免底涂双组分聚氨酯粘合剂制造技术

一种将粘合剂涂覆到弹性体上的方法，包括将双组分粘合剂制剂涂覆到弹性体上。该粘合剂具有组分A和组分B，组分A至少包括：多元醇、粘合促进剂、扩链剂、催化剂、除水剂；组分B包括：聚氨酯预聚物、粘合促进剂和增塑剂。使双组分粘合剂制剂固化以形成粘合剂。与现有技术相比，无需进行底涂处理或表面活化便实现与弹性体的高强度粘合。弹性体与所得粘合剂形成的制品的强度足以使弹性体发生表面剥落。提供了一种试剂盒以便在不对弹性体进行底涂处理的情况下修复弹性体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】免底涂双组分聚氨酯粘合剂相关申请案的交叉引用本申请是非临时申请，要求于2015年4月24日提交的美国临时申请序号62/152,031与于2016年2月25日提交的美国非临时申请序号15/053,333的优先权益；这些文献的内容通过引用并入本文中。
本专利技术概括地涉及聚氨酯粘合剂，具体地涉及免底涂、不含溶剂且非常适合于橡胶粘合的粘合剂，特别是在传送机和传送带的情况下。
技术介绍
热塑性橡胶比较便宜，广泛用于对耐磨性要求很高的行业。在垫圈应用，以及在大量的应用诸如鞋类、粘合剂制造、模压或挤压成型制品中，黑色丁苯橡胶(SBR)片被用作传送带、带式雨刮器，也用于密封条，普通的建筑安装垫。然而，由于这种橡胶的非极性属性并且确实是弹性体类材料，所以难以在弹性体之间实现粘合。由于硫化橡胶中的低分子量成分倾向于迁移到橡胶表面，限制了与粘合剂的相互作用，所以硫化橡胶特别难以粘合。聚氨酯(PU)粘合剂和密封剂多年来在许多工业应用中起着重要作用，因为它们具有诸如高硬度、高模量、机械性能优异等有益性能。然而，美国在1990年通过了CleanAirActAmendments(清洁空气法修正案)及类似的法规，对接触许多化学品进行了限制，其中也包括PU有关的成分。然而，由于粘合困难且对任何这种粘合的伸展率有要求，采用PU粘合剂粘合弹性体基材仍然具有挑战性。因此，本领域常规技术是采用表面处理以有效地将粘合剂与弹性体粘合在一起。通常，表面处理通过硫酸刻蚀或通过涂底涂剂(诸如美国专利第4,485,135或4,485,136号中所述的那些底涂剂)来完成。用于诸如SBR(苯乙烯-丁二烯橡胶)等上的普遍接受的底涂剂是2％的1,3-二氯-5,5-二甲基乙内酰脲的甲基氯溶液。已经证明表面处理适合于提高非极性合成橡胶的粘合性和可润湿性。通过改变橡胶组成，或通过使用化学试剂(卤化、环化等)对橡胶表面进行表面改性，或使用高能辐射(例如用电子束轰击表面或γ辐射)来增加橡胶表面上单位面积的表面粘合位置的数量，可以提高橡胶的粘合性。虽然这些高成本的表面改性很容易集成到新产品的生产中，但是依靠这种解决方案或辐射难以可靠地进行现场修复，并延长了修复的持续时间。此外，许多溶剂是有毒的，而且在某些领域(例如食品或制药生产厂)可能是禁用的。表面活化的另一个限制是在表面能回到预处理水平之前，这种活性的持续时间有限。用于粘合橡胶表面的市售粘合剂，由于需要底涂剂或预润湿步骤来实现粘合、包含有机溶剂、与橡胶相比对硫化橡胶粘合强度低而导致快速粘合失效，因而遭受有限的认可。现有粘合剂依赖于底涂剂以确保良好的粘附给表面明显凹凸不平的基材带来很大问题，因为粘合剂不能均匀地填充空隙。类似地，刚性基材往往有粘合孔隙，这削弱了粘结结合的强度。因此，仍需要一种用于粘合非极性弹性体表面的粘合剂，其表现出优异的粘合性，而无需借助改变表面能的底涂剂或其他表面处理。此外，还需要这种粘合剂适合于在不借助溶剂的情况下应用，因为溶剂倾向于引起健康问题并降低粘合性能。
技术实现思路
一种将粘合剂涂覆到弹性体上的方法，包括将双组分粘合剂制剂涂覆到弹性体上。该粘合剂具有组分A和组分B，所述组分A至少包括多元醇、粘合促进剂、扩链剂、催化剂和除水剂；所述组分B至少包括聚氨酯预聚物和增塑剂。使双组分粘合剂制剂固化以形成粘合剂。与现有技术相比，无需进行底涂处理或表面活化，就可以实现与弹性体的高强度粘合。弹性体与所得粘合剂形成的制品的强度足以使弹性体发生表面剥落。提供了一种在不对弹性体涂抹底涂剂的情况下修复弹性体的试剂盒。具体实施方式本专利技术的实用性在于：一种用于粘合弹性体基材的免底涂且无溶剂(在一些实施例中)的双组分聚氨酯粘合剂。示例性弹性体基材是传送带。用本专利技术粘合剂粘合到弹性体上所得到的弹性体还代表一种新制品。由于本专利技术不需要底涂剂，也不需要溶剂，所以极大地便于现场应用来修复传送带和其它弹性体材料。本文还详细描述了一种形成这种粘合剂的方法及其用于形成粘合的用途。还提供了一种修补试剂盒，其特别适合在无需进行底涂处理或表面活化的情况下修复弹性体制品。本专利技术具有许多应用，例如包括对基于橡胶的制品中的撕裂或磨损点的现场修复。举例来说，修复传送带撕裂或磨损点会大大延长此类制品的使用寿命，同时限制该制品的停用时间以及对备用制品库存的需要。用本专利技术粘合剂连接的弹性体包括天然和合成橡胶，以及纤维或颗粒增强的橡胶制品，例如轮胎、软管、传送带、传动带、张紧带、雪地机动车胎面和其他车辆胎面。用本专利技术粘合剂粘合的弹性体，例如包括丁基橡胶(异戊二烯和异丁烯的共聚物、IIR)、氯化丁基橡胶(CIIR)、溴化丁基橡胶(BIIR)、氯丁二烯橡胶(CR)、天然(NR)和合成(IR)来源的异戊二烯、丁二烯橡胶(BR)、丁腈橡胶(丁二烯和丙烯腈的共聚物、NBR)、SBR(苯乙烯-丁二烯橡胶)、氯醇橡胶(ECO)、聚丙烯酸橡胶(ACM)、硅酮橡胶(SI)、氟硅酮橡胶(FVMQ)、氯磺化聚乙烯(CSM)和乙烯醋酸乙烯酯(EVA)。虽然对本专利技术进一步就粘合磨损的SBR输送带部件进行了说明，但是在若干上述其它弹性体中也观察到类似的性能，所述其它弹性体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性橡胶(SBS)(在鞋类工业中通常用作鞋底材料)、超高分子量橡胶、高耐热橡胶等。如本文所使用的，术语“弹性体”和“橡胶”可互换使用。如本文所使用的，分子量是通过凝胶渗透色谱法(GPC，也称为SEC)测定的聚合物的重均分子量。此方法是本领域技术人员已知的。本专利技术包括用于粘合热塑性弹性体制品的双组分粘合剂制剂。本专利技术的制剂易于制备，具有从60分钟到6小时的功能性固化时间，而本专利技术的其它制剂具有从80分钟到180分钟的功能性固化时间。本专利技术的制剂在-20℃至50℃的宽温度范围内具有热稳定性。如本文所使用的，功能性固化时间的定义是对粘合剂进行光操作以达到足够强度耗费的时间。与用于粘合热塑性橡胶的商售和常用的粘合剂相比，所得的粘合剂表现出优异的机械性能和粘合性能，在一些实施例中，其粘合强度引起弹性体表面失效而非粘合剂脱层。此外，本专利技术的粘合剂制剂在不同的湿度水平下固化，从非常干燥到几乎90％潮湿气候条件(包括相对湿度为50％的环境温度)下固化，由此促进对弹性体的现场修复。本专利技术双组分聚氨酯粘合剂的特征包括：在25℃下保质期为9-10个月，不含溶剂的实施例，而且还对除弹性体之外的基材(例如包括织物和木材)有粘合性。如本文所使用的，热稳定性的定义是当在特定温度下存储相当长的时间时，本专利技术粘合剂在性能方面表现出恒定性的能力。通常，这个试验用于确定配制材料的保质期。已经发现：本专利技术粘合剂的单独的组分在60℃下保持稳定5天，这预示本专利技术的粘合剂制剂在标准温度和压力(STP)条件下将保持稳定至少9-10个月。考虑到密封剂的长期性能，这个试验很重要。应当理解的是，在提供值的范围的情况下，该范围旨在不仅包括范围的端点值，还包括明确包括在该范围内的以及以该范围的最后一个有效数字变化的中间值。举例来说，从1至4的列举范围旨在包括1-2、1-3、2-4、3-4和1-4。以一种双组分制剂提供本专利技术制剂。以下根据表1中的重量百分数详细描述本专利技术制剂。表1用于本专利技术粘合剂的成分，以每组分重量百分比提供其含量。组分-A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将粘合剂涂覆到弹性体上的方法，包括：将双组分粘合剂制剂涂覆到所述弹性体上，所述双组分粘合剂制剂具有组分A和组分B，所述组分A包括：多元醇、粘合促进剂、扩链剂、催化剂、除水剂；所述组分B包括：聚氨酯预聚物、粘合促进剂和增塑剂；和使所述双组分粘合剂制剂固化以形成所述粘合剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.24 US 62/152,031;2016.02.25 US 15/053,3331.一种将粘合剂涂覆到弹性体上的方法，包括：将双组分粘合剂制剂涂覆到所述弹性体上，所述双组分粘合剂制剂具有组分A和组分B，所述组分A包括：多元醇、粘合促进剂、扩链剂、催化剂、除水剂；所述组分B包括：聚氨酯预聚物、粘合促进剂和增塑剂；和使所述双组分粘合剂制剂固化以形成所述粘合剂。2.如权利要求1所述的方法，其中所述多元醇占所述组分A的20-98.8％。3.如权利要求1所述的方法，其中所述聚氨酯预聚物占所述组分B的5-99％。4.如权利要求3所述的方法，其中所述聚氨酯预聚物的重均分子量为250-30,000原子质量单位。5.如权利要求1所述的方法，其中对所述双组分粘合剂制剂在所述涂覆前进行预混。6.如权利要求1所述的方法，其中所述涂覆之前不对所述弹性体进行底涂处理。7.如权利要求1所述的方法，其中所述涂覆之前不对所述弹性体进行表面活化。8.如权利要求1所述的方法，还包括：使基材在所述固化之前与所述双组分粘合剂同时接触，以便通过所述粘合剂在所述弹性体与所述基材之间形成粘合。9.如权利要求1所述的方法，其中所述弹性体是苯乙烯丁二烯橡胶。10.如权利要求1所述的方法，其中所述弹性体和所述基材各自独立地为以下各项的其中之一：由丁基橡胶(异戊二烯和异丁烯的共聚物，IIR)制成的乙烯-丙烯三元聚合物、氯化丁基橡胶(CIIR)、溴化丁基橡胶(...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫娜·库尔卡尼，纳格什·赤塔那维斯，图莎·桑塔克，苏博德·德什潘德，伊曼·齐纳特，戴夫·邦加妮，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US