DE3618941A1 - Haftpasten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Haftpasten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dem Verkleben von polymeren Werkstoffen nach DIN 7724 untereinander oder mit nichtpolymeren Werkstoffen ist in den vergangenen Jahren im Rahmen zahlreicher Publikationen sehr viel Aufmerksamkeit gewidmet worden, wobei in der kautschuk- bzw. gummiverarbeitenden Industrie insbesondere das Verkleben von Naturkautschuk (NR), Äthylen-Propylen- Dien-Terpolymeren (EPDM), Butadien-Styrol-Copolymeren (SBR), Chloropren (CR) und Butadien-Acrylnitril-Copolymeren (NBR) oder Verschnitten davon im Vordergrund stand. Ein kleines, aber nicht unbedeutendes Teilgebiet befaßte sich dabei mit dem Verkleben von Form- und Flächenartikeln auf der Basis von EPDM untereinander oder mit anderen Form- und Flächenartikeln, zumal sich bei witterungsbeständigen EPDM-Kautschuke nur außerordentlich schwer verleimen bzw. verkleben lassen. Die folgende Übersicht soll nun einmal den Stand der Technik verschiedener Haftsysteme darlegen, wobei die Grenzen dieser Haftsysteme aufgezeigt werden.

1) Kalandrierte Haftsysteme

Kalandierte Haftsysteme (z. B. Platten) werden häufig in der Kautschuk- bzw. Gummiindustrie eingesetzt (DE-OS 24 43 272). Allerdings spielen die Herstellungskosten dieser Systeme am Kalander eine große Rolle bei der Kalkulation des Artikels.

Die Anforderungen, die an derartige Haftsysteme bei der Herstellung von Gummiartikeln mit Verstärkungseinlagen gestellt werden, u. z. bezüglich ihres Fließverhaltens und ihrer Handhabbarkeit sind außerordentlich widersprüchlich und hoch. So müssen die Mischungen für die Handhabung beim Aufbringen auf den Rohling eine sehr große Rohfestigkeit aufweisen, müssen andererseits während der Vulkanisation ein gutes Fließverhalten aufweisen, um in die Fadenlücken der Verstärkungseinlagen eindringen zu können und eine sicheren Verband zwischen Innen- und Außengummi zu gewährleisten.

2) Haftzemente

Der Einsatz von Haftzementen ist auf wenige Anwendungsbereiche beschränkt und für das zuverlässige Verbinden von EPDM-Artikeln wenig geeignet.

3) Haftlösungen

In der AT-PS 3 40 58 und in der DE-OS 33 06 438 wird das Verkleben von Artikeln aus EPDM beschrieben, u. z. in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln, wobei die Kleber thermoplastische Eigenschaften haben. Folgende Lösungsmittel werden dabei eingesetzt.

• a) aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol) und aromatische Kohlenwasserstoffharze
• b) chlorierte Kohlenwasserstoffe (Tetrachlorkohlenstoff, Dichlormethan, Trichlorethan, Trichlorethylen)
• c) sonstige Lösungsmittel (Tetrahydrofuran, aliphatische Kohlenwasserstoffharze).

Diese Lösungsmittel sind nicht nur teuer und brennbar (Lösungsmittelgruppen a und c), sondern stellen aufgrund ihrer Toxizität auch eine beträchtliche Umweltbelastung dar, da die verdunstenden Lösungsmittel in die Umgebungslust des Arbeitsplatzes gelangen können. Zur Vermeidung müssen in der Regel explosionsgesicherte Absaugeinrichtungen installiert werden. Voraussetzung für die Erzeugung eines einwandfreien Haftverbundes ist weiterhin eine nahezu vollständige Ablüftung der flüchtigen Lösungsmittel, da sie anderenfalls im Schlauchverbund während der Vulkanisation zu Fehlstellen durch Blasenbildung im Verbund führen können.

4) Lösungsmittelfreie Haftsysteme

Aus der DE-OS 33 06 439 ist nun ein lösungsmittelfreies Haftsystem für EPDM-Artikel bekannt. Allerdings ist dieser thermoplastische Schmelzkleber speziell für die Herstellung von Dichtungsbahnen aus EPDM entwickelt worden.

5) Haftsysteme auf der Basis von Polychloropren

Ein besonderes Kapitel wird nun den Klebstoffmischungen gewidmet, die Polychloropren enthalten. Diesbezüglich gibt es zahlreiche publizierte Arbeiten. Die Mischungen enthalten Harze (aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffharze) und anorganische sowie organische Zusätze. Es gibt zwei Gruppen dieser Klebstoffmischungen

• a) Der Klebstoff ist in organischen Lösungsmitteln aufgelöst oder dispergiert (DE-AS 17 94 138, DE-AS 21 20 906, DE-PS 21 28 841, DE-AS 23 54 954, DE-PS 24 16 443, DE-OS 30 28 693). Auf die damit verbundene Problematik ist bereits ausführlich eingegangen worden.
• b) Der Klebstoff bildet im wässrigen Medium (zumeist alkalisch) eine Emulsion (DE-PS 21 44 097, DE-AS 23 58 238, DE-AS 24 20 684, DE-OS 25 49 150, DE-OS 30 25 077). Eine derartige Emulsion ist aber für das Verkleben von Kautschuk- bzw. Gummiartikeln kaum geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Haftsystem zu entwickeln, das für eine breite Basis von Kautschuk- bzw. Gummitypen wie EPDM, SBR, CR und NBR einen zuverlässigen Verbund gewährleistet und speziell für die Herstellung von Schläuchen, Fördergurte, Dichtungsbahnen und Drucktücher geeignet ist. Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Haftpaste mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Es wurden also Versuche aufgenommen auf Basis von flüssigem Polychloropren in reiner Form, aber auch in Form von Verschnitten mit normalem Festkautschuk. Ergänzend dazu wurden Versuche mit einem bei etwa 50°C schmelzendem und bei 70°C flüssigem Neopren, ebenfalls einem Polychloropren, durchgeführt. Dieses Material ist die Basis für Pasten, die bei recht niedriger Temperatur von ca. 50 bis 60° pastös werden. Auch dieses Material wurde sowohl rein als auch im Verschnitt mit Festkautschuk verarbeitet.

Die angeführten Mischungen (Tabelle I) waren vorgesehen für die Haftverbindung zwischen SBR, NBR, EPDM und NR- Mischungen. Beste Ergebnisse bis zu Haftwerten von ≦λτ 6,5 daN/cm Schälfestigkeit wurdne an einem SBR-/NR-Verschnitt (Gewichtsverhältnis 80/20) erreicht.

Die Mischungen können neben den genannten Polymeren noch helle Füllstoffe, wie z. B. Titandioxid, Kreide, Bariumsulfat, Kaolin, Kieselsärue oder andere enthalten; daneben Ruße, wie z. B. Acetylen Ruß. Dazu kommen übliche Mischungsingredienzien, wie Alterungsschutzmittel, Vernetzeraktivatoren, Weichmacher, Zinkoxid, Beschleuniger und schließlich auch Haftvermittler. Die Verarbeitung konnte bei 60°C in Pastenform vorgenommen werden.

Die Tabelle zeigt nun verschiedene Mischungen in Gew.-%, wobei eine Herstellungs- und Verarbeitungsbewertung vorgenommen wird. Außerdem ist beispielsweise die Schälfestigkeit zwischen einem SBR/NR-Verschnitt (Gewichtsverhältnis 80/20) und dem Festigkeitsträger angegeben.

Tabelle I

Geeignet sind also Haftpasten, die einen Kohäsionsbruch aufweisen.

Es wurden nun auch Mischungen auf Basis von Polyoctylenen aufgebaut, u. a. im Verschnitt mit SBR oder NR, aber auch mit EPDM und flüssigem Nitrilkautschuk oder Chlorkautschuk.

Auch mit diesen Mischungen ließen sich gute Haftwerte, insbesondere zur SBR-/NR-Mischung (Gewichtsverhältnis 80/20) mit Haftwerten ≦λτ 6,6 daN/cm und ≦λτ 6,3 daN/cm zu einer EPDM-Mischung erreichen.

Die Mischungen enthalten außer den genannten Polymeren auch helle Füllstoffe, sowie Weichmacher, aber auch Haftungsaktivatoren, wie Silane und Polyole; daneben Zinkoxid und Beschleuniger, sowie Schwefel und Haftvermittler.

Die Herstellung der Mischung erfolgte ebenfalls bei 80°C im Lösungskneter. Die Verarbeitung in Form von Pasten war bei 60°C möglich.

Die Tabelle II vermittelt nun diesbezüglich verschiedene Mischungsreihen.

Tabelle II

Die Erfindung wird nun anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise beschreiben.

Fig. 1 zeigt einen Schlauch aus Gummi oder gummiähnlichem Material, der aus einer Seele 2, einem Festigkeitsträger 3 und einer Decklage 4 besteht, wobei die Seele und Decklage durch eine Haftpaste 5 miteinander verbunden sind.

Fig. 2 zeigt eine Gummibahn 6, die aus der Oberplatte 7, dem Festigkeitsträger 8 und der Unterplatte 9 besteht. Die Ober- und Unterplatte ist über die Haftpaste 10 miteinander verbunden.

Claims (5)

1) Haftpasten für die Herstellung von Schläuchen aus Gummi oder gummiähnlichem Material sowie für die Herstellung von Gummibahnen, insbesondere Fördergurte, Dichtungsbahnen und Drucktücher, wobei die Haftpasten die einzelnen Lagen (z. B. Innen- und Außenlage) miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die lösungsmittelfreien und vulkanisierbaren Haftpasten auf der Basis von flüssigen oder niedrig schmelzenden Polychloroprenen oder von Polyoctenylenen beruhen.

2) Haftpasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polychloroprene im Haftzustand in reiner Form, aber auch in Form von Verschnitten mit normalem Festkautschuk vorliegen.

3) Haftpasten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polychloroprene mit Polyoctenylenen verschnitten sind.

4) Haftpasten nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polychloroprene bei Raumtemperatur (RT) oder erst oberhalb 70°C flüssig sind.

5) Haftpasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyoctenylene mit SBR, EPDM, flüssigem Nitrilkautschuk und/oder Chlorkautschuk verschnitten sind.