專利名稱：用于織物加固嵌入物的粘合促進(jìn)劑及其制造和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在織物加固的橡膠產(chǎn)品尤其是輪胎線的生產(chǎn)中，用于對織物加固嵌入物進(jìn)行處理的一種粘合劑，其存在形式為含有55-85重％保護(hù)的異氰酸酯固體組分的水分散體。
在織物加固的橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)中，已經(jīng)證明粘合劑的使用有利于提高織物加固嵌入物與橡膠之間的粘合強(qiáng)度。特別在用纖維加固的輪胎線以及其它高應(yīng)力復(fù)合材料的領(lǐng)域中，這種粘合劑的使用很重要。尤其在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，已知的現(xiàn)有技術(shù)是應(yīng)用間苯二酚-甲醛膠乳體系(RFL)將合成纖維粘合到橡膠產(chǎn)品上。依據(jù)此方法，工藝步驟可以采用一步法或兩步法完成。在一步法中，采用RFL與粘合劑的混合液浸漬加固材料。
在兩步法中，首先用粘合劑浸漬加固材料，然后第二步應(yīng)用RFL進(jìn)行浸漬。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，已經(jīng)了解到還有專門配制的粘合劑應(yīng)用于這些方法。這些方法的基礎(chǔ)是保護(hù)的異氰酸酯的水分散體結(jié)合RFL的特殊配方?！断鹉z化學(xué)與技術(shù)》(Rubber Chemistry and Technology)第58卷從383到391頁的一篇綜述文章介紹了用于纖維加固橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)中的相應(yīng)粘合劑的體系和方法。美國專利第4,477,619號揭示了一種特殊的粘合劑體系。
從《國際輪胎技術(shù)》(Tire Technology International)(1994年)，了解到一種粘合劑體系，由瑞士的EMS Chemie AG公司以GrillbondIL-6名稱出售。該體系由一種水分散體組成，該水分散體含有50％保護(hù)的異氰酸酯固體組分。與現(xiàn)有技術(shù)中的粉末相比，該體系尤其在水分散體的儲存穩(wěn)定性和能立即使用兩方面具有優(yōu)勢。這一點使該方法能簡單操作并經(jīng)濟(jì)實用。同時，這種粘合劑體系既不會發(fā)生固體的凝聚，也不會發(fā)生固體的沉淀，然而這種情況在用水調(diào)制粉末的過程中卻很明顯。
但是，上面介紹的Grillbond水分散體也存在不足，其固體組分的含量相對偏低，由于這個原因，為保證纖維的完全浸漬，必須大量使用。
根據(jù)以上情況，研究本發(fā)明的目的是提供一種粘合劑體系，該體系與現(xiàn)有技術(shù)相比增加了固體組分的含量，使用該體系能夠完全浸漬纖維。
本發(fā)明的粘合劑是以水分散體的固體組分為55-85重％，該固體的平均直徑小于2.0微米為特征；本發(fā)明的方法是以在第一步，用水對粘合劑進(jìn)行初步分散，得到初步水分散體；然后在第二步中，將該初步分散體進(jìn)行濕粉碎，直到其粘度為5-150mp，然后添加固體直至固體含量為55-85重％為特征；本發(fā)明的應(yīng)用是以利用粘合劑處理加固嵌入物使之應(yīng)用于輪胎線，運輸帶，V型帶，機(jī)械橡膠零件或復(fù)合材料的生產(chǎn)為特征。同樣本發(fā)明的目的也表明了對粘合劑的有利的改進(jìn)。
令人意想不到的是，如果固體的平均顆粒尺寸小于2.0微米，申請人能表明得到含有55-85％固體組分的水分散體是可能的。申請人已進(jìn)行的實驗表明現(xiàn)有技術(shù)的水分散體中，有的平均顆粒直徑超過3.0微米。使用按照本發(fā)明提出的分散體，在固體顆粒的平均尺寸這一點上，明顯低于現(xiàn)有技術(shù)，這樣就可能在不發(fā)生凝聚或其它干擾的情況下將固體組分增加到85％。根據(jù)研究中的本發(fā)明，該水分散體本質(zhì)上的優(yōu)勢是只用較少量的分散體和更加經(jīng)濟(jì)的方法可完成工作。此外，由于其均勻的顆粒直徑，水分散體能使加固嵌入物完全浸漬。這樣，就能生產(chǎn)織物纖維加固的橡膠產(chǎn)品，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其技術(shù)數(shù)據(jù)已得到明顯的提高，尤其是在粘合強(qiáng)度方面。
根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選的水分散體中平均顆粒直徑應(yīng)小于1.50微米，尤其是直徑應(yīng)小于1.35微米。
申請人通過實驗表明，可以確定80％的固體粒子直徑為0.01-5.0微米。當(dāng)然直徑為0.5-5.0微米更好。這表明，與現(xiàn)有技術(shù)中的情況相比，本發(fā)明中的水分散體具有更均勻的顆粒尺寸分布和更小的顆粒尺寸。該顆粒尺寸分布僅在極窄范圍內(nèi)變化。依據(jù)本發(fā)明，分散體相應(yīng)含有精細(xì)或極細(xì)粉狀固體。
從原料觀點看，關(guān)于粘合劑，本發(fā)明包括了目前現(xiàn)有技術(shù)中已使用的所有異氰酸酯。因此本發(fā)明包括異氰酸酯和其與自身反應(yīng)生成的二聚或低聚產(chǎn)品，及那些與保護(hù)劑反應(yīng)生成的部分或全部保護(hù)的異氰酸酯。通常，可以使用商業(yè)產(chǎn)品芳烴異氰酸酯和脂肪族以及環(huán)脂肪族異氰酸酯。具體例子如下二苯甲烷-4，4-和/或-2，4-二異氰酸酯(MDI)，粗制或提純的MDI聚合物(PMDI)，和所有其它的MDI異構(gòu)體，例如3，4-MDI，2，2-MDI，和/或2，3-MDI，2，4-和/或2，6-甲苯-二異氰酸酯及其低聚體，特別是二聚的2，4-甲苯-二異氰酸酯，1-異氰酸根合-3-異氰酸甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己烷(異佛爾酮-二異氰酸酯或IPDI)，1，6-亞已基二異氰酸酯(HDI)。聚異氰酸酯加合物形式的聚異氰酸酯，例如，含有聚異氰酸酯的異氰脲酸酯，尿素二酮，縮二脲，氨基甲酸乙酯，脲基甲酸酯，碳化二亞胺，和/或氧雜二嗪等化合物。
保護(hù)劑的例子如下一元酚類，例如，苯酚，間苯二酚，甲(苯)酚，三甲基苯酚，叔-丁基苯酚。內(nèi)酰胺類，例如，ε-己內(nèi)酰胺，δ-戊內(nèi)酰胺。肟類，例如，甲基乙基酮肟(丁酮肟)，甲基戊基酮肟和環(huán)己酮肟。一級、二級和三級醇類，乙二醇醚類，易形成烯醇的化合物，例如，乙酰乙酸酯，乙酰丙酮，丙二酸衍生物。二級芳香胺類，酰亞胺類，硫醇類，三唑類。
濕潤劑和/或分散劑被用作添加劑。
本發(fā)明中的粘合劑特別適合于由例如，聚酯，聚乙烯，聚酰胺或Ryan制成的織物加固嵌入物。特別是將以這種方式進(jìn)行處理的加固嵌入物用于輪胎線，運輸帶，V型帶，機(jī)械橡膠零件以及復(fù)合材料的生產(chǎn)。
本發(fā)明還涉及上述粘合劑的生產(chǎn)方法。按照本發(fā)明，粘合劑的生產(chǎn)分兩步完成。操作步驟的第一步，用水對粘合劑進(jìn)行初步分散，得到含50％固體組分的初步水分散體。然后在第二步中，將分散體進(jìn)行濕粉碎，直到全部要粉碎的物料都成水狀稀液，其粘度為5-150毫泊(mp)，優(yōu)選5-90mp。這樣制備的水狀稀液允許進(jìn)一步必要的固體添加，直至得到要求的固體含量55-85重％。因此濕粉碎優(yōu)選采用球型攪拌磨進(jìn)行。
如果需要，可以向已經(jīng)生產(chǎn)的某一固體含量如70％的產(chǎn)品中，添加水重新制備稀產(chǎn)品使之含量降為60％，因為非常具體指定的橡膠制品的生產(chǎn)需要稀產(chǎn)品。
令人吃驚的是，按上面描寫生產(chǎn)的粘合劑體系具有至少一年的良好儲存穩(wěn)定性已變得很明顯。尤其意想不到的是，本發(fā)明的粘合劑組合物不需要添加增稠劑，而現(xiàn)有技術(shù)中增稠劑作為一個組分是要求添加的。因此，沒有附加的增稠劑，粘合劑的沉降行為比現(xiàn)有技術(shù)中的配方更好。
下面借助

圖1和圖2對本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。
圖1顯示含有50％固體組分的水分散體IL-6的顆粒尺寸分布。
圖2顯示含有70％固體組分的水溶液中非常精細(xì)粉碎后的顆粒尺寸分布。
圖1顯示了一種目前已知的現(xiàn)有技術(shù)的粘合劑分散體的顆粒尺寸分布。從顆粒尺寸分布中可以看出，這種粘合劑有非常寬的尺寸分布。該粘合劑單個的顆粒尺寸在0.1-20微米范圍內(nèi)變化。因此平均顆粒直徑為3.02微米。
圖2顯示了本發(fā)明中粘合劑的同樣的測定結(jié)果。顆粒尺寸分布基本上在0.1-5.0微米的范圍內(nèi)變化。因此80％的固體的直徑為0.5-5.0微米。相應(yīng)地，固體的平均顆粒直徑是1.32微米。這種選定的顆粒直徑特別允許粘合劑如本發(fā)明中描述的那樣實現(xiàn)高度濃縮。與現(xiàn)有技術(shù)相比，專家們完全沒有預(yù)計到這種粘合劑顯示了優(yōu)良的儲存穩(wěn)定性而且粘和強(qiáng)度得到了明顯提高。
權(quán)利要求
1.在加固聚合物產(chǎn)品的生產(chǎn)中用于加固嵌入物處理的粘合劑，該粘合劑是一種水分散體，該粘合劑水分散體含有固體粘合劑和添加劑，其特征在于水分散體的固體組分為55-85重％，所述固體的平均直徑小于2.0微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的粘合劑，其特征在于所述平均顆粒直徑小于1.50微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的粘合劑，其特征在于80％的所述固體顆粒直徑為0.01-5.0微米，優(yōu)選0.5-5.0微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的至少一種粘合劑，其特征在于所述固體組分占65-75重％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的至少一種粘合劑，其特征在于所述粘合劑是異氰酸酯、部分或完全保護(hù)的異氰酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的至少一種粘合劑，其特征在于所述聚合物產(chǎn)品是橡膠產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的至少一種粘合劑，其特征在于所述加固嵌入物是織物加固嵌入物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的粘合劑，其特征在于加固嵌入物是由聚酯，聚乙烯，聚酰胺或Ryan制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5的至少一種粘合劑，其特征在于該粘合劑含有作為添加劑的濕潤劑和/或分散劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9的至少一種粘合劑的生產(chǎn)方法，其特征在于第一步，用水對粘合劑進(jìn)行初步分散，得到初步水分散體；然后在第二步中，將該初步分散體進(jìn)行濕粉碎，直到其粘度為5-150mp，然后添加固體直至固體含量為55-85重％。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于按所述方式調(diào)節(jié)初步分散體以使其最大固體含量為55重％。
12.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于濕法粉碎中所述粘度范圍為5-90mp。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12的至少一種方法，其特征在于濕法粉碎采用球型攪拌磨進(jìn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13的至少一種方法，其特征在于使用保護(hù)的異氰酸酯，尤其是己內(nèi)酰胺保護(hù)的二異氰酸酯作粘合劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14的至少一種方法，其特征在于將如濕潤劑和/或分散劑的添加劑加入到所述初步分散體中。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-9的至少一種粘合劑的應(yīng)用，利用粘合劑處理加固嵌入物使之應(yīng)用于輪胎線、運輸帶、V型帶、機(jī)械橡膠零件或復(fù)合材料的生產(chǎn)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及在加固聚合物產(chǎn)品的生產(chǎn)中用于加固嵌入物處理的粘合劑,該粘合劑是一種水分散體,該粘合劑水分散體含有固體粘合劑和添加劑,其特征在于水分散體的固體組分為55—85重%,所述固體的平均直徑小于2.0微米。
文檔編號C09J125/12GK1267698SQ0010321
公開日2000年9月27日 申請日期2000年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月23日
發(fā)明者京特·庫爾茲 申請人:Ems-化學(xué)公開股份有限公司