[發(fā)明專利]一種纖維表面處理的納米強化環(huán)保浸漬體系、制備方法及浸漬方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910596914.1
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN112176729A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寧南英;周旺;田明;黃偉;王文才;張立群;于冰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: D06M15/55
• 分類號: D06M15/55;D06M15/21;D06M13/395;D06M11/79;D06M15/693;D06M101/36
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 鮮瑩

本發(fā)明公開了一種纖維表面處理的納米強化環(huán)保浸漬體系、制備方法及浸漬方法。浸漬體系包括一浴浸漬液和二浴浸漬液，其中一浴浸漬液包括離子水100份、水溶性環(huán)氧樹脂0.5～4份和封閉型異氰酸酯2～10份；二浴浸漬液包括離子水100份、馬來酸酐接枝聚烯烴或環(huán)氧樹脂2～20份、固化劑0.2～4份、納米填料1～10份和橡膠膠乳50～200份。本發(fā)明通過一浴添加異氰酸酯活化纖維表面，再向二浴的馬來酸酐接枝聚烯烴或環(huán)氧樹脂?膠乳浸膠液中加入納米填料強化，提高了酸酐和環(huán)氧體系浸膠液的粘合效果，解決了高強高模量纖維與橡膠粘合效果差的問題，達(dá)到了略超過RFL處理的粘合效果，并補足了簾線強度的損失，能夠有效的替代RFL浸膠體系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維浸膠領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種纖維表面處理的納米強化環(huán)保浸漬體系、制備方法及浸漬方法。

背景技術(shù)

目前，纖維橡膠復(fù)合材料工業(yè)應(yīng)用廣泛，主要包括高速高載汽車/飛機輪胎、抗高壓特種膠管和高強力特種橡膠輸送帶等。據(jù)統(tǒng)計，橡膠工業(yè)纖維骨架材料每年用量近300萬噸，其中合成纖維約占30％且逐年增加。同時，纖維橡膠復(fù)合材料苛刻的使用條件，導(dǎo)致其界面容易發(fā)生破壞，因此提升橡膠/纖維界面的粘合性能成為了關(guān)鍵問題。工業(yè)上獲得纖維與橡膠之間優(yōu)異粘合強度的傳統(tǒng)方法是采用間苯二酚-甲醛-膠乳(RFL)浸漬體系，RFL浸漬技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒烨揖哂休^低的生產(chǎn)成本，人們也對RFL體系做過一些有效的改性，以進(jìn)一步提升粘合效果。AU20080249228將碳納米管分散到RFL體系中，用此改性的RFL浸漬線繩，測試結(jié)果表明線繩的縱向強度得到增加，與橡膠制品的粘合力也得到提升。但RFL浸膠液中的間苯二酚和甲醛對身體健康和生產(chǎn)環(huán)境均有較大的危害，間苯二酚與皮膚接觸容易引起搔癢，引發(fā)疹子，且對肝臟和血管系統(tǒng)有毒害性，甲醛比間苯二酚對人體的健康和安全有更大的危害。2004年，世界健康組織的國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)將其列為致癌物質(zhì)。而歐盟將從2019年可能正式開始在輪胎生產(chǎn)中禁止使用甲醛和間苯二酚。

因此，發(fā)展新型非RFL纖維環(huán)保表面浸漬處理技術(shù)迫在眉捷，很多發(fā)明利用環(huán)保型的浸膠體系去代替原有的RFL浸膠體系。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，處理后的帆布制品與橡膠的粘合力能夠達(dá)到稍低于RFL處理的水平。US4472463用丙烯酸類單體與少量苯乙烯共聚制得丙烯酸樹脂，用此丙烯酸樹脂混合膠乳制得浸膠體系，需要經(jīng)過一浴環(huán)氧化合物活化及二浴丙烯酸樹脂-膠乳體系浸膠處理，粘合力基本接近了RFL的粘合水平。US20120041113采用封閉的異氰酸酯和水溶性樹脂混合溶液對非活化纖維進(jìn)行活化，然后用環(huán)氧體系浸膠液浸漬處理，粘合力達(dá)到了比較接近于RFL的水平。CN109252377A采用環(huán)氧樹脂、馬來酸酐接枝的不飽和聚二烯烴水溶液、封閉型異氰酸酯與膠乳混合一浴法處理聚酯纖維，達(dá)到了幾乎與RFL相當(dāng)?shù)奶幚硇ЧＤ壳斑@些浸膠方法均無法達(dá)到或只是基本達(dá)到原有RFL浸膠方法的粘合效果，且對于高強高模量纖維處理效果不佳，很難替代RFL浸膠體系。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種纖維表面處理的納米強化環(huán)保浸漬體系來提高浸膠液的粘合效果。第一步將纖維浸漬于混有水溶性環(huán)氧樹脂的異氰酸酯浸漬液中活化，第二步將活化后的纖維浸漬于加入納米填料強化的酸酐體系或環(huán)氧體系浸膠液中浸漬固化。對纖維進(jìn)行如上的表面處理，可以形成一個增強的界面層，增加其與橡膠的粘合性，適用于橡膠-纖維骨架材料。

本發(fā)明的目的之一是提供一種纖維表面處理的納米強化環(huán)保浸漬體系，包括一浴浸漬液和二浴浸漬液，

其中，一浴浸漬液是由包含以下組分的原料制備得到，以重量份計：

去離子水 100份；

水溶性環(huán)氧樹脂 0.5～4份；優(yōu)選1～2.5份；

封閉型異氰酸酯 2～10份；優(yōu)選4～8份；