[发明专利]改良的硫化后粘结

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月25日提交的标题为“改良的硫化后粘结(IMPROVED POST-VULCANIZATION BONDING)”的美国临时专利申请序号61/675,370的优先权，该申请的公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及两部分硫化后粘合剂体系，以及用于弹性体基底的硫化后粘结方法。

背景技术

长期以来，一直需要强力粘合剂以及用于将硫化橡胶或其他固化弹性体粘结于金属和其他基底上的方法。在大多数橡胶粘结工艺中，将传统的橡胶与基底间的粘合剂(例如LORD公司出售的粘合剂)施加到金属件上，然后将其加载于模具上，并将未硫化的橡胶或其他弹性体注入到模具中。接着，将填充橡胶的模具加热，从而使粘合剂在橡胶硫化的过程中共同固化。这确保了橡胶与金属基底之间的强力粘结。

但是，在一些应用中，粘合剂与橡胶共同固化是不切实际或不可行的。例如，在诸如某些支架和套管之类的部件的制造过程中，粘结必须在形成橡胶部件，并且硫化后才能进行。在一些情况中，橡胶与基底间的硫化后粘结还可以提供比模具中粘结更大的成本益处。在这些情况下，必须在硫化橡胶与刚性基底(例如金属)之间产生粘结。

现有技术的解决方案通常使用环氧基金属粘结用粘合剂，从而提供与金属面的粘合，并且橡胶表面经过化学处理，以增强橡胶与环氧基金属粘结用粘合剂之间的粘合。尽管这些方法有时是有效的，但是它们常常不能提供期望那样良好的粘结，特别是这些体系在高温下保持粘结的能力通常较差。

因此，希望提供的是用于将弹性体(例如天然橡胶)硫化后粘结于非弹性体基底(例如钢铁和工程聚合物)上的材料和方法。

本发明所涉及的正是所注意到的这些需要。

发明概述

在本发明的第一个方面中，提供一种两部分粘合剂体系，包含：(a)基底粘合剂，包含聚氨酯基粘合剂、丙烯酸基粘合剂或环氧基粘合剂中的至少一种；以及(b)弹性体底胶，包含卤化聚烯烃以及任选的亚硝基化合物。在本发明的一个实施方案中，卤化聚烯烃包括溴化聚(二氯丁二烯)。在本发明的另一个实施方案中，卤化聚烯烃包括氯化天然橡胶。在本发明的另一个实施方案中，卤化聚烯烃包括氯磺化聚乙烯。在本发明的另一个实施方案中，亚硝基化合物包括聚二亚硝基苯。

在本发明的另一个方面中，基底粘合剂包含聚氨酯基粘合剂，并且进一步包含催化剂。在本发明的另一个方面中，基底粘合剂包含环氧基粘合剂，并且进一步包含胺类硬化剂。在本发明的另一个方面中，基底粘合剂包含丙烯酸基粘合剂，其进一步包含氧化还原引发剂体系。

在本发明的另一个实施方案中，基底粘合剂除了酚醛环氧材料以外，基本不含或不含酚醛树脂。在本发明的另一个实施方案中，基底粘合剂基本不含或不含卤化聚烯烃。在本发明的另一个实施方案中，弹性体底胶除了酚醛环氧材料以外，基本不含或不含环氧树脂。在本发明的另一个实施方案中，弹性体底胶基本不含或不含酚醛树脂。本发明的另一个实施方案包含两部分粘合剂体系，其中弹性体底胶包含双马来酰亚胺材料。在本发明的另一个实施方案中，弹性体底胶包含溶剂基底胶。在本发明的其他实施方案中，弹性体底胶包含水性底胶。

在本发明的另一个方面中，弹性体底胶已被施加到硫化弹性体部件上，并且基底粘合剂已被施加到金属部件上。在本发明的另一个方面中，使弹性体部件和金属部件相接触，以使弹性体底胶与基底粘合剂彼此相接触，从而形成粘结组件。在本发明的另一个实施方案中，当根据ASTM D 429在高于100℃的温度下以90°角牵拉粘结组件时，该粘结组件显示出至少90％的橡胶保持率。

在本发明的另一个方面中，提供了用于弹性体的硫化后粘结的方法，包括：(a)提供硫化弹性体；(b)将弹性体底胶组合物施加到硫化弹性体上，其中弹性体底胶组合物包含卤化聚烯烃和二亚硝基苯；(c)提供待粘结的基底；(d)将基底粘合剂施加到基底上，其中基底粘合剂包含环氧基粘合剂、丙烯酸基粘合剂或聚氨酯基粘合剂中的至少一种；以及(e)使弹性体底胶涂覆的硫化弹性体与基底粘合剂涂覆的基底相接触，使得环氧粘合剂的至少一部分与卤化聚烯烃底胶的至少一部分相接触，从而形成组件。

在本发明的另一个实施方案中，所述的方法还包括加热组件，以使弹性体底胶固化的步骤(f)。在本发明的另一个实施方案中，将组件加热到至少250℉，持续大约5分钟。在本发明的另一个实施方案中，在未实施预处理步骤的条件下将弹性体底胶施加到弹性体上。