一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法

本发明涉及纤维改性，尤其是涉及一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法。

背景技术：

1、聚酯织物具有强度高，稳定性好，易加工等优势，被用作橡胶输送带骨架材料。随着聚酯织物橡胶输送带的发展，已成为橡胶输送带领域的支柱产品。然而由于聚酯纤维分子结构排列紧密，表面较为光滑，分子结构中仅有末端羟基，活性基团较少，聚酯纤维与橡胶界面很难构建良好的界面相互作用，从而很大程度上限制其在橡胶复合材料方面的应用。因此需要对聚酯纤维进行界面改性。

2、常见的界面改善处理方式主要有物理法和化学法，物理法包括等离子体改性处理、高能射线辐照等；化学法包括酸碱刻蚀、涂层处理等。物理法对设备要求较高，成本巨大，不能连续生产，化学法会增加纤维的比表面积及活性基团，但会对纤维本体有一定程度损伤。同时工艺往往较为复杂，易造成二次污染，在应用中二者经常结合使用以获得较强的改性效果。

3、wang,l等人[the journal ofadhesion,2018,vol.94,no.1,30-45]通过臭氧预处理以刻蚀纤维表面和形成活性位点而引入含氧官能团，之后通过紫外辐照再在处理后的纤维上接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，使得纤维复合材料的界面粘结强度得到提高。此种方法需要臭氧条件及紫外辐照，对处理条件较为严格、成本较高，且会损伤纤维的结构。

4、li等人[polymertesting,2016,vol.55,10-16]采用表面氧化法，通过利用重铬酸钾处理uhmwpe纤维，使得处理后的纤维表面变得非常粗糙，与环氧树脂的界面粘合强度得到改善，然而它对纤维力学性能会造成较大的损伤，所使用的处理试剂对设备要求也较为严格，处理液对环境污染严重。因而寻求一种成本较低，条件温和、对于纤维损伤较小的改性方式显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，操作简单、条件温和、成本较低、适用于大规模生产。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，利用多酚的酚羟基能以氧负离子的形式与重金属离子发生络合，其特征在于：包括以下步骤：

3、步骤一、配制聚酯纤维的表面改性溶液；

4、步骤二、将预先洗净的聚酯纤维浸入步骤一制备的改性溶液中进行浸泡处理，之后用去离子水冲洗2-3次，烘干得到与橡胶基体具有高粘合性能且无损的改性聚酯纤维；

5、步骤三、将步骤二中所得的改性聚酯纤维通过rfl浸渍液浸渍，并干燥、固化。

6、优选的，所述多酚为单宁酸、没食子酸、邻苯二酚、邻苯三酚；至少含有一对邻位酚羟基。

7、优选的，所述重金属离子为铁、锰、铜、锌、铬金属离子。

8、优选的，所述步骤一中的改性溶液包括以下原料及组份：多酚2-8份、重金属离子1-4份、环氧化合物1.5-10份、去离子水90-110份。

9、优选的，所述环氧化合物至少含有一个环氧基团且分子量≤500。

10、优选的，所述步骤一中的改性溶液的ph值为7-10，其ph用氢氧化钠溶液调节。

11、优选的，所述步骤二中聚酯纤维浸泡改性溶液的处理时间为1-8h，聚酯纤维与改性溶液的质量比为1:3-7，聚酯纤维浸泡处理温度为15-40℃，烘干温度为40-100℃。

12、优选的，所述步骤三中干燥温度为40-100℃，干燥时间为130-150min。

13、优选的，所述步骤三中的固化温度为200-240℃，固化时间为1-2min。

14、因此，本发明采用上述一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，具有以下有益效果：

15、(1)本发明改性方法不会损伤纤维的力学性能，且会对纤维的断裂强力有提高；

16、(2)本发明改性方法处理得到的聚酯纤维表面含有大量酚羟基与环氧基团，能与rfl浸渍液中酚醛树脂与胶乳产生氢键相互作用。

17、(3)本发明操作简单，条件温和，适于大规模生产。

18、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，利用多酚的酚羟基能以氧负离子的形式与重金属离子发生络合，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，其特征在于：所述多酚为单宁酸、没食子酸、邻苯二酚、邻苯三酚；至少含有一对邻位酚羟基。

3.根据权利要求1所述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，其特征在于：所述重金属离子为铁、锰、铜、锌、铬金属离子。

4.根据权利要求1所述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，其特征在于：所述步骤一中的改性溶液包括以下原料及组份：多酚2-8份、重金属离子1-4份、环氧化合物1.5-10份、去离子水90-110份。

5.根据权利要求4所述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，其特征在于：所述环氧化合物至少含有一个环氧基团且分子量≤500。

6.根据权利要求1所述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，其特征在于：所述步骤一中的改性溶液的ph值为7-10，其ph用氢氧化钠溶液调节。

7.根据权利要求1所述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，其特征在于：所述步骤二中聚酯纤维浸泡改性溶液的处理时间为1-8h，聚酯纤维与改性溶液的质量比为1:3-7，聚酯纤维浸泡处理温度为15-40℃，烘干温度为40-100℃。

8.根据权利要求1所述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，其特征在于：所述步骤三中干燥温度为40-100℃，干燥时间为130-150min。

9.根据权利要求1所述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，其特征在于：所述步骤三中的固化温度为200-240℃，固化时间为1-2min。

技术总结本发明公开了一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，属于纤维改性领域，利用多酚的酚羟基能以氧负离子的形式与重金属离子发生络合，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、配制聚酯纤维的表面改性溶液；步骤二、将预先洗净的聚酯纤维浸入步骤一制备的改性溶液中进行浸泡处理，之后用去离子水冲洗2‑3次，烘干得到与橡胶基体具有高粘合性能且无损的改性聚酯纤维；步骤三、将步骤二中所得的改性聚酯纤维通过RFL浸渍液浸渍，并干燥、固化。本发明采用上述的一种与橡胶基体具有高粘合性能的纤维无损化改性方法，操作简单，条件温和，能够提高纤维力学性能且增强此纤维与橡胶基体的粘合性能，适于大规模生产。技术研发人员：何宏伟,杨泽光,余雯雯,刘付永,朱凤博,郑强,贾兰受保护的技术使用者：太原理工大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20