[发明专利]处理长丝或纱线以改善橡胶的粘附性

说明书

背景技术

1.技术领域

本发明处于芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的长丝或纱线，以及此类长丝或纱线对橡胶、弹性体或树脂的粘附性的领域。

2.相关领域描述

对位芳族聚酰胺纤维广泛地用作轮胎和工业橡胶制品的结构增强剂。在很多情况下，将涂料施涂于纤维以协助橡胶或弹性体粘附到纤维上。此类涂料通常基于环氧树脂或异氰酸酯型树脂或各种间苯二酚-甲醛胶乳(RFL)混合物。广泛使用的RFL粘附体系需要两步法。在一些实施例中，涂覆材料为环氧树脂底涂层和间苯二酚-甲醛面涂层。对橡胶的化学粘合经由被引入到纤维表面上的双键来进行。所述双键用作最终共硫化到橡胶基质中的橡胶硫化位点。

美国专利2,128,635描述了RFL方法。美国专利3,307,966描述了苯酚封闭异氰酸酯-环氧树脂涂层用于预浸渍制剂的用途。

出于工业卫生原因，要求在橡胶制品制造中减少，并且优选消除使用间苯二酚和甲醛两者。因此，需要找到另选的环境友好的粘合增进化合物，以优选通过一步法来增强纤维和橡胶之间的粘结强度的效果。可使用此类方法的橡胶制品的示例存在于动力传动带、传送带、轮胎和软管的制造中。另一个使用领域存在于纤维增强复合材料中，其中适当的纤维处理可减少复合材料层中的分层。

发明内容

本发明涉及用于处理合成或天然纤维长丝或纱线以改善其对橡胶、弹性体或树脂的粘附性的方法，其中所述方法包括：

(a)使所述长丝或纱线暴露于包含第一多官能异氰酸酯低聚物和第一多官能环氧低聚物的第一试剂混合物，其中所述第一混合物中的总异氰酸酯基团与总环氧基团的比率在0.8至1.2的范围内，以及

(b)在至少100℃的温度下对经暴露的长丝或纱线进行加热，由此所述第一环氧低聚物和第一异氰酸酯低聚物交联并且在所述长丝或纱线的表面上形成网络，前提条件是存在于所述第一环氧低聚物和第一异氰酸酯低聚物中的双键不参与交联反应。

本发明还涉及用于处理合成或天然纤维长丝或纱线以改善其对橡胶、弹性体或树脂的粘附性的方法，其中所述方法包括：

(a)使所述长丝或纱线暴露于包含第一多官能异氰酸酯低聚物和第一多官能环氧低聚物的第一试剂混合物，其中所述第一混合物中的总异氰酸酯基团与总环氧基团的比率在0.8至1.2的范围内，以及

(b)在至少100℃的温度下将所述经暴露的长丝或纱线加热，由此所述第一环氧低聚物和第一异氰酸酯低聚物交联并且在所述长丝或纱线的表面上形成网络，

(c)使该经处理的长丝或纱线暴露于包含第二多官能异氰酸酯低聚物和第二多官能环氧低聚物的第二试剂混合物，其中所述第二混合物中的总异氰酸酯基团与总环氧基团的比率在0.8至1.2的范围内，以及

(d)在至少100℃的温度下对经暴露的长丝或纱线进行加热，由此所述第二环氧低聚物和所述第二异氰酸酯低聚物交联，并且在由所述第一环氧低聚物和第一异氰酸酯低聚物形成的网络的外表面上形成网络，前提条件是存在于所述第二环氧低聚物和第二异氰酸酯低聚物中的双键不参与交联反应。

具体实施方式

长丝和纱线

出于本文的目的，术语“长丝”被定义为相对柔韧、宏观上均匀的主体，所述主体在其垂直于其长度的整个横截面上具有高长宽比。长丝横截面可以是任何形状，但是通常是圆形或豆形。在本文中，术语“纤维”与术语“长丝”互换使用。

长丝可以具有任何长度。优选地长丝为连续的。复丝包含多根连续长丝。纱线在很多情况下被纺丝到包装件的线轴上。复丝可以被切割成短纤维并且被制成适用于本发明的短纤纱。短纤维可以具有约1.5至约5英寸(约3.8cm至约12.7cm)的长度。短纤维可为直的(即不卷曲)或者可卷曲成具有沿其长度的锯齿形褶皱，其中褶皱(或重复弯曲)频率为约3.5至约18个褶皱/英寸(约1.4至约7.1个褶皱/厘米)。

在一些实施例中，纱线具有至少7.3克/分特的纱线韧度和至少100克/分特的模量。优选地纱线具有50至4500分特的线密度、10至65克/分特的韧度、150至2700克/分特的模量、和1至8％的断裂伸长率。更优选地纱线具有100至3500分特的线密度、15至50克/分特的韧度、200至2200克/分特的模量、和1.5至5％的断裂伸长率。长丝的对应机械强度值通常略高于由长丝制成的纱线的那些机械强度值。