DE1203946B - Process for firmly bonding natural or synthetic rubber to ferrous metals - Google Patents
Process for firmly bonding natural or synthetic rubber to ferrous metalsInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Π :Int. Π:
C08cC08c
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Deutsche KL: 39 b-5/20 German KL: 39 b -5/20
Nummer: 1203 946Number: 1203 946
Aktenzeichen: D12966IV d/39 bFile number: D12966IV d / 39 b
Anmeldetag: 18. August 1952 Filing date: August 18, 1952
Auslegetag: 28. Oktober 1965Opening day: October 28, 1965
Es ist bekannt, zum Binden von Kautschuk an Metallflächen Polyisocyanat zu verwenden. Dabei wird eine formbare und warmvulkanisierbare Kautschukmischung gegen die metallische Fläche gepreßt, nachdem eine oder beide der miteinander zu verhaftenden Flächen mit einem Film des organischen Polyisocyanats überzogen worden sind. Anschließend wird dann der Schichtkörper der Vulkanisation unterworfen. Die auf diese Weise erzielte Haftung des Kautschuks an dem Metall ist jedoch für viele Fälle unzureichend. Es ist auch bekannt, zum Verbinden von Eisenmetallen mit Kunstharzen, die Metalloberflächen anzuätzen und mit einem Überzug aus Ferrichromat zu versehen.It is known to use polyisocyanate to bond rubber to metal surfaces. Included a moldable and hot-vulcanizable rubber mixture is pressed against the metal surface, after one or both of the surfaces to be adhered together with a film of the organic Polyisocyanate have been coated. Then the laminate is then vulcanized subject. However, the adhesion of the rubber to the metal achieved in this way is insufficient for many cases. It is also known for joining ferrous metals with synthetic resins, to etch the metal surfaces and to provide them with a coating of ferric chromate.
Nach einem anderen Verfahren werden die Metallflächen gebeizt, dann mit einem rostschützenden Phosphatüberzug versehen, worauf Weichkautschuk, gegebenenfalls unter Verwendung von Haftmitteln, aufgebracht wird.Another method is to pickle the metal surfaces, then with an anti-rust Phosphate coating, after which soft rubber, if necessary with the use of adhesives, is applied.
Durch diese bekannten Verfahren wird das be- so anspruchte Verfahren jedoch nicht nahegelegt.This is done by means of these known methods However, the claimed method was not suggested.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum haftfesten Binden von natürlichem oder synthetischem Kautschuk an Eisenmetalle unter Verwendung einer Haftschicht aus einem organischen Polyisocyanat oder Polyisothiocyanat, die gegebenenfalls noch gelösten natürlichen oder synthetischen Kautschuk enthalten kann, Aufbringen einer vulkanisierbaren Kautschukmischung auf diese Haftschicht und nachfolgend Erhitzen des Verbundkörpers auf Vulkanisationstemperatur, das dadurch gekennzeichnet ist, daß solche Eisenmetalle verwendet werden, die mit einer Lösung von Eisenchlorid oder Eisensulfat vorbehandelt worden sind.The invention relates to a method for firmly binding natural or synthetic materials Rubber to ferrous metals using an organic polyisocyanate adhesive layer or polyisothiocyanate, the natural or synthetic rubber which may still be dissolved may contain, applying a vulcanizable rubber mixture to this adhesive layer and subsequently Heating the composite body to vulcanization temperature, which is characterized by that such ferrous metals are used that have been pretreated with a solution of ferric chloride or iron sulfate have been.
Das beanspruchte Verfahren hat den Vorteil, daß die Vorbehandlung der Metallflächen mit einfachen Mitteln und in einem Arbeitsgang durchgeführt werden kann und daß trotzdem ausreichende Haftfestigkeiten erzielt werden.The claimed method has the advantage that the pretreatment of the metal surfaces with simple Means and can be carried out in one operation and that still sufficient adhesive strength be achieved.
Zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens wird die mit dem Kautschuk zu verbindende Eisenoder Stahlfläche zunächst mit Schmirgelpapier oder anderen Schleifmitteln bzw. mittels eines Sandstrahles gereinigt, um sie insbesondere von Fett zu befreien. Der Metallkörper wird dann in eine wäßrige Lösung von Eisenchlorid oder Eisensulfat eingetaucht, die je nach der Konzentration und der Temperatur an der Oberfläche des Körpers eine Oxydschicht oder eine Schicht eines unlöslichen Salzes bildet. Nach der Bildung dieses Überzugsfilmes wird der Metallkörper aus dem Bad herausgenommen und in kaltem Wasser abgewaschen, um Verfahren zum haftfesten Binden von natürlichem oder synthetischem Kautschuk an EisenmetalleTo carry out the claimed process, the iron to be bonded with the rubber is used Steel surface first with emery paper or other abrasives or by means of a sandblast cleaned, in particular to rid them of fat. The metal body is then placed in an aqueous Immersed solution of ferric chloride or iron sulfate, depending on the concentration and temperature on the surface of the body a layer of oxide or an insoluble salt forms. After this coating film is formed, the metal body is taken out of the bath and washed off in cold water to method of firmly binding natural or synthetic rubber to ferrous metals
Anmelder:Applicant:
Dunlop Rubber Company Limited, LondonDunlop Rubber Company Limited, London
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. E. Rathmann, Patentanwalt,Dipl.-Ing. E. Rathmann, patent attorney,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42Frankfurt / M., Neue Mainzer Str. 40-42
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
W. A. Gurney, Castle Bromwich, Warwickshire;W.A. Gurney, Castle Bromwich, Warwickshire;
D. Norbury,D. Norbury,
Ward End, Birmingham (Großbritannien)Ward End, Birmingham (Great Britain)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 11. Oktober 1951 {23 649)Great Britain October 11, 1951 {23,649)
etwa lose anhaftende Teile des Niederschlags zu entfernen. to remove any loosely adhering parts of the precipitate.
Die auf diese Weise behandelte Metallfläche wird dann unter Anwendung eines Luftstromes getrocknet, worauf die Haftlösung aufgebracht wird. Diese besteht aus einer Lösung eines Polyisocyanats, die außerdem natürlichen oder synthetischen Kautschuk sowie Vulkanisationsmittel in Dispersion enthalten kann. Auf die so behandelte Fläche wird dann die vulkanisierbare Kautschukschicht aufgebracht und der Schichtkörper unter Druck zur Herbeiführung der Vulkanisation erhitzt.The metal surface treated in this way is then dried using a stream of air, whereupon the adhesive solution is applied. This consists of a solution of a polyisocyanate which also contain natural or synthetic rubber and vulcanizing agents in dispersion can. The vulcanizable rubber layer is then applied to the surface treated in this way and the laminate is heated under pressure to bring about vulcanization.
Die Lösung des Polyisocyanats kann auch auf die Kautschukmischung aufgetragen werden.The solution of the polyisocyanate can also be applied to the rubber mixture.
An Stelle des Eintauchens des Metallkörpers in die Eisenchlorid- oder Eisensulfatlösung kann diese auch mit einer Bürste oder durch Sprühen auf die betreffende Fläche aufgetragen werden. Bei dieser Handhabung wird das Auftragen zweckmäßig mehrmals wiederholt, bis eine ausreichend starke Schicht des Oxyds oder des Salzes gebildet ist.Instead of immersing the metal body in the iron chloride or iron sulfate solution, this can can also be applied to the surface in question with a brush or by spraying. At this Handling, the application is expediently repeated several times until a sufficiently thick layer of the oxide or salt is formed.
Die Wirkung dieser Lösungen zur Bildung der Oxyd- oder Salzschicht kann durch Erhitzen derThe effect of these solutions for the formation of the oxide or salt layer can be achieved by heating the
509 719/440509 719/440
Lösungen oder der Metallfläche auf etwa 150° C beschleunigt werden.Solutions or the metal surface can be accelerated to around 150 ° C.
Für die Durchführung des beanspruchten Verfahrens eignen sich als Haftvermittler insbesondere Phenylen - diisocyanat, Hexamethylen-diisocyanat, Äthylen-diisocyanat und Triphenylmethan-triisocyanat sowie die entsprechenden Polyisothiocyanate.Adhesion promoters are particularly suitable for carrying out the claimed method Phenylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, ethylene diisocyanate and triphenylmethane triisocyanate and the corresponding polyisothiocyanates.
Als mit dem Metall zu verbindender Kautschuk kann natürlicher oder synthetischer Kautschuk verwendet werden.As the rubber to be bonded with the metal, natural or synthetic rubber can be used will.
Das nachstehend aufgeführte Ausführungsbeispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.The exemplary embodiment set out below serves to explain the invention.
B eispielExample
1515th
Acht gleichartige Stahlplatten werden nach sorgfältiger Reinigung mit Schmirgelpapier in eine wäßrige Eisenchloridlösung (spezifisches Gewicht 1,405) 60 Minuten lang bei Raumtemperatur eingetaucht, dann mit kaltem Wasser abgewaschen und in einem zo Luftstrom getrocknet.Eight similar steel plates are carefully cleaned with emery paper in an aqueous one Ferric chloride solution (specific gravity 1.405) immersed for 60 minutes at room temperature, then washed off with cold water and dried in a stream of air.
Auf die eine Fläche jeder dieser Platten wird dann eine Lösung von Triphenylmethan-triisocyanat in einem flüchtigen Lösungsmittel aufgetragen, worauf das Lösungsmittel verdampft wird. Zwischen die mit dem Isocyanatauftrag versehenen Seiten je zweier Platten wird eine mittelhart eingestellte, warmvulkanisierbare Kautschukmischung eingebracht, worauf dann die so gebildeten Dreischichtkörper zusammengepreßt und zur Vulkanisation des Kautschuks 20 Minuten auf 152° C erhitzt werden.A solution of triphenylmethane triisocyanate in applied to a volatile solvent, whereupon the solvent is evaporated. Between the with The sides of two plates with isocyanate application will be a medium-hard, hot-vulcanizable one Introduced rubber mixture, whereupon the three-layer body formed in this way is then pressed together and heated to 152 ° C for 20 minutes to vulcanize the rubber.
Als mittlere Haftfestigkeit der Teile der hiernach erhaltenen vier Verbundkörper aneinander ergaben sich 85 kg/cm2.The mean adhesive strength of the parts of the four composite bodies obtained below to one another was found to be 85 kg / cm 2 .
Ein Satz gleichartiger Platten wird, wie vorbeschrieben, behandelt, doch werden die einzelnen Plattenpaare in Lösungen verschiedener Konzentration und für verschieden lange Zeit eingetaucht, während das Binden an den Kautschuk in der gleichen Weise erfolgt. Die hierbei erzielten Haftfestigkeitswerte ergeben sich aus der nachstehenden Tabelle:A set of similar plates is treated as described above, but the individual ones are Pairs of plates immersed in solutions of different concentrations and for different lengths of time while bonding to the rubber is done in the same way. The adhesive strength values achieved here result from the table below:
in
MinutenTime
in
Minutes
temperaturspace
temperature
festigkeit
kg/cm2 Detention
strength
kg / cm 2
(spezifisches
Gewicht 1,405)Ferric chloride
(specific
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