镀黄铜钢丝帘线与胶料粘合应注意的基本问题

胎面吸附翻转取出长度变动范围 1m m
释放胎面位置精度 1m m
动作周期 12s 收取辊架上胎面线速度45m s-1
收取胎面百叶车
宽度900m m
高度1360m m
长度4260m m
扇页打开角度58
单层摆放胎面数2~3条
动力源压缩空气(0.7M Pa);
三相380V50H z交流电该装置具有如下特点:
(1)所有执行机构均采用气动元件,特别适用于往复动作,动作快速、平稳、可靠,动作周期短,可以满足生产线的速度要求;
(2)真空吸盘连接在同一真空发生器上,布置均匀、数量适当,因此真空度一致,胎面在翻转、移动过程中受力均匀,不会产生变形,保证了胎面质量;
(3)降低工人的劳动强度;
(4)采用PLC和伺服控制单元组成本机控制核心,同时采用触摸屏作为人机界面,用户可在触摸屏上设定相关工艺参数。

例如,百叶车层数、层宽、单层放置胎面数和首次放置胎面的位置等,同时在触摸屏上可显示存储设备工作状态及有可能产生的故障信息,用户使用和维修方便。

(桂林橡胶机械厂 杨 瑞供稿)
镀黄铜钢丝帘线与胶料粘合应
注意的基本问题
中图分类号:T Q330 6+8 文献标识码:D
美国 橡胶世界 2002年225卷5期26页报道:
自从20世纪70年代初钢丝带束层子午线轮胎在美国出现以来,从未忽视过橡胶与钢丝帘线粘合的重要性。

经过大量实验室和轮胎实际使用试验,找到了与子午线轮胎中钢丝有良好粘合性能的胶料。

钢丝帘线的粘合机理也慢慢变得越来越明朗。

许多年前已经众所周知,硫黄可增进NR与黄铜的粘合,同时也用作橡胶的硫化剂。

但是,在某些条件下这种粘合有时会不均匀和容易失去。

引起这种粘合强度下降的确切机理尚不得而知。

在对包埋于胶料中镀黄铜钢丝帘线破坏试样的检验中,不时可以看到具有黄铜或钢丝色彩的裸钢丝帘线。

从该帘线撕下的胶料破坏面上呈现一层发光的多彩膜,表明该膜具有不同的厚度。

对膜的分析证实,硫黄和铜参与了粘合反应过程。

这层膜基本上是铜的硫化物。

这种硫化铜与下面的镀黄铜钢丝帘线形成了一种脆弱的键,对获得良好的粘合产生了不利影响。

获得良好粘合的关键是形成橡胶、硫和铜的键合,而很少或没有形成硫化铜。

在轮胎硫化期间,橡胶/镀黄铜钢丝帘线界面上发生的理想化学反应可以看作是离子与共价型混合化学反应,碳 硫键是比较慢的共价型反应,而硫 铜键是快速离子型反应。

已证明,要平衡这两种反应速度以获得所需的碳 硫 铜键是一难以应付的挑战。

橡胶/黄铜界面上存在的配料和催化剂具有适当的浓度极为重要,配料包括橡胶、硫黄和铜,而催化剂是水。

控制水浓度是关键,水分催化硫化铜反应。

(1)水浓度
钢丝帘线覆胶中的原材料会带入水分。

在轮胎加工过程中,混炼或压延作业中通常不会发生这一问题,因为这两个工序的加工温度通常超过了水的沸点。

这种高温蒸发了大部分游离水分。

但是在压延后,压延钢丝帘布可能暴露于高湿度条件下而吸收水分。

如果胶料中某些材料是亲水的,则这种现象尤为严重。

这些材料包括用于增进粘合的粘合剂和白炭黑填料。

将压延和裁断后的钢丝帘布用不透气和水的塑料膜隔离卷成卷储存可以在很大程度上减少水分吸收。

胶料中的许多原材料既是吸水剂,也是给水剂。

在混入胶料之前,它们可吸收空气中的水分。

如前所述,橡胶加工过程中这些水分蒸发了。

但是在未硫化钢丝帘布贮存过程中,这些材料可能再次作为吸水剂发生吸收空气中水分的现象。

当所吸收水分增加到一定程度时,在硫化温度下,这些材料实际上给水,从而催化了不希望发生的形成硫化铜的反应。

基于这一认识,可以采取各种步骤控制橡胶/钢丝
帘线界面上的水分浓度。

水分还会引起镀黄铜钢丝帘线表面的锌损耗(失锌),导致不希望有的高浓度铜直接暴露出来。

轮胎成型过程中,压延钢丝帘布快速翻转使得吸水剂能在硫化过程中将水分去活。

硫化后和轮胎使用过程中,也会发生胶料中吸入水的现象,从而引起失锌并形成硫化铜,导致粘合下降。

(2)硫浓度
在具有高用量补强填充剂的钢丝帘线覆胶中使用较大量的硫黄,以获得高模量胶料和引发橡胶/钢丝帘线粘合反应。

由于硫在硫化以及随后的轮胎使用中往往趋于迁移到橡胶/钢丝帘线界面,引起硫生成硫化铜,因此可以在覆胶胶料中加入也能迅速与硫反应(离子反应)的其它金属离子,例如钴、铅、镍、锌等,使它们优先与橡胶/钢丝帘线界面附近的某些硫发生反应。

向含硫黄白胎侧胶料中添加脂肪酸钴可证实硫化钴的存在。

硫化后,标准白色胶料变成带有黑斑的灰色胶料,这表明了黑色硫化钴的存在。

在热空气中老化后,同一样品的外部变为浅粉色,而内部仍保持灰色。

这表明样品表面附近的硫化钴已变成了钴化合物和/或六水合钴,这两者都是粉红色的。

这一观察结果表明,快速离子反应生成硫化钴将降低橡胶/黄铜界面附近的硫浓度,从而减小了硫化铜生成的机会。

此外,这些钴离子还能取代一些铜离子,因而也干扰了硫化铜薄膜的形成。

(3)铜浓度
钢丝帘线生产厂知道如何控制钢丝帘线表面黄铜镀层的铜浓度。

这是一个复杂的工艺,要求有相当高的专业知识和在钢棒电镀和钢丝拉拔操作中进行精确控制。

幸亏黄铜是一种铜/锌合金,具有极好的铜载体和拉拔润滑剂双重特性。

先将黄铜电镀到直径很小的钢棒上,然后通过多次拉拔将钢棒缩小成钢丝。

电镀需要含有适宜浓度锌和铜离子的电镀槽。

由于在给定电压下,铜将比锌优先镀覆(到钢棒上),因而可以通过一种能使部分铜暂时去活的配位离子控制铜浓度。

这样可使铜和锌同时、但不等量镀覆,生成黄铜镀层。

通过电压、钢棒在电镀槽中的滞留时间、上述离子浓度、电镀槽温度等精确控制黄铜镀层的厚度。

在拉拔作业中,钢丝直径和黄铜镀层厚度均减小。

黄铜镀层减至适宜厚度对于单位面积钢丝帘线表面上获得适宜量的铜是至关重要的。

黄铜厚度控制到以亚微米计的非常小的范围内。

黄铜体积组分约为2份铜比1份锌。

但是这种组分比在黄铜内是不均匀的。

在黄铜/钢丝界面上铜占优势,而在黄铜外表面上锌占优势。

由于在钢丝帘线表面上黄铜中的铜浓度被锌稀释,因而在黄铜表面上生成硫化铜的趋势减弱。

尽管要获得良好粘合还有许多本文未涉及的因素要考虑,但是有理由相信这些因素均有助于在橡胶/黄铜界面上保持适宜的水分、硫和铜浓度。

上述反应可能不像所述的那么简单,但是它们却是可信的假说,用以解释为获得钢丝带束层子午线轮胎使用中令人满意的、持久的橡胶/钢丝帘线间的粘合过程中所遇到的许多现象。

(涂学忠摘译)
国内外简讯9则
2002年5月,山东玲珑橡胶有限公司被中国质量检验协会评为全国行业质量、服务诚信示范企业和全国行业质量示范企业。

6月8~11日,以山东玲珑橡胶有限公司 玲珑轮胎 冠名的2002(烟台)全国汽车及相关产品展览会暨汽车特技表演大赛在山东烟台举行。

(山东玲珑橡胶有限公司 刘纯宝供稿) 近日,山东玲珑橡胶有限公司从德国、美国和英国引进的万能材料电子拉力机、MDR2000硫化仪、M V2000门尼粘度试验机和干热收缩仪等一批目前世界上一流的轮胎质量检测仪器到货并投入安装使用,这为企业产品质量提高创造了有利条件。

(山东玲珑橡胶有限公司 刘纯宝供稿) 河北鲸鱼集团邢台橡胶有限公司年产30万条丁基内胎生产线于5月28日竣工投产。

该项目主要以载重汽车、轻型载重汽车及特种车轮胎内胎为主。

项目实施后,年可新增产值1900万元,新增利税110万元,新增利润90万元,将成为公司新的经济增长点。

该生产线生产的丁基内胎经国家橡胶轮胎质量监督检验中心检测,各项指标均高于国家标准,。