[发明专利]一种氧化锌改性的芳纶纤维二浴浸胶液的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化锌改性的芳纶纤维二浴浸胶液的制备方法，将胶乳与水混合，加入间苯二酚‑甲醛树脂溶液和水继续混合，然后加入氨水、异氰酸酯、改性的氧化锌分散液和水混合，得到芳纶纤维二浴浸胶液。该制备方法不仅解决了纳米氧化锌易团聚、分散不均匀和稳定性差的问题，而且显著提高了橡胶与芳纶纤维间的界面粘合强度和抗紫外线性能。

技术领域

本发明涉及芳纶纤维浸胶液制备领域，具体涉及一种氧化锌改性的芳纶纤维二浴浸胶液的制备方法。

背景技术

由于芳纶纤维具有高强度、高模量、低滞后损失、优异的耐高温性和低密度等特点，把它作为高性能轿车子午线轮胎的带束层骨架材料时，不仅可以提高轮胎吸收地面冲击的能力，改善舒适性，而且可以降低噪声。

以芳纶纤维作为带束层骨架材料的轮胎，其滚动阻力较使用钢丝的轮胎小，采用包边带束层的轮胎滚动阻力比采用露边带束层的更低。芳纶纤维用于载重轮胎时，胎体质量可减小，燃油经济性提高。由于减少了胎体帘布层数，对轮胎轻量化和降低生热均有利，同时有利于提高高生热行驶时帘布层的耐久性。芳纶纤维用于航空子午线轮胎的带束层，在飞机起飞时、着陆滑行时，均能表现出优异的耐磨性能。

此外，芳纶纤维用于工程机械轮胎胎体外侧增强层，可以使其获得良好的耐切割性能。从技术角度考虑，芳纶纤维可用作轮胎任何部位的骨架材料，甚至可与树脂结合取代钢丝制造轮胎胎圈，大大减小轮胎的质量。

但是，由于芳纶纤维存在表面活性低，与基体粘合性能差的问题，因而表面改性是扩大芳纶纤维在复合材料中应用的第一步。目前，对芳纶改性的研究一般集中在利用化学反应改善纤维表面组成及结构或利用物理方法提高芳纶纤维与基体树脂之间的浸润性。大致有等离子体表面改性技术、氟化处理法、偶联剂改性技术、χ-射线辐射法、超声波法等方法，但现有的改性方法多数步骤繁琐，成本髙，还对芳纶纤维本身易造成强度损伤，不宜工业化生产。

除表面改性外，为充分发挥骨架材料的优异性能，芳纶纤维的线绳或帘子布需经过浸胶处理后才能与橡胶基体进行粘合。由于芳纶纤维的低表面活性，单独的RFL浸胶处理无法满足橡胶与纤维间的界面粘合强度。另外，将纳米氧化锌加入到浸胶液中能够提升界面性能和抗紫外线性能，但纳米氧化锌在水溶液中的分散性很差，易团聚，如果不经过处理加入到上述浸胶液中容易团聚反而使性能下降。因此，研发一种性能优异的浸胶液具有重要的经济和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种氧化锌改性的芳纶纤维二浴浸胶液的制备方法，不仅解决了纳米氧化锌易团聚、分散不均匀和稳定性差的问题，而且显著提高了橡胶与芳纶纤维间的界面粘合强度和抗紫外线性能。

本发明所提供的技术方案为：

一种氧化锌改性的芳纶纤维二浴浸胶液的制备方法，将胶乳与水混合，加入间苯二酚-甲醛树脂溶液和水继续混合，然后加入氨水、异氰酸酯、改性的氧化锌分散液和水混合，得到芳纶纤维二浴浸胶液。

上述技术方案中，将改性的氧化锌加入到浸胶液中，不仅提高了界面的锚定效应，而且加入改性的氧化锌后还可以减少吸水量，显著提升界面性能。

优选的，所述胶乳为丁苯胶乳、丁吡胶乳、氯丁胶乳或天然胶乳；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或1,6-己二异氰酸酯。

优选的，所述氨水的质量分数为1～40％。

优选的，所述胶乳与间苯二酚-甲醛树脂的质量比为1:0.1～1；所述异氰酸酯与改性的氧化锌分散液的质量比为1:1～10。

优选的，所述改性的氧化锌分散液的制备方法，包括如下步骤：

1)将聚乙烯醇水溶液加入到乳化剂中混合，并加入氧化锌分散；

2)继续加入异氰酸酯、聚乙二醇和三乙烯二胺混合反应；