專利名稱：用于基底表面上生橡膠或橡膠的增粘劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有壓延性和噴射性的生橡膠懸浮體，該懸浮體適合用作粘結橡膠和各種基底如金屬或橡膠的增粘劑，例如用于裝置和容器的涂膠(帶有橡膠涂面的涂層)，并具有更好的性質。
各種基質的許多化學裝置或貯存容器必須進行涂膠。由此再進行例如防腐保護或密封處理。對于許多工業(yè)和類似的應用，將橡膠工件或其他的橡膠部件與其他部件或工件粘結在一起也是必須的，由此形成例如所謂的壓制物品和模制品。所述橡膠材料可以是基于天然橡膠或合成橡膠的有機物品。根據(jù)需要，必須將熱彈性體或彈性體、硬橡膠和軟橡膠與基底、工件或襯底粘結在一起。后者可由鋼(例如精煉鋼)組成；但也可根據(jù)需要將其他金屬或類似材料如玻璃纖維增強塑料、混凝土、墻體等與橡膠工件或橡膠部件粘結在一起或者進行涂膠。
為對基底或襯底進行涂膠，通常首先要進行化學或機械預處理，例如對金屬進行脫脂和/或輻射或者對塑料表面進行磨光(Entschlichten)。然后通常根據(jù)襯底快速或延遲涂敷第一粘合劑層，該粘合劑層通常稱為“底漆”。該底漆層除具有例如使金屬表面具有耐腐蝕性的作用外，通常還能夠活化襯底的粘結性。大多數(shù)情況下是接著涂敷第二粘合劑層，該粘合劑層可改善對將要施加的橡膠的粘結性質。該第二涂層通常稱為增粘劑(覆蓋粘合劑)。該涂層有時可噴涂，但例如如果基底表面的性質不適合于噴涂或者由于該工件的幾何形狀不允許進行噴涂時，則通常必須進行涂敷。但涂敷涂層是非常費力的，使其成本成為主要的因素。
在底漆和增粘劑涂層后，通常希望涂敷一層或多層粘合劑，由此在襯底上疊放用于涂膠的生橡膠片，該生橡膠片有時可涂敷粘合劑層。然后如果需要的話，總的涂層進行硫化反應，以得到經(jīng)硫化的涂膠層。該硫化反應也可通過自動硫化反應來進行。
這也類似地適用于將生橡膠粘結在壓制制品以及類似的工件和部件的基底上。在此也可將生橡膠部件與該生橡膠將要粘結的部件進行相應的預處理，然后例如在壓力下粘結在一起，并將該生橡膠硫化為橡膠。但在此通常可省略掉涂膠時所必須的涂敷其他粘合劑層。
由于待與橡膠粘結在一起的基底與待施用的生橡膠的不同性，增粘劑所必須面對的物理條件也是不同的。與此相應地在市場上存在多種增粘劑，這些增粘劑是根據(jù)需要以不同的懸浮液或溶液形式的改性生橡膠為基礎制造的。
但僅用底漆涂層也有可能用極性生橡膠對金屬基底進行涂膠。這類似地也適用于壓制制品。然而，所得到的涂膠/膠粘層對于非常嚴苛的周圍環(huán)境(溫度和環(huán)境影響如腐蝕作用或者油、溶劑、酸或堿的存在)沒有足夠的穩(wěn)定性。在使用飽和蒸汽時會產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，這是因為增粘劑發(fā)生水解侵蝕。
本發(fā)明的目的是提供具有壓延性和噴射性的增粘劑，其可用于使各種基底與生橡膠或橡膠形成穩(wěn)定的粘結，而且無論是極性或非極性的生橡膠類型，都可使待粘結的各表面具有優(yōu)異的粘結性能，使得可以避免在涂膠之前如開始時所述對基底進行兩次涂敷/噴涂底漆和增粘劑的處理，而且一個涂層就已足夠。特別的是，該增粘劑可確保粘結部分具有優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性，使得該粘結作用即使在140-150℃下仍是令人滿意的。
令人驚奇的是，上述目的用根據(jù)權利要求1的增粘劑即可得到解決。
根據(jù)本發(fā)明，使用高氯化生橡膠作為主要成分。通常情況下，高氯化生橡膠中的氯含量大于50％，例如為65-68％。高氯化生橡膠還可具有優(yōu)異的耐化學品性能。高氯化生橡膠，例如氯丁二烯彈性體，因此可例如作為粘合劑使用。當然它在高溫下會軟化。
根據(jù)本發(fā)明，100重量份總的生橡膠量包括碎片形式的所述高氯化生橡膠以及10-50重量份的非鹵化或低鹵化的生橡膠。
如果基本上或者完全是無鹵素的(鹵素含量低于30％)，術語“非鹵化或低鹵化的生橡膠”是指所有的(尚未硫化的)(粗的)生橡膠如天然及合成的生橡膠。合成的生橡膠可以是均聚物或雜聚物。其例子包括天然生橡膠(天然橡膠，NR)、苯乙烯-丁二烯生橡膠(SBR)、cis-1,4-聚異戊二烯(ⅠR)、異戊二烯/異丁烯彈性體(ⅡR)、丁二烯彈性體(BR)、丙烯腈-丁二烯彈性體(NBR，丁腈橡膠)、乙烯-/丙烯-/二烯-熱塑性彈性體(EPT)、乙烯-/丁二烯-/二烯-彈性體(EPDM)。但上述例子僅是說明性的。
優(yōu)選的是，100重量份生橡膠由約70-85重量份的高氯化生橡膠和約15-30重量份的非鹵化或低鹵化生橡膠組成；更特別優(yōu)選的是約80重量份被氯化。NR-和IR-生橡膠是碎片狀高氯化生橡膠的優(yōu)選伴隨物。
為優(yōu)選對烯丙基進行溴化，優(yōu)選的溴化劑是N-溴代琥珀酰亞胺(見式Ⅰ)或二溴-二甲基乙內(nèi)酰脲(見式Ⅱ)。
這些物質可提供穩(wěn)定但濃度低的溴，因此對溴化烯丙基是非常適合的。
以總的生橡膠量計，溴化物的量優(yōu)選為約5-10重量份。在此應很自然地考慮到式(Ⅰ)的分子量比式(Ⅱ)的分子量低。如果低于約5重量份，則僅能觀察到非常小的粘結性能改善。而如果添加超過10重量份，也不能得到更多的改善。以100重量份生橡膠計，特別優(yōu)選的是使用約7.5重量份。
雖然也可在對生橡膠中的物質進行捏合粉碎中進行溴化反應，但優(yōu)選的是以流體形式在溶劑中進行溴化反應。優(yōu)選的是使用非極性惰性溶劑如二甲苯或甲苯或類似物或它們的混合物。而二甲苯是非常合適的。溶劑的量并不是關鍵的，例如，以總的生橡膠量計，溴化反應可在1-40、優(yōu)選2-8重量份的溶劑中進行。
根據(jù)本發(fā)明的制備方法可溴化約3-25％、優(yōu)選5-20％的生橡膠。通過該溴化反應，可在生橡膠中形成第二反應中心，該反應中心能夠使大多數(shù)的基底和涂膠層實現(xiàn)更強的有效硫化，并通過鹵素裂解以及硫化反應形成雙鍵?？山?jīng)由硫鍵通過雙鍵上的加成反應來反應的生橡膠可與所包含的不飽和異戊二烯或丁二烯基團反應。如果沒有這些物質存在時，則可通過所述溴進行反應。與基底、涂膠層形成的鍵連以及在增粘劑本身中的鍵連是熱穩(wěn)定性的。這能夠有效地改善基底上的涂膠層的粘結。
所述增粘劑還可包含其它填料。該物質可添加在反應混合物中。合適的例子是硅酸(以100重量份生橡膠計，其量為最多50重量份)或者炭黑(以100重量份生橡膠計，其量為最多10、或最多至100重量份)。在有些情況下，還可有其它的添加劑。如果將橡膠與有色金屬或者精煉鋼粘結在一起，所述添加劑可有利地是金屬粉末或金屬氧化物粉末(如鋅或氧化鋅)。
有利的是，還可添加其它的反應改良劑如本領域技術人員已知的交聯(lián)劑或促進劑或者其它常規(guī)助劑。如果溴化反應在略微升高的溫度(如50-55℃)下進行，則該反應取決于所添加的彈性體通常在30分鐘-4小時的時間中完成。因此其懸浮液是適用的。其可例如通過壓延或噴射而被涂敷在待粘結的表面上。
令人驚奇的是，使用根據(jù)本發(fā)明的增粘劑可對濕氣或非所希望的侵蝕性介質產(chǎn)生特別好的耐腐蝕性。
粗粉碎80份的氯含量約為70％的高氯化生橡膠和20份的IR，然后與10份的硅酸、7.5份的N-溴代琥珀酰亞胺和10份的炭黑懸浮在約600份的二甲苯中，并在懸浮攪拌器中于55-60℃下攪拌約2小時。得到具有壓延性和噴射性的懸浮液。還可根據(jù)需要對其進行稀釋或濃縮。
將由此得到的混合物涂敷在金屬基底(C-鋼)上，然后如上所述用不同的硬橡膠或軟橡膠進行涂膠或者在基底上施加相應的橡膠工件。結果列于下表，其中所用的每個生橡膠見“聚合物基礎”欄。在不同的條件下硫化混合物，即在高壓釜(帶有飽和蒸汽或熱空氣)中、在擠壓機中或無壓力下。溫度在較大范圍內(nèi)變化，以測定增粘劑可于其中穩(wěn)定的溫度范圍。軟橡膠的粘合強度根據(jù)類似于ASTM D 429之部分1的DIN 53531來測定，而硬橡膠的粘合強度則根據(jù)DIN EN 24624來測定。結果見下表。
從下表中可以看出，本發(fā)明的增粘劑不僅在非常高的溫度148℃和壓力下而且在無壓力和40℃(一般需要更長的時間)下都可被硫化，并因而具有優(yōu)異的粘結性能。一方面，盡管有飽和蒸汽在140-150℃下仍能夠得到良好的數(shù)值；另一方面，在環(huán)境壓力和環(huán)境溫度下也可得到良好的數(shù)值。因此，本發(fā)明的增粘劑還適合用于建筑物和類似物上。另外還可得出，相對于已知增粘劑，使用本發(fā)明的增粘劑可提高耐腐蝕性。
表
Ha=增粘劑H=熱空氣S=飽和蒸汽
權利要求
1.用于粘結生橡膠或橡膠與基底表面并具有壓延性的增粘劑，其是通過在溶劑或懸浮劑中使如下物質反應而得到的(a)50-90重量份的氯化生橡膠和(b)10-50重量份的非鹵化或低鹵化生橡膠，其中(a)和(b)的生橡膠量總共為100重量份，以及(c)0.01-20重量份的有機溴化物，(d)0-50重量份的硅酸，(e)0-100重量份的炭黑。
2.如權利要求1所述的具有壓延性的增粘劑，其中，(c)為5-10重量份的有機溴化物。
3.如權利要求1所述的具有壓延性的增粘劑，其是通過在約400-600重量份的溶劑或懸浮劑中使如下物質反應而得到的(a)80重量份的氯化生橡膠和(b)20重量份的非鹵化或低鹵化生橡膠，(c)7.5重量份的有機溴化物，(d)10重量份的硅酸，(e)10重量份的炭黑。
4.如任一前述權利要求所述的具有壓延性的增粘劑，其中，所述有機溴化物選自于N-溴代琥珀酰亞胺、二溴-二甲基乙內(nèi)酰脲以及它們的混合物。
5.如任一前述權利要求所述的具有壓延性的增粘劑，其是通過使如權利要求1或3所述的成分(a)-(e)以及另外的金屬粉末反應而制得的。
6.對基底表面涂膠的方法，其特征在于，用如權利要求1-5之一所述的增粘劑涂敷沒有底漆的基底表面，由此提供一層或多層粘合層，然后平面疊放有可能涂敷有粘合層的生橡膠，并在此硫化所形成的粘合部分。
7.粘結橡膠部件和基底表面的方法，其特征在于，用如權利要求1-5之一所述的增粘劑涂敷沒有底漆的基底表面，由此提供一層或多層粘合層，然后平面疊放有可能涂敷有粘合層的生橡膠，并在此硫化所形成的粘合部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增粘劑,用該增粘劑可使各種橡膠部件如橡膠片或工件與基底表面粘結在一起。所述增粘劑基于碎片形式的高氯化生橡膠和非鹵化或低鹵化的生橡膠,并優(yōu)選使大部分的烯丙基進行溴化反應。本發(fā)明還涉及涂膠基底表面以及使橡膠部件或橡膠工件與相應基底的表面粘結在一起的方法。
文檔編號C08L15/02GK1303883SQ00100188
公開日2001年7月18日 申請日期2000年1月13日 優(yōu)先權日2000年1月13日
發(fā)明者海斯貝特·范戴克 申請人:海斯貝特·范戴克