处理长丝或纱线以改善橡胶的粘附性的制作方法_3

文档序号:8460405阅读:来源:国知局
br>[0053] 该一步法提供涂覆的长丝或纱线,其将具有在所述长丝或纱线与橡胶、弹性体或 树脂之间的有效粘结。
[0054] 在另一个实施例中,描述了用于处理合成或天然的纤维长丝或纱线以改善其对橡 胶、弹性体或树脂的粘附性的方法,其中所述方法包括:
[0055] (a)使长丝或纱线暴露于包含第一多官能异氰酸酯低聚物和第一多官能环氧低 聚物的第一试剂混合物,其中所述第一混合物中的总异氰酸酯基团与总环氧基团的比率在 0. 8至1. 2的范围内,以及
[0056] (b)在至少KKTC的温度下对经暴露的长丝或纱线进行加热,由此所述第一环氧 低聚物和第一异氰酸酯低聚物交联并且在所述长丝或纱线的表面上形成网络,
[0057] (c)使该经处理的长丝或纱线暴露于包含第二多官能异氰酸酯低聚物和第二多官 能环氧低聚物的第二试剂混合物,其中所述第二混合物中的总异氰酸酯基团与总环氧基团 的比率在0.8至1.2的范围内,以及
[0058] (d)在至少KKTC的温度下对经暴露的长丝或纱线进行加热,由此所述第二环氧 低聚物和所述第二异氰酸酯低聚物交联,并且在由所述第一环氧低聚物和第一异氰酸酯低 聚物形成的网络的外表面上形成网络,前提条件是存在于所述第二环氧低聚物和第二异氰 酸酯低聚物中的双键不参与交联反应。
[0059] 这些附加的任选步骤提供了纤维和橡胶之间粘结强度的进一步增强。
[0060] 在一些实施例中,有利的是用催化剂进一步涂覆已经涂覆有第一试剂或者第一和 第二试剂混合物的长丝或纱线。其示例性实施例为用于处理芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺长 丝或纱线以改善其对橡胶、弹性体或树脂的粘附性的方法,所述方法包括:
[0061] (a)形成包含多官能异氰酸酯低聚物和多官能环氧低聚物的试剂混合物,其中所 述混合物中的总异氰酸酯基团与总环氧基团的比率在0. 8至1. 2的范围内,
[0062] (b)将所述长丝或纱线浸入试剂混合物中,
[0063] (c)从所述经浸渍的长丝或纱线中除去溶剂,以及
[0064] (d)将来自步骤(c)的所述长丝或纱线浸入催化剂中,由此所述异氰酸酯低聚物 和所述环氧低聚物反应以交联并且在所述长丝或纱线的表面上形成网络,前提条件是存在 于所述环氧低聚物和异氰酸酯低聚物中的双键不参与交联反应。
[0065] 本方法的进一步扩展是还包括以下步骤的方法:
[0066] (a)形成包含多官能第一异氰酸酯低聚物和多官能第一环氧低聚物的第一试剂混 合物,其中所述第一混合物中的总异氰酸酯基团与总环氧基团的比率在〇. 8至1. 2的范围 内,
[0067] (b)将所述长丝或纱线浸入所述第一试剂混合物中,
[0068] (c)从经浸渍的长丝或纱线中除去溶剂,
[0069] (d)将来自步骤(c)的所述长丝或纱线浸入催化剂中,由此所述第一异氰酸酯低 聚物和所述第一环氧低聚物在所述长丝或纱线的表面上形成网络,
[0070] (e)形成包含第二多官能异氰酸酯低聚物和第二多官能环氧低聚物的第二试剂混 合物,其中所述第二混合物中的总异氰酸酯基团与总环氧基团的比率在〇. 8至1. 2的范围 内,
[0071] (f)将先前涂覆有第一试剂混合物以及任选地催化剂的长丝或纱线浸入第二试剂 混合物中,以及
[0072] (g)将来自步骤(f)的所述长丝或纱线浸入催化剂中,由此所述第二异氰酸酯低 聚物和所述第二环氧低聚物反应以交联,并且在由所述第一环氧低聚物和第一异氰酸酯低 聚物形成的网络的外表面上形成网络,前提条件是存在于所述第二环氧低聚物和第二异氰 酸酯低聚物中的双键不参与交联反应。
[0073] 与第一试剂混合物和第二试剂混合物一起使用的催化剂可以相同或不同。催化剂 的使用允许交联反应在室温下进行。
[0074] 在如何可将催化剂与其它成分混合方面,可以有多种组合。在一个实施例中,将催 化剂保持在第一反应釜中,并且将环氧树脂和异氰酸酯反应物保持在第二反应釜中,最后 添加催化剂。在另一个实施例中,异氰酸酯组分在第一反应釜中,并且催化剂和环氧组分在 第二反应釜中。优选地,第二反应釜是最后使用的。在另一个实施例中,环氧组分在第一反 应釜中,并且催化剂和异氰酸酯组分在第二反应釜中。优选地,第二反应釜是最后使用的。
[0075] 实M
[0076] 用于实例1、2、3、6和7中的芳族聚酰胺帘子线为DuPontKevlar?29帘子线,其不 具有整理剂并且包含两个加捻的1500旦尼尔层片(1500/1/208. 7zX8. 7s线匝/英寸,其 中z是指右手加捻;s是指左手加捻)。将所述帘子线用甲醇洗涤以除去任何表面残余物, 然后在使用前在真空中于30°C干燥两天。除非另外指明,将三英寸帘子线段用于所述的程 序。
[0077]实例 1
[0078] 以下实例展示由环氧树脂和异氰酸酯试剂以及DABC0催化剂的组合在芳族聚酰 胺帘子线的表面上室温形成氯标记的交联网络,并且使用ToF-SMS分析来确认所述氯标 记的表面网络的存在。
[0079] 将缩水甘油基甘油醚(0. 69g,7. 96mmol环氧官能团)和DABC0催化剂(0. 020g, 0. 18mmol)在0. 5mL 1,4-二氧戊环中的预混合溶液快速添加到3-氯丙基异氰酸醋 (0. 24g,2. OOmmol)和 4,4' -亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI) (0. 75g,6. OOmmol 异氰酸酯 官能团)在3. OmL 1,4_二氧戊环中的另一种(第二)预混合溶液中。将所得的异氰酸 酯-对_环氧树脂摩尔比接近1. 〇〇的溶液混合,然后使其在室温下静置30秒。将芳族聚酰 胺帘子线段手动浸入溶液中并持续10至15秒。然后从溶液中取出经处理的帘子线段并且 在室温下维持24小时,以允许表面涂层通过交联来硫化。然后用甲醇洗涤经处理的帘子线 样品以除去任何未硫化试剂,并最终在真空中干燥另外18小时以消除残余的挥发性组分。 在与用作对照的未处理过的帘子线进行比较时,以这种方式制备的经处理的帘子线样品是 机械刚性的。经处理的帘子线的ToF-SMS分析(以负模式操作)清楚地示出在35和37 原子质量单位处存在氯信号(强度比3 : 1),所述氯信号在未处理过的帘子线对照样品中 完全不存在。
[0080]实例2:
[0081] 以下实例展示由环氧树脂和异氰酸酯试剂的组合在芳族聚酰胺帘子线的表面上 形成氯标记的交联网络,之后进行热硫化并且使用ToF-SMS分析来确认所述氯标记的表 面网络的存在。
[0082] 将缩水甘油基甘油醚(0. 69g,7. 96mmol环氧官能团)在0. 5mL 1,4_二氧戊环中 的溶液快速添加到3-氯丙基异氰酸醋(0. 24g,2. OOmmol)和4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸 醋(MDI) (0? 75g,6. OOmmol异氰酸醋官能团)在3. OmL 1,4_二氧戊环中的另一种(第二) 预混合溶液中。将所得的异氰酸酯-对-环氧树脂摩尔比接近1. 00的溶液混合,然后使其 在室温下静置30秒。将芳族聚酰胺帘子线段手动浸入溶液中并持续10至15秒。然后从溶 液中取出经处理的帘子线段,并将其在烘箱中于100C下加热15分钟,以允许表面涂层通过 交联来硫化。然后用甲醇洗涤经处理的帘子线样品以除去任何未硫化试剂,并最终在真空 中干燥另外18小时以消除残余的挥发性组分。在与用作对照的未处理过的帘子线进行比 较时,以这种方式制备的经处理的帘子线样品是机械刚性的。经处理的帘子线的ToF-SMS 分析(以负模式操作)清楚地示出在35和37原子质量单位处存在两个氯信号(强度比 3 : 1),所述氯信号在未处理过的帘子线对照样品中完全不存在。
[0083]实例 3:
[0084] 以下实例展示使用异氰酸酯和环氧树脂试剂、DABC0催化剂和化学反应性荧光探 针的组合在芳族聚酰胺帘子线的表面上形成的荧光染料标记的交联网络的形成以及所形 成的交联网络的后续溶剂稳定性。
[0085] 将缩水甘油基甘油醚(0. 70g,8. 06mmol环氧官能团)和DABC0催化剂(0. 020g, 0. 18mmol)在0. 5mL 1,4_二氧戊环中的预混合溶液快速添加到4,4'-亚甲基二苯基二异氰 酸醋(MDI) (1. 06g,8. 47mmol异氰酸醋官能团)溶于3. OmL 1,4_二氧戊环中的另一种(第 二)溶液中。将所得的异氰酸酯-对-环氧树脂摩尔比接近1. 05的溶液混合,然后使其在 室温下静置30秒。将芳族聚酰胺帘子线段手动浸入该溶液中并持续10秒。然后从溶液中 取出经处理的帘子线段,并且在真空中加热至35C并持续
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