[发明专利]用于增强橡胶制品包含有特定黄铜涂层单丝的钢帘线

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢帘线。本发明还涉及使用这种钢帘线用于增强橡胶制品。

背景技术

包含有黄铜涂层单丝的钢帘线被广泛地用于增强橡胶制品，例如轮胎，传送带和液压管。为了具有良好的黏附性能和降低黏附的劣化速率，特别是由于在热湿条件下的老化，因而向橡胶化合物添加钴络合物。然而，认为钴对于橡胶而言是一种有害物质，因为类似于大多数过渡金属，钴是一种氧化催化剂。结果，加速了二烯基橡胶分子的氧化，这导致早期的橡胶老化。此外，钴还加速了橡胶的裂纹生长速率。

除了上述缺点以外，还存在下列问题：钴是一种战略材料并且相当昂贵。通过向整个橡胶化合物添加钴，添加了太多的钴，因为钴仅在黄铜表面具有积极作用。通常，认为仅有效使用了添加到橡胶中的钴的20％。

现有技术已经认识到这些问题中的一个或多个。已经进行许多尝试来将钴浓缩至其所属区域，即在钢线材或钢丝帘线的涂层之中或之上。

US2,240,805曾尝试通过用于增强橡胶的制品上的纯钴涂层来完全替代黄铜涂层。

US4,255,496公开了使用三元合金铜-钴-锌涂层替代二元合金铜-锌(＝黄铜)涂层。采用此三元合金，能显著降低由于在热湿条件下老化导致的黏合劣化速率。

US4,265,678教导了一种具有优异的可拉拔性和黏附性质的三元合金铜-锌-钴涂层的使用。

GB2076320教导了在黄铜涂层顶部的薄钴层，随后进行拔丝，使得在黄铜涂层顶部存在高的钴梯度。

EP0175632教导了一种在钢元件上的四元合金涂层铜-锌-镍-钴。

WO2011/076746公开了一种具有三元或四元合金涂层且具有锌梯度的钢丝帘线。尽管给予了关于黏附的改进，但是此锌梯度涉及线材或丝帘线的后处理，其意指该方法中需要额外的操作步骤。

US4651513公开了一种具有多层结构的钢帘线。在表面层的单丝具有增强橡胶粘合的涂层，例如黄铜涂层，而在表面层内部的单丝具有防止腐蚀的涂层，例如锌涂层或锌合金涂层。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有优良粘合性能和低成本的钢帘线。

本发明的另一个目的是提供一种帮助降低轮胎环境污染的钢帘线。

本发明的又一个目的是提供一种用于增强橡胶制品的钢帘线。

根据本发明的第一方面，提供了一种包括两根或更多根单丝的钢帘线，可能还包括一根外绕丝，其中至少一根但又不是所有的两根或更多根单丝，包括可能的外绕丝，覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层，

其中M是选自钴、镍、锡、铟、锰、铁、铋和钼中的一种或两种金属，

在三元或四元合金涂层中的铜含量为58重量％-75重量％，

在三元或四元合金涂层中的所述M的含量为0.5重量％-10重量％，

在三元或四元合金涂层中的余量是锌和不可避免的杂质。

发明人惊奇地发现本发明的钢帘线的橡胶粘合性能优异，尤其适合不含钴的橡胶组分。与现有的全部单丝都覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层的钢帘线相比，本发明的钢帘线具有相近或几乎相同的与不含钴的橡胶组分的粘合性能。按照本发明，覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层的单丝数量降低，但是这种数量降低并没有严重影响到钢帘线的粘合性能。作为结果，钢帘线的生产成本降低而钢帘线的粘合性能得到保持。并且本发明的具有足够粘合性能的钢帘线可以用于增强橡胶制品。尤其是，当M是钴时，钢帘线的生产成本可以显著降低，因为钴是战略材料并且相当昂贵。本发明的钢帘线通过降低钴的用量来降低生产成本，同时又保持优良的粘合性能。此外，使用本发明钢帘线增强的橡胶制品，可以采用不含钴的橡胶组分。因此，由于钴的去除，本发明钢帘线帮助减少甚至避免了橡胶制品对环境的污染。

根据本发明，“至少一根但又不是所有的两根或更多根单丝，包括可能的外绕丝，覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层”表示钢帘线至少有一根单丝覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层，同时至少有一根单丝没有覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层。本发明的钢帘线是一种包括至少两种钢单丝的复合钢帘线，其中至少两种钢单丝具有不同的金属涂层。

本发明中，“包括两根或更多根单丝的钢帘线，可能还包括一根外绕丝”表示钢帘线可以包括一根外绕丝，也可以不包括外绕丝。