优秀的橡胶制品 从了解和选择骨架材料开始

平常心

前言：纤维骨架材料作为橡胶制品的重要原材料，在很大程度上影响甚至决定着橡胶制品的性能，所以，了解和选择橡胶制品的骨架材料就显得特别重要。从世界上橡胶制品领先的国际橡胶制品公司来看，无一例外都对橡胶骨架材料进行特别的关注和研究，所以说：优秀的橡胶制品，从选择骨架材料开始。
    目前，在中国以EP、NN为代表的化纤浸胶帆布已经成为分层带的主要骨架材料。化纤浸胶帆布经过十多年的发展，在产品质量稳定提高的基础上，大力推行技术创新，为分层带骨架材料行业及下游产品带来不断的生机与活力。
     一、EP帆布的系列化开发与胶带减层
    时间推移到1996年，当时由青岛橡胶六厂与安丘涤纶帘帆布厂为主起草的化工部行业标准《胶带、涂覆织物》已经将EP帆布从EP-80到EP-600几乎全部规格都列入标准。但事实上，在过去的近十年里，国内基本没有实现EP-500以上的帆布的国内开发生产和供应。
    山东海龙博莱特从2005年开始，加大对EP重型帆布的开发力度，到2005年底，完成了EP-630以内型号重型帆布的开发生产。现在，不仅供应国内市场，更多的EP重型帆布投放到欧洲等国外市场。
    表1是博莱特目前开发生产的EP重型帆布的物性检测指标。
8 `7 A2 P1 m; F                     EP重型浸胶帆布物性检测指标       表1
序号        项  目        单 位        EP-500        EP-600
# K1 S: O# }: ~& ?/ v9 n                        经向        纬向        经向        纬向
1        断裂强度        N/mm        620.5        110.5        720.3        135.2
7 H3 B5 G, L% i2 b. h# C% e2        10％定负荷伸长率        %        1.0        /        1.0        /
3        断裂伸长率        %        15.6        26.5        16.2        24.3
9 n. M  R) _! o" ?7 p' y4        干热收缩率        %         2.0        0.2        1.8        0.2
: R& t6 C7 E- G5        粘合强度        N/mm        10.5        10.4
6        平方米重量        g/㎡        1435.2        1950.8
7        厚度        mm             1.82        2.08
) \2 y$ |$ \- v% }    现在，由于传统观念和习惯的影响与延续，人们还在以轻型帆布大量生产高层级的胶带，例如EP-1200/6、EP-800/6都无一例外地使用了较低型帆布，分层越多，强力不匀率越高，从节能及技术质量角度看，胶带减层是必然的趋势。从国外胶带制品来看，以重代轻、实现减层已经是普遍的做法。高强度级别帆布的生产可以帮助我们达到这一目的。
    二、不同设计与标准的帆布对胶带制品的适应性
    关于浸胶帆布，在原来的行业标准，无论是纺织部的还是化工部的标准，都把每一个帆布规格的设计进行详细规定，包括结构、密度、平方米重量等等。在帆布行业刚刚开始的最初几年里，这种做法对帆布产品的统一规范发挥了一定的作用。但是经过这些年的发展，这样的标准显然已经不再具有积极意义。对于这个局面，业内曾有人对此提出过异议。
     1、织物组织的选择与使用。
    在原来的浸胶帆布中，可以说，1/1平纹是橡胶工业用帆布的正常组织设计。
    我们都知道，橡胶工业用帆布更注重的性能，从直接判断来看就是物理指标。主要有2/2、1/2、1/3等断斜纹、对称平纹、方平组织等。
    这些织物组织在织物断裂强度、抗撕裂、提高织物的可织造性、降低重型帆布的平方米重量等方面都有积极的意义。目前，对350以上型号的帆布产品。
# f. P% Y- f7 |( M: J3 q. J5 u    对于这些非常规组织的帆布，国外胶带公司的认可程度远远大于国内同行。如俄罗斯、欧洲等胶带公司，接受的基本是这种非常规组织的帆布。据这些客户介绍，这种非常规组织的帆布在抗冲击抗撕裂方面都有明显的优点。现在，国内的胶带厂家也逐渐接受这些特殊组织的帆布，相信会有越来越多的厂家接受和使用这些织物组织的帆布。
     表1展示的是2/2断斜纹组织EP-400帆布与常规组织EP-400帆布的物性指标对比。
6 \; ?! z* _( ^' |  H( F: `+ ]3 f        EP重型浸胶帆布物性检测指标    表1
: e& E& P* {& C' ?& l) Q6 s序号        项  目        单 位        1＃EP-400        2＃EP-400
# t5 E3 `2 H; q  I' N. c                        经向        纬向        经向        纬向
# Z: B6 I' c# l8 _& Y* a: j1        组织        ---        1/1平纹        2/2断斜纹
9 f$ w0 ]6 D# a8 [# }, ^- t( A2        断裂强度        N/mm        460.5        105.5        485.5        115.5
3        10％定负荷伸长率        %        1.0        /        1.0        /
; R# X6 Q1 d, \- u: K4        断裂伸长率        %        15.1        25.8        15.3        31.2
5        干热收缩率        %        2.5        0.2        2.4        0.2
- c/ w  p5 ~! x% k# L, _" c6        粘合强度        N/mm        10.3        10.2
/ z: b! q3 u( ~5 C9 ?* G7        平方米重量        g/㎡        1308.2        1222.8
1 g' Z# B/ F; Y) ?7 L8        厚度        mm             1.51        1.59
    从以上对比可以看出：
    2/2断斜纹组织的2＃EP-400比1＃EP-400平方米重量小86克的前提下，经向强度高4.0％以上、纬向强度高9.0％以上 ；
9 Y" K* `# e( `+ I+ c    2/2断斜纹组织的2＃EP-400比1＃EP-400纬向断裂伸长率高5％，在轻型帆布中，纬向断裂伸长率的大小并无特别重要的意义，因为在传统自由式浸胶帆布产品，纬向的浸胶热收缩率都是足够大的，这保证了纬向很好的成槽度和耐疲劳性，但是在厚重型浸胶帆布，由于织物白坯布织造的紧密，浸胶热收缩率已经已经很小，所以导致其制品成槽度较小。2/2断斜纹组织的帆布，又称双层织物，在国外也叫抗撕裂浸胶帆布，这种帆布可以明显提高厚重帆布的纬向抗撕裂能力，在采矿石等场所，有非常广泛的用途。
2 Z, p* a" N0 j- |0 g7 H9 B    2、帆布结构有针对性的合理选择
  Z; X( t) y: i    根据传统的习惯，每个帆布的结构是固定的，譬如EP-200的就是1500D/2×1260 D/2、EP-300的就是1000D/4×1680 D/2。事实上，这仅是基于当时原材料可满足情况作出的一种传统帆布结构设计。
    在不同的使用要求下、甚至是仅仅基于帆布物性指标满足，就有不同的结构设计实现正常生产。举一个最直接的例子，在胶板制造中，干净漂亮的外观无疑是最好的，但是如果使用了传统的EP-200（1500D/2×1260 D/2）就会出现中间胶料析出，在胶板的表面形成胶点聚集，影响胶板外观质量。相反，同样是EP-200的物性指标，如果使用1000D/2×1680 D/1结构设计的EP-200，织物密度较大，纱线排列比较紧密，则中间胶料析出的问题就迎刃而解。
# z; w4 C! |" b8 ?( r1 v    3、帆布经纬纱捻度的选择与使用
8 D% g/ e, c5 ?; n  S% {  P# K    作为帆布的经纬纱捻度，在国内胶带厂家几乎没有人对它提出要求。而国外的品牌胶带公司几乎无一例外，都对帆布捻度有一定的约束要求，当然这种要求不是检测性的、而是一种对帆布厂家生产设计的一种积极建议。
    为了实现由大卷装原丝向小卷装织造筒子的过渡、或者为了达到整经织造的过渡，同时实现加捻的适当抱合。在帆布设计生产中，大多厂家采用了所有品种的固定捻度，譬如90捻/米、110捻/米、120捻/米等等。对于这种统一捻度的加捻方法，在今天看来值得推敲。
6 F- O: o0 O& D! M* L' C+ B7 h    捻系数的采用则可以为帆布经纬线加捻捻度的合理设计提供依据。帆布经纬线捻度的合理搭配，在降低帆布平方米重量、提高EP帆布曲率、提高轻型EP帆布断裂伸长率、降低干热收缩率等方面有明显的意义。
    4、织物捻向的选择与设计
: v- l2 ?9 Q0 B0 k  [    如前面探讨，国内厂家对捻度是忽视的。同样在捻向上，一样没有太多的考虑。而国外品牌胶带，则对一些特殊的胶带帆布提出捻向的要求。采用捻向选择搭配的开发理念，例如Z/S、ZZ/SS等加捻方法，并生产了一系列高技术性能的帆布产品。通过投放国外市场使用反馈信息看，使用不同捻向帆布骨架材料的胶带具有不跑偏、运行平稳等优点，是节能带配套骨架材料的理想骨架材料。。
    三、高模低缩型EP帆布的开发生产与耐热带
8 m% u& Z! V& u    高模低缩型EP帆布是基于对普通浸胶EP帆布的改进和性能提高而开发生产的。高模低缩型EP帆布的经线由高模低缩涤纶代替普通涤纶，因而提高了产品的综合性能。与传统普通的浸胶EP帆布相比，它具有强力高、耐温性能好、干热收缩率低、尺寸稳定性好、同比平方米干重低等优点。
" Z  s6 A  H  m' o# {    以下是一组关于传统的标准型浸胶EP帆布和高模低缩（HMLS）型浸胶EP帆布的数据对比：
6 I% k7 ^5 R; H; L( C/ b& w    普通型EP帆布和HMLS型EP帆布指标对比     表3
$ s3 j7 E0 n+ `7 F序号        项目 单位
        EP-200        HMLSEP-200        EP-300        HMLSEP-300
' W+ H5 t' k9 {8 R) B                经向        纬向        经向        纬向        经向        纬向        经向        纬向
1        断裂强度N/mm        250.6        89.5        260.7        90.5        358.6        90.5        365.2        92.8
2        10%定伸率%        1.4        /        1.3        /        1.3        /        0.8        /
. c1 }/ k4 Q' z. b3 j3        断裂伸长率%        15.8        /        15.8        33.3        15.8        30.3        15.9        30.2
4        干热收缩率        3.6        0        1.7        0        3.4        0        1.5        0
5        粘合强度N/mm        13.2        13.3        12.6        12.7
$ P% }3 F" S9 |6        平方米重量g/㎡        629.6        612.6        850.8        829.6
7        厚度mm        0.87        0.86        1.22        1.22
+ u+ V: B( c  h' p& d    高模低缩型浸胶EP帆布对于骨架材料开发生产单位和管带制造单位都具有积极的意义：就强度而言，在较轻的规格型号产品，高模低缩型与标准型EP浸胶帆布尚无明显区别，但是，随着规格型号的提高，织物密度、经线纤度必然加大，这种情况导致织物织造过程中开口打纬时经线摩擦生热使经线强力损失明显，另一方面，在浸胶阶段厚重帆布浸渍胶液相对较多，为了获得足够的烘干干燥及反应效果，必然降低浸胶生产线速度。缘于高模低缩涤纶纤维耐温性的特点，显然针对上述情况，高模低缩型EP帆布比准标型EP帆布具有开发生产厚重型浸胶帆布的优势，随着帆布规格的提高，高模低缩型EP帆布的强度干重比优势更明显。
    事实上，HMLS型EP浸胶帆布的优点不仅表现在表征检测数据，更多的是产品的实际使用优势，如高温下强度保持率、使用寿命等。表4是一组关于高模低缩型EP-200帆布与普通型EP-200帆布的热老化试验对比数据。                                             
    HMLS型EP-200与普通EP-200热老化试验数据对比     表4
$ O/ q2 v5 C' _7 F序号        项目 .单位        EP-200        HMLSEP-200
1        断裂强度N/mm        250.6        260.7
2        老化断裂强度N/mm        210.8        233.1
5 q6 j2 ?6 l% r1 A  `! y( f3        老化强度保持率%        84.2        89.4
老化条件：180℃烘箱进行72小时老化。
* z; ]: a/ K' D0 N' `    从老化试验数据对比可以推断：在使用HMLS型EP浸胶帆布作骨架材料的胶带在耐热输送带方面具有潜在的使用寿命长的优点。在化纤型浸胶帆布骨架材料充当耐热带骨架材料的选择过程中，玻纤织物、涤棉织物、普通涤纶织物等都曾经进入人们的选择视野，时至今日，高模低缩型EP帆布是性价比比较理想的耐热带骨架材料已经被越来越多的人们所接受，除非是在一些特殊的场合会用到耐热性更高的骨架材料，譬如玻纤、芳纶织物。
7 K: d' {' A! L3 i# T5 g2 j    四、低硬度高曲率EP帆布的开发生产与胶带起折的解决
    硬度和曲率一直是国产EP帆布悬而未决的技术障碍。对此国内同行都进行过各种各样的尝试，但始终不能获得良好的综合效果，要么在帆布粘合性能与硬度方面不能兼顾，要么在解决胶带起折与保证胶带不过度跑长方面不能很好的兼顾。
    在提及胶带起折问题，不能不思考胶带起折在骨架材料方面有那些因素会导致该问题出现：
2 }7 ~& b" Z; C- L: G, @7 v, D    帆布材质的模量或者说帆布本身的模量是影响胶带起折的一个基本因素，这也是EP/PP帆布会出现起折而NN帆布骨架材料的胶带则没有该问题的基本原因所在；
    硬度大的骨架材料会助长胶带的起折，而传统双浴法浸胶方式的D417浸胶体系中的异氰酸酯会加大织物的硬度，即间接助长了织物的模量，所以说，EP/PP帆布由于采用传统双浴法D417浸胶体系的热处理浸胶方式，必然会加大织物的硬度，相应会增加胶带起折的趋势；
! z9 c: ~  C% r    织物结构的过分紧密是造成胶带起折的又一因素。众所周知，胶带制品在经过辊筒时，需要一定的骨架材料变型来分散受力，这种力的分散需要骨架材料的变型来消化和吸收。紧密的织物显然在这方面显得不足。
    可以回顾以下目前国内常用的两种解决胶带起折的方法：
9 A/ e* g! Z% ?& {1 t3 E    一是RP浸胶EP帆布，变双浴法为单浴法，这种处理的好处是降低了织物的硬度，不足之处是帆布粘合性能较低，特别是在粘合老化方面明显降低；
4 }$ b. F; F4 h/ R3 e1 E! P* N    二是RP浸胶＋拉幅浸胶EP帆布，这种处理方式的优点是帆布纬向受到张力控制，明显提高了帆布的经向曲率，同时通过拉幅控制，可以相对使用较高的浸胶温度，同时纬向收缩又不会提高。但这种帆布的弊端也是很明显的：一是帆布经向负荷下伸长太大，达到3.0%以上，超过了NN帆布的负荷伸长率。相应带来胶带跑长现象比较明显，在长距离输送带方面缺点更突出。二是由于帆布经向材料分子的低取向度，其强度明显降低，相应带来的是同比帆布平方米重量下，强力低约10％，相当于帆布平方米重量提高10％，对胶带制造成本明显提高。
    目前，山东海龙博莱特实施的解决方案已经突破RP浸胶和简单拉幅浸胶来处理的权宜之计。该系列帆布称之为HCLHEP帆布。
/ k9 v: u0 ]  t: ?. m    该HCLHEP帆布的最大优点就是在保证同等粘合性能的前提下，使浸胶帆布硬度明显降低，曲率比常规浸胶帆布提高30%以上，可以从根本上解决输送带在弯曲时起皱现象，目前，该系列产品正在被国际先进品牌的胶带制品所采用。
    传统型EP帆布、普通高曲率EP帆布、HCLHEP帆布指标对比     表5
) O) v- }& D: Y9 |- E序号        项目 单位
        传统型EP -300        普通高曲率EP-300         HCLHEP-300
                经向        纬向        经向        纬向        经向        纬向
! F) p4 k7 x- g- ]4 F  T8 [; P9 ]1        断裂强度N/mm        360.6        90.5        312.7        70.5        369.6        92.5
2        10%定伸率%        1.0        /        3.5        /        1.4        /
3        断裂伸长率%        15.8        30.5        32.8        28.3        20.8        30.0
4        干热收缩率%        3.5        0        1.0        0.5        2.0        0
2 X/ [" h+ l0 d( s/ ~+ p5        曲率%        4.0        --        6.9        --        5.5        --
6        硬度CN        2750        --        1056        --        1060        --
7        粘合强度N/mm        13.1        8.3        12.9
8        平方米重量g/㎡        852.6        890.6        840.8
9        厚度mm        1.19        1.28        1.23
    从表5不难发现，普通高曲率帆布明显存在粘合差、平方米重量大、负荷伸长率大等弊端。普通高曲率作为解决胶带起折的过渡型产品会有一定的应用，并且在超高层分层带中会有一定用途。但是随着胶带制品减层的发展和HCLHEP帆布的推出，该产品的应用将逐渐淡出。
    五、横向刚性布的开发生产与胶带刚性层骨架材料
8 ^! B3 o2 W$ V* {    近几年，山东海龙博莱特就刚性布进行过多种开发，根据不同需求，经线主要采用棉、涤纶、锦纶66纤维，纬线采用断裂伸长小的无机纤维复丝或有机纤维单丝，目前已形成多品种系列化生产。
. v) r0 X# K0 _    作为横向刚性布，由于材质的不同，适应的场所也各不相同，玻纤适应于耐热场所、聚酯单丝型刚性布适应于常温带刚性层。随着刚性层要求的高低，织物的纬向设计也会有所侧重，在整个织物设计中，经向的结构与组织完全服从于纬向刚性的保持和要求。
  H2 i- f2 J1 F1 F    六、黑色系浸胶帆布的开发生产
    无论尼龙、聚酯，还是芳纶、玻纤，除传统的棕红色产品外，黑色系帆布均已被成功开发且批量生产供应于市场。事实上，所谓的黑色帆布，其主要原理就是RFL浸胶液中添加了某种碳黑，同时缘于碳黑的悬浮性，需要添加合适的助剂做到最终产品呈现均匀的黑色外观。黑色系骨架材料正越来越多地被国内外客户所青睐。关于骨架材料被制作成黑色产品的用途与价值，一种较普遍的说法是：由于骨架材料与配方橡胶中都有碳黑的存在，容易形成模量梯度的合理过渡，二者具有更好的相互融合性，使它们在长期接触中相互渗透性更好，更不易出现脱层现象。
3 f. [' A6 s) }+ w    七、宽幅帆布的开发使用
0 H9 E, v2 q; g    无论NN还是EP、PP帆布，宽幅化无疑是帆布及胶带发展的一个方向，宽幅化的兴起更符合节能、高效的社会发展趋势。目前，山东海龙博莱特100英寸的浸胶布宽度可以满足国内外客户宽幅化的要求。当然，随着宽幅布的推广使用，对胶带制造业的生产装备也提出了新的适配要求。

wilson_wx

学习了，楼主的资料很好，辛苦了

姜平辉

谢楼主的资料丶学习一下

MDS

好资料、谢楼主！分享了。

lhx0309

华工这个资料不错，不过好像是博莱特的技术说明书

平常心

你好，这个是中国橡胶管带分会去年的技术资料。

娶老婆生儿子

希望国内帆布企业多开发有中国自己知识产权特色的质优价廉的民族帆布，为国争光！同时也为企业做贡献。

陈工

好资料，先补补课先

Biaggi

优秀文章，好好学习下！

jaking

学习一下····