專利名稱：一種以聚脂織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及橡膠水壩壩袋的生產エ藝。
背景技術：
橡膠水壩與傳統的混凝土水壩比較，具有節省三材、造價低、施工期短、使用靈活、抗震性好、管理方便等諸多特點，可用于防洪、灌溉、發電、供水、航運、擋潮、園林美化、活動圍堰等水利工程。橡膠壩袋是橡膠水壩的功能主體件，其骨架材料經歷了從棉帆布、維綸織物到尼龍織物的發展過程。目前，在工程應用中以尼龍帆布最為普遍，如原沈陽第四橡膠廠自一九七三年以來生產并應用于國內外的橡膠水壩壩袋，均是采用間苯ニ酚-甲醛-膠乳一次浸潰處理的尼龍帆布作為骨架材料的。這種壩袋由于尼龍纖維伸長率較大、應カ松弛現象較嚴重，外觀保形較差，另外，由于尼龍纖維的強力有限，生產高壩壩袋就必須增加骨架材料的層數和中膠層數，進而使壩袋過厚、過重，帶來制造、施工和維護的困難。人們曾為生產性能更高的橡膠壩袋進行過探索，欲用強力高、伸長率低、重量輕、耐老化、耐水性好的聚脂織物替代尼龍帆布作為橡膠壩袋的骨架材料。但是，由于聚脂纖維的表面化學活性較低，與橡膠粘著的技術關鍵沒有得到解決，使現有生產エ藝無法實現，從而限制了聚脂織物作為骨架材料在橡膠壩袋上的應用。
發明內容
本發明的目的是提供ー種利用聚酯織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產エ藝。本發明的目的是按如下的制造エ藝實現的
A、聚酯織物的預處理
選擇緯向強力不小于90%經向強力的平紋聚酯帆布浸潰于水溶性環氧樹脂與酸性固化劑的預處理液中80 100s，其水溶性環氧樹脂酸性固化劑水的質量比為100 80 100 :300 500 ；
浸潰后在125 155°C的熱空氣中保持140 180s ；
B、聚酯織物的增粘處理
將經步驟A預處理過的聚酯帆布浸潰于間苯ニ酚-甲醛-膠乳(RFL)增粘處理液中140 180s，其配方比例如下
間苯ニ酚與甲醛摩爾比為I :1. 85 2. 00;
間苯ニ酚和甲醛與膠乳質量比為O. 15 O. 18 :1 ;
浸潰后在140 170°C熱空氣中保持140 180s ；
C、粘著層膠料的制備
粘著層膠料配方(質量份)如下
煙片、氯丁并用生膠100;
金屬氧化物8. O 11. O;
硬脂酸I. 50 2. 50 ;、補強填充劑30. O 40. O ;
增塑劑18. O 20. O ;
老防劑I. 50 3. 50 ;
粘著劑15. O 28. 50 ；
硫磺2. 50 3. 50 ;
噻唑類或次磺酰胺類促進劑 2. 50 3. 50 ;
總計179. O 202. 5 ;經煉膠機混煉制得。上述配方膠料的硫化エ藝參數為
硫化溫度在150 170°C
硫化時間在15 30min
硫化壓カ在I. 5 3. OMPa
上述配方膠料的物理機械性能應滿足如下要求
拉斷強度13 17MPa 拉斷伸長率400 550%
硬度55 65邵氏A 脆性溫度-55 -30°C
熱空氣老化(100°C X96h)后拉斷強度12 16MPa 熱空氣老化(100°C X96h)后拉斷伸長率300 500%
淡水老化(70°C X96h)后體積膨脹率 5 10%
膠料與浸膠聚酯布剝離カ 6. O 8. OkN/m
D、外覆蓋層膠料的制備
按《橡膠制品實用配方大全》P537 六、橡膠水壩配方5經煉膠機混煉制得。E、內膠層膠料的制備
按《橡膠制品實用配方大全》P537 六、橡膠水壩配方6經煉膠機混煉制得。F、壓延
壓延機輥筒溫度控制在70 80°C、壓延機車速控制在20 30m/min。將經步驟C制得的粘著層膠料壓延粘貼在經步驟A、B處理過的聚酯帆布的兩面，每面壓貼膠 層厚度為
O.25 O. 35mm ;繼將一部分壓貼過粘著層膠料的生膠布的一面，再經壓延機壓貼外覆蓋層膠料，膠層厚度為2. 50 3. 50mm ;將另一部分壓貼過粘著層膠料的生膠布的一面，再經壓延機壓貼內膠層膠料，膠層厚度為I. 50 2. 50mm ；
G、貼合一硫化
將壓貼有外覆蓋膠層和內膠層的二部分生膠布按粘著層的一面相對貼合，使粘著層膠料互相粘牢，貼合壓カ不小于O. IMPa ;繼將貼合后的壩袋生膠布在帶有壓力的硫化機上進行硫化，硫化溫度為155 165°C;硫化時間為20 35min ;硫化壓カ為I. O 2. OMPa0制得單幅水壩壩袋膠布。H、成型與熱壓合
按橡膠壩袋圖紙計算出單幅壩袋膠布的長度和幅數進行裁剪，膠布經打磨涂刷膠粘齊 ，在熱壓合機上對幅間搭縫進行熱壓合粘接成型，壩袋熱壓合粘接エ藝條件如下
熱壓合粘接溫度為155 160°C ；熱壓合粘接時間為20 30min;
熱壓合粘接壓カ為I. O I. 5MPa ；
按壩高確定幅間搭縫的熱壓合寬度，如下表
設計壩高[2. 5m 以下]2. 50 3. 50m 3. 50 4. 50m
搭縫的熱壓合寬度 40 50mm 50 65mm 65 80mm
本發明由于對聚酯織物采取了水溶性環氧樹脂的浸潰預處理和間苯ニ酚-甲醛-膠乳
的增粘處理工藝，并采用粘著層膠料的過渡性配合，且各膠層膠料整體硫化エ藝參數匹配，
解決了聚脂纖維表面化學極性低，與橡膠直接粘著困難的技術關鍵。與已知技術比較，本發
明所提供的橡膠水壩壩袋具有強力高、伸長率小、保形好、重量輕、耐老化、耐水性好、方便
壩體的運輸、安裝和維護，使生產性能的橡膠水壩壩袋和提高橡膠水壩的壩體高度提供了可能。
圖I為以聚酯織物為骨架材料的橡膠壩袋局部剖面結構示意圖 圖中I 一外覆蓋膠層2—粘著膠層3—聚脂織物骨架層4 一內膠層
具體實施例方式 以下結合附圖并以壩高壩高I. 6米、內壓比為I. 3的雙錨固式29米長橡膠水壩壩袋為實施例，具體詳細說明本發明所述的制造エ藝
A、聚酯織物的預處理
選擇經向、緯向強力指標均為100kN/m的PP1010平紋聚酯帆布浸潰于水溶性環氧樹脂與酸性固化劑的預處理液中IOOs ;其配方比例如下
水溶性環氧樹脂WSR618 :固化劑WSR905 :水的比例(質量比)為100 80 :300 ；
浸潰后聚酯織物熱處理溫度為130°C保持150s。
B、聚酯織物的增粘處理
將經步驟A預處理過的聚酯帆布浸潰于間苯ニ酚-甲醛-膠乳(RFL)增粘處理液中浸潰150s，粘著處理配方及エ藝參數具體如下
甲液間苯ニ酚40%甲醛堿調節劑:水比例(質量比)為11 12. 7 :0. 3 :326 乙液:國產丁苯吡膠乳(40%VPL):水比例(質量比)為250 :400。甲液こ液比例(質量比)按350 :650混均為增粘處理乳液。增粘處理液浸潰后聚酯織物熱處理溫度為165°C的流通熱空氣中保持160s。C、粘著層(3)膠料的制備 粘著層(3)膠料配方(質量份)如下
3#進ロ煙片ニ段素煉60;氯丁膠320 40;氧化鋅5;氧化鎂4 ;硬脂酸2 ;半補強碳黑30;白碳黑14;古馬龍樹脂5;橡膠浙青3;操作油 12;老防劑401ONa I. 5;促進劑DM I ;粘著劑RH 6;粘著劑A 4. 5 ;硫磺 2.5;促進劑MI ； 促進劑NOBS 2 /總計193. 5 ;經煉膠機混煉制得。上述膠料的硫化エ藝參數為
硫化溫度160°C /硫化時間20min/硫化壓カ2. 5MPa膠料的物理機械性能經檢測為
拉斷強度14. 8MPa 拉斷伸長率480%
硬度62邵氏A 脆性溫度-49 °C
熱空氣老化(100°C X96h)后拉斷強度13. 6MPa 熱空氣老化(100°C X96h)后拉斷伸長率410%
淡水老化(70°C X96h)后體積膨脹率 6%
膠料與浸潰處理后聚酯織物剝離カ6. 8kN/m
D、外覆蓋層(I)膠料的制備
外覆蓋層(I)膠料配方(質量份)如下
1#煙片天然橡膠10;120氯丁膠 90 ;氧化鋅 5;氧化鎂 4 ;硬脂酸I ;高耐磨碳黑 25;半補強碳黑 12;古馬龍樹脂 5;變壓器油 12;石蠟 I;老防劑D
O.5 ;老防劑4010Na I. 5;促進劑DM 0.3; 鄰苯ニ甲酸酐0.5 /總計167.8;經煉膠機混煉制得。上述膠料的硫化エ藝參數為
硫化溫度153°C /硫化時間20min/硫化壓カ2. 5MPa 膠料的物理機械性能經檢測為
拉斷強度16. 4MPa 拉斷伸長率620%
硬度59邵氏A 脆性溫度-38 °C
熱空氣老化(100°C X96h)后拉斷強度14. 6MPa 熱空氣老化(100°C X96h)后拉斷伸長率510%
淡水老化(70°C X96h)后體積膨脹率 4. 5%
阿克隆磨耗O. 58cm3/l. 61km
E、內膠層(4)膠料的制備
內膠層(4)膠料配方(質量份)如下
1#煙片天然橡膠70;120氯丁膠30;氧化鋅3;硬脂酸2;半補強碳黑25;白碳黑15;古馬龍樹脂 5;石蠟 1.5;;機油 3. 5;老防劑AW 2. 5 ;老防劑4010N 2. 5;粘著劑間苯ニ酚 3;硫磺I. 2;促進劑H 2 ； 促進劑NOBS I /總計167. 2 ;經煉膠機混煉制得。上述膠料的硫化エ藝參數為
硫化溫度153°C /硫化時間20min/硫化壓カ2. 5MPa 膠料的物理機械性能經檢測為
拉斷強度20. 3MPa 拉斷伸長率610%
硬度60邵氏A 脆性溫度-45 °C、熱空氣老化(100°c X96h)后拉斷強度19. 2MPa 熱空氣老化(100°C X96h)后拉斷伸長率560%
淡水老化(70°C X96h)后體積膨脹率 5. 4%
F、壓延
經步驟A、B處理過的聚酯帆布在滾筒溫度70°C、車速20m/min的壓延機上壓貼粘著層膠料(2)，每面壓貼+0. 3mm厚；繼分別將一部分壓貼過粘著膠料層(2)的生膠布一面壓貼厚為2. 5mm的外覆蓋膠(I);另一部分壓貼過粘著膠料層(2)的生膠布一面厚為2. Omm的內膠層膠料(4)。G、貼合一硫化 將壓貼有外覆蓋膠層(I)和內膠層(4)的二部分單層生膠布按粘著層膠料(2)的一面相對貼合，使粘著層膠料(2)互相粘牢，貼合壓カ不小于O. IMPa ;繼將貼合后的壩袋生膠布在帶有壓力的硫化機上進行硫化，硫化溫度為160°C ;硫化時間為35min ;硫化壓カ為1.8MPa。以此制得單幅水壩壩袋膠布。壩袋膠布貼合硫化后總厚度6. 0±0. 1mm。其物理性能實測結果如下
拉伸強度經向258 kN/m 拉伸強度緯向230 kN/m 膠與布剝離カ:6. 87kN/m
熱空氣老化(100°C X96h)后經向拉斷強度211 kN/m 熱水老化(70°C X96h)后經向拉斷強度260 kN/m 熱水老化(70°C X96h)后膠與布剝離カ6. 28kN/m
H、成型與熱壓合
根據設計壩高1. 6m ;內壓比I. 3的雙錨固20m長橡膠壩，按橡膠壩袋圖紙計算出單幅壩袋膠布的長度為6. 2m。根據壩高按步驟H中的表確定幅間搭縫的熱壓合寬度為45mm。根據實測壩袋單片平均寬度I. 06m，計算需要壩袋單片數目為20片。壩袋熱壓合エ藝條件如下熱壓合溫度為156°C ;熱壓合時間為25min;熱壓合壓カ為I. 2MPa。最終制造成一座經向長度6. 2米；緯向熱壓合粘接后長20. 3m的以雙層聚酷帆布為骨架材料的橡膠壩袋。
權利要求
1.一種以聚酯織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產エ藝，其特征是制造エ藝按如下步驟進行 A、聚酯織物的預處理 選擇緯向強力不小于90%經向強力的平紋聚酯帆布浸潰于水溶性環氧樹脂與酸性固化劑的預處理液中80 IOOs ;浸潰后在125 155°C的熱空氣中保持140 180s ； B、聚酯織物的增粘處理 將經步驟A預處理過的聚酯帆布浸潰于間苯ニ酚-甲醛-膠乳的增粘處理液中浸潰120 180s ;浸潰后在140 170°C的熱空氣中保持140 180s ； C、粘著層膠料(2)的制備 粘著層膠料按配方按質量份如下 煙片、氯丁并用生膠100; 金屬氧化物8. O 11. O; 硬脂酸I. 50 2. 50 ; 補強填充劑30. O 40. O ; 增塑劑18. O 20. O ; 老防劑I. 50 3. 50 ; 粘著劑15. O 28. 50 ； 硫磺2. 50 3. 50 ; 噻唑類或次磺酰胺類促進劑 2. 50 3. 50 ; 總計179. O 202. 5 ； 經煉膠機混煉制得； D、外覆蓋層膠料(I)的制備 按《橡膠制品實用配方大全》中六、橡膠水壩配方5經煉膠機混煉制得； E、內膠層膠料(4)的制備 按《橡膠制品實用配方大全》中六、橡膠水壩配方6經煉膠機混煉制得； F、壓延 在壓延機輥筒溫度控制到70 80°C、壓延機車速控制到20 30m/min時將經步驟C制得的粘著層膠料(2)分別壓貼在經步驟A、B處理過的聚酯帆布(3)的兩面分別壓貼膠層厚度為O. 25 O. 35mm ;繼將一部分壓貼過粘著層膠料(2)的生膠布的一面再經壓延機壓貼外覆蓋層膠料(1)，膠層厚度為2. 50 3. 50mm ;將另一部分壓貼過粘著層膠料(2)的生膠布的一面，再經壓延機壓貼內膠層膠料(4),膠層厚度為I. 50 2. 50mm ； G、貼合一硫化 將壓貼有外覆蓋膠層(I)和內膠層(4)的二部分生膠布按粘著層膠料(2)的一面相對貼合，貼合壓力不小于O. IMPa ;繼將貼合后的壩袋生膠布在帶有壓力的硫化機上進行硫化，制得單幅水壩壩袋膠布； H、成型與熱壓合 按橡膠壩袋設計圖紙計算出單幅壩袋膠布的長度和幅數進行裁剪，在熱壓合機上對幅間搭縫進行熱壓合粘接成型。
2.根據權利要求I所述ー種以聚酯織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產エ藝，其特征是所述步驟A聚脂帆布的預處理中所用預處理液配方如下水溶性環氧樹脂酸性固化劑水的質量比為100 80 100 :300 500。
3.根據權利要求I所述的ー種以聚酯織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產エ藝，其特征是所述步驟B聚脂帆布的粘著處理中間苯ニ酚-甲醛-膠乳粘著處理液的配方比例要求如下 間苯ニ酚與甲醛摩爾比為I :1. 85 2. 00; 間苯ニ酚甲醛與膠乳質量比為 O. 15 O. 18:1。
4.根據權利要求I所述的ー種以聚酯織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產エ藝，其特征是所述步驟C粘著層膠料(2)的制備，其膠料配方硫化エ藝參數為 硫化溫度150 170°C ; 硫化時間 15 30min ； 硫化壓カ I. 5 3. OMPa。
5.根據權利要求I所述的ー種以聚酯織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產エ藝，其特征是所述步驟G貼合一硫化中貼合后壩袋生膠布的硫化エ藝參數為 硫化溫度 155 165°C ； 硫化時間 20 35min ； 硫化壓カ I. O 2. OMPa。
6.根據權利要求I所述的ー種以聚酯織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產エ藝，其特征是所述步驟H成型與熱壓合中壩袋膠布搭縫進行熱壓合粘接エ藝條件為 熱壓合粘接溫度155 160°C ； 熱壓合粘接時間20 30min ； 熱壓合粘接壓カI. O I. 5MPa。
全文摘要
一種以聚脂織物為骨架材料制造橡膠壩袋的生產工藝。涉及橡膠水壩壩袋的制造工藝。本發明由于對聚酯織物采取了水溶性環氧樹脂的浸漬預處理和間苯二酚-甲醛-膠乳(RFL)的增粘處理工藝，并采用了粘著層膠料的過渡性配合，且各膠層膠料整體硫化工藝參數匹配，解決了聚脂纖維表面化學極性低與橡膠直接粘著困難的技術關鍵。與已知技術比較，本發明所提供的橡膠水壩壩袋具有強力高、伸長率小、保形好、重量輕、耐老化、耐水性好、方便壩體的運輸、安裝和維護，為生產高性能的橡膠水壩壩袋和提高橡膠水壩的壩體高度提供了可能。
文檔編號C08K13/02GK102747710SQ20121026122
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者王繼業 申請人:沈陽第四橡膠(廠)有限公司