一種用于輪胎的復合簾線制造技術

本發明專利技術涉及一種用于輪胎的復合簾線，由芯紗以及均勻分布地圍繞芯紗外表面的包覆紗組成，所述芯紗由芳香族聚酰胺纖維構成，所述包覆紗由聚酰胺纖維和Lyocell纖維構成。所述包覆紗中聚酰胺纖維與Lyocell纖維的重量比為70:30~90:10；所述芯紗與包覆紗的重量比為5:5~6:5。本發明專利技術所述的復合簾線充分發揮三種纖維的特長并彌補它們的不足，兼有芳香族聚酰胺纖維、聚酰胺纖維以及Lyocell纖維的優良性能，與橡膠的粘結性能好。

【技術實現步驟摘要】
一種用于輪胎的復合簾線
本專利技術涉及一種用于輪胎的復合簾線，特別涉及一種包括芳香族聚酰胺纖維、聚酰胺纖維和Lyocell纖維的復合簾線。
技術介紹
隨著輪胎向子午化、高速化和環保化方向發展，輪胎工業對骨架材料提出了更高的性能要求。目前，用作輪胎簾子線的材料主要有由傳統粘膠工藝生產的芳香族聚酰胺纖維、錦綸、人造絲纖維、聚酯纖維、玻璃纖維及鋼絲等。隨著汽車技術的發展以及高速行駛的需要，對簾子線性能的要求也越來越高，因此需尋找一種新型的簾子線，以滿足汽車技術發展的需要。純芳香族聚酰胺簾線具有高強度、高模量、耐熱性和良好的尺寸穩定性，且能減輕輪胎的質量，降低滾動阻力，使得輪胎在牽引能力、制動性能、乘用性能等都比傳統簾線有較大幅度的提升，但由于芳香族聚酰胺簾線價格昂貴、抗疲勞彎曲性能差、不易和橡膠粘合等缺陷，限制了其在輪胎工業中的廣泛應用。聚酰胺纖維具有強度高、相對密度小、彈性好、吸濕率低、耐高沖擊強度、耐曲撓性等優點，除此以外，聚酰胺纖維的耐疲勞性能也優于其他纖維。盡管如此，采用聚酰胺纖維制備的簾線例如尼龍66簾線也有一些缺點，如熱穩定性不好、干熱收縮率較高、易發生蠕變現象、輪胎使用后期膨脹較大等，且由于尼龍纖維具有低模量，并不適合用于高速行駛的賽車以及需要很好的路面行車質量的轎車的輪胎，容易發生平點等現象。人造絲輪胎簾子線的最大優點是具有耐熱性和形態穩定性，即使在高溫下也能保持彈性系數。因此，由于其如此低的收縮率和出色的形態穩定性，其主要被用作轎車等高速行駛的子午線輪胎。特別是由纖維素構成的人造纖維中的溶劑法纖維素纖維，不僅熱收縮低，強度和模量高，形態穩定性出色，而且水分率也低，具有即使在濕潤時強力保持率與模量保持率也高達80％以上的特征。用N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)溶劑法制造纖維素纖維，溶劑能夠全部回收并再利用，因而是無公害的工藝，并且制造的纖維等具有較高的機械強度。國際人造纖維和合成纖維標準化局（BISFA）為有機溶劑紡絲法制得的纖維素纖維署名為Lyocell纖維。但是溶劑法纖維素纖維具有耐疲勞性差的缺點。為了能結合芳香族聚酰胺纖維和尼龍纖維（又名錦綸）的優點，芳香族聚酰胺/尼龍復合簾線被大量研究。例如，CN103498231A公開的一種航空輪胎用芳綸/錦綸復合簾線的制造方法，WO2014/104680A1公開了一種通過控制芳香族聚酰胺和尼龍混紡簾線制備過程中的捻度，改變混紡簾線的結構，來提高混紡簾線的性能的方法，但仍無法完全滿足輪胎簾子線應具有的各種功能。另外，現有技術中為了增強簾線與橡膠的粘合性，必須進一步對簾線進行浸膠處理，將簾線浸漬一層膠乳，才能達到輪胎生產中的質量要求。然而，由于合成纖維表面都較為光滑，附膠量少，容易導致界面脫粘失效現象出現。
技術實現思路
本專利技術旨在克服上述存在的問題，提供一種既能提高簾線的物理性能，又能使簾線與橡膠有足夠粘合強度，保證輪胎質量的輪胎骨架材料。本專利技術是通過以下技術方案來實現的：一種用于輪胎的復合簾線，由芯紗以及圍繞芯紗外表面的包覆紗組成，其特征在于，所述芯紗由芳香族聚酰胺纖維構成，所述包覆紗由聚酰胺纖維和Lyocell纖維構成。本申請所述聚酰胺纖維與Lyocell纖維的重量比為70:30~90:10。本申請所述芯紗與圍繞芯紗外表面的包覆紗的重量比為5:5~6:5。本申請所述芳香族聚酰胺纖維的斷裂強度為24.8g/d以上，例如斷裂強度為24.8g/d~27.1g/d；斷裂伸長率為3%以上，例如斷裂伸長率為3%~4.5%。本申請所述芳香族聚酰胺纖維，優選為聚對苯二甲酰對苯二胺纖維。本申請所述聚酰胺纖維的斷裂強度為10.2g/d以上，例如斷裂強度為10.2g/d~10.7g/d；斷裂伸長率為15%以上，例如斷裂伸長率為15%~24%。本申請所述聚酰胺纖維，優選為采用玻璃纖維改性后的聚酰胺纖維。本申請所述聚酰胺纖維，優選為尼龍66纖維。本申請所述聚酰胺纖維可以采用如下方法制備：將包括玻璃纖維，聚酰胺樹脂和偶聯劑的組分按照配比在高速混合機中混合均勻，其中玻璃纖維10~20重量份，聚酰胺樹脂100~120重量份，偶聯劑0.5~2重量份，在雙螺桿擠出機中進行熔融共混并造粒，將所制備的粒料經熔融紡絲得到改性的聚酰胺纖維。所述偶聯劑優選為N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。在聚酰胺纖維的制備過程中，可以使用所屬聚酰胺熔融共混造粒以及粒料熔融紡絲
中的現有技術條件。本申請所述Lyocell纖維的斷裂強度為4.5g/d以上，例如斷裂強度為4.5g/d~5.1g/d；斷裂伸長率為14%以上，例如斷裂伸長率為14%~16%。本申請所述Lyocell纖維，優選采用由多壁碳納米管改性的Lyocell纖維，所述多壁碳納米管在Lyocell纖維紡絲原液中的質量分數為1%~1.1%。本申請所述碳納米管為功能化后的多壁碳納米管，例如首先通過強酸純化處理，提高碳納米管的純度，再采用表面活性劑對純化后的碳納米管進行功能化處理。本申請所述Lyocell纖維可采用如下方法制備得到：將質量濃度為50%~75%的NMMO水溶液與碳納米管混合均勻后，再減壓蒸餾后形成含水質量分數為20%-30%的碳納米管/NMMO水溶液，然后將其與纖維素漿粕混合均勻，并在一定溫度下，例如100℃下攪拌、溶解，并可以進一步蒸餾除去多余的水分，制備得到含水質量分數為12%-15%、含纖維素質量分數為8~10%、碳納米管質量分數為1%~1.1%的紡絲原液，并通過干濕法紡絲制得Lyocell纖維。本申請所述功能化多壁碳納米管、Lyocell纖維的制備過程，不特別限制于或受限于本申請中所提到的步驟或工藝條件，可以使用現有技術。申請人發現所述Lyocell纖維，加入碳納米管后熱穩定性、斷裂強度、初始模量和斷裂伸長率均比不添加碳納米管時有所提高，在碳納米管質量分數為1%~1.1%時，一方面改善了Lyocell纖維的強度和模量，而且能夠提高纖維的得率，另一方面，碳納米管纖維素纖維基體的分散過程中，發生的少量團聚的現象，使得Lyocell纖維表面變得粗糙。本申請所述一種用于輪胎的復合簾線的制備方法包括如下步驟：a、包覆紗的制備：將聚酰胺纖維和Lyocell纖維混合進行Z向加捻制成，形成聚酰胺纖維和Lyocell纖維混紡的包覆紗；b、芯紗的制備：將芳香族聚酰胺纖維進行S向加捻而成；c、步驟a制備得到的包覆紗進入細紗機牽伸機構，在前羅拉處與芯紗會和，在細紗機的加捻動作用下形成包芯紗；包芯紗再經全自動絡筒機、高速并紗機以及倍捻工序后形成復合簾線；d、采用浸膠法對步驟c所得復合簾線進行浸膠處理。本申請所述的浸膠液為間苯二酚-福爾馬林-乳膠（RFL）的樹脂溶液。本專利技術所述的芯紗可由單根芳香族聚酰胺纖維組成，也可由通過將多根芳香族聚酰胺纖維捻在一起制備的紗線組成。本申請所述復合簾線，能用于輪胎，特別是充氣子午輪胎的胎體層或胎冠層（帶束層）部分。因此，本申請另外提供一種包括所述復合簾線的輪胎。本專利技術的有益效果：（1）本專利技術的簾線采用包芯紗結構，芯紗由芳香族聚酰胺纖維構成，包覆紗由聚酰胺纖維和Lyocell纖維構成，兼有芳香族聚酰胺纖維、聚酰胺纖維以及Lyocell纖維的優良性能；與芳香族聚酰胺浸膠簾線相比，復合簾線具有更好的耐疲勞性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于輪胎的復合簾線，由芯紗以及圍繞芯紗外表面的包覆紗組成，其特征在于，所述芯紗由芳香族聚酰胺纖維構成，所述包覆紗由聚酰胺纖維和Lyocell纖維構成。

【技術特征摘要】
1.一種用于輪胎的復合簾線，由芯紗以及圍繞芯紗外表面的包覆紗組成，其特征在于，所述芯紗由芳香族聚酰胺纖維構成，所述包覆紗由聚酰胺纖維和Lyocell纖維構成，所述Lyocell纖維為采用由多壁碳納米管改性的Lyocell纖維，所述多壁碳納米管在Lyocell纖維紡絲原液中的質量分數為1.05％～1.1％。2.根據權利要求1所述的用于輪胎的復合簾線，其特征在于，所述聚酰胺纖維與Lyocell纖維的重量比為70:30～90:10。3.根據權利要求1或2任一項所述的用于輪胎的復合簾線，其特征在于，所述芯紗與包覆紗的重量比為5:5～6:5。4.根據權利要求1-2任一項所述的用于輪胎的復合簾線，其特征在于，所述芳香族聚酰胺纖維的斷裂強度為24.8g/d以上，斷裂伸長率為3％以上。5.根據權利要求4所述的用于輪胎的復合簾線，其特征在于，所述芳香族聚酰胺纖維斷裂強度為24.8g/d～27.1g/d，斷裂伸長率為3％～4.5％。6.根據權利要求1-2任一項所述的用于輪胎的復合簾線，其特征在于，所述聚酰胺纖維的斷裂強度為10.2g/d以上，斷裂伸長率為15％以上。7.根據權利要求6所述的用于輪胎的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王農躍，
申請(專利權)人：上海方綸新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31