聚合物浸渍的钢丝绳制造技术

本发明专利技术介绍了一种聚合物浸渍钢丝绳（１００），该钢丝绳与现有其它浸渍钢丝绳的不同处在于，聚合物也填充到诸如紧密型钢丝绳中存在的空隙中。聚合物通过水基微乳液被送入空隙，通过加热逐出其中的水，留下浓缩的聚合物。本发明专利技术还介绍了一种改善微乳液进入空隙的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到用于增强例如轮胎、软管、带等弹性体产品的钢丝 绳。本专利技术的钢丝绳包括聚合物材料，聚合物是通过把钢丝绳浸到微 乳液中来施加的，在聚合物固化之前微乳液进入钢丝绳的空隙。
技术介绍
对于大量弹性体产品来说，钢丝绳是优选的增强物，这是由于其独特的性能组合强度高同时又具有柔性，不会蠕变，同时又具有可 设计的拉伸-弯曲-扭转模量，具有可预见的动态疲劳极限，同时可 经受压缩而无破坏。当给钢丝绳施加了能够进行覆层的适当粘结剂时， 钢丝绳与弹性体一起就构成了真正的复合结构。但是钢丝绳还具有一个主要的缺点，即当不适当保护时，钢丝绳会被腐蚀。在腐蚀环境中， 反复相互摩擦的钢丝会互相腐蚀-这种现象被称为"磨蚀"-可能导致 比预期更早地失效。主要采用圆钢丝来制作钢丝绳在以下这方面而言是无益的当两 根以上的圆钢丝被集束或是捻到一起形成绳或索时，沿着钢丝旁边丝 会形成延长的空洞或"通道"。如果水分能进入这些通道，那么钢丝绳 的反复弯曲-例如轮胎的使用过程中或者钢丝绳在滑轮上行进过程中 -就像蠕动泵一样作用，从而驱使水分延及钢丝绳的整个长度上。优 选采用圆钢丝是因为它们可以经过冷拔达到高的拉伸强度，这对于其 它形状的钢丝来说是很困难的。这些年来，拉伸强度已经从过去的 3200N/mm2提高到现在的3700N/mm2，而小直径钢丝的拉伸强度可以 达到4000N/mm2。为了克服这种腐蚀的缺点，已经提出了多种解决方案。第一类解 决方案是采用弹性体自身使钢与外部环境隔离开来，该类方案是一釆用单根或两根丝。这样在钢丝绳内没有形成通道，并且所有的丝完全被弹性体包围。就此而言，2xd型一两根直径"d"mm的丝以 一定的捻距和捻向互相捻到一起一已经非常普及(IT 1 042 293)。单 根的波浪形的丝也已经介绍了多次(例如US 4235274)。这些解决方案的困难在于设计钢丝绳模量(尤其是弯曲模量和 伸长模量)的自由度被大大降低，即使是当引入波浪形丝时也是如此， 这就限制了将这种钢丝绳运用到特殊的场合中，例如轿车轮胎的带束 层。一使钢丝绳"打开"，"打开"是指丝相互之间被充分分离，以便在 制作复合物的过程中弹性体可以填充通道。分离丝可以有多种方法(1)预成形丝，使它们在制作复合物的时候保持打开(例如US 4 258 543)。该解决方案尤其适用于nxd ( n>2 )形式的钢丝绳。(2 )在多层钢丝绳中引入"不饱和层"。多层钢丝绳是这样的钢丝 绳，具有中心丝或股，在其上围绕中心股逐层地添加多组丝。不饱和 层指钢丝绳中丝数量少于理论最大数量的层。被如此释放的空间在该 层的圆周上重新分布，从而在丝之间产生间隙。 一个例子是3 + 8 + 12xd (外面两层是不饱和的)结构，与3 + 9 + 15xd (所有层都是饱和 的)对比。其它例子见US 4 158 946。(3) 使各层中的丝尺寸相适应(例如使芯丝较粗)，这样在层中 丝之间就产生间隙，例子见US 5 461 850。(4) 引入局部间隙，即在钢丝绳的一段较短长度上间断地产生间 隙，这通过4吏用例如EP 0734468中介绍的波浪状丝可以实现。上述类的解决方案有两个缺点，第一，强度与外切圆面积的比低 于最优值；第二，弹性体渗透的程度取决于复合物的生产条件，例如， 如果在成形复合物的过程中采用的压力不够，通道就不会被填满。第二类解决方案是在制作钢丝绳的过程中用弹性体填充通道 (l)例如，可以用与钢丝同时绞合成股的单丝填充通道，该单丝 优选采用与钢丝绳所用的弹性体相同的弹性体来制成，例子参见EP 1 033 435。(2)采用具有挤出覆层的丝或股，提供足够的覆层，以便在绞合 成股时覆层流入间隙(WO 03/031716， US 5279695)。第一个解决方案的缺点在于可达到的最大断裂载荷有损失，第二 个解决方案执行起来很好，但是成本太高。总的来说，从钢丝绳厂家的立场来看，由于制造者能够完全控制 产品的最终质量，因此第二类方案更优选。对于第一类方案就不是这 样，其中弹性体的渗入是钢丝绳制造者和复合物制造者之间的共同责 任。
技术实现思路
本专利技术因此致力于消除第二类方案的缺点这是该专利技术的主要目 的。第二个目的是设计一种钢丝绳，其可达到强度与外切圆面积的最 大比，同时内部通道被阻塞，也就是允许采用封闭的钢丝绳，而没有 水分泵吸的缺点。本专利技术的第三个目的是消除现有技术的高成本缺点。 第四个目的是提供一种阻止腐蚀传播的钢丝绳，而不管复合物产品的 生产情况如何。依据本专利技术的第一个方面，提供了一种钢丝绳。本专利技术的钢丝绳 (独立权利要求1)包括基本上是圆形横截面的钢丝。钢丝绳中的钢 丝互相捻到 一起以形成股，而股可被捻到 一起形成钢缆，在下文中，"钢 丝绳"可以指由钢丝组成的股，或由这种股组成的缆。当把这种钢丝绳看成几何结构时，可以想象到一系列横截面，它 们具有垂直于钢丝绳轴线的平面。在这种横截面中，可以辨别出包围 空隙的相邻丝的亚结构。随着所述平面沿钢丝绳轴线前进，丝保持彼 此相邻。垂直平面沿钢丝绳轴线前进每个捻距，这些亚结构旋转一圏。 亚结构的存在取决于丝添加到钢丝绳中的排列方式，通常称为钢丝绳 的"结构"。"相邻，，是指钢丝的外表面彼此之间保持在30jim内，当然 也不排除互相接触。当这种接触产生时，它会在钢丝绳的基本上全长 上发生，因此称为"线接触"。除了钢丝以外，钢丝绳也包括聚合物材料。在钢丝绳制造(cfr.超级)领域，聚合物材料是已知的，但是该聚合物材料是施加微乳液且 微乳液随后干燥而产生的结果。为了达到该施加的目的，微乳液可以 是包括功能性聚合物或共聚物颗粒的水成的乳状液。聚合物的例子包 括丙烯酸或甲基丙烯酸均聚物和共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和马来酐 或环氧接枝聚丙烯或聚乙烯、聚氨酯聚合物、硅烷接枝聚氨酯聚合物。颗粒的平均大小优选在20 120nm之间。乳液中可以添加添加剂，例 如表面活性剂、颜料、交联剂和/或催化剂。颜料的例子包括碳酸4丐、 二氧化钛或碳黑。交联剂的例子包括聚胺、环氧树脂、苯醛树脂、脲 醛树脂、锌或锆络合物、三聚氰胺甲醛树脂和三官能氮丙啶。丝优选由普碳钢制成，普碳钢一般包括最少0.40wt。/o的C或至少 0.70wt。/。的C含量，但是最优选是至少0.80wt。/。的C，最多l.lwt% 的C，锰含量从0.10wt。/。到0.90wt% ，石克和彿含量均优选低于0.030wt %;也可以添加附加的微合金元素，例如铬(达0.20wt。/。到0.4wt% )、硼、钴、镍、钒，未--列举出。同样优选采用不锈钢，不锈钢包含最少12wt。/。的Cr和足量的镍。更优选是奥氏体不锈钢，其更适于冷 成形。本
最优选的成分是AISI(美国钢铁协会)302、 AISI301、 AISI304和AISI316。才艮据用途的不同，丝的直径可在0.04mm和1.20mm之间变化。 轮胎钢丝绳的直径范围最好在0.15和0.38mm之间。丝的直径在0.04 和0.175mm之间的钢丝绳净皮称为"细钢丝绳"，该种钢丝绳主要用来增 强同步带、起重带、控制缆和其它类似的产品。直径较粗(0.35mm 以上到1.20mm)的丝用于重载应用的钢丝绳，例如粘合柔性管、橡 胶轨道、提升绳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢丝绳，其包括捻到一起以形成所述钢丝绳的钢丝，在所述钢丝绳的横截面上，三根或更多所述钢丝形成封闭的亚结构，这样这三根或更多钢丝或是与相邻的钢丝接触，或是与相邻钢丝最大相隔３０μｍ，以便在所述三根或更多钢丝的中间形成空隙，所述钢丝绳还包括聚合物材料，所述聚合物材料由干燥后的微乳液产生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D莫尔，
申请(专利权)人：贝卡尔特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]