用于增强橡胶制品包含有特定黄铜涂层单丝的钢帘线制造技术

一种包括两根或更多根单丝的钢帘线，可能还包括一根外绕丝，至少一根但又不是所有的两根或更多根单丝，包括可能的外绕丝，覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层。这种低成本和具有优良粘合性能的钢帘线可以用于增强橡胶制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强橡胶制品包含有特定黄铜涂层单丝的钢帘线
本专利技术涉及一种钢帘线。本专利技术还涉及使用这种钢帘线用于增强橡胶制品。
技术介绍
包含有黄铜涂层单丝的钢帘线被广泛地用于增强橡胶制品，例如轮胎，传送带和液压管。为了具有良好的黏附性能和降低黏附的劣化速率，特别是由于在热湿条件下的老化，因而向橡胶化合物添加钴络合物。然而，认为钴对于橡胶而言是一种有害物质，因为类似于大多数过渡金属，钴是一种氧化催化剂。结果，加速了二烯基橡胶分子的氧化，这导致早期的橡胶老化。此外，钴还加速了橡胶的裂纹生长速率。除了上述缺点以外，还存在下列问题：钴是一种战略材料并且相当昂贵。通过向整个橡胶化合物添加钴，添加了太多的钴，因为钴仅在黄铜表面具有积极作用。通常，认为仅有效使用了添加到橡胶中的钴的20％。现有技术已经认识到这些问题中的一个或多个。已经进行许多尝试来将钴浓缩至其所属区域，即在钢线材或钢丝帘线的涂层之中或之上。US2,240,805曾尝试通过用于增强橡胶的制品上的纯钴涂层来完全替代黄铜涂层。US4,255,496公开了使用三元合金铜-钴-锌涂层替代二元合金铜-锌(＝黄铜)涂层。采用此三元合金，能显著降低由于在热湿条件下老化导致的黏合劣化速率。US4,265,678教导了一种具有优异的可拉拔性和黏附性质的三元合金铜-锌-钴涂层的使用。GB2076320教导了在黄铜涂层顶部的薄钴层，随后进行拔丝，使得在黄铜涂层顶部存在高的钴梯度。EP0175632教导了一种在钢元件上的四元合金涂层铜-锌-镍-钴。WO2011/076746公开了一种具有三元或四元合金涂层且具有锌梯度的钢丝帘线。尽管给予了关于黏附的改进，但是此锌梯度涉及线材或丝帘线的后处理，其意指该方法中需要额外的操作步骤。US4651513公开了一种具有多层结构的钢帘线。在表面层的单丝具有增强橡胶粘合的涂层，例如黄铜涂层，而在表面层内部的单丝具有防止腐蚀的涂层，例如锌涂层或锌合金涂层。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种具有优良粘合性能和低成本的钢帘线。本专利技术的另一个目的是提供一种帮助降低轮胎环境污染的钢帘线。本专利技术的又一个目的是提供一种用于增强橡胶制品的钢帘线。根据本专利技术的第一方面，提供了一种包括两根或更多根单丝的钢帘线，可能还包括一根外绕丝，其中至少一根但又不是所有的两根或更多根单丝，包括可能的外绕丝，覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层，其中M是选自钴、镍、锡、铟、锰、铁、铋和钼中的一种或两种金属，在三元或四元合金涂层中的铜含量为58重量％-75重量％，在三元或四元合金涂层中的所述M的含量为0.5重量％-10重量％，在三元或四元合金涂层中的余量是锌和不可避免的杂质。专利技术人惊奇地发现本专利技术的钢帘线的橡胶粘合性能优异，尤其适合不含钴的橡胶组分。与现有的全部单丝都覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层的钢帘线相比，本专利技术的钢帘线具有相近或几乎相同的与不含钴的橡胶组分的粘合性能。按照本专利技术，覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层的单丝数量降低，但是这种数量降低并没有严重影响到钢帘线的粘合性能。作为结果，钢帘线的生产成本降低而钢帘线的粘合性能得到保持。并且本专利技术的具有足够粘合性能的钢帘线可以用于增强橡胶制品。尤其是，当M是钴时，钢帘线的生产成本可以显著降低，因为钴是战略材料并且相当昂贵。本专利技术的钢帘线通过降低钴的用量来降低生产成本，同时又保持优良的粘合性能。此外，使用本专利技术钢帘线增强的橡胶制品，可以采用不含钴的橡胶组分。因此，由于钴的去除，本专利技术钢帘线帮助减少甚至避免了橡胶制品对环境的污染。根据本专利技术，“至少一根但又不是所有的两根或更多根单丝，包括可能的外绕丝，覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层”表示钢帘线至少有一根单丝覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层，同时至少有一根单丝没有覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层。本专利技术的钢帘线是一种包括至少两种钢单丝的复合钢帘线，其中至少两种钢单丝具有不同的金属涂层。本专利技术中，“包括两根或更多根单丝的钢帘线，可能还包括一根外绕丝”表示钢帘线可以包括一根外绕丝，也可以不包括外绕丝。三元合金或四元合金的Cu-M-Zn涂层，当M是一种金属时，涂层被称为“三元合金涂层”。当M是两种金属时，涂层被称为“四元合金涂层”。覆盖三元合金或四元合金的Cu-M-Zn涂层的方法是逐层生成金属涂层，例如，在单丝表面生成铜涂层，之后在铜涂层的表面生成钴涂层，最后在钴涂层的表面生成锌涂层，并进行后续热扩散处理。但是，公式Cu-M-Zn并不限定各金属涂层的位置，也就是说M涂层并不是限定在铜涂层和锌涂层之间，事实上M涂层可以在铜涂层和锌涂层之前或之后生成。三元合金或四元合金的Cu-M-Zn涂层使钢帘线在增强橡胶制品时具有长期粘合的性能。优选的，三元合金或四元合金的Cu-M-Zn涂层还包括磷和/或三唑。包括磷和/或三唑的三元合金或四元合金Cu-M-Zn涂层具有更好的粘合性能。根据本专利技术，优选的，钢帘线包括当将钢帘线埋植于橡胶中可以与橡胶接触的单丝和当将钢帘线埋植于橡胶中不可以与橡胶接触的单丝，至少50％的当将钢帘线埋植于橡胶中可以与橡胶接触的单丝覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层。专利技术人惊奇地发现只有与橡胶接触的单丝对钢帘线和橡胶的粘合做出了贡献，而不与橡胶接触的单丝并没有对钢帘线和橡胶的粘合做出了贡献。本专利技术的钢帘线中，至少50％的当将所述钢帘线埋植于橡胶中可以与橡胶接触的单丝覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层，可以在钢帘线和橡胶之间提供足够的粘合力。术语“在常规硫化过程中可以与橡胶接触的单丝”表示暴露于外界的单丝。外层的单丝属于此类，由于橡胶可以通过一些足够宽阔的通道能够接触到的内层的单丝也属于此类。通道宽度在0.01毫米和0.075毫米之间，或更宽应该可以满足要求。更优选的，所有的当将钢帘线埋植于橡胶中可以与橡胶接触的单丝都覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层。根据本专利技术，除了覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层的单丝，钢帘线的其余的单丝可以选择覆盖有黄铜涂层的单丝，覆盖有锌涂层的单丝或没有涂层的单丝。更优选的，其余的单丝是覆盖有黄铜涂层的单丝或覆盖有锌涂层的单丝，因为覆盖有黄铜涂层的单丝或覆盖有锌涂层的单丝可以提供短期粘合性能，而该性能是钢帘线用于增强橡胶制品，比如轮胎的重要性能，所以，由短期粘合性能和长期粘合性能构成的组合粘合性能使本专利技术的钢帘线可以提高橡胶制品的寿命。根据本专利技术的第一个优选实施例，钢帘线具有多层结构，包括至少一个中心层和一个外层，中心层包括至少一根单丝，外层包括多根单丝，至少50％的处于外层的单丝覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层，并且并不是钢帘线所有的单丝都覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层。专利技术人惊奇地发现，与现有的全部由覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层的单丝构成的钢帘线相比，上述的第一优选实施例提供了一个低制造成本并且粘合性能没有明显降低的钢帘线。根据粘合性能测试，第一优选实施例提供了与现有钢帘线近似或基本相同的粘合性能。在第一优选实施例中，更优选的，至少70％的处于外层的单丝覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括两根或更多根单丝的钢帘线，可能还包括一根外绕丝，其特征在于至少一根但又不是所有的两根或更多根单丝，包括可能的外绕丝，覆盖有Cu‑M‑Zn的三元合金或四元合金涂层，其中M是选自钴、镍、锡、铟、锰、铁、铋和钼中的一种或两种金属，在所述三元或四元合金涂层中的铜含量为58重量％‑75重量％，在所述三元或四元合金涂层中的所述M的含量为0.5重量％‑10重量％，在所述三元或四元合金涂层中的余量是锌和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.24 EP 12177577.91.一种包括两根或更多根单丝的钢帘线，所述钢帘线具有多层结构，包括至少一个中心层和一个外层，所述中心层包括至少一根单丝，所述外层包括多根单丝，其特征在于，至少50％的处于所述外层的单丝覆盖有Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层，其中M是选自钴、镍、锡、铟、锰、铁、铋和钼中的一种或两种金属，在所述三元或四元合金涂层中的铜含量为58重量％-75重量％，在所述三元或四元合金涂层中的所述M的含量为0.5重量％-10重量％，在所述三元或四元合金涂层中的余量是锌和不可避免的杂质，所述中心层的单丝和其余的所述外层的单丝覆盖有黄铜涂层。2.根据权利要求1所述的钢帘线，其特征在于至少70％的处于外层的单丝覆盖有所述的Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层。3.根据权利要求2所述的钢帘线，其特征在于所有处于外层的单丝覆盖有所述的Cu-M-Zn的三元合金或四元合金涂层。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·塞内弗，S·希佩，G·布伊塔特，
申请(专利权)人：贝卡尔特公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE