DE2030346B2 - Verwendung eines chloroprenkautschuk/bariumsilikat-copraezipitats zum haftfesten verbinden von chloroprenkautschuk mit metallen - Google Patents

Verwendung eines chloroprenkautschuk/bariumsilikat-copraezipitats zum haftfesten verbinden von chloroprenkautschuk mit metallen

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DE2030346B2 DE19702030346 DE2030346A DE2030346B2 DE 2030346 B2 DE2030346 B2 DE 2030346B2 DE 19702030346 DE19702030346 DE 19702030346 DE 2030346 A DE2030346 A DE 2030346A DE 2030346 B2 DE2030346 B2 DE 2030346B2
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Description

Chloroprenkautschuk besitzt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen, Ozon, industriellen Chemikalien, Ölen, Lösungsmitteln und Feuer, und wegen dieser Eigenschaft wird er weitverbreitet für industrielle Materialien und für Baustoffe angewandt.
Metalle, z. B. rostfreier Stahl und Aluminium, werden ebenfalls weitverbreitet für industrielle Materialien und Baustoffe angewandt.
Es ist jedoch nicht einfach, einen Verbundkörper aus rostfreiem Stahl und einer Kautschukmischung oder einen Verbundkörper aus Aluminium und einer Kautschukmischung herszutellen. Gemäß einer bislang bekannten Arbeitsweise wird die Oberfläche des Körpers aus rostfreiem Stahl oder Aluminium vollständig vom öl gereinigt und aufgerauht und anschließend mit einer Kautschukmischung mit Hilfe eines Haftr.iittels verbunden. Wenn die Vereinigung unter Verwendung eines Haftmittels erreicht wird, verändert sich die Haftfestigkeit jedoch mit der Zusammensetzung der Kautschukmischung und den Herstellungsbedingungen hierfür. Daher war es schwierig, selbst aus einer Kautschukmischung mit der gleichen Zusammensetzung einen Verbundkörper mit beständigen Eigenschaften herzustellen. Darüber hinaus mußte die Schicht des Haftmittels gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des zu verbindenden Metallkörpers aufgetragen werden. Falls irgendein Teil hiervon nicht mit dem Haftmittel belegt wurde, besaß der fertige Verbundkörper eine beträchtlich schlechtere Qualität.
Im Gegensatz zu anderen Metallen liefern Messing und ähnliche Metalle, welche Kupfer und Zink enthalten, eine starke Verbindung mit der Kautschukmischung ohne ein Haftmittel. So ist eine Arbeitsweise bekannt, bei welcher ein Verbundkörper aus einem vorgegebenen Metall und einer Kautschukmischung hergestellt wird, indem zuerst die Metalloberfläche mit Messing überzogen und anschließend die Messingschicht mit der Kautschukmischung verkünden wird. Diese Arbeitsweise kann jedoch nicht tür alle Metalle angewandt werden, da die Haftfestigkeit in starkem Maße sich mit der chemischen Zutammensetzung des verwendeten Mcssings verändert. Genauer gesagt, wird die höchste Haftkraft erzielt. Wenn das Verhältnis von Kupfer zu Zink im Bereich Von 6 : 4 bis 7 : 3 liegt, wenn jedoch dieses Verhältnis iußerhalb dieses Bereichs liegt, besitzt der erhaltene Verbundkörper den Nachteil einer deutlich herabgctetzten Haftfestigkeit. Hinsichtlich der zui Herstellung •ines Verbundkörpers zu verwendenden Kautschuk mischung wird die von dem Verbundkörper erreicht* Haftfestigkeit durch Unterschiede in Art und Menge der verschiedenen, die Kautschukmischung zusammensetzenden Bestandteile, z. B. Schwefel und Vulkanisationsbeschleuniger, verändert. Selbst im Falle einer Kautschukmischung, weiche den optimalen Ansatz aufweist, wird die Haftfestigkeit durch die bei der Vulkanisation angewandten Temperatur- und Zeilbedingungen beeinflußt. Hinsichtlich der Schwefelmenge kann nur eine Kautschukmischung mit einem
ίο Schwefelgehalt innerhalb des Bereichs von 2 bis 5 Teilen auf 100 Teile Kautschuk einen Verbundkörper mit zufriedenstellender Haftkraft liefern. Eine Abweichung von diesem Mengenbereich ergibt die Bildung eines Verbundkörpers, welcher den Nachteil einer niedrigeren Haftfestigkeit aufweist. Hinsichtlich des Vulkanisationsbeschleunigers ist es möglich, nur einen Vulkanisationsbeschleuniger von der Art zu verwenden, welcher einen niedrige Anstiegszeit und eine niedrige Vulkanisationsgeschwindigkeit bedingt. Wenn
die Vulkanisationsdauer im Verlauf der Herstellung der Kautschukmischung abgekürzt wird, wird ein Verbundkörper mit niedrigerer Haftfestigkeit erhalten. Aus diesem Grunde kann das Verfahren hinsichtlich der Zeitdauer nicht abgekürzt werden. Bei einer Kautschukmischung, bei welcher alle Einzelchemikalien bereits zugemischt wurden, nimmt die Haftfestigkeit im Verhältnis zu der Zeitspanne ab, welche zwischen dem Abschluß des Mischens und dem Zeitpunkt der wirklichen Verwendung liegt. So kann eine solche Kautschukmischung nicht für eine lange Zeitspanne aufbewahrt werden. Zum Zeitpunkt der Verbindung der Kautschukmischung mit dem Messing wird die Haftfestigkeit durch verschiedene Arbeitsbedingungen verändert, nicht nur einschließlich Vulkanisationstemperatur und Vulkanisationsdauer, sondern auch durch die Umgebungstemperatur der Arbeitsstätte und die vorliegende Temperatur der Atmosphäre, wodurch es äußerst schwierig wird, Verbundkörper mit einem beständigen Ausmaß an Haftfestigkeit zu allen Zeitpunkten herzustellen. Sehr häufig werden lediglich Verbundkörper mit niedrigerer Haftfestigkeit erhalten. Da Messing im Gegensatz zu anderen Metallen mit einer Kautschukmischung ohne die Verwendung eines Haftmiiieis, wie zuvor ausgeführt, verbunden werden kann, wurde weitverbreitet eine Arbeitsweise angewandt, bei welcher ein Verbundkörper aus einem vorgegebenen Metall mit einer Kautschukmischung erhalten wurde, indem die Metalloberfläche mit einer Messingbcschichtung überzogen und anschließend die gewünschte Haftung durch Mitwirkung dieser Beschichtung bewirkt wurde. Diese Arbeitsweise hat jedoch so viele einschränkende Faktoren, daß es sehr schwierig ist, einen Verbundkörper mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
In der DL-Patentschrift 62 911 wird ein Verfahren zur Verbesserung des Haftvermögens von vulkanisierbaren, aktive Füllstoffe enthaltenden Kautschuklatizes aus natürlichen und/oder synthetischen Kautschuken an Metalle beschrieben. Dieses Verfahren besteht darin, daß dem Kautschuklatex vor der Auf- \ulkanisation auf das Metall fcinteilige Kieselerde und odei Aluminiumsilikate und/oder Kalziumsilikat oder Kaliumcarbonat, gegebenenfalls in Mischung mit Ruß sowie Komponenten, die ein Harz zu bilder vermögen, zugesetzt werden.
Zusammenfassend ist zu dem Stand der Tcchnit· festzustellen, daß Verbundmaterialien aus Metal; enthaltendem Kautschuk und bestimmten Metalien,
beispielsweise Kupfer und Zink, bereits bekannt sind. Es ist jedoch eine bekannte Tatsache, daß die Kautschukmischung nur an bestimmten Materialien fest anhaftet. Wird die Zusammensetzung eines Metalls geringfügig geändert, so geht oft das Haftvermögen verloren. Da bis heute der Mechanismus, nach welchem sich Metalle und Kautschuke verbinden, noch nicht aufgeklärt ist, ist es auch nicht möglich,' nachträglich zu erklären, warum in dem einen Falle eine Kautschukschicht an einem bestimmten Metall anhaftet und in einem anderen Falle nicht. Noch viel unmöglicher ist es daher vorauszusagen, ob bei Verwendung von bestimmten Kautschukmischungen und bestimmten Metallen bzw. Legierungen ein Haften erzielt werden kann.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, fine Möglichkeit zu schaffen, Kautschuke mit allen Metallen fest zu verbinden.
Diese Aufgabe wird erfinöungsgemäß durch die Verwendung eines Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitats, das durch Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Bariumsalzes zu einem Latex aus Chloroprenkautschuk und einer wäßrigen Lösung eines Alkalisalzes der Kieselsäure sowie Waschen und Trocknen des erhaltenen Niederschlags hergestellt worden ist, zum haftfesten Verbinden von Chloroprenkautschuk mit Metallen unter dem Einfluß vuri Wärme und Druck gelöst.
Die Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt, welcher einen Verbundkörper aus einer Metallplatte und einer Chloroprenkautschukmischung gemäß der Erfindung wiedergibt.
Fig. 2 bis 5 Querschnitte verschiedener Ausführungsformen eines Verbundkörpers gemäß Fig. I.
Erfindungsgemäß wird die Chloroprenkautschukmischung (welche im folgenden als Mischung bzw. Ansatz bezeichnet werden wird) hergestellt, indem ein Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat (d.h. ein durch induzierte Mitfällung hergestellter Niederschlag), welcher mindestens 80 Teile Bariumsilikai und 100 Teile Kautschukkomponente im Chloroprenkautschuk enthält, mit einem Vulkanisationsmittel und den anderen als Bestandteile für den Kautschukansat? 45 erforderlichen Chemikalien, welche hinzugefügt wurden, vermischt wird. Eine Metallplatte wird mit der erhaltenen Kautschukmischung belegt und der Kautschuk unter Anwendung von Hitze und Druck vulkanisiert, wobei ein Metall-Gummi-Verbundmateria! hergestellt wird.
Das Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat wird nach folgender Methode hergestellt: Eine Mischung von Chloroprenkautschuklatex mit der wäßrigen Lösung eines Alkalimetallsalzes von Kieselsäure wird mit der wäßrigen Lösung eines Bariumsalzes vereinigt, so daß das Auftreten eines weilieii Bariumsilikat-Chloroprenkautschuk-Copräzipitats bewirkt wird, welches mit Wasser gewaschen und ;;e trocknet wird. Das erhaltene Copräzipitat wird al· 6: Kautschukgrundlage oder Füllstoff bei der I leisielltinr der Kautschukmischung verwendet.
Zuerst wird der Fall der Verwendung des Coprii.n pitats in Form einer Kautschukirrundlniie eriiiutm Während das Chloroprenkauischuk-Üariumsibkai au 6; einer Mischwalze oder in einem Banbun-Mischer ?:<. knetet wird, werden die für den Kaulschukansat/ ai-Ko:niy>'ienlrn erforderlichen Chemikalien hinzusiciie ben. Die als Komponenten hierzu verwendeten Chemikalien sind allgemein angewandte Chemikalien für Kautschukansätze, einschließlich Vulkanisationsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Füllstoff, Verstärkungsmittel und Klebrigmacher, und sie unterliegen keiner spezifischen Begrenzung im Fiinblick auf das Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat. Die Kautschukmischung, welche das Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat in einer innig vermischten Form eingebracht enthält, wird in Form eines Felles oder in eine andere beliebige, gewünschte Form mittels einer Walze, z. B. eines Kalanders, oder eines Extruders, geformt, dann geschnitten, gestanzt oder erforderlichenfalls in Form einer Lamellierung (Schichtung) übereinandergelegt und schließlich über ein gegebenes Metallblech gelegt, um unter Anwendung von Druck und Hitze vulkanisiert zu werden. Auf diese Weise wird der gewünschte Verbundkörper erhalten.
Beim Verfahren zur Herstellung des Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitats gemäß eier Erfindung ist es möglich, das Vulkanisationsmittel und die anderen, als Komponenten für den Kautschukansatz erforderlichen Chemikalien in einem suspendierten Zustand von vornherein in dem Chloroprenkautschuk vorliegen zu haben und anschließend ihr Ausfällen zusammen mit der wäßrigen Lösung eines Bariumsalzes zu bewirken.
Der Verbundkörper der Erfindung kann gleichfalls in wirksamer Weise durch Verwendung des Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitats in Form eines Füllstoffs erhalten werden. Die gewünschte Durchführung kann in zufriedenstellender Weise erreicht werden, indem dieses Copräzipitat als Füllstoff mit einer Kautschukgrundlage der gleichen oder einer verschiedenen Art eingemischt wird. Hinsichtlich der Methode des Mischens kann dieser Füllstoff mit einer Kautschukmischung vermischt werden, welche bereits die einzelnen Chemikalien für den Kautschukansat? enthält, oder er kann mit einer Kautschukgrundlage vor dem Einbringen der anderen, als Komponenten vorliegenden Chemikalien vermischt werden. Es ist nicht erforderlich, die Einrichtungen und Arbeitsweisen des Vermischens besonders in Betracht zu ziehen, Daruafhin wird die erhaltene Chloroprenkautschukmischung, welche das Kautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat enthält, auf einer Walze, z. B. einem Kalander, zu einem Fell oder mit einem Extruder zu einem preßverformten Gegenstand der gewünschten Forir verarbeitet, dann geschnitten oder mittels einer Stanze ausgestanzt und schließlich über eine vorgegebene Metallplatte gelegt, um unter Anwendung von Druck und Hitze vulkanisiert zu werden, wobei der gewünschte Verbundkörper entsteht.
Der erfindungsgemäße Verbundkörper kann durch Verwendung der Kautschukmischung, welche da; Chloroprenkautschuk-BHiiumsilikat-Copräzipitat enthalt, als einziger Auflage hergestellt werden. Er kam ebenso gut durch Verwendung derselben Kautschukmischung als /wischenliegende Schicht hergestellt werden, nämlich durch Darüberiegen einer anderer Kautschukmischung. Oie Lamellierung kann untoi \ eruenduiiii einer oder mehrerer \erschiedencr Sorter \<i!i Kautschuk hergestellt werden. Der Anwendungsbereich kann in starkem Maße durch die Veränderung der Sorten der Materialien in der Lamellierunj .'Schichtung) erweitert werden, Durch Einbau einei Sehiuimschk'hi in die Lamellierung (Schichtung) können '.!ic 1':■': iltcnen Verbundkörper weitgehend al;
Materialien gegen Vibration, Wärme und Schall verwendet werden.
In der Fig. 1 ist eine Kautschukmischung, welche durch Vermischen des Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitats mit den für den KautschukansaU als Komponenten erforderlichen Chemikalien erhalten wurde, über eine Metallplatte 2 gelegt und dann unter Anwendung von Hitze und Druck zur Herstellung eines Verbundkörpers vulkanisiert. Die Kautschukmischung 1 kann durch Einbau des Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitats als Füllstoff hergestellt sein. Darüber hinaus kann die Kautschukmischung ein Gewebe enthalten, oder sie kann so hergestellt sein, daß sie bei der Vulkanisation eine Schaumtextur annimmt.
Fig. 2 stellt einen Verbundkörper dar, welcher eine als zwischenliegende Schicht eingebaute Metallplatte 2 besitzt, wobei eine Kautschukmischung über jede Oberfläche dieser Platte gelegt wurde. Fig. 3 zeigt einen Verbundkörper, welcher eine als zwischenliegende Schicht eingelegte Kautschukmischung 1 besitzt, wobei eine Metallplatte 2 über jede ihrer Oberflächen gelegt wurde. Selbst wenn jede Metallplatte 2 eine geringe Stärke besitzt und leicht gebogen werden kann, ist der so gemäß der Erfindung hergestellte Verbundkörper äußerst schwierig zu biegen. Fig. 4 zeigt einen Verbundkörper, bei welchem das Metall 2 von einer Mischung 1 belegt ist, und zusätzlich von einer oder mehreren Sorten von Kautschukmischungen, die von der Mischung verschieden sind, und welche Mischungen umfassen, welche Schaummittel und Gewebe enthalten können. Bei dieser Kombination kann die Schicht der Kautschukmischung auf unterhalb 0,1 mm Stärke reduziert werden, und daher können die Herstellungskosten des Verbundkörpers herabgesetzt werden. Fig. 5 gibt einen Verbundkörper wieder, welcher eine Verbindung des Verbundkörper von Fig. 3 und desjenigen der Fig. 4 isi. Ve-schiedene Sorten von geschichteten Verbundkoipcrn mit verschiedener Stärke und verschiedenen physikalischen Eigenschaften können durch variierende Vereinigung der Aufbauten nach Fig. 1 bis 5 erhalten werden.
Bei den das Kautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat verwendenden Verbundkörpern der Erfindung liefert das Kautschuk-Copräzipitat, welches sich vom Chloroprenkautschuk ableitet, eine starke Verbindung selbst mit der Oberfläche eines Kupferblechs oder eines anderen Gegenstands aus metallischem Kupfer von der Sorte, welche Gummiauflagen bei Abwesenheit eines Haftmittels zurückweisen. Darüber hinaus kann die starke Verbindung zwischen dem Kupfer und der Kautschukmischung erzielt werden, ohne überhaupt Schwefel in das Chlnroprcnkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipilat einzubringen Daher wird es möglich, eine Kautschukmischung \on unterschiedlicher Art mit einem Kupferblech durch Verwendung des Chloroprenkautschuk-Copräzipitats als Zwischenschicht zu vereinigen.
Wie oben beschrieben, liefen die Erfindung eine starke Verbindung zwischen einem Metallblech und einer Kautschukmischung, welche durch Einbringen
ίο eines Vulkanisationsmittel und anderer für den Kautschukarisatz notwendiger Komponenten in das Chloroprenkautschuk-Nariumsilikat-Copräzipitat hergestellt wurde, indem das Metallblech mit der Kautschukmischung in dessen nichtmodifiziertem Zustand belegt, und dann die Kautschukmischung unter Anwendung von Druck und Hitze vulkanisiert wird. Der auf diese Weise erzeugte Verbundkörper zeichnet sich dadurch aus, daß die Durchführung der Verbindung leicht, wirksam und kostensparend erreicht werden kann, ohne daß entweder Vorbehandlungen, welche bei den konventionellen Arbeitsweisen unerläßlich sind, oder sogenannte Wartezeit welche für die Verflüchtigung des verwendeten Lösungsmittels nach dem Auftragen erforderlich sind.
»5 Der erfindungsgemäße Verbundkörper zeichnet sich ebenfalls hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen aus. Untersuchungen im Freien, welche unter Verwendung eines Weather-Omelers durchgeführt wurden, zeigten, daß die Haftfestigkeit (der Haftwert) zwischen einem Aluminiumgegenstand und einer Kautschukmischung in einem nach einer konventionellen Vereinigungsmethode dargestellten Verbundkörper abnimmt, daß jedoch der Haftwert bei dem Verbundkörper nut der Kautschukmischung, welche hierin das Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat enthält, zunimmt. Daher ist der erfindungsgernäße Verbundkörper besonders wirksam, wenn er für Baumaterialien verwendet wird, welche benötigt werden, um gegenüber Witterungsbedingungen. Ozon und Feuer Beständigkeit zu bieten, und für industrielle Materialien, welche dem Einfluß der Bedingungen im Freien ausgesetzt sind.
Das folgende Vergleichsbeispiel zeigt., daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Chloroprcnkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitats gegenüber bekannten Polychloropren-Zubereilungen in überraschender Weise höhere Haftwcrte erziek werden.
Vergleichsbeispcl
Es wurden folgende im Handel erhältliche synthetische Silikate verwendet:
Synthetisches
Silikat
SiO, (%)
CaO (%) pH
1 82 bis 88 = Al oder Fe — 0,4 10,4 bis 10,9
2 98 bis 94 0,06 0,5 bis 0,6 5,8 bis 6,8
3 74 0,2 7 11
4 86 bis 87 — 0,04 9.5 bis 10,5
5 65 20 — 9.8
6 50 bis 55 19 bis 22 0,4 9 bis 10
ti
em vor sie
Sch Ma Zin Ste; Hai Alu
die fein in deu tscl ist
Po1 auf fizi Pol Co Scr Pol Ma Zir Ste Bes
Alt a-n
120 Gewiclusteile eines jeden der vorstehend angegebenen Silikate wurden in einer Mischwalze mit 100 Gewiehtslcilen eines schwcfelmodifi/.iertcn Polychloroprene, 5 Gewichtsteilen Zinkweiß, 4 Gewichtsteilen Mangcsiumoxyd, 0,5 Gewichtsteilen Stearmsäure sowie 5 Gewichtsteilen Oiäthvleimlvkol vermischt, worauf die Mischung bei 150 C während einer Zeilspanne um 30 min /wischen AluminiumplaUen Milkanisieri wurde. Die ;iuf diese Weise erhaltenen Metall-Kautschuk-Vcrbunde wurden dann auf ihre Haftwerie gegen Abschcrung untersucht. Dabei wurden folcende Ergebnisse erhalten:
Reines Aluminium Miiminium- 28,0
Mapnesiiim- 18,2
Lcgierung 18,5
U/cm= kg/crrr 19.3
I 18,1 19,9
2 Es konnte keine Probe in Folge der schlechten
Fließeigenschaften hergestellt weiden
3 28.2
4 21,8
5 17,3
6 17,7
Andererseits wurde gemäß vorliegender Erfindung eine Bariumsilikat-Polychloroprenlalcx-Coprä/ipitai vermischt und unter den gleichen Bedingungen, wie sie vorstehend angegeben worden sind, vulkanisiert.
Der erhaltene Metall-Kautschuk-Verbund wurde dann auf seinen Haftwert gegen Abscherung (kg cm'-) untersucht. Fs wurden folcende Ergebnisse erzielt.
Barium .siliUl-Chloi-opic.iLiieN-CV,.· r.-i/.pilal ■.!60 Gcwivhtsleile Bariumsilikat unc
ICK) Gc wichtsteile Chloroprenlatex)
260 260 260 260 260
Schwefelmodifiziertes Polychloropren 43 60 78 100 128
Magnesiumoxyd S.7 6.4 7.1 8.0 9.1
Zinkweiß 7.2 8.0 8.9 10 11.4
Stearinsäure 0.7 0.8 0,9 1,0 i.l
Haftwert gegen Abscherung, kg/cm2
Aluminium-Magnesium-Legierung 64 55 46 46 30
Aus den vorstehenden Tabellen ist zu ersehen, daß die Haftwerte gegen Abscherung von den dem schwefelmodifizierten Polychloropren zugesetzten Silikaten in einem gewissen Ausmaße abhängen, wobei jedoch deutlich erkennbar ist. daß der Haftwert des Kautschuk-Copräzipitat-Verbundes überraschend höher ist als derjenige des Kautschuk-Silikat-Verbundes.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Es wurden Polychloropren-Kautscnukmischuneen in zwei verschiedenen Ansätzen hergestellt, um die Haftfestigkeit (den Haftwerl) zu vergleichen.
Ansatz
1 2
Polychloroprenlatex-Copräzipitat auf der Basis eines schwefeirnodifizierten Polychloropreniatex 260 Polychloroprenlatex-Copräzipitat —
Schwefelmodifiziertes
Polychloropren 43
Magnesiumoxyd 5,7
Zinkweiß 7,2
Stearinsäure 0,7
Beschleuniger
(2-Merkaptoimidazol) —
Alterungsschutzmittel (Phenyla-naphthylamin) —
Die Mischungen der vorstehenden Ansätze 1 und 2 wurden ieweils auf Platten aus rostfreiem Stahl
260
4 5
55
6o
0,35
(SUS-27) aufgebracht und bei 150 C während einer Zeitspanne von 20 min vulkanisiert. Nach der Vulkanisation wurden folgende Haftwerte gegenüber einer Abscherung ermittelt:
Ansatz
1 2
Haftwert gegenüber
Abscherung 52 kg cm- 50 kg/cm2
Aus dieser. Ergebnissen gehl hervor, daß die Mischungen, in denen Chloroprenkautschuk-Bariumsilikal-Copräzipitate \erv.endet wurden, ausreichende Haftwerte unabhängig davon ergeben, ob ein schwefelmodifizierter Polychloropreniatex oder nur ein einfacher Polychloropreniatex verwendet wird.
Beispiel 2
Eine Mischung aus den folgenden Bestandteilen wurde vermischt und zu einem Fell verformt:
Gewichtsteile
Styrol/Butadien-Copolymerlatex/ Bariumsilikat-Copräzipitat
(160 Teile Bariumsilikat) 260
Zinkweiß 5
Stearinsäure 1,5
Schwefel 3
Beschleuniger (.Dibenzothiazoldisulfid). 1.5 Beschleuniger (Tetrameihylthiuramdiäülfid) 0,1
20 3Oi 346
ίο
Das Fell wurde jeweils über zwei Messingbleche
f;legt, wobei das Mischungsverhältnis von Kupfer zu ink 70:30 im Falle des einen Bleches und 60:40 Im Falle des anderen Bleches betrug. Während einer Zeitspanne von 15 min wurde bei 150 C unter erhöhtem Druck vulkanisiert. Die Haftwerte zwischen dem Metall und dem Kautschuk wurden wie folgt ermittelt:
Haflwerl
bei
Abscherung
Messing mit Kupfer-Zink-Verhältnis
von 70 : 30 51,2 kg/cm2
Messing mit Kupfer-Zink-Verhältnis
von 60 : 40 52,3 kg/cm2
Beispiel 3 Es wurden nach dem Ansatz des Beispiels 2 Kauder Gehalt an Schwefel verändert wurde. Die Verbundkörper unter Verwendung dieser Mischungen zeigten die folgenden Haftwerte zwischen Metall und Kautschuk. Das in diesem Fall verwendete Messingblech besaß ein Kupfer-Zink-Verhältnis von 60:40.
Schwefel, Teile pro 100 Teile Kautschuk
0,5 1,0 2,0 3,0
Haftwert
58
55
Beispiel 4
Für Kautschukmischungen, welche das Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat in den unten angegebenen Ansätzen enthielten, wurden folgende Haftwerte festgestellt (Angaben in Gewichtsteilen):
Das in diesem Fall verwendete Messing besaß ein Kupfer-Zink-Verhältnis von 60: 40. Die Vulkanisation
tschukmischungen hergestellt, mit der Ausnahme, daß wurde 15 min bei 150C durchgeführt.
Ansatz 0 2 3 4 5 6
1
Polychloroprenlatex- 100 180 200 220 240 280
Bariumsilikat-Copräzipitat 4
Schwefelmodifiziertes 5 — — 7,2 25 60,8
Polychloropren 0.5 4 4 4,3 5 5 6
Magnesiumoxyd — 5 5 54 6.3 8.1
Zinkweiß 0,5 0.5 0,6 0,6 0.8
Stearinsäure 22,5 39,4 50,3 70.5 78,5
Haftwert, kg/cm2
Beispiel 5
Die Kautschukmischung des Ansatzes 5 von Beispiel 4 wurde mit verschiedenen Metallblechen vereinigt und auf den Haftvvert untersucht.
Verwendeter Metallgegenstand Haftwert
Messingblech mit einem Kupfer-Zink-Verhältnis von 70: 30
Messingblech mit einem Kupfer-Zink-Verhältnis von 60:40
Kupferblech
Mit Zink belegtes Kupferblech
73 kg/cm2
71 kg/cm2 51 kg/cm2 29 kg/cm2
Die Vulkanisation wurde 15 min bei 1500C durchgeführt.
Beispiel 6
Es wurden Kautschukmischungen nach den folgenden Ansätzen hergestellt, wobei die jeweils angegebenen Copräzipitate verwendet wurden:
Ansatz A
Polychloroprenlatex-Copräzipitat Polychloropren
Zinkweiß
Stearinsäure
Teile
.260 . 43
. 5.7
. 7,2
η 7
Ansatz B
Polychloroprenlatex-Copräzipitat 260
Magnesia 4
Zinkweiß 5
Beschleuniger, wie im Beispiel 1 0,35
Alterungsschutzmittel,
wie im Beispiel 1 1
Die Kautschukmischungen gemäß den Ansätzen A und B wurden vermischt und zu einem Fell verformt, über ein Aluminiumblech aus reinem Aluminium und über ein Blech aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung gelegt und dann 20 min unter Anwendung von Druck bei 150 C vulkanisiert. Es wurden folgende Haftwerte zwischen den Aluminiumblechen und der Kautschukmischungen gefunden:
Aluminiumsorte
Ansatz Al Al-Mg-Legicriing
A 55 kg/cm2 53 kg/cm2
B 50 kg/cm2 51 kg/cm2
Beispiel 7
Es wurden Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat Copräzipitate durch Zusatz verschiedener Mengen ai Bariumsilikat zu einer feststehenden Menge voi Chloroprenkautschuk erhalten. Unter Einsatz diese Copräzipitate hergestellte Mischungen ergaben fol gende Haftwerte bei einer Verbindung mit Aluminiurr Es wurde festgestellt, daß der Zusatz von mehr al 80 Teilen wirksam war. Mischungen, welche 120 ode mehr Teile Bariumsilikat enthielten, wurden mit vei schiedenen Mengen an Polychloropren vor der Vci wendung vermischt. Die fertiger; M;schuri"er; wurdein der Weise hergestellt, daß sie gleiche Mengen a Bariurr.süikat im Kautschuk enthielten.
Ans;i i ? 00 80 KXi 4 5 6 7
1 160 180 ::uo
Bariumsilikat im -- 120 140 160 180
Coprazipitat (Teile) 4 4 220 240 260 280
Copräzipitat 5 5 7.2 2.5 4.3 60,8
Polychloropren 0,5 0,5 0.5 4.3 5 5,7 6,5
Magnesia 5,4 6,3 7.2 8.1
Zinkweiß 0,5 0,6 0,7 0,8
Stearinsäure
Vulkanisationsbedingungen: 150 C, 20 min. Haftwert (Haftwert gegen Abscherung) in kg/cm2:
Al Al-Mg-Legierung
1
2		 18 15
25 21
4 36 30
5 47 48
6 55 53
7 58 57
Vergleichsbei spiel
Die folgenden Kautschukmischungen, welche Co- enthielten, wurden zum Vergleich mit den erfindungs präzipitate von anderen synthetischen Kautschuken gemäßen Copräzipitaten hergestellt:
Styrol-Butadien-Kautschuk-Copräzipitat . .260
Zinkweiß 5
Stearinsäure 1,5
»a«-Schwefel 3
Beschleuniger
(Dibenzothiazoldisulfid) 1,5
Beschleuniger
(Tetramethylthiuramdisulfid) 0,1
Nitril-Butadicn-Kautschuk-Copräzipitat .. .260
Zinkweiß 5
Schwefel 1,5
»c«-Stearinsäure 1
Beschleuniger
(Dibenzothiazoldisulfid) 1
Butadienkautschuk-Copräzipitat 260
Zinkweiß 5
Stearinsäure 1,5
»b«-SchwefeI 3
Beschleuniger
(Dibenzothiazoldisulfid) 1,5
Beschleuniger
(Tetramethylthiuramdisulfid) 0,5
Vinylpyridin-Styrol/Butadien-
Kautschuk-Copräzipitat 260
Zinkweiß 5
»d«-Stearinsäure 1,5
Schwefel 3
Beschleuniger
(Dibenzothiazoldisulfid) 1,5
Beschleuniger
(Tetramethylthiurarndisulfid) 0,5
Vulkanisationsbedingungen: 1505C, 20 min Haftwert gegen Abscheru ng (kg/cm2):
Ansatz
Aiuminiumsorte
Al
Al-Mg-Legierung
47 45
durch Walzen nicht verformbar sehr niedriger Haftwert 26 18
Haftwert (kg/cm2):
Beispiel 8
Die erfindungsgemäße Mischung des Ansatzes »A<· gemäß Beispiel 6 und die Mischung des Ansatzes »a« des Vergleichsbeispiels aus Beispiel 7 wurden hinsichtlich der Beziehung zwischen Vulkanisationsdauer und Haftwert uniersucht. Die Ergebnisse sind wie folgt:
Vulkanisationsbedingungen: 150 C Verwendete Aluminiumsorte: reines AI Vulkanisationsdauer (min)
45 52
45 55
46,5 59
44 58
43 62
Die oben angegebenen Werte zeigen, daß eine M schung, die unter Verwendung von Chloroprenka tschuk-Bariumsilikat-Copräzipitat hergestellt wordf ist, einen hohen Haftwert von Anfang an besaß ur daß der Wert mit zunehmender Dauer der Vulkar sation anstieg. Daher ergibt die Mischung einen hohl Haftwert.
Beispiel 9
Die unter Verwendung der Kautschukmischung d Ansatzes »A« gemäß Beispiel 6 und desjenigen d
13
Ansatzes »a« des Vergleichsversuchs von Beispiel / hergestellten Verbundkörper wurden unter Einsatz eines Weather-Ometers im Freien untersucht. Der Haftwert änderte sich dabei wie folgt:
Untersuchungen im Freien: Haftwert (kg/cm2):
Aluminiumsorte Al
Al-Mg-Legicrung
Ansatz Dauer der
Exposition (h) a
Beispiel
Die Verbundkörper, die unter Verwendung der Kautschukmischung des Vergleichsansat/.es »a« des Beispiel 7 und des Ansatzes »A« gemäß Beispiel 6 her»estellt wurden, wurden einer AlterungsprüfunL· unter Verwendung eines Geer-Alterungsofens unlerzocen. Die Ergebnisse sind nachfolgend zusammengefaßt.
Ergebnisse der Alterungsprüfung:
Haftwert (kg/cm2):
42 37 37
55 57 62
40
35 35
51 47 48 Aluminiumsore Al
Ansatz
Al-Mg-Lcgieruiig
E.xpositionsbedingungen
Untersuchungsbedingungen: Kohlenbogen-Weather- 70 C Ometer 50 C, 60% relative Luftfeuchtigkeit, Sprühzyklus 18/120 min
Der Test zeigte, daß die Bariumsilikat-Chloropren- 120 C kautschuk-Copräzipitat enthaltende Kautschukmischung keiner Alterung unterliegt. •2d
4d
7d
•2d
4d
7d
42
36
35
39
34
38
57 51 53 55 60 67
40
35 28
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verwendung eines Chloroprenkautschuk-Bariumsilikat-Copräzipitats, das durch Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Bariumsalzes zu einem Latex aus Chloroprenkautschuk und einer wäßrigen Lösung eines Alkalisalzes der Kieselsäure sowie Waschen und Trocknen des erhaltenen Niederschlags hergestellt worden ist, zum haftfesten Verbinden von Chloroprenkautschuk mit Metallen unter dem Einfluß von Wärme und Druck.
DE19702030346 1969-06-20 1970-06-19 Verwendung eines chloroprenkautschuk/bariumsilikat-copraezipitats zum haftfesten verbinden von chloroprenkautschuk mit metallen Granted DE2030346B2 (de)

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