用于将纺织品材料粘结到弹性体上的方法与流程

文档序号:21278636发布日期:2020-06-26 23:26阅读:295来源:国知局
本发明涉及一种用于将纺织品材料粘附到弹性体上的方法,该方法包括以下步骤:用至少一种α-β-不饱和羧酸的聚酯对该纺织品材料进行预处理,使经预处理的纺织品材料与未固化的弹性体接触,以及使所获得的产物固化。本发明另外包括一种通过该方法可获得的弹性体制品,以及还有α-β-不饱和羧酸的聚酯用于改进纺织品材料与弹性体的粘附的用途。
背景技术
:为了加强或增强工业弹性体制品,例如输送带、v形带、软管或汽车轮胎,取决于载荷,使用增强构件作为承载元件和/或用于稳定尺寸稳定性。在实践中,各种纺织品材料经常被用作增强构件。为了粘结到弹性体上,使用承受复合体系的连续静态和动态载荷的粘附/附着体系。传统上,通过使用间苯二酚-甲醛胶乳(rfl)实现纺织品材料与弹性体的附着。在所谓的浸浴方法中,将纺织品材料用rfl浸渍水溶液预处理,然后粘结到弹性体上,并且最后在至少150℃的温度下干燥或烘烤(参见例如wernerkleemann,“mischungenfürdieelastverarbeitung”[用于弹性体加工的混合物],vebdeutscherverlagfürgrundstoffindustrie[veb德国基础材料工业出版社],leipzig(莱比锡)1982,第296-309页)。然而,该常规方法的缺点是烘烤程序非常耗能。此外,间苯二酚-甲醛胶乳中存在的甲醛在工业卫生方面是不利的。在关于物质和混合物的分类、标签和包装的法规2008/1272/ec的附件vi中,甲醛被列入类别1b(“presumedtobecarcinogenicforhumans[假定对人致癌]”)中。因此应尽可能避免使用甲醛。技术实现要素:因此,本发明的目的是提供一种用于将纺织品材料粘附到弹性体上的方法,该方法避免了上述缺点,并且特别是避免了使用rfl。此目的是通过在权利要求中的特征实施例来实现的。特别地,提供了一种用于将纺织品材料粘附到弹性体上的方法,该方法包括以下步骤:a)用至少一种α-β-不饱和羧酸的聚酯对该纺织品材料进行预处理,b)使该经预处理的纺织品材料与未固化的弹性体接触,以及c)使所获得的产物固化。可用于根据本发明的方法的纺织品材料可以是任何合适的纺织品材料。纺织品材料优选地选自下组,该组由以下组成:纤维、线、片状纺织品及其组合。在本发明的上下文中,纤维应理解为是具有至少10:1的长径比的细长结构。纤维可以是连续的或有限长度的。连续纤维(也称为长丝)是指具有至少1000m的长度的纤维。有限长度的纤维是指具有至少10cm的长度的长纤维和具有至多10cm的长度的短纤维两者。根据本发明,优选使用具有在大约1至10cm范围内、特别优选在大约4至8cm范围内的长度的短纤维。可用于根据本发明的方法的纤维可以是天然纤维或合成纤维。合适的天然纤维是植物纤维(例如棉纤维(co)、剑麻纤维、大麻纤维、亚麻纤维)、动物纤维(例如丝、羊绒、马毛)和矿物纤维(例如石棉、纤维石膏、硅灰石)。合适的合成纤维是由天然聚合物制成的纤维(例如粘胶纤维(cv)、醋酸纤维(ca)、三醋酸纤维(cta)),由合成聚合物制成的纤维(例如聚酯纤维(pes)、聚酰胺纤维(pa)、芳族聚酰胺纤维(ar))以及由无机物制成的纤维(例如陶瓷纤维、玻璃纤维(gf)、碳纤维(cf))。在本发明的优选的实施例中,使用由选自下组的合成聚合物制成的纤维,该组由以下组成:聚酯(pes)(尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt))、聚酰胺(pa)(尤其是pa6.6、pa12、pa6)、聚酰亚胺(pi)、聚酰胺酰亚胺(pai)、芳族聚酰胺(ar)、丙烯酸物质(pan)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯(pe)(尤其是uhmwpe)、聚丙烯(pp)、聚氨酯(pu)、聚苯并咪唑(pbi)、三聚氰胺(mel)、聚乙烯醇(pva)、聚碳酸酯(pc)、聚苯乙烯(ps)、聚苯并噁唑(pbo)、聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮(peek)及其组合。在另一个优选的实施例中,使用由选自下组的无机物制成的纤维,该组由以下组成:陶瓷、石英、玻璃、玄武岩、碳及其组合。根据本发明的特别优选的纤维是粘胶纤维(cv)、聚酯纤维(pes)(尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(pet))、聚酰胺纤维(pa)(尤其是由pa6.6、pa12或pa6制成的纤维)、芳族聚酰胺纤维(ar)(尤其是短芳族聚酰胺纤维)、聚氨酯纤维(pu)、玻璃纤维(gf)、碳纤维(cs)及其组合。在本发明的上下文中,线被理解为意指具有主导的一维范围的几根纤维的复合结构。根据本发明,线优选地由上述纤维或其组合组成。根据本发明,特别优选的是由以下形成的线:粘胶纤维(cv)、聚酯纤维(pes)(尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(pet))、聚酰胺纤维(pa)(尤其是由pa6.6、pa12或pa6制成的纤维)、芳族聚酰胺纤维(ar)、聚氨酯纤维(pu)、玻璃纤维(gf)、碳纤维(cs)及其组合。由棉纤维(co)和聚酯纤维(pes)形成的线构成特别优选的组合。纺织品材料还可以是根据本发明的片状纺织品。根据本发明,片状纺织品被理解为意指与纤维或线相比,不具有基本上一维范围而是具有二维范围的纺织品材料,并且因此形成平面。这些片状纺织品优选地选自下组,该组由以下组成:织造织物、针织物、非织造物及其组合。在本发明的上下文中,术语“非织造物”包括纤维网和毡两者。可用于根据本发明的方法的片状纺织品可由任何合适的纤维或线生产。这些优选地由上述纤维和线生产。因此,根据本发明的纺织品材料优选地包括上述关于纤维的材料中的一种。特别地,根据本发明的纺织品材料包括棉(co)、剑麻、大麻、亚麻、丝、羊绒、马毛、纤维石膏、硅灰石、粘胶纤维(cv)、醋酸纤维(ca)、三醋酸纤维(cta)、聚酯(pes)(尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt))、聚酰胺(pa)(尤其是pa6.6、pa12、pa6)、聚酰亚胺(pi)、聚酰胺酰亚胺(pai)、芳族聚酰胺(ar)、丙烯酸物质(pan)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯(pe)(尤其是uhmwpe)、聚丙烯(pp)、聚氨酯(pu)、聚苯并咪唑(pbi)、三聚氰胺(mel)、聚乙烯醇(pva)、聚碳酸酯(pc)、聚苯乙烯(ps)、聚苯并噁唑(pbo)、聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮(peek)、陶瓷、石英、玻璃、玄武岩、碳及其组合。在根据本发明的方法中使用的纺织品材料特别优选地包括粘胶纤维(cv)、聚酯(pes)(尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet))、聚酰胺(pa)(尤其是pa6.6、pa12、pa6)、芳族聚酰胺(ar)、聚氨酯(pu)、玻璃(gf)、碳(cs)及其组合。根据本发明,特别优选的是使用选自以下的纺织品材料:织造聚酯织物、织造聚酰胺织物、聚酯线、芳族聚酰胺线、芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、碳纤维、粘胶纤维及其组合。所使用的芳族聚酰胺纤维优选地是短芳族聚酰胺纤维。根据本发明的方法用于将纺织品材料粘附到弹性体上。弹性体应理解为意指尺寸稳定但可弹性变形的塑料,其具有低于室温/工作温度的玻璃化转变点。对于根据本发明的方法,可以使用任何合适的弹性体。对于根据本发明的方法,优选的是使用为选自下组的橡胶组分的弹性体,该组由以下组成:乙烯-丙烯共聚物(epm)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(epdm)、(部分)氢化的丁腈橡胶(hnbr)、氯丁橡胶(cr)、氟橡胶(fkm)、天然橡胶(nr)、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、丁二烯橡胶(br)及其组合。所使用的弹性体特别优选地是过氧化交联的或交联的橡胶或共聚物。在根据本发明的方法的步骤a)中,将纺织品材料用至少一种α-β-不饱和羧酸的聚酯预处理。该酯是多元醇与α-β-不饱和羧酸的聚酯。合适的多元醇的实例是乙烷-1,2-二醇(乙二醇),1,1,1-三羟甲基丙烷,丙烷-1,3-二醇,丁烷-1,4-二醇,戊烷-1,5-二醇,己烷-1,6-二醇,3-甲基戊烷-1,5-二醇,庚烷-1,7-二醇,辛烷-1,8-二醇,壬烷-1,9-二醇,癸烷-1,10-二醇,十二烷-1,12-二醇,己烷-1,6-二醇的低聚物,乙二醇和丙二醇的低聚物,例如二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇或四丙二醇。合适的α-β-不饱和羧酸特别是α-β-不饱和c3-10-羧酸,例如丙烯酸或甲基丙烯酸。优选的是多元醇的二丙烯酸酯和三丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯。在本发明的特别优选的实施例中,至少一种α-β-不饱和羧酸的聚酯选自下组,该组由以下组成:三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯及其组合。在优选的实施例中,仅使用一种聚酯,也就是说,不使用两种或更多种聚酯的混合物。用α-β-不饱和羧酸的聚酯对纺织品材料进行预处理可以通过任何合适的方法进行,例如通过浸渍、浸入或喷涂进行。在根据本发明的方法的步骤b)中,使经预处理的纺织品材料与未固化的弹性体接触。以上已经描述了相关的弹性体。对于根据本发明的方法,优选的是使用为选自下组的橡胶组分的弹性体,该组由以下组成:乙烯-丙烯共聚物(epm)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(epdm)、(部分)氢化的丁腈橡胶(hnbr)、氯丁橡胶(cr)、氟橡胶(fkm)、天然橡胶(nr)、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、丁二烯橡胶(br)及其组合。所使用的弹性体特别优选地是过氧化交联的或交联的橡胶或共聚物。接触同样可以以任何合适的方式进行。在本发明的优选实施例中,将经预处理的纺织品材料施加到弹性体上,或者将它们结合在一起。该方法对于呈片状纺织品形式的纺织品材料特别有利。在另一个优选的实施例中,将已经用至少一种α-β-不饱和羧酸的聚酯预处理的纺织品材料在与该未固化的弹性体接触之前分解成更小的部分或碎片,并且随后通过混合到该未固化的弹性体中而与该未固化的弹性体接触。该方法对于呈纤维或线形式的纺织品材料特别有利。对于该应用而言有利的是,特别地,如果纺织品材料是短芳族聚酰胺纤维,至少一种α-β-不饱和羧酸的聚酯是三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,并且弹性体是乙烯-丙烯-二烯共聚物(epdm)或(部分)氢化的丁腈橡胶(hnbr)。在根据本发明的方法的步骤c)中,将在步骤b)中获得的产物固化。固化步骤可以以通常的方式进行。与使用未经处理的纺织品材料相比,根据本发明的方法可以在固化后实现弹性体与纺织品材料之间的改进的粘附。与常规方法相比,根据本发明的方法还使得能够省去使用rfl,出于健康原因并且从环境的角度来看这是有利的。此外,可以省去rfl处理所必需的烘烤步骤。本发明进一步涉及一种通过根据本发明的方法可获得的弹性体制品。该弹性体制品优选地呈带条、条带、带、软管、空气弹簧波纹管、膨胀接头或多层织物网的形式。该弹性体制品特别优选地呈传动带的形式,其中弹性体形成主体,该主体包括作为带背衬的顶层和具有力传递区的底层结构,其中该顶层和/或该力传递区已经设有纺织品材料。传动带优选地被设计为平带、v形带、v形肋式带、齿形带、离合器带或升降机带。本发明还涉及α-β-不饱和羧酸的聚酯用于改进纺织品材料与弹性体的粘附的用途。具体实施方式现在将基于实例对本发明进行更详细的说明。实例:实例1:将织造聚酯织物浸入纯三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(cas3290-92-4)中,大致清洁多余的涂层材料,并且铺设到未固化的橡胶片材上,该橡胶片材由基于过氧化物交联的hnbr橡胶混合物的混合物形成。将结构在180℃下在压力下固化20分钟。对于通过根据本发明的方法获得的产物,以及还有对于用rfl处理或未处理的织造聚酯织物的相应对比产物,产生以下分离力(根据din53530确定):未处理的原织造聚酯织物(对比)1.2n/mm分离力经rfl-浸渍的织造聚酯织物(对比)3.7n/mm分离力根据本发明的经处理的织造聚酯织物2.4n/mm分离力以上实例证明,与未经处理的纺织品材料相比,根据本发明的方法还显著改进了弹性体与纺织品材料之间的粘附,尽管粘附的改进并不完全接近常规rfl体系的粘附。实例2:用已经浸在三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(cas15625-89-5)中的涂覆有织造织物的原织造聚酰胺织物制造毛边v形带。与1.9n/mm的未经涂覆的织造织物的内聚强度相比,该带展现出2.5n/mm的织造织物的内聚强度(根据din53530确定)。实例3:将聚酯线拉伸通过含有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(cas15625-89-5)的浴。由该线制造v形肋式带。制品显示出20n的拉出力(根据iso12046确定)。相比之下,当使用未经涂覆的线来生产v形肋式带时,它展现出14n的拉出力(根据iso12046确定)。实例4:将芳族聚酰胺线浸入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(cas3290-92-4)中,并切割成短纤维片(短芳族聚酰胺纤维)。将这些纤维片混合到过氧化交联的hnbr混合物中。在固化后,对于通过根据本发明的方法处理的短纤维,以及出于对比,对于未经处理的短纤维和用酯增塑剂(偏苯三酸的酯)处理的纤维,在纵向方向上得到以下值。此外,出于对比,也将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯直接添加到混合物中,也就是说,在此纤维也没有预先用α-β-不饱和羧酸处理:*模量10=10%伸长率时的应力值。当前第1页12
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