对合成织物材料使用酚类脂肪酸化合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制备具有减少的酚酯含量的酚类脂肪酸化合物的工艺。本发明专利技术还涉及一种用于化学结合酚类树脂与非酚类聚合物(如合成织物)的方法。该方法包括使酚类脂肪酸化合物与非酚类聚合物接触以将羟苯基官能团引入到非酚类聚合物中；且使包含在非酚类聚合物中的羟苯基官能团与酚类树脂反应或与能够形成酚类树脂的酚类交联剂组合物反应，从而化学结合酚类树脂与非酚类聚合物。本发明专利技术特别用于制备合成织物增强的物品，诸如合成织物增强的橡胶物品、电路板基底或玻璃纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2014年3月14日提交的美国临时申请第61/953,462号的优先权，该临时申请在此通过引用全文并入。
本专利技术大致涉及一种用于制备酚类脂肪酸化合物且使用所得到的酚类脂肪酸化合物来化学结合酚类树脂与非酚类聚合物(如织物材料)的工艺。本专利技术特别用于制备合成织物增强的物品。
技术介绍
织物增强的聚合物材料是一类使用织物材料来从物理上增强聚合物材料的强度和弹性的复合材料。例如，诸如轮胎、软管和皮带的橡胶物品是具有由不同增强材料增强的各种天然的和合成的橡胶组合物的复合材料，增强材料诸如由合成织物材料制成的增强纤维。当形成复合材料时，期望实现增强的织物相与聚合物基质相(即不含织物增强物的聚合物材料)之间良好的粘附以维持复合材料的完整性。然而，合成织物难以附着到聚合物基质，原因是它们具有大致上平滑的聚合物表面和低的表面活性，典型地是由于织物材料中的聚合物分子的低极性和低反应性。为了促进增强的织物相与聚合物基质相之间的粘附，许多当前的技术采用粘合剂和相关的应用工艺。例如，双粘合剂体系被广泛用于在轮胎行业内促进增强的织物纤维与橡胶组合物之间的粘附：间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)涂覆法，其中RFL粘合剂被应用于织物绳，且六亚甲基四胺-间苯二酚或六甲氧基甲基三聚氰胺-间苯二酚粘附促进法，其中粘附促进体系被引入到橡胶组合物中。然而，没有一种现有技术足以建立织物相与酚类粘合剂之间的化学键合以促进织物相与聚合物基质相之间牢固的粘附。因此，本领域仍存在开发一种改善的方法来实现增强的织物相与聚合物基质相之间更好的粘附的需求。特定的需求存在于橡胶行业中以赋予增强的织物材料与橡胶组合物之间改进的键合。本专利技术回应了此需求。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种用于制备具有减少的酚酯含量的酚类脂肪酸化合物的方法。该方法包括提供包含至少一种不饱和脂肪酸的脂肪酸组合物，且在约90℃到约120℃范围内的温度下使酚类化合物与脂肪酸组合物在酸催化剂存在下反应，以生成酚类脂肪酸化合物。该方法产生具有小于5wt％的酚酯的酚类脂肪酸化合物。本专利技术的另一个方面涉及一种用于化学结合酚类树脂与非酚类聚合物的方法。该方法包括使酚类脂肪酸化合物与非酚类聚合物接触，该非酚类聚合物具有对脂肪酸的羧酸基团是反应性的官能团，从而使非酚类聚合物的羧酸反应性的官能团与酚类脂肪酸化合物的羧酸基团反应，由此将羟苯基官能团附着到非酚类聚合物。该方法还包括使非酚类聚合物的羟苯基官能团与酚类树脂反应或与能够形成酚类树脂的酚类交联剂组合物反应，从而化学结合酚类树脂与非酚类聚合物。本专利技术的另一个方面涉及一种用于化学结合酚类树脂与合成织物材料的方法。该方法包括使酚类脂肪酸化合物与合成织物材料接触以将羟苯基官能团引入到合成织物材料中。该方法进一步包括使包含在合成织物材料中的羟苯基官能团与酚类树脂或能够形成酚类树脂的酚类交联剂组合物反应，从而化学结合酚类树脂与合成织物材料。本专利技术的另一个方面涉及合成织物增强的橡胶组合物。该组合物包括橡胶组合物和合成织物相。合成织物相已经(a)被酚类脂肪酸化合物改性以包含羟苯基官能团，和(b)被酚类树脂涂覆，其中合成织物相和涂覆的酚类树脂通过羟苯基官能团而化学结合。合成织物相用作橡胶组合物的增强材料。本专利技术的另一方面涉及合成织物增强的物品。该物品包括含有酚类树脂的物品和合成织物相。合成织物相被酚类脂肪酸化合物改性以包含羟苯基官能团。合成织物相和物品经由羟苯基官能团化学结合。物品可以是橡胶组合物、电路板基底或玻璃纤维。本专利技术的其他方面、优势和特征被陈述在此说明书中，且部分将会在细阅下文时对本领域技术人员变得明显，或可以通过实施本专利技术而了解。本申请中公开的专利技术并不限于这些方面、优势和特征的任何特定的集合或组合。设想所述的方面、优势和特征的各种组合构成了本申请中公开的专利技术。具体实施方式本专利技术涉及一种用于制备酚类脂肪酸化合物且使用所得到的酚类脂肪酸化合物化学结合酚类树脂与非酚类聚合物(如织物材料)的工艺。在不存在酚类脂肪酸化合物时，非酚类聚合物(如合成织物)通常不会与酚类树脂反应，或仅与酚类树脂进行最低程度的反应。该方法利用酚类脂肪酸化合物的双官能度，即羧酸官能度和羟苯基官能度，以化学结合非酚类聚合物相与酚类树脂相。本专利技术特别用于制备合成织物增强的物品，诸如合成织物增强的橡胶物品、电路板基底或玻璃纤维。制备酚类脂肪酸化合物的工艺本专利技术的一个方面涉及一种用于制备具有减少的酚酯含量的酚类脂肪酸化合物的方法。该方法包括提供包含至少一种不饱和脂肪酸的脂肪酸组合物，且在约90℃到约120℃范围内的温度下使酚类化合物与脂肪酸组合物在酸催化剂存在下反应，以生成酚类脂肪酸化合物。该方法产生具有小于5wt％的酚酯的酚类脂肪酸化合物。酚类化合物可以是一元酚、二元酚或多元酚。合适的一元酚、二元酚或多元酚包括但不限于苯酚；二元酚诸如间苯二酚、邻苯二酚以及对苯二酚；二羟基联苯酚；亚烷基联苯酚诸如4，4’-亚甲基联苯酚(双酚F)和4，4’-异亚丙基联苯酚(双酚A)；三羟基联苯酚；以及硫代联苯酚。一元酚、二元酚或多元酚的苯环可以在邻位、间位和/或对位上被一种或更多种直链、支链或环状C1-C30烷基或卤素(F、Cl或Br)取代。例如，苯环可以被C1-C16烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基取代。苯环上的合适的取代基还包括C1-C30芳烷基、C1-C30链烷酰基以及C1-C30芳酰基。示例性的酚类化合物包括苯酚或间苯二酚；或被一个或更多个甲基取代的苯酚或间苯二酚，诸如甲苯酚、二甲苯酚或甲基间苯二酚。脂肪酸组合物可以来自任何天然油或脂肪，或提供一种或更多种不饱脂肪酸的脂肪酸的加工来源。合适的油包括但不限于各种植物油，诸如豆油、花生油、核桃油、棕榈油、棕榈仁油、麦胚芽油、芝麻油、向日葵油、红花油、油菜籽油(rapeseedoil)、亚麻籽油(linseedoil)、亚麻籽油(flaxseedoil)、菜籽油(colzaoil)、椰子油、玉米油、棉籽油、橄榄油、蓖麻油、亚麻芥油、大麻油、芥末油、萝卜油、盏金花油、米糠油、海蓬子油(salicorniaoil)、油莎草油、桐油及其混合物。合适的脂肪包括但不限于牛肉或羊肉脂肪诸如牛油或羊油；猪肉脂肪诸如猪油；家禽肉脂肪诸如火鸡和/或肌肉脂肪或鸭肉脂肪；和鱼肉脂肪/鱼油。所使用的典型的脂肪酸组合物包括包含大量混合的由例如棉花籽油、豆油、亚麻籽油或妥尔油衍生的不饱和脂肪酸的市售的油或脂肪。脂肪酸组合物可以包括表1中列出的一种或更多种脂肪酸。还可以使用市售的不饱和脂肪酸，诸如十一烯酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸和芥子酸，以及这些酸的异构变化体。示例性的脂肪酸组合物包括油酸、亚油酸、亚麻酸或其混合物。表1.用于制备酚类脂肪酸化合物的合适的不饱和脂肪酸酚类化合物与脂肪酸组合物的反应涉及酚类化合物被不饱和脂肪酸的烷基化，其中反应发生在脂肪酸的双键处且将酚苯环和氢原子加成到脂肪酸中的双键的每一个不饱和碳原子。例如，苯酚硬脂酸化合物可以由油酸与苯酚的反应来制备，且主反应产物是[9，10]-(羟基苯酚)-十八酸)，如方案1所显示的。当不饱和脂肪酸的混合物存在于脂肪酸组合物中时，每一种不饱和脂肪酸可以与酚类化合物反应，由此形成酚类脂肪酸化合物的混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于化学结合酚类树脂与合成织物材料的方法，包括：使酚类脂肪酸化合物与合成织物材料接触，以将羟苯基官能团引入到所述合成织物材料中；和使所述合成织物材料中的所述羟苯基官能团与酚类树脂反应或与能够形成酚类树脂的酚类交联剂组合物反应，从而化学结合所述酚类树脂与所述合成织物材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.14 US 61/953,4621.一种用于化学结合酚类树脂与合成织物材料的方法，包括：使酚类脂肪酸化合物与合成织物材料接触，以将羟苯基官能团引入到所述合成织物材料中；和使所述合成织物材料中的所述羟苯基官能团与酚类树脂反应或与能够形成酚类树脂的酚类交联剂组合物反应，从而化学结合所述酚类树脂与所述合成织物材料。2.如权利要求1所述的方法，其中在不存在所述酚类脂肪酸化合物下，所述合成织物材料不会与所述酚类树脂反应，或与所述酚类树脂进行最低程度的反应。3.如权利要求1所述的方法，其中接触步骤包括：将所述合成织物材料液化成熔融态；以及混合所熔融的合成织物材料和所述酚类脂肪酸化合物。4.如权利要求1所述的方法，其中接触步骤包括使所述合成织物材料的羧酸反应性的官能团与所述酚类脂肪酸化合物的羧酸基团化学反应、使所述酚类脂肪酸化合物物理地分散在所述合成织物材料中或其组合。5.如权利要求1所述的方法，其中所述接触发生在金属基催化剂或酸催化剂存在下，所述金属基催化剂选自由锑基催化剂、锡基催化剂、钛基催化剂以及磷和金属元素的共催化剂，以及其组合组成的组；所述酸催化剂选自由路易斯酸、磺酸、三氟甲磺酸、IIA族、IIB族、IIIA族、IIIB或VIIIA族金属的三氟甲基磺酸盐、三氟甲基磺酸盐的混合物，以及其组合组成的组。6.如权利要求1所述的方法，其中反应步骤包括：将所述合成织物材料浸渍在所述酚类树脂或所述酚类交联剂组合物的水溶液中，由此促进所述酚类树脂与所述合成织物材料的化学结合。7.如权利要求1所述的方法，其中所述羟苯基官能团与所述酚类树脂或所述酚类交联剂组合物的所述反应在选自由氢氧化铵、叔胺、碱金属和碱土金属氧化物和氢氧化物及其组合组成的组的碱性催化剂存在下发生。8.如权利要求1所述的方法，其中所述合成织物材料选自由尼龙、人造丝、聚酯、芳香族聚酰胺、聚砜及其组合组成的组。9.如权利要求1所述的方法，其中所述酚类树脂是一元、二元或多元酚醛树脂，其中所述酚醛树脂的所述一元、二元或多元酚是未取代的或被一个或更多个直链、支链或环状C1-C30烷基取代的。10.如权利要求1所述的方法，其中所述酚类树脂还包括弹性体胶乳。11.如权利要求1所述的方法，其中所述酚类树脂是间苯二酚-甲醛-胶乳溶液。12.如权利要求1所述的方法，其中所述酚类脂肪酸化...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·爱德华·巴纳克，加里·罗比多，L·斯科特·霍华德，真纳罗·巴尔别罗，
申请(专利权)人：SI集团有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US