[发明专利]膦酸酯粘接组合物

说明书

背景

技术领域

本发明提供膦酸酯粘接组合物。特别地，本发明提供用于将聚合物粘接到诸如金属或玻璃的基材的膦酸酯粘接组合物。

相关技术说明

增强复合材料在制造高性能产品时发挥关键作用，所述高性能产品要求重量轻并足够结实以承受苛刻的负荷和工作条件。常用的增强材料包括木材、玻璃、金属、石英和碳纤维。用这些材料增强的复合材料可用于制造许多结构材料，如航空航天部件和赛车主体。

聚合物与金属粘接，尤其是橡胶与金属粘接已使用多年。将聚合物或橡胶与金属粘接的制剂有许多应用。橡胶与金属粘接广泛用于将不同的金属与天然或合成橡胶粘接，以便结合金属的结构强度与橡胶的弹性性能。

相应地，金属和诸如橡胶的聚合物经常相互粘接用于冲击吸收应用，如用于轴承、车轮、减震器、活动臂等。这些组件可以以非常小的规模使用，例如用于PC组件，或在非常大的规模上使用，例如在诸如桥梁和建筑的建筑物上使用。通过利用金属与橡胶粘接也可实现降噪目的。一般认为，包含粘接在一起的金属和橡胶的任何部件均可承受巨大的力。因此，提供金属与橡胶粘接是理想的，所述金属和橡胶粘接能承受巨大的力，例如压缩力或延伸压力包括冲击，而不会使金属或橡胶彼此分开。有许多其他橡胶与金属粘接的应用，包括轮胎生产，其中轮胎的内部金属线增强件与轮胎橡胶粘接。以下讨论现有技术的组合物。

玻璃纤维增强复合材料由嵌入在基体中的高强度玻璃纤维组成。例如，玻璃纤维增强混凝嵌入在水泥基基体中的玻璃纤维，且可以在建筑物和其他结构大厦中使用。相似地，玻璃纤维增强塑料包含嵌在塑料材料中的玻璃纤维。玻璃纤维增强塑料是非常通用的材料，结合所述材料可提供具有高强度性能的轻质材料。玻璃纤维增强塑料可用于从结构工程到通讯的许多不同领域中。

弹性体与玻璃的粘接提供了一种引人注意的方法，通过所述方法可将玻璃的结构强度与弹性体/橡胶的弹性性能相结合。将诸如玻璃纤维的增强纤维作为用于如橡胶皮带、轮胎及软管的橡胶物品的增强材料。特别地，已将玻璃纤维用于增强汽车同步带(automotive timing belt)，其中需要所述同步带在没有惯性损失下从曲轴向顶置凸轮轴(overhead camshaft)同步传送动力。

传统上，通过用专门涂料例如间苯二酚甲醛胶乳(RFL)制剂涂布玻璃纱的每一根细丝制造玻璃线复合材料。然后，使用常规橡胶与金属粘接产品通过硫化步骤将RFL胶乳粘接到橡胶上。

传统的橡胶与金属粘接技术包括两步骤系统，其中在第一步骤中施用底漆，其后在第二个步骤中施用粘合剂。底漆通常由氯化橡胶和含有反应性基团的酚醛树脂的溶液或悬浮液以及颜料如二氧化钛、氧化锌、炭黑等组成。所述底漆通常作为薄层施用在金属组件处理(清洁)过的表面上，例如处理过的钢组件，如经喷砂或化学处理的组件。

粘合剂通常由许多橡胶材料和交联剂组成。这些材料包括但不限于作为交联剂的氯化和溴氯化橡胶、芳族亚硝基苯化合物和双马来酰亚胺，作为溶剂的二甲苯、全氯乙烯和乙苯以及一些铅或锌的盐。粘合剂层通常是涂底漆的金属和橡胶之间的连接层(link)。用于橡胶与金属粘接技术的其他交联剂是芳族亚硝基化合物，如对二亚硝基苯。

已有许多用于橡胶与金属粘接的制剂。例如硅烷已作为腐蚀抑制剂和橡胶与金属粘接助粘剂。美国专利申请公开No.2009/0181248公开了大量水解的硅烷溶液，例如在橡胶和金属粘接组合物中使用的二(三甲氧基丙基)胺和二(三乙氧基丙基)四硫化物。将氨基硅烷和硫化物硅烷分别以1∶3的比例在乙醇/水溶液中配制。

Lord Corporation的国际专利公开No.WO2004/078867描述了设计用来粘接含有烷氧基硅烷/尿烷加合物和氯化聚合物的热塑性弹性体的单涂层溶剂基粘合剂。在该专利文献中描述了合成和配制的方法。Lord Corporation的美国专利No.4,031,120描述了包含与聚异氰酸酯和芳族亚硝基化合物结合的异氰酸酯官能性有机硅烷的组合物。可将得到的系统描述为用于将多种弹性材料粘接到金属和其他基材的单涂层粘合剂。

加拿大专利No.1,087,774描述了在复合橡胶材料生产中使用的组合物。所述组合物公开了单组份组合物，其包含硫化聚合物、离散芳族亚硝基化合物和离散有机膦酸(及其偏酯)。问题在于，有毒的亚硝基苯成分在所述组合物中自由配制。