浸膠帆布靜態(tài)粘合力測試影響因素分析

邵 靜，耿 娟，湯小翠，董 飛

（江蘇太極實(shí)業(yè)新材料有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225006）

浸膠帆布是橡膠輸送帶的骨架材料，不僅需要具備高強(qiáng)度、高伸長率、優(yōu)良的耐熱性、長使用壽命等特點(diǎn)，還需要具有優(yōu)異的粘合性能[1-5]。浸膠帆布粘合性能的檢測過程復(fù)雜，結(jié)果的影響因素多。本工作主要對(duì)浸膠帆布靜態(tài)粘合力測試過程中的影響因素進(jìn)行分析。

1 實(shí)驗(yàn)

浸膠帆布生產(chǎn)廠家進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測和輸送帶廠家進(jìn)行原料入廠驗(yàn)收時(shí)，通常參照GB/T 31334.1—2015《浸膠帆布試驗(yàn)方法 第1部分：粘合強(qiáng)度》中6.2和6.3.1的規(guī)定分別進(jìn)行取樣和粘合試樣制備。本工作研究操作過程中試樣切割、膠片厚度、測試膠料、模坯制作、光照、冷卻方式以及拉伸角度和速率等對(duì)浸膠帆布靜態(tài)粘合力測試結(jié)果的影響。所有試驗(yàn)均在GB/T 6529—2008規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境[溫度為（20±2） ℃，濕度為（65%±4%）]下完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 試樣切割

GB/T 31334.1—2015 中規(guī)定試樣寬度為（25.0±0.5） mm，長度為200 mm。在切割試樣時(shí)，人工切割會(huì)出現(xiàn)歪斜、邊部毛刺等現(xiàn)象，影響測試結(jié)果。通過定制專用切刀模具、在專用設(shè)備上一次成型試樣可消除人工操作的不利影響。

2.2 膠片厚度

由于輸送帶廠家產(chǎn)品的系列化和個(gè)性化，品種規(guī)格越來越多。一般200型以下浸膠帆布使用8 mm厚度模具，200型以上使用9 mm厚度模具，400型以上選擇其他厚度模具。中間膠厚度變化對(duì)浸膠帆布粘合力和覆膠率測試結(jié)果的影響見表1。

表1 不同中間膠厚度浸膠帆布粘合性能測試結(jié)果

由表1可知，隨著中間膠厚度的增大，浸膠帆布粘合力測定結(jié)果增大，覆膠率均較好。因此應(yīng)根據(jù)浸膠帆布的型號(hào)和厚度規(guī)定對(duì)應(yīng)的模具和中間膠厚度，以減小對(duì)粘合力測定結(jié)果的影響。

2.3 測試膠料

膠料配方對(duì)浸膠帆布的粘合性能影響較大，帆布生產(chǎn)廠家通常固定一種配方膠料用于粘合力測試。新客戶開發(fā)時(shí)需要按客戶提供膠料以及硫化條件進(jìn)行測試比較，考察浸膠帆布與客戶提供膠料的匹配性，必要時(shí)根據(jù)粘合力測試結(jié)果的差異進(jìn)行調(diào)整。

測試膠料應(yīng)保存在冷藏室中（最長保存時(shí)間為2.5個(gè)月），使用時(shí)取出煉制后在測試環(huán)境中平衡一段時(shí)間。煉好的膠料在空氣中裸露放置一段時(shí)間后粘合力會(huì)下降，因此在煉好的膠料表面覆蓋一層隔離膜，并控制在24 h內(nèi)用完。

2.4 模坯制作

模坯制作過程中檢驗(yàn)人員不可使用油性護(hù)膚類產(chǎn)品，以避免與樣品直接接觸導(dǎo)致污染、降低粘合效果。同時(shí)模坯制作時(shí)應(yīng)選用無油墨、無污染的耐高溫隔離紙且放置在測試環(huán)境中。

2.5 光照

浸膠帆布裸露在日光燈或自然光的條件下，紫外線、臭氧的輻射會(huì)影響粘合性能。

將不同浸膠帆布垂直置于日光燈下2 m處，每隔24 h跟蹤測試其粘合性能，結(jié)果如表2所示。

表2 日光燈照射時(shí)間對(duì)浸膠帆布粘合性能的影響

由表2可知，EP帆布在光照下粘合力下降最嚴(yán)重，NN帆布粘合力受光照影響最小。因此樣品放置過程中需要用黑色塑料袋包裝防護(hù)，以減小光照對(duì)其粘合性能的影響。

2.6 冷卻方式

硫化后試樣的冷卻方式對(duì)粘合力也有影響。選取不同規(guī)格試樣，分別放置于冰箱（-25 ℃）和純水（室溫）中冷卻1 h后進(jìn)行粘合力測試，結(jié)果見表3。

由表3可知，純水冷卻EE帆布試樣的覆膠率比冰箱冷卻試樣大幅下降，其他兩種規(guī)格帆布試樣受冷卻方式的影響不大。目前造成此情況的機(jī)理尚未完全明確，初步推測可能為部分游離狀態(tài)的水通過裁切邊滲入纖維內(nèi)部，對(duì)EE帆布的粘合性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

表3 不同冷卻方式下浸膠帆布粘合性能測試結(jié)果

2.7 拉伸角度

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定試樣上下膠片夾持角度為180°，且垂直于末端未拉開膠片部分，而實(shí)際操作中由于夾持張力波動(dòng)、上下蓋膠厚度偏差、夾持模具打滑等因素，拉伸角度可能存在一定偏差，直接影響剝離面兩側(cè)覆膠量從而影響最終測定結(jié)果，一般是拉伸角度小的一面覆膠量小。因此如果測試時(shí)出現(xiàn)拉伸角度偏差，需要對(duì)樣品夾持角進(jìn)行調(diào)整后重新測試。

2.8 拉伸速率

標(biāo)準(zhǔn)要求拉力試驗(yàn)機(jī)動(dòng)夾持器的移動(dòng)速率為（100±10） mm·min-1，實(shí)際測試中有部分廠家為追求測試效率會(huì)提高拉伸速率。選取NN300，EE300，EP300帆布用同一模板壓制的3個(gè)試樣進(jìn)行100，200，300 mm·min-1拉伸速率下的測試，其粘合性能測試結(jié)果如表4所示。

表4 不同拉伸速率下浸膠帆布粘合性能測試結(jié)果

由表4可知，EP帆布試樣在不同拉伸速率下的粘合性能測試結(jié)果略有差別，其他兩種規(guī)格帆布試樣變化不大。為了減少貿(mào)易爭議，目前國家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一要求拉力試驗(yàn)機(jī)動(dòng)夾持器的移動(dòng)速率為（100±10） mm·min-1。

2.9 其他

浸膠帆布規(guī)格多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)其粘合性能也有影響。為消除不良影響，建議在遇到以下情況時(shí)重新制作試樣進(jìn)行復(fù)測。

（1）經(jīng)密度低，經(jīng)紗邊易松散，同時(shí)橡膠粘性較大，拉伸完成后一側(cè)邊紗部分區(qū)域被拉到對(duì)面?zhèn)?，如圖1（a）所示，此時(shí)的粘合力低于實(shí)際值，應(yīng)進(jìn)行復(fù)測。復(fù)測前可用刀片將中間膠兩側(cè)適當(dāng)切開一定深度，利用附著在布上的橡膠將邊側(cè)經(jīng)紗固定住再進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，同時(shí)檢測結(jié)果必須根據(jù)試樣切割后的有效寬度重新進(jìn)行換算。

（2）試樣中存在油經(jīng)線，如圖1（b）所示，此時(shí)的粘合力略低于實(shí)際值，也應(yīng)進(jìn)行復(fù)測。

（3）部分厚型帆布試樣切割后易造成邊部經(jīng)線紊亂的現(xiàn)象，如圖1（c）所示，此時(shí)也應(yīng)進(jìn)行復(fù)測。也可采用略寬的試樣進(jìn)行測試以減小誤差范圍，最終數(shù)據(jù)也必須根據(jù)試樣切割后的有效寬度重新進(jìn)行換算。

圖1 不同情況下的剝離試樣

3 結(jié)論

結(jié)合浸膠帆布粘合試樣制備過程對(duì)浸膠帆布靜態(tài)粘合力的影響進(jìn)行了一系列探討，同時(shí)對(duì)檢測過程中易出現(xiàn)的干擾因素進(jìn)行了歸納。結(jié)果表明，試樣采用專用切刀一次成型，備測試樣放置在黑色塑料袋中避光保存，測試膠料也應(yīng)明確存放條件和使用周期。在模坯準(zhǔn)備過程中按照帆布的規(guī)格型號(hào)選用合適的膠片厚度和模具，制樣過程中減少油性物質(zhì)的污染，采用無油墨、無污染的耐高溫隔離紙。試樣制備必須規(guī)范冷卻方式。拉伸測試應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的拉伸角度和速率，規(guī)范操作方法，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)做出調(diào)整。以上措施可提高浸膠帆布靜態(tài)粘合力測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。