CN101605861B - 提供金属元件偶联到待增强材料上的偶联剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提供金属元件与可硫化弹性体材料之间偶联的偶联剂，其中该偶联剂提供对金属元件的键合且与可硫化弹性体材料反应。偶联剂包括大分子主链和至少一个官能端基。该官能端基造成对金属元件的键合。主链的分子量范围为1000-10000，且具有至少一个不饱和碳碳键以供与可硫化弹性体材料反应。本发明进一步涉及含至少部分包埋在可硫化弹性体材料内的金属元件的制品，所述制品包括偶联剂以提供金属元件对可硫化弹性体材料的偶联。

Description

提供金属元件偶联到待增强材料上的偶联剂
技术领域
本发明涉及偶联剂，以提供金属元件偶联到待增强的材料，更优选可硫化的弹性体材料上。
本发明进一步涉及含金属元件至少部分包埋在待增强的材料内的制品，该制品包括偶联剂，以提供金属元件偶联到可硫化的弹性体材料上。
此外，本发明涉及提供金属元件偶联到可硫化弹性体材料上的方法。
背景技术
用金属元件，例如钢线或钢丝帘线增强的聚合物材料广泛地应用于各种产品，例如传输带、软管和轮胎中。
待解决的关键问题之一是，实现金属元件和聚合物材料之间的良好粘合。
特别地，对于特种橡胶，例如氯丁橡胶、乙烯丙烯二烯烃单体(EPDM)橡胶、腈橡胶，例如丁二烯丙烯腈(NBR)或氢化丁二烯丙烯腈(HNBR)来说，金属元件和橡胶之间的粘合仍然是关键的。
使用双官能硅烷是本领域已知的，以促进金属元件对待增强的材料粘合。然而，对于许多应用来说，这些双官能硅烷在金属元件和待增强的材料之间没有提供充足的粘合性。
开发了其他涂料，例如酚醛树脂、卤化聚合物和烯烃基聚合物体系，促进金属元件和特种橡胶之间的粘合。
这些涂料的缺点是，需要相对厚的层(通常25-50微米)。另一缺点是，使用有毒的溶剂，例如二甲苯或全氯乙烯来施加这些涂料到金属元件上。
此外，对于许多应用来说，这些涂料没有提供达到所要求的粘合程度。
发明内容
本发明的目的是避免现有技术的缺点。
本发明另一目的是提供偶联剂，以提供金属元件偶联到可硫化的弹性体材料上，于是所述偶联剂提供金属元件对可硫化弹性体材料的粘结并在硫化过程中与之反应。
本发明进一步的目的是提供含金属元件至少部分包埋在可硫化弹性体材料内的制品，所述制品包括偶联剂，以提供金属元件偶联到可硫化的弹性体材料上。
本发明再进一步的目的是提供金属元件偶联到可硫化弹性体材料上的方法。
根据本发明的第一方面，提供偶联剂，以提供金属元件偶联到可硫化的弹性体材料上。
偶联剂提供金属元件与可硫化弹性体材料的粘结且与可硫化弹性体材料反应。
偶联剂包括大分子主链和至少一个端基。
至少一个端基提供对金属元件的键合，而主链提供与可硫化弹性体材料反应。
偶联剂的主链和可硫化弹性体材料优选在硫化过程中反应。
端基包括-SiX3基，其中-X表示官能团。每一官能团-X独立地选自-R、-OR、-OC(＝O)R和卤素，例如-Cl、-Br、-F，其中-R是烷基，优选C1-C4烷基，最优选-CH3和-C2H5。
在可能的情况下，偶联剂包括大于一个端基。在优选的实施方案中，偶联剂包括两个端基。这两个端基可以相同或者可以不同。
主链包括分子量范围为1000-10000的大分子结构。更优选，分子量范围为2000-5000，例如3000-4000。主链具有至少一个不饱和碳碳键以供与可硫化弹性体材料反应。偶联剂和可硫化弹性体材料之间的反应优选在可硫化弹性体材料硫化过程中发生。
优选地，选择主链的极性，以匹配可硫化弹性体材料的极性。
可通过在主链内引入一个或更多个极性官能团，影响该可硫化弹性体材料的极性。
可能的极性官能团是-COOH、-OH、-NH2、-COOR、-SH、-OR、-CN、-CONHR、-NHR和-NR2，其中R是烷基，例如C1-C4烷基。
影响主链极性的优选方式是通过选择主链中丙烯腈的百分数。
主链中丙烯腈的百分数范围优选为0％-40％，例如0％、10％、18％、21％或26％。
本发明的偶联剂是至少一种有机官能的硅烷和至少一种多官能聚合物的反应产物。
对于本发明来说，重要的是，偶联剂一步施加在金属元件上。这意味着首先制备至少一种有机官能的硅烷和至少一种多官能聚合物的混合物。在有机官能的硅烷和多官能聚合物的反应之后，将该混合物施加在金属元件上。
以下更详细地描述了有机官能的硅烷和多官能聚合物。
有机官能的硅烷
有机官能的硅烷包括至少一个第一官能团和至少一个第二官能团。第一官能团能键合到金属元件上，第二官能团包括能键合到多官能聚合物的至少一个官能团上的至少一个基团。
优选的有机官能的硅烷是下式Y-R-SiX3的硅烷，
其中
-SiX3包括第一官能团；
-R包括间隔基；
-Y包括第二官能团。
第一官能团SiX3能键合到金属元件上。
X表示官能团，其中每一官能团独立地选自-R、-OR、-OC(＝O)R和卤素，例如-Cl、-Br、-F，其中-R是烷基，优选C1-C4烷基，最优选-CH3和-C2H5。
第二官能团能键合到多官能聚合物的至少一个官能团上。
第二官能团包括选自异氰酸酯基、硫氰酸酯基和环氧基中的至少一个基团。
优选具有异氰酸酯基作为第二官能团的有机官能的硅烷。
含异氰酸酯基的合适的有机官能的硅烷的实例是异氰酸烷酯基烷氧基硅烷，例如异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷、异氰酸丙酯基三甲氧基硅烷、异氰酸丁酯基三甲氧基硅烷和异氰酸丁酯基三乙氧基硅烷。
多官能聚合物
多官能聚合物包括至少一个第一官能团，所述第一官能团能与有机官能的硅烷中的第二官能团，即与异氰酸酯基键合。
多官能聚合物的分子量范围为1000-10000，且具有至少一个不饱和碳碳键。
作为多官能聚合物，可以考虑具有与有机官能的硅烷中的第二官能团键合的至少一个第一官能团的任何聚合物或预聚物。
多官能聚合物中优选的第一官能团包括氨基官能团、硫醇官能团或羟基官能团。
根据本发明的优选实施方案，多官能聚合物包括至少一个氨基官能团。氨基官能团可包括脂族胺或芳族胺且可包括伯或仲胺。优选脂族胺和仲胺。
紧跟在第一官能团之后，多官能聚合物包括进一步的官能团(例如，第二、第三、第四，…官能团)。这些进一步的官能团能与可硫化弹性体材料在硫化过程中反应。通过在多官能聚合物和待增强的材料之间形成化学键，提供金属和待增强的材料之间的粘合。
优选地，多官能聚合物包括至少一个不饱和碳碳键作为进一步的官能团。更优选，多官能聚合物包括许多不饱和碳碳键。
这些不饱和碳碳键能与待增强的材料反应。优选地，多官能聚合物中的不饱和碳碳键参与硫化。
可作为多官能聚合物所需极性的函数，选择多官能聚合物中的官能团。可例如通过选择多官能聚合物中的官能团来影响多官能聚合物的极性。可能的官能团是-COOH、-OH、-NH2、-COOR、-SH、-OR、-CN、-CONHR、-NHR和-NR2，其中R是烷基，例如C1-C4烷基。
影响多官能聚合物的极性的优选方式是，通过选择多官能聚合物中丙烯腈的百分数。
多官能聚合物中丙烯腈的百分数范围优选为0％-26％，例如0％、10％、18％、21％或26％。
多官能团的优选实例包括丁二烯丙烯腈共聚物和具有氨基官能团的丁二烯均聚物。
多官能聚合物的分子量范围优选为1000-10000，和更优选2000-5000，例如3000或4000。
可优选将交联剂添加到有机官能的硅烷和多官能聚合物的混合物中。通过添加这种交联剂，有机官能的硅烷在金属表面上形成比较致密的交联网络。
这一比较致密的网络增加金属元件对可硫化弹性体材料的粘合程度，因为促进粘合和金属元件的化学键数量增加。
原则上，可以考虑辅助在金属表面上形成致密交联网络的任何交联剂。
优选的交联剂是允许在金属表面上形成致密交联聚硅氧烷网络的化合物，例如低分子的有机官能的硅烷。合适的交联剂的进一步的实例包括双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷。
交联剂的浓度取决于特定的金属元件-待增强的材料。
金属元件
金属元件可以由任何金属或金属合金制成。优选地，金属或金属合金选自铁、铜、钛、铝或其合金。优选的金属元件包括钢元件。钢优选包括普通碳钢、微合金钢或不锈钢。
金属元件优选包括细长元件。优选的金属元件包括单丝或复丝。单丝可具有任何截面，例如圆形截面、矩形截面或椭圆形截面。单丝的实例包括金属丝、纤维、长条和带状物。作为复丝，可考虑成束、加捻、编织或织造结构。复丝的实例包括帘线(cord)、绳索、绳股和缆索(cable)。
可用金属或金属合金涂层涂布金属元件。优选的金属或金属合金涂层包括锌、锡、铜或其合金。优选的金属合金包括锌合金，例如锌铜、锌铝、锌钴、锌镍或锌铁。
可硫化弹性体材料
可考虑可用金属元件增强的任何可硫化弹性体材料。
实例包括橡胶，例如天然橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙二烯单体(EPDM)橡胶、腈橡胶，例如丁二烯丙烯腈(NBR)橡胶或氢化丁二烯丙烯腈(HNBR)橡胶。
待增强的材料可进一步包括添加剂，例如增强和非增强填料、增塑剂、抗氧化剂、稳定剂、橡胶工艺用油、增量油、润滑剂、防粘连剂、抗静电剂、蜡、发泡剂、颜料、阻燃剂和本领域已知的其他加工助剂。
根据第二方面，提供含至少部分包埋在可硫化弹性体材料内的至少一种金属元件的制品。
该制品进一步包括偶联剂，以提供金属元件和可硫化弹性体材料之间的偶联。偶联剂提供与金属元件的键合且与可硫化弹性体材料相互作用。
以上更详细地描述了偶联剂。
该制品可例如用作软管、电缆、皮带，例如传输带、同步齿形带或V带、增强弹性体长条、轮胎、气垫等。
根据本发明的第三方面，提供将金属元件偶联到可硫化弹性体材料上的方法。
该方法包括下述步骤：
-提供至少一种金属元件；
-施加以上所述的偶联剂到所述金属元件上；
-将具有所述偶联剂的所述金属元件至少部分包埋在可硫化的弹性体材料内；
-硫化所述可硫化的弹性体材料。
偶联剂通过提供与金属元件的键合和与可硫化弹性体材料反应，从而提供金属元件与可硫化弹性体材料的偶联。
在施加偶联剂之前，可优选对金属元件进行预处理，例如清洁处理。
作为清洁处理，可考虑本领域已知的任何清洁处理。实例包括热处理、机械处理、化学处理或其结合。
通过下述步骤获得偶联剂：
-制备含至少一种有机官能的硅烷和至少一种多官能聚合物的混合物，所述有机官能的硅烷包括至少一个第一官能团和至少一个第二官能团；所述有机官能的硅烷中的所述第一官能团能键合到所述金属元件上；所述有机官能的硅烷中的所述第二官能团包括选自异氰酸酯基、硫氰酸酯基和环氧基中的至少一个基团；所述多官能聚合物包括至少一个第一官能团，所述多官能聚合物中的所述第一官能团能键合到所述有机官能的硅烷中的所述第二官能团上；于是在所述混合物内，所述有机官能的硅烷中的所述第二官能团与所述多官能聚合物中的所述第一官能团键合。
优选地，添加溶剂到该混合物中。
根据本发明的第四方面，提供通过使用偶联剂影响金属元件和可硫化弹性体材料之间粘合强度的方法，以提供金属元件与可硫化弹性体材料的偶联。
该方法包括下述步骤：选择多官能聚合物的极性，以便多官能聚合物的极性近似于待增强的材料的极性。通过微调多官能聚合物的极性到待增强的材料的极性，多官能聚合物与待增强的材料更加相容，且能再取向和校准自身到待增强的材料内，这是多官能聚合物与待增强的材料化学键合的最佳条件。
可通过测量在两种材料上特定溶剂，例如水的接触角的差别，评价两种材料，例如多官能聚合物和待增强的材料的极性的差别。
可例如通过选择多官能聚合物的官能团，来影响多官能聚合物的极性。可能的官能团是-COOH、-OH、-NH2、-COOR、-SH、-OR、-CN、-CONHR、-NHR和-NR2，其中R是烷基，例如C1-C4烷基。
影响多官能聚合物的极性的优选方式是通过选择多官能聚合物中丙烯腈的百分数。
多官能聚合物中丙烯腈的百分数优选为0％-26％，例如0％，10％，18％，21％或26％。
对于非极性橡胶，例如EPDM橡胶或天然橡胶来说，优选不含丙烯腈或含低百分数丙烯腈的多官能聚合物。
对于极性橡胶，例如氯丁橡胶来说，优选含高百分数，例如20％或26％丙烯腈的多官能聚合物。
附图的简要说明
参考附图，更详细地描述本发明，其中：
-图1是根据本发明，促进金属元件和待增强的材料之间粘合的体系的示意图。
本发明优选实施方案的说明
图1示出了根据本发明含偶联剂10的制品的实例。偶联剂10提供金属元件11与可硫化弹性体材料12的偶联。
偶联剂10包括大分子主链和至少一个端基。
偶联剂10是有机官能的硅烷13和多官能聚合物14的反应产物。
有机官能的硅烷13的分子被描述为具有第一官能团16′和第二官能团16″的小块15。第一官能团16′键合到金属表面11上。第二官能团16″向外伸出且包括至少一个异氰酸酯基。
多官能聚合物14与待增强的材料12相容且与之可共聚、可硫化或可交联。
多官能聚合物14具有至少一个含氨基的第一官能团18。多官能聚合物14中的第一官能团18键合到有机官能的硅烷中的第二官能团16″上。
在一些实例中阐述了根据本发明不同偶联剂的粘合性。
通过测定拔拉力和APR值(外观值)，测定金属元件和聚合物材料之间的粘合性。
如下所述测定拔拉力。
金属元件包埋在可硫化弹性体材料内。包埋在可硫化弹性体材料内的金属元件的长度为12.7mm。使含金属元件的可硫化弹性体材料硫化。从硫化橡胶中拔拉该金属元件。测量拔拉金属元件所需的力。通过比较，测定拔拉“附着力损失额定值”所需的力。
根据ASTM D229-(93)“Standard test method for adhesionbetween steel tire cores and rubber(钢丝胎芯和橡胶之间粘合性的标准试验方法)”，和根据BISFA(The International Bureau for thestandardization of man-made fibers)No.E12“Determination ofstatic adhesion to rubber compound(测定对橡胶胶料的静态粘合性)”，进行拔拉试验。
在从硫化材料中剥离掉金属元件之后，通过肉眼评估保留在金属元件上的硫化材料的含量(覆盖程度)，测定APR值(外观等级)。
第一实施例包括包埋在硫固化的氯丁橡胶内的型号为3+5×7×0.15mm的锌涂布的钢丝帘线。表1中给出了粘合性试验结果。
实施例1A涉及在没有使用偶联剂的情况下，包埋在硫固化的氯丁橡胶内的型号为3+5×7×0.15mm的锌涂布的钢丝帘线。
实施例1B涉及用偶联剂处理且包埋在硫固化的氯丁橡胶内的型号为3+5×7×0.15mm的锌涂布的钢丝帘线。偶联剂是异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷和18％具有氨基官能端基的丙烯腈1，4-丁二烯共聚物的反应产物。
实施例1C涉及用与实施例1B一样的偶联剂处理且包埋在硫固化的氯丁橡胶内的型号为3+5×7×0.15mm的锌涂布的帘线。在施加偶联剂之前，通过在合适的酸溶液内浸渍该锌涂布的帘线，预处理该帘线。
表1
  POF(N)  APR(％)
  1A   40N  0％
  1B   301N  5％
  1C   342N  13％
第二实施例包括包埋在硫固化的天然橡胶内的型号为3+5×7×0.15mm的黄铜涂布的钢丝帘线。表2中给出了粘合性结果。
实施例2A涉及在没有使用偶联剂的情况下，包埋在硫固化的天然橡胶内的型号为3+5×7×0.15mm的黄铜涂布的钢丝帘线。
实施例2B涉及用偶联剂处理且包埋在硫固化的天然橡胶内的型号为3+5×7×0.15mm的黄铜涂布的钢丝帘线。该偶联剂是异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷和10％具有氨基官能端基的丙烯腈1，4-丁二烯共聚物的反应产物。
实施例2C涉及用与实施例2B一样的偶联剂处理且包埋在硫固化的天然橡胶内的型号为3+5×7×0.15mm的黄铜涂布的钢丝帘线。在施加偶联剂之前，通过在合适的酸溶液内浸渍该黄铜涂布的帘线，预处理该帘线。
表2
  POF(N)  APR(％)
  2A   443N  65％
  2B   614N  80％
  2C   698N  87％
第三实施例包括包埋在硫固化的氯丁橡胶内的型号为4×3×0.15mm的AISI 302不锈钢丝帘线。表3中给出了粘合性结果。
实施例3A涉及在没有使用偶联剂的情况下，包埋在硫固化的氯丁橡胶内的型号为4×3×0.15mm的AISI 302不锈钢丝帘线。
实施例3B涉及用偶联剂处理且包埋在硫固化的氯丁橡胶内的型号为4×3×0.15mm的AISI 302不锈钢丝帘线。该偶联剂是异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷和18％具有氨基官能端基的丙烯腈1，4-丁二烯共聚物的反应产物。
实施例3C涉及用与实施例3B一样的偶联剂处理且包埋在硫固化的氯丁橡胶内的型号为4×3×0.15mm的AISI 302不锈钢丝帘线。在施加偶联剂之前，通过在合适的酸溶液内浸渍该锌涂布的帘线，预处理该帘线。
表3
  POF(N)  APR(％)
  3A   12N  0％
  3B   163N  7％
  3C   200N  78％
第四实施例包括包埋在硫固化的丁二烯丙烯腈(NBR)橡胶内的直径为0.3mm的黄铜涂布的线材。表4中给出了粘合性结果。
实施例4A涉及在没有使用偶联剂的情况下，包埋在硫固化的NBR橡胶内的直径为0.3mm的黄铜涂布的线材。
实施例4B涉及用偶联剂处理且包埋在硫固化的NBR橡胶内的直径为0.3mm的黄铜涂布的线材。该偶联剂是异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷和18％具有氨基官能端基的丙烯腈1，4-丁二烯共聚物的反应产物。
实施例4C涉及用与实施例4B一样的偶联剂处理且包埋在硫固化的NBR橡胶内的直径为0.3mm的黄铜涂布的线材。在施加偶联剂之前，通过在合适的酸溶液内浸渍该锌涂布的帘线，预处理该帘线。
表4
  POF(N)  APR(％)
  4A   66N  16％
  4B   101N  29％
  4C   137N  41％
第五实施例包括包埋在过氧化物固化的氯化聚乙烯(CPE)橡胶内的直径为0.37mm的锌涂布的线材。表5中给出了粘合性结果。
实施例5A涉及在没有使用偶联剂的情况下，包埋在过氧化物固化的CPE橡胶内的直径为0.37mm的锌涂布的线材。
实施例5B涉及用偶联剂处理且包埋在过氧化物固化的CPE橡胶内的直径为0.37mm的锌涂布的线材。该偶联剂是异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷和18％具有氨基官能端基的丙烯腈1，4-丁二烯共聚物的反应产物。在施加偶联剂之前，通过在合适的酸溶液内浸渍该锌涂布的帘线，预处理该帘线。
表5
  POF(N)  APR(％)
  5A   6N  0％
  5B   132N  40％
第六实施例包括包埋在硫固化的EPDM橡胶内的型号为7×0.35mm的黄铜涂布的钢丝帘线。
实施例6A涉及在没有使用偶联剂的情况下，包埋在硫固化的EPDM橡胶内的型号为7×0.35mm的黄铜涂布的钢丝帘线。
实施例6B涉及用偶联剂处理且包埋在硫固化的EPDM橡胶内的型号为7×0.35mm的黄铜涂布的钢丝帘线。该偶联剂是异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷和18％具有氨基官能端基的丙烯腈1，4-丁二烯共聚物的反应产物。在施加偶联剂之前，通过在合适的酸溶液内浸渍该锌涂布的帘线，预处理该帘线。
表6
  POF(N)  APR(％)
  6A   35N  0％
  6B   263N  15％
优选地，针对具有高极性的可硫化弹性体材料，例如氯丁橡胶，使用具有高极性的多官能聚合物。
针对具有低极性的可硫化弹性体材料，优选使用具有低极性的多官能聚合物。

Claims (28)

1.提供金属元件偶联到可硫化的弹性体材料上的偶联剂，其中所述偶联剂提供与金属元件的键合且与所述可硫化弹性体材料反应，所述偶联剂包括大分子主链和至少一个端基，所述端基包括键合到金属元件上的-SiX3基，其中X表示官能团，每一官能团X独立地选自-R、-OR、-OC(＝O)R和卤素，其中-R是烷基，所述主链的分子量范围为1000-10000，且具有至少一个不饱和的碳碳键以供与所述可硫化弹性体材料反应。
2.权利要求1的偶联剂，其中所述卤素是-C1、-Br和-F，所述烷基是C1-C4烷基。
3.权利要求1的偶联剂，其中所述偶联剂中的所述主链包括至少一个极性官能团。
4.权利要求3的偶联剂，其中所述极性官能团选自-COOH、-OH、-NH2、-COOR、-SH、-OR、-CN、-CONHR、-NHR和-NR2，其中R是烷基。
5.权利要求4的偶联剂，其中所述烷基是C1-C4烷基。
6.前述任何一项权利要求的偶联剂，其中所述偶联剂中的所述主链包括0％-40％的丙烯腈。
7.权利要求1的偶联剂，其中所述偶联剂是至少一种有机官能的硅烷和至少一种多官能聚合物的反应产物；所述有机官能的硅烷包括至少一个第一官能团和至少一个第二官能团，所述第一官能团能键合到所述金属元件上和所述第二官能团包括选自异氰酸酯基、硫氰酸酯基和环氧基中的至少一个基团；所述多官能聚合物包括至少一个第一官能团，所述官能团能与所述有机官能的硅烷中的所述异氰酸酯基键合。
8.权利要求7的偶联剂，其中所述多官能聚合物中的所述第一官能团包括选自氨基官能团、硫醇官能团和羟基官能团中的至少一个官能团。
9.权利要求7的偶联剂，其中所述有机官能的硅烷是异氰酸烷酯基烷氧基硅烷。
10.权利要求7-9任何一项的偶联剂，其中所述多官能聚合物的分子量范围为1000-10000。
11.权利要求7的偶联剂，其中所述多官能聚合物具有至少一个不饱和的碳碳键以供与所述可硫化的弹性体材料反应。
12.权利要求1的偶联剂，其中所述金属元件由选自铁、铜、钛、铝及其合金中的金属或金属合金制造。
13.权利要求1的偶联剂，其中所述金属元件包括单丝或复丝。
14.权利要求1的偶联剂，其中用金属或金属合金的涂层涂布所述金属元件，所述金属或金属合金的涂层选自锌、锡、铜及其合金。
15.一种制品，它包括至少一个金属元件，所述金属元件至少部分包埋在可硫化弹性体材料内，所述制品进一步包括权利要求1-14任何一项定义的偶联剂，以提供所述金属元件与所述可硫化弹性体材料之间的偶联。
16.权利要求15的制品，其中所述制品包括软管、电缆、皮带、增强弹性体长条、轮胎或气垫。
17.提供金属元件与可硫化弹性体材料偶联的方法，所述方法包括下述步骤：
提供至少一个金属元件；
施加权利要求1-14任何一项定义的偶联剂在所述金属元件上；
在可硫化的弹性体材料内至少部分包埋具有所述偶联剂的所述金属元件；
硫化所述可硫化的弹性体材料。
18.权利要求17的方法，其中所述偶联剂是至少一种有机官能的硅烷和至少一种多官能聚合物的反应产物，所述有机官能的硅烷包括至少一个第一官能团和至少一个第二官能团，所述有机官能的硅烷中的所述第一官能团能键合到所述金属元件上，和所述有机官能的硅烷中的所述第二官能团包括选自异氰酸酯基、硫氰酸酯基和环氧基中的至少一个基团；所述多官能聚合物包括至少一个第一官能团，所述多官能聚合物中的所述第一官能团能与所述有机官能的硅烷中的所述第二官能团键合；其中在所述混合物内，所述有机官能的硅烷中的所述第二官能团与所述多官能聚合物中的所述第一官能团键合。
19.权利要求18的方法，其中所述多官能聚合物中的所述第一官能团包括选自氨基官能团、硫醇官能团和羟基官能团中的至少一个官能团。
20.权利要求18的方法，其中所述有机官能的硅烷是异氰酸烷酯基烷氧基硅烷。
21.权利要求18的方法，其中所述多官能聚合物的分子量范围为1000-10000。
22.权利要求18的方法，其中所述多官能聚合物具有至少一个不饱和的碳碳键以供与所述可硫化的弹性体材料反应。
23.权利要求17的方法，其中所述金属元件由选自铁、铜、钛、铝及其合金中的金属或金属合金制造。
24.权利要求17的方法，其中所述金属元件包括单丝或复丝。
25.权利要求17的方法，其中用金属或金属合金的涂层涂布所述金属元件，所述金属或金属合金的涂层选自锌、锡、铜及其合金。
26.通过使用权利要求1-14任何一项定义的偶联剂，以提供金属元件与可硫化弹性体材料的偶联，从而影响金属元件和可硫化弹性体材料之间粘合强度的方法，所述方法包括下述步骤：选择所述偶联剂的主链的极性，以便主链的极性近似于可硫化弹性体材料的极性。
27.权利要求26的方法，其中通过选择主链中丙烯腈的百分数，选择所述主链的所述极性。
28.权利要求27的方法，其中所述主链中丙烯腈的百分数范围为0-26％。
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