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Verfahren zur Herstellung von Schichtkörpern Es ist bekannt, insbesondere
zur Reifenreparatur oder zur Runderneuerung von Fahrzeugreifen, vulkanisierbaren
natürlichen oder synthetischen Kautschuk mit Hilfe von Kautschuk oder Kautschukumwandlungsprodukte
enthaltenden Klebelösungen auf Kautschukvulkanisate aufzukleben und durch Wärme
oder Kaltvulkanisation haftfeste Bindungen zu erhalten.
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Es ist ferner bekannt, zum haftfesten Verbinden von vulkanisierbaren
Kautschukschichten, insbesondere Butylkautschuk, untereinander oder von vulkanisierbarem
Kautschuk mit Metallen, Klebelösungen zu verwenden, die teilweise bromierte Isoolefin-Diolefin-Mischpolymerisate
enthalten.
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Durch die jüngsten Verbesserungen auf dem Gebiet der Polymerisation
ist es möglich, feste, amorphe Mischpolymerisate aus Äthylen und Propylen herzustellen,
welche in ihren physikalischen Eigenschaften den Kautschukarten ähneln und die sich
vielfach als Ersatz für Kautschuk auf vielen Anwendungsgebieten vielversprechend
anbieten. Ein derartiges Anwendungsgebiet ist die Verwendung dieses Mischpolymerisats
bei der Herstellung von Reifen und bei der Erneuerung von Laufflächen abgenutzter
Reifen, wobei die ausgezeichneten Abnutzungseigen schaften dieser Mischpolymerisate
vorteilhaft ausgenutzt werden. Bei der Verwendung von Mischpolymerisaten aus Äthylen
und Propylen bei der Laufflächenerneuerung von Reifen traten jedoch beachtliche
Schwierigkeiten auf, da es mit den üblichen Verfahren nicht möglich war, eine zufriedenstellende
Haftung zwischen dem Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat und dem mit Schwefel vulkanisierten
Kautschuk zu erzielen. Diese Schwierigkeiten werden mit Hilfe des beanspruchten
Verfahrens überwunden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schichtkörpern
durch Bestreichen oder Auflegen einer Vulkanisiermittel enthaltenden Klebeschicht,
die gegebenenfalls organische Lösungsmittel enthält, auf eine mit Schwefel vulkanisierte
Natur- oder Synthesekautschukschicht, Aufbringen einer dritten vulkanisierbaren
elastomeren Schicht auf die Klebeschicht und Vulkanisieren des Schichtkörpers in
der Wärme und unter Druck, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebeschicht ein partiell
bromiertes Isoolefin-Diolefin-Mischpolymerisat mit überwiegendem Isoolefinanteil
und als elastomere Schicht ein organische Peroxyde enthaltendes Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat
verwendet wird.
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Bei der Durchführung des beanspruchten Verfahrens kann das bromierte
Iso olefin-Diolefin-Mischpolymerisat auf die Oberfläche des Äthylen-Propylen-Misch-
polymerisats
und die des Kautschuks in Lösung aufgebracht oder als Folie oder Blatt zwischen
die Schichten aus dem Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat und dem Kautschuk gebracht
werden. Auch können eine Klebelösung und eine derartige Folie zusammen verwendet
werden. Die Klebelösung ist eine Lösung oder Dispersion in einem geeigneten organischen
Lösungsmittel, z. B. Benzin, Toluol, Chlorbenzol, Hexan, Heptan, Trichloräthan oder
Tetrachlorkohlenstoff.
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Zusätzlich zu den Peroxyd-Vulkanisiermitteln können auch andere Hilfsstoffe,
wie Schwefel, Mennige oder Chinondioxim, mitverwendet werden. Es werden etwa 0,1
bis 20 Gewichtsprozent Peroxyd, bezogen auf das Gewicht des Mischpolymerisats, verwendet.
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Für die Erfindung geeignete Kautschukarten sind mit Schwefel vulkanisierter
natürlicher Kautschuk und mit Schwefel vulkanisierte synthetische Kautschukarten
aus konjugierten Diolefinen einschließlich Polychlorpropen und Mischungen derselben.
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Die verwendeten partiell bromierten Isoolefin-Polyolefin-Mischpolymerisate
enthalten etwa 70 bis 99 Gewichtsprozent Isoolefine mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen
und 1 bis 30 Gewichtsprozent Polyolefine.
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Beispiele derartiger Isoolefine sind Isobutylen, 3-Methyl-buten-1
und 4-Methylpenten-l. Ein oder mehrere Isoolefine können mit einem oder mehreren
Polyolefinen mischpolymerisiert worden sein. Kautschukartige Mischpolymerisate aus
Isobutylen mit kleinen Mengen Isopren oder Butadien werden bevorzugt verwendet.
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Die bromierten Mischpolymerisate sollen 0,5 bis 5 Gewichtsprozent
gebundenes Brom enthalten. Sie können beispielsweise mit Schwefel vulkanisiert werden.
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Es ist sorgfältig darauf zu achten, daß die Oberfläche des zu verklebenden,
vulkanisierten Kautschuks sauber ist, damit eine starke Bindung erhalten wird.
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Läßt man den Kautschuk z. B. beim Abschleifen so heiß werden, daß
er unter Wärmeeinfluß weich wird, so schwächt man dadurch die schichtmäßige Verklebung,
und die Haftung kann zerstört werden.
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Die nach dem beanspruchten Verfahren hergestellten dreischichtigen
Gebilde werden unter Druck bei einer Mindesttemperatur von etwa 130°C vulkanisiert.
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Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Gewichtsteile und Prozentangaben, sofern nicht anders angegeben, beziehen sich auf
das Gewicht.
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Beispiel 1 Es wurde die Lauffläche bei einem mit Schwefel vulkanisierten
Reifen aus Butadien-Styrol-Kautschuk mit einem Mischpolymerisat aus Äthylen und
Propylen mittels einer Zwischenschicht aus einem bromierten Butylkautschuk erneuert.
Es wurden zwei verschiedene Vormischungen des bromierten Mischpolymerisats verwendet,
und zwar eine weiße Vormischung mit Zinkoxyd als Vulkanisiermittel und eine schwarze
Vormischung mit Schwefel und Zinkoxyd als Vulkanisiermittel. Die Zusammensetzungen
dieser beiden Vormischungen waren wie folgt: 1. Zinkoxydhaltige, weiße Vormischung
Partiell bromiertes Isobutylen-Isopren-Mischpolymerisat (970/o Isobutylen, 3 °/0
Isopren, bromiert bis zu einem Gehalt von 301o Brom) 100 Teile Hydratisiertes Siliciumdioxyd
...... 45 Teile Titandioxyd ............... .. 20 Teile Zinkoxyd ..................
.... 5 Teile Hydrierte Fischölsäuren ....... 1 Teil Polymerisiertes Trimethyldihydrochinolin
.............. 1 Teil Verarbeitungsöl ............. 5 Teile Benzthiazyldisulfid
............. 0,1 Teil Di-o-tolylguanidin ................. 2 Teile 2. Schwefelhaltige,
schwarze Vormischung Partiell bromiertes Isobutylen-Isopren-Mischpolymerisat (97
0/o Isobutylen, 3 °/0 Isopren, bromiert bis zu einem Gehalt von 3 °/0 Brom) .....
100 Teile Schnell spritzbarer Ofenruß ....... 20 Teile Leicht verarbeitbarer Kanalruß
.... 20 Teile Phenolharz ................. 10 Teile Phenyl-ß-naphthylamin ............
1 Teil Verarbeitungsöl ............... 10 Teile Hydrierte Fischölsäuren ............
1 Teil Schwefel .................... 2 Teile Di-o-tolylguanidin .......... 1 Teil
Zinkoxyd ................... .... 5 Teile Zu dem Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat
wurden folgende Stoffe zugemischt: Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat (32 Molprozent
Propylen) ......... 100 Teile Hochabriebfester Ofenruß 50 Teile Bis-(α,α-Dimethylbenzyl)-peroxyd..
4 Teile Schwefel .................... 1 Teil Die schwarze schwefelhaltige Vormischung
wurde mit Heptan zu einer 15 eigen Klebelösung verarbeitet.
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Der Butadien-Styrol-Kautschukreifen wurde zur Entfernung der restlichen
alten Lauffläche abgeschliffen und dann mit einer dünnen Schicht der Klebelösung
bestrichen und 4 Stunden getrocknet. Eine 1,3 mm -dicke Folie der weißen Vormischung
wurde rund um
den beschichteten Reifen gelegt und eine 9,5 mm starke Äthylen-Propylen-Mischpolymerisatschicht
der oben angegebenen Zusammensetzung wurde darübergebracht. Es entstand somit ein
dreischichtiges Gebilde. Die Vulkanisation wurde während 45 Minuten bei einem Druck
von 8,8 atm und bei einer Temperatur von 155°C durchgeführt. Es hatte sich eine
ausgezeichnete Haftung zwischen den einzelnen Schichten ausgebildet. Die Haftfestigkeit
der schwächsten Schichtausbildung betrug bei Zimmertemperatur 11,8 kg/cm. Die zur
Auslösung der Schichtentrennung erforderliche Kraft nach Einschneiden bis zur Mitte
der bromierten Zwischenschicht betrug bei Zimmertemperatur 19,9 kg/cm.
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Vergleichsbeispiel Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt,
wobei jedoch das Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat direkt auf den Reifen aufgebracht
wurde, ohne Verwendung der bromierten Butylkautschuk-Zwischenschicht. Es wurde festgestellt,
daß die Mischpolymerisatlauffiäche nur sehr schlecht an dem Reifen haftete und daß
nur eine Kraft von höchstens 0,36 kg/ cm notwendig war, um die Schichten bei Zimmertemperatur
voneinander zu trennen. Die beiden Schichten trennten sich zum Teil schon beim Öffnen
der heißen Form. Dieses Beispiel zeigt deutlich, daß die Verwendung einer Zwischenschicht
aus bromiertem Isoolefin-Diolefin-Mischpolymerisat notwendig ist.
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Beispiel 2 Es wurde eine Reifenlauffläche aus einem Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat
gemäß Beispiel 1 auf einen üblichen mit Schwefel vulkanisierten Butadien-Styrol-Kautschukreifen
mittels einer bromierten Isoolefin-Diolefin-Mischpolymerisatlösung aufgeklebt. Die
weiße zinkoxydhaltige bromierte Isobutylen-Isopren-Mischpolymerisat-Vormischung
wurde zu einer 10%igen Klebelösung in Heptan verarbeitet. Der Reifen wurde abgeschliffen
und mit einer dünnen Schicht dieser Klebelösung bestrichen. Die Innenfläche der
Lauffläche wurde ebenfalls mit einer dünnen Schicht der Klebelösung bestrichen.
Als die Klebeschichten trocken, aber noch klebrig waren, wurde die Mischpolymerisatlauffläche
auf den Reifen geklebt und durch Vulkanisation haftfest verbunden. Die Festigkeit
der schwächsten Schicht betrug 11,2kg/cm.
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Beispiel 3 Es wurde eine Reifenlaufflächenmischung aus dem Mischpolymerisat
aus Äthylen und Propylen gemäß Beispiel 1 auf einen üblichen mit Schwefel vulkanisierten
Butadien-Styrol-Kautschukreifen unter Verwendung einer 1,3 mm dicken Zwischenschicht
der zinkoxydhaltigen weißen Vormischung gemäß Beispiel 1 aufgeklebt. Die Vulkanisation
wurde während 45 Minuten bei 155°C durchgeführt. Die Festigkeit der schwächsten
Schicht betrug 10,9 kg/cm.