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Hitzehärtbare Klebmittel und deren Ver-
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wendung zur Verklebung von Bremsbelägen oder Bremsbelagmassen Patentansprüche:
Seite 2 bis 4 Beschreibung: Seite 5 bis 23
Die Erfindung betrifft
neuartige hitzehärtbare Klebmittel.
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Sie betrifft insbesondere die Verwendung derartiger Klebmittel zur
Verklebung von Bremsbelägen oder Bremsbelagmassen auf metallische Träger.
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Die Verklebung von Bremsbelägen oder Bremsbelagmassen auf metallische
Träger, den Bremsbacken, erfolgt meist in der Weise, daß man auf die dem Bremsbelag
zugewandte Seite des metallischen Trägers das Klebmittel in Form einer organischen
Lösung aufbringt und nach Abdunsten des Lösungsmittels einen fertig geformten Bremsbelag
heiß auf preßt. Die Verklebungstemperaturen betragen dabei in der Regel 160 bis
2000C, die Preßzeit beträgt 5 bis 15 Minuten, der Preßdruck ist 0,5 bis 1 N/mm2.
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Insbesondere bei der Fertigung von Bremsklötzen für Scheibenbremsen
variiert man das vorgenannte Verfahren in der Weise, daß man nach Aufbringen des
Klebers auf den Metallträger nicht fertig geformte Bremsbeläge aufklebt, sondern
stattdessen noch nicht vorverdichtete Bremsbelagmassen auf den-Metallträger aufpreßt,
wobei Verdichtung und Formgebung der Bremsbelagmasse gleichzeitig mit der Verklebung
auf dem Metallträger erfolgt. Die Temperaturen betragen hierbei etwa 160 bis 1800C,
die Preßzeiten belaufen sich auf etwa 10 Minuten, der Preßdruck ist jedoch wesentlich
höher und beträgt meist 30 bis 100 N/mm2. Nach der Verklebung unter Formgebung und
Verdichtung werden die erhaltenen,auf die
metallischen Träger aufgeklebten
Bremsbeläge drucklos oder unter geringem Anpreßdruck bei etwa 2000C bis zu 10 Stunden
getempert.
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Mitunter werden die Bremsbeläge auch bei Raumtemperatur auf den metallischen
Träger aufgepreßt.
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Als Klebemittel verwendet man in der Regel Phenolharze, welche als
Elastifizierungsmittel Polyvinylformal enthalten oder Klebmittelgemische aus Phenolharz
und Acrylnitrilbutadiencopolymerisaten. Polyvinylformal enthaltende Phenolharze
ergeben jedoch nach der Aushärtung häufig Klebfugen geringer Elastizität. Sin Nachteil
der Acrylnitrilbutadiencopolymerisate enthaltenden Phenolharze besteht insbesondere
in der hohen Aushärtungstemperatur von > 1700C.
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Bedingt durch die Belastungen der Bremsbacken in Trommelbremsen bzw.
Bremsklötze in Scheibenbremsen sind nicht zuletzt aus Sicherheitsgründen an ein
Klebmittel für diesen Verwendungszweck hohe Anforderungen zu stellen. Die Verklebung
muß über einen weiten Temperaturbereich, d.h. von winterlichen Temperaturen bis
zu kurzzeitig hohen Temperaturen von etwa 3500C, temperaturbeständig sen. Die Klebfuge
muß korrosionsbeständig sein, d.h. die Diffusion von Wasser, insbesondere von wäßrigen
Salzlösungen, in die Klebfuge muß mit Sicherheit verhindert werden. Das Klebmittel
muß ferner öl- und benzinfest sein. Von besonderer Bedeutung ist
die
Forderung einer hohen Adhäsion des Klebmittels an den Grenzflächen bei hinreichend
guter Kohäsion des ausgehärteten Klebmitteis. Diese Adhäsions- bzw. Kohäsionseigenschaften
können dadurch bestimmt werden, daß man eine verklebte Bremsbacke einer in Richtung
der Klebfläche einwirkenden Scherkraft aussetzt. Bei diesem Druckscherversuch wird
die Scherkraft so erhöht, bis ein Bruch eintritt. Der Bruch soll dabei nicht in
der Klebfuge, sondern im Bremsbelag stattfinden. Zur Simulierung der bei der Bremsung
auftretenden Temperaturbelastungen wird die Bremsbacke bei einem anderen Testversuch
längere Zeit, z.B. 1 bis 3 Stunden, auf Temperaturen von 250 bis 3500C erhitzt.
Nach dem Abkühlen soll die Kaltscherfestigkeit praktisch unverändert sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Klebraittel insbesondere
für die Verklebung von Bremsbelägen in mehrfacher Weise zu verbessern. Das Klebmittel
soll in bezug auf Belagmassen und Träger unspezifisch sein, das bedeutet, daß die
mit dem Klebmittel erzielten Verklehungen unabhängig von der Art der Belaymassen
und des Trägers möglichst gleich gut sein sollen. Es soll insbesondere vermieden
werden, daß man bei einer Änderung der Zusammensetzung der Bremsbelaglaassen neue
optimale Kleber entwickeln muß.
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Eine besondere Aufgabe besteht darin, daß die Klebmittel in Form einer
wäßrigen Dispersion verarbeitbar sein sollen. Es ist dem Fachmann bekannt, daß bei
einer Verwendung wäßriger
Dispersionen die Verarbeitungsbedingungen
in bezug auf Abluft und Schadstoffe wesentlich vereinfacht werden können.
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Diese Probleme der umweltfreundlichen Arbeitsbedingungen nehmen eine
immer wichtigere Rolle ein. Ist aus verarbeitungstechnischen Gründen jedoch nicht
die Verwendung einer flüssigen, insbesondere wäßrigen Dispersion erwünscht, soll
es möglich sein, aus der wäßrigen Dispersion des Klebmittels eine gegebenenfalls
Träger enthaltende Folie herzustellen, um ein flächiges Klebmittel, wiederum ohne
Verwendung organischer Lösungsmittel, erhalten zu können.
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Bei der Lösung dieser Aufgabe muß aber die primäre Forderung der Aushärtung
des Klebmittels bei möglichst niedriger Temperatur unter Erzielung hoher Scherfestigkeit
erfüllt werden.
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Diese Klebmittel müssen alle anderen vorgenannten Bedingungen, wie
Temperaturbeständigkeit des Klebmittels, Korrosionsbeständigkeit der Klebfuge, öl-
und Benzinresistenz, außerdem erfüllen.
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Uberraschenderweise wurde gefunden, daß diese Eigenschaften bei einem
hitzehärtbaren Klebmittel zu finden sind, welches erfindungsgemäß als wirksame Bestandteile
a) 20 bis 80 Gew.-% eines hitzehärtbaren Phenolformaldehydharzes mit einem Erweichungspunkt
oberhalb 200C, b) 10 bis 70 Gew.-% eines Copolymerisates, erhalten durch gemeinsame
Polymerisation
von bl) 30 bis 80 Gew.-% eines oder mehrerer Alkylester der Acryl- oder Methacrylsäure'mit
1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, b2) 5 bis 30 Gew.-% Acryl- oder Methacrylnitril,
b3) 0 bis 20 Gew.-% Glycidylester der Acryl- oder Methacrylsäure, b4) 0 bis 20 Gew.-%
w-Hydroxyalkylester der Acryl- oder Methacrylsäure mit 1 bis 5 C-Atomen im Alkylrest,
wobei mindestens eine der Komponenten b3) oder b4) enthalten sein muß und die Summe
von b1) bis b4) 100 Gew.-% ergeben muß und c) lO bis 70 Gew.-% eines Copolymerisates,
erhalten durch gemeinsame Polymerisation von c1) 30 bis 60 Gew.-% eines oder mehrerer
Alkylester der Acryl- oder Methacrylsäure mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkylrest,
c2) 30 bis 70 Gew.-% Styrol, C3) 0 bis 20 Gew.-% einer olefinisch ungesättigten
Carbonsäure, C4) 0 bis 20 Gew.-% w-Hydroxyalkylester der Acryl- oder Methacrylsäure
mit 1 bis 5 C-Atomen im Alkylrest,
wobei mindestens eine der Komponenten
c3) oder c4) enthalten sein muß und die Summe von cl) bis c4) 100 Gew.-% ergeben
muß, wobei die Summe von a), b) und c) 100 Gew.-% ergeben muß und gegebenenfalls
übliche Zusatzmittel, wie oberflächenaktive Substanzen, Härter, Korrosionsschutzmittel,
Füllstoffe, Pigmente enthält.
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Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße Klebmittel 30 bis 60 Gew.-%
der Komponente a) 10 bis 60 Gew.-% der Komponente b) und 10 bis 60 Gew.-% der Komponente
c), die insgesamt 100 Gew.-% ergeben müssen.
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Die Komponente a) ist anspruchs gemäß ein hitzehärtbares Phenolformaldehydharz.
Es kann ein Resolharz mit einem Phenol/Formaldehyd-Molverhältnis von 1 : 1 bis 1
: 2 oder ein Gemisch aus einem Novolak mit einem Phenol/Formaldehyd-Molverhältnis
von 1 : 0,5 bis 1 : 0,8 und Hexamethylentetramil im Gewichtsverhältnis 85 : 15 bis
95 : 5 sein. Das Phenol kann ganz oder teilweise durch seine Homologen, wie Kresol,
ersetzt sein. Die Herstellung derartiger Harze ist dem Fachmann bekannt und z.B.
in dem Buch "Phenoplaste" von Bachmann/ Müller, (B Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie,
Leipzig 1973) beschrieben. Das Harz soll bei Raumtemperatur fest sein, d.h. einen
Erweichungspunkt > 200C aufweisen und zu einem möglichst feinen Pulver vermahlbar
sein.
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Die Komponenten b) und c) sind Copolymerisate, die in an sich bekannter
Weise copolymerisiert werden. Die Herstellung dieser Copolymerisate b) und c) ist
nicht Gegenstand der Erfindung und wird in an sich bekannter Weise in Lösung, Suspension
oder Emulsion durchgeführt. Vorzugsweise wird die Copolymerisation in einer wäßrigen
Dispersion der Monomeren vorgenommen. Es hat sich dabei bewährt, nach dem sogenannten
Emulsionszulaufverfahren zu arbeiten, d.h. eine wäßrige Tensidlösung vorzulegen
und dieser Tensidlösung eine Emulsion der Monomeren langsam zuzugeben, wobei der
die Polymerisation auslösende Initiator (z.B. Peroxidisulfate) in mindestens einer
der beiden wäßrigen Phasen gelöst enthalten ist.
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Beispiele für geeignete Monomere bl und cl sind Äthylacrylat, Butylacrylat,
Butylmethacrylat, Methylacrylat oder Methylmethacrylat. Jedoch sind auch die Alkylester
geeignet, die bis zu acht Kohlenstoffatome im Alkylrest enthalten, wie z.B.
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Äthylhexylacrylat. Beispiele geeigneter Monomere b4 und c4 sind Hydroxyäthylmethacrylat,
Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylacrylat. Als olefinisch ungesättigte Carbonsäuren
C3 können Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder Itaconsäure eingesetzt werden.
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Das erfindungsgemäße Klebmittel wird vorzugsweise in Form einer wäßrigen
Dispersion eingesetzt. Die Herstellung dieser Dispersion gelingt in einfacher Weise
dadurch, daß man die Dispersionen der Copolymerisate b) und c) vermischt und
feingemahlenes,
festes Phenolformaldehydharz oder Novolak/ Hexamethylentetramin mit einem Dispergierhilfsmittel
bzw.
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einer wäßrigen Lösung hiervon anteigt und diese Paste in das Gemisch
der Copolymerisatdispersionen einrührt. Für die Herstellung der Phenolformaldehyddispersionspaste
können als Dispergierhilfsmittel anionische Tenside, wie z.B.
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Alkylsulfate, Alkylpolyglykoläthersulfate, Alkylarylpolyglykoläthersulfate,
Alkylsulfonate, Alkylarylsulfonate oder Sulfonate von Polycarbonsäureestern, nichtionische
Tenside, wie z.B. Alkylpolyglykoläther r Alkylarylpolygiykoläther oder äthoxylierte
Fettsäuren, Fettsäureamide, Fettsäureester, Fettamine oder Fettalkohole, oder polymere
Substanzen mit Schutzkolloidwirkung, wie z.B. Vinylpolymere (Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon),
Acrylpolymere mit seitenständigen Carboxyl-, Carbonamid- oder Sulfonsäuregruppen,
Polycarbonsäuren, Polyäther (z.B. Blockcopolymere aus Äthylen- und Propylenoxid),
Polyimine, Alginate, Guar-Mehl, Pektine, Dextrine, Gtsmiarabicum,Carboxymethylcellulose,
Methyl-, Hydroxyäthyl- und Hydroxypropylcellulose sowie anorganische Polymere, wie
z.B. Montmorillonite, Polykieselsäuren oder Zeolithe, verwendet werden. Es ist auch
möglich, das Phenolformaldehydharz in an sich bekannter Weise direkt in Dispersionsform
herzustellen. Geeignete Verfahren sind z B. in der DE-AS 22 35 439, der US-PS 4
026 848 und der DE-OS 28 04 362 beschrieben.
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Zur Erhöhung der Stabilität der wäßrigen Dispersion des Klebmittels
kann es vorteilhaft sein, den wäßrigen Copolymerisatdispersionen
insbesondere
vor Zusatz der Phenolformaldehydharzpaste ebenfalls Dispergierhilfsmittel vorzugsweise
anionische oder nichtionische Tenside, wie vorstehend beschrieben, zuzusetzen.
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Vorzugsweise enthält die wäßrige Dispersion des Klebmittels 40 bis
70 Gew.-% der Komponenten a) bis c). Es ist möglich, im speziellen Anwendungsfall
von dieser Konzentration abzuweichen. Jedoch sind die bei Verwendung von Dispersionen
geringeren Feststoffgehalts erzielten Schichtdicken mitunter für eine sichere Verklebung
zu gering. Verwendet man Dispersionen mit einem höheren Gehalt an disperser Phase,
steigt sehr häufig deren Viskosität auf einen Wert, der die Verarbeitbarkeit wesentlich
stört.
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Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, aus den wäßrigen Dispersionen
des Klebmittels Folien, welche gegebenenfalls Träger enthalten, herzustellen. Hierzu
werden die Klebmittel im Form ihrer wäßrigen Dispersion zweckmäßig in an sich bekannter
Weise auf eine Trennfolie vergossen. Das Wasser wird dann abgedampft. Die Filmbildung
erfolgt bei einer Temperatur unterhalb der Aushärtungstemperatur des Klebmittels.
Man kann jedoch auch flächige Träger, wie z.B. Papier, Vliese aus Cellulose, Kunstfasern
oder Glasfasern, mit der wäßrigen Dispersion des Klebmittels tränken, trocknen und
gegebenenfalls noch zusätzlich zur Einbringung der gewünschten Klebmittelmenge beschichten.
Diese flächigen Träger werden dann meist in anwendungsgerechte Formate geschnitten.
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Das Klebemittel kann noch übliche Zusatzmittel enthalten.
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Als oberflächenaktive Substanzen sind bereits die Dispergierhilfsmittel
bei der Herstellung der wäßrigen Dispersionen genannt worden. Man kann ferner Härter
zusetzen. Geeignete Härter sind z.B. Polycarbonsäuren oder deren Anhydride, aromatische
Polyamine, Dicyandiamid oder substituierte Dicyandiamide. Hierdurch werden die Glycidylgruppen
miteinander zur Reaktion gebracht. Die Glycidylgruppen können aber auch mit den
Carboxylgruppen der Acrylcopolymerisate c) oder den Hydroxylgruppen der Phenolharze
und der Acrylcopolymerisate reagieren. Man kann insbesondere den wäßrigen Zubereitungen
der Klebmittel noch Korrosionsschutzmittel, wie Alkalinitrite, Thioharnstoffderivate,
schwefel- und/oder stickstoffhaltige heterocyclische Verbindungen (z.B. 2-Mercaptobenzthiazol,
Chinolin oder Thiazolderivate), sekundäre Amine, Sulfoxide, Fettsäurederivate (z.B.
blsäurediäthanolamid, N-Lauroylsarkosin), Sulfonsäurederivate, Abietinsäurepolyglykolester
oder Alkylaminpolyglykoläther zusetzen. Weitere bekannte Zusatzmittel sind Füllstoffe
und Pigmente, wie z.B.
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Bariumsulfat, Titandioxid, Ruß. Verwendet man die erfindungsgemäßen
Klebmittel in wäßriger Phase, kann gegebenenfalls der Zusatz von entschäumend wirkenden
Mitteln zweckmäßig sein.
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Ist die wäßrige Zubereitung eines erfindungsgemäßen Klebmittels zu
niedrigviskos, kann deren Viskosität durch Zusatz üblicher organischer oder anorganischer
Verdickungsmittel eingestellt werden.
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In den folgenden Beispielen werden erfindungsgemäße Klebmittel unterschiedlicher
Zusammensetzung sowie deren Herstellung
beschrieben. In weiteren
Beispielen wird die erfindungsgemäße Verwendung der Klebmittel zur Verklebung von
Bremsbelägen näher erläutert. Gleichzeitig werden praxisnahe Prüfergebnisse angegeben.
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Herstellung der erfindungsgemäßen Klebmittel 1. Rohstoffe 1.1 Phenolformaldehydharze
a) Das Phenolformaldehydharz a 1) ist ein Resolharz und wird in bekannter Weise
durch Kondensation von 141 g Phenol und 114 g 37 %iger wäßriger Formaldehydlösung
in Gegenwart von 1,7 g Natriumhydroxid bei 800C hergestellt. Man kondensiert so
lange, bis das Phenolharz nach entsprechender Aufarbeitung einen Erweichungspunkt
von 85 0C aufweist. Nach Abtrennung der wäßrigen Phase und Entfernung des restlichen
Wassers durch Trocknung unter vermindertem Druck wird das Harz entweder in organischen
Lösungsmitteln, wie niederen Alkoholen, Ketonen oder Estern, gelöst oder feingemahlen.
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Das Phenolformaldehydharz a 2) besteht aus einem Novolak/ Hexamethylentetramin-Gemisch
mit einem Novolak-Gehalt von 90 Gew.-B. Der Novolak wird in bekannter Weise durch
Kondensation aus 235 g Phenol und 142 g 37 %iger wäßriger Formaldehydlösung in Gegenwart
geringer Mengen Schwefelsäure durch Erhitzen unter Rückfluß über 2 bis 3 Stunden
hergestellt.
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Nach Abtrennung des Wassers, Trocknung und Zerkleinerung des Produktes
wird das Hexamethylentetramin im angegebenen Gewichtsverhältnis zugesetzt und das
Gemisch feingemahlen.
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Das Harz wird entweder in organischen Lösungsmitteln wie oben gelöst
oder in Pulverform angewendet.
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1.2 Acrylcopolymerisate b) und c) Die Copolymerisate b) und c) werden
entweder durch Lösungspolymerisation oder durch Emulsionspolymerisation hergestellt
Im Falle der Lösungspolymerisation werden die Monomeren bl) bis b4) bzw. c1) bis
c4) in einem Lösungsmittelgemisch aus 50 Gew.-% Toluol, 30 Gew.-% Aceton und 20
Gew.-t Äthanol bei 70 bis 800C unter Zusatz von 0,3 bis 0,6 Gew.-% Azodiisobuttersäurenitril
und 0,3 % n-Dodecylmercaptan durch übliche Lösungspolymerisation hergestellt. Der
Feststoffgehalt in der Copolymerisatlösung liegt bei 45 Gew.-%. Die chemische Zusalmuensetzung
der einzelnen Copolymerisate b) bzw. c) geht aus Tabelle 1 hervor.
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Bei der Herstellung der Copolymerisate b) und cj durch Emulsionspolymerisation
wird in bekannter Weise nach dem Emulsionszulaufverfahren aus 1000 g der Monomeren
bl) bis b4), bzw. cl) bis c4) 1000 g Wasser 2,5 g Kaliumperoxidisulfat 2,0 g Natriumlaurylsulfat
bei 85 0C in ca. 6 Stunden eine Polymerdispersion hergestellt.
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Der Feststoffgehalt der Polymerdispersion liegt bei etwa 50 Gew.-%.
Die chemische Zusammensetzung der Copolymerisate b) und c) geht aus Tabelle 1 hervor.
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2. Zubereitung der Klebmittel Nachfolgend wird die Zubereitung der
Klebmittel in organischen Lösungsmitteln, in wäßriger Phase und in Form von Klebfolien
beschrieben. Die Mengenangaben der einzelnen Komponenten sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Sie beziehen sich jeweils auf Feststoffanteile.
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2.1 Klebmittellösungen Zur Herstellung von Klebmittellösungen werden
die Lösung des Phenolformaldehydharzes und der durch Lösungspolymerisation hergestellen
Copolymerisate b) und c) unter Rühren vermischt, bis eine homogene Lösung erhalten
wird. Zur Verdünnung des Klebers und Einstellung der gewünschten Viskosität werden
weitere Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol, Methanol, Äthanol, n-Butanol, Aceton,
Methyläthylketon oder Methylglykol zugesetzt.
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2.2 Wäßrige Klebmittel-Dispersionen Zur Herstellung wäßriger Klebmitteldispersionen
wird das feingemahlene Phenolformaldehydharz a) unter Zusatz von 4 Gew.-% eines
Tensidgemisches, bestehend aus
60 Gew.-% eines Nonylphenolpolyglykoläthers
30 Gew.-% eines äthoxylierten Sorbitanmonooleates 10 Gew.-% eines Sorbitanmonooleates
in Wasser mit Hilfe einer schnellaufenden Rührscheibe (Dissolver) angepastet. Der
Feststoffgehalt der Paste liegt bei ca. 60 Gew.-%. Die Paste wird unter Rühren zu
einer Mischung der Polymerdispersionen der Copolymerisate b) und c) zugegeben. In
den Polymerdispersionen wird vorher die gleiche Menge des beschriebenen Tensidgemisches,
bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersionen, gelöst. Um die Schaumbildung bei
der Pastenherstellung und der Abmischung mit den Polymerdispersionen in Grenzen
zu halten, können geringe Mengen handelsüblicher, bevorzugt silikonfreier Entschäumer
zugesetzt werden. Die Viskosität der Klebmitteldispersionen kann bei Bedarf durch
an sich bekannte, organische oder anorganische Verdickungsmittel eingestellt werden.
Die Verdickungsmittel werden nachträglich eingerührt.
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2.3 Klebfolien Zur Herstellung der Klebfolien wird ein Glasfaservlies
mit einem Flächengewicht von 25 g/m² mit den unter 2.2 beschriebenen Klebmitteldispersionen
getränkt und beschichtet. Nach dem Verdunsten des Wassers bei ca. 1300C soll das
Flächengewicht der Klebfolien ca. 180 g/m2 betragen.
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Tcbelle 1 Klchmittelrezepturen
| Rezeptur Xlchbmittel- Phenolformaldehyd- Copolymerlsat b) Gew.-
Art der Copolymerisat c) Art der Weltere Zusatse |
| Nr. Form harz.a) Teile Polymerination Zusammensetzung in Gew.-9
Gew.-Teile Polymerisation Gew.-Teile |
| Gew.-Teile Zusammensctzung in Gew.-1 |
| 1 Lösung 55 a 1) 40 Mcthylmcthacrylat b1 30 Lösungapoly- 44
Dutylacrylat c1 15 Lösungspoly- 0,5 Pyromellith- |
| 35 Äthylacrylat b1 merisation 50 Styrol c2 merisation zäurediangydrid |
| 20 Acrylnitril b2 6 Hydrozyäthylmeth- |
| 5 Glyci@ylmethacrylat b3 acrylat c4 |
| 2 Lösung 40 a 2) 50 Äthylacrylat b1 48 Lösungspoly- 30 Butylacrylat
c1 12 Lösungspoly- 0,5 Dicyandiamid |
| 20 Butylacrylat b1 reisation 22 Äthylhexylac@ylat c1 merisation |
| 24 Acrylnitril b2 40 Styrol c1 |
| 6 Glycidyimethacrylat b3 8 Hydroxtpropylmethacrylat c4 |
| 3 wSßrige 42 a 2) 50 Äthylacrylat b1 40 Emulsion 35 Butylacrylat
c1 18 Emusionspoly- |
| Dispersion 20 Butylacrylat b1 merisation 23 Äthylhexylacrylat
c1 merisation |
| 22 Acrylnitril b2 35 Styrol c2 |
| 8 Hydroxyläthylmeth- 7 Hydroxyäthylmeth- |
| acrylat b4 acrylat c4 |
| 4 wäßrige 50 a 2) 25 Äthylacrylat b1 15 Emolaionspoly- 46 Butylacrylat
c1 35 Emulsionspoly- |
| Dispersion 30 Methylmethacrylat b1 merisation 12 Äthylacrylat
c1 merisaticn |
| 15 Äthylhexylacrylat b1 33 Styrol c2 |
| 23 Acrylnitril b2 9 Hydroxyäthylmeth- |
| 7 Glycidylmethacrylatb3 acrylat c4 |
| 5 wäßrige 38 a 2) 32 Methylmethecrylat b1 50 Emulsionspoly-
12 Methylmethacrylat c1 12 Emulsionspoly- |
| Dispersion 48 Butylacrylat b1 merisation 43 Butylacrylat c1
merisation |
| 12 Acrylnitrli b2 42 Styrol c2 |
| 5 Glycidylmethacrylatb3 8 Methaerylsäure c3 |
| 3 Hydrexyäthylmeth- |
| acrylat b4 |
| 6 wäßruge 60 a 2) 30 Methylmetharylat b1 22 Emulsionspoly-
48 Butylacrylat c1 18 Emulsionspoly- |
| Dispersion 50 Butylacrylat b1 merisation 44 Styrol merisation |
| 17 Aerylnitril b2 2 Methaerylsäure c3 |
| 3 Glycidylmethacrylat b3 6 Hydroxyäthylmethacrylat c4 |
| 7 wäßrige 35 a 1) 35 Methylmethacrylat b1 45 Emulsionspoly-
20 @thylacrylat c1 20 Emulsionspoly- |
| Dispersion 40 Butylacrylat b1 merisation 40 Butylacrtylat c1
merisation |
| 17 Acrylnitril b2 36 Styrol c2 |
| 8 Hydroxypropylmeth- 4 MethaerylsSure c3 |
| acrylat b4 |
| 8 wäßrise 44 a 2) 53 Äthylacrylat b1 18 Emulsionspoly- 8 Äthylacrylat
c1 38 Emulsienspoly- 0,5 4,4'-Diamino- |
| Digpersion 27 Eatylacerylat b1 merisation 52 nulylacrylat c1
merisation diphenylsulfon |
| 15 Acrylnitril b2 36 Styrol c2 |
| 5 Glycidylmethacrylat b3 4 Hydroxyäthylmethacrylat c4 |
| 9 wäßrige 38 a 2) 22 Äthylacrylat b1 52 Emulsionspoly- 28 Äthylserylat
c1 10 Emulsionspoly |
| dispersion 47 Butylacrylat b1 merisation 30 Butylacrylat c1
merisation |
| 11 Äthyhexylcrylat b1 31 Styrol c1 |
| 14 Aerylnitril b2 3 Methaerylsäure c2 |
| 4 Glycidyimethacerylat b3 8 Hydroxypropylmeth- |
| 2 Hydroxyäthyimeth- acrylat c4 |
| acrylat b4 |
| 10 Klebfolie 41 a 2) wie 2 45 Emulsionspoly- wie 1 wie 1 14
Emuleienspoly- |
| merisetion merisation |
| 11 Klebfolie 33 a 1) wie 3 57 Emulsionspoly- wie 2 Emulsionspoly- |
| merisation merisation |
| 12 Klebfolie 45 a 2) wie 9 15 Emulsionspoly- wie 6 Emulsionspoly- |
| merisation merisation |
Verklebung und anwendungstechnische Prüfung geklebter Trommelbrems-Beläge
Zur Verklebung wird ein handelsüblicher Trommelbremsbelag, bestehend aus Asbest,
Stahlwolle, Nitrilkautschuk, Füllstoffen und Graphit, mit einer Kunststoffhärte
von 185 N/mm² eingesetzt, Auf die zu verklebenden Seiten der Beläge wird soviel
Klebmittel aufgetragen, daß nach dem Abdunsten der Lösungsmittel bei 70 bis 100
OC eine ca. 20 piri starke Klebschicht verbleibt. Die Stahlbacken werden nach Strahlen
der Oberfläche mit Graugußkorn auf der Klebseite mit einer 15 bis 20 pm starken
Klebschicht versehen. Bei Verwendung der Klebfolien werden diese ohne sonstigen
Klebe auftrag zwischen die beiden Adhärenten gelegt.
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Danach werden de Bremsbeläge mit den Stahlbacken bei 150°C während
10 Minuten unter einem Druck von 0,8 N/mm² verklebt Nach Abkühlung werden die Proben
sofort (unbelastet) sowie nach 3 Stunden Lagerung bei 2500C (Hitzetest) und anschließt
der Abkühlung einem Druckschertest unterworfen. Dabei wird die zum Abstemmen der
Bremsbeläge erforderliche Scherkraft gemessen und das Bruchbild im Hinblick auf
Kohäsionsbruch im Bremsbelag beurteilt. Die erhaltenen Prüfergebnisse sind ln Tabelle
2 zusammengefaßt.
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Am Ende der Tabelle sind zum Vergleich zwei dem Stand der Technik
gemäße Kleber auf Basis von Phenolformaldehydharzen und Polyvinylformal bzw. Nitrilkautschuk
aufgeführt.
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Tabelle 2 Druckschertest an Trommelbremsbelägen
| Kleber unbelastet nach Hitzetest |
| rezeptur Druckscher- Bruchbild Druckscher- Bruchbild |
| Nr. festigkeit 3) festigkeit 3) |
| N/mm² %KB N/mm² %KB |
| 1 7,3 100 6,9 90 |
| 2 7,2 95 6,8 90 |
| 3 7,0 95 6,7 85 |
| 4 7,5 100 7,1 90 |
| 5 6,9 100 6,8 95 |
| 6 7,4 98 6,8 92 |
| 7 7,6 95 7,4 87 |
| 8 7,2 90 7,0 85 |
| 9 7,0 100 6,8 90 |
| 10 8,1 100 7,5 90 |
| 11 8,0 95 7,6 85 |
| 12 8,5 98 7,8 90 |
| Vergleichskleber |
| I 1) 6,0 70 5,8 50 |
| I 2) 5,3 55 5,5 60 |
1) Klebmittel aus Phenolformaldehydharz/Polyvinylformal 2) Klebmittel aus Phenolformaldehydharz/Nitrildautschuk
3) KB = Kohäsionsbruch
Verklebung und anwendungstechnische Prüfung
der geklebten Reibbelagsmasse für Scheibenbremsen Zur Prüfung der Klebmittel unter
Bedingungen, wie sie bei der Herstellung von Scheibenbremsbelägen angewendet werden,
werden gestrahlte Stahlbacken mit einer 25 iim starken Klebschicht versehen. Bei
Verwendung der Klebfolie wird lediglich die Klebfolie auf die Stahlbacke gelegt.
In einer Preßform wird nun eine übliche, nicht vorverdichtete Reibbelagsmasse, die
aus Asbest, Phenolharz als Bindemittel, Stahlwolle Messingpulver, Kieselgur, Bariumsulfat
und Graphit besteht, bei 1800C während 10 Minuten unter einem Druck von 50 auf die
Klebseite der Stahlbacke aufgepreßt. Zur Aushärtung des Reibbelags werden die Proben
anschließend einer Temperung ohne Anpreßdruck unterzogen, und zwar 1 Stunde bei
900C 1 Stunde bei 1300C 1 Stunde bei 1600C 2 Std. bei 1800C 8 Std. bei 2000C.
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Mit den abgekühlten Proben wird danach ein Druckschertest durchgeführt.
Ein weiterer Teil der Proben wird über 8 Wochen einem Korrosionstest unterzogen.
Dieser Test besteht aus einer Prüfung durch 3-tägige Lagerung der Proben in 10 %iger
wäßriger Natriumchloridlösung und 4-tägiger Prüfung mit dem Kesternich-Test (DIN
50018). Dieser Test wird 8mal hintereinander durchgeführt. Anschlißend werden die
Beläge
im Druckschertest abgeschert.
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Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Auch
hier sind zum Vergleich zwei Kleber entsprechend dem Stand der Technik gegenübergestellt.
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Tabelle 3 Druckschertest an Scheibenbremsbelägen
| Kleber- Unbelastet nach Korrosionstest |
| rezeptur Druckscher- Bruchbild Druckscher- Bruchbild |
| festigkeit festigkeit |
| N/mmi % KB N/inm2 % KB |
| 1 , 7,6 100 7,2 90 |
| 2 7,8 90 7,4 85 |
| 3 8,2 95 8,0 90 |
| 4 7,5 100 7,0 95 |
| 5 7,9 100 7,6 90 |
| 6 8,1 95 7,7 85 |
| 7 8,3 95 8,0 85 |
| 8 8,0 98 7,6 90 |
| 9 8,1 90 7,6 85 |
| 10 8,5 95 8,0 |
| 11 8,8 95 8,5 |
| 12 8,7 100 8,6 95 |
| Vergleichskleber |
| I 1) 7,0 65 6,0 45 |
| 1) 1) 6,5 50 5,8 40 |
1) Zusammensetzung wie in Tabelle 2