一种新型胎圈钢丝涂料及其涂覆方法与流程

文档序号:16587808发布日期:2019-01-14 18:44阅读:314来源:国知局
本发明涉及胎圈钢丝涂料领域,尤其涉及一种新型胎圈钢丝涂料及其涂覆方法。
背景技术
:胎圈钢丝是用来制备轮胎的重要原材料,然而胎圈钢丝在出厂后至使用前存在一定时间的间隔,需要进行合理包装和储存,以防钢丝因发生氧化生锈影响到钢丝与橡胶的结合性能。目前,胎圈钢丝出厂时通常采用标准包装,进行抽真空处理并向其中加入干燥剂,以保证胎圈钢丝在储存、运输过程以及使用前不生锈。即便如此,上述处理后的胎圈钢丝的存放都有一个有效期,施镀后不做任何处理的胎圈钢丝的有效期仅为1个月,这就限制了胎圈钢丝的产量,不利于胎圈钢丝的大批量生产和长期存放。而其他延长胎圈钢丝的方法不仅麻烦,并且成本高昂。目前还有方法采用给胎圈钢丝涂防锈层,但采用的防锈材料单一,处理后3个月,胎圈钢丝就发生黏合力下降情况。因此,目前没有行之有效的涂料在不影响胎圈钢丝与橡胶的黏合力的前提下,简单、有效地方法来大幅度的延长钢丝的有效期。技术实现要素:针对上述技术问题,本发明提供了一种大幅度提高胎圈钢丝有效期的新型胎圈钢丝涂料及其涂覆方法,以解决通过简单方法目前难以有效延长钢丝有效期的问题。本发明提供了一种新型胎圈钢丝涂料,所述涂料由以下原料组成:古马隆-茚树脂、混合二甲苯以及丙酮。优选地,所述涂料由以下质量份数的原料组成:古马隆-茚树脂3-8份;混合二甲苯87-96份;丙酮1-5份。优选地,所述古马隆-茚树脂为。上述配比的涂料中,古马隆-茚树脂的软化点为90℃。一种如上所述的新型胎圈钢丝涂料的制备方法,包括以下步骤:将相应质量份数的二甲苯与丙酮进行混合,再加入相应质量份数的古马隆-茚树脂,对混合溶液加热,保持温度不超过45℃,匀速搅拌直完全溶解。一种如上所述的新型胎圈钢丝涂料的涂覆方法,其包括以下具体步骤:胎圈钢丝表面镀上锡青铜镀层后,通过干燥装置的干燥处理后,再通过浸透含有新型胎圈钢丝涂料的油芯后,胎圈钢丝表面覆盖一层新型树脂涂层。优选地,所述新型树脂涂层的厚度为0.10-0.15g/kg。优选地,锡青铜镀层厚度为0.5-2μm。优选地,胎圈钢丝在涂覆过程中的行进速度为350-400m/min。一种带新型树脂涂层的胎圈钢丝,采用如上所述的涂覆方法制备得到。本发明提供的技术方案具有如下有益效果:1、本发明提供的新型胎圈钢丝涂料专用于胎圈钢丝表面处理,使钢丝表面获得一层保护性的树脂涂层,有效防止钢丝表面氧化生锈,将钢丝存放的有效期延长至6-10个月,并且保持钢丝与橡胶的黏合力不下降。2、涂覆所述新型胎圈钢丝涂料的胎圈钢丝,与橡胶的结合性能得到大幅度提高,与橡胶的黏合力提高了6%-8%。3、所述新型胎圈钢丝涂料的涂覆方法简单、易操作,生产周期短,生产效率高。4、所述新型胎圈钢丝涂料的配方和配置方法简单易行,原料种类少,不仅成本低且易收集,进一步降低了生产成本、缩短了生产周期。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种新型胎圈钢丝涂料,所述涂料由以下原料组成:古马隆-茚树脂、混合二甲苯以及丙酮。优选地,所述涂料由以下质量份数的原料组成:古马隆-茚树脂3-8份;混合二甲苯87-96份;丙酮1-5份。优选地,所述古马隆-茚树脂为软化点为90℃的古马隆-茚树脂系列。上述涂料中,混合二甲苯是邻、间、对二甲苯和乙基苯的混合物,混合二甲苯与丙酮共同作用作为溶剂,不仅提高古马隆-茚树脂的溶解度,涂料的稳定性高,并且加快制备过程中涂料中古马隆-茚树脂的溶解速度和溶解均匀度。溶解是溶质分子通过分子扩散与溶剂分子均匀混合成为分子分散的均相体系。由于高分子结构的复杂性,其分子量大却具有多分散性,分子的形态有线形及支化,其溶解过程非常缓慢,表现为先溶胀再溶解,晶态聚合物更不容易溶解。由于大分子链与溶剂小分子尺寸相差悬殊,扩散能力不同,并且大分子链间相互缠结,分子间作用力大,因此,大分子的溶解过程相当缓慢。一般,溶解过程为溶剂小分子先渗透、扩散到大分子之间,削弱大分子间相互作用力,使体积膨胀,成为溶胀;然后链断和分子整链的运动加速,分子链松动、解缠结,再达到双向扩散均匀,完成溶解。而作为涂料溶质的古马隆-茚树脂是由石油芳香烃成分经高温聚合反应而成的石油树脂,平均分子量为2500-6000,分子量大,极性强,易溶于极性溶剂,为晶态,溶解难度大。本发明的溶剂选择由质量份数分别为87-96份的混合二甲苯和1-5份的丙酮组成的混合溶剂。由于丙酮的极性高,混合二甲苯也具有极性,因此,上述混合溶剂的极性与古马隆-茚树脂极性一致,提高古马隆-茚树脂的溶解度;并且,按照溶解度相近原则,上述混合溶剂的溶解度参数与古马隆-茚树脂的溶解度参数相近,进一步提高溶质的溶解速度。由于混合溶液的溶解度参数δ混合=φaδa+φaδb,(其中,δa和δb分别为混合二甲苯和丙酮的溶度参数,φa和φb为两种溶剂在混合溶剂所占的体积分数),将丙酮的溶解度参数9.9(cal/cm3)1/2和混合二甲苯的溶解度参数8.8(cal/cm3)1/2代入,通过换算,δ混合为8.27~8.5,古马隆-茚树脂的溶解度参数δ古为6.9,δ混合与δ古差值仅1.37~1.6,极为相近,由上述质量份数的混合二甲苯和丙酮组成的混合溶剂从上述两个方面不仅提高了涂料溶解速度,并且涂料溶液中,丙酮含量适中,挥发量少,保证了涂料成分的稳定性。此外,上述组成的涂料提高了涂层在钢丝表面上的涂膜附着力,并且提高了钢丝与橡胶的黏合力。一方面,上述涂料在钢丝表面形成的新型涂层与钢丝表层锡青铜镀层具有很强的粘附力,表现为:锡青铜镀层硫化后产生的硫化铜层与新型涂层中的古马隆-茚树脂进行化学反应形成化学粘合以及涂层中的高极性的古马隆-茚树脂、嵌入到古马隆-茚树脂结构中的混合二甲苯和丙酮等极性分子与钢丝镀层表面形成的硫化亚铜薄膜之间的物理黏合,上述两种形式黏合力共同作用使钢丝表面锡青铜镀层与新型涂层之间进行良好黏合,并且,涂层极性的提高会进一步提高涂层的涂膜附着力和粘度;另一方面,所述新型涂层中的古马隆-茚树脂在硫化过程中,硫以共价键的形式连在古马隆-茚树脂以及相邻橡胶高分子链间,增强胎圈钢丝上的古马隆-茚树脂与橡胶的黏合作用,同时由于涂层附着力的增加,使未硫化前钢丝与橡胶的黏合力(即绿色粘合力)也得到提高。综上所述,上述三种质量份数的古马隆-茚树脂、混合二甲苯和丙酮相互作用形成的新型胎圈钢丝涂料溶解速度快,在胎圈钢丝上的成膜性好,成膜均匀,涂膜附着力大,形成的涂层与胎圈钢丝表面的锡青铜镀层以及橡胶的结合力强,不易脱落,抗氧化和抗腐蚀性能好,大幅度延长胎圈钢丝的使用有效期,并且所述涂层与橡胶的黏合力强,提高了6-8%。本发明还提供一种如上所述的新型胎圈钢丝涂料的制备方法,包括以下步骤:将相应质量份数的二甲苯与丙酮进行混合,再加入相应质量份数的古马隆-茚树脂,对混合溶液加热,保持温度不超过45℃,匀速搅拌直完全溶解。上述新型胎圈钢丝涂料仅有三种原料组成,成本低廉且易收集,制备方法简单且制备周期短,大幅度地降低了生产成本。一种如上所述的新型胎圈钢丝涂料的涂覆方法,其包括以下具体步骤:将胎圈钢丝表面镀上锡青铜镀层后,通过干燥装置的干燥处理后,再通过浸透含有新型胎圈钢丝涂料的油芯后,胎圈钢丝表面覆盖一层新型树脂涂层。其中,所述干燥处理为:将胎圈钢丝经过热风干燥后,再经烘干箱烘干0.4-0.8s,烘干箱的温度设置为100-200℃。优选地,所述新型树脂涂层的厚度为0.10-0.15g/kg。这种厚度设置的新型树脂涂层不仅具有最佳的防锈效果和与橡胶的黏合作用,并且避免涂层过厚造成的浪费,节约成本。优选地,锡青铜镀层厚度为0.5-2μm。优选地,胎圈钢丝在涂覆过程中的行进速度为350-400m/min。由于上述新型树脂涂层的成膜速度快,胎圈钢丝的进行速度得到提升,进一步提高了生产效率,降低了生产成本。实施例11、本实施例提供了一种新型胎圈钢丝涂料,所述涂料由以下质量份数的原料组成:古马隆-茚树脂8份;混合二甲苯87份;丙酮5份。古马隆-茚树脂的软化点为90℃。2、上述胎圈钢丝涂料的制备方法为:将相应质量份数的二甲苯与丙酮进行混合,再加入相应质量份数的古马隆-茚树脂,对混合溶液加热,保持温度不超过45℃,匀速搅拌直完全溶解后得到新型胎圈钢丝涂料。3、新型胎圈钢丝涂料的涂覆方法包括以下步骤:将表面镀上2μm厚度的锡青铜镀层的胎圈钢丝通过干燥装置的干燥处理后,再以350m/min的速度通过浸透含有新型胎圈钢丝涂料的油芯后,使胎圈钢丝表面覆盖一层厚度为0.15g/kg的新型树脂涂层。实施例21、本实施例提供了一种新型胎圈钢丝涂料,所述涂料由以下质量份数的原料组成:古马隆-茚树脂3份;混合二甲苯96份;丙酮1份。其中,古马隆-茚树脂的软化点为90℃。2、上述胎圈钢丝涂料的制备方法为:与实施例1相同。3、新型胎圈钢丝涂料的涂覆方法包括以下步骤:将表面镀上1μm厚度的锡青铜镀层的胎圈钢丝通过干燥装置的干燥处理后,再以400m/min的速度通过浸透含有新型胎圈钢丝涂料的油芯后,使胎圈钢丝表面覆盖一层厚度为0.10g/kg的新型树脂涂层。实施例31、本实施例提供了一种新型胎圈钢丝涂料,所述涂料由以下质量份数的原料组成:古马隆-茚树脂5份;混合二甲苯92份;丙酮3份。其中,古马隆-茚树脂的软化点为90℃。2、上述胎圈钢丝涂料的制备方法与实施例1相同。3、新型胎圈钢丝涂料的涂覆方法包括以下步骤:将表面镀上0.5μm厚度的锡青铜镀层的胎圈钢丝通过干燥装置的干燥处理后,再以400m/min的速度通过浸透含有新型胎圈钢丝涂料的油芯后,使胎圈钢丝表面覆盖一层厚度为0.12g/kg的新型树脂涂层。实施例4将实施例1-3中制备的带新型树脂涂层的胎圈钢丝分别依次作为实验组1-3进行测试,同时,以未涂覆所述新型树脂涂层的胎圈钢丝作为对照组进行测试。1、胎圈钢丝使用有效期的测试将实验组和对照组的胎圈钢丝按照常规抽真空包装好后,放置相同储存环境中,待六个月后取出进行测试。实验组胎圈钢丝表面尚未出现锈蚀,并且与出厂时性能相比,综合性能(抗拉强度、扭转圈数和屈强比能性能)无变化,胎圈钢丝与橡胶的黏合力稳定在1010n-1030n之间;对照组中,胎圈钢丝表面出现点状锈迹,胎圈钢丝与橡胶的黏合力从960n下降到600n,绿色附胶率(未硫化的胎圈钢丝与橡胶的黏合力)也明显下降,挂胶程度明显降低。2、胎圈钢丝与橡胶黏合力测试:根据国家标准gb/t14450-2016中粘合力的检测方法对上述胎圈钢丝与硫化橡胶的黏合力进行测试。具体测试方法为:将炼制均匀的胶料放入硫化模具中,并将3个实验组以及一个对照组分别放置于胶料中间,用平板硫化机进行硫化,胶料冷却后通过英斯特朗拉力机将三个实验组的胎圈钢丝从胶料中拔出得到的最大力为黏合力。表一胎圈钢丝与硫化橡胶的黏合力测试结果黏合力大小(单位:n)黏合力提高率%实验组110226.5实验组210256.8实验组310297.2对照组960—实验结果表明:相比对照组,3个实验组的胎圈钢丝与橡胶黏合力提高了6%-8%。可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。当前第1页12
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