DE1234382B - Verfahren zum haftfesten Binden von Kautschuk an Metalle - Google Patents

Description

DEUTSCHES Μ$Έ\!^ PATENTAMT

Deutsche Kl.: 39 b - 5/20

AUSLEGESCHRIFT —· ^

Aktenzeichen: D 39978IV d/39 b

J 234 382 Anmeldetag: 4.Oktober 1962

Auslegetag: 16. Februar 1967

Verfahren zur Erzeugung einer Haftverbindung zwischen Kautschuk und Metallen sind seit mehr als 100 Jahren in Gebrauch. So ist es beispielsweise seit langem bekannt, schwefelhaltige Hartkautschukmischungen auf Eisenmetalloberflächen aufzuvulkanisieren. Werden Eisenmetalloberflächen mit einer Messingschicht einer bestimmten Zusammensetzung überzogen, so können auch mit Weichkautschukmischungen befriedigende Haftverbindungen erreicht werden. Es ist weiterhin bekannt, daß verschiedene Bindemittel, die in Form von Lösungen oder Dispersionen auf die zur Haftung vorgesehenen Flächen aufgetragen werden, die Haftung von Kautschuk auf Metall erheblich verbessern. Solche Bindemittel sind beispielsweise cyclisierte Kautschuke, Latex-Protein-Gemische, halogenierte Polymerisate, insbesondere Chlorkautschuk, und Polyisocyanate. Auch Phenolharze finden als Primer bei der Behandlung des Metalluntergrundes und zur Bindung bereits vulkanisierter Gummiteile an Metalloberflächen Verwendung. Vulkanisierte Gummiteile können auch durch Epoxydharze auf Metalloberflächen aufgeklebt werden.

Die Verwendung von Bindemitteln der genannten Art zur Oberflächenbehandlung von Metallteilen bzw. Kautschukmischungen im Rahmen einer kontinuierliehen Fertigung ist aufwendig und kostspielig. Es wurde deshalb vorgeschlagen, bereits den unvulkanisierten Kautschukmischungen haftungsfördernde StofFe zuzusetzen, so daß auf Bindemittel der obengenannten Art als Zwischenschichten verzichtet werden kann. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, als haftungsfördernde Komponente zwischen vulkanisierbaren Kautschukmischungen und Metalloberflächen Schwermetallsalze zu verwenden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Verfahren zu sehr schwankenden Weiten der Haftfestigkeit führen. Insbesondere nach verschieden langen Lagerzeiten wurden sehr unterschiedliche Haftfestigkeitswerte beobachtet, so daß es schwierig erscheint, mit derartigen Zusätzen reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Die so bedingten Unsicherheiten bedeuten für eine laufende Produktion einen erheblichen Nachteil.

Darüber hinaus stellt die Verwendung von Schwermetallsalzen, die bekanntlich als Gummigifte wirken, ein gewisses Risiko dar und ist stets die Ursache eines mehr oder weniger starken Abfalls der physikalischen Eigenschaften der Vulkanisate.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich die Verwendung von Schwermetallsalzen erübrigt, wenn der Haftmischung bestimmte Anteile an epoxydierten Polymerisaten zugesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verfahren zum haftfesten Binden von
Kautschuk an Metalle

Anmelder:

Deutsche Dunlop Gummi Compagnie
Aktiengesellschaft, Hanau/M., Dunlopstr. 2

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Gerd Angerer,
Dipl.-Chem. Dr. Erhard Glützer, Hanau/M.
Ein weiterer Miterfinder hat beantragt, nicht
genannt zu werden

haftfesten Binden von Kautschuk an Metalle durch Auftragen einer vulkanisierbaren Kautschukmischung auf eine gereinigte Metalloberfläche und nachfolgendes Erhitzen des beschichteten Metalls auf Vulkanisationstemperaturen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man solche Kautschukmischungen verwendet, die epoxydierte Polymerisate aus konjugierten Dienen oder deren Gemische enthalten.

Dabei kommen als epoxydierte Polymerisate Epoxydierungsprodukte von Naturkautschuk, Polyisopren, Polybutadien sowie von Copolymerisaten von Butadien und Isopren in Frage.

Die Epoxydierung der Polymerisate geschieht in bekannter Weise. Der EpoxydsauerstofFgehalt wird so bemessen, daß die epoxydierten Polymerisate noch löslich und mit anderen Kautschukarten verträglich sind. Eine solche erfindungsgemäß hergestellte Haftmischung, die übliche Verstärkerfüllstoffe und Vulkanisationsmittel enthält, ist stabil und liefert auch nach mehrwöchiger Lagerzeit ausgezeichnete Haftwerte an metallischen Oberflächen.

Das beanspruchte Verfahren weist ferner den Vorteil auf, daß ein besonderer Vorstrich auf das Metall entfällt, d.h., daß die Haftmischung direkt auf das Metall aufvulkanisiert werden kann. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß mit Hilfe des beanspruchten Verfahrens nicht nur eine starke Haftung von Kautschuk an Messingoberflächen, sondern auch an Aluminium, Eisen und selbst an blankem Stahl erzielt werden kann. Durch die Vermeidung von Schwermetallsalzen in den Kautschukmischungen wird eine Schädigung des Kautschuks vermieden.

709 509/472

Das beanspruchte Verfahren kann bei der Herstellung von Reifen mit Stahlcordeinlagen, Treibriemen, Druckwalzen, torsionselastischen Federn, von mit Metalldraht verstärkten Schläuchen und zahlreichen anderen Artikeln angewendet werden, bei denen es auf eine feste und zugleich elastische Verbindung von Kautschuk und Metall ankommt.

Das Verfahren wird an Hand der folgenden Beispiele erläutert. Angegebene Teile bedeuten Gewichtsteile. Die in den Beispielen verwendeten Kautschukmischungen haben folgende Zusammensetzung:

	Mischung
A	B
Naturkautschuk	100
Butadien-Styrol-Kaltkaiitschuk (mit
einem Styrolanteil von 23,5 Ge
wichtsteilen)		100
Zinkoxyd	9,6	9,6
57,7	57,7
0,5	0,5
Phenyl-a-naphthylamin	0,9	0,9
Benzothiazyl - 2- dicyclohexylsulfen-
0,9	0,9
5,2	5,2

In diesen Grundmischungen wurde nun der Kautschukanteil durch steigende Mengen polymerer Epoxyde ersetzt, bzw. in einem Fall wurden steigende Mengen an epoxydiertem Kautschuk der Grundmischung zugesetzt. Sodann wurden die Haftfestigkeitswerte der Mischung sowohl an vermessingtem als auch an blankem Stahlcord geprüft. Es wurden in einer üblichen Haftform jeweils sechs Drähte im Abstand von 1 cm einvulkanisiert. Die Vulkanisationsdauer betrug 40 Minuten, die Vulkanisationstemperatur 140° C Nach jeweils 24 Stunden dauernder Lagerung wurden die Drähte mit Hilfe einer Schopper-Zerreißmaschine aus dem Vulkanisat herausgerissen und die hierzu erforderliche Kraft gemessen. Die Prüfkörper waren würfelförmig, die Einbettlänge des Drahtes betrug jeweils 1 cm.

Beispiel 1

In der Grundmischung A wurden 5 und 10 Gewichtsprozent des Kautschukanteils durch einen epoxydierten Naturkautschuk mit einem EpoxydsauerstofFgehalt von 4,57% ersetzt. Folgende mittlere Haftwerte (in Kilogramm je Prüfkörper) wurden erhalten:

	Haftfestigkeit in Kilogramm je Prüfkörper
an ver messingtem Stahlcord	an blankem Stahlcord.
20,1	6,3
5°/o epoxydierter Natur kautschuk	24,2	7,9
10% epoxydierter Natur-
25,7	11,1

Beispiel 2

In der Grundmischung A wurden 5 und 10 Gewichtsprozent des Kautschukanteils durch einen epoxydierten Butadien-Styrol-Kautschuk mit einem Epoxydsauerstoffgehalt von 5,17% ersetzt. Folgende mittlere Haftwerte (in Kilogramm je Prüfkörper) wurden erhalten :

5		Haftfestigkeit in Kilogramm je Prüfkörper
an ver messingtem Stahlcord	an blankem Stahlcord
ίο	Grundmischung A	20.1	6,3
5 % epoxydierter Butadien- Styrol-Kautschuk	22,8	7,1
*5	10%epoxydierterButadien- Styrol-Kautschuk	23,2	9,2

An Stelle der in den Beispielen 1 und 2 verwendeten epoxydierten Kautschuke können auch abgebaute Kautschuke, z. B, ein unter dem Namen »depolymerized ao rubber« bekanntes Abbauprodukt des Naturkautschuks von honigartiger Konsistenz oder niedermolekulare Emulsionspolymerisate auf der Basis von Butadien-Styrol verwendet werden.

Beispiel 3

In der GrundmischungA wurden 5 und 10 Gewichtsprozent des Kautschukanteils durch ein handelsübliches, epoxydiertes, niedermolekulares Polybutadien hoher Viskosität mit einem Epoxydsauer-StofFgehalt von 7,3% ersetzt. Folgende mittlere Haftwerte (in Kilogramm je Prüfkörper) wurden erhalten:

Haftfestigkeit in Kilogramm je Prüfkörper

an ver- I

	messingtem	an blankem
Stahlcord	Stahlcord
20,1	6,3
5% epoxydiertes Polybuta-
22,7	7,7
10% epoxydiertes Poly
butadien	23,9	9,1
Beispiel 4
Zur Grundmischung B wurden 5 und 10 Gewichts
prozent vom Mischungsgewicht an epoxydiertem
niedermolekularem Polybutadien mit einem Epoxyd-
sauerstofFgehalt von 7,3 % zugefügt.
Folgende mittlere Haftwerte (in Kilogramm je
Prüfkörper) wurden erhalten:
Haftfestigkeit
in Kilogramm je Prüfkörper
an ver
messingtem	an blankem
Stahlcord	Stahlcord
7,1	3,4
5% epoxydiertes Polybuta-
13,5	5,9
10% epoxydiertes Poly-
15,0

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum haftfesten Binden von Kautschuk an Metalle durch Auftragen einer vulkanisierbaren Kautschukmischung auf eine gereinigte Metalloberfläche und nachfolgendes Erhitzen des beschichteten Metalls auf Vulkanisationstemperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß man solche Kautschukmischungen verwendet, die epoxydierte Polymerisate aus konjugierten Dienen oder deren Gemische enthalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als epoxydierte Polymeri-

sate konjugierte Diene, epoxydierte natürliche oder synthetische Kautschuke verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschukmischungen epoxydierte Polymerisate in Anteilen von 1 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kautschukmischung, enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 334 649.

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