close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY18094

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2014.04.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 08J 5/06
C 09J 161/12
C 09J 163/04
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ
АРМИРУЮЩИХ ВСТАВОК
(21) Номер заявки: a 20101478
(22) 2009.04.06
(31) 08 007 332.3 (32) 2008.04.14 (33) EP
(85) 2010.11.14
(86) PCT/EP2009/002534, 2009.04.06
(87) WO 2009/127343, 2009.10.22
(43) 2011.04.30
(71) Заявитель: ЭМС-ПАТЕНТ АГ (CH)
(72) Автор: КУРЦ, Гюнтер (CH)
BY 18094 C1 2014.04.30
BY (11) 18094
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: ЭМС-ПАТЕНТ АГ
(CH)
(56) EP 1221456 A1, 2002.
EP 1270799 A1, 2003.
WO 2007/051562 A1.
(57)
1. Клеевая композиция в форме водной дисперсии с содержанием твердого вещества
от 10 до 40 мас. % для обработки армирующих вставок для производства армированных
полимерных изделий, содержащая на 100 мас. % твердого вещества:
а) от 1 до 20 мас. % бисфенол-A-эпоксидного новолака,
б) от 4 до 20 мас. % полностью или частично блокированного изоцианата,
в) от 60 до 92 мас. % резорцин-формальдегидного латекса.
2. Клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержание твердого вещества составляет от 10 до 30 мас. %, предпочтительно от 15 до 30 мас. %, наиболее предпочтительно от 18 до 27 мас. %.
3. Клеевая композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержит от 4 до
19 мас. % бисфенол-A-эпоксидного новолака.
4. Клеевая композиция по п. 3, отличающаяся тем, что содержит от 12,5 до 18 мас. %
бисфенол-A-эпоксидного новолака.
5. Клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в
качестве катализатора соединение металла в количестве от 0,0001 до 0,1 моль на 1 кг композиции, при этом металл выбран из группы, включающей цинк, стронций, кадмий,
натрий, цезий, калий, серебро, барий, титан, хром, олово, сурьму, магний, железо, кобальт,
никель, церий, уран, медь, кальций, цинк, свинец и цирконий.
6. Клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что изоцианат блокирован лактамом.
7. Клеевая композиция по по п. 1, отличающаяся тем, что изоцианат представляет собой 4,4-дифенилметандиизоцианат, и/или толуолдиизоцианат, и /или нафтилдиизоцианат.
8. Клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит добавку и/или диспергирующее вещество.
9. Клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержит от 4 до 19 мас. %
блокированного или частично блокированного изоцианата.
10. Клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержит от 62 до 92 мас. %
резорцин-формальдегидного латекса.
BY 18094 C1 2014.04.30
11. Клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что ее жизнеспособность составляет по меньшей мере 6 ч, предпочтительно по меньшей мере 24 ч, еще предпочтительнее
по меньшей мере 48 ч, более предпочтительно по меньшей мере 70 ч и наиболее предпочтительно по меньшей мере 100 ч.
12. Способ обработки армирующих вставок, в частности шинного корда, корда транспортерной ленты или корда клиноременной передачи для производства армированных полимерных изделий, отличающийся тем, что обработку осуществляют клеевой
композицией по любому из пп. 1-11.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что клеевую композицию получают непосредственно перед обработкой путем смешивания отдельных компонентов.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что клеевую композицию получают непосредственно перед обработкой путем добавления компонента (в) в смесь компонентов (а)
и (б).
15. Способ по любому из пп. 12-14, отличающийся тем, что обрабатывают неактивированные армирующие вставки, предпочтительно выполненные из сложного полиэфира.
Изобретение относится к новой клеевой композиции для обработки армирующих
вставок, предназначенных для производства армированных полимерных продуктов, причем клеевая композиция содержит бисфенол-А-эпоксидный новолак.
Армирующие вставки используют, например, в виде волокон, пряжи, корда, текстильных тканей или трикотажных тканей.
В производстве армированных волокнами резиновых изделий или армированной волокнами изделий из термопластичной резины было установлено, что для улучшения адгезии между текстильной армирующей вставкой и резиной предпочтительно использовать
клей. Применение такого клея является особенно важным в случае шинного корда и других высоконагруженных композитных материалов с армирующими волокнами. В частности, для этой области применения из области техники известно использование резорцинформальдегидных латексных (РФЛ) систем для соединения синтетических волокон с резиновыми продуктами.
Для этой цели можно использовать либо одностадийный процесс, либо двухстадийный процесс. На практике было показано, что только двухстадийный процесс приводит к
удовлетворительным результатам, в частности, в случае неактивированных сложнополиэфирных волокон. В случае двухстадийного процесса активацию волокон осуществляют,
во-первых, на первой стадии таким образом, чтобы они были покрыты эпоксидом и/или
изоцианатом. В целом, этого достигают с использованием водной дисперсии, в которой
изоцианат и/или эпоксид содержится в водной дисперсии с конкретным содержанием
твердых веществ. После этой первой стадии на второй стадии осуществляют нанесение
покрытия резорцин-формальдегидной латексной системой. Посредством такого двухстадийного процесса обеспечивают полную активацию волокон на первой стадии таким образом, что нанесение покрытия эпоксидом и/или изоцианатом приводит к образованию
активных функциональных групп на поверхности волокна так, чтобы затем можно было
на второй стадии проводить обработку латексом. Обработку с помощью РФЛ проводят
таким же образом с использованием водной дисперсии.
Двухстадийный процесс, однако, является сложным с точки зрения технологии обработки, а также сложной является подготовка двух отдельных дисперсий и их обработка.
Поэтому не прекращались попытки внедрить обработку в форме одностадийного процесса. Одностадийные системы описаны, например, в US 2002/0122938, а также в
US 3419450.
2
BY 18094 C1 2014.04.30
Одностадийные системы, то есть применение водной дисперсии с РФЛ, а также с
эпоксидом и изоцианатом до сих пор было невозможно выполнить на практике. Также в
качестве недостатков следует упомянуть в случае одностадийных систем этого типа, описанных, например, в US 2002/0122938, что дисперсия становится негомогенной через несколько часов, например вследствие осаждения или флокуляции, что также приводит к
изменению состава. Соответственно, результатом являются снижение коэффициента адгезии, появление пятен на армирующих вставках, забивание вакуумных всасывающих губок
или образование покрытия на роликах конвейера для армирующих вставок, поскольку эти
одностадийные системы имеют весьма неадекватную жизнеспособность. Жизнеспособностью называют отрезок времени, в течение которого клеевая композиция остается гомогенной и обеспечивает хорошую адгезию и, следовательно, ее можно использовать без
затруднений и с высокой производительностью.
В соответствии с размером бака узла нанесения покрытия пользователю требуется
жизнеспособность, составляющая по меньшей мере от 6 до 12 ч.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является клеевая композиция, которую можно нанести в виде одностадийной системы, при этом предусматривается, чтобы
жизнеспособность клеевой композиции составляла по меньшей мере 6 ч. Дополнительно
предусматривается, чтобы клеевая композиция проявляла хорошую смачиваемость и хорошую адгезию на армирующих вставках, предпочтительно на сложнополиэфирных армирующих вставках, в частности на армирующих вставках из ПЭТ, при этом армирующие
вставки могут быть активированными и неактивированными. Задачей настоящего изобретения также является способ обработки армирующих вставок, в частности шинного корда,
корда для транспортерной ленты или корда для клинообразного ремня для производства
армированных полимерных изделий. Армированные полимерные изделия имеют хорошую адгезию между армирующей вставкой и матрицей, например, резиной, или термопластичной резиной, или термопластичными эластомерами.
Эта задача решается в отношении клеевой композиции признаками, указанными в п. 1
формулы, а в отношении способа - признаками, указанными в п. 11 формулы.
Согласно изобретению, предложена клеевая дисперсия для одностадийной системы
обработки армирующих вставок для производства армированных полимерных изделий, в
которой помимо изоцианата и резорцин-формальдегидного латекса (РФЛ) также в составе
содержится в качестве эпоксида выбранный эпоксид, а именно бисфенол-А-эпоксидный
новолак в форме твердого вещества.
Заявитель смог показать, что можно с помощью состава, конкретно выбранного таким
образом, продлить жизнеспособность по меньшей мере до 6 ч, предпочтительно по меньшей мере до 24 ч, более предпочтительно, по меньшей мере до 48 ч, особенно предпочтительно по меньшей мере до 70 ч и, в частности, по меньшей мере до 100 ч. Неожиданно
оказалось, что даже при жизнеспособности, увеличенной до такой степени, обеспечиваются хорошие значения адгезии.
Дополнительными преимуществами клеевых композиций согласно изобретению являются отсутствие осаждения и флокуляции, равномерная толщина покрытия, отсутствие
пятен на армирующей вставке и отсутствие образования покрытия на транспортерных роликах для армирующих вставок. С композициями клея согласно изобретению дополнительно достигается "задержанная пропитка корда" (RCP), то есть задержка проникновения
клеевой композиции в армирующую вставку, что приводит к сокращению потерь клеевой
композиции и большей гибкости армирующей вставки.
Клеевая композиция согласно изобретению подходит для нанесения некоторого количества покрытия, от 2 до 8 мас. %, в расчете на армирующую вставку. На самом деле
можно наносить это количество за одну стадию нанесения. При количестве меньше 2 мас.
%, покрытие является настолько тонким, что невозможно обеспечить покрытие без про-
3
BY 18094 C1 2014.04.30
пусков. Наоборот, при количестве свыше 8 мас. % наблюдаются различия по равномерности покрытия ввиду большой толщины покрытия.
Предпочтительно покрытие наносят на корд, более предпочтительно на сложнополиэфирный корд, особенно предпочтительно на ПЭТ корд, при этом корд может быть активированным или неактивированным.
Таким образом, существенным элементом настоящего изобретения является выбор
особого эпоксида в форме бисфенол-А-эпоксидного новолака в указанном массовом количестве. Новолаки представляют собой продукты поликонденсации, полученные посредством кислотного катализа из формальдегида и фенолов, то есть в данном случае из
формальдегида и бисфенола А. Введение эпоксидной группы происходит в результате реакции с эпихлоргидрином.
Предпочтительно использовали бисфенол-А-эпоксидные новолаки, которые имеют
эпоксидный эквивалент от 190 до 240 г/экв, предпочтительно от 195 до 230 г/экв, функциональность эпоксида от 3 до 10, особенно предпочтительно 8, и точку размягчения от 70
до 90 °С, предпочтительно 80 °С.
Эпоксидный эквивалент определяют согласно DIN EN ISO 3001. Измерение точки
размягчения производят на установке Кофлера или определяя температуру размягчения
по Вика согласно DIN 53 462.
Дополнительно к выбору бисфенол-А-эпоксидного новолака для целей настоящего
изобретения существенно его использование в количестве от 1 до 20 мас. % в расчете на
100 мас. % твердых веществ. Неожиданно при этом заявителю также удалось показать,
что хорошие результаты, то есть жизнеспособность не менее 6 ч, также достигались при
использовании бисфенол-А-эпоксидного новолака в количестве от 4 до 19 мас. %, особенно предпочтительно в количестве от 12,5 до 18 мас. % в расчете на 100 мас. % твердых
веществ. Изоцианат, который также присутствует в дисперсии в виде твердых веществ,
используют в количестве от 0 до 20 мас. %, предпочтительно от 4 до 19 мас. %, особенно
предпочтительно от 12,5 до 18 мас. % в расчете на 100 мас. % твердых веществ. Резорцинформальдегидный латекс используют таким образом, что он добавляет твердых веществ в
количестве от 60 до 92 мас. %, предпочтительно 62-92 мас. %, особенно предпочтительно
64-75 мас. % в расчете на 100 мас. % твердых веществ.
В предпочтительном варианте осуществления клеевой композиции согласно изобретению соотношение компонента (а) - бисфенол-А-эпоксидного новолака к компоненту
(б) - изоцианату находится в интервале от 60 к 40 до 40 к 60. Это массовое соотношение
особенно предпочтительно составляет 50 к 50.
Клеевая композиция согласно изобретению имеет содержание твердых веществ от 10
до 40 мас. %, предпочтительно от 10 до 30 мас. %, более предпочтительно от 15 до
30 мас. %, еще предпочтительнее от 18 до 27 мас. %. Средний размер частиц в дисперсии
составляет < 5 мкм.
Кроме того, подтверждено, что в клеевой композиции преимущественно можно использовать в качестве изоцианата 4,4-дифенилметан-диизоцианат (МДИ) и/или толуолдиизоцианат (ТДИ), и/или нафтилдиизоцианат (НДИ). Тем не менее, изобретение включает,
разумеется, все другие известные изоцианаты, которые можно использовать в клеевой
композиции этого типа. В этой связи можно указать ссылку, например, на
US 2002/0122938 A1 и описанные там изоцианаты.
В случае изоцианатов в настоящем изобретении установлено, что предпочтительным
блокирующим агентом являются изоцианаты, блокированные лактамом. Примерами их
являются ε-капролактам, δ-валеролактам. Однако изобретение, разумеется, включает и
другие известные блокирующие вещества. К ним относятся: оксимы, например метилэтилкетоксим (бутаноноксим), метиламилкетоксим и циклогексаноноксим; монофенолы,
например фенол, резорцин, крезол, триметилфенолы, трет-бутилфенолы; первичные, вторичные и третичные спирты; простые гликолевые эфиры; соединения, легко образующие
4
BY 18094 C1 2014.04.30
енолы, такие как, например, ацетоуксусный эфир, ацетилацетон, производные малоновой
кислоты; вторичные ароматические амины, имиды, меркаптаны, триазолы.
Дополнительное повышение скорости реакции в случае клеевой композиции согласно
изобретению можно также обеспечить путем добавления катализатора в виде соединения
металла. При этом в качестве катализатора - соединения металла - используют соединения
металлов - натрия, калия, цезия, стронция, серебра, кадмия, бария, церия, урана, титана,
хрома, олова, сурьмы, магния, железа, кобальта, никеля, меди, цинка, свинца, кальция
и/или циркония. В случае соединений металла предпочтительны соединения цинка. Таким
образом, подходящими соединениями являются ацетат цинка, сульфат цинка, карбонат
цинка, оксид цинка, ацетилацетонат цинка и/или хлорид цинка. Ацетат цинка является
особенно предпочтительным.
Катализатор присутствует в дисперсии в растворенной форме при концентрации от
0,0001 до 0,1 моль/кг композиции.
Резорцин-формальдегидная латексная система (РФЛ), используемая согласно изобретению, сама по себе известна из уровня техники.
Кроме того, изобретение относится к способу обработки армирующих вставок для
производства армированных полимерных изделий (п. 12 формулы). В способе согласно
изобретению используют описанную выше клеевую композицию. При этом клеевую композицию можно получить сразу перед нанесением путем смешивания отдельных компонентов. Кроме того, компоненты (а) - бисфенол-А-эпоксидный новолак и (б) - изоцианат
можно, однако, также смешивать задолго до нанесения.
Однако в настоящем изобретении существенно, что клеевую композицию наносят в
виде одностадийной системы, то есть все компоненты должны присутствовать в одной
водной дисперсии до нанесения покрытия на армирующие вставки.
Кроме того, заявитель смог продемонстрировать, что клеевая композиция согласно
изобретению особенно подходит для нанесения покрытия на армирующие вставки, выполненные из неактивированного сложнополиэфирного корда, в частности неактивированного ПЭТ корда. Таким образом, можно получить жизнеспособность, равную по
меньшей мере 6 ч, и при этом также превосходные скорости реакции, которые существенно выше известных на сегодняшний день для сопоставимых систем.
Изобретение раскрыто далее более подробно со ссылкой на пример и сравнительный
пример.
Использовали следующие материалы.
Крезол-эпоксидный новолак:
ECN-1400 от компании Ciba;
бисфенол-А-эпоксидный новолак с эпоксидным эквивалентом 210 г/экв, функциональностью, равной 8, и точкой размягчения 80 °С.
Блокированный изоцианат:
Grilbond IL-6 от компании EMS-PRIMID.
РФЛ:
деионизированная вода 434 части;
стирол-бутадиен-винилпиридиновый латекс (содержание твердых веществ 41 мас. %)
483 части;
резорцин 22 части;
формальдегид (37 мас. %) 32 части;
гидроксид натрия 0,6 частей;
гидроксид аммония (25 мас. %) 25 частей.
Деионизированную воду помещают в первый сосуд, а затем при перемешивании добавляют гидроксид натрия, резорцин и формальдегид. Смесь перемешивают в течение 6 ч
при 25 °С.
5
BY 18094 C1 2014.04.30
Стирол-бутадиен-винилпиридиновый латекс помещают во второй сосуд, смешивают с
гидроксидом аммония и добавляют к смеси из первого сосуда. В течение всего времени и
в последующие 17 ч происходит перемешивание. В результате получают РФЛ с содержанием твердых веществ приблизительно 23 мас. %.
Сравнительный пример.
Получали дисперсию с содержанием твердых веществ следующего состава:
14,5 мас. % ECN-1400;
14,5 мас. % Grilbond IL-6;
71 мас. % РФЛ.
С этой целью 121 часть деионизированной воды поместили в сосуд и затем при перемешивании добавили 805 частей РФЛ, 37 частей ECN-1400 и 37 частей IL-6, а потом перемешивали в течение следующих 15 мин при 25 °С.
Пример согласно изобретению.
Получили дисперсию с содержанием твердых веществ следующего состава:
14,5 мас. % бисфенол-А-эпоксидного новолака;
14,5 мас. % Grilbond IL-6;
71 мас. % РФЛ.
С этой целью 121 часть деионизированной воды поместили в сосуд и затем при перемешивании добавили 805 частей РФЛ, 37 частей бисфенол-А-эпоксидного новолака и
37 частей IL-6, а потом перемешивали в течение следующих 15 мин при 25 °С.
На неактивированный корд Performance Fiber HMLS из сложного полиэфира
1,100×1×2 dtex, ZS 470, 1×50 нанесли покрытие составом (1) и (2) в одностадийном процессе в лабораторной погружной установке. Результаты в отношении адгезии представлены в табл. 1 (сравнительный пример) и табл. 2 (пример согласно изобретению).
Как показывают результаты испытаний, при одностадийном погружении согласно
сравнительному примеру, то есть в крезол-эпоксидный новолак, проявляется существенно
более слабая жизнеспособность, что подтверждено существенным снижением адгезии после 5 ч погружения (табл. 1). Кроме того, уже после 5 ч видно донное отложение в ванне
для нанесения покрытия.
Относительная величина отслаивания, показанная в табл. 1, была измерена согласно
ASTM D 4393 с использованием Continental B458 в качестве тестового каучука.
Показано, что одностадийное погружение согласно изобретению с бисфенол-Аэпоксидным новолаком обеспечивает прекрасную адгезию после периода жизнеспособности 70 ч и даже после 100 ч. В этом отношении показательны данные табл. 2, где представлены относительные величины отслаивания, а также данные табл. 1, при измерении
по ASTM D4393 с использованием Continental B458 в качестве тестового каучука. Ни после 70 ч, ни после 101 ч не было отмечено никакого образования донного отложения в
ванне для нанесения покрытия.
Таблица 1
Продолжительность применения клеевой
Относительная величина отслоения (%)
композиции
1
96
2
94
3
96
4
96
5
100
6
85
8
70
6
BY 18094 C1 2014.04.30
Таблица 2
Продолжительность применения
клеевой композиции
1
6
24
48
72
80
101
Относительная величина отслоения (%)
96
94
91
93-96
100
100
99
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
108 Кб
Теги
by18094, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа