由杂化树脂组合物制成的气囊涂层制造技术

本发明专利技术公开了特定杂化树脂作为气囊涂层的应用。优选地，本文所述的用于生成这些杂化树脂的聚合物是与丙烯酸酯、乙烯基、聚硅氧烷类及其组合混合在一起的氨基甲酸酯，其中至少一种组分的玻璃化转变温度为２０℃或更低。氨基甲酸酯优选为聚碳酸酯、聚丁二醇、硅基二醇或烯烃基二醇。杂化树脂可在水分散体、溶剂中产生，或者通过将聚合物混合在一起而产生，其中一种聚合物直接溶解在第二种聚合物中形成连续基质。得到的杂化树脂表现出的抗张强度为至少１，０００ｐ．ｓｉ．，断裂伸长率为至少大约２００％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及杂化树脂(hybridresin)组合物作为气囊织物涂层的应 用。杂化树脂组合物形成互穿(interpenetrating)的聚合物网络(IPN)， 使气囊具有所需的特性，如抗张强度和柔软度，同时比可单独使用或 联合使用的其它涂层材料便宜。本文所述的用于形成IPN的聚合物为 聚氨酯，其与丙烯酸酯、乙烯基(vinyls)、聚硅氧垸(silicone)及其 组合混合在一起。本专利技术的杂化树脂涂层可以单独使用或者与其它的 单组分或多组分气囊涂层组合使用，以实现透气性、抗张强度和断裂 伸长率的所需特性。
技术介绍
过去，气囊用一层或多层聚合材料涂布，以增强其性能，例如， 防止不希望发生的气体通过织物渗透，在较小的程度上，保护织物免 受由于接触用于为气囊充气的热气而造成的损坏。早期开发的气囊中 选择的聚合物为聚氯丁二烯。但随后发现，当与热接触时，聚氯丁二 烯倾向于降解并释放出盐酸成分，从而有可能将有害化学物质引入周 围环境中并使织物成分降解。这种降解问题，再加上需要使用更少的 涂层材料以减少成品气囊的折叠尺寸，使得人们几乎普遍使用基于聚 硅氧垸的材料来替代聚氯丁二烯作为气囊涂层。更新的气囊设计，尤其是放置于乘客室侧的气囊设计己经考虑了 气囊在使用中保持压力时间更长的要求。空气保留时间较长以及所用 聚硅氧烷聚合物的涂布水平较低的要求已经开始使如下效应变得很突 出即当缝制接缝处于应力状态下时，天然润滑的聚硅氧烷涂层会使 构成织物的纱线发生移位。这种移位可以导致充气的气体通过移位纱 线形成的孔隙发生泄漏，或者在严重的情况下，可以导致接缝裂开。 由于碰撞事故中气囊必须保持其完整性，以便充分保护驾驶员或乘客， 因此，非常需要有为气囊提供有效的空气保留特性并充分限制纱线移位以使其正常发挥作用的涂层。如上所述，近年来，已经采用了聚硅氧烷涂层来提供这种所需的 渗透性和强度特性。但这些涂层材料(如聚二甲基硅氧垸)的相对成 本相当高，正在寻求更便宜的可替代物。因此，需要在单股纱线之间 提供良好的附着力和坚固的结合力来以实现织物的长期刚度，以防止 在切缘或接缝处发生脱线，同时提供老化稳定性和优异的透气性低的 特性。为了提供成本经济的仅含聚硅氧烷的涂层的功能替代物，已经开 发出多层涂层系统。用于产生这种涂层的材料包括聚合物，例如聚氨 酯、丙烯酸类和类似物，这些聚合物可以单独使用或与聚硅氧烷组合 使用。例如，Veiga等人的美国专利第6,239,046号和第6,641,686号描述了双层气囊涂层的应用，其中织物接触层为粘合性聚氨酯，顶层为弹 性聚硅氧烷。Vdga等人的美国专利第6，734，123号中描述的另一种方 法使用多层聚氨酯作为气囊涂层材料。在该情况下，使用多层粘合性 聚氨酯和弹性聚氨酯实现所需的特性。Veiga的美国专利第6,770,578 号中提供了另一种多层涂层系统，其中将聚氨酯底涂层涂布在气囊织 物上，然后涂上一层或多层聚合物膜。这些聚合物膜由聚氨酯、聚酰 胺或聚烯烃形成。但这些文献均没有教导使用杂化树脂作为气囊涂层。产生多组分气囊涂层的其它努力集中于将聚硅氧烷与不同的聚合 物混合在同 一聚合物网络中。均授予Parker的美国专利第6,348,543号； 第6,468,929号；和第6,545,092号描述了由与含乙烯的共聚物(如乙 烯丙烯酸甲酯或乙烯乙酸乙烯酯)交联或混合的含乙烯基的聚硅氧烷 制成的气囊涂层的制造。在Parker的美国专利第6,846,004号中所述的 另外的方法中，聚硅氧垸聚合物与乙烯和至少一种极性单体的共聚物 在挥发性溶剂和任选的固化催化剂的存在下混合。Parker的美国专利申 请公开号第2005-0100692中描述了另一种方法，其包括用含乙烯基聚 硅氧烷和具有聚硅氧烷和非聚硅氧烷取代基的共聚物的交联反应产物 对气囊织物进行涂层，上述产物可以有或没有Si-H端基。这些系统的一个问题是所选择的聚合物很难形成均一的混合物。 而且，聚合物的简单混合不会引起分子的"交错"，这正是目前所需IPN的特性，因为大多数聚合物树脂彼此不相容。当不同的树脂简单地混合在一起时，它们趋向于形成邻接、但分离的微区(domain)。最常见 的是，这些聚合物在与另一种聚合物结合之前已经分别发生了聚合。 每种树脂成分在混合物中形成其自身的微区，产生物理性质(如熔点 或闪点温度)的涂层区域。当作为整体考虑时，混料通常表现的性质 是各个树脂的本体特性均衡的结果。两种不同树脂微区之间的界面是 混料的弱点，可以导致树脂混料的机械性能差、且长期稳定性差。为了克服聚合物简单混料的这些问题，己经开发出混杂聚合物树 脂。混杂聚合物树脂是至少两种不同的聚合物树脂的混合物，其结合 方式是形成互穿的聚合物网络(IPN)。这种互穿网络由两种树脂材料 在分子水平上的相互联锁产生，从而提供了与不形成IPN结构而制成 的相应的简单混料相比更好的特性(如磨损性和韧性)。这些杂化树脂 经常包括物理或化学性质不同的树脂，这些性质例如当杂化树脂用作 纺织品基质涂层时所需的阻燃性。IPN可以使用许多不同的方法产生。它们可以如下形成将一种单 体溶解在另一种聚合物树脂中，然后使单体在其它聚合物基质中聚合。 IPN也可以通过两种或更多不同单体的紧密混合物的连续聚合或同时 聚合而制成。还可以将两种预聚物混合，形成紧密混合物，并对预聚 物进行后聚合，使得最终聚合物形成IPN结构。最后，可以将两种聚 合物在熔融状态下或在溶液中混合在一起，形成紧密混合物，随后使 至少一种聚合物交联。
技术实现思路
本专利技术涉及特定杂化树脂作为气囊涂层的应用。优选地，如本文 所述，用于生成这些杂化树脂的聚合物是与丙烯酸酯、乙烯基、聚硅 氧垸及其组合混合在一起的氨基甲酸酯，其中至少一种组分的玻璃化 转变温度为2(TC或更低。氨基甲酸酯的类型优选为聚碳酸酯、聚丁二 醇(polytetramethyleneglycol)、硅基二醇、或烯烃基二醇。杂化树脂可 以在水性分散体中产生，可以在溶剂中产生，或者通过将聚合物混合 在一起产生，其中一种树脂直接溶解在另一种树脂中，形成连续基体。 得到的杂化树脂表现出至少1,000 p.si.的抗张强度、和至少约200%的断裂伸长率。具体实施方式如上所述，互穿聚合物网络通常在反应容器中在水分散体中形成。IPN也可以在织物上原位形成，尽管该方法由于单体成分的挥发性以及 难以在连续网络制造工艺中除氧而不太优选。氨基甲酸酯/丙烯酸酯杂化树脂在第一个实施方式中，氨基甲酸酯与丙烯酸酯结合形成互穿聚合 物网络，从而形成杂化体。杂化树脂的氨基甲酸酯组分提供很高的抗 张强度和韧性，优选具有至少1000p.s.i的抗张强度。通常比氨基甲酸 酯组分便宜的丙烯酸酯成分为杂化树脂提供柔软度和老化稳定性。通 过由高强度氨基甲酸酯和低成本的软性丙烯酸酯形成这种杂化树脂， 从而产生气囊涂层，就气囊柔性、老化稳定性和气体压力保留方面而 言，其表现出性能优于单个使用的各个成分或两种成分的非杂化简单 混合物。进一步，这种性能的增加可以在很低的涂层重量下实现(对 应着生产成本降低)。为了产生上文提及的所需的高强度聚氨酯，需要选择合适的起始 原料(多元醇、异氰酸酯和增链剂)、摩尔比(特别是多元醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气囊织物，其包括织物基质和涂布在所述织物基质的至少一面上的聚合物涂层，其中所述聚合物涂层包括下列组分的杂化树脂混合物：　　　　（ｉ）第一组分，所述第一组分是包括至少一种选自聚丁二醇、聚碳酸酯、硅基二醇和烯烃基二醇的多元醇链段的氨基甲酸酯；和　　　　（ｉｉ）第二组分，所述第二组分选自聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯基聚合物、聚硅氧烷及其组合；　　　　其中所述聚合物涂层的特征在于其抗张强度为至少１０００ｐ．ｓ．ｉ．，其中至少一种组分的特征在于其玻璃化转变温度为大约２０℃或更低。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R凯沙瓦拉吉，S李，
申请(专利权)人：美利肯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]