DE1953624C3 - Verwendung von alpha- Polyoxymethylen als Formaldehyddonator zur Haftvermittlung beim Aufvulkanisieren von Füllstoffe und mit Formaldehyd harzbildende Komponenten enthaltende Kautschukmischungen auf Polyester- und/oder Polyamid- Trägermaterialien - Google Patents

Verwendung von alpha- Polyoxymethylen als Formaldehyddonator zur Haftvermittlung beim Aufvulkanisieren von Füllstoffe und mit Formaldehyd harzbildende Komponenten enthaltende Kautschukmischungen auf Polyester- und/oder Polyamid- Trägermaterialien

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DE1953624C3 DE19691953624 DE1953624A DE1953624C3 DE 1953624 C3 DE1953624 C3 DE 1953624C3 DE 19691953624 DE19691953624 DE 19691953624 DE 1953624 A DE1953624 A DE 1953624A DE 1953624 C3 DE1953624 C3 DE 1953624C3
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Wird nun das Elastomere, sei es natürlicher oder außerdem ebenso wie Hexamethylentetramin erst synthetischer Kautschuk, wie üblich, mit Ruß als bei der angewandten Vulkanisationstemperatur der Füllstoff verstärkt und dieser Mischung Resorcin Kautschukmischungen Formaldehyd für den Konden- und Hexamethylentetramin, letzteres als Formalde- sationsprozeß mit z. B. Resorcin abgibt, hydspender, zugesetzt, dann tritt die Harzbildung 50 Es wurde überraschenderweise gefunden, daß von während der Vulkanisation ein und bewirkt die den möglichen Formaldehyddonatoren, wie z. B. den Haftung des Vulkanisats auf den präparierten oder α-, β- und y-Polyoxymethylenen, die Verwendung unpräparierten Textilien. Die in der Praxis gesteigerten von a-Polyoxymethylenen des Typs Anforderungen an einen solchen Verbundkörper uq . ,q^ q\ . u
erfordern jedoch eine möglichst hohe Haftung des 55 2 '
Elastomeren am Gewebe, damit auch bei stärkerer deren durchschnittlicher Kondensationsgrad «(Kettendynamischer Beanspruchung die gefüllte Gummi- länge der Formaldehyd-Einheiten) im Bereich von schicht und das Textilgewebe sich nicht voneinander 100 bis 500 liegt, als Formaldehyddonatoren für den lösen. genannten Anwendungszweck die höchste Wirksäm-
Nach einem bekannten Verfahren kann eine Ver- 60 keit ergibt.
besserung der Haftung von Mischungen aus natür- Die Verwendung von Formaldehyd abspaltenden
lichem oder synthetischem Kautschuk auf präparierten Verbindungen, wie z. B. Trioxymethylen, Hexa- und unpräparierten Textilien mittels Kondensations- methylentriamin, Paraldehyd, Methylolmelamine, produkten aus Phenolen bzw. Aminen und zur Harz- Imidazolidin, Methylolsäureamid usw., gegebenenbildung befähigten Aldehyden dadurch erreicht werden, 65 falls zusammen mit Kieselsäuren, in Verbindung mit daß man eine Kautschukmischung verwendet, in Phenolen in Kautcchukmischungen, die z. B. mit welche als Füllstoff aktive Kieselsäure in Mengen Textilien verbunden werden sollen, ist bereits bevon 10 bis 100 Gewichtsteilen, berechnet auf 100 Ge- kannt. Unter der großen Anzahl dieser unter dem
Begriff »Formaldehyddonatoren« genannten Verbindungen wurden jedoch die besonderen Eigenschaften der «-Polyoxymethylene nicht erkannt.
Zwar sind die erfindungsgemäß verwendeten «-Polyoxymethylene und ihre Eigenschaften als solche z. B. in Angewandte Chemie, Jahrgang 73 (1961), Nr. 6, S. 177 bis 186 derart beschrieben, daß Polyoxymethylene mit endständigen HO-Gruppen thermisch Formaldehyd abspalten. Es war hieraus jedoch nicht ohne weiteres abzuleiten, daß a-Polyoxymethylene durch die Abspaltung von Formaldehyd bei Vulkanisationstemperaturen und Bildung von Kondensationsharzen mit den gleichzeitig in den Kautschukmischungen anwesenden Phenolen bei Anwesenheit von Kieselsäure oder Silikatfüllstoffen eine wesentliche Verbesserung der Haftung an Textilien bewirken.
Die Herstellung dieser Formaldehyddonatoren, im folgenden air. FOD bezeichnet, erfolgt auf relativ einfache Weise durch etwa dreitägiges Tempern von Paraformaldehyd HO ■ (CH1O)n · H (n, mittlere Kettenlänge >30 bis 100) bei etwa 7O0C. Dieser Paraformaldehyd wird durch Kondensation von wäßriger Formaldehydlösung unter Zusatz einer geringfügig erhöhten Säurekonzentration erhalten. Überraschenderweise ist es nicht möglich, FOD durch Tempern von N-Paraformaldehyd zu erhalten. N-Paraformaldehyd wird durch Kondensation von wäßriger Formaldehydlösung, die üblicherweise nur eine sehr geringe Menge an Ameisensäure enthält, hergestellt.
B^i der Herstellung von FOD kann man weiterhin so vorgehen, daß zunächst durch Behandeln des Paraformaldehyds die eventuell noch vorhandenen niedermolekularen Anteile mittels stark verdünnter Schwefelsäure oder Natronlauge entfernt werden. Der nach Filtration verbliebene Rückstand wird nach Auswaschen mit Wasser anschließend wiederum unter den gleichen Bedingungen, d. h. etwa 2 Tage bei etwa 700C, getempert.
Die Brauchbarkeit des auf diese Weise erhaltenen FOD für den genannten Anwendungszweck kann dadurch überprüft werden, daß das Produkt praktisch nicht mehr nach den Bedingungen des sogenannten »Resorcin-Tests«, wie er in den USA.-Patentschriften 24 81981 und 2519 550 beschrieben ist, reagiert.
Im Vergleich zu Hexamethylentetramin können mit FOD, wie aus den folgenden Beispielen zu ersehen ist, besonders bei peroxidisch vernetzten Styrol-Butadien - Naturkautschuk-Mischungen, Hypalon (Hypalon = Sulfochloriertes Polyäthylen mit 27,5% Cl und 1,5% S,), EPDM-Haftmischungen sowie bei Chloropren-Kautschuk bei Polyester- und Folyester-Polyamid-Mischgeweben bessere Haftwerte erreicht werden.
Die Herstellung der in den Beispielen angegebenen Mischungen erfolgt in bekannter Weise, indem entweder aktive Kieselsäuren und Resorcin der Kautschukmischung getrennt zugesetzt und im Kneter gemischt werden oder zuerst Vormischungen aus Resorcin und aktiver Kieselsäure hergestellt und diese unter Ergänzung weiterer, aktiver Kieselsäure bis zur Erreichung der Gesamtmenge an Füllstoff dem Kautschukfell auf der Walze zugemischt werden. Die Zumischung des FOD kann in gleicher Weise erfolgen.
Es wurde bereits erwähnt, daß man das Resorcin, gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Toluol, direkt auf die Kieselsäure als Trägersubstanz aufbringen kann, wobei das Phenolderivat adsorptiv gebunden wird. Nach Trocknung unter Wiedergewinnung des Lösungsmitteils wird dann die überzogene Kieselsäure in Pulverform der Kautschukmischung auf der Walze oder im Kneter zugesetzt. In gleicher Weise wie das Resorcin kann man auch die zweite Harzkomponente FOD als Aldehydspender, zwecks besserer Verteilung imd leichterer Einmischbarkeit im Kautschuk mit der aktiven Kieselsäure vermählen oder in Lösung adsorptiv auf die Kieselsäure aufbringen. Der Zusatz zur Kautschukmischung
ίο erfolgt dann nach der Einmischung der ersten Komponenten, unter Ergänzung entsprechender weiterer Mengen Kieselsäure und gegebenenfalls unter Zusatz von aktivem Ruß als weiteren Füllstoff. Wie bekannt, wird die Gewebehaftung noch begünstigt durch
innigen Kontakt der Silanolgruppen an der Kieselsäureoberfläche mit den funktioneilen Gruppen der Kautschuke.
Als aktive Kieselsäure können sowohl die aus Wasserglaslösungen mittels Mineralsäuren in feinver-
ao teilter, amorpher Form gefällten., wie auch die auf thermischem Wege direkt als feinverteiltes Pulver erzeugten Kieselsäuren mit einer spezifischen Oberfläche nach 3ET von 30 bis 400 m2/g und einer mittleren Primärteilchengröße von 10 bis 40 mMikron verwendet werden.
In den nachfolgenden Beispielen werdtn die mit FOD erzielten Haftungsergebnisse an Hand geeigneter Mischungsrezepte wiedergegeben.
Beispiel 1
Styrol-Butadien-Naturkautschuk-Verschnitt 75/25
Styrol-Butadien Mischung 1 Mischung 2 1
Copolymerisat mit Hexa mit FOD 26 30
(SBR 1502) methylen 12,5
35 Naturkautschuk tetramin
Phenyl-ß-Naphthyl- 7
amin 10
Aktivruß 75 75 2,3
40 Aktive Kieselsäure 25 25
Hocharomatischer 1,4
Weichmacher 1
Zinkoxid 30
45 Schwefel 12,5
Sulfenamid- 6
beschleuniger 7
Mischung aus 50 Ge 10
wichtsprozent SiOj 2,3 1,5
50 und 50 Gewichts 0,4
prozent Resorcin 1,4
Hexamethylen
tetramin
55 FOD
Diphenylguanidin 6' 22
Vulkanisation
3OMin./15O°C 1,5 16
Haftung (kp/2,5 cm)
60 an Polyamid nicht
präpariert
an Polyester nicht
präpariert
65
18,5
12
B( Be..r 1,5 Mischung 1 Mischung 2 1,5 5 Beispiel 3 (Fortsi Schwefel B Mischung 1
mit Hexa-
etzung) 1,5 Mischung 1 Mischung 2 1,5
;i spi e 1 2 Mischung 1 mit Hexa-
mpthvlpn-
mit FOD 26 Tetramethylthiuram- pjethylen- mit Hexa
methylen
mit FOD 26
mit Hexa- 4 11 IC ί-IIYJwll
tetramin
10 disulfid ietramii Mischung 2
mit FOD 26
tetramin
Chlorsulfoniertes Polyäthylen nicihyScu- i s η i e 1 3 Hexamethylen 1
Chloropren-Kautschuk 100
2,5
100 tetramin
100 4 30 13 FOD 0,6 24 35 15 20
30 5 12 Vulkanisation 1 100 100
12 14 15 20 Min./150°C 1,5 39 37 15 13 15 28
Chlorsulfoniertes 1 10 Haftung (kp/2,5 cm) 0,7 25 25
Polyäthylen 10 Chloropren-Kautschuk
Stearinsäure
18,5 10 an Polyamid nicht
Aktivruß 10 Magnesia usta 30 10 Mischung 2 präpariert e i spi el 4 5
3
5
3
Aktive Kieselsäure 10 Zinkoxid 10 2 mit FOD 26 2O an Polyester nicht Äthylen-Propylen-Terpolymer 5 5
Naphten. Weich 2 Alterungsschutz präpariert
macher mittel 10 0,5
Magnesia usta 0,5 Aktive Kieselsäure 100
2,5
PbO Kaolin 0,75 4 6
1,7
6
1,7
Alterungsschutzmittel 0,75 Trikresylphosphat 5 25
Dibenzothiazyl- Naphten. Weich 3 1 1
disulfid macher 1 Äthylen-Propylen- 1,6 1,6
Dipenfymethylen- Mischung aus 50 Ge 6 18,5 Terpolymer
thiuramtetrasulfid 6 wichtsprozent SiO2 30 3o Aktive Kieselsäure 1,5
Mischung aus 50 Ge und 50 Gewichts 10 Aktivruß
wichtsprozent SiO2 1,5 prozent Resorcin Naphthen. Weich
und 50 Gewichts 10 macher
Stearinsäure
prozent Resorcin Zinkoxid
Hexamethylen 35 Mischung aus 50 Ge
tetramin wichtsprozent SiO2
FOD 3 und 50 Gewichts
Vulkanisation prozent Resorcin
Tetramethy lthi uram-
disulfid
20 Min /160° Γ 40 Mercaptobenzo-
Haftung (kp/2,5 cm) thiazol
an Polyamid nicht Schwefel
präpariert Hexamethylen
an Polyester nicht 45 tetramin
präpariert FOD
Vulkanisation
3OMin./16O°C
Haftung (kp/2,5 cm)
an Polyamid nicht
präpariert
55 an Polyester nicht
präpariert
6o

Claims (1)

1 2
wichtsteile Kautschuk, allein oder im Verschnitt mit
Patentanspruch: Ruß eingearbeitet ist, wobei als aktive Kieselsäuren
sowohl die aus Wasserglas mittels Säuren in feinver-
Verwendung von «-Polyoxymethylen des Typs teiiter, amorpher Form gefällten, wie auch die auf un tru rw w 5 thermischem Wege direkt als feinverteiltes Pulver
hu · (,CH2UJn · n, erzeugten Kieselsäuren mit einer spezifischen Ober-
deren durchschnittlicher Kondensationsgrad π fläche nach BET von 30 bis 400 m2/g und einer (Kettenlänge der Formaldehyd-Einheiten) im Be- mittleren Primärteilchengröße von 10 bis 400 Mikron reich von 100 bis 500 liegt, als Formaldehyd verwendet werden können. Dabei wird durch Reaktion spendende Verbindung zur Haftvermittlung beim io der Harzkomponenten mit den funktionellen Gruppen Aufvulkanisieren von Kautschukmischungen, die des Textilmaterials, des Kautschuks und des VerKieselsäure und sonstige Füllstoffe, Phenole und/ Stärkerfüllstoffes eine wesentliche Erhöhung der Haftoder Amine, sowie übliche Vulkanisationsmittel werte ermöglicht.
enthalten, auf Polyester- und/oder Polyamid- Von optimaler Wirksamkeit haben sich dabei
Trägermaterialien. 15 Kondensationsprodukte aus Resorcin und Form
aldehyd gezeigt. Durch Vermählen von gleichen
Teilen Resorcin und feinstteiligen Kieselsäuren oder
adsorptive Auftragung einer Lösung der Harzbildner
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von auf die Kieselsäure kann der Nachteil der schwierigen a-Polyoxymethylen des Typs HO · (CH2O)n · H, als Dispergierbarkeit des Resorcins behoben werden. Als Formaldehyd spendende Verbindung zur Haftver- Formaldehydkomponente bzw. Formaldehyddonamittlung beim Aufvulkanisieren von Kautschuk- toren dient feinstgemahlenes Hexamethylentetramin, mischungen, die Kieselsäure und sonstige Füllstoffe, welches während der Vulkanisationstemperatur den Phenole und/oder Amine, sowie übliche Vulkani- für die Harzbildung mit dem Resorcin erforderlichen sationsmittel enthalten auf Polyester- und/oder Poly- »5 Formaldehyd entwickelt.
amid-Trägermaterialien. Wenn auch mit diesem System, besonders bei
Gegenstände aus Kautschuk, die beträchtlichen Naturkautschuk und auch verschiedenen synthetischen dynamischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie Kautschuksorten, sehr gute Wirksamkeit erzielt wurde, Fahrzeugreifen, Transportbänder oder Treibriemen, so hat sich doch im Laufe der weiteren Entwicklungswerden im allgemeinen mit Textilien in Form von 30 arbeiten gezeigt, daß mit Hexamethylentetramin nicht Kord oder Kreuzgeweben verstärkt. Dabei kommt es für jede Rezeptur optimale Haftwerte erzielt werden darauf an, daß die Kautschukschicht möglichst fest können. Hinzu kommt eine gewisse faserschädigende an dem verstärkenden Textilmaterial haftet, gleich- Wirkung bei Polyesterfasern infolge der bei der Zergültig ob es sich bei letzterem um natürliches Gewebe setzung des Hexamethylentetramins entstehenden oder um Kunstfasern aus Polyestern oder aus Poly- 35 Amine bzw. des Ammoniaks, amiden handelt. Die Erfindung ging von der Zielsetzung aus, ein
Man präpariert zu diesem Zweck bekanntlich das Haftfestvermittlersystem zu entwickeln für die Auf-Textilgewebe mittels Kautschuklatex und einem Vulkanisierung von Kautschukmischungen, welche Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, wobei neben Füllstoffen, insbesondere Kieselsäuren, zur als Phenol meist Resorcin zum Einsatz kommt. Diese 40 Harzbildung mit Formaldehyd befähigte Phenole Harzkomponente tritt einerseits in Reaktion mit den und/oder Amine sowie übliche Vulkanisationshilfsfunktionellen Gruppen des jeweiligen Textilmaterials, mittel enthalten, auf Polyester- und/oder Polyamidandererseits mit dem verwendeten Elastomeren und Trägermaterialien, wobei ein Formaldehyddonator bewirkt so die Haftung der aufgebrachten Gummi- eingesetzt werden soll, der die mit Hexamethylenschicht auf dem Gewebe. 45 tetramin beobachteten Nachteile nicht aufweist und
DE19691953624 1969-10-24 1969-10-24 Verwendung von alpha- Polyoxymethylen als Formaldehyddonator zur Haftvermittlung beim Aufvulkanisieren von Füllstoffe und mit Formaldehyd harzbildende Komponenten enthaltende Kautschukmischungen auf Polyester- und/oder Polyamid- Trägermaterialien Expired DE1953624C3 (de)

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