CN1256369C - 粘结乙烯·α－烯烃橡胶组合物和纤维的方法以及一种使用该方法制成的动力传送带 - Google Patents

粘结乙烯·α－烯烃橡胶组合物和纤维的方法以及一种使用该方法制成的动力传送带 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物和纤维材料的方法。该方法包括：用具有乙烯·α-烯烃弹性体胶乳的间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳粘附处理纤维材料，然后将粘附处理的纤维材料与未硫化的乙烯·α-烯烃橡胶组合物一起硫化粘结。

Description

粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物和纤维的方法 以及一种使用该方法制成的动力传送带
本发明涉及动力传送带，更具体地涉及一种粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物和用于动力传送带的纤维的方法。本发明还涉及一种由该方法得到的动力传送带。
对节能的不断需求带来更紧凑的汽车设计。发动机隔室变得越来越小，因此发动机要求在较高温度环境中操作。用于这些发动机的动力传送带要求在这些高温环境中性能可靠。
迄今，天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶，和氯丁橡胶已主要用于动力传送带结构中。用于动力传送带的压缩橡胶层的这些橡胶在高温环境中，例如在受限汽车发动机隔室中操作时容易过早破裂。
为了解决过早失效的问题，已经研究改进氯丁橡胶的耐热性。最近已提出将乙烯·α-烯烃弹性体，如乙烯-丙烯橡胶(EPR)和乙烯-丁二烯橡胶(EPDM)用于动力传送带以替代氯丁橡胶。这些聚合物的理想之处在于，它们具有良好的耐热性和耐冷性，且一般经济实用。这些聚合物的应用，公开于例如日本未审专利申请6-345948。
但EPR具有较低的撕裂强度，这在过氧化物硫化体系中甚至可能进一步降低。这些带在操作过程中容易爆裂。另一方面，对于硫硫化体系，可能难以赋予橡胶以足够的硫化度，因此这些带可能在操作过程中明显磨损。这种磨损在使用V-肋带结构时特别成问题，其中尘土聚集在相邻肋板之间滑轮凹口的底部。这可能导致粘性磨损，又可能生成明显的、非所需的噪音。为了增加硫化度，在分子中具有甚高双键数的EPDM可能将粘性磨损减缓至某种程度。但它同时会降低橡胶的耐热性。
动力传送带领域中的另一问题涉及乙烯-α-烯烃弹性体与纤维线的粘结。如日本未审专利申请公告8-113657所公开，已知将纤维材料用一种由间苯二酚-福尔马林-苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶胶乳组成的浸渍溶液进行浸渍处理，然后硫化粘结到EPDM橡胶组合物上。如日本未审专利申请公告8-113656所公开，还已知用一种由间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳组成的溶液来粘附处理纤维。该纤维随后硫化粘结到由亚甲基给体、亚甲基受体、和硅酸化合物组成的EPDM橡胶组合物上。
尽管使用间苯二酚-福尔马林-苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶胶乳的浸渍溶液处理纤维材料可导致粘结强度的改进，但它可能损害其它的使用性能。如果将纤维材料用于传送带的载荷线中，那么重复挠曲可能导致载荷线过早从它们被埋于其中的橡胶层剥离。对于用由亚甲基给体、亚甲基受体和硅酸化合物组成的EPDM橡胶组合物处理的纤维材料，如果该纤维材料作为一种重复挠曲的元件用于动力传送带，事实也是这样。
考虑到环境问题，由于乙烯-α-烯烃橡胶组合物包含较少或没有污染物而成为优选的聚合物。因此，已经使用了各种乙烯-α-烯烃橡胶组合物。但这些组合物大多数包含一种为环境污染物的卤化聚合物。考虑到该问题，已经需要一种将无卤化聚合物的乙烯·α-烯烃橡胶组合物粘结到纤维材料上的方法。
一方面，本发明涉及一种粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法。该方法包括以下步骤：用具有乙烯·α-烯烃弹性体胶乳的间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳粘附处理纤维材料，然后将粘附处理的纤维材料与未硫化的乙烯·α-烯烃橡胶组合物一起硫化粘结。
该方法可进一步包括以下步骤：在硫化粘结之前，使用通过将未硫化乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂溶液，对所述粘附处理的纤维材料进行面层处理。
一方面，二烯在用于间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳的乙烯·α-烯烃橡胶中的含量与二烯在用于面层处理溶液的乙烯·α-烯烃橡胶中的含量的总和至少为15％。
一方面，该面层处理溶液的固体吸收量(pickup)在1-12重量％的范围内。
该方法还可包括以下步骤：在用间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳粘附处理该纤维材料之前，使用由(a)异氰酸酯化合物和(b)环氧化合物中的至少一种组成的预处理溶液对纤维材料进行粘附处理。
该方法还可包括以下步骤：在硫化粘结之前，使用通过将乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂溶液，对所述纤维材料进行面层处理。
该方法还可包括以下步骤：在硫化粘结之前，使用一种通过将5-30重量％炭黑加入包含乙烯·α-烯烃弹性体胶乳的间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中而制成的溶液，对所述纤维材料进行面层处理。
一方面，间苯二酚与福尔马林在间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中的摩尔比为1∶2-2∶1。在总的固体含量中，间苯二酚-福尔马林缩聚物与橡胶胶乳的质量比可以是1∶2-1∶8。
该方法还可包括将纤维材料加入动力传送带上的步骤。
该纤维材料可以是载荷元件，如载荷层或线。
本发明还涉及一种具有一个长度体的动力传送带。该体具有沿着该带体长度方向延伸的纤维材料，其中所述纤维材料使用由乙烯·α-烯烃弹性体胶乳组成的间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳进行粘附处理。该纤维材料可随后与未硫化的乙烯·α-烯烃橡胶组合物共同硫化粘结。
该纤维材料可以是载荷元件，如线。
该纤维材料可以埋在由乙烯·α-烯烃弹性体组成的橡胶层中。
该纤维材料可用通过将未硫化乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂溶液进行面层处理。
一方面，用于间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳的乙烯·α-烯烃橡胶中的二烯含量与用于橡胶粘合剂溶液的乙烯·α-烯烃橡胶中的二烯含量的总和不低于15重量％。
一方面，该乙烯·α-烯烃橡胶组合物由(a)衍生自乙烯-丙烯-二烯单体的橡胶，和(b)EPR中的至少一种组成。
该纤维材料可以是(a)聚酯纤维、(b)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，和(c)聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
图1是其中纤维材料按照本发明进行处理的V-肋带的横截面视图；
图2是其中纤维材料按照本发明进行处理的V-带的横截面视图；
图3是表示在用于带中纤维材料的面层处理溶液的EPDM聚合物中，二烯含量与该带的残留粘结强度之间的关系图；
图4是表示面层处理溶液的EPDM聚合物中的二烯含量与用于处理带中纤维材料的胶乳中的二烯含量的总和，与该带的残留粘结强度之间的关系图；
图5是表示用于带中纤维材料的面层处理溶液的固体吸收量与该带的残留粘结强度之间的关系图；
图6是表示在用于带中纤维材料的处理溶液中，间苯二酚与福尔马林的质量比与平板剥离强度之间的关系图；
图7是表示在用于带中纤维材料的胶乳中，间苯二酚与福尔马林的质量比与平面剥离强度之间的关系图；和
图8是表示对于用于各种本发明样品和对比例的动力传送带中的纤维材料，面层处理的种类与剥离强度之间的关系。
在图1中，V-肋带在10处给出，但它只是用于实现本发明的环境的一个例子。带10由体12组成。体12具有粘结橡胶层14，其中包埋有载荷线16形式的纤维材料。载荷线16在带体12的侧面间隔并在体12内沿着长度方向无尽地延伸。该载荷线16由形成产生高强度、低伸长率结构的扭曲纱线制成。该载荷线16按照本发明形成并处理，以下更详细描述。压缩弹性体橡胶层18位于粘结橡胶层14内侧上并具有多个(在这种情况下，3个)在其中形成的V-形肋20。橡胶化帆布层22、24被贴合到粘结橡胶层14的外部。视需要，将侧面延伸的增强纤维26包埋在压缩弹性体橡胶层18中。增强纤维26、40可由芳族聚酰胺、尼龙、聚酯、乙烯基或棉制成，其量为每100重量份乙烯·α-烯烃弹性体，1-50重量份，更优选5-25重量份。
图2给出了带(这时是按照本发明制成的V-带30)的另一个例子。V带30由具有粘结橡胶层34(其中包埋有载荷线形式的纤维材料36)的体32组成。弹性体层(这此是压缩橡胶层38)位于粘结橡胶层34的内侧并具有可任选包埋其中的侧面延伸的增强纤维40。橡胶化帆布层42、44分别位于粘结橡胶层34的外部以及压缩橡胶层38的内侧。齿轮(未示)可沿着带体32的长度方向，在压缩橡胶层38中以分隔间距而形成。
应该理解，所公开的带10、30仅是可按照本发明制成的许多不同带结构的例子。以载荷线16、36形式表示的纤维材料可以是其它形式，如可起载荷作用的织物层。
按照本发明，可用于纤维材料的橡胶组合物是乙烯·α-烯烃橡胶组合物。典型的组合物是EPDM，即，一种衍生自乙烯-丙烯-二烯单体的橡胶。二烯单体的例子为二环戊二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、1，4-己二烯、环辛二烯等。也可使用EPR。
为了硫化以上橡胶，可以使用硫或有机过氧化物。合适的有机过氧化物为：二枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、过氧化苯甲酰、1，3-二(叔丁基过氧基异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)-己烷-3、2，5-二甲基-2，5-(苄基过氧基)己烷、2，5-二甲基-2，5-单(叔丁基过氧基)己烷等。这些有机过氧化物也可单独或以混合物结合使用，其量为基于100克乙烯·α-烯烃弹性体，0.005-0.02克。
硫化助剂/活性助剂可用于增加硫化度以减少粘性磨损等问题。适用于过氧化物硫化的助剂为TIAC、TAC、1，2-聚丁二烯、不饱和羧酸的金属盐、肟、胍、三甲基丙烯酸羟甲基丙烷酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺、硫等。常用于过氧化物硫化的其它助剂也可考虑。
可根据需要使用其它的添加剂。例如，可以使用常用于橡胶组合物的增强物质如炭黑和二氧化硅，填料如碳酸钙和滑石，增塑剂，稳定剂，加工助剂，和着色剂。
载荷线16、36或织制布形式的纤维材料可由芳族聚酰胺纤维或聚酯纤维如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET纤维)或聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN纤维)制成。
用于本发明的纤维材料可用许多不同的方法进行处理，描述如下。该处理不限于这些方法。
(a)该纤维材料可用由乙烯·α-烯烃弹性体胶乳组成的RFL进行粘附处理。
(b)该纤维材料可用由异氰酸酯化合物和/或环氧化合物组成的预处理溶液进行处理，然后用由乙烯·α-烯烃弹性体胶乳组成的RFL进行粘附处理。
(c)该纤维材料可用由异氰酸酯化合物和/或环氧化合物组成的预处理溶液进行处理，用由乙烯·α-烯烃弹性体胶乳组成的RFL进行粘附处理，然后用通过将乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂、或用一种通过将5-30重量％炭黑加入由乙烯·α-烯烃弹性体胶乳组成的RFL中而制成的溶液进行面层处理。
(d)该纤维材料可用由乙烯·α-烯烃弹性体胶乳组成的RFL进行粘附处理，然后用通过将乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂进行面层处理。
(e)该纤维材料可用由异氰酸酯化合物和/或环氧化合物组成的预处理溶液进行处理，然后用由乙烯·α-烯烃弹性体胶组成的RFL进行粘附处理，随后用通过将乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂进行面层处理。
RFL可以是间苯二酚-福尔马林缩聚物与乙烯·α-烯烃弹性体胶乳橡胶的混合物。间苯二酚与福尔马林的摩尔比优选设定为1∶2-2∶1，以提供良好的粘结强度。如果摩尔比低于1∶2，间苯二酚-福尔马林树脂可能经历过多的三维反应而导致胶凝。如果摩尔比大于2∶1，间苯二酚与福尔马林之间的反应可能不会有效地进行，造成粘结强度下降的可能性。
乙烯·α-烯烃弹性体胶乳橡胶可以是乙烯-丙烯-二烯单体胶乳。二烯单体的例子为二环戊二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、1，4-己二烯、环辛二烯等。
用于RFL的二烯的含量与用于面层处理溶液(由乙烯·α-烯烃橡胶组成)的二烯的含量的总和优选不低于15重量％。如果该总和低于15重量％，可能导致纤维材料与橡胶之间的粘结强度不足。这样会导致纤维材料与粘结橡胶层14、34之间粘结不好，尤其是在带的操作过程中。其结果可能是纤维材料过早剥离和的突起，该纤维材料可以是载荷线16、36、布层或其它载荷元件。
在乙烯·α-烯烃橡胶中，二烯含量要使得乙烯含量(重量％)、丙烯含量(重量％)、和二烯含量(重量％)总共为100重量％。
面层处理溶液应该具有1-12重量％的固体吸收量。背离该范围，可能导致纤维材料与橡胶之间，尤其是在载荷线16、36与粘结橡胶层14、34之间粘结不当。这可能造成载荷线16、36过早剥离，以及从粘结橡胶层14、34突起。
合成橡胶胶乳可以两种不同的方式制成。在一种方法中，将固体聚合物溶解在溶剂中，并将所得聚合物溶液进行相转变以将其乳化并分散于水中，以得到胶乳。在另一方法中，将乳化单体直接聚合成胶乳。尽管已将由前一方法制成的乙烯-丙烯-二烯单体胶乳用于以下描述的实施例，通过后一方法制成的胶乳也是可接受的。
在总的固体含量中，间苯二酚-福尔马林缩聚物与橡胶胶乳的质量比优选为1∶2-1∶8。该范围一般可得到良好的粘结强度。低于1∶2的质量比可能导致太大的间苯二酚-福尔马林树脂含量，造成硬RFL膜和低的动态粘结性。另一方面，大于1∶8的质量比可能导致太低的间苯二酚-福尔马林树脂含量。这会得到软RFL膜，且粘结强度下降至无法令人满意。
在处理过程中，处理溶液的温度调节至5-40℃，浸渍时间为0.5-30秒。热处理是通过将纤维材料经过一个温度为200-250℃的烘炉，持续时间为1-3分钟来进行的。
在预处理过程中，未处理纤维材料在室温下在由异氰酸酯化合物和/或环氧化合物树脂制成的处理溶液中浸渍0.5-30秒。纤维材料随后经过一个温度为150-190℃的烘炉，持续时间为2-5分钟以进行干燥。
用于预处理溶液的异氰酸酯化合物可以是，例如4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯2，4-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多芳基聚异氰酸酯(合适的市售产品以商标PAPI售卖)等。异氰酸酯化合物可以与有机溶剂如甲苯、甲乙酮等的混合物来使用。
也可使用封端聚异氰酸酯。它可这样衍生：将以上异氰酸酯化合物与封端剂如苯酚、叔醇、仲醇等进行反应，这样异氰酸酯基团就封端在所得聚异氰酸酯中。
适用于预处理的环氧化合物可以是，例如一种或多种多元醇如乙二醇、甘油、季戊四醇等，通过将聚亚烷基二醇如聚乙二醇等与含卤素的环氧化合物如表氯醇进行反应而得到的反应产物，通过将多元酚如间苯二酚、二(4-羟基苯基)二甲基甲烷、酚醛树脂、间苯二酚-福尔马林树脂等与含卤素的环氧化合物进行反应而得到的反应产物。以上环氧化合物可以与有机溶剂如甲苯、甲乙酮等的混合物来使用。
在以上面层处理过程中，可以使用通过将乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂。或者，可以使用一种通过将5-30重量％炭黑加入由乙烯·α-烯烃弹性体胶乳组成的RFL中而制成的溶液。通过使用这种面层涂料，可提高乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料之间的粘结强度。
带10、30上的粘结橡胶层14、34可由一种由乙烯·α-烯烃弹性体组成的橡胶组合物制成，该弹性体具有良好的耐热性且可用硫进行硫化以提高与纤维材料的粘结。根据需要或如果需要，该橡胶组合物可与本领域技术人员常用于橡胶组合物中的增强材料如炭黑和二氧化硅，填料如碳酸钙和滑石，增塑剂，稳定剂，加工助剂，和着色剂进行混合。
加入粘结橡胶层14、34的硫的量可以是每100重量份的乙烯·α-烯烃橡胶乙烯·α-烯烃弹性体，0.5-3.0重量份。
在用于粘结橡胶层14、34的乙烯·α-烯烃弹性体中，EPDM的碘值优选超过4但低于40。低于4的碘值可能导致橡胶组合物在使用硫时硫化不足。这可能造成载荷线16、36的爆裂。相反，超过40的碘值可能使橡胶组合物容易过早硫化，导致不便于加工的可能性和耐热性差。
用于生产V-肋带，如图1中10的一个示例性方法如下。将单层或多层帆布层22、24和粘结橡胶层14卷绕在圆柱状模塑转筒上。将载荷线16围绕其螺旋卷绕，随后贴合压缩橡胶层18。然后将所得子组件用硫或有机过氧化物进行硫化，得到硫化套管。
该硫化套管可随后围绕驱动和从动辊牵引并在所需张力下以所选速度在无尽通路中移动。可将旋转研磨轮压向移动的带套管，在压缩橡胶层18的表面上研磨3-100个凹口。
该硫化套管可随后从驱动和从动辊上脱离，然后围绕一对分离的驱动和从动辊牵引。该套管可随后当在其无尽通路中移动时用合适的切割器切成所选的宽度，得到单个的V-肋带10。
本发明现通过本发明带的具体样品和对比例来描述。
本发明样品1-7和对比例1-3
制备出由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成并排列成100dtex/2-3的未处理线，然后在下表1所示的预处理溶液中浸渍。
                表1
  化学品配方   配方份数
  聚合异氰酸酯   10
  甲苯   90
  总计   100
在180℃下热处理4分钟之后，将每根线在下表2所示的RFL中浸渍，然后在230℃下热处理2分钟。
                             表2
  化学品配方   RFL-1   RFL-2
  EPDM胶乳(固体含量40％)(EPDM聚合物的二烯含量为10％)   244.0   --
  EPDM胶乳(固体含量40％)(EPDM聚合物的二烯含量为13％)   --   244.0
  间苯二酚   11.0   11.0
  37％福尔马林   16.2   16.2
  氢氧化钠   0.3   0.3
  水   299.5   299.5
  总计   571.0   571.0
然后，将线在下表3所示的面层处理溶液中浸渍，随后在150℃下热处理4分钟。
                                                       表3
  对比例   本发明样品   对比例   本发明样品
  1   2   1   2   3   3   4   5   6   7
  线的种类   PET 1100dtex/2×3
  预处理溶液   表1
  RFL   RFL-1   RFL-2
  面层处理溶液   不存在   OC-1   OC-2   OC-3   OC-4   不存在   OC-1   OC-2   OC-3   0C-4
  胶乳聚合物的二烯含量(重量％)   10   10   10   10   10   13   13   13   13   13
  面层处理溶液的二烯含量(重量％)   -   4   6   10   13   -   4   6   10   13
  二烯含量的总和(重量％)   10   14   16   20   23   13   17   19   23   26
  带的起始粘结强度(N)   32   33   36   39   40   41   43   45   44   48
  带的残留粘结强度(N)   12   20   26   30   31   20   28   32   35   36
  评价*1   X   X   O   O   O   X   O   O   O   O
*1：作为确定每根带的残留粘结强度的标准，“超过25N”评价为O，低于该值评价为×。
表3所示的面层处理溶液通过将下表4的橡胶配方溶解在甲苯中而制成。
表4                                           [重量份]
  配方号   OC-1   OC-2   OC-3   OC-4
  计算二烯含量   4   6   10   13
  EPDM聚合物(二烯含量13％)   --   20   70   100
  EPDM聚合物(二烯含量4％)   100   80   30   --
  硬脂酸   0   0   0   0
  氧化锌   5   5   5   5
  HAF炭黑   40   40   40   40
  无水二氧化硅   15   15   15   15
  硫化促进剂   2   2   2   2
  硫   1   1   1   1
所得线纤维材料用作动力传送带中的载荷元件。
将按照下表5配制的橡胶用于粘结橡胶层，其中用于压缩橡胶层的橡胶通过将表5的橡胶与15重量份尼龙切割纱线或5重量份芳族聚酰胺切割纱进行混合而制成。
                表5
  化学品配方   重量份
  EPDM聚合物   100
  硬脂酸   1
  氧化锌   5
  HAF炭黑   35
  无水二氧化硅   20
  间苯二酚-福尔马林共聚物   2
  抗老化剂   2
  硫化促进剂   2
  六甲氧基羟甲基蜜胺   2
  硫   1
将2层棉帆布和粘结橡胶层层压到圆柱状模塑转筒上。随后将载荷线在50N的张力下以1.03毫米的螺距贴合。粘附压缩橡胶层于贴，将所得套管硫化。将所得硫化套管围绕驱动和从动辊牵引并通过旋转一个压向压缩橡胶层的轮而研磨产生凹口。将带套管切成所需宽度，得到V-肋带。
所得V-肋带是K3型肋带，RMA的规格为3.56毫米螺距、2.0毫米肋高、4.3毫米带厚、和40度肋角。该带的起始粘结强度和残留粘结强度通过以下描述的方法来测定，其结果列于表3以及图3和4。图3给出了面层处理溶液的EPDM聚合物的二烯含量与带的残留粘结强度之间的关系。图4给出了面层处理溶液的EPDM聚合物的二烯含量与胶乳中的二烯含量的总和，与带的残留粘结强度之间的关系。在这些图中，残留粘结强度大于25N被确定为“O”，低于25N被确定为“×”。
表3中描述的对比例1、2和3是背离前述所需数值限制范围的例子，即，用于间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳的乙烯·α-烯烃橡胶中的二烯含量与用于面层处理溶液中的二烯含量的总和至少为15％。
起始粘结强度
该粘结强度表示当两根载荷线以50毫米/分钟的速率升起并剥离时的应力值。
残留粘结强度
将带围绕驱动滑轮、从动滑轮和张力滑轮进行牵引。驱动和从动滑轮的直径为120毫米，而张力滑轮的直径为45毫米。该带在张力滑轮上的弯曲角为约90°。该带在100℃的环境温度下运转100小时，其中驱动滑轮在4900rpm下操作，在从动滑轮上加载8.8千瓦且张力滑轮的起始张力为834N。残留粘结强度是在将两根载荷线以50毫米/分钟的速率升高并剥离的操作过程中确定的应力值。
结果发现，带的残留粘结强度随着面层处理溶液的EPDM聚合物中的二烯含量的增加而增加，而且起始粘结强度和残留粘结强度随着RFL的EPDM聚合物中的二烯含量与面层处理溶液的EPDM聚合物中的二烯含量的总和增加到15重量％以上而增加。
本发明样品8和9以及对比例4
使用本发明样品1的相同面层处理溶液进行处理，只是改变固体吸收量。如此处理的每根带的起始粘结强度和残留粘结强度通过以下描述的方法来确定。
测定经过面层处理和干燥的线的每米重量(W1)，并测定经过RFL处理和干燥的线的每米重量(W2)。面层处理的固体吸收率表示为吸收量(W1-W2)除以W2所得的数值(％)。结果在表6和图5中给出。
                                  表6
  对比例3   本发明样品8   本发明样品6   本发明样品9   对比例4
  线的种类   PET 1100dtex/2×3
  预处理溶液   表1
  RFL   PFL-2
  面层处理溶液   不存在   OC3
  面层处理溶液的固体吸收量   0   3.0   8.0   11.1   13.3
  带的起始粘结强度(N)   41   43   44   44   40
  带的残留粘结强度(N)   20   32   35   33   24
  评价*1   X   O   O   O   X
*1：作为确定每根带的残留粘结强度的标准，“超过25N”评价为O，低于该值评价为×。
图5给出了面层处理溶液的固体吸收量与带的残留粘结强度之间的关系。
表6中的对比例4是与固体吸收量落在所需数值范围(1-12重量％)之外的面层处理溶液的比较。
结果发现，如果面层处理溶液的固体吸收量低于1重量％或大于12重量％，带的残留粘结强度下降。
对本发明样品10-12和对比例5-7也进行测试。
未处理线由尼龙、芳族聚酰胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，按照下表7所示来制备。
                                     表7
  本发明样品10   本发明样品11   本发明样品12  对比例5  对比例6  对比例7
  线的种类   尼龙6.61400dtex/1×5   芳族聚酰胺16700dtex/1×4   PET 1100dtex/2×3
  预浸渍处理   不   是   是  是  是  是
  RFL处理   RFL-1   RFL-1   RFL-1  RFL-2  RFL-3  RFL-4
  平板剥离强度(N/25毫米)   400   380   410  120  80  90
将芳族聚酰胺和PET纤维材料浸渍在下表8所示的预浸渍溶液中，随后在180℃下热处理4分钟。
               表8
  化学品配方   配方份数
  聚合异氰酸酯   10
  甲苯   90
  总计   100
在下表9所示RFL中浸渍之后，在230℃下另外热处理2分钟。
                                 表9
  化学品配方   RFL-1   RFL-2   RFL-3   RFL-4
  EPDM胶乳(固体含量40％)   244.0   --   --   --
  JSR0652(固体含量40％)   --   244.0   --   --
  LV-60(固体含量80％)   --   --   162.7   --
  Nipol 1571(固体含量40％)   --   --   --   244.0
  间苯二酚   11.0   11.0   11.0   11.0
  37％福尔马林   16.2   16.2   16.2   16.2
  氢氧化钠   0.3   0.3   0.3   0.3
  水   299.5   299.5   383.8   299.5
  总计   571.0   571.0   571.0   571.0
将线在按照下表10制成的4毫米厚橡胶片材上平行排列，然后在163℃下，在0.2MPa压力(使用压板加载)下硫化30分钟，得到用于剥离测试的样品。平板剥离强度随后按照JIS(日本工业标准)K6256来测定，结果在表7中给出。
             表10
  化学品配方   配方份数
  EPDM聚合物   100
  硬脂酸   0.5
  氧化锌   5
  HAF炭黑   40
  石蜡油   15
  无水二氧化硅   15
  硫化促进剂   2
  硫   1
使用由乙烯·α-烯烃弹性体胶乳组成的RFL处理的线具有优异的粘结强度。
本发明样品13-17和对比例8-10
制备出由PET制成并成型为1100dtex/2×3的未处理线，然后在表8所示预浸渍溶液中浸渍，随后在180℃下热处理4分钟。在下表11所示RFL中浸渍之后，在230℃下进一步热处理2分钟。
                                         表11
  对比例8   本发明样品13   本发明样品14   本发明样品15   对比例9   对比例10   本发明样品16   本发明样品17
  RFL-5   RFL-6   RFL-7   RFL-8   RFL-9   RFL-10   RFL-11   RFL-12
  R/F的摩尔比   1/3   1/2   1/1   2/1   3/1   1/1   1/1   1/1
  RF/L的质量比   1/4   1/4   1/4   1/4   1/4   1/10   1/8   1/2
  RFL的浓度   29   20   20   20   20   20   20   20
  EPDM胶乳   199.4   199.3   199.1   199.0   199.0   226.8   221.7   165.5
  间苯二酚   11.0   12.9   15.6   17.5   18.2   7.1   8.7   26.0
  37％福尔马林   24.2   19.0   11.5   6.5   4.5   5.2   6.4   19.1
  氢氧化钠   0.3   0.4   0.4   0.5   0.5   0.2   0.2   0.7
  水   265.1   268.4   273.4   276.5   277.8   260.7   263.0   288.7
  总计   500.0   500.0   5000   500.0   500.0   500.0   500.0   500.0
  平板剥离强度(N/25毫米)   --   410   420   360   250   230   320   410
将处理线在按照表10制成的4毫米厚橡胶片材上平行排列，然后在163℃下，在0.2MPa压力(使用压板加载)下硫化30分钟，得到用于剥离测试的样品。平板剥离强度随后按照JIS K6256来测定，结果在表11中给出。
列于表11的对比例13和14的间苯二酚与福尔马林摩尔比在前述所需数值范围(1∶2-2∶1)之外，而对比例15在总固体含量中的间苯二酚-福尔马林缩聚物质量比在前述所需数值范围(1∶2-1∶8)之外。
在RFL-5(对比例8)的情况下，R/L摩尔比＝1/3，这时粘结处理由于RFL的胶凝而不可能进行。图6表示R/L的摩尔比与带的平板剥离强度之间的关系。从这些结果可以看出，的摩尔比R/L＝1/3导致粘结不好。R/L＝1/2-2/1可得到优异的粘结。
图7表示RF/L的固体含量的质量比与平板剥离强度之间的关系。它表明，RF/L＝1/10的比率造成粘结强度下降。
本发明样品18和19、对比例11-13和参考实施例
制备出由PET制成并成型为1100dtex/2×3的未处理线，然后在表8所示预浸渍溶液中浸渍，随后在180℃下热处理4分钟。在RFL(RFL-7)中浸渍之后，在230℃下进一步热处理2分钟。在下表12所示的面层溶液中继续浸渍，然后在150℃下热处理4分钟。
                         表12
  化学品配方   RFL-13   RFL-14   REL-15
  碳的质量/RFL的质量   1/9   1/3   1/2
  碳的质量比   10   25   33
  EPDM胶乳(固体含量40％)   244.0   244.0   244.0
  间苯二酚   11.0   11.0   11.0
  37％福尔马林   16.2   16.2   16.2
  氢氧化钠   0.3   0.3   0.3
  水   311.8   336.6   355.2
  碳分散体(25％)   51.1   153.2   229.8
  总计   634.4   761.3   856.5
将按照表10配制的橡胶溶解在甲苯中并将橡胶浓度设定为10％，制备出下表13所示的橡胶粘合剂。
                              表13
  参考实施例   本发明样品18   本发明样品19   对比例11   对比例12   对比例13
  预浸渍处理   是   是   是   是   是   是
  RRL处理   RFL-7   RFL-7   RFL-7   RFL-7   RFL-7   RFL-7
  面层涂料   橡胶粘合剂   RFL-13   RFL-14   RFL-15   RFL-7   --
  平板剥离强度(N/25毫米)原始 420 410 390 320 400 420
  6个月之后   410   380   380   320   220   200
将如此处理的线在按照下表11制成的4毫米厚橡胶片材上平行排列，然后在163℃下，在0.2MPa压力(使用压板加载)下硫化30分钟，这样得到用于剥离测试的样品。平板剥离强度随后按照JIS K6256来测定。作为进一步测试，将这些处理的线在40℃下储存6个月，然后按照上述的相同方式用作剥离强度样品。测定平板剥离强度，结果在表13和图8中给出。
表13中的对比例11-13将一定重量的炭黑加入间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳用于面层处理，该值在前述优选数值范围5-30％之外。
结果发现，使用包含RFL的橡胶粘合剂炭黑进行面层处理的线具有优异的随着时间的粘结稳定性。如果炭黑相对总固体含量的质量比低于5重量％，粘结会在一段时间之后变差。如果炭黑的质量比大于30重量％，粘结强度往往下降较少。
以上公开的特定实施方案用于说明本发明包括的广义概念。

Claims (27)

1.一种粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，所述方法包括以下步骤：
用包含乙烯·α-烯烃弹性体胶乳的间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳粘附处理该纤维材料；然后
将所述粘附处理的纤维材料与未硫化的乙烯·α-烯烃橡胶组合物一起硫化粘结。
2.根据权利要求1的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还包括步骤：在硫化粘结之前，使用通过将未硫化乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂溶液，对所述粘附处理的纤维材料进行面层处理。
3.根据权利要求2的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中用于间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳的乙烯·α-烯烃橡胶中的二烯含量与用于面层处理溶液的乙烯·α-烯烃橡胶中的二烯含量的总和至少为15％。
4.根据权利要求2的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中所述面层处理溶液的固体吸收量在1-12重量％的范围内。
5.根据权利要求3的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中所述面层处理溶液的固体吸收量在1-12重量％的范围内。
6.根据权利要求1的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还可包括步骤：在用间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳粘附处理该纤维材料之前，使用含有(a)异氰酸酯化合物和(b)环氧化合物中的至少一种的预处理溶液对该纤维材料进行粘附处理。
7.根据权利要求1的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还可包括步骤：在硫化粘结步骤之前，使用通过将乙烯·α-烯烃橡胶溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂溶液对所述纤维材料进行面层处理。
8.根据权利要求6的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还可包括步骤：在硫化粘结步骤之前，使用通过将乙烯·α-烯烃橡胶溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂溶液对所述纤维材料进行面层处理。
9.根据权利要求1的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还可包括步骤：在硫化粘结步骤之前，使用一种通过将5-30重量％炭黑加入包含乙烯·α-烯烃弹性体胶乳的间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中而制成的溶液对所述纤维材料进行面层处理。
10.根据权利要求6的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还可包括步骤：在硫化粘结步骤之前，使用一种通过将5-30重量％炭黑加入包含乙烯·α-烯烃弹性体胶乳的间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中而制成的溶液对所述纤维材料进行面层处理。
11.根据权利要求1的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中间苯二酚与福尔马林在间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中的摩尔比为1∶1-2∶1，且间苯二酚-福尔马林缩聚物与橡胶胶乳在总的固体含量中的质量比为1∶2-1∶8。
12.根据权利要求6的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中间苯二酚与福尔马林在间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中的摩尔比为1∶1-2∶1，且间苯二酚-福尔马林缩聚物与橡胶胶乳在总的固体含量中的质量比为1∶2-1∶8。
13.根据权利要求7的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中间苯二酚与福尔马林在间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中的摩尔比为1∶1-2∶1，且间苯二酚-福尔马林缩聚物与橡胶胶乳在总的固体含量中的质量比为1∶2-1∶8。
14.根据权利要求8的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中间苯二酚与福尔马林在间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中的摩尔比为1∶1-2∶1，且间苯二酚-福尔马林缩聚物与橡胶胶乳在总的固体含量中的质量比为1∶2-1∶8。
15.根据权利要求9的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中间苯二酚与福尔马林在间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中的摩尔比为1∶1-2∶1，且间苯二酚-福尔马林缩聚物与橡胶胶乳在总的固体含量中的质量比为1∶2-1∶8。
16.根据权利要求10的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，其中间苯二酚与福尔马林在间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳中的摩尔比为1∶1-2∶1，且间苯二酚-福尔马林缩聚物与橡胶胶乳在总的固体含量中的质量比为1∶2-1∶8。
17.根据权利要求1的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还包括将纤维材料加入动力传送带上的步骤。
18.根据权利要求1的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还包括将纤维材料作为载荷元件加入动力传送带上的步骤。
19.根据权利要求1的粘结乙烯·α-烯烃橡胶组合物与纤维材料的方法，它还包括将纤维材料作为载荷线加入动力传送带上的步骤。
20.一种动力传送带，其包括：
一个具有长度的体，
该体具有弹性材料和其上带有面层处理溶液的纤维材料，纤维材料沿着该带体长度方向延伸，
所述弹性材料包含未硫化的乙烯·α-烯烃橡胶组合物，和
所述面层处理溶液包含间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳和乙烯·α-烯烃弹性体胶乳。
其中所述经面层处理的纤维材料与未硫化的乙烯·α-烯烃橡胶组合物被共同硫化粘结。
21.根据权利要求20的动力传送带，其中所述纤维材料包括载荷元件。
22.根据权利要求21的动力传送带，其中所述纤维材料包括载荷线。
23.根据权利要求20的动力传送带，其中所述纤维材料埋在包含乙烯·α-烯烃弹性体的橡胶层中。
24.根据权利要求23的动力传送带，其中所述纤维材料使用通过将未硫化乙烯·α-烯烃橡胶组合物溶解在溶剂中而制成的橡胶粘合剂溶液进行面层处理。
25.根据权利要求24的动力传送带，其中用于间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳的乙烯·α-烯烃橡胶中的二烯含量与用于橡胶粘合剂溶液的乙烯·α-烯烃橡胶中的二烯含量的总和不低于15重量％。
26.根据权利要求20的动力传送带，其中所述乙烯·α-烯烃橡胶组合物包含a)衍生自乙烯-丙烯-二烯单体的橡胶、和b)乙丙橡胶中的至少一种。
27.根据权利要求20的动力传送带，其中所述纤维材料包含a)聚酯纤维、b)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、和c)聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
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