CN116535716A - 一种硫化橡胶的表面处理工艺及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其应用，属于橡胶表面处理技术领域。该表面处理工艺采用特定的表面处理剂和特定的处理工艺，能够提高列克纳胶的桥梁作用，进一步提高聚氨酯胶粘剂和橡胶的粘接效果，橡胶的静态粘接强度和动态粘接强度高，满足轮胎运动过程中，急停、急加速时对粘接强度的要求。同时，本申请提供的表面处理剂的配方简单、制备方法简单，且提供的表面处理工艺操作简单，有利于实际使用。
Description
技术领域
本申请涉及橡胶表面处理技术，具体涉及一种硫化橡胶的表面处理工艺及其应用。
背景技术
橡胶非充气轮胎是有胎面、轮辐、轮毂三个部分组成，其中胎面和轮辐是硫化橡胶制品，轮毂是金属制品，所述的橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等烯烃类橡胶，这三个部分是通过胶粘剂粘接组合成一个整体-轮胎；橡胶材料是非极性材料，对于极性的胶粘剂粘接效果都比较差，比如聚氨酯胶粘剂，环氧树脂胶粘剂等。CN115286833B中公开了一种聚氨酯橡胶的表面处理剂和使用工艺，通过氯化和氧化橡胶表面后再通过底涂胶渗透进入橡胶表层，通过异氰酸酯与橡胶内部存在的活泼氢发生化学反应，形成化学共价键，在橡胶分子的交联网络结构形成更强的互穿交联网络结构等方式，在通过橡胶表面活性基团与胶粘剂反应产生化学键的方式来提高胶粘剂与硫化橡胶制备的粘接性能；该发明中底涂胶粘剂渗透进橡胶表层起到关键的桥梁作用。这就造成较大的弊端就是若是某些硫化后的橡胶的孔径缝隙较小，底涂胶粘剂渗透不进去，也就会失去桥梁作用，导致胶粘剂与橡胶的粘接效果减弱。
发明内容
本申请的目的在于克服现有技术的不足，提供一种硫化橡胶的表面处理工艺及其应用；该表面处理工艺能够增加列克纳胶粘剂与橡胶的粘合效果，提高动态粘接强度和静态粘接强度。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案为：提供一种硫化橡胶的表面处理工艺，所述表面处理工艺包括以下步骤：将A组分涂抹至橡胶粘接区域，静置5～20min后将B组分涂抹至橡胶粘接区域，静置5～15min，随后将聚氨酯胶粘剂涂抹至经表面处理后的橡胶粘接区域，并于0.5～2MPa的外力下固化，完成橡胶粘接；
所述A组分的制备方法为：将硅烷偶联剂和溶剂混合均匀后，加入强氧化剂，超声震荡得到A组分；所述硅烷偶联剂的质量占溶剂质量的1-3.5％；所述强氧化剂的质量占溶剂质量的3-5％；
所述硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂、环氧类硅烷偶联剂中的至少一种；
所述B组分的制备方法为：将底涂胶与溶剂混合均匀，得到B组分；所述底涂胶的质量占溶剂质量的10-20％；所述底涂胶为JQ-1胶、JQ-6胶、聚异氰脲酸酯胶中的至少一种。
本申请的表面处理工艺能够提高聚氨酯胶粘剂粘接硫化橡胶和/或硫化橡胶制品的粘合强度，且在高温条件下，能够长期保持较高的橡胶静态粘接强度和动态粘接强度。其中，先使用A组分对橡胶进行表明处理，A组分中的强氧化剂能够作用与橡胶并氧化橡胶表面，增加橡胶表面的极性，硅烷偶联剂水解后与橡胶表面上的无机材料键合；然后再使用B组分进行处理，底涂胶和硅烷偶联剂反应生成化学键，且B组分能够更好的渗透进极性增加的橡胶表面，从而有利于形成互穿的交联网络结构且有利于在橡胶表面形成大量的活性基团，这些活性基团能够和胶粘剂反应，形成化学键连接，从而在后续应用在橡胶粘接上时，得到的粘接后的橡胶具有优异的静态粘接强度和动态粘接强度，且在高温环境下能够长时间提供足够的粘接强度。
在制备A组分的过程中，氧化剂和硅烷偶联剂的添加顺序对橡胶的粘接强度影响显著。在溶剂中先加入硅烷偶联剂，然后再加入强氧化剂，能够有效提高橡胶的粘接强度；在溶剂中先加入强氧化剂，然后再加入硅烷偶联剂会生成固体絮状物，不溶于溶剂，导致橡胶的粘接强度显著下降；其原因可能是强氧化剂对硅烷偶联剂具有催化反应的作用，在溶剂中先加入氧化剂，然后再加入硅烷偶联剂，高浓度的硅烷偶联剂遇到强氧化剂，发生催化反应，迅速生成絮状物；而在溶剂中先加入硅烷偶联剂，然后再加入强氧化剂；强氧化剂需要先溶剂，对硅烷偶联剂几乎没有催化作用。
此外，强氧化剂和硅烷偶联剂的质量百分浓度同样是影响橡胶粘接强度的关键因素，强氧化剂是通过破坏橡胶结构来赋予橡胶表面极性的；强氧化剂含量过高，会造成橡胶性能减弱，导致剪切强度和疲劳性能下降；硅烷偶联剂是为了增加列克纳胶的效果，通过与橡胶表面活泼氢或者羟基形成化学键，再通过特殊的基团连接列克纳胶；硅烷偶联剂含量低的时候与橡胶的结合少，剪切强度增加不多反而影响列克纳胶在橡胶内部的交联聚合；含量过高，多余的硅烷偶联剂会在空气空形成不密集的涂层，严重影响列克纳胶与橡胶的结合，同时还有可能混进聚氨酯胶粘剂中，降低胶粘剂的本体强度。
本申请中硅烷偶联剂的质量百分浓度可以是1-3.5％之间的任一数值或任一数值组成的范围，如1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.0％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％等；优选为1.4-2.6％，进一步优选为1.8-2.2％，更优选为2％。
本申请中强氧化剂的质量百分浓度可以是3-5％之间的任一数值或任一数值组成的范围，如3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4.0％、4.2％、4.4％、4.6％、4.8％等；优选为3.5-4.5％，进一步优选为3.8-4.2％；更优选为4％。
作为本申请硫化橡胶的表面处理工艺的优选实施方式，所述硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂。
作为本申请硫化橡胶的表面处理工艺的优选实施方式，所述氨基类硅烷偶联剂为KH550、KH792、KH602；所述环氧类硅烷偶联剂A187、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
本申请B组分中的底涂胶为异氰酸酯类胶粘剂，所含有的异氰酸酯基可以和活泼氢反应生成化学键；从而提高橡胶的粘接强度。其中氨基类硅烷偶联剂中的氨基能够和异氰酸酯基反应，生成化学键，提高橡胶的粘接强度；优选的，KH792、KH602中为双氨基硅烷偶联剂，其与异氰酸酯基反应的活性位点多，能够进一步提高橡胶的粘接强度。环氧类硅烷偶联剂开环后能够与异氰酸酯基反应，提高橡胶的粘接强度。
作为本申请硫化橡胶的表面处理工艺的优选实施方式，所述强氧化剂为次氯酸钠、三氯异氰尿酸、二氧化氯、双氧水、过氧醋酸、过硫酸铵中的至少一种；优选地，所述强氧化剂为三氯异氰尿酸、双氧水、过硫酸铵中的至少一种；更优选地，所述强氧化剂为三氯异氰尿酸。
作为本申请硫化橡胶的表面处理工艺的优选实施方式，所述A组分制备方法包括以下步骤：将硅烷偶联剂和溶剂混合均匀，然后加入强氧化剂，超声震荡5-10min，得到A组分；
优选地，所述A组分制备方法包括以下步骤：将硅烷偶联剂和溶剂混合均匀，然后加入强氧化剂，超声震荡5-8min，得到A组分。
作为本申请硫化橡胶的表面处理工艺的优选实施方式，所述表面处理工艺包括以下步骤：将表面处理剂a涂抹至橡胶粘接区域，静置5～20min后将表面处理剂b涂抹至橡胶粘接区域，静置5～10min。
发明人研究发现，优选上述范围时间，一方面能够保证得到更优异易得静态粘接强度和动态粘接强度，另一方面也能提高处理效率。
作为本申请硫化橡胶的表面处理工艺的优选实施方式，所述溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲苯、N,N-二甲基酰胺中的至少一种。
优选地，所述二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇中的至少一种，更优选地，所述溶剂为乙醇。
优选地，所述底涂胶三苯基甲烷三异氰酸酯胶，如列克纳胶JQ1或列克纳胶JQ6；更优选地，所述底涂胶为列克纳胶JQ6。
发明人研究发现，当强氧化剂、有机溶剂和底涂胶优选为上述组分时，能够得到更优异的静态粘接强度和动态粘接强度。
另一方面，本申请还提供了所述的硫化橡胶的表面处理工艺在橡胶粘接上的应用。
优选地，所述应用包括以下步骤：将表面处理剂a涂抹至橡胶粘接区域，静置5～20min后将表面处理剂b涂抹至橡胶粘接区域，静置5～15min；随后将胶粘剂涂抹至经表面处理后的橡胶粘接区域，并于0.5～2MPa的外力下固化，完成橡胶粘接。
优选地，所述橡胶为天然橡胶、异戊橡胶、聚氨酯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶中的至少一种。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供的一种硫化橡胶的表面处理工艺，该工艺能够解决硫化橡胶的孔径缝隙小，导致列克纳胶渗透作用减弱，桥梁作用降低，橡胶粘接强度下降的问题；该表面处理工艺采用特定的表面处理剂和特定的处理工艺，能够提高列克纳胶的桥梁作用，进一步提高聚氨酯胶粘剂和橡胶的粘接效果，橡胶的静态粘接强度和动态粘接强度高，满足轮胎运动过程中，急停、急加速时对粘接强度的要求。同时，本申请提供的表面处理剂的配方简单、制备方法简单，且提供的表面处理工艺操作简单，有利于实际使用。
具体实施方式
为了更好地说明本申请的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本申请作进一步说明，其目的在于详细地理解本申请的内容，而不是对本申请的限制。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，都属于本申请的保护范围。本申请实施所涉及的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。
实施例1
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，包括以下步骤：
制备A组分：将硅烷偶联剂和乙醇充分混合均匀，然后加入强氧化剂，超声震荡8min，得到A组分；其中，硅烷偶联剂为A792，硅烷偶联剂的质量百分浓度的2％；强氧化剂为三氯异氰尿酸，强氧化剂的质量百分浓度的4％；
制备B组分：将列克纳胶JQ6和甲苯混合均匀，得到B组分；其中列克纳胶JQ6的质量百分浓度为10％；
橡胶粘接：将A组分涂抹至橡胶粘接区域，静置15min后，重复以上步骤8次，最后用乙醇清洗干净后，烘干；接着将B组分涂抹至橡胶粘接区域，静置5min，随后将聚氨酯胶粘剂涂抹至经表面处理后的橡胶粘接区域，并于1.5MPa的外力下维持5h固化，完成橡胶粘接；得到粘接后的橡胶。
实施例2
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂为KH550。
实施例3
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂为KH602。
实施例4
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
实施例5
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂的质量百分浓度的3.5％。
实施例6
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂的质量百分浓度的3％。
实施例7
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂的质量百分浓度的1％。
对比例1
本对比例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂的质量百分浓度的4％。
对比例2
本对比例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂的质量百分浓度的0.5％。
实施例8
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：强氧化剂为双氧水。
实施例9
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：强氧化剂为过硫酸铵。
实施例10
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：强氧化剂为过氧醋酸。
实施例11
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：强氧化剂的质量百分浓度的3％。
实施例12
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：强氧化剂的质量百分浓度的5％。
对比例3
本对比例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：强氧化剂的质量百分浓度的2.5％。
对比例4
本对比例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：强氧化剂的质量百分浓度的5.5％。
实施例13
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，包括以下步骤：
制备A组分：将硅烷偶联剂和乙醇充分混合均匀，然后加入强氧化剂，超声震荡5min，得到A组分；其中，硅烷偶联剂为A792，硅烷偶联剂的质量百分浓度的2％；强氧化剂为三氯异氰尿酸，强氧化剂的质量百分浓度的4％；
制备B组分：将列克纳胶JQ6和甲苯混合均匀，得到B组分；其中列克纳胶JQ6的质量百分浓度为10％；
橡胶粘接：将A组分涂抹至橡胶粘接区域，静置5min后，重复以上步骤10次，最后用乙醇清洗干净后，烘干；接着将B组分涂抹至橡胶粘接区域，静置15min，随后将聚氨酯胶粘剂涂抹至经表面处理后的橡胶粘接区域，并于0.5MPa的外力下维持5h固化，完成橡胶粘接；得到粘接后的橡胶。
实施例14
本实施例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，包括以下步骤：
制备A组分：将硅烷偶联剂和乙醇在充分混合均匀，然后加入强氧化剂，超声震荡10min，得到A组分；其中，硅烷偶联剂为A792，硅烷偶联剂的质量百分浓度的2％；强氧化剂为三氯异氰尿酸，强氧化剂的质量百分浓度的4％；
制备B组分：将列克纳胶JQ6和甲苯混合均匀，得到B组分；其中列克纳胶JQ6的质量百分浓度为10％；
橡胶粘接：将A组分涂抹至橡胶粘接区域，静置10min后，重复以上步骤5次，最后用乙醇清洗干净后，烘干；接着将B组分涂抹至橡胶粘接区域，静置10min，随后将聚氨酯胶粘剂涂抹至经表面处理后的橡胶粘接区域，并于2.0MPa的外力下维持5h固化，完成橡胶粘接；得到粘接后的橡胶。
对比例5
本对比例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：制备A组分：将强氧化剂和乙醇在35℃下反应13min，得到A组分；其中，强氧化剂为三氯异氰尿酸，强氧化剂的质量百分浓度的4％。
对比例6
本对比例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：制备A组分：将强氧化剂和乙醇在35℃下反应5min，然后加入硅烷偶联剂，超声震荡8min，得到A组分；其中，硅烷偶联剂为A792，硅烷偶联剂的质量百分浓度的2％；强氧化剂为三氯异氰尿酸，强氧化剂的质量百分浓度的4％。
对比例7
本对比例提供了一种硫化橡胶的表面处理工艺及其在橡胶粘接上的应用，其与实施例1的差别仅在于：硅烷偶联剂为KH171。
性能测试：
将各实施例和对比例得到的粘接后的橡胶进行性能验证，其中性能验证结果如表1所示；
90℃剪切强度：采用机器高低温电子万能材料试验机，测试速度：50mm/min，测试环境温度：90℃；
动态疲劳试验：测试条件预拉伸1MPa的力，振幅0.08MPa，频率20Hz，剪切疲劳拉伸300万次，动态疲劳试验通过就是完成了300万次疲劳后，样品没有破坏；
剪切测试破坏形式：对应于剪切测试，胶层内聚破坏，说明胶粘剂的本体强度不够；胶层与橡胶界面破坏说明胶粘剂粘接橡胶的性能差；橡胶内聚破坏，说明胶粘剂粘接强度足够。
表1
从表1中可以看出，当采用本申请的技术方案时，得到的粘接后的橡胶的静态粘接强度和动态粘接强度都较为优异，其中静态粘接强度是通过90℃剪切强度来体现的，本申请实施例的90℃剪切强度在3.5以上，并且都能通过动态疲劳试验，且在剪切测试破坏形式上都是橡胶内聚破坏，说明胶粘剂粘接强度足够；因此，相较于对比例，采用本申请技术方案得到的粘结后的橡胶的静态粘接强度和动态粘接强度都得到了显著的提升。
从实施例1-5和对比例5-6的实验数据可以看出，其中，实施例1-5中硅烷偶联剂的种类不同，当硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂时，得到的粘接后的橡胶的性能更好，当硅烷偶联剂为A792时，得到的粘接后的橡胶的性能最佳。对比例5中A组分不含有硅烷偶联剂，得到的粘接后的橡胶的性能变差，90℃剪切强度也呈现出下降的趋势；对比例6中硅烷偶联剂的添加顺序不同，得到的粘接后的橡胶的性能变差，其中，90℃剪切强度与实施例1相比下降了38％，并且剪切破坏形式为界面破坏，说明胶粘剂粘接橡胶性能差。
从实施例1、实施例6-7、实施例11-12和对比例1-4的实验数据可以看出，当硅烷偶联剂的质量百分浓度或强氧化剂的质量百分浓度不在本申请的范围内时，90℃剪切强度与实施例1相比下降了24-40％，剪切破坏形式也发生了改变说明，得到的粘接后的橡胶的性能变差。
从实施例1和对比例7的试验数据可以看出，硅烷偶联剂的种类影响橡胶粘接的性能，当硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂时，产品的性能显著下降。
最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本申请的技术方案而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种硫化橡胶的表面处理工艺，其特征在于，所述表面处理工艺包括以下步骤：将A组分涂抹至橡胶粘接区域，静置5～20min后将B组分涂抹至橡胶粘接区域，静置5～15min，随后将聚氨酯胶粘剂涂抹至经表面处理后的橡胶粘接区域，并于0.5～2MPa的外力下固化，完成橡胶粘接；
所述A组分的制备方法为：将硅烷偶联剂和溶剂混合均匀后，加入强氧化剂，超声震荡得到A组分；所述硅烷偶联剂的质量百分浓度的1-3.5％；所述强氧化剂的质量百分浓度的3-5％；
所述硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂、环氧类硅烷偶联剂中的至少一种；
所述B组分的制备方法为：将底涂胶与溶剂混合均匀，得到B组分；所述底涂胶的质量百分浓度10-20％；所述底涂胶为三苯基甲烷三异氰酸酯胶、聚异氰脲酸酯胶中的至少一种。
2.如权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂。
3.如权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述氨基类硅烷偶联剂为KH550、KH792、KH602；所述环氧类硅烷偶联剂为A187、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
4.如权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述强氧化剂为次氯酸钠、三氯异氰尿酸、二氧化氯、双氧水、过氧醋酸、过硫酸铵中的至少一种。
5.如权利要求4所述的表面处理工艺，其特征在于，所述强氧化剂为三氯异氰尿酸、双氧水、过硫酸铵中的至少一种。
6.如权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述A组分制备方法为：将硅烷偶联剂和溶剂混合均匀，然后加入强氧化剂，超声震荡5-10min，得到A组分。
7.如权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述表面处理工艺包括以下步骤：将表面处理剂a涂抹至橡胶粘接区域，静置5～20min后将表面处理剂b涂抹至橡胶粘接区域，静置5～10min。
8.如权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲苯、N,N-二甲基酰胺中的至少一种。
9.如权利要求1-8任一项所述的硫化橡胶的表面处理工艺在橡胶粘接上的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：将表面处理剂a涂抹至橡胶粘接区域，静置5～20min后将表面处理剂b涂抹至橡胶粘接区域，静置5～15min；随后将胶粘剂涂抹至经表面处理后的橡胶粘接区域，并于0.5～2MPa的外力下固化，完成橡胶粘接。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0472268A2 (en) * | 1990-08-22 | 1992-02-26 | Gencorp Inc. | Forming abrasion-resistant coatings on elastomeric substrates |
| US5100704A (en) * | 1989-11-14 | 1992-03-31 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Method for making a composite of vulcanized rubber and a urethane elastomer |
| WO2022200199A1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-09-29 | Covestro Deutschland Ag | Method for preparing an adhered article by conducting single-sided gluing |
| CN115286833A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-11-04 | 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 | 一种非充气轮胎用橡胶表面处理剂及其表面处理工艺和应用 |
-
2023
- 2023-05-26 CN CN202310602391.3A patent/CN116535716A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5100704A (en) * | 1989-11-14 | 1992-03-31 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Method for making a composite of vulcanized rubber and a urethane elastomer |
| EP0472268A2 (en) * | 1990-08-22 | 1992-02-26 | Gencorp Inc. | Forming abrasion-resistant coatings on elastomeric substrates |
| WO2022200199A1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-09-29 | Covestro Deutschland Ag | Method for preparing an adhered article by conducting single-sided gluing |
| CN115286833A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-11-04 | 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 | 一种非充气轮胎用橡胶表面处理剂及其表面处理工艺和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JIAO YU ET AL.: ""Silane Coupling Agent Modification Treatment to Improve the Properties of Rubber−Cement Composites"", "ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING", vol. 9, 15 September 2021 (2021-09-15), pages 12899 - 12911 * |
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