一种橡胶制品纤维骨架材料浸胶用的封闭异氰酸酯粘合剂及其组合物和制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种橡胶制品纤维骨架材料浸胶用的封闭异氰酸酯粘合剂及其组合物和制备方法及用途，属于封闭异氰酸酯粘合剂及其制备方法的技术领域。该封闭异氰酸酯粘合剂当用水稀释到固体重量含量为3%时，其粒子形状为圆球形；90%的上述粒子直径为小于2μm，平均粒子直径小于1.5μm。制备方法为：异氰酸酯单体在有机溶剂中与共聚物反应，之后与封闭剂化合物一起进行聚合封闭反应，反应结束后乳化成均匀乳液，再去除有机溶剂，加水调节产品浓度，得到粘合剂水分散液产品。本发明专利技术的乳液中固体粒子为圆球形，结构稳定，粒径分布更窄，粒径小，使得在纤维织物表面分布更为均匀，在具体应用时几乎没有沉淀，可降低使用量20%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种封闭异氰酸酯粘合剂及其制备方法的
，更具体地说，涉及一种橡胶制品纤维骨架材料浸胶用的封闭异氰酸酯粘合剂及其组合物和制备方法及用途。
技术介绍
在橡胶制品如轮胎、胶带的生产中，各种纤维骨架材料用来增强橡胶制品的强度。通常，这些纤维材料要经过表面浸胶处理以提高其与橡胶之间的粘合强度。聚酰胺(尼龙)纤维只需要通过间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)体系一浴法处理即可获得理想的粘合效果。然而聚酯纤维材料通常需要经过在间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)体系再附加氯酚树脂或封闭异氰酸酯进行一浴法或二浴法处理。一浴法通常使用氯酚或封闭异氰酸酯与RFL的混合物进行浸胶处理；而要获得更好的粘合效果，通常要是用二浴法浸胶第一浴使用封闭异氰酸酯和水溶性环氧的组合物进行预处理，第二浴再使用RFL处理。上述封闭异氰酸酯目前生产中普遍使用的是己内酰胺封闭的MDI(CAS54112-23-1)，通常的制作工艺是将化合物结晶粉末在表面活性剂的存在下分散于水中，经过机械研磨制成水分散液的形式提供，例如马鞍山科英合成材料有限公司的CBI系列，瑞士 EMS的grilbond IL6。这种粘合剂组合物目前在聚酯骨架材料的浸胶生产中普遍使用，并确获得了公认的稳定的粘合水平。然而，机械粉碎方式固有的缺点是微粒粒径分布宽，形状不规则，不规则的粒子形状和大小不利于均匀的分布于粘合表面，这些导致了在使用过程中比较容易形成沉淀和凝聚，沉淀会降低有效成分的利用率，凝聚物会粘附污染浸胶设备，缩短清洁周期。
技术实现思路
I.专利技术要解决的技术问题 针对现有的封闭异氰酸酯粘合剂粒径分布宽，形状不规则，在使用过程中容易形成沉淀和凝聚，导致有效成分的利用率低的不足，本专利技术提供了一种橡胶制品纤维骨架材料浸胶用的封闭异氰酸酯粘合剂及其组合物和制备方法，由于采用了一种新的乳化制备方法，通过可控的低聚反应，可得到一种全新的封闭异氰酸酯粘合剂，该粘合剂用水稀释到固体重量含量为3%时，其粒子形状为圆球形。2.技术方案 为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为 本专利技术的一种橡胶制品纤维骨架材料浸胶用的封闭异氰酸酯粘合剂，该封闭异氰酸酯粘合剂当用水稀释到固体重量含量为3%时，其粒子形状为圆球形。更进一步地,90%的所述粒子直径小于2 μ m,平均粒子直径小于1.5 μ m。更进一步地，所述封闭异氰酸酯粘合剂的红外光谱图中，在1410-1420(3!^1区间处具有特征吸收峰。本专利技术的一种含有上述的封闭异氰酸酯粘合剂的组合物，该组合物，当用水稀释到固体重量含量为3%时，其中含有圆球形的粒子；其组合物组分包括上述的重量百分比含量为10%以上的封闭异氰酸酯粘合剂，还包括其他封闭异氰酸酯粘合剂、环氧树脂、酚醛树月旨、合成胶乳、天然胶乳、丙烯酸酯共聚胶乳、乙酸乙烯酯乳液、聚苯乙烯乳液中的一种或一种以上。本专利技术的一种橡胶制品纤维骨架材料浸胶用的封闭异氰酸酯粘合剂的制备方法，其步骤为 (1)低聚物结构反应将异氰酸酯单体在有机溶剂中与共聚物混合，其中共聚物的重量为异氰酸酯单体重量的O. 01-2倍，该共聚物为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚四氢呋喃、羟基酸或其盐、氨基酸或其盐、聚酯、聚酰胺中的一种或一种以上的混合物及其共聚产生的物质； (2)封闭反应步骤(I)结束后,加入封闭剂进行聚合封闭反应,其中加入的封闭剂的物质的量为异氰酸酯单体中异氰酸根当量的O. 5-2倍，待游离异氰酸根重量百分比含量低于1%时，聚合封闭反应结束； (3)乳化步骤(2)结束后，加入乳化剂和去离子水并进行搅拌，其中，乳化剂的重量为步骤(2)反应产物总重量的0-50%，去离子水的加入量根据最终要达成的产品浓度计算加入；本步骤中，如果步骤(I)中加入的共聚物提供足够的亲水性时，本步骤可不添加新的乳化剂，采用步骤(I)中加入的物质作为反应性乳化剂使用，如二羟甲基丙酸、聚乙二醇。(4)去除溶剂将步骤(3)的乳液减压抽真空，蒸馏脱除有机溶剂，或者升温蒸发去除有机溶剂，即得到橡胶制品纤维骨架材料浸胶用的封闭异氰酸酯粘合剂。本步骤去除有机溶剂，是为了去除产品的气味，并不影响最终产品的使用性能，所以应该尽可能的去除有机溶剂。更进一步地，步骤(4 )之后，加水调节粘合剂浓度，得到粘合剂水分散液产品，其中固体含量为1%_70%，或者将上述的乳液通过干燥，加工成粉末状的粉体形态粘合剂。更进一步地，步骤(I)中所述的有机溶剂为不与异氰酸酯单体反应的有机溶剂，该有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、环己烷、代烃、溶剂油、二甲基甲酰胺、醚类、丁酮、丙酮中的一种或一种以上物质的混合物；步骤(I)中所述的异氰酸酯单体为粗MDI、二苯基甲烷二异氰酸酯、TDI或其二聚体、HDI、NDI或IPDI的一种或一种以上物质的混合物。更进一步地，步骤(2)中的封闭剂为内酰胺类、酚类或肟类中的一种或一种以上物质的混合物；步骤(3)中乳化剂为非离子或阴离子表面活性剂或其混合物。本专利技术的乳化剂为有机磺酸盐类、有机羧酸盐类、或聚氧乙烯醚类。更进一步地，步骤(I)中添加催化剂，该催化剂为碱性催化剂化合物、有机金属化合物或有机膦化合物，其加入的重量小于异氰酸酯单体重量的O. 2倍。本专利技术所述的制备方法，选用或不选用催化剂均可以实现，如有必要使用催化剂，可使用本领域技术人员熟知的催化剂，例如碱性催化剂化合物有机胺、无机碱；有机金属化合物有机锡、醋酸锌；有机膦化合物芳基膦等。本专利技术的一种上述的封闭异氰酸酯粘合剂的用途，在橡胶制品用骨架材料聚酯纤维及其织物的浸胶处理中，作为添加剂加入到RFL中进行一浴法处理，或者作为二浴法中第一浴预处理胶液的成分之一。3.有益效果 采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果 (1)本专利技术中的封闭异氰酸酯粘合剂，其低聚物的存在降低了产物的结晶性，本专利技术封闭异氰酸酯粘合剂在适当的表面活性剂体系下可以直接分散成均匀稳定的乳液，和传统机械研磨制得的相比，乳液中固体粒子为圆球形，结构稳定，粒径分布更窄，粒径小，使得在纤维织物表面分布更为均匀，表现出更优秀的粘合剥离表面，有效改善剥离露白瑕疵，在具体 应用时几乎没有沉淀，使得可降低使用量20% ； (2)由于异氰酸酯单体自身的低聚物在较高温度下可以离解成原来的单体，因此也可看成是一种封闭结构，由于该封闭结构不需要封闭剂参与，同等分量下会离解出更多的异氰酸酯，有效利使用率会比传统产品更高； (3)浸胶生产过程中对设备的粘附污染大大减轻，可延长设备清洁周期，提高了设备利用率。附图说明图1-1为对比例a中粘合剂CBI-LF的粒径分布 图1-2为对比例b中产品gri lbond IL6的粒径分布 图1-3为对比例a中粘合剂CBI-LF的红外光谱 图1-4为对比例b中产品grilbond IL6的红外光谱 图1-5为对比例a中粘合剂CBI-LF的显微镜照片； 图1-6为对比例b中产品grilbond IL6的显微镜照片； 图2为实施例I中粘合剂的红外光谱 图3为实施例2中粘合剂的红外光谱 图4为实施例3中粘合剂的红外光谱 图5为实施例4中粘合剂的红外光谱 图6为实施例5中粘合剂的红外光谱 图7为实施例15中粘合剂的红外光谱 图8为实施例16中粘合剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江志平，
申请(专利权)人：马鞍山科英合成材料有限公司，
类型：发明
国别省市：