)到稍低于rfl的處理水平；cn106120350a公開了一種包含單寧酸、多元胺、膠乳的浸漬處理體系，該方法在高溫下處理的聚酯簾布粘合性能與rfl相當(dāng)。

3、盡管現(xiàn)有技術(shù)對提高纖維與橡膠之間的粘合性能做了一些改進(jìn)，但現(xiàn)有技術(shù)還存在一些問題，主要包括浸膠方法對高強(qiáng)高模量纖維處理效果不佳，浸膠液反應(yīng)活性不高使得浸膠液固化溫度與纖維橡膠復(fù)合材料硫化時(shí)間不匹配，或存在工藝復(fù)雜問題。因此為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種綠色二浴法纖維表面浸膠處理體系和浸膠處理辦法，可進(jìn)行低溫快速固化，該浸膠體系可達(dá)到rfl浸膠體系的處理效果，并且體系中不含甲醛及間苯二酚，不會對環(huán)境和人體造成危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明提供了一種纖維表面處理的浸膠工藝，包括以下步驟:

2、首先將錦綸纖維簾線(1400dtex/2)置于浸膠機(jī)中進(jìn)行浸膠，一類浸膠液烘干溫度為100℃-150℃，線張力為5n-7n，熱處理溫度136℃-160℃，線張力為5n-7n；二類浸膠液烘干溫度為100℃-150℃,線張力為7n-10n，熱處理溫度160℃-230℃,線張力為8.5n-12n，最終使浸膠液附著在纖維表面，即得浸膠纖維。

3、本發(fā)明的目的是提供一種纖維表面處理的綠色浸膠體系，包括一浴浸膠液和二浴浸膠液。

4、其中一浴浸膠液包括：1)生物質(zhì)類1和去離子水；2)生物質(zhì)類2和去離子水。

5、其中二浴浸膠液包括：環(huán)硫樹脂、固化劑、橡膠膠乳和去離子水。

6、根據(jù)所述的綠色二浴法纖維表面處理用浸膠體系的實(shí)施方式，所述的生物質(zhì)類1為糖類、氨基酸類和單寧酸類中的至少一種。糖類優(yōu)選為蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖中至少一種；氨基酸類優(yōu)選為色氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、聚天冬氨酸中至少一種；單寧酸類結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中r基為羥基(-oh)、羰基(-c＝o)、氨基(-nh2)和硫醇基(-sh)中的一種或多種。

7、根據(jù)所述的綠色二浴法纖維表面處理用浸膠體系的實(shí)施方式，所述的生物質(zhì)類2為衣康酸類、富馬酸類和衣康酸甘油酯中的至少一種。衣康酸類、富馬酸類和衣康酸甘油酯結(jié)構(gòu)如圖2-圖4所示，r基為羥基(-oh)、羰基(-c＝o)、氨基(-nh2)和硫醇基(-sh)中的一種或多種。其中衣康酸甘油酯合成步驟如圖5所示。

8、根據(jù)所述的綠色二浴法纖維表面處理用浸膠體系的實(shí)施方式，所述環(huán)硫樹脂選自雙酚a型環(huán)硫樹脂、雙酚f型環(huán)硫樹脂、脂肪族雙官能團(tuán)環(huán)硫樹脂中的至少一種，雙酚a型環(huán)硫樹脂、雙酚f型環(huán)硫樹脂、脂肪族雙官能團(tuán)環(huán)硫樹脂結(jié)構(gòu)如圖6-圖8所示，其中r基為羥基(-oh)、羰基(-c＝o)、氨基(-nh2)和硫醇基(-sh)中的一種或多種。

9、根據(jù)所述的綠色二浴法纖維表面處理用浸膠體系的實(shí)施方式，所述固化劑為本領(lǐng)域常用的固化劑，優(yōu)選為咪唑類固化劑或胺類固化劑中的一種或多種。咪唑類固化劑具體優(yōu)選為：2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑或1-氰乙基-2-十一烷基咪唑中的至少一種；胺類固化劑具體優(yōu)選為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、4-二甲氨基吡啶、二甲胺基二甲烷、聚氧乙烯雙胺超支化聚乙烯亞胺中的至少一種。

10、根據(jù)所述的綠色二浴法纖維表面處理用浸膠體系的實(shí)施方式，所述橡膠膠乳固含量優(yōu)選為20％-60％，選自丁苯膠乳、丁吡膠乳、丁腈膠乳、氯丁膠乳、氯磺化聚乙烯膠乳和天然膠乳中的至少一種。

11、根據(jù)所述的綠色二浴法纖維表面處理用浸膠體系的實(shí)施方式，以重量份數(shù)計(jì)，所述一浴浸膠液包括0.3份-12份生物質(zhì)類和300份去離子水；優(yōu)選地，以重量份數(shù)計(jì)，所述一浴浸膠液包括0.5份-6份生物質(zhì)類和300份去離子水。

12、根據(jù)所述的綠色二浴法纖維表面處理用浸膠體系的實(shí)施方式，以重量份數(shù)計(jì)，所述二浴浸膠液包括3份-20份環(huán)硫樹脂、0.1份-4份固化劑、50份-200份橡膠膠乳和100份去離子水。優(yōu)選地，以重量份數(shù)計(jì)，所述二浴浸膠液包括3份-10份環(huán)硫樹脂、0.1份-2份固化劑、60份-150份橡膠膠乳和100份去離子水。

13、本發(fā)明還提供了一種用于制備上述的綠色二浴法纖維表面處理用浸膠體系的方法，包括以下步驟:

14、第一步將生物質(zhì)類加入到去離子水中攪拌制得一浴浸膠液；第二步將環(huán)硫樹脂加入到去離子水中攪拌,得到均勻的分散液，之后加入固化劑，在常溫下攪拌得到均勻的反應(yīng)液，最后加入稀釋后的橡膠膠乳，攪拌即得到二浴浸漬液。

15、優(yōu)選的所述制備方法包括:第一步將規(guī)定量的生物質(zhì)類加入到去離子水中攪拌60min-120min，得到均勻的反應(yīng)液，制得一浴浸膠液；第二步將規(guī)定量的環(huán)硫樹脂加入到去離子水中攪拌，得到均勻的分散液，之后加入固化劑，在常溫下攪拌1h-3h，得到均勻的反應(yīng)液，最后加入橡膠膠乳，繼續(xù)攪拌1h-3h，即得到二浴的浸膠液。

16、本發(fā)明還提供了一種上述浸膠液制備纖維橡膠復(fù)合材料的方法。

17、h抽出力試驗(yàn)樣條制備方法如下:

18、參考國標(biāo)gb/t2942-2009，將標(biāo)準(zhǔn)膠鋪裝到h抽出試驗(yàn)?zāi)＞咧?，將簾線的上端固定在模具上下端系在50g砝碼上牽引拉直，最后將其放在136℃平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化，硫化壓力為15mpa，硫化時(shí)間為50min，將樣品冷卻至室溫后，得到h抽出力試驗(yàn)樣條。

19、剝離力試驗(yàn)樣條制備方法如下:

20、參考國標(biāo)gb/t9101-2003，將標(biāo)準(zhǔn)膠鋪裝到剝離模具中，在固定的纖維上附上一定尺寸的玻璃紙及橡膠片制備剝離試樣，最后將其放在160℃平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化，硫化壓力為2.354mpa，硫化時(shí)間為20min，將樣品冷卻至室溫后，得到剝離力試驗(yàn)樣條。

21、簾線拉斷強(qiáng)度試樣制備方法如下:

22、參考標(biāo)準(zhǔn)gb/t32108-2015，將浸膠簾線夾持在拉力試驗(yàn)機(jī)下進(jìn)行拉伸測試，速度為300±5mm/min。

23、本發(fā)明的優(yōu)勢和特點(diǎn)：

24、1、本發(fā)明制得的二浴浸膠液中環(huán)硫樹脂具有高活性，可以快速固化。

25、2、本發(fā)明的浸膠液不含間苯二酚和甲醛，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保要求，減少了對環(huán)境和人體的危害。

26、3、浸膠液穩(wěn)定性好，在室溫下長期放置不會絮凝，且粘合性能下降幅度小。