DE1130159B - Process for improving the adhesion of metal to rubber - Google Patents
Process for improving the adhesion of metal to rubberInfo
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Description
Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Metall an Kautschuk Es sind Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Metall an Kautschuk bekannt, bei denen eine vulkanisierbare Kautschukmischung an einem Metall festhaftend in Gegenwart eines Schwermetallsalzes einer organischen Säure vulkanisiert wird. Process for improving the adhesion of metal to rubber There are known methods for improving the adhesive strength of metal to rubber, in which a vulcanizable rubber compound adheres firmly to a metal in The presence of a heavy metal salt of an organic acid is vulcanized.
Diese bisher angewandten fettsauren Schwermetallsalze oder -seifen bringen aber nicht die Haftfestigkeit von Kautschuk auf Metall hervor, die für viele Zwecke gewünscht wird, so besonders, wenn der Kautschuk auf Metalldraht befestigt werden soll, um Gewebelagen in Bereifungen herzustellen. In solchen fällen ist es äußerst wichtig, daß die Bindung zwischen der Kautschuklage und dem Drahtgewebe so elastisch und so fest ist wie nur möglich, damit eine vorzeitige Zerstörung des Reifenkörpers und ein Bruch des Reifens bei der Benutzung vermieden werden.These previously used fatty acid heavy metal salts or soaps but do not produce the adhesive strength of rubber on metal that many do Purposes is desired, so especially when the rubber is attached to metal wire should be to produce fabric layers in tires. In such cases it is extremely important is the bond between the rubber layer and the wire mesh is as elastic and as firm as possible to prevent premature destruction of the Tire body and breakage of the tire during use can be avoided.
Es wurde nun gefunden, daß man das genannte Verfahren ganz wesentlich verbessern kann, wenn man das Salz in teilweise calciniertem und oxydiertem Zustand benutzt und wenn man von ihm mit Bezug auf die Kautschukmischung nur eine Menge verwendet, die ausreicht, um die Kautschukmischung an dem Metall zu befestigen. Man kann die geringe Menge teilweise calcinierten und oxydierten Salzes in die vulkanisierbare Kautschukmischung einbringen und diese in Berührung mit der Metallfläche vulkanisieren, oder man kann das Salz als dünne Schicht auf der Metall- oder der Kautschukoberfläche aufbringen und das Ganze dann vulkanisieren. Ein anderes Verfahren zur Befestigung von Kautschuk auf Metall besteht darin, daß ein Kautschukklebstoff oder -bindemittel hergestellt wird, der das teilweise calcinierte und oxydierte Salz enthält, die Metall- oder Kautschukoberfläche mit dem Klebstoff überzogen, dieser gegebenenfalls getrocknet wird, Metall und Kautschuk mit der dazwischenliegenden Klebstoffschicht. in Berührung gebracht werden und das Ganze vulkanisiert wird. It has now been found that the process mentioned is very essential can improve if the salt is partially calcined and oxidized used and when you think of it with regard to the rubber compound just a lot sufficient to secure the rubber compound to the metal. One can convert the small amount of partially calcined and oxidized salt into the vulcanizable one Introduce the rubber mixture and vulcanize it in contact with the metal surface, or you can apply the salt as a thin layer on the metal or rubber surface apply and then vulcanize the whole thing. Another method of attachment Rubber to metal consists in being a rubber adhesive or binder containing the partially calcined and oxidized salt, the Metal or rubber surface coated with the adhesive, this optionally is dried, metal and rubber with the adhesive layer in between. are brought into contact and the whole is vulcanized.
Das Metallatom in dem organischen Salz kann jedes Metall sein. Bevorzugt werden aber die mehrwertigen Schwermetalle, wie Kobalt, Kupfer, Eisen, Blei, Quecksilber und Nickel. Besonders geeignet sind die Schwermetallsalze aliphatischer Fettsäuren und insbe sondere der mit wenigen Kohlenstoffatomen. Es können auch Salzmischungen benutzt werden. Beispiele für solche Schwermetallsalze sind: Kobaltacetat, Kobaltbenzoat, Kobaltbutyrat, Kobaltcitrat, Kobaltformiat, Kobaltoleat, Kobalttartrat, Kupferacetat, Kupferbenzoat, Kupferbutyrat, Kupferstearat, Ferriacetat, Ferribenzoat, Ferriformiat, Bleiacetat, Bleicitrat, Bleiplamitat, Quecksilber(II)-acetat, Quecksilber(II)-benzoat, Quecksilber(II)-propionat, Nickelacetat, Nickeloxalat, Nickelpropionat, Nickelstearat, Silberacetat und Silberstearat.The metal atom in the organic salt can be any metal. Preferred but the polyvalent heavy metals such as cobalt, copper, iron, lead, mercury and nickel. The heavy metal salts of aliphatic fatty acids are particularly suitable and especially those with few carbon atoms. Mixtures of salts can also be used to be used. Examples of such heavy metal salts are: cobalt acetate, cobalt benzoate, Cobalt butyrate, cobalt citrate, cobalt formate, cobalt oleate, cobalt tartrate, copper acetate, Copper benzoate, copper butyrate, copper stearate, ferric acetate, ferric benzoate, ferric formate, Lead acetate, lead citrate, lead platinum, mercury (II) acetate, mercury (II) benzoate, Mercury (II) propionate, nickel acetate, nickel oxalate, nickel propionate, nickel stearate, Silver acetate and silver stearate.
Die organischen Schwermetallsalze werden an der Luft, in Sauerstoff oder einem anderen oxydierenden Gas so lange bei solcher Temperatur calciniert, bis die Verbindung teilweise calciniert und oxydiert ist. The organic heavy metal salts are in the air, in oxygen or another oxidizing gas calcined at such a temperature for so long until the compound is partially calcined and oxidized.
Je nach dem gewünschten Calcinierungsgrad kann die Calcinierung bei verschiedenen Temperaturen und verschieden lange durchgeführt werden, solange die Verbindung nicht völlig in ihr Oxyd umgewandelt wird. Die besten Ergebnisse werden durch Erhitzen bei oxydierenden Bedingungen unterhalb des Flammpunktes der Verbindung erreicht. Ein solches hier nicht geschütztes Verfahren zur teilweisen Calcinierung besteht z. B. darin, Kobaltacetat (2,3 kg) in einer Pfanne an der Luft etwa 24 bis 72 Stunden auf eine zwischen etwa 150 und 1700 C liegende Temperatur zu erhitzen. Zeit und Temperatur hängen natürlich von der Menge, Dicke und chemischen Zusammensetzung der Probe ab, die teilweise calciniert und oxydiert werden soll.Depending on the desired degree of calcination, the calcination can be at different temperatures and different lengths of time, as long as the Compound is not completely converted into its oxide. The best results will be by heating under oxidizing conditions below the flash point of the compound achieved. Such a process for partial calcination which is not protected here consists z. B. in cobalt acetate (2.3 kg) in a pan in the air for about 24 to Heat to a temperature between about 150 and 1700 C for 72 hours. Time and temperature depend of course on the amount, thickness and chemical composition the sample that is to be partially calcined and oxidized.
Auf das Gewicht des Kautschuks bezogen ergeben schon sehr geringe Mengen an teilweise calciniertem und oxydiertem organischem Schwermetallsalz Verbesserungen der Haftfestigkeit des Kautschuks auf detn Metallgrund. Etwa 0,1 Gewichtsprozent des teilweise calcinierten und oxydierten Salzes verbessert die Haftfestigkeit zwischen Kautschuk und Metall schon merklich. Mengen bis zu etwa 10 Gewichtsprozent des Salzes ergeben bedeutende Verbesserungen. Based on the weight of the rubber, the result is very little Amounts of partially calcined and oxidized heavy metal organic salt improvements the adhesive strength of the rubber detn metal ground. About 0.1 Weight percent of the partially calcined and oxidized salt improves this Adhesion between rubber and metal is noticeable. Amounts up to about 10 percent by weight of the salt gives significant improvements.
Es ist aber nicht zweckmäßig; mehr als 10 Gewichtsprozent anzuwenden, da die Eigenschaften (z. B. die Zugfestigkeit) der Kautschukmischung beeinträchtigt werden können. Die.besten. Ergebnisse werden erhalten, wenn, auf das Gewicht des Kautschuks bezogen, 1 bis 4 Gewichtsprozeqt des teilweise calcinierten und oxydierten Salzes angewandt werden.But it is not practical; apply more than 10 percent by weight, since the properties (e.g. tensile strength) of the rubber compound are impaired can be. The best. Results are obtained when, based on the weight of the Rubber based, 1 to 4 percent by weight of the partially calcined and oxidized Salt can be applied.
Die »Kautschukmischung«, die auf der Metallunterlage befestigt werden soll, kann jeder vulkanisierbare natürliche oder synthetischer Kautschuk oder ein Gemisch derselben sein. Vorzugsweise werden die mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuke angewandt. The "rubber compound" that is attached to the metal base Should be any natural or synthetic rubber or a vulcanizable Be mixture of the same. The rubbers vulcanizable with sulfur are preferred applied.
Das teilweise cälcinierte und oxydierte organische Schwermetallsalz kann einfach zugesetzt oder mit der Kautschukmischung in einem Kautschukmischwerk vermischt werden. Es kann ferner in wäßrigen Dispersionen von Kautschuk verteilt und mit dem Kautschuk koaguliert werden, oder es kann in Kautschuk verteilt werden, der in einem Kautschuklösungsmittel gelöst ist, wenn tYberzüge, Klebstoffe oder Bindemittel hergestellt werden sollen. The partially calcined and oxidized organic heavy metal salt can simply be added or mixed with the rubber mixture in a rubber mixer be mixed. It can also be distributed in aqueous dispersions of rubber and be coagulated with the rubber, or it can be dispersed in rubber, which is dissolved in a rubber solvent when coatings, adhesives or Binders are to be produced.
Gegebenenfalls können der Kautschuksischung auch weitere mitzuyerarbeitende Bestandteile zugesetzt werden, wie sie in der Kautschuktechnik bekannt sind, z. B. Beschleuniger, Antioxydationsmittel, bakterizide Stoffe, Farbpigrnente, Streckmittel, Verstärkungspigmente, Weichmacher und Vulkanisationsmittel. If necessary, other co-workers can also be added to the rubber compound Components are added as they are known in rubber technology, e.g. B. Accelerators, antioxidants, bactericidal substances, pigments, extenders, Reinforcing pigments, plasticizers and vulcanizing agents.
Die Metallunterlage, auf die die Kautschukmischung aufgebracht wird, die das teilweise calcinierte und oxydierte organische Schwermetallsalz enthält, soll eine saubere Oberfläche besitzen, also von Staub, Oxyden, Rost, Hammerschlag, öl und Fett frei sein, sie braucht aber vor dem Aufbringen der Kautschukmischung -nicht besonders behandelt zu werden. Besonders geeignete Metallofertlächen bestehen aus Kupfer, Eisen, Blei, Zinn, Zink oder deren Legierungen. Die Kautschukmischung mit dem teilweise calcinierten und oxydierten Salz und gegebenenfalls mitzuverarbeitenden Bestandteilen kann direkt auf die saubere Metalloberfläche aufgebracht und durch Hitze und Druck aufvulkanisiert werden. Die Mischung kann auch direkt auf Drahtgewebelagen aufkalandert werden Mit Hilfe der Kautschukmischung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung können viele brauchbare Produkte hergestellt werden, so z. B. schwer zu belastende Bereifungen mit festen und elastischen Lagen, schlauchlose Reifen und Schläuche. Auf einen elektrischen Leiter aus Kupfer oder einem anderen Metall kann ein Mantel aus einer Kautschukmischung der obigen Art zur Verbesserung der Haftfestigkeit der Ummantelung auf dem Leiter aufgebracht werden. Die Erfindung kann auch auf andere Metall-Kautschuk-Gegenstände angewandt werden, wie Motorrahmen, nahtlose Lager, torsionselastische Federn, Treibriemen, Druckwalzen, mit Metalldraht verstärkte Schläuche, Schuhfersen, kurz immer dann, wenn Kautschuk auf Metall befestigt werden und eine elastische und feste Bindung zwischen diesen entstehen soll. The metal base on which the rubber compound is applied which contains the partially calcined and oxidized organic heavy metal salt, should have a clean surface, i.e. from dust, oxides, rust, hammer blows, Oil and grease must be free, but it needs to be done before the rubber mixture is applied -not to be specially treated. Particularly suitable metal surfaces exist made of copper, iron, lead, tin, zinc or their alloys. The rubber compound with the partially calcined and oxidized salt and optionally also to be processed Components can be applied directly to the clean metal surface and through Heat and pressure are vulcanized on. The mixture can also be applied directly to wire mesh layers be calendered using the rubber compound and method of the present In the invention, many useful products can be made, e.g. B. difficult to tiresome tires with firm and elastic layers, tubeless tires and Hoses. Can be on an electrical conductor made of copper or another metal a sheath made from a rubber mixture of the above type to improve the adhesive strength the sheath can be applied to the conductor. The invention can also be applied to others Metal rubber items are applied, such as motor frames, seamless bearings, Torsionally elastic springs, drive belts, pressure rollers, reinforced with metal wire Hoses, shoe heels, in short whenever rubber is attached to metal and an elastic and firm bond between them should be created.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. The following examples serve to further illustrate the invention.
Beispiel 1 2,3 kg hydratisierten Kobalt(lI)-acetats - (CO(CHCOO)24H2O) waren in einem elektrischen Ofen 24 Stunden auf etwa 1600 C erhitzt worden, um das Salz leicht zu calcinieren und zu oxydieren. 2 Gewichtsteile des behandelten Salzes wurden dann in einem Kautschuk mischwerk mit 100 Gewichtsteilen mastiziertemNaturkautschuk, 4,5 Gewichtsteilen Schwefel und anderen üblicherweise mitzuverarbeitendenBestandteilen (Ruß, Zinkoxyd, Antioxydationsmitteln, Beschleuniger und Weichmacher) in den üblichen Mengen vermischt. Es wurden dann ähnliche Mischungen hergestellt, in denen das teilweise calcinierte Kobaltacetat durch hydratisiertes Kobaltacetat oder wasserfreies Kobaltacetat ersetzt war. Weiter wurde eine Kontrollprobe ohne jede Kobaltverbindung hergestellt. Die Mischungen wurden dann zur Prüfung ihrer Haftfestigkeit auf Draht benutzt. Example 1 2.3 kg hydrated cobalt (lI) acetate - (CO (CHCOO) 24H2O) had been heated in an electric oven to about 1600 C for 24 hours to achieve the Salt easy to calcine and oxidize. 2 parts by weight of the treated salt were then in a rubber mixer with 100 parts by weight masticated natural rubber, 4.5 parts by weight of sulfur and other commonly included ingredients (Soot, zinc oxide, antioxidants, accelerators and plasticizers) in the usual Mixed quantities. Similar mixtures were then made in which the partial calcined cobalt acetate by hydrated cobalt acetate or anhydrous cobalt acetate was replaced. Further, a control sample was made without any cobalt compound. The mixtures were then used to test their adhesion to wire.
Als Draht wurde nichtüberzogener, glänzender, gedrehter Stahldraht benutzt, der rost- und hammerschlagfrei war und durch Abwischen mit Äthylendichlorid von Schmierfett bzw. öl gereinigt worden war. The wire used was uncoated, shiny, twisted steel wire used, which was rust and hammer-free and by wiping with ethylene dichloride was cleaned of grease or oil.
Sechs Drähte wurden im Abstand von 2,5 cm in einer' 152,5 2,5 cm großen Block aus jeder der obigen Kautschukmischungen eingebettet. Die Blöcke wurden unter Druck in einer Plattenpresse 60 Minuten bei 1380 C vulkanisiert und 24 Stunden bei Raumtemperatur lagern gelassen. Nach dem Lagern wurden aus jedem Block Proben geschnitten, die in einer Scott-Zerreißvorrichtung untersucht wurden; die maximale Belastung (in Kilogramm), die zum Ablösen des Drahtes aus der jeweiligen vulkanisierten Mischung nötig war, wurde als Haftfestigkeit bezeichnet und ist in der folgenden Tabelle A angegeben.Six wires were placed 2.5 cm apart in a '152.5 cm wide Block embedded from any of the above rubber compounds. The blocks were under Pressure in a platen press for 60 minutes at 1380 C and vulcanized for 24 hours Left at room temperature. After storage, samples were cut from each block, which were tested in a Scott disrupter; the maximum load (in kilograms), which is used to detach the wire from the respective vulcanized mixture was required was referred to as the adhesive strength and is in the following table A.
Tabelle A
Beispiel 2 Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren, nur war ein besonderer
Teil des Kobaltacetats 72 Stunden auf etwa 1600 C erhitzt worden, um es stark zu
calcinieren, so daß das erhaltene Produkt noch stärker oxydiert war. Ein anderer
Teil des Kobaltacetats wurde vollständig oxydiert. 2 Gewichtsteile des stark calcinierten
Kobaltacetats wurden dann mit 100 Gewichtsteilen
mastizierten Naturkautschuks,
2,5 Gewichtsteilen Schwefel und anderen üblichen mitzuverarbeitenden Bestandteilen
in den üblichen Mengen vermischt und mit einem stark mit Zink elektroplattierten,
gedrehten Stahldraht vulkanisiert. Ähnliche Mischungen wurden unter Verwendung von
oxydiertem, wasserfreiem, hydratisiertem und leicht calciniertem Kobaltacetat hergestellt
und mit dem galvanisierten Draht vulkanisiert. Nach der Untersuchung wurden die
folgenden Ergebnisse erhalten: Tabelle B
Wenn teilweise calciniertes Kobaltbutyrat, -benzoat, -citrat, -formiat, -oleat oder -tartrat verwendet wird, werden ähnliche Verbesserungen der Haftfestigkeit von Kautschuk auf Metall erhalten. In gleicher Weise wirken teilweise calciniertes Kupferacetat oder -benzoat, Eisen(III)-benzoat, Bleiacetat, Quecksilber(II)-benzoat, Nickeloxalat und Silberstearat. If partially calcined cobalt butyrate, benzoate, citrate, formate, -oleate or -tartrate is used similar improvements in bond strength obtained from rubber on metal. Partially calcined works in the same way Copper acetate or benzoate, iron (III) benzoate, lead acetate, mercury (II) benzoate, Nickel oxalate and silver stearate.
Wenn Kautschukmischungen, die teilweise calciniertes Kobaltacetat enthalten, auf gedrehte Stahldrahtstränge zwecks Herstellung von Drahtlagen aufkalandert, Lastwagenbereifungen einverleibt und vulkanisiert wurden, ergaben Untersuchungen auf der Straße, bei denen derartige Reifen mit Drahtbändern benutzt wurden, verbesserte Haltbarkeit und Brauchbarkeit, d. h., es trat nur geringe oder keine Trennung oder Zerstörung der Lagen nach mehrmonatiger, starker Benutzung ein. When rubber compounds, the partially calcined cobalt acetate included, calendered onto twisted steel wire strands for the purpose of producing wire layers, Investigations have shown that truck tires were incorporated and vulcanized on the road using such wire band tires improved Durability and usability, d. that is, there was little or no separation or Destruction of the layers after several months of heavy use.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US1130159XA | 1955-06-20 | 1955-06-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1130159B true DE1130159B (en) | 1962-05-24 |
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ID=22347133
Family Applications (1)
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Country | Link |
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Citations (1)
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1956
- 1956-06-19 DE DEG19881A patent/DE1130159B/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE898809C (en) * | 1951-12-19 | 1953-12-03 | Continental Gummi Werke Ag | Process for achieving high adhesive strengths between rubber mixtures and other solid materials |
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