雙組份涂料輔助處理免處理低硬度膠輥的應(yīng)用

朱興學(xué)，安建江，趙德平，邵 煥

(無錫二橡膠股份有限公司，江蘇 無錫 214193)

雙組份涂料輔助處理免處理低硬度膠輥的應(yīng)用

朱興學(xué)，安建江，趙德平，邵 煥

(無錫二橡膠股份有限公司，江蘇 無錫 214193)

為了改善免處理低硬度膠輥紡紗走熟期、回磨后表面功能膜衰退等現(xiàn)象，提高其適紡性、延長(zhǎng)使用壽命，從膠管膠料配方體系入手，論述了免處理低硬度膠輥的表面特征、雙組份涂料的化學(xué)物理特性，詳細(xì)介紹了雙組份涂料品種選用與涂覆工藝。指出，雙組份涂料輔助處理免處理低硬度膠輥的應(yīng)用，是一種適應(yīng)高效工藝、擴(kuò)大紡紗品種的簡(jiǎn)易有效手段，而紫外線光照輔助處理方式更符合綠色環(huán)保發(fā)展方向。

免處理低硬度膠輥；配方體系；雙組份涂料；輔助處理；走熟期

免處理低硬度膠輥在紡制純棉品種上取得了較好的效果，回磨周期可達(dá)4個(gè)月～6個(gè)月。由于紡紗工藝條件差異、紡紗品種多樣化、高效工藝推廣、成紗質(zhì)量要求提高、免處理低硬度膠輥本身技術(shù)性能的限制等因素，其應(yīng)用受到了制約。合理應(yīng)用雙組份涂料輔助處理免處理低硬度膠輥表面，能有效改善其走熟期、回磨后表面功能膜衰退的現(xiàn)象，適合高效紡紗工藝，擴(kuò)大紡紗品種范圍。

1 免處理低硬度膠管膠料配方體系特點(diǎn)

1.1 膠管主體材料

免處理低硬度膠管主體材料采用進(jìn)口特種丁腈橡膠，含有特種活性基團(tuán)，硫化膠交聯(lián)密度高，具備優(yōu)良的力學(xué)性能和耐化學(xué)介質(zhì)性能，表面回彈性與粘澀性得到明顯改善[1]。

1.2 多功能助劑的應(yīng)用

膠管膠料中抗靜電劑、抗磨劑等多功能助劑配伍使用，使制作后的膠輥表面呈現(xiàn)低表面能、低摩擦因數(shù)的滋潤(rùn)狀態(tài)，形成一個(gè)致密光潔適合紡紗功效的摩擦聚合膜界面。

1.3 膠輥表面涂料涂覆施工特征

免處理低硬度膠管硫化膠致密性高，滋潤(rùn)細(xì)膩爽滑，磨礪后膠輥表面磨紋光潔圓潤(rùn)，故表面對(duì)雙組份涂料滲透吸收少，觸變性差易凝聚流掛。在實(shí)際制做中，要根據(jù)所紡品種與免處理低硬度膠輥表面特征，選擇相應(yīng)的雙組份涂料品種，并制訂相應(yīng)操作規(guī)范。

2 雙組份涂料

2.1 主要特性

A、B雙組份涂料是用于紡紗膠輥表面處理的專用化學(xué)涂料，涂覆于膠輥表面后經(jīng)固化形成粘附牢固、具有一定強(qiáng)度、一定表面粗糙度及特殊紡紗功效(抗靜電、防污、耐油、耐磨、耐熱)的固態(tài)涂層。經(jīng)雙組份涂料處理后的膠輥表面，具有紡紗工藝綜合效應(yīng)，提高了紡紗工藝的穩(wěn)定性和成紗質(zhì)量，擴(kuò)大了膠輥的適紡范圍，延長(zhǎng)了其使用壽命。

2.2 適用范圍

膠輥表面經(jīng)雙組份涂料處理后，適紡純棉、化纖、毛、絹、麻及其混紡等各類纖維，條卷、并條、精梳分離、粗紗、細(xì)紗等工序使用的膠輥均適用雙組份涂料進(jìn)行表面處理。

2.3 固化機(jī)理

A、B組份涂料的技術(shù)指標(biāo)見表1[2]。

表1 A、B組份涂料的技術(shù)指標(biāo)

A組份屬濕固化型聚氨酯膠粘劑[3]，主要靠空氣中的水分固化，以室溫自然固化為宜。它含有高活潑極性基團(tuán)，對(duì)極性高分子材料具有很好的粘接力；其分子體積小，容易滲透膠管表面，并和膠管中含水氧化物及空氣中水分發(fā)生固化反應(yīng)；同時(shí)與橡膠的活性鍵、活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，涂料滲透交聯(lián)后在膠管表面形成薄而致密、附著力好的紡紗功能涂層。

B組份為鹵代烴極性有機(jī)溶劑，對(duì)不飽和碳鏈丁腈膠溶解力強(qiáng)，當(dāng)B組份與膠管表面接觸后促使橡膠淺表溶脹、分子間隙擴(kuò)大，有利于A組份滲透，且B組份能使淺表橡膠分子鏈段及交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生降解后，重新和A組份產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)；B組份揮發(fā)速度快、干燥時(shí)間短，不會(huì)對(duì)膠管表面產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的破壞。

2.4 涂料品種選擇2.4.1 深色涂料(硬質(zhì)涂料)

深色涂料分子小，滲透性強(qiáng)，活性大，固化硬度高(涂層遇空氣泛紫紅色)，抗繞性能強(qiáng)，回磨周期長(zhǎng)，故常用于紡純化纖或混紡紗。

2.4.2 淺色涂料(軟質(zhì)涂料)

淺色涂料分子量較深色涂料大，分子鏈段較柔軟，故成紗質(zhì)量較好；但抗繞及耐磨性能較深色涂料差，一般用于紡純棉或滌棉紗。

2.5 涂料配比

免處理低硬度膠輥常用涂料質(zhì)量比配比為：

a) 紡純棉紗：A∶B=1∶(10～20)；

b) 紡純化纖：A∶B=1∶(5～10)；

c) 棉和化纖混紡，涂料配比根據(jù)混紡比應(yīng)控制在紡純棉紗與紡純化纖的配比之間；

d) 配比應(yīng)根據(jù)季節(jié)、紡紗品種、成紗質(zhì)量要求作靈活調(diào)整。

2.6 涂覆操作程序2.6.1 涂覆方式

可采用板涂和筆涂?jī)煞N方式涂覆膠輥，板涂操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)效率高，但較難控制涂層均勻性。筆涂后的涂層均勻性較好，紡紗效果好，不易產(chǎn)生機(jī)械波，但生產(chǎn)效率低。

2.6.2 涂覆前準(zhǔn)備

將精磨的膠輥安放于專用架，冷卻后撣去浮塵；將A、B雙組份涂料以質(zhì)量比倒入潔凈干燥的燒杯里(板涂采用500 mL，筆涂采用50 mL)，用玻璃棒攪拌均勻。涂料要求現(xiàn)配現(xiàn)用，要控制配用總量，以防使用后期有機(jī)溶劑揮發(fā)而導(dǎo)致涂料濃度增大。

2.6.3 涂覆涂料次數(shù)及停放

一般情況下免處理低硬度膠輥只需涂1次涂料，停放24 h后即可上車使用；若需增加抗繞性和提高耐磨效果，配比濃度可保持不變情況下涂覆2次(注意：第2次配比濃度不能大于第1次配比濃度)，間隔時(shí)間為15 min～30 min(板涂慎用)。

2.6.4 涂覆操作要點(diǎn)2.6.4.1 板涂法

操作時(shí)將配置好的涂料用豬毛刷沾取后均勻涂于板面，然后立即將涂板在膠輥架上來回勻力推動(dòng)涂刷膠輥：控制好涂料涂刷量；涂板來回推動(dòng)時(shí)用力要適當(dāng),均勻(保證膠輥靈活轉(zhuǎn)動(dòng))地一次推到頭，中間不得打頓(避免花斑、搭接頭)。

2.6.4.2 筆涂法

將膠輥放在上涂料的專用設(shè)備上轉(zhuǎn)動(dòng)，用扁寬的美工打底紋用羊毛筆蘸取適量配好的涂料，從膠輥表面一端緩慢移到另一端，注意手腕控制動(dòng)作，從落筆到收筆其運(yùn)動(dòng)軌跡呈淺弧形，保證膠輥表面涂上一層均勻的涂料。

2.6.4.3 注意事項(xiàng)

a) 將涂好涂料的膠輥安放在專用膠輥架上，置于避光潔凈處待用。

b) A、B雙組份涂料要勤配勤用，必須在30 min內(nèi)使用完畢。

c) 涂料用完后，立即用有機(jī)溶劑把容器、涂刷工具洗凈，以防涂料硬化使容器、涂覆工具報(bào)廢；有機(jī)溶劑可采用丙酮、醋酸乙酯或B組份。

d) 涂料瓶每次開啟后要及時(shí)密封，防止涂料與過量空氣接觸變質(zhì)失效。

e) 操作場(chǎng)所要有通風(fēng)換氣裝置。

2.7 生產(chǎn)測(cè)試實(shí)例

采用不同涂料配比處理的膠輥紡紗測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。

涂料配比變量紡紗跟蹤數(shù)據(jù)見表3。

表2 采用不同涂料配比處理的膠輥紡紗測(cè)試對(duì)比數(shù)據(jù)

表3 涂料配比變量紡紗跟蹤測(cè)試數(shù)據(jù)

不同涂料品種測(cè)試數(shù)據(jù)見表4。

表2～表4紡紗實(shí)踐證明，涂料品種、配比選擇要與紡紗品種、工藝配置、生產(chǎn)溫濕度控制相適應(yīng)，才能達(dá)到最佳使用效果[4]。

2.8 雙組份涂料應(yīng)用釋疑

2.8.1 免處理低硬度膠輥與普通膠輥表面處理用雙組份涂料的區(qū)別

由于免處理低硬度膠輥表面有抗繞、抗磨材料析出，表面具有自我封閉性及低表面能的特征，促使涂料滲透性小、觸變性差，容易流掛收縮凝聚；所以一般采用大比例稀釋涂料輕處理一遍即可上車使用。

表4 不同涂料品種測(cè)試數(shù)據(jù)

普通膠輥用涂料的滲透性強(qiáng)，必須先稀、后濃涂2遍，第1遍稀涂料起封底作用，第2遍涂正常濃度涂料，這樣處理表面硬度升高不明顯，成紗質(zhì)量與使用壽命兼顧。

2.8.2 加快涂料干燥和固化時(shí)間的措施

雙組份涂料宜室溫固化，通過空氣中的水分緩慢自然濕固化，使涂層和膠輥表面固化充分，粘合力強(qiáng)，韌性好。采用紅外線光照膠輥時(shí)，則有機(jī)溶劑揮發(fā)快，涂層干燥快，停放時(shí)間短，但涂層脆性大，上車運(yùn)轉(zhuǎn)容易脫落。目前常采用紫外線光照加快涂料干燥和固化的時(shí)間，紫外線光照可激發(fā)涂料與膠輥表層及膠輥表層自身發(fā)生一系列自由基快速聚合反應(yīng)，生成三維網(wǎng)狀彈性結(jié)構(gòu)膜，促使涂層固化快，膠輥表面光潔，摩擦因數(shù)均勻，利于提高紡紗效果，延長(zhǎng)其使用壽命。

2.8.3 涂覆好涂料的膠輥停放時(shí)間

膠輥涂覆好雙組份涂料后，若停放時(shí)間不足，則表面固化不充分，粘附強(qiáng)度不夠，影響使用壽命；但停放時(shí)間也不能太長(zhǎng)，免處理低硬度膠輥停放不超過3 d，普通膠輥不超過5 d。停放時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，膠輥表面局部涂料濃度過大的地方將充分固化，硬度變高，上車運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生毛刺掛花問題。

2.8.4 黑色沉淀物產(chǎn)生的成因

A組份的化學(xué)活性在制造生產(chǎn)過程中有所波動(dòng)，活性偏高有利于增加粘接強(qiáng)度；但A、B組份配好與空氣接觸后，A組份與空氣中水分快速發(fā)生固化反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生黑色固體沉淀物，降低A組份的有效濃度，涂覆到膠輥表面，上車使用會(huì)影響成紗質(zhì)量。這種問題主要發(fā)生在深色涂料品種上，可調(diào)整B組份的極性，從而有效控制A組份的化學(xué)活性，降低A組份的固化反應(yīng)速率，保證涂料的正常操作。

2.8.5 膠輥運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，表面發(fā)扭打漂的原因

上好涂料的膠輥在制作過程中不慎接觸油脂，或在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中羅拉接頭發(fā)生油脂滲漏，至膠輥涂層外表面污染導(dǎo)致摩擦因數(shù)改變，觸摸膠輥表面產(chǎn)生手感發(fā)扭打漂的現(xiàn)象。如果在膠輥精磨工序后油脂污染后再上涂料，則涂料在固化過程中和油脂皂基發(fā)生硬化反應(yīng)，導(dǎo)致油脂污染膠輥的部位硬度明顯升高，影響其正常使用[5]。

3 結(jié)語

正確合理地應(yīng)用雙組份涂料對(duì)免處理低硬度膠輥進(jìn)行表面輔助處理，能有效地改善膠輥?zhàn)呤炱凇⒒啬ズ蟊砻婀δ苣にネ说热毕?，是一種適應(yīng)高效工藝紡紗、擴(kuò)大紡紗品種范圍簡(jiǎn)單易行的工藝手段。為了推動(dòng)綠色環(huán)保文明化生產(chǎn)，提高免處理低硬度膠輥表面功能膜效能，用紫外線光照替代雙組份涂料作為膠輥表面的輔助處理方法是當(dāng)今技術(shù)研究發(fā)展的方向。

[1] 胡萬春，趙德平，邵煥．紡紗膠輥膠圈配方設(shè)計(jì)與產(chǎn)品創(chuàng)新[C]//“五愛·潛陽杯”2014’紡織器材制造、應(yīng)用及新技術(shù)交流研討會(huì)論文集.咸陽：全國(guó)紡織器材科技息信中心，2014：101-105．

[2] 趙德平，汪麗民．精梳分離輥的表面處理[J]．紡織器材，1998，25(1)：43-45．

[3] 李紹雄，劉益軍．聚氨酯膠粘劑[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998：189-204．

[4] 顧進(jìn)，鄒小祥，魏俊虎．膠輥膠圈使用常見誤區(qū)及對(duì)策淺析[J]．紡織器材，2014，41(2)：56-61.

[5] 趙德平．差別化纖維紡紗膠輥的研制與應(yīng)用[C]//“五 愛·潛陽杯”2014’紡織器材制造、應(yīng)用及新技術(shù)交流研討會(huì)論文集.咸陽：全國(guó)紡織器材科技息信中心，2014：53-59．

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2) 無出版地，可著錄[出版地不詳]或[S.l.]。

示例1：[出版地不詳]:三戶圖書刊行社,1990

示例2：[S.l.]:MacMillan,1985

3) 無出版者，可著錄[出版者不詳]或[s.n.]。

示例3：昆明:[出版者不詳],2005

示例4：New York:[s.n.],2001

注意：不要出現(xiàn)[S.l.]:[s.n.]這樣的著錄形式。

4) 出版年無法確定時(shí)，可依次選用版權(quán)年、印刷年、估計(jì)的出版年，估計(jì)的出版年置于“[]”內(nèi)。

示例5：c1986:146-149

示例6：1993印刷:402-410

示例7：[1938]:28-35

《紡織器材》編輯部

Application of Auxiliary Treatment of the Free-treatment Cots with Low Hardness Using Two-componet Coating

ZHU Xingxue,AN Jianjiang,ZHAO Deping,SHAO Huan

(Wuxi No.2 Rubber Co.,Ltd.,Wuxi 214193,China)

In order to improve the spinning maturity of the treatment-free cots with low hardness,to stop the declination of surface membrane function and such for better spin ability and long service life,starting with the hose rubber formula system,highlighted discussion is done to the treatment-free surface characteristics with low hardness cots and the chemical and physical characteristics of the two-component coating.Detailed introduction is made to the selection of the two-component coating varieties and the coating process.It is pointed out that the two-component coating auxiliary treatment application of low hardness cots of free treatment is a simple and effective means,an adaptation of efficient process,expanding spinning variety while the ultraviolet light assisted process is more in line with the direction of environment friendly development .

free-treatment cots with low hardness;formula system;two-component coatings; auxiliary treatment;maturity

2014-10-10

朱興學(xué)(1971—)，男，江蘇興化人，工程師，主要從事市場(chǎng)營(yíng)銷及紡織器材應(yīng)用、服務(wù)及管理工作。

TS103.82+3

B

1001-9634(2015)01-0046-04