帘布浸渍材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种帘布浸渍溶液，通过在两种结构之间提供一相(phase)，所述浸渍溶液能使合成纤维和橡胶彼此粘接，且所述浸渍溶液为环境友好型。本发明还涉及一种帘布浸渍溶液的制备方法。
【背景技术】
[0002]由于用于所述帘布生产过程中的合成纤维和橡胶的化学结构彼此非常不同，因而鉴于它们的化学和物理结构，所述材料彼此不相容。合成纤维具有高强度和低延展性，而相反地，橡胶为聚合材料，其具有高延展性和低强度。合成纤维结构中存在的极性基团(酰胺、羟基和羰基)与橡胶的非极性结构不相容。通过水基间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)粘合溶液可消除不相容性，所述粘合溶液在所述帘线和橡胶之间形成一相且能使橡胶和纤维彼此粘合。
[0003]RFL的主要功能是用作粘合剂，通过在纤维和橡胶之间形成相以粘接两个不相容的结构。RFL中的RF官能基团与纤维的极性基团粘接，胶乳(L)基团与硫化的纤维粘接并形成橡胶-纤维复合结构。最重要的产品实例中的汽车轮胎中使用了所述复合结构。水基RFL粘合剂应用在帘布的浸渍过程中，浸渍是帘布生产的最后一步。通过附着力实验可检验橡胶和帘线之间形成的键的强度。在高韧性线增强型橡胶制品中，附着力是非常重要的参数。因为帘线-橡胶附着力是影响轮胎性能的关键因素。
[0004]美国专利文献US20120041113是本领域的一种已知应用，其公开了一种制备组合物的方法，所述组合物包括环氧树脂、封闭型异氰酸酯、环氧固化剂和乙烯基吡啶乳胶。
[0005]国际专利文献W09600749是本领域的另一种已知应用，其公开了将由三官能环氧树脂、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶和苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-丙烯酸胶乳配制而成的浸渍溶液应用在聚对苯二甲酸乙酯(PET)材料和橡胶粘合强度中。
[0006]美国专利文献US5118545是本领域的另一种已知应用，其公开了合成具有多个双键的芳香族聚酰胺。它表明合成树脂应用在芳香族聚酰胺基帘布上，芳香族聚酰胺树脂中的双键被橡胶中的双键硫化，且酰胺基团为芳香族聚酰胺纤维提供物理粘附。
[0007]美国专利文献US4472463是本领域的另一种已知应用，其公开了采用两步过程浸渍浸渍非粘附活性PET纤维。第一步浸渍包括芳族缩水甘油基酯环氧树脂和封闭型异氰酸酯，而第二步骤浸渍包括两种不同的胶乳。第一胶乳是苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶共聚物，另一种是甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物。它表明，在H-附着力实验中，相比于RFL浸渍溶液，其具有较高的附着力。
[0008]美国专利文献US20040249053是本领域的另一种已知应用，其公开了一种环境友好型浸渍材料。在该申请中，马来酸化聚丁二烯与聚乙二醇反应并变成水溶性的。用环氧树脂进行改性的PET帘线首先用该树脂浸渍，然后再用苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶胶乳。然而，具有PET帘线橡胶的剥离粘合强度比具有RFL的织物的低，PET帘线用该树脂进行浸渍。
[0009]鉴于其稳定的结构特征和低成本，在所有的合成纤维增强材料中，RFL粘合配制剂已被用作粘合材料超过半个世纪。然而，间苯二酚和甲醛是有害化学物质，它们对人类和环境健康带来很大风险。因此，不得不对它们的使用进行限制。对于这个问题，得到了国际组织和客户的反馈。众所周知，间苯二酚会引起瘙痒和皮疹，当它与皮肤接触时，会刺激眼睛并在肝脏和心血管系统中表现出毒性。
[0010]对于人类的健康和安全，甲醛比间苯二酚的风险更高。2004年，国际癌症研究机构(IARC)的科学家组将甲醛列为2A类化学物质(可能的人类致癌物)，且世界卫生组织的科学家组将其列为I类(人类致癌物)。2009年，IARC将甲醛列为会引起白血病的化学物质。根据这些，甲醛被认为是基因诱变剂。即使少量的甲醛(IPPM)也会刺激眼睛、鼻子和喉咙。
[0011]虽然甲醛树脂在成本方面具有优势，但是基于上述原因，生产者和消费者还在寻找其替代品。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是提供一种帘布浸渍材料，其包括多种环境友好的化学物质，而不包括甲醛和间苯二酚。
[0013]本发明的目的是提供一种帘布浸渍溶液的制备方法，该方法比现有技术中采用的方法花费的时间短。
[0014]本发明的另一目的是提供一种帘布浸渍溶液，该溶液为白色，因而可生产出色彩丰富的帘布。
【附图说明】
[0015]通过附图对实现本发明目的的帘布浸渍材料及其制备方法进行说明，其中:
[0016]图1是本发明方法的流程图。
[0017]图2是列表，在该列表中，8种不同的本发明的混合物的剥离粘合(stripadhes1n)值和组成比不相同，且与间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)粘合溶液进行了比较。
具体实施例
[0018]—种帘布(10)浸渍溶液的制备方法包括以下步骤:
[0019]一将丙烯酸树脂(聚合物)加入水(11)中；
[0020]—调节pH 值(12);
[0021]—将环氧树脂加入组合物(13);
[0022]—将聚异氰酸酯加入所述组合物(14)；
[0023]一将胶乳加入所述组合物(15);
[0024]—获得浸渍材料(16)。
[0025]在本发明的帘布(10)浸渍溶液的制备方法中，包含羧酸的第一官能丙烯酸类树脂(聚合物)材料被加入到水(I)中。包含羧酸的所述树脂的功能中使用了至少一种单体如丙烯酸、甲基丙烯酸、亚甲基丁二酸、巴豆酸、肉桂酸、马来酸。在本发明的优选实施例中，丙烯酸聚合物中的羧酸含量为1-50摩尔％。在本发明的另一个实施例中，所述比率为1-30摩尔％。
[0026]然后，调整(2)包含水和丙烯酸聚合物的所述组合物的pH值。在本发明的优选实施例中，将氢氧化铵加入该组合物中直到组合物的PH值为10-11。
[0027]在将pH值调节到期望水平之后，将环氧树脂加入所述组合物(3)中。在本发明的优选实施例中，使用的环氧树脂是水溶性或水基分散体。至少一种材料如缩水甘油基甘油和山梨醇环氧树脂、酚醛环氧树脂、甲酚醛环氧树脂用作所述环氧树脂。然而，它们的使用并不限定于这些。任何水溶性的环氧树脂或可在分散体中制备的环氧树脂都可用于本发明。
[0028]接着，将聚异氰酸酯加入所述组合物(4)中。在本发明的优选实施例中，使用了包含水基封闭型(water based blocked)聚异氰酸酯或水基封闭型异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物。至少四亚甲基二异氰酸酯、异环己酰亚胺(1，6_己二异氰酸酯)、1，8-二异氰基辛烷二异氰酸、1，10-癸二醇烯二异氰酸、十二烯二异氰酸、芳香基二异氰酸酯2，4或2，6-甲苯二异氰酸酯、四甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、2，4’ -或4-4’ - 二异氰酸酯二苯甲烷和1，3或1，4_苯二异氰酸酯中的一种用作聚异氰酸酯本身或被用作聚异氰酸酯加入所述聚合物中。在本发明的优选实施例中，包含水基封闭型异氰酸酯基团的所述聚氨酯预聚物的分子量为1000-10000g/mol，在本发明的一个实施例中，该值为1500-3000g/mol。
[0029]在加入聚异氰酸酯之后，加入(5)胶乳。胶乳中含有丁二烯-苯乙烯-乙烯基吡啶单体。在本发明的优