專利名稱：一種混合粘合劑及應(yīng)用該粘合劑的橡膠組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其提供了一種混合粘合劑及應(yīng)用該混合粘合劑的橡膠組合物及其制備方法，該橡膠組合物可與芳綸織物更好的粘合。
背景技術(shù)：
芳綸纖維是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量，其強(qiáng)度是鋼絲的5 6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2 3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，耐熱性能好，受熱后強(qiáng)度保持率高。此外，芳綸纖維還具有良好的絕緣性和抗老化性能，是輪胎、膠帶、膠管等橡膠制品的很好的增強(qiáng)骨架材料。但由于芳綸分子鏈上的苯環(huán)對酰胺官能團(tuán)上的氫原子有屏蔽作用，使得纖維表面缺乏活性，同時由于苯環(huán)的位阻效應(yīng)，很難形成氫鍵，這些都使得芳綸纖維與橡膠的粘合性能較差，嚴(yán)重阻礙了其在橡膠制品中的應(yīng)用及應(yīng)用效果?，F(xiàn)有提高纖維與橡膠的粘合方法有兩種，一種是在芳綸纖維表面浸潰一種粘合性能較好的復(fù)合材料，另一種是改善橡膠組合物的粘合性能。CN101921564. A公開了由聚氨酯、乙酸乙酯和少量異氰酸酯制備了一種芳綸纖維編織層用粘合劑。中國專利申請200910029056. 9公開了一種通過在芳綸纖維外層光固化粘合劑的方法滿足光纜的性能要求。以上專利均為第一種方法，未涉及與芳綸纖維結(jié)合的橡膠層的粘合問題。中國專利申請201010296936. 5公開了一種氫化丁腈橡膠與對位芳綸纖維復(fù)合材料用粘合劑及其制備方法，此種粘合劑使用了乙丙橡膠、天然橡膠和丁苯橡膠作為氫化丁腈橡膠與對位芳綸纖維粘合的過渡層，但是必須增加粘合的工序才能使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于上述的原因，提供了尤其提供了一種混合粘合劑及應(yīng)用該混合粘合劑的橡膠組合物及其制備方法，該混合粘合劑主要由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，而應(yīng)用該粘合劑的橡膠組合物主要由天然橡膠或聚異戊二烯或丁苯橡膠及丁二烯橡膠與該粘合劑等輔料混煉而成，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所制得的橡膠組合物與芳綸纖維具有很好的界面粘合力。本發(fā)明的具體技術(shù)方案是一種混合粘合劑，由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，其重量配比為2 3 :2 3 :0. 3 O. 7。其中亞甲基給予體可選自六亞甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺、2-硝基-2-甲基-I-丙醇中的一種；亞甲基接受體可選自間苯二酚，RS (間苯二酚與硬脂酸)，RE (間苯二酚與乙醛預(yù)縮合樹脂)中的一種；發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)粘合體系(亞甲基給予體/亞甲基接受體)中加入N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺后，特別是按照上述重量比進(jìn)行配比后，具有很好的粘合增益效果，不僅提高了芳綸織物與橡膠的粘合性能，還可提高橡膠的基體強(qiáng)度和耐高溫性能，附膠率由未加入時的20-30%增加至100%。這是其他現(xiàn)有技術(shù)中沒有提及的，該混合粘合劑與現(xiàn)有粘合劑相比具有明顯的進(jìn)步，可以廣泛的得到應(yīng)用，特別是在芳綸織物與橡膠進(jìn)行粘合時。應(yīng)用該粘合劑的橡膠組合物，其主要組分按重量份計(jì)
100份
Jnu Jnu JHU
、開齊、開老強(qiáng)合
「-I- - f 一
份份 $-1 O份0#0#5 3 1 1 3 5 1
111 Ill
3 I .— I~ O 2其中，所述的橡膠選自天然橡膠或聚異戊二烯或丁苯橡膠或丁二烯橡膠或其混合物，之所以選用這些橡膠主要是發(fā)明人經(jīng)過對多種橡膠進(jìn)行試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)上述的配比對于這些二烯類橡膠具有很好的效果，但是對于其他橡膠，如EPDM三元乙丙橡膠效果不是很理想，故此發(fā)明人限定了橡膠選自上述品種。所述的粘合劑，由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，其重量配比為2 3 2^3 :0. 3^0. 7 ；其中亞甲基給予體選自六亞甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺、2-硝基-2-甲基-I-丙醇中的一種；所述的亞甲基接受體選自間苯二酚，RS, RE中的一種。所述的硫化劑選自硫磺類硫化劑或過氧化物類硫化劑或其混合物；其中所述的硫磺類硫化劑選自硫磺，其對應(yīng)的硫化促進(jìn)劑選自為噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類中一種或多種；所述的過氧化物硫化劑選自過氧化二異丙苯或雙叔丁基過氧化異丙基苯；其所對應(yīng)的硫化促進(jìn)劑為三烯丙基異三聚氰酸酯；所述的補(bǔ)強(qiáng)劑為爐法炭黑或槽法炭黑或其混合物；所述的防老劑為防老劑MB和防老劑D或防老劑RD或其混合物。所述的氧化鋅是鋅含量大于99. 5%的氧化鋅粉體，與硬脂酸復(fù)合作為硫化活化體系，促進(jìn)硫化，改善復(fù)合材料的強(qiáng)度性能，也可采用其他本領(lǐng)域常用的氧化鋅和硬脂酸。在上述的配比下，本發(fā)明涉及的混合粘合劑能夠起到最佳的效果，不僅提高了芳綸織物與橡膠的粘合性能，還可提高橡膠的基體強(qiáng)度和耐高溫性能，附膠率由未加入時的20-30%增加至100%。因此獲得的橡膠組合物性能特別優(yōu)異，可以與芳綸織物很好的結(jié)合。本發(fā)明的再一個發(fā)明點(diǎn)，就是提供了上述應(yīng)用該粘合劑的橡膠組合物的制備方法，具體制備方法如下首先將橡膠、硬脂酸、氧化鋅、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化促進(jìn)劑、粘合劑中的亞甲基接受體加入密煉機(jī)，待混合均勻后再加入橡膠密煉，密煉起始溫度70-80°C，轉(zhuǎn)速25-40r/min,時間10-20min后排膠，排膠溫度90_130°C ;從密煉機(jī)排膠后，在雙輥混煉機(jī)上加入加入粘合劑中的亞甲基給予體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺、硫化助劑及硫化劑制得混煉膠。除此之外，本發(fā)明還提供了另外一種制備方法，其具體步驟如下首先將橡膠在雙輥混煉機(jī)塑煉3分鐘，然后將氧化鋅、硬脂酸、粘合劑中的亞甲基接受體、硫化促進(jìn)劑、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑依次加入混煉均勻后，最后加入粘合劑中的亞甲基給予體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺、硫化劑，制得混煉膠。由以上方法制得的混煉膠室溫放置16小時以后，與常規(guī)浸潰處理過的芳綸織物直接進(jìn)行硫化粘合即可制得橡膠制品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所制得的橡膠組合物與芳綸纖維具有很好的界面粘合力，附膠率達(dá)到100%。綜上所述，本發(fā)明提供了一種混合粘合劑及應(yīng)用該混合粘合劑的橡膠組合物及其制備方法，該混合粘合劑主要由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，該粘合劑不僅提高了芳綸織物與橡膠的粘合性能，還可提高橡膠的基體強(qiáng)度和耐高溫性能，附膠率由未加入時的20-30%增加至100%，而應(yīng)用該粘合劑的橡膠組合物主要由天然橡膠或聚異戊二烯或丁苯橡膠及丁二烯橡膠與該粘合劑等輔料混煉而成，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所制得的橡膠組合物與芳綸纖維具有很好的界面粘合力。
具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但是，應(yīng)當(dāng)理解為，這些實(shí)施例和試驗(yàn)例僅僅是用于更詳細(xì)具體地說明之用，而不應(yīng)理解為用于以任何形式限制本發(fā)明。本發(fā)明中除特殊注明外，所述橡膠的混煉和密煉均采用現(xiàn)有技術(shù)。實(shí)施例I一種混合粘合劑，由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，其重量配比為2 2 :0. 3。其中亞甲基給予體選自六亞甲基四胺；亞甲基接受體選自間苯二酚。實(shí)施例2一種混合粘合劑，由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，其重量配比為3 3 :0. 5。其中亞甲基給予體選自六亞甲基四胺；亞甲基接受體選自間RS (間苯二酚與硬脂酸)。實(shí)施例3—種混合粘合劑，由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，其重量配比為2. 5 :2. 2 :0. 7。其中亞甲基給予體選自六甲氧基甲基蜜胺，亞甲基接受體選自RE (間苯二酚與乙醛預(yù)縮合樹脂)。實(shí)施例4-6以天然橡膠和丁苯橡膠為基料，其各組合物的組分含量(重量份)列于表I中。采用以下加工方法進(jìn)行加工并測試粘合強(qiáng)度(列于表2中)
5
(I)混煉膠加工方法I為采用常規(guī)開煉機(jī)，按表I中的基本配方用量，首先將橡膠在雙輥混煉機(jī)塑煉3分鐘，然后將氧化鋅、硬脂酸、粘合劑中的亞甲基接受體、硫化促進(jìn)劑、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑依次加入混煉均勻后，最后加入粘合劑中的亞甲基給予體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺、硫化劑，混煉均勻薄通后下片，停放6-8小時后可進(jìn)行硫化。加工方法II為首先將橡膠、硬脂酸、氧化鋅、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化促進(jìn)劑、粘合劑中的亞甲基接受體加入密煉機(jī)，待混合均勻后再加入橡膠密煉，密煉起始溫度70-80°C，轉(zhuǎn)速25-40r/min,時間10-20min后排膠，排膠溫度90_130°C ;從密煉機(jī)排膠后，在雙輥混煉機(jī)上加入加入粘合劑中的亞甲基給予體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺、硫化助劑及硫化劑制得混煉膠。( 2 )硫化粘合表I中的配方按照方法I或方法II混煉后，室溫放置16小時后與常規(guī)浸潰芳綸線繩進(jìn)行硫化粘合。芳綸線繩平行排列形成纖維層，上下各覆蓋2cm后混煉膠，在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化，硫化條件為150°C X30min，硫化壓力lOMPa。然后測試覆蓋膠與纖維層的剝離力和附膠率。表I試驗(yàn)配方
權(quán)利要求
1.一種混合粘合劑，其特征在于由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，其重量配比為2 3 2^3 :0. 3^0. 7 ；其中亞甲基給予體選自六亞甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺、2-硝基-2-甲基-I-丙醇中的一種；所述的亞甲基接受體選自間苯二酚，RS, RE中的一種。
2.應(yīng)用權(quán)利要求I所述粘合劑的橡膠組合物，其主要組分按重量份計(jì)橡膠IQO份氧化鋅3-5份硬脂酸1-3份硫化劑1-10份硫化促進(jìn)劑1-10份防老劑1-3份補(bǔ)強(qiáng)劑0-50份牯合劑2-10份其中，所述的橡膠選自天然橡膠或聚異戊二烯或丁苯橡膠或丁二烯橡膠或其混合物；所述的粘合劑，由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，其重量配比為2 3 2^3 :0. 3^0. 7 ；其中亞甲基給予體選自六亞甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺、2-硝基-2-甲基-I-丙醇中的一種；所述的亞甲基接受體選自間苯二酚，RS, RE中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于所述的硫化劑選自硫磺類硫化劑或過氧化物類硫化劑或其混合物；其中所述的硫磺類硫化劑選自硫磺，其對應(yīng)的硫化促進(jìn)劑選自為噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類中一種或多種；所述的過氧化物硫化劑選自過氧化二異丙苯或雙叔丁基過氧化異丙基苯；其所對應(yīng)的硫化促進(jìn)劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于所述的補(bǔ)強(qiáng)劑為爐法炭黑或槽法炭黑或其混合物；所述的防老劑為防老劑MB和防老劑D或防老劑RD或其混合物。
5.制備權(quán)利要求2所述橡膠組合物的方法，具體步驟如下首先將橡膠、硬脂酸、氧化鋅、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化促進(jìn)劑、粘合劑中的亞甲基接受體加入密煉機(jī)，待混合均勻后再加入橡膠密煉，密煉起始溫度70-80°C，轉(zhuǎn)速25-40r/min，時間10-20min后排膠，排膠溫度90_130°C ;從密煉機(jī)排膠后，在雙輥混煉機(jī)上加入加入粘合劑中的亞甲基給予體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺、硫化助劑及硫化劑制得混煉膠。
6.制備權(quán)利要求2所述橡膠組合物的方法，具體步驟如下首先將橡膠在雙輥混煉機(jī)塑煉3分鐘，然后將氧化鋅、硬脂酸、粘合劑中的亞甲基接受體、硫化促進(jìn)劑、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑依次加入混煉均勻后，最后加入粘合劑中的亞甲基給予體和N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺、硫化劑，制得混煉膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其提供了一種混合粘合劑及應(yīng)用該混合粘合劑的橡膠組合物及其制備方法，該混合粘合劑主要由亞甲基給予體、亞甲基接受體和N，N’-間苯撐雙馬來酰亞胺三種組分組成，而應(yīng)用該粘合劑的橡膠組合物主要由天然橡膠或聚異戊二烯或丁苯橡膠及丁二烯橡膠與該粘合劑等輔料混煉而成，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所制得的橡膠組合物與芳綸纖維具有很好的界面粘合力。
文檔編號C09J11/06GK102911622SQ201210371008
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者劉莉, 王炳昕, 劉光燁 申請人:青島科技大學(xué)