CN101280166B - 一种橡胶直接黏合剂组成物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种橡胶直接黏合剂组成物，是由以下重量份的组分组成的：黏合促进剂5～10份，酚醛树脂10～20份，取代芳胺树脂10～20份，填料30～60份。本发明以黏合促进剂、酚醛树脂、取代芳胺树脂为主要成分，以天然二氧化硅矿物质为填料，通过简单的工艺，制备价格低廉的直接黏合剂，此黏合剂在胶炼中分散性好、能明显增强橡胶与纤维织物或金属骨架材料之间的黏合力强度，提高橡胶与骨架的附着力，特别是橡胶老化后作用更明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶直接黏合剂组成物及其制备方法，属于橡胶助剂技术领域。
背景技术
在加工轮胎、三角带、输送带、胶管等橡胶制品过程，常需要加入一种或多种具有化学反应特性的物质，在硫化温度下，这些物质可以使橡胶与纤维织物或金属骨架材料之间发生键合作用，这类物质称为键合剂(Bonding agent)，俗称黏合剂。由六次甲基亚胺-间苯二酚(Resorcinol and hexamethylene tetramine；resotropin)与白碳黑(silica)形成的黏合体系，简称为间-甲-白黏合体系(RHS)，美国人Cunningham与Hart在橡胶时代中作过评述(Rubber Age，Oct.1975，pp 31-36)，对此体系的研究可参见以下专利文献(U.S.Pat.No.3,671,478；3,738,948；4,069,220；4,665,119)。在所有的研究方案中，只作出了对间-甲-白黏合体系中物质的组成成分的改变，或选择了同类物质的不同种类型，对它们进行有效地组合，以增强橡胶与纤维织物或金属骨架材料之间的黏合作用。但通常存在的问题是，间-甲-白黏合体系黏合剂在橡胶老化的过程中，黏合力也随之下降，造成橡胶产品质量的降低。另一方面，生产间苯二酚的过程中对环境的的污染较严重，价格偏高，减少间苯二酚的用量也是亟待解决的问题。1961年英国早期专利(960438.C3P02276)公布的黏合剂成分是由松香取代酚作为增黏剂，甲基苄基醚作为增塑剂，并且使用了芳香磺酰胺树脂，此方法尽管能够增强橡胶老化后与骨架的黏合力，但也存在价格较高的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，为克服间-甲-白黏合体系黏合剂在橡胶老化的过程中的黏合力下降，减少间苯二酚的使用量，以便降低对环境的污染，同时增强橡胶老化后黏合剂的黏合力，本发明提供了一种橡胶直接黏合剂组成物及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种橡胶直接黏合剂组成物，是由以下重量份的组分组成的：黏合促进剂5～10份，酚醛树脂10～20份，取代芳胺树脂10～20份，填料30～60份。
所述黏合促进剂是由间苯二酚与乌洛托品按摩尔比为1∶1形成的络合物。
所述酚醛树脂是由苯酚与甲醛按摩尔比1∶1.1～1.2，在73～75℃内，在催化剂作用下反应得到的固态物；所述催化剂为盐酸或盐酸与磷酸的混合物，催化剂的用量为苯酚质量的2～5％。
所述取代芳胺树脂是由对氨基苯甲酰胺与乙醛按摩尔比1∶1.1～1.2，在83～85℃内，在催化剂作用下反应得到的白色固态物；所述催化剂盐酸或盐酸与硫酸的混合物，催化剂的用量为对氨基苯甲酰胺质量的1～3％。
所述填料为改性微晶高岭石或胶岭石，其化学通式为：
Nax(H2O)4{(Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2}，其中，X＝1或2。
所述改性微晶高岭石或胶岭石是由微晶高岭石经以下处理方法得到的：先将微晶高岭石旋转干燥、粉碎、分级，然后加入碳酸钠或碳酸氢钠，调酸碱度，至PH值为8～9，干燥后得到加热减量不大于2.0％的固态粉末，即为改性微晶高岭石。
所述的一种橡胶直接黏合剂组成物的制备方法，步骤如下：
A.制备酚醛树脂：在带有温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的三口瓶中加入苯酚和催化剂，搅拌，使温度不超过75℃，然后滴加甲醛溶液，控制温度在73～75℃，边滴加边搅拌，直到甲醛刚好过量，将所得固体进行抽滤、干燥，即为酚醛树脂，备用；
B.制备取代芳胺树脂：在带有温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的三口瓶中加入对氨基苯甲酰胺和催化剂，搅拌，使温度不超过85℃，再滴加乙醛溶液，控制温度在83～85℃，边滴加边搅拌，直到出现大量固体为止，把所得固体进行抽滤、干燥，即为取代芳胺树脂，备用；
C.制备填料：将微晶高岭石旋转干燥、粉碎、分级，然后加入碳酸盐，调酸碱度至PH值为8～9，干燥后得到加热减量不大于2.0％的固态粉末，即为改性微晶高岭石；
D.按所述各组分的份数取好黏合促进剂、酚醛树脂、取代芳胺树脂及填料，混匀即可
本发明以黏合促进剂、酚醛树脂、取代芳胺树脂为主要成分，以天然二氧化硅矿物质为填料，通过简单的工艺，制备价格低廉的直接黏合剂，此黏合剂在胶炼中分散性好、能明显增强橡胶与纤维织物或金属骨架材料之间的黏合力强度，提高橡胶与骨架的附着力，特别是橡胶老化后作用更明显。
具体实施方式
实施例1：制备橡胶直接黏合剂组成物，步骤如下：
A.制备酚醛树脂：在配有恒温水浴锅、温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的500mL的三口瓶中，加入100g的苯酚，用恒压滴液漏斗滴加浓度为12N的盐酸3mL，2分钟滴完，转速保持1200转/分钟，搅拌45分钟，使温度不高于50℃，再用恒压滴液漏斗滴加浓度为37％的甲醛溶液，使温度保持73～75℃，边滴加边搅拌，直到甲醛刚好过量，所得固体进行真空抽滤、干燥，即为酚醛树脂，备用；
B.制备取代芳胺树脂：在配有恒温水浴锅、温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的500mL三口瓶中加入100g对氨基苯甲酰胺，用恒压滴液漏斗滴加3mL盐酸，2分钟内滴完，转速保持1200转/分钟，搅拌30分钟，使温度不高于45℃，以一定的速度滴加乙醛溶液，保持温度83～85℃，边滴加边搅拌，直到出现大量固体停止搅拌，把所得固体进行抽滤、干燥，即为取代芳胺树脂，备用；
C.制备填料：将微晶高岭石旋转干燥、粉碎、分级，然后加入碳酸钠，调酸碱度至PH值为8，干燥后得到加热减量不大于2.0％的固态粉末，即为改性微晶高岭石；
D.取5g黏合促进剂、20g酚醛树脂、10g取代芳胺树脂及30g填料，混匀，即可得到橡胶直接黏合剂组成物。
实施例2：制备橡胶直接黏合剂组成物，步骤如下：
A.制备酚醛树脂：在配有恒温水浴锅、温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的1000mL的三口瓶中，加入500g的苯酚，用恒压滴液漏斗滴加浓度为12N的盐酸12mL，3分钟滴完，转速保持1200转/分钟，搅拌45分钟，使温度不高于50℃，再用恒压滴液漏斗滴加甲醛溶液，使温度保持73～75℃范围内，边滴加边搅拌，直到甲醛刚好过量，所得固体进行真空抽滤、干燥，即为酚醛树脂，备用；
B.制备取代芳胺树脂：在配有恒温水浴锅、温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的1000mL三口瓶中加入500g对氨基苯甲酰胺，用恒压滴液漏斗滴加15mL盐酸，5分钟内滴完，转速保持1200转/分钟，搅拌45分钟，使温度不高于45℃，以一定的速度滴加乙醛溶液，保持温度83～85℃，边滴加边搅拌，直到出现大量固体停止搅拌，把所得固体进行抽滤、干燥，即为取代芳胺树脂，备用；
C.制备填料：将微晶高岭石旋转干燥、粉碎、分级，然后加入碳酸氢钠，调酸碱度至PH值为9，干燥后得到加热减量不大于2.0％的固态粉末，即为改性微晶高岭石；
D.取10g黏合促进剂、10g酚醛树脂、20g取代芳胺树脂及45g填料，混匀，即可得到橡胶直接黏合剂组成物。
实施例3：制备橡胶直接黏合剂组成物，步骤如下：
A.制备酚醛树脂：在配有恒温水浴锅、温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的1000mL的三口瓶中，加入500g的苯酚，用恒压滴液漏斗滴加浓度为12N盐酸与浓度为7N的磷酸的混合物12mL，两种酸的体积比为5∶1，3分钟滴完，转速保持1200转/分钟，使温度不高于50℃，搅拌50分钟后，再用恒压滴液漏斗滴加甲醛溶液，使温度保持73～75℃范围内，边滴加边搅拌，直到甲醛刚好过量，所得固体进行真空抽滤、干燥，即为酚醛树脂，备用；
B.制备取代芳胺树脂：在配有恒温水浴锅、温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的1000mL三口瓶中加入500g对氨基苯甲酰胺，用恒压滴液漏斗滴加浓度为12N的盐酸与9N硫酸的混合物12mL，两种酸的体积比为5∶1，5分钟内滴完，转速保持1200转/分钟，搅拌45分钟，使温度不高于45℃，以一定的速度滴加乙醛溶液，保持温度82～85℃，边滴加边搅拌，直到出现大量固体停止搅拌，把所得固体进行抽滤、干燥，即为取代芳胺树脂，备用；
C.制备填料：将微晶高岭石旋转干燥、粉碎、分级，然后加入碳酸钠，调酸碱度至PH值为8.5，干燥后得到加热减量不大于2.0％的固态粉末，即为改性微晶高岭石。
D.取8g黏合促进剂、15g酚醛树脂、15g取代芳胺树脂及60g填料，混匀，即可得到橡胶直接黏合剂组成物。
实施例4：制备橡胶直接黏合剂组成物，步骤A、B、C均与实施例1相同，步骤D为：取8g黏合促进剂、15g酚醛树脂、15g取代芳胺树脂及60g填料，混匀，即可得到橡胶直接黏合剂组成物。
在胶炼中加入5％的本发明的橡胶直接黏合剂组成物，检测其对胶料与帘线粘合强度的影响，结果见表1：
表1
由表可知，将本发明的黏合剂组成物加入混炼胶中后，H抽出力比未加入前有明显提高，特别是橡胶老化后作用更明显。
Claims (2)
1.一种橡胶直接黏合剂组成物，其特征在于：由以下重量份的组分组成：黏合促进剂5～10份，酚醛树脂10～20份，取代芳胺树脂10～20份，填料30～60份；
所述黏合促进剂是由间苯二酚与乌洛托品按摩尔比为1∶1形成的络合物；
所述酚醛树脂是由苯酚与甲醛按摩尔比1∶1.1～1.2，在73～75℃内，在催化剂作用下反应得到的固态物；所述催化剂为盐酸或盐酸与磷酸的混合物，催化剂的用量为苯酚质量的2～5％；
所述取代芳胺树脂是由对氨基苯甲酰胺与乙醛按摩尔比1∶1.1～1.2，在83～85℃内，在催化剂作用下反应得到的白色固态物；所述催化剂为盐酸或盐酸与硫酸的混合物，催化剂的用量为对氨基苯甲酰胺质量的1～3％；
所述填料为改性微晶高岭石，其化学通式为：Nax(H2O)4{(Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2}，其中，X＝1或2；
所述改性微晶高岭石是由微晶高岭石经以下处理方法得到的：先将微晶高岭石旋转干燥、粉碎、分级，然后加入碳酸钠或碳酸氢钠，调酸碱度，至PH值为8～9，干燥后得到加热减量不大于2.0％的固态粉末，即为改性微晶高岭石。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶直接黏合剂组成物的制备方法，其特征在于：步骤如下：
A.制备酚醛树脂：在带有温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的三口瓶中加入苯酚和催化剂，搅拌，使温度不超过75℃，然后滴加甲醛溶液，控制温度在73～75℃，边滴加边搅拌，直到甲醛刚好过量，将所得固体进行抽滤、干燥，即为酚醛树脂，备用；
B.制备取代芳胺树脂：在带有温度计、搅拌器、恒压滴液漏斗的三口瓶中加入对氨基苯甲酰胺和催化剂，搅拌，使温度不超过85℃，再滴加乙醛溶液，控制温度在83～85℃，边滴加边搅拌，直到出现大量固体为止，把所得固体进行抽滤、干燥，即为取代芳胺树脂，备用；
C.制备填料：将微晶高岭石旋转干燥、粉碎、分级，然后加入碳酸盐，调酸碱度至PH值为8～9，干燥后得到加热减量不大于2.0％的固态粉末，即为改性微晶高岭石；
D.按所述各组分的份数取好黏合促进剂、酚醛树脂、取代芳胺树脂及填料，混匀即可。
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