DE1620780C - Verfahren zum haftfesten Verbinden von vulkanisierbaren Kautschukmischungen mit Textilien - Google Patents
Verfahren zum haftfesten Verbinden von vulkanisierbaren Kautschukmischungen mit TextilienInfo
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Description
IO
Gegenstände aus Kautschuk, die beträchtlichen dynamischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie
Fahrzeugreifen, Transportbänder oder Treibriemen, werden im allgemeinen mit Textilien in Form von
Korden oder Kreuzgeweben verstärkt. Dabei kommt es darauf an, daß die Kautschukschicht möglichst fest
an dem verstärkenden Textilmaterial haftet, gleichgültig ob es sich bei letzterem um natürliches Gewebe
oder um Kunstfasern aus Polyestern, aus Polyamiden handelt. Man präpariert zu diesem Zweck bekanntlich
das Textilgewebe mittels Kautschuklatex und einem Phenol-Formaldehyd-Koridensationsprodukt, wobei
als Phenol nieist Resorcin zum Einsatz kommt. Diese Harzkomponente tritt einerseits in Reaktion
mit den funktioneilen Gruppen des jeweiligem Textilmaterials, andererseits mit dem konjugierten System
des Elastomeren und bewirkt so die Haftung der aufgebrachten Kautschukschicht auf dem Gewebe. ·
Wird nun das Elastomere, sei es natürlicher oder synthetischer Kautschuk, wie üblich mit Ruß als
Füllstoff verstärkt und dieser Mischung Resorcin und Hexamethylentetramin, letzteres als Formaldehydspender,
zugesetzt, dann tritt die Harzbildung während der Vulkanisation ein und bewirkt die Haftung der
Kautschukschicht auf dem präparierten oder unpräparierten Gewebe.
Es wurde ferner schon vorgeschlagen, die Haftfestigkeit des Vulkanisats dadurch zu erhöhen, daß
feinteilige Kieselsäuren allein oder im Verschnitt mit Ruß den die harzbildenden Komponenten enthaltenden
Kautschukmischungen zugesetzt werden.
Die gesteigerten Anforderungen an einen solchen Verbundkörper in der Praxis lassen es jedoch wünschenswert
erscheinen, daß die Haftung noch verbessert wird, damit die gefüllte Kautschukschicht und das
Textilgewebe auch bei stärkerer dynamischer Beanspruchung fest miteinander verbunden bleiben.
Die Erfindung ging daher von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren 'zum haftfesten Verbinden von
vulkanisierbaren Mischungen aus natürlichem und synthetischem Kautschuk, die zur Harzbildung befähigte
Phenole bzw. Amine und Aldehyde, sowie feinteilige, gefällte oder auf thermischem Wege erzeugte
Kieselsäuren mit einer spezifischen Oberfläche von 30 bis 400 m2/g (BET) und einer mittleren Primärteilchengröße
von 10 bis 400 m-Mikron, allein oder im Verschnitt mit Ruß, in Mengen von 10 bis 100 Gewichtsteilen,
bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, enthalten, mit uripräparierten Textilgeweben durch
Aufbringen der Mischungen auf die Textilünterlage und anschließende Vulkanisation weiter, zu entwickeln,
welches infolge echter chemischer oder chemosorptiver Bindung durch Reaktion der Harzkomponenten
mit den funktioneilen Gruppen des Textilmaterials, des Kautschuks und des Verstärkerfüllstoffes
gute Haftwerte ermöglicht.
Das Verfahren konnte dadurch weiter verbessert werden, indem man Kautschukmischungen verwendet,
die Bleioxid (PbO) in Mengen von 2 bis 3 Gewichtsteilen, berechnet auf 100 Gewichtsteile Kautschuk,
enthalten.
Hierbei ergeben sich überraschende Verbesserungen der Haftfestigkeitswerte gegenüber gleichartigen Kautschukmischungen
mit Ruß bzw. feinteiliger Kieselsäure als Füllstoff, aber ohne Zusatz von Bleioxid, wie
aus den folgenden Beispielen ersichtlich ist.
Bei den Vergleichsversuchen wurde von Naturkautschuk und Synthesekautschuk ausgegangen und
dieser jeweils durch Einarbeiten von aktiver Kieselsäure, gegebenenfalls im Verschnitt mit Aktivruß,
verstärkt. Diese Mischungen sind unter Zusatz harzbildender Komponenten nach folgenden Rezepturen
vulkanisiert worden (die angegebenen Teile bedeuten Gewichtsteile).
Bestandteile
Mischung ohne Oxidzusatz Ruß SiOj
Mischung mit Oxidzusatz
SiO2 ' . Ruß + SiO2
SiO2 ' . Ruß + SiO2
Naturkautschuk
Stearinsäure
Resorcin
Phenyl-ß-naphthylamin
Hocharomatischer Weichmacher1)....
Schwefel
Hexamethylentetramin
Sulfenamidbeschleuniger2)
Diphenylguanidin
Zinkoxid
Bleioxid (PbO)
Aktivruß3)
Aktive Kieselsäure4)
100
3
3
2,5
1,0
7,0
2,5
1,5
1,0
1,0
7,0
2,5
1,5
1,0
10
45
100 3
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1,5
1,0
1,0
7,0
2,5
1,5
1,0
7,
3
3
45
Vulkanisation 40'/1450C; Haft werte (kg/3 cm)
Auf Polyesterfaser (nicht imprägniert)
Auf Polyamidfaser (nicht imprägniert)
Auf Polyamidfaser (nicht imprägniert)
11,6
10,8
10,8
21,1 20,6 25,8
35,2
35,2
| 100 | 100 |
| 3 | 3 |
| 2,5 | 2,5 |
| 1,0 | 1,0 |
| 7,0 | 7,0 |
| 2,5 | 2,5 |
| 1,5 | 1,5 |
| 1,0 | 1,0 |
| 8 | 8 |
| 2 | 2 |
| 30 | 25 |
| 15 | 25 |
| 26,3 | 26,0 |
| 35,7 | 34,1 |
') Gemisch von ungesättigten, hochmolekularen Kohlenwasserstoffen.
2) Benzothiazyl-2-sulfenmorpholid.
3) Hochabriebfester Ofenruß, BET-Oberfiäche 76 m2/g, mittlere Teilchengröße 290 Ä.
*) Gefällte Kieselsäure, BET-Oberfiäche 240 m2/g, mittlere Primärteilchengröße 16 m-Mikron.
Bestandteile
Mischung ohne Oxidzusatz Ruß SiO2
Mischung mit Oxidzusatz SiO2 Ruß + SiO2
Butadien-Styrol-Kautschuk
Stearinsäure .....' ..
Resorcin
Phenyl-ß-naphthylamin
Hocharomatischer Weichmacher1)
Schwefel
Hexamethylentetramin
Sulfenamidbeschleuniger2)
Diphenylguanidin
Zinkoxid
Bleioxid (PbO)
Aktivruß3)
Aktive Kieselsäure4)
| 100 | 100 | 100 |
| 3 | 3 ■·' | 3 |
| 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| 1,0 | i,o : | 1,0 |
| 7,0 | 7,0 | 7,0 |
| 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| • 1,2 | 1,2 | 1,2 |
| — | 1,0 | — |
| 10 | 10, | 7 |
| — | — | 3 |
| 45 |
45 45
Vulkanisation 40'/1450C; Haft werte (kg/3 cm)
Auf nicht imprägnierter Polyesterfaser Auf nicht imprägnierter Polyamidfaser
10,2 9,5
18,3 19,0 20,6
30,1
30,1
| 100 | 100 |
| 3 . | 3 |
| 2,5 | ■ 2,5 |
| 1,0 | ' 1,0 |
| 7,0 | '7,0 |
| 2,5 | 2,5 |
| 1,5 | 1,5 |
| 1,2 | 1,2 |
| 8 | 8 |
| 2 | 2 |
| 30 | 25 |
| 15 | 25 |
| 21,2 | 21,7 |
| 30,9 | 30,3 |
') Gemisch von ungesättigten, hochmolekularen Kohlenwasserstoffen.
2) Benzothiazyl-2-sulfenmorpholid.
3J Hochabriebfester Ofenruß, BET-Oberfläche 76 m2/g, mittlere Teilchengröße 290 Ä.
4) Gefällte Kieselsäure, BET-Oberfläche 240 m2/g, mittlere Primärteilchengröße 16 m-Mikron.
In den folgenden Vergleichsversuchen wurde die verbesserte Haftung von Kautschukmischungen an
Textilien nach der Wärmealterung von 3 Tagen/1000 C ermittelt.
Normalerweise geht die Haftung nach der Alterung zurück oder steigt zum mindesten nicht mehr an. Im
Gegensatz zu dieser bisher üblichen Erfahrung zeigen Kautschukmischungen, die aktive Kieselsäure in
Mengen von 15 und 25 Teilen pro 100 Teile Butadien-Styrol-Kautschuk enthalten, nach der Wärmealterung
ein erhebliches Ansteigen der Haftwerte. Die Verbesserung der Werte beträgt bei nicht imprägnierter
Polyesterfaser 51 bzw. 61% und steigt bei Polyamidfasern sogar auf mehr als das Doppelte an, so daß
beim Hafttest eher der Gummi reißt, als daß sich die Textilfasern wieder vom Gummi entfernen lassen.
Damit wird die Haftung größer als die innere Festigkeit des Gummis. Die Tatsache einer durch Wärmealterung
verstärkten Haftung ist für die Herstellung betriebssicherer Gummigegenstände, die dauernder,
mit einer Wärmeerzeugung verbundener dynamischer Beanspruchung unterworfen sind, z. B. bei Fahrzeugreifen
oder Transportbändern, von außerordentlicher Bedeutung.
Mischungsbestandteile
Butadien-Styrol-Kautschuk .
Stearinsäure
Resorcin
Phenyl-Zi-naphthylamin
Hocharomatischer
Weichmacher1) ,
Schwefel
Hexamethylentetramin
Sulfenamidbeschleuniger2)...
Zinkoxid
Bleioxid (PbO)
Aktivruß3)
Aktive Kieselsäure4)
| Misch I |
ungsbeis] II |
| 100 | 100 |
| 3,0 | 3,0 |
| 2,5 | 2,5 |
| 1,0 | 1,0 |
| 7,0 | 7,0 |
| 2,5 | 2,5 |
| 1,5 | 1,5 |
| 1,2 | 1,2 |
| 10,0 | 8,0 |
| — | 2,0 |
| 45 | 30 |
| — | 15 |
III
100 3,0 2,5 1,0
7,0 2,5 1,5 1,2 8,0 2,0
25
25 Mischungsbestandteile
Mischungsbeispiele I II III
Vulkanisation 40'/1450C
Haftwerte (kg/3 cm) nach einer Wärmealterung von 3 Tagen bei 100° C
Auf Polyesterfaser
(nicht imprägniert)
Auf Polyamidfaser
(nicht imprägniert)
10,0
14,0
32,0
66,0*)
Haftwerte (kg/3 cm) vor der Wärmealterung Auf Polyesterfaser
(nicht imprägniert).
Auf Polyamidfaser
(nicht imprägniert).
Auf Polyamidfaser
(nicht imprägniert).
10,2
9,5
21,2 30,9
') Gemisch von ungesättigten, hochmolekularen Kohlenwasserstoffen.
2) Benzothiazyl-2-sulfenmorpholid.
*) Gummi gerissen.
3) Hochabriebfester Ofenruß, BET-Oberfläche 76 m2/g, mittlere Teilchengröße 290 Ä.
4) Gefällte Kieselsäure, BET-Oberfläche 240 m2/g, mittlere Primärteilchengröße 16 m-Mikron.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum haftfesten Verbinden von vulkanisierbaren Mischungen aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk, die zur Harzbildung befähigte Phenole bzw. Amine und Aldehyde, sowie feinteilige, gefällte oder auf thermischem Wege erzeugte Kieselsäuren mit einer spezifischen Oberfläche von 30 bis 400m2/g (BET) und einer mittleren Primärteilchengröße von 10 bis 400 m-Mikron, allein oder im Verschnitt mit Ruß, in Mengen von 10 bis 100 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, enthalten, mit unpräparierten Textilgeweben durch Aufbringen der Mischungen auf die Textilunterlagen und anschließende Vulkanisation, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Kautschukmischungen Bleioxid in Mengen von ·2 bis 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, enthalten.
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