TWI395799B - 黏著劑配方之製造方法及其應用 - Google Patents

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Description

黏著劑配方之製造方法及其應用
本發明係關於一種用於處理強化添加劑之黏著劑配方，其被作為製造強化處理之聚合物產物，其中，該黏著劑配方含有溶解之環氧化物。
於製造纖維經強化處理之橡膠產物時，倘若添加黏著劑以改善紡織品強化添加劑與生膠之間黏附強度，經證明是有用的。尤其在輪胎索條及其他高負載之複合材料之領域中添加一種該類型之黏著劑於強化纖維是重要的。特別在該應用範疇上，由現今技術水準已知，使用間苯二酚-甲醛-膠乳系統(RFT)使合成纖維與橡膠產物結合在一起。
製造該產物時，可以單一步驟方法或以雙步驟方法進行。實際上顯示，基本上，尤其是在未被活化之聚酯纖維上僅有雙步驟方法可以得到令人滿意之結果，在第一個步驟中首先係纖維之活化，其進行之方式係將該等纖維塗上一層環氧化物及/或一層異氰酸鹽。而此塗抹動作通常係以一種水性之分散劑來完成，該分散劑係含有異氰酸鹽及/或環氧化物以及一固定含量之固體物質於該水性之分散劑中。於第一個步驟之後接下來是在第二個步驟中進行間苯二酚-甲醛-膠乳系統之塗抹。該雙步驟方法保證於第一個步驟中纖維完全被活化，其方式係為塗抹一層環氧化物及/或一層異氰酸鹽，造成該等纖維之表面生成具有活性之官能基，以致於接下來在第二個步驟中可藉由膠乳來處理。而間苯二酚-甲醛-膠乳系統之處理同樣亦以一水性之分散劑來進行。
然而該雙步驟方法在方法技術上相當耗費金錢，而製備兩種分開之分散劑及其等之操作是有困難的。
因此並未缺少嘗試進行以單一步驟方法之形式處理。單一步驟系統例如於美國專利案US 2002/0122938及於美國專利案US 3,419,450中皆有所描述。該等單一步驟系統，即使用一種含有間苯二酚-甲醛-膠乳系統及環氧化物和異氰酸鹽之水性分散劑，然而實際上，無法實施於已經被活化之纖維之處理。被活化之纖維為於製造後已塗上一層塗料，例如一層環氧化物之纖維。於進行單一步驟製程時，該等先前被活化之纖維再度以一種分散劑加以處理。美國專利案US 2002/0122938中建議使用單一步驟系統，其除了間苯二酚-甲醛-膠乳系統及異氰酸鹽之外，還含有特殊之環氧化物。該環氧化物亦於美國專利案US 2002/0122938以固體物質之形式包含於該分散劑之中。該種單一步驟系統之缺點係，其無法應用於未被活化之纖維上，而且於已經被活化之纖維上所得到之結果，尤指濕潤性及黏著性無法令人滿意。
由該等觀點出發，本發明之目的在於建議一種黏著劑配方，其可以以一種單一步驟系統之形式被應用，其中，該黏著劑配方應該具有優良之濕潤性及優良之黏著性以及對未被活化之纖維，尤其是聚乙烯對苯二甲酸(PET)-纖維具有高度之反應速度。本發明之另一個目的係建議一種相應之方法用於製造一種該類型之配方，並說明其使用。
關於本黏著劑配方之目的係藉由申請專利範圍第1項之特徵達成，關於本方法係藉由申請專利範圍第13項之特徵達成。該等附屬項則揭露有利之進一步說明。
根據本發明，單一步驟系統用之黏著劑分散劑建議用作強 化添加劑之處理，其被當作製造經強化處理之聚合物產物用，該分散劑含有溶解形式之環氧化物，其濃度於1000公克之總配方中佔有0.001莫耳至5莫耳，相反地，異氰酸鹽及間苯二酚-甲醛-膠乳系統則繼續以固體物質之形式存在。本案之申請人能夠指出，一種該類型之配方，於其中環氧化物可能係以溶解形式存在，是單一步驟之系統作用，同時可以達到先前雙步驟系統之優點，即關於塗抹於表層之選擇性。使用根據本發明之黏著劑配方不僅會得到具有選擇之濕潤性結果，亦即先使纖維活化，然後接著用含於分散劑中之固體物質加以塗抹其表層，而且使用根據本發明之黏著劑配方，使未經處理之聚酯類索條與橡膠之間達到極佳之黏著性。此外，使用根據本發明之配方會發生滲透深度減少之現象，因而可以降低黏著劑之濃度。如此可得到以下之結果，即被塗抹之索條之剛硬性較少，因而具較佳之安定性。
根據本發明之黏著劑配方較偏好環氧化物之濃度於1000公克之總配方中佔有0.002莫耳至0.2莫耳。溶解於分散劑中所適用之環氧化物，尤指分子量從50至2000之環氧化物而言。特別偏好分子量從50至1000之環氧化物，尤其偏好分子量從50至290之環氧化物，尤指水溶性之聚縮水甘油醚(Polyglycidylether)、環氧-酚醛清漆-樹脂(Epoxy-Novolak-Harze)、多功能基之烷撐類環氧化物、二縮水甘油醚(diglycidyl ether)及以二酚-A為基礎之樹脂。然而本發明亦包含所有列舉於歐洲專利案EP 1 221 456 A1中之環氧化物。
根據本發明之黏著劑配方具有1%(重量)至50%(重量)之固體物質含量，而較偏好具有1%(重量)至30%(重量)之固體物質含量。存在於分散劑中之顆粒，即是異氰酸鹽，其粒子大小為 <5 μm。
分散劑固體物質之比例於此係由0.1%(重量)至20%(重量)之異氰酸鹽及0.1%(重量)至40%(重量)之間苯二酚-甲醛-膠乳系統所組成。較偏好該配方含有之固體物質為0.1%(重量)至10%(重量)之異氰酸鹽及10%(重量)至25%(重量)之間苯二酚-甲醛-膠乳系統。
黏著劑配方接著被證明是有利的，當4-4-二異氰酸鹽二苯基甲烷(4-4-diisocyanatdiphenylmethan,MDI)及/或甲苯二異氰酸鹽(Tuluoldiisocyanat,TDI)及/或萘異氰酸鹽(Naphthylisocyanat,MDI)作為異氰酸鹽使用時。然而，本發明理所當然也包含所有其他已知之異氰酸鹽，該等可使用於此類型之黏著劑配方。此處例如可參考美國專利案2002/0122938 A1及其中所述之二異氰酸鹽。
本發明之異氰酸鹽，尤其是阻斷內醯胺之異氰酸鹽經證明為合適之阻斷劑。該等範例有ε-椰子內醯胺(ε-copralactam)及d-戊內醯胺。然而本發明當然還包含所有其他已知之阻斷劑。該等阻斷劑有：肟(Oxime)，諸如甲基-乙基-酮肟(丁酮-肟)、甲基-戊基-酮肟及環己酮-肟。單酚類，例如酚、間苯二酚、甲酚、三甲基酚、三級丁基酚。初級、二級及三級醇類、乙二醇醚、容易形成烯醇類之化合物，諸如乙醯醋酸酯、乙醯丙酮、丙二酸衍生物。二級芳香烴胺類。醯亞胺類、硫醇、三唑。
根據本發明之黏著劑配方其反應速率之提升還可以經由添加一種以金屬化合物為形式之催化劑來達成。適合作為催化劑使用之金屬之金屬化合物有鈉、鉀、銫、鍶、銀、鎘、鋇、鈰、鈾、鈦、鉻、錫、銻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉛、鈣及/或鋯。該等金屬化合物之中以鋅之金屬化合物較受偏好。適合使 用之化合物於此有醋酸鋅、硫酸鋅、碳酸鋅、氧化鋅、乙醯丙酮鋅及/或氯化鋅。而十分特別偏好醋酸鋅。催化劑在分散劑中以溶解之形式存在，於其中該濃度為每1000公克之配方含有0.0001莫耳至0.1莫耳。
根據本發明所使用之間苯二酚-甲醛-膠乳系統(RFL)基本上為現今技術水準所知曉。
本發明接著關於一種用以處理強化添加劑之方法，用以製造經強化處理之聚合物產物(申請專利範圍第13項)。於根據本發明之方法中，將使用一種如前文所述之黏著劑配方。於本方法中，黏著劑配方也可以在所預定使用不久前將每種成分加以混合而製備完成。至於每一種成分以何種形式存在於此並不重要，也就是說可以預先混合兩種或數種成分。
然而本發明重要之處係黏著劑配方係以一種單一步驟系統之形式被應用，即所有成分必須在開始處理之前即已以一種水性分散劑及/或水溶液之形式存在。該水性分散劑是否早已在使用之前較長之時間被製備成統合之配方，或是所有個別之成分是否在使用不久之前才被混合而成，對於所要達成之成效而言不重要。
本發明之申請人尚能接著指出根據本發明之黏著劑配方特別適用於處理未經處理之聚酯纖維。於該項之應用可達到極佳之反應速率，其明顯超過您到目前為止從可以比較系統中所知道之反應速率，同時也能達到良好之濕潤率。
本發明將於下文中以實施例進一步加以說明。
範例：
一根據本發明之浸液製備出來，其所含有之組成列舉於表 一中。
1以溶解形式存在。
2濃度為23%以去離子水為溶劑
將一種未經活化之聚乙烯對苯二甲酸(PET)-索條一部份以一種現今技術水準之雙步驟浸液加以處理，另一部份則用根據本發明之浸液加以處理，其所含有之組成列舉於表一中。於雙步驟浸液方面，使用到一種現今技術水準之浸液。於第一個浸液中使用瑞士EMS-Primid股份有限公司之Grilbond® IL-6 50% F作為被阻斷之異氰酸鹽及使用Grilbond® G1701作為環氧化物。而使用於第二個步驟之分散劑係為一種由間苯二酚-甲醛-樹脂及丁二烯苯乙烯乙烯吡啶乳膠所縮合而成之產物。
表二中對照陳列出該兩種浸液之結果。
1 DPU：於表層塗抹後於聚乙烯對苯二甲酸(PET)上黏著劑之含量。
2 Cord-橡膠覆蓋：1=0-20%，2=20-40%，3=40-60%，4=60-80%，5=80-100%。

Claims (15)

  1. 一種黏著劑配方，其形式為一種水性分散劑，其含有之固體物質從1%至50重量百分比，用以處理強化添加劑，用以製造經強化處理之聚合物產物，其含有：a)具有分子量50-290 g/mol之溶解形式環氧化物，其濃度於1000公克之總配方中佔0.001莫耳至5莫耳；b)0.1至20重量百分比完全或部份被阻斷之異氰酸鹽作為固體物質；以及c)0.1%至40重量百分比之間苯二酚-甲醛-膠乳系統(RFL)作為固體物質。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為，該固體物質含量為5至30重量百分比。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為，其含量為1000公克之總配方中有溶解形式之環氧化物0.002莫耳至0.20莫耳。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為該環氧化物係選自聚縮水甘油醚、環氧-酚醛清漆-樹脂、多功能基之烷撐類環氧化物、二縮水甘油醚及以二酚-A為基礎之樹脂。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為，該配方於1000公克之總配方中含有0.0001莫耳至0.1莫耳之金屬化合物作為溶解形式之催化劑，該催化劑係選自於鋅、鍶、鎘、鈉、銫、鉀、銀、鋇、鈦、鉻、錫、銻、錳、鐵、鈷、鎳、鈰、鈾、銅、鈣、鉛及鋯金屬。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述之黏著劑配方，其特徵為，該 催化劑為一種鋅化合物，其係選自於醋酸鋅、乙醯丙酮鋅、氧化鋅、氯化鋅、碳酸鋅及/或硫酸鋅。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為，該異氰酸鹽係以內醯胺阻斷。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為，該異氰酸鹽係選自於4-4-二異氰酸鹽二苯基甲烷(MDI)及/或甲苯二異氰酸鹽(TDI)及/或萘異氰酸鹽。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為，其含有添加劑及/或均散劑。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為，其含有0.1至10重量百分比被阻斷或部份被阻斷之異氰酸鹽為固體物質及10至25重量百分比之間苯二酚-甲醛-膠乳系統為固體物質。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述之黏著劑配方，其特徵為，該異氰酸鹽-固體物質之粒子大小為<5 μm。
  12. 一種用以處理強化添加劑之方法，尤指輪胎索條用以製造經強化處理之聚合物產物，其特徵為，該處理係以根據申請專利範圍第1項至第11項中至少任一項所述之黏著劑配方執行。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述之方法，其特徵為，該黏著劑配方，於處理之前由所有個別成分混合即製備而成。
  14. 根據申請專利範圍第12項所述之方法，其特徵為，該黏著劑配方，於處理之前將成分c)(RFL)混合至已經以混合物形式存在含有成分a)及b)之配方中即製備而成。
  15. 根據申請專利範圍第12項所述之方法，其特徵為，處理未 經活化之輪胎索條。
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