專利名稱：交聯(lián)橡膠材料的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交聯(lián)橡膠材料的應(yīng)用，在生產(chǎn)用于捆扎汽車中電纜的自粘膠帶的過程中，這種交聯(lián)橡膠用作帶狀載體上的單面或雙面粘接層。
背景技術(shù)：
根據(jù)通常的語言習(xí)慣，自粘膠帶是指那種一面或兩面設(shè)有粘接層的膠帶。這種粘結(jié)劑的特點(diǎn)是具有持久粘性的膜層。這種持久粘性的膜層是在溶液或分散液的液相蒸發(fā)之后或者在熔體冷卻之后形成的。在前述第一種情況下，粘結(jié)劑或粘結(jié)材料以溶液或分散液形式涂覆到帶狀載體上，并在溶劑蒸發(fā)后留下所述的膜。同樣，也可以加熱用于涂覆在帶狀載體上的粘結(jié)劑或粘結(jié)材料以降低其粘度，并在冷卻之后形成粘性膜。
在EP 0 937 761 B1中描述了一種自粘膠帶，這種膠帶用于包覆汽車中的電纜。這里使用一種基于丙烯酸熱熔基體的粘結(jié)材料，其可光化學(xué)交聯(lián)。
此外，US-PS 5681654中公開了一種在制備自粘膠帶過程中涂覆于帶狀載體上作為粘結(jié)劑層的橡膠材料。但沒有對(duì)是否以及如何進(jìn)行交聯(lián)處理進(jìn)行描述。
對(duì)于生產(chǎn)用于在汽車或機(jī)動(dòng)車中包覆電纜的自粘膠帶而言，最好采用丙烯酸鹽熱熔基上的粘接物質(zhì)，因?yàn)檫@種物質(zhì)具有良好的抗老化性和溫度穩(wěn)定性。在上述用于汽車的情況下，溫度肯定會(huì)達(dá)到125℃甚至更高，在不采取重大技術(shù)和經(jīng)濟(jì)措施的情況下，橡膠基的粘結(jié)材料是無法承受這種溫度的。這歸因于，在較高溫度和/或在變形力的影響下，橡膠會(huì)表現(xiàn)出粘流變性能。從另一個(gè)角度來說，由于制造成本低廉，橡膠材料是有利的。
同時(shí)，橡膠基的粘結(jié)材料與丙烯酸基粘結(jié)劑相比，其能形成較高的即時(shí)粘結(jié)性，并且通過快速發(fā)揮它們的最大粘結(jié)力而獲得保證。由此而來的可靠的處理方式特別適用于汽車電纜捆綁的領(lǐng)域。
根據(jù)DE 198 46 901 A1的現(xiàn)有技術(shù)，所述現(xiàn)有技術(shù)基本形成了這種技術(shù)的狀態(tài)類型，適用于制備膠帶的方法，其中使在一面上涂覆以粘結(jié)材料的膠帶經(jīng)受輻射化學(xué)交聯(lián)處理。其中，粘結(jié)材料為天然橡膠體系。總體而言，應(yīng)在粘結(jié)材料上進(jìn)行透過膠帶載體材料的膠帶輻照過程，方式是要使得載體材料和朝向載體材料的粘結(jié)材料獲得30至200千戈瑞(kGy)的劑量。已知的處理方式可歸于一種所謂的電子束交聯(lián)過程。其中并不添加化學(xué)交聯(lián)劑。由于高能量的電子輻射，這種交聯(lián)方法對(duì)工作防護(hù)提出了特別的要求，進(jìn)而導(dǎo)致相應(yīng)的成本費(fèi)用，諸如必須的設(shè)備等。
總之，在DE 198 46 901 A1中通過所述的高輻射劑量而可使得朝向載體那面獲得高強(qiáng)度交聯(lián)，并能防止粘結(jié)材料組分遷移到敞開的載體面上。由于電子輻射源成本較高并且在制備這種自粘膠帶方面成本壓力巨大，所以這些電子輻射源實(shí)際上并不適用于汽車工業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的技術(shù)問題是要提供一種既能成本低廉地制造又適于汽車制造中安裝目的的自粘膠帶。
為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明主題是交聯(lián)橡膠材料的使用，其在制備用以捆束汽車中電纜線的自粘膠帶的過程中用作帶狀載體上的一面或兩面的粘結(jié)涂層，且其中向橡膠材料中添加交聯(lián)劑作為光引發(fā)劑。
具體實(shí)施例方式
橡膠或本發(fā)明所用的橡膠材料指的是通常為非交聯(lián)但可交聯(lián)的且在室溫下具有橡膠彈性的聚合物。在本發(fā)明范疇內(nèi)可使用一種特殊的交聯(lián)橡膠材料或橡膠粘結(jié)材料作為帶狀載體上的粘結(jié)層。
就此而言，可優(yōu)選使用一種基于苯乙烯-嵌段共聚物的熱塑性橡膠作為橡膠材料。極其優(yōu)選值得一提的是基于橡膠的粘結(jié)材料，它們的配方基于苯乙烯-嵌段共聚物，例如由Shell公司供銷的品名為KratonD-KX 222C的產(chǎn)品。
通過將所述的嵌段共聚物或一般地將橡膠材料與樹脂、增粘的增粘劑和一種或多種系統(tǒng)適用的光引發(fā)劑結(jié)合起來，即能制得一種能符合使用要求的粘結(jié)劑，且其優(yōu)選被輻射交聯(lián)，更確切地說特別是經(jīng)過UV輻射交聯(lián)。
本發(fā)明所用的優(yōu)選基于苯乙烯-嵌段共聚物的熱塑性橡膠材料可以從其粘結(jié)性能出發(fā)，根據(jù)所用的光引發(fā)劑和根據(jù)其在相關(guān)橡膠材料中用于支持輻射交聯(lián)的濃度來可變地進(jìn)行調(diào)節(jié)。因?yàn)楦鶕?jù)交聯(lián)度的不同，在這些橡膠中粘結(jié)性能可以獲得提高。通常，作為交聯(lián)劑添加到橡膠材料中去的光引發(fā)劑的作用是，(在用UV光輻射的條件下)使橡膠材料中出現(xiàn)多種多樣的光化學(xué)變化。因此，光引發(fā)劑可以形成例如游離自由基的活性片段，這些片段能促進(jìn)橡膠材料的交聯(lián)或其聚合度。就此而言，較大的光引發(fā)劑的濃度自然也就能提高橡膠材料中的交聯(lián)密度。
實(shí)驗(yàn)表明，光引發(fā)劑或多種光引發(fā)劑通常應(yīng)較好地以重量百分比大于1的含量存在于橡膠材料中，并且優(yōu)選的組合物含有以橡膠材料計(jì)的2至20重量％的光引發(fā)劑。極其優(yōu)選組合物的橡膠材料中存在2至15重量％，特別是2至7重量％的光引發(fā)劑。
適合作為光引發(fā)劑的是基于二苯甲酮以及任選的胺的那些光引發(fā)劑，或者是例如在DE 699 16 245 T2中所描述的那些光引發(fā)劑(參見 段)。關(guān)于這一點(diǎn)，特別有益的是Ciba公司的光引發(fā)劑，其可以商品名IRGACURE購(gòu)得。這里為高反應(yīng)性的苯甲基-二甲基-縮酮。
此外還推薦，采用不會(huì)在日光和不會(huì)在熒光燈的光譜下反應(yīng)的光引發(fā)劑。因?yàn)橛捎谶@兩種輻射源，會(huì)發(fā)生不可控的后交聯(lián)作用。因此，優(yōu)選使用在≤400nm的波長(zhǎng)下光敏的光引發(fā)劑。因?yàn)椋瑸檫M(jìn)行交聯(lián)主要要采用UV-燈源并且這里主要是所謂的水銀輻射燈，其能以在對(duì)于交聯(lián)反應(yīng)非常重要的250nm至400nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的特殊光強(qiáng)度進(jìn)行輻照。
當(dāng)這些UV光接觸到所要交聯(lián)且含有混入的光引發(fā)劑的橡膠材料時(shí)，前述那些光引發(fā)劑就會(huì)由于UV光而被分解，然后開始聚合反應(yīng)，并最終得到能提高軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)的理想交聯(lián)程度。由于該原因，人們也就可以認(rèn)為，該橡膠材料是輻射化學(xué)交聯(lián)的。--本發(fā)明所用的基于例如苯乙烯-嵌段共聚物的熱塑性橡膠材料，總是可以從其粘結(jié)性出發(fā)，根據(jù)所用的光引發(fā)劑和其在橡膠材料中用以支持輻射交聯(lián)的重量比例來可變地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在交聯(lián)的丙烯酸酯-粘結(jié)劑中，這一點(diǎn)則只有在很小的可能性。因?yàn)榻宦?lián)度的影響會(huì)伴隨著分子量升高并且只能在較小程度上才能實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，在那些丙烯酸酯-粘合熔融粘結(jié)劑中，所述的光引發(fā)劑是化學(xué)聯(lián)結(jié)在聚合物中的，并因此不能根據(jù)種類和濃度進(jìn)行變化，所以其適于相關(guān)的應(yīng)用情況。由此，粘結(jié)性能大體上是穩(wěn)定的(參見EP0 937 761 B1)。
相反，本發(fā)明所用的交聯(lián)或輻射交聯(lián)的橡膠粘結(jié)劑材料可通過使用多種并因此是不同的光引發(fā)劑，而從其交聯(lián)度出發(fā)，使其粘結(jié)性能可在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并因此而最佳地適于所要處理的基底(待捆束的電纜線)。很顯著的一點(diǎn)是，光引發(fā)劑的添加量可以根據(jù)重量，對(duì)比于橡膠粘結(jié)劑材料地在所述的重量份范圍內(nèi)變動(dòng)，由此交聯(lián)密度也同樣地相應(yīng)變化。另外，根據(jù)本發(fā)明，可以獲得很高的即時(shí)粘結(jié)性并因此而得到很大的加工安全性，這種性能是根據(jù)EP 0 937761 B1的現(xiàn)有技術(shù)中的丙烯酸酯粘結(jié)劑所無法提供的。
為加工所述的橡膠材料或橡膠粘結(jié)劑材料，可以將其以所謂熱熔體的形式或以低粘度狀態(tài)的粘結(jié)劑熔體的形式施涂于帶狀載體上。接著利用紫外輻射使橡膠材料進(jìn)行輻射化學(xué)交聯(lián)。同樣有益的是可以考慮并包括對(duì)由水相或溶劑相構(gòu)成的聚合物分散液形式的橡膠材料進(jìn)行加工并接著進(jìn)行干燥過程，然后進(jìn)行交聯(lián)或輻射交聯(lián)。
通過使用交聯(lián)或輻射交聯(lián)的橡膠材料來代替EP 0 937 761 B1中的丙烯酸酯基的粘結(jié)劑，就能實(shí)現(xiàn)明顯的成本優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橄嚓P(guān)的橡膠材料可供大量而低廉地使用。同時(shí)，通過輻射交聯(lián)橡膠材料還可提高耐溫性。這里，本發(fā)明推薦，利用上述的一般的電磁輻射，特別是UV光來交聯(lián)橡膠材料。這可在所述的光化學(xué)過程中補(bǔ)充進(jìn)行。
有益的方案是，在低粘性狀態(tài)下將熱熔體或聚合物熔體形式的橡膠材料施涂于載體上，并接著進(jìn)行(光化學(xué))交聯(lián)。因?yàn)橛纱思茨軛売妙~外的溶劑并總體簡(jiǎn)化操作性。省去相關(guān)的稀釋/傳輸介質(zhì)也會(huì)帶來特別的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)方面的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)基本上也可以并包括以分散液形式進(jìn)行涂覆，即如前面所述的那樣。
在所有情況下，所述的輻射交聯(lián)都會(huì)在所用聚合物的分子結(jié)構(gòu)中導(dǎo)致化學(xué)交聯(lián)，并因此而提高分子量。因此，在超過125℃、甚至超過160℃的溫度下，還能伴隨出現(xiàn)粘結(jié)材料附著力大幅提高的情況。因此，在這些溫度下粘結(jié)能力的提高是交聯(lián)度提高的結(jié)果。
另外，本發(fā)明所用的交聯(lián)橡膠材料由于所述的交聯(lián)過程而幾乎不再具有軟化點(diǎn)。開頭所述的并且對(duì)于汽車業(yè)內(nèi)使用可能會(huì)有缺陷的、較高溫度下的粘流變性能也就不復(fù)存在，從而使得所述的橡膠材料能適用于所述目的。此外，輻射化學(xué)交聯(lián)也會(huì)使橡膠粘結(jié)材料針對(duì)腐蝕性介質(zhì)，如機(jī)油、汽油和類似物具有更好的穩(wěn)定性，從而使其更為適用于所述的應(yīng)用中。
另外已證實(shí)的是，在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域且在汽車電線配件中會(huì)使用具有很高含量單體軟化劑(如DOP)的軟質(zhì)PVC汽車電線外殼或一般的套殼。這些單體軟化劑表現(xiàn)出明顯的轉(zhuǎn)移到用以捆束汽車電線配件或電纜線的膠帶的粘結(jié)劑中去并使其軟化的趨勢(shì)。由此造成的結(jié)果就是粘結(jié)劑喪失其粘附力，呈現(xiàn)流動(dòng)能力并在其粘結(jié)性能方面遭受損害。
即使在考慮了這些前提的情況下，所述的交聯(lián)和本發(fā)明所用的橡膠材料還是體現(xiàn)出顯著的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樵诨瘜W(xué)交聯(lián)后產(chǎn)生的、其中部分地混入共混樹脂和增稠劑的聚合網(wǎng)絡(luò)可明顯減少所述的軟化過程，從而使得所要捆束的電纜線經(jīng)數(shù)年而仍然能完好地捆綁在一起。--作為樹脂可以使用例如天然樹脂和/或芳族以及脂族的烴樹脂，但并不局限于此。
另外，與EP 0 937 761 B1中所述的UV交聯(lián)的丙烯酸酯粘結(jié)熔體粘合劑相反，橡膠粘結(jié)材料的輻射化學(xué)交聯(lián)實(shí)際上在處理方面是更可靠的。這一點(diǎn)可歸因于，與采用交聯(lián)丙烯酸酯粘結(jié)熔體粘合劑的情況相比，交聯(lián)時(shí)輻射能量中所可能產(chǎn)生的波動(dòng)實(shí)際只會(huì)對(duì)如此交聯(lián)的橡膠材料的所達(dá)到的粘結(jié)值和熱穩(wěn)定性產(chǎn)生很小的影響。此外，相對(duì)于丙烯酸酯粘結(jié)劑呈非極性的交聯(lián)橡膠材料結(jié)構(gòu)也能適于可靠地粘結(jié)在非極性的電纜線套上，并也能特別適用于一般的用途。
由于這些情況，在越來越多地用于汽車業(yè)中的、具有非極性的輻射交聯(lián)聚乙烯和聚丙烯封套或一般聚烯烴封套的汽車電線上能獲得相對(duì)較高的粘結(jié)值。本發(fā)明的膠帶在經(jīng)歷數(shù)年使用之后也不會(huì)脫落。由此，所述的自粘膠帶必定適用于捆束具有軟質(zhì)PVC封套和/或交聯(lián)聚烯烴封套的電纜。
作為制備自粘膠帶的載體，本發(fā)明推薦織物、纖維網(wǎng)、膜、紙張或氈載體，同時(shí)，顯然也可使用上述材料的組合作為載體材料。例如可以是組合的織物/纖維網(wǎng)載體，同樣也可考慮如紙張/膜載體。另外，可以考慮至少在接著將在其上施涂熱熔體或聚合物熔體形式的橡膠材料的側(cè)面上對(duì)載體進(jìn)行處理。于是，可以對(duì)所述的載體帶側(cè)面進(jìn)行磨光或擦光處理，以使得表面盡可能完整平滑，由此即能使轉(zhuǎn)變?yōu)榈驼扯葼顟B(tài)的粘結(jié)劑或橡膠材料不會(huì)滲入到載體中去，并因此粘結(jié)劑消耗量較低。這種經(jīng)擦光的載體及其制備過程記載在例如WO 03/033611 A1中。
此外，可以將自粘膠帶制成阻燃的，方法是在橡膠材料和/或載體中混入阻燃添加劑。由此，可進(jìn)一步改善所述自粘膠帶在汽車應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用。
最后，所述自粘膠帶的特點(diǎn)在于，它們總體上具有防霧性。已知，成霧性來自于自粘膠帶的揮發(fā)性成分的冷凝，而冷凝則會(huì)例如在汽車內(nèi)部導(dǎo)致玻璃窗上，特別是擋風(fēng)玻璃上出現(xiàn)不理想的凝霧。為了去除由此而產(chǎn)生的不利的光照條件，就要將所述自粘膠帶設(shè)計(jì)成防霧的，并且總體上要具有根據(jù)VW-標(biāo)準(zhǔn)PV 3015測(cè)得的＜5mg，優(yōu)選＜2mg的成霧值。
在由大眾公司制訂的對(duì)應(yīng)于DIN-標(biāo)準(zhǔn)75201 B的標(biāo)準(zhǔn)PV 3015中，將所述的自粘膠帶置于燒杯或相當(dāng)?shù)娜萜髦校⑶覍吘売娩X箔片蓋住。此時(shí)將燒杯置入溫度為100±0.5℃的加熱的浴器中，并保持16小時(shí)±10min。
事先，稱量覆于燒杯邊緣上的鋁箔片。在該鋁箔片蒙上霧之后于16小時(shí)±10min的測(cè)試時(shí)間段終了時(shí)再重復(fù)相同操作，由此得到此時(shí)已鍍上霧的鋁箔片的第二重量。關(guān)于這一點(diǎn)，這種鍍霧現(xiàn)象可由殘余物來解釋，該殘余物在所述溫度下會(huì)離開膠帶并且應(yīng)盡可能很少量，從而才能實(shí)現(xiàn)所述的不成霧性。
根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)重量值之差為小于5mg，優(yōu)選小于2mg，并且其最終反映了已沉積在鋁箔片上的冷凝物的量。
原則上也可考慮其他一些確定成霧值的測(cè)試方法。它們可以是基于，例如，由福特公司所描述的“福特實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方法”，其詳細(xì)內(nèi)容記載在US-PS 5,681,654以及EP 0 937 761 B1中。兩種情況下，最后測(cè)定玻璃板的透光性和其由于蒸鍍上的冷凝物而產(chǎn)生的變化。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.交聯(lián)橡膠材料的應(yīng)用，其在制備用以捆束汽車中電纜線的自粘膠帶的過程中用作帶狀載體上的一面或兩面的粘結(jié)涂層，其中，在橡膠材料中添加作為在≤400nm波長(zhǎng)下光敏的光引發(fā)劑的交聯(lián)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，將基于苯乙烯-嵌段共聚物的熱塑性橡膠用作橡膠材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于，以低粘性狀態(tài)將分散液或熱熔體或聚合物熔體形式的橡膠材料涂覆于載體上。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的應(yīng)用，其特征在于，用UV光輻射交聯(lián)橡膠材料。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的應(yīng)用，其特征在于，將載體構(gòu)造為織物、纖維網(wǎng)、膜、紙張、氈載體或所述材料的組合體形式。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的應(yīng)用，其特征在于，將自粘膠帶設(shè)計(jì)成防霧的，并且要具有根據(jù)VW-標(biāo)準(zhǔn)PV 3015測(cè)得的＜5mg，優(yōu)選＜2mg的霧度。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的應(yīng)用，其特征在于，將自粘膠帶設(shè)計(jì)成阻燃的。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的應(yīng)用，其特征在于，自粘膠帶在朝向粘結(jié)劑層的那面上具有光滑涂層。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的應(yīng)用，其特征在于，對(duì)帶形載體的一面或兩面進(jìn)行磨光或擦光處理。
10.如權(quán)利要求1至9之一所述的應(yīng)用，其特征在于，將自粘膠帶用于捆束具有軟質(zhì)PVC封套和/或交聯(lián)聚烯烴封套的電線。
權(quán)利要求
1.交聯(lián)橡膠材料的應(yīng)用，其在制備用以捆束汽車中電纜線的自粘膠帶的過程中用作帶狀載體上的一面或兩面的粘結(jié)涂層，其中，橡膠材料中添加作為光引發(fā)劑的交聯(lián)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，將基于苯乙烯-嵌段共聚物的熱塑性橡膠用作橡膠材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于，以低粘性狀態(tài)將分散液或熱熔體或聚合物熔體形式的橡膠材料涂覆于載體上。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的應(yīng)用，其特征在于，用UV光輻射交聯(lián)橡膠材料。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的應(yīng)用，其特征在于，將載體構(gòu)造為織物、纖維網(wǎng)、膜、紙張、氈載體或所述材料的組合體形式。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的應(yīng)用，其特征在于，將自粘膠帶設(shè)計(jì)成防霧的，并且要具有根據(jù)VW-標(biāo)準(zhǔn)PV3015測(cè)得的＜5mg，優(yōu)選＜2mg的霧度。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的應(yīng)用，其特征在于，將自粘膠帶設(shè)計(jì)成阻燃的。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的應(yīng)用，其特征在于，自粘膠帶在朝向粘結(jié)劑層的那面上具有光滑涂層。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的應(yīng)用，其特征在于，對(duì)帶形載體的一面或兩面進(jìn)行磨光或擦光處理。
10.如權(quán)利要求1至9之一所述的應(yīng)用，其特征在于，將自粘膠帶用于捆束具有軟質(zhì)PVC封套和/或交聯(lián)聚烯烴封套的電線。
全文摘要
本發(fā)明涉及交聯(lián)橡膠材料的應(yīng)用，其在制備用以捆束汽車中電纜線的自粘膠帶的過程中用作帶狀載體上的一面或兩面的粘結(jié)涂層。根據(jù)本發(fā)明，橡膠材料中添加作為光引發(fā)劑的交聯(lián)劑。
文檔編號(hào)C08L23/02GK101019287SQ200580026895
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月9日
發(fā)明者斯特凡·蒙特, 彼得·拉姆布施 申請(qǐng)人:塞托普拉特·沃威克和索恩股份有限公司