TWI668106B

TWI668106B - 複合式膠布及其製造方法

Info

Publication number: TWI668106B
Application number: TW107112400A
Authority: TW
Inventors: 宋國輝; 徐正己
Original assignee: 厚生股份有限公司
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2019-08-11
Also published as: TW201943560A

Abstract

本發明公開一種複合式膠布及其製造方法，複合式膠布包括一基布層、一橡膠層、一矽烷偶合劑以及一矽膠層。基布層具有彼此相對的一第一表面以及一第二表面。橡膠層設置於基布層。矽烷偶合劑設置在第二表面。矽膠層設置於矽烷偶合劑。矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於基布層的第二表面。藉此，本發明的複合式膠布能提高耐熱性以及抗老化特性，又同時保有橡膠的機械特性。

Description

複合式膠布及其製造方法

本發明涉及一種複合膠布及其製造方法，特別是涉及一種橡膠與矽膠的複合式膠布及其製造方法。

現今對於橡膠應用越來越廣泛，舉例而言，應用於耐燃防護衣、救生筏或工業雨衣等相關產品已相當普及。此外，應用於工業產品，如火車風擋、排風通道等亦相當常見。

一般而言，橡膠可分為合成橡膠和天然橡膠兩類。天然橡膠是一種有彈性的碳氫化合物異戊二烯；合成橡膠則是指是人工合成的高彈性聚合物，主要有順丁橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、異戊橡膠等。

然而，縱使橡膠的應用範圍廣泛，橡膠仍具有在先天結構上對於高溫的耐受性低的限制，因此，橡膠製品在耐熱及抗老化方面的提升，即成為改善橡膠材料的重要關鍵。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種改善橡膠耐熱性的複合式膠布及其製造方法。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是：一種複合式膠布，其包括：一基布層、一橡膠層、一矽烷偶合劑以及一矽膠層。基布層具有彼此相對的一第一表面以及一第二表面。橡膠層設置於所述基布層。矽烷偶合劑設置在所述第二表面。矽膠層設置於所述矽烷偶合劑，其中，所述矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於所述基布層的所述第二表面。

本發明所採用的另一技術方案是提供一種複合式膠布的製造方法，包括：提供一基布層，其具有彼此相對的一第一表面以及一第二表面；壓延步驟：將一橡膠膠料壓延於所述基布層，以形成一橡膠層；改質步驟：使用一矽烷偶合劑設置於所述基布層的所述第二表面，使所述矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於所述基布層的所述第二表面；以及，貼和步驟：將一矽膠膠料貼合於所述矽烷偶合劑，以形成一矽膠層。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的複合式膠布及其製造方法，其能通過“一橡膠層，其設置於所述基布層；一矽烷偶合劑，其設置於所述第二表面；一矽膠層，其設置於所述矽烷偶合劑”以及“所述矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於所述基布層的所述第二表面”的技術方案，以提高耐熱性又能夠保有橡膠的特性，可用在需耐高溫的產品上，且不容易造成橡膠材料破損。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

Z,Z’‧‧‧複合式膠布

1‧‧‧基布層

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

2‧‧‧橡膠層

3‧‧‧矽烷偶合劑

4‧‧‧矽膠層

5‧‧‧橡膠接著層

圖1為本發明的一具體實施例的複合式膠布的結構示意圖；圖2為本發明的另一具體實施例的複合式膠布的結構示意圖；圖3為本發明的複合式膠布的製造方法的流程示意圖；圖4為本發明的另一具體實施例的複合式膠布的製造方法的流程示意圖；以及圖5為本發明的另一具體實施例的複合式膠布的製造方法的流程示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“複合式膠布及其製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或信號等，但這些元件或信號不應受這些術語限制。這些術語乃用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，如本文中所使用，術語“或”視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的所有組合。

請參閱圖1至圖5，圖1及2為本發明的複合式膠布的結構示意圖，圖3為本發明的複合式膠布的製造方法的流程圖，圖4及5為本發明的複合式膠布的製造方法的流程步驟。

請參閱圖1，圖1為本發明的複合式膠布Z的一具體實施例的結構示意圖，其包括：基布層1、橡膠層2、矽烷偶合劑3以及矽膠層4。其中，基布層1具有彼此相對的第一表面11以及第二表面12，而橡膠層2設置於基布層1，矽烷偶合劑3設置於第二表面12，矽膠層4設置於矽烷偶合劑3；其中，矽烷偶合劑3的經取代或未經取代的苯基團連接於基布層1的第二表面1b。

如圖2所示，圖2為本發明的另一具體實施例的複合式膠布Z’的結構示意圖，本發明的複合式膠布Z’進一步包括：橡膠接著層5，其設置於基布層1的第一表面11與橡膠層2之間。具體而言，橡膠接著層5主要是橡膠材質接著劑，可視需求包括增黏劑。

於本發明的一具體實施例中，基布層1可選自聚酯布、尼龍布、棉布、玻纖布或聚酯尼龍纖維混紡紗布，較佳是尼龍基布或聚酯纖維布。

於本發明的一具體實施例中，橡膠層2是合成橡膠層或是天然橡膠層。天然橡膠層包括順式聚異戊二烯以及反式聚異戊二烯；合成橡膠層則主要有順丁橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、異戊橡膠等。橡膠擁有良好的機械性質，且易與其他金屬或非金屬材質黏合，但耐熱溫度僅介於-40℃至110℃之間。

於本發明的一具體實施例中，矽膠層4是合成矽膠層。矽膠主要成分是二氧化矽，由無機矽氧鍵骨架(...-Si-O-Si-O-Si-O-...)和共價鍵與矽原子結合的支鏈有機基團組成，藉由控制骨架的長度、有機基團的種類和骨架的交聯，可得到具有不同性質的矽氧聚合物。矽膠具有優越的溫度穩定性，可在-40℃至280℃溫度內穩定使用不變質，但機械性質不佳，抗撕裂強度也很低，且不易與其他材質進行貼合。

在上述材料特性下，本發明的複合式膠布藉由基布層提供橡膠以及矽膠較佳的機械性能，結合了橡膠及矽膠的優點，藉由橡膠材料彌補矽膠材料不易與其他材質貼合的缺點，而矽膠材料彌補橡膠材料耐熱性質不佳的缺點，可有效擴大複合式膠布的應用層面。

於本發明的一具體實施例中，矽烷偶合劑3是由通式Y-SiX₃表示，其中，Y為非水解基團，包括鏈烯基(如乙烯基)，以及末端帶有Cl、NH₂、SH、環氧、N₃、甲基丙烯醯氧基、異氰酸酯基等官能團的烴基，即碳官能基；X為可水解基團，包括Cl、OMe、OEt、OC₂H₄OCH₃、OSiMe₃以及OAc等。舉例而言，本發明的矽烷偶合劑3可以是選自乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三(p-甲氧基乙氧基)矽烷、y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、p-(3，4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、y-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、y-環氧丙氧丙基甲基二乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、y-巰基丙基三甲氧基矽烷、(3-氨基丙基)三甲氧基矽烷、(3-氨基丙基)三乙氧基矽烷、N-P-(氨基乙基)-y-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-(P-氨基乙基)-y-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、氨基乙基氨基丙基矽烷三醇均聚物、雙(三甲氧基甲矽烷基丙基)胺、y-氨基丙基三乙氧基矽烷及N-p-(氨基乙基)-y-氨基丙基三甲氧基矽烷等。

於本發明的一具體實施例中，矽烷偶合劑的結構如式(I)所示：

於本發明的一具體實施例中，矽烷偶合劑3是乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基矽烷，其中，乙烯基苄基連接於基布層1的第二表面11，而另一端的三甲氧基矽烷基團則連接於矽膠層4；特別是當基布層1為聚酯纖維布時，矽烷偶合劑3能以苯基團連接聚酯纖維布分子中的苯環。藉由矽烷偶合劑3的改質效果，可改善矽膠層不易貼合的狀況，不須額外使用黏著劑就能顯著提高基布層1與矽膠層4之間的結合力。

本發明進一步提供一種複合式膠布的製造方法，圖3為本發明一具體實施例的複合式膠布的製造方法的流程示意圖，其包括：S100提供基布層，其具有彼此相對的第一表面以及第二表面；S102壓延步驟：將橡膠膠料壓延於基布層；S104改質步驟：將矽烷偶合劑設置於基布層的第二表面，使矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於基布層的第二表面；以及S106貼和步驟：將矽膠膠料貼合於矽烷偶合劑。

具體而言，S100提供的基布層可選自聚酯布、尼龍布、棉布、玻纖布或聚酯尼龍纖維混紡紗布，但並不限制於此，視產品用途與所需特性可以有不同的選擇，較佳是尼龍基布或聚酯纖維布。

於S102壓延步驟中，可先將橡膠膠料與適當的有機填充劑以及無機填充劑利用混煉裝置(如萬馬力混煉機)進行混煉，並在50℃至95℃的環境下經二滾輪(包含粗輪及細輪)充分混合，再將充分混合的橡膠膠料以輸送帶送入壓延設備(如壓延貼合機)中，與基布層的第一表面貼合，壓延至設定厚度0.1公分至2.0公分，其壓延設備的溫度控制在60℃至95℃。

於S104改質步驟中，矽烷偶合劑是藉由含浸或噴塗方式而附著於基布層的第二表面。矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於基布層的第二表面，而另一端的矽氧烷基團可進一步用於連接於於矽膠層。詳細而言，可用pH值3.5至4的酸化水將矽烷偶合劑稀釋到適當濃度，其中矽烷偶合劑的含量是0.1至0.5%，以得到矽烷偶合劑處理液，再以矽烷偶合劑處理液對基布層11的第二表面進行表面處理(如含浸或噴塗方式)，處理後的基布層11置於104℃至121℃的溫度下進行烘乾，時間約為5至15分鐘，待烘乾後收卷成卷。

優選的，矽烷偶合劑3的結構如式(I)所示：

於S106貼合步驟中，將矽膠膠料以輸送帶送入壓延裝置(如壓延貼合機)，壓延至設定厚度0.1公分至2.0公分。其中，矽橡膠膠料主要包含矽橡膠原料和硫化劑，且可視需要加入適當的添加劑，例如色料、加工助劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、安定劑或表面活性劑等。

如圖4所示，於本發明的另一具體實施例，本發明的複合式膠布的製造方法還進一步包括：S101塗佈橡膠接著層於基布層的第一表面，步驟S101可介於步驟S100以及步驟S102之間，在S102壓延步驟之前先塗佈一橡膠接著層的第一表面，以增加基布層與橡膠層之間的黏合力。

於本發明的另一具體實施例，本發明的複合式膠布的製造方法還進一步包括：硫化步驟：在介於130至160℃的溫度下硫化橡膠層，且在介於150至180℃的溫度下硫化矽膠層。具體而言，如圖5所示，硫化步驟S103可介於步驟S102至步驟S104之間，在介於130至160℃的溫度下硫化橡膠層；以及，於貼合步驟S106之後，再進行硫化步驟S107，在介於150至180℃的溫度下硫化矽膠層。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的複合式膠布及其製造方法，其能通過“一橡膠層，其設置於所述基布層；一矽烷偶合劑，其設置於所述第二表面；一矽膠層，其設置於所述矽烷偶合劑”以及“所述矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於所述基布層的所述第二表面”的技術方案，以提高複合膠布的耐熱性又能夠保有橡膠的機械特性，可用在需耐高溫的產品上，亦不容易造成複合膠布的破損。再者，藉由矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於基布層，可改善矽膠層不易貼合其他材質的缺陷。

由於橡膠耐熱性不佳，而矽膠擁有耐高溫的特性，可長時間處於260℃環境下，缺點則是抗撕裂強度低。本發明藉由基布層提供的良好機械性質，矽膠層提供耐高溫特性，形成耐熱的橡膠與矽膠複合式膠布，不僅改善含有橡膠的材料耐熱性差的缺點，更提升了複合式膠布的機械性質，擴大耐熱產品的應用。此外，橡膠相較於矽膠更容易與其他金屬或非金屬材質黏合，本發明的複合式膠布可將橡膠層用以貼於其他金屬或非金屬材料，矽膠層用於耐受高溫使用，可擴大耐熱產品的應用。

上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Claims

一種複合式膠布，其包括：一基布層，其具有彼此相對的一第一表面以及一第二表面；一橡膠層，其設置於所述基布層；一矽烷偶合劑，其設置於所述第二表面；以及一矽膠層，其設置於所述矽烷偶合劑；其中，所述矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於所述基布層的所述第二表面；其中，所述矽烷偶合劑的結構如式(I)所示：
如請求項1所述的複合式膠布，進一步包括：一橡膠接著層，其設置所述基布層的所述第一表面與所述橡膠層之間。
如請求項1所述的複合式膠布，其中，所述基布層是尼龍基布或聚酯纖維布。
如請求項1所述的複合式膠布，其中，所述橡膠層是合成橡膠層或是天然橡膠層。
如請求項1所述的複合式膠布，其中，所述矽膠層是合成矽膠層。
一種複合式膠布的製造方法，包括：提供一基布層，其具有彼此相對的一第一表面以及一第二表面；壓延步驟：將一橡膠膠料壓延於所述基布層，以形成一橡膠層；改質步驟：使用一矽烷偶合劑設置於所述基布層的所述第二表面，使所述矽烷偶合劑的經取代或未經取代的苯基團連接於所述基布層的所述第二表面；以及貼和步驟：將一矽膠膠料貼合於所述矽烷偶合劑，以形成一矽膠層；其中，所述矽烷偶合劑的結構如式(I)所示：
如請求項6所述的複合式膠布的製造方法，還進一步包括：塗佈一橡膠接著層於所述基布層的所述第一表面與所述橡膠層之間。
如請求項6所述的複合式膠布的製造方法，其中，所述矽烷偶合劑是通過含浸或噴塗方式而附著於所述基布層的所述第二表面。
如請求項6所述的複合式膠布的製造方法，還進一步包括：硫化步驟：在介於130至160℃的溫度下硫化所述橡膠層，且在介於150至180℃的溫度下硫化所述矽膠層。