CN112574702A - 一种覆膜型硼酰化钴粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种覆膜型硼酰化钴粘合剂，包括以下质量分数的组份，乙二醇7%~9%、碳酸丙烯酯7%~9%、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑9 0.5%~0.7%、油酸二乙醇酰胺0.7%~0.9%、硼酰化钴6%~8%、甲基丙烯酰氧丙基硅烷0.7%~0.9%、丙烯酸丁酯5%~7%、丙烯酸0.4%~0.5%、苯乙烯1%~3%、偶氮二异丁腈0.2~0.3%、乙酸丁酯60.7%~71.5%。本发明中以聚（甲基丙烯酰氧丙基硅烷‑丙烯酸丁酯‑丙烯酸‑苯乙烯）共聚合物为膜材，将粘合剂硼酰化钴包裹进膜材中，制得覆膜型硼酰化钴粘合剂，将该新型粘合剂直接添加到橡胶中，将硼酰化钴粘合剂包载进微胶囊膜材中制成覆膜型粘合剂，通过吸附力、色散力、电引力、范德华力等各种物理作用粘合，可实现橡胶与裸钢、铜、锌、铝及其合金以及不锈钢等多种金属骨架材料的有效粘合，并可涂覆使用。

Description

一种覆膜型硼酰化钴粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶和金属骨架材料的粘合剂领域，尤其涉及一种覆膜型硼酰化钴粘合剂及其制备方法。
背景技术
橡胶与金属骨架材料的高效粘合技术是带有金属骨架材料的橡胶制品在制造过程中的关键技术之一，也是提高橡胶制品性能和使用寿命的关键因素。目前，在钢丝子午线轮胎、钢丝增强输送带和钢丝编织胶管等橡胶制品中，国内外普遍采用直接添加型硼酰化钴粘合剂。该粘合剂是含钴、硼的金属有机复合物，其分子结构中含B-O-Co特征的弱键合，在硫化条件下容易解离出活性钴，增进橡胶与金属的粘合，具有高强度粘合性能和较好的耐老化性能，还具有耐热氧、耐湿热、耐盐水腐蚀等优异性能。
直接添加型硼酰化钴粘合剂严格来讲是粘合增进剂，也就是催化剂，钴离子并不直接参与粘合反应，只是起到催化作用。在硫化之前，加有硼酰化钴粘合剂的胶料与镀层只是单纯的接触，没有任何的穿插连接；在硫化条件下，钴盐发生裂解释放出活性二价钴离子。在二价钴离子的催化下，橡胶与镀层之间就形成了一个新的物质层，也就是形成的金属硫化物层，即不能以化学计量的硫化亚铜层（Cuxs）和硫化锌层（ZnS）。由于它们具有继续反应的活性，可以扩散到界面层并通过硫化桥与橡胶硫化物（Rub-Sy）生成硫化亚铜-橡胶硫化物（Cux-S-Sy-Rub）的化学键合，即产生了橡胶与镀层的粘合反应。由此可见，橡胶和金属镀层之间是通过“硫桥”实现了完全的化学粘合。基于上述机理，直接添加型硼酰化钴粘合剂只适用于镀黄铜、镀锌钢丝帘线（绳）与橡胶的粘合，而对于其他材质的金属骨架材料，如在密封圈、护舷、履带、减震制品等各种杂件的生产中广泛使用的裸钢、铜、锌、铝及其合金以及不锈钢等骨架材料，则不能实现粘合。
随着密封圈、护舷、履带、减震制品等各种杂件材料逐年增加，国内外对覆膜型硼酰化钴粘合剂的需求也逐年增加。因此，研制开发新颖的覆膜型硼酰化钴粘合剂已成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种覆膜型硼酰化钴粘合剂及其制备方法。
本发明的创新点在于以聚（甲基丙烯酰氧丙基硅烷-丙烯酸丁酯-丙烯酸-苯乙烯）共聚合物为膜材，通过新颖的微胶囊制备技术将粘合剂硼酰化钴包裹进膜材中，制得覆膜型硼酰化钴粘合剂。本发明中将该新型粘合剂直接添加到橡胶中，将硼酰化钴粘合剂包载进微胶囊膜材中制成覆膜型粘合剂，通过吸附力、色散力、电引力、范德华力等各种物理作用粘合，可实现橡胶与裸钢、铜、锌、铝及其合金以及不锈钢等多种金属骨架材料的有效粘合，并可涂覆使用。
微胶囊制备技术是指用天然或合成的高分子包衣材料将具有一定分散性的固体材料、液体材料或气体包裹起来，形成一种具有明显“核-壳”结构的微小粒子，通过该包裹技术得到的微小粒子称为微胶囊。通常称包衣材料为囊壁或壁材，被包衣材料包裹的物质称为囊芯或芯材。
一种覆膜型硼酰化钴粘合剂，包括以下质量分数的组份，乙二醇7%~9%、碳酸丙烯酯7%~9%、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 0.5%~0.7%、油酸二乙醇酰胺0.7%~0.9%、硼酰化钴6%~8%、甲基丙烯酰氧丙基硅烷0.7%~0.9%、丙烯酸丁酯5%~7%、丙烯酸0.4%~0.5%、苯乙烯1%~3%、偶氮二异丁腈0.2~0.3%、乙酸丁酯60.7%~71.5%。
一种如权利要求1所述的覆膜型硼酰化钴粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
按配方取料，取料后先将乙酸丁酯、乙二醇、碳酸丙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、油酸二乙醇酰胺于反应装置中搅拌15~20分钟，再在反应装置中加入硼酰化钴继续搅拌30~40分钟，将甲基丙烯酰氧丙基硅烷、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯和偶氮二异丁腈混合后形成混合液，将混合液加入反应装置中，并加温至75~80℃，继续搅拌反应4~5小时后得到成品。
进一步地，所述甲基丙烯酰氧丙基硅烷、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯和偶氮二异丁腈混合液的的加入速度为0.4~0.6 g/min。
本发明的有益效果是：
1、本发明中将乙二醇、碳酸丙烯酯、乙酸丁酯作为分散相；脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、油酸二乙醇酰胺为分散剂；甲基丙烯酰氧丙基硅烷、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯为反应单体，经过高温聚合反应后形成高分子共聚物膜；偶氮二异丁腈为引发剂；硼酰化钴为微胶囊中的芯材、将硼酰化钴粘合剂包载进微胶囊膜材中制成覆膜型粘合剂，通过吸附力、色散力、电引力、范德华力等各种物理作用粘合。
2、本发明中将乙二醇、碳酸丙烯酯、乙酸丁酯这几种沸点有差异的物质形成沸点梯度，使得聚合反应更为均匀；将脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、油酸二乙醇酰胺作为复合分散剂，分散效果更好，可以避免硼酰化钴团聚。
附图说明
图1为实施例4制作出的产品的光学显微镜图。
图2为实施例4制作出的产品的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：一种覆膜型硼酰化钴粘合剂，包括以下质量分数的组份，乙二醇7%、碳酸丙烯酯7%、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 0.5%、油酸二乙醇酰胺0.7%、硼酰化钴6%、甲基丙烯酰氧丙基硅烷0.7%、丙烯酸丁酯5%、丙烯酸0.4%、苯乙烯1%、偶氮二异丁腈0.2%、乙酸丁酯71.5%。
实施例2：一种覆膜型硼酰化钴粘合剂，包括以下质量分数的组份，乙二醇9%、碳酸丙烯酯9%、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 0.7%、油酸二乙醇酰胺0.9%、硼酰化钴8%、甲基丙烯酰氧丙基硅烷0.9%、丙烯酸丁酯7%、丙烯酸0.5%、苯乙烯3%、偶氮二异丁腈0.3%、乙酸丁酯60.7%。
实施例3：一种覆膜型硼酰化钴粘合剂，包括以下质量分数的组份，乙二醇8%、碳酸丙烯酯8%、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 0.6%、油酸二乙醇酰胺0.8%、硼酰化钴7%、甲基丙烯酰氧丙基硅烷0.8%、丙烯酸丁酯6%、丙烯酸0.45%、苯乙烯2%、偶氮二异丁腈0.15%、乙酸丁酯66.1%。
实施例4：一种:覆膜型硼酰化钴粘合剂的制备方法，按实施例1的配方取料，取料后先将乙酸丁酯、乙二醇、碳酸丙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、油酸二乙醇酰胺于反应装置中搅拌15分钟，再在反应装置中加入硼酰化钴继续搅拌30分钟，将甲基丙烯酰氧丙基硅烷、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯和偶氮二异丁腈混合后形成混合液，将混合液加入反应装置中并加温至75℃，混合液的的加入速度为0.5 g/min，继续搅拌反应4小时后得到成品。
实施例5：一种:覆膜型硼酰化钴粘合剂的制备方法，按实施例1的配方取料，取料后先将乙酸丁酯、乙二醇、碳酸丙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、油酸二乙醇酰胺于反应装置中搅拌18分钟，再在反应装置中加入硼酰化钴继续搅拌35分钟，将甲基丙烯酰氧丙基硅烷、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯和偶氮二异丁腈混合后形成混合液，将混合液加入反应装置中并加温至78℃，混合液的的加入速度为0.4 g/min，继续搅拌反应4.5小时后得到成品。
实施例6：一种:覆膜型硼酰化钴粘合剂的制备方法，按实施例1的配方取料，取料后先将乙酸丁酯、乙二醇、碳酸丙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、油酸二乙醇酰胺于反应装置中搅拌20分钟，再在反应装置中加入硼酰化钴继续搅拌40分钟，将甲基丙烯酰氧丙基硅烷、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯和偶氮二异丁腈混合后形成混合液，将混合液加入反应装置中并加温至80℃，混合液的的加入速度为0.6 g/min，继续搅拌反应5小时后得到成品。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种覆膜型硼酰化钴粘合剂，其特征在于，包括以下质量分数的组份，乙二醇7%~9%、碳酸丙烯酯7%~9%、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 0.5%~0.7%、油酸二乙醇酰胺0.7%~0.9%、硼酰化钴6%~8%、甲基丙烯酰氧丙基硅烷0.7%~0.9%、丙烯酸丁酯5%~7%、丙烯酸0.4%~0.5%、苯乙烯1%~3%、偶氮二异丁腈0.2~0.3%、乙酸丁酯60.7%~71.5%。
2.一种如权利要求1所述的覆膜型硼酰化钴粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方取料，取料后先将乙酸丁酯、乙二醇、碳酸丙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、油酸二乙醇酰胺于反应装置中搅拌15~20分钟，再在反应装置中加入硼酰化钴继续搅拌30~40分钟，将甲基丙烯酰氧丙基硅烷、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯和偶氮二异丁腈混合后形成混合液，将混合液加入反应装置中，并加温至75~80℃，继续搅拌反应4~5小时后得到成品。
3.根据权利要求2所述的覆膜型硼酰化钴粘合剂的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酰氧丙基硅烷、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯和偶氮二异丁腈混合液的的加入速度为0.4~0.6 g/min。
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