环保型浸胶液的应用性能研究

许其军，贺惠英，王晓龙，华润稼，颜学龙，秦年荣

（1.江苏太极实业新材料有限公司，江苏 扬州 225006；2.杭州中策橡胶有限公司，浙江 杭州 310008）

为了提高纤维与橡胶材料之间的粘合作用，人们在1935年研究发明了间苯二酚-甲醛胶乳（RFL）粘合体系。由于RFL体系可以在纤维与橡胶材料之间形成良好的粘合效果，并且具有良好的经济性，因此得到了广泛应用，一直沿用至今。

随着人们环保和职业健康安全意识的觉醒，对间苯二酚、甲醛等化学品的关注度越来越高。世界各国开始从法律法规、行业规范等方面向减少、甚至杜绝使用化学有害品的方向发展。越来越多有前瞻性的公司开始研究对环境、生物无害的无间苯二酚、无甲醛等的粘合配方体系。

江苏太极实业新材料有限公司近年来紧跟国际橡胶纤维骨架材料粘合技术发展趋势，开展了环保型浸胶液的开发，并取得了突破性进展，研制的新型环保型浸胶液（已申请了国家发明专利）无甲醛、间苯二酚和氨水，无需反应，直接调配后使用。本工作研究环保型浸胶液的应用性能。

1 实验

1.1 主要原材料

2200dtex/2-330S和1670dtex/2-370S聚酯PET白坯帘线，环保型浸胶液（EPD），江苏太极实业新材料有限公司产品；1670dtex/2-360S聚酯PEN和1670dtex/2-315S芳纶白坯帘线，日本帝人公司产品；1440dtex/2-370S锦纶66白坯帘线，神马实业股份有限公司产品。

1.2 主要设备和仪器

单线浸胶机、帘线绕线机、H-抽出模板、开炼机、硫化机、强力机、剥离测试模板、单根帘线屈挠疲劳试验机、带式疲劳试验机。

1.3 性能测试

粘合力剥离评价测试用胶为杭州中策橡胶有限公司提供，H抽出力测试用胶为GB/T 19390—2014中规定的配方胶料。实验室浸胶剥离测试中间胶厚度为1.20 mm，车间大配合浸胶布剥离测试中间胶厚度为0.90 mm。剥离表面判定采用百分率制，100%相当于5级，小于100%为接近5级，依此类推。

2 结果与讨论

2.1 静态粘合性能

EPD一浴或二浴浸胶及常规D417＋RFL浸胶处理后的帘线粘合性能见表1。

由表1可见：聚酯PET帘线经过EPD二浴浸胶处理后，160 ℃×15 min硫化条件下帘线剥离初始表面接近5级水平，且H抽出力大于常规浸胶液处理帘线；聚酯PET和PEN、锦纶66和芳纶帘线经过EPD二浴浸胶处理后帘线H抽出力比一浴浸胶有所提高。

表1 聚酯、锦纶66和芳纶帘线浸胶处理后的粘合性能

2.2 动态粘合性能

将EPD与D417＋RFL浸胶聚酯帘线进行带式疲劳试验，条件如下：12.7 mm（1/2英寸）曲轴，3.75万次，频率为9 kHz，负荷为80 kg。浸胶聚酯帘线疲劳后粘合力变化见表2。

由表2可见，EPD一浴浸胶聚酯帘线带式疲劳后的粘合力保持率高于D417＋RFL二浴浸胶聚酯帘线。

表2 浸胶聚酯帘线带式疲劳后粘合力变化

2.3 帘线耐热性能

将浸胶帘线在烘箱中进行热处理以及将浸胶帘线埋入橡胶中进行硫化，帘线强力随热处理条件和硫化条件的变化见表3。

由表3可见：无论是EPD还是D417＋RFL处理的聚酯帘线都具有很好的耐热性能；在正常硫化条件下，聚酯帘线强力变化不大，延长硫化时间至4 h时，聚酯帘线的强力下降，但保持率仍在75%以上。

表3 浸胶聚酯帘线热处理后帘线强力 N

2.4 动态疲劳性能

将浸胶聚酯帘线在单根帘线屈挠疲劳试验机上进行往复疲劳试验，频率为9 kHz，10万次，负荷为1.5 kg，疲劳试验结果见表4。

表4 浸胶聚酯帘线往复疲劳试验结果

由表4可见，EPD浸胶帘线往复疲劳强力保持率与D417＋RFL浸胶帘线处于相同水平。

将EPD和D417＋RFL浸胶聚酯帘线进行带式疲劳试验，试验条件如下：12.7 mm（1/2英寸）曲轴，3.75万次，频率为9 kHz，负荷为80 kg，疲劳后帘线强力变化见表5。

表5 浸胶聚酯帘线带式疲劳强力变化

由表5可见，带式疲劳试验后，EPD浸胶帘线疲劳强力保持率较高。

2.5 老化后粘合性能

将浸胶聚酯帘线的剥离试样在105 ℃烘箱中加热3和5 d后测其粘合力变化，结果见表6。

由表6可见，EPD浸胶帘线老化后粘合力保持率高于D417＋RFL浸胶帘线。

表6 聚酯帘线老化后粘合力变化

2.6 粘合力稳定性

将浸胶帘线放入黑袋中，不密封，在标准试验室温/湿度条件下进行平衡，测试H抽出力随时间的变化，结果见表7。

表7 聚酯浸胶帘线粘合力随时间的变化

由表7可见，帘线初期粘合力稳定，但存放60 d后粘合力保持率下降至80%左右，且粘合力离散程度增大。对长期存放后的浸胶帘线粘合力稳定性还需进一步研究。

2.7 浸胶液稳定性

EPD停放时间对浸胶聚酯帘线粘合性能的影响见表8。

由表8可见，EPD停放6 d后浸胶帘线粘合性能基本无变化，说明EPD浸胶帘线粘合性能稳定性较好。

表8 浸胶液停放时间对聚酯帘线粘合性能的影响

2.8 车间大配合试验

大配合浸胶帘布的粘合性能、动态疲劳及动态粘合性能分别见表9和10。

表9 大配合浸胶聚酯帘布粘合性能对比

此外，大配合EPD浸胶的1670/2-370S聚酯帘布初始剥离力（表面判定）、105 ℃×3 d老化后剥离力（表面判定）和保持率、105 ℃×5 d老化后剥离力（表面判定）和保持率分别为364.4 N（＜80%），264.1 N（＜100%）和72.5%，237.7 N（＜100%）和65.2%。

表10 大配合EPD浸胶聚酯帘布带式动态疲劳及动态粘合性能

由以上结果可以看出，本研究开发的EPD浸胶处理后的聚酯帘布具有良好的初始粘合性能、动态粘合性能和老化后粘合性能。不同工艺对粘合表面存在一定影响，环保型浸胶液应用于实际生产还存在一个工艺和配方的优化过程。

3 结论

（1）开发的EPD浸胶聚酯（PET，PEN）、锦纶66和芳纶帘线具有良好的粘合力及粘合表面，浸胶聚酯帘线的动态粘合性能达到常规D417＋RFL浸胶聚酯帘线水平；

（2）与D417＋RFL浸胶聚酯帘线相比，EPD浸胶聚酯帘线动态疲劳（单根帘线屈挠疲劳、带式疲劳）强力保持率较大，热稳定性相当，热老化粘合力保持率提高；

（3）EPD具有良好的停放稳定性，EPD浸胶聚酯帘线粘合性能具有良好的初期贮存稳定性，但长期粘合性能贮存稳定性还需进一步改进；

（4）车间大配合浸胶机上的EPD浸胶聚酯帘布粘合性能达到D417＋RFL浸胶聚酯帘布水平；

（5）EPD应用于实际生产还存在一个工艺和配方的优化过程，需深入地进行系统研究。