一种飞机轮胎帘子线及其制备方法

本发明涉及飞机轮胎帘子线，具体为一种飞机轮胎帘子线及其制备方法。

背景技术：

1、航空轮胎作为飞机上的一个重要组成部分，飞机处于地面状态时，轮胎承受了飞机的整体重量且以保证飞机在地面上滑行。飞机在起飞和降落的时候，由于高速运动与地面产生摩擦，需要轮胎来提供足够的动力和阻力。因此，作为飞机轮胎必须要具有负荷大，速度快，充气内压高，下沉变形量大等苛刻的服役条件。

2、其中帘子线作为轮胎的骨架增强材料，赋予轮胎使用强度，使其耐爆破，其性能对于保持轮胎的尺寸、形状和使用寿命至关重要。目前国内使用的pa66浸胶帘子线仍来自于日本旭化成，我国自主生产的帘线，其h抽出力还不能满足航空轮胎的要求。目前在这方面的研究还较少，北京化工大学王景雷所采用的技术是在帘子线浸胶液中加入无机粉体，从而提高纤维和橡胶之间的粘合力，但是这种方法不能解决帘线与胶膜之间粘合力弱的问题，因此亟需一种飞机轮胎帘子线及其制备方法，解决现有技术中纤维与胶膜之间容易脱落、纤维与橡胶之间粘合性能不佳的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种飞机轮胎帘子线及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种飞机轮胎帘子线的制备方法，s1：采用功率为30w、速度为25mm/s的等离子体对pa66帘线进行表面杂质去除；

3、s2：采用功率为150w、速度为25mm/s的等离子体对s1步骤处理后的pa66帘线进行表面刻蚀；

4、s3：配制浸胶液，所述浸胶液按重量百分比包括以下组分：

5、去离子水41.9份、氢氧化钠0.05份、间苯二酚1.96份、甲醛1.06份，在25℃恒温搅拌反应6小时，得到酚醛树脂溶液；

6、丁吡胶乳44.5份、2-乙烯基吡啶4.45份、rf间甲液3份、氨水0.8份，在25℃恒温搅拌反应20小时，得到rfl浸胶液；

7、s4：将s2步骤处理后的pa66帘线浸渍于所述rfl浸胶液中，控制牵伸张力为4-10kn、ph值为9-10、浸渍时间为30秒；

8、s5：对浸胶后的pa66帘线进行烘干处理，烘干温度为180℃，时间为10分钟。

9、第一步采用30w低功率常压空气等离子体快速清除pa66帘线表面油污/脱模剂等杂质，避免高温损伤材料本体，第二步通过150w高功率处理通过电离空气产生活性粒子，在纤维表面形成ra≥1.5μm的微米级粗糙结构（颗粒状突起+凹槽），比表面积增加约30-50%，显著提升机械嵌合效应，第三步配备酚醛树脂溶液：间苯二酚-甲醛体系在弱碱性条件下（ph≈9-10）形成热固性树脂网络，提供初期粘接强度；配备rfl溶液：丁吡胶乳（丁二烯/丙烯腈共聚物）与2-乙烯基吡啶共聚，rf间甲液（间苯二酚-甲醛缩聚物）作为交联剂，氨水催化形成三维网状结构，赋予高温耐老化性能，第四步将处理之后的pa66帘线浸渍于rfl浸胶液中进行浸渍工艺，张力控制（4-10kn）确保纤维束紧密排列，ph9-10环境促进树脂交联，30秒短时浸渍避免过度溶胀，第五步进行快速烘干180℃/10min使胶膜快速固化，避免pa66热降解，通过两步等离子体处理（去杂质+表面刻蚀）和特定配方的rfl浸胶液，增强纤维表面活性与机械互锁能力。

10、优选的，所述s1步骤和s2步骤中的等离子体处理为常压空气等离子体。

11、s1步骤和s2步骤中等离子体处理为常压空气等离子体，可以简化设备要求，降低生产成本，无需真空环境，适合工业化连续生产，同时空气等离子体中的活性氧自由基增强表面氧化。

12、优选的，所述s2步骤中表面刻蚀使pa66帘线表面形成微小颗粒状突起及刻蚀凹槽，表面粗糙度增加。

13、优选的，所述s3步骤中rfl浸胶液的氧元素含量为40.78%，由等离子体处理后的表面活性基团与浸胶液化学键合形成。

14、等离子体处理后的pa66表面活性基团（如羟基、羧基）与浸胶液中的酚醛树脂、丁吡胶乳形成强化学键，氧元素含量提升（xps数据）表明化学键合增强，胶膜残留率≥95%（图f），避免界面剥离。

15、优选的，所述s4步骤中pa66帘线经浸胶处理后，h抽出力提升至286n，断裂强力为495.6n。

16、通过优化等离子体参数（功率、速度）和浸胶张力（4-10kn），平衡粘合力与力学性能，h抽出力达标（≥280n），满足航空轮胎要求，断裂强力仅下降3%（511n→495.6n），确保帘线结构完整性。

17、一种飞机轮胎帘子线，通过s1-s5任一项所述方法制备得到，所述帘子线表面粗糙度为ra≥1.5μm，且与橡胶界面的h抽出力≥280n。

18、通过实施例一中的制备方法制备得到的帘子线（1）表面粗糙度ra≥1.5μm，h抽出力≥280n，粗糙表面和化学键合协同作用，解决胶膜脱落问题，h抽出力提升至航空轮胎适用水平（≥280n）。

19、优选的，所述帘子线表面氧元素含量为38%-43%。

20、优选的，所述帘子线在h抽出测试后表面胶膜残留率≥95%。

21、优选的，所述帘子线断裂强力为490-510n，h抽出力为280-300n。

22、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

23、第一、本发明，经两步等离子体处理（去杂质+刻蚀），pa66帘线表面形成微小颗粒状突起及刻蚀凹槽（见图b/d），粗糙度提升至ra≥1.5μm，提供机械互锁锚定点；等离子体处理引入活性氧基团（氧含量从14.99%增至40.78%），与rfl浸胶液中的酚醛树脂、丁吡胶乳形成强化学键合；h抽出力提升38%（从177.2n增至286n），满足航空轮胎要求（≥280n），浸胶后胶膜残留率≥95%（见图f），远高于未处理帘线（胶膜大量脱落）；界面结合强度提升，避免轮胎使用中因胶膜剥离导致的分层失效。

24、第二、本发明，断裂强力仅下降3%（从511n降至495.6n），确保帘线结构完整性；工艺参数（如等离子体功率、浸胶张力）精准控制，实现h抽出力（280-300n）与断裂强力（490-510n）的协同提升，采用常压空气等离子体处理，无需真空环境，设备成本低且适合连续生产；浸胶液配方（间苯二酚-甲醛-丁吡体系）工艺稳定，反应条件温和（25℃恒温），易于规模化应用。

1.一种飞机轮胎帘子线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种飞机轮胎帘子线的制备方法，其特征在于：所述s1步骤和s2步骤中的等离子体处理为常压空气等离子体。

3.根据权利要求1所述的一种飞机轮胎帘子线的制备方法，其特征在于：所述s2步骤中表面刻蚀使pa66帘线表面形成微小颗粒状突起及刻蚀凹槽，表面粗糙度增加。

4.根据权利要求1所述的一种飞机轮胎帘子线的制备方法，其特征在于：所述s3步骤中rfl浸胶液的氧元素含量为40.78%，由等离子体处理后的表面活性基团与浸胶液化学键合形成。

5.根据权利要求1所述的一种飞机轮胎帘子线的制备方法，其特征在于所述s4步骤中pa66帘线经浸胶处理后，h抽出力提升至286n，断裂强力为495.6n。

6.一种飞机轮胎帘子线，其特征在于，通过权利要求1-5任一项所述方法制备得到，所述帘子线（1）表面粗糙度为ra≥1.5μm，且与橡胶（2）界面的h抽出力≥280n。

7.根据权利要求6所述的一种飞机轮胎帘子线，其特征在于：所述帘子线（1）表面氧元素含量为38%-43%。

8.根据权利要求6所述的一种飞机轮胎帘子线，其特征在于：所述帘子线（1）在h抽出测试后表面胶膜（3）残留率≥95%。

9.根据权利要求6所述的一种飞机轮胎帘子线，其特征在于：所述帘子线（1）断裂强力为490-510n，h抽出力为280-300n。