向金属组合物施涂硅烷涂料的方法技术

使用油浴将有机功能硅烷施涂于金属表面。将金属浸入包含约２％的硅烷的油浴中。在优选的实施方案中，所述金属是轮胎帘线（１２）。硅烷可以是水解的或未水解的。水解的硅烷可以与水分散性树脂组合。当使用本方法用硅烷涂覆轮胎帘线（１２）时，可以使轮胎的组合物中包含较少量硫并且不含钴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请与临时申请60/715,424有关，其公开在此引入作为参考。技术背景出于一些目的(包括防腐蚀和促进附着)，将硅烷施涂于金属表面。 举例来说，为了能正常工作，钢轮胎帘线必须附着于橡胶。钢与橡胶结 合不佳。为了提高附着力，用黄铜层包覆钢轮胎帘线。在硫化过程中， 橡胶与黄铜形成化学键。只有用需要有较高硫含量(大于4phr)的硫化 橡胶以及某些促进剂以及氧化锌才能形成该橡胶/黄铜化学键，所述促进 剂即有延迟作用的磺酰胺和以环垸酸钴形式存在的钴，其用于实现合适 的固化和良好的附着。钴提高了橡胶/黄铜结合的稳定性。然而，由于在 存在氧气的情况下在升高的温度下促进硫化还原(reversion)，因此其对橡 胶网络的稳定性还具有副作用。为了实现令人满意的轮胎帘线与橡胶的 结合，认为必须增加硫和钴。已经提出了用多种硅烷组合物处理轮胎帘线以提高附着力。这已在 例如van Ooij美国专利6，416，869、美国专利6,756,079和美国专利 6,919,469中公开。这些专利中公开的方法存在许多问题。 一个首要的问 题是有效地将硅烷施涂在轮胎帘线上。这些施涂方法中的一些方法要求 将硅垸烘烤至轮胎帘线上以实现充分的附着。硅烷涂料还被施涂至其他形式的金属上。这些硅垸涂料可以以水溶 液、或悬浮液、或溶解在挥发性溶剂中的形式施涂。
技术实现思路
本专利技术的前提是通过将金属穿过包含低百分含量的硅烷的油浴，可 以用硅垸涂料涂覆例如轮胎帘线的金属这一认识。用空气抹拭(air wipe)或其他相似的装置简单地去除过量的材料。对于涂覆轮胎帘线来说，由 于轮胎帘线在加工过程中通常必须通过油浴，因此这种做法是有利的。可以使用任何有机功能硅垸。已知这种硅烷能提高附着力并防止腐 蚀。对于轮胎帘线来说，硅垸可以是提高橡胶/金属附着力的任何有机硅 垸。这些有机硅垸可以包括例如乙烯基硅垸、氨基硅垸、聚硫化物硅垸(polysulfide silane)，以及有机硅烷的混合物。对于硫磺硫化橡胶系统 (sulflir cured rubber system)来说，硅烷将是氨基硅烷和聚硫化物硅烷 的混合物。而这使得橡胶组合物，特别是胶清橡胶组合物，含有更少量的硫并 且不含钴或者氧化锌，由此提高了成形轮胎的性能特性，如热老化。这 也显著地降低了橡胶组合物的成本。此方法可以用于涂覆任何类型的金属，包括黄铜、铝、钢和镀锌金属。本专利技术的目的和优点将根据下列的详细描述和附图得到了解。 附图说明图例是用于涂覆轮胎帘线的装置的部分地剖开的示意图。具体实施方式根据本专利技术，利用包含硅烷的油浴，用有机功能硅烷涂覆金属。所 述有机硅烷可以是任何有机硅垸。其可以被加入以提供抗腐蚀性或者用 作附着力促进剂(adhesionpromoter),特别是金属-橡胶附着力促进剂。 在优选的实施方案中，金属是金属丝，特别是钢或黄铜包覆的钢轮胎帘 线。橡胶可以是任何纳入金属的橡胶，如轮胎和传送带。这些应用中使用的典型的有机功能硅垸包括乙烯基硅垸、氨基硅烷 和聚硫化物硅垸，及其混合物。美国专利6,416,869、美国专利6,756,079、 PCT申请WO2004/009717、未决申请U.S. 2005/0058843和美国专利 6,919,469中公开了这种硅烷，其公开在此引入作为参考。一种优选的用于硫磺硫化橡胶系统的硅烷涂料组合物是双甲硅垸基氨基硅烷和双甲硅烷基聚硫硅垸的混合物，其中双甲硅垸基氨基硅垸和双甲硅烷基聚硫硅烷的重量比为约1:10至约10:1，优选为1:3。可以用于本专利技术的优选的双甲硅烷基氨基硅烷有两个三取代的甲硅 垸基，其中取代基团独立地选自烷氧基、芳氧基和酰氧基。因此，这些 双甲硅烷基氨基硅垸具有以下通式<formula>formula see original document page 6</formula>其中，每个W选自CrC24烷基(优选d-C6垸基)和CVC24酰基(优选C2-Q酰基)。每个W可以相同或不同，然而，在水解的硅烷溶液中，至 少部分(优选全部或基本上全部)W基被氢原子取代。优选地，每个R1 独立地选自乙基、甲基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁 基和乙酰基。氨基硅烷中的每个R2可以是取代的或未取代的脂肪基或取代的或未取 代的芳基，每个W可以相同或不同。优选地，每个W选自d-Cu)亚烷 基、C,-do亚烯基、亚芳基和垸基亚芳基(alkylarylene)。更优选地，每个 W是CrCu)亚烷基(特别是亚丙基)。 X可以是<formula>formula see original document page 6</formula>其中，每个RS可以是氢原子、取代的或未取代的脂肪基或取代的或未取 代的芳基，每个W可以相同或不同。优选地，每个I^选自氢、d-C6烷 基和CrC6烯基。更优选地，每个W是氢原子。最后，氨基硅垸中的W可以是取代的或未取代的脂肪基或取代的或 未取代的芳基。优选地，R"选自d-Cu)亚垸基、d-Cn)亚烯基、亚芳基 和垸基亚芳基。更优选地，W是d-Cn)亚垸基(特别是亚乙基)。可以用于本专利技术的示例性的优选的双甲硅烷基氨基硅烷包括双(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺(由GE Silicones出售，商标名为Silquest A-1170)和双(三甲氧基甲硅烷基丙基)乙二胺。可以用于本专利技术的优选的双甲硅烷基聚硫硅烷包括<formula>formula see original document page 7</formula>其中，每个R'如前所述。在本专利技术的水解的硅垸溶液中，至少部分(优 选全部或基本上全部)W基团被氢原子代替。Z是-Q-Sx-Q-，其中，每个 Q是脂肪基(饱和或不饱和)或芳基，x是2-10的整数。所述双官能团 聚硫硅烷中的Q可以相同或不同。在优选的实施方案中，每个Q独立地 选自Q-(V烷基(直链或支链)、d-Q烯基(直链或支链)、被一个或多 个氨基取代的CrQ烷基、被一个或多个氨基取代的C,-CV烯基、苄基和 被d-(V烷基取代的苄基。特别优选的双甲硅垸基聚硫硅烷包括具有2-10个硫原子的双(三乙 氧基甲硅垸基丙基)硫化物。这种化合物具有下列化学式<formula>formula see original document page 7</formula>其中，x是2-10的整数。 一种特别优选的化合物为双(三乙氧基甲硅垸基 丙基)四硫化物(亦称作双(三乙氧基甲硅垸基丙基)硫烷或"TESPT")。 然而，TESPT的可商购的形式(如得自GE Silicones的Silquest A-1289) 实际上是具有2-10个硫原子的双(三乙氧基甲硅烷基丙基)硫化物的混合 物。换言之，这些TESPT的可商购的形式具有S3和S4硫化物占绝大多 数的硫化物链长的分布。硅垸可以是水解的或未水解的，可以与水性树脂分散系组合使用。典型地，当与树脂分散系组合时以及当直接加入如下所述的油浴时，硅 烷是未水解的。然而通过暴露于空气，硅垸趋向于水解。对于在本专利技术中的应用而言，可以使用多种水分散性树脂，所述树 脂包括环氧树脂、酚醛清漆树本文档来自技高网...

【技术保护点】
将硅烷涂料施涂至金属基体上的方法，所述方法包括将所述金属基体与油混合物接触，所述油混合物包含油和有机功能硅烷的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C史密斯，M索伦森，WJ范欧伊吉，R努卡拉，K威廉斯，
申请(专利权)人：辛辛那提大学，阿罗米特科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]