DE4308528C2 - Verfahren zur Herstellung von Kautschuk/Kautschuk- und Kautschuk/-Gummi-Verbindungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kautschuk/Kautschuk- und Kautschuk/Gummi-Verbindungen mit dy­ namischen und statischen Festigkeiten in einer Größe, wie sie für Fördergurte benötigt werden, unter Verwendung eines in flüssiger Form aufgebrachten unvulkanisierten Kautschuks, der mit Vulkanisationshilfsmitteln nach dem Auftragen und in Kon­ takt mit den zu verbindenden Flächen ausvulkanisiert.

Bei der Herstellung von Kautschuk/Kautschuk- bzw. Kautschuk/- Gummi-Verbindungen kommt es insbesondere bei der Montage oder der Reparatur von Fördergurten aufgrund ihrer Betriebsbean­ spruchung besonders darauf an, daß diese Verbindungen große statische und dynamische Festigkeiten aufweisen. Um die gefor­ derten Festigkeiten zu erzielen, werden bisher Gummilösungen verwendet, die organische Lösungsmittel enthalten. Aus Gründen der Nichtbrennbarkeit, was z. B. beim Einsatz unter Tage Vor­ aussetzung ist, sind diese Lösungsmittel häufig vom CKW-Typ.

Nachteilig ist bei den o. g. Lösungsmitteln, daß sie in der Regel umweltgefährdend bzw. gesundheitsschädlich sind.

Weiterhin ist aus der EP 0 161 373 ein Bindemittel bekannt, das als wesentlichen Bestandteil ein halogenhaltiges Polymer in Latexform aufweist, wobei dieses Polymer ein Copolymer aus zwei oder drei verschiedenen Monomeren ist. Als halogenierte konjugierte Diene werden halogenierte Butadiene und/oder Iso­ prene, insbesondere 2-Chlorbutadien-(1,3) und 2,3-Dichlorbuta­ dien-(1,3), zur Herstellung des Bindemittels verwendet. Die anderen Monomerenarten sind monoalkenylaromatische-Alkylhalo­ genide und ungesättigte Carbonsäuren.

Das in der EP 0 161 373 beschriebene Bindemittel dient dazu, vulkanisierbare Elastomere mit einer Vielzahl von Substraten wie beispielsweise Metallen wie Eisen, Blei, Aluminium, Kup­ fer, Nickel, Zink und dergleichen zu verbinden. Besonders er­ wähnt ist dabei auch die günstige Wirkung beim Aufvulkanisie­ ren polarer Kautschuke, wie z. B. Nitrilkautschuke, auf Aramid­ fasern oder Metalle.

Eine Eignung als Bindemittel zur Verbindung von Elastomeren untereinander wird in der Druckschrift nicht erwähnt. Das be­ schriebene Bindemittel hat sogar noch den Nachteil, daß u. U. vor seiner Verwendung eine Vorbehandlung mit einem haftver­ bessernden Mittel, einem sogenannten Primer aus beispielsweise chloriertem Kautschuk oder Phenolharz durchzuführen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstellung von Kautschuk/Kautschuk- und Kautschuk/Gummi-Ver­ bindungen anzugeben, bei dem ein einfach herstellbares und handhabbares, vulkanisierbares Haftmittel verwendet wird, das keine ökologisch bzw. toxikologisch bedenklichen Lösungsmittel enthält, und bei dem die hergestellten Elastomerverbindungen in ihren statischen und dynamischen Festigkeiten den Anforde­ rungen entsprechen, wie sie insbesondere an Fördergurte ge­ stellt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der ein­ gangs beschriebenen Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch die Verwendung eines wässrig dispergierten, halogenhaltigen, homopolymerisierten Butadienkautschuks mit 8 bis 22%, bezogen auf die Trockensubstanz, wenigstens eines blockierten Isocya­ nats und 2 bis 13%, bezogen auf die Trockensubstanz, eines Metalloxids als Vulkanisationshilfsmittel.

Um für eine möglichst gute und dauerhafte Verbindung von Ela­ stomeren geeignet zu sein, muß das Haftmittel, nachdem es auf die zu verbindenen Teile aufgetragen wurde und abgetrocknet ist, über den erforderlichen Tack verfügen, d. h. es muß ein bestimmtes Haftvermögen für die zur Vulkanisation aufeinander positionierten Teile verfügen. Dabei soll das Haftmittel bei der Vulkanisation sowohl einen aktivierenden Einfluß auf das eingesetzte und zu bindende Vulkanisat ausüben, als auch selbst vernetzbar sein.

Insbesondere aus Gründen des Tacks und physikalischen Eigen­ schaften werden als halogenhaltige Kautschuke in Latexform erfindungsgemäß halogenhaltige Butadiene eingesetzt. Insbe­ sondere das Homopolymerisat aus 2-Chlorbutadien-(1,3) wird in wäßriger Dispersion bevorzugt eingesetzt. Dabei sollte der Anteil des Kautschuks im Latex in einem Bereich von 40 bis 65 Massenprozent liegen.

Als Emulgatoren werden erfindungsgemäß Tenside des Ether- bzw. Polyether-Typs verwendet. Ihr Anteil beträgt, wieder auf die Trockensubstanz bezogen, 0,05 bis 1,00 Massenprozent, vorzugs­ weise 0,1 bis 0,5 Massenprozent.

Neben ihrer Wirkung als Säureakzeptoren werden Metalloxide als Vulkanisationshilfsmittel eingesetzt. Bevorzugt wird hierbei Zinkoxid verwendet, wobei auch andere Metalloxide wie Magnesi­ umoxid oder Bleioxid ebenfalls eingesetzt werden können. Der Anteil an er Trockensubstanz des Haftmittels beträgt 2 bis 13 Massenprozent.

Weiterhin werden für die Vulkanisation Schwefel und als Be­ schleuniger Thioharnstoff- und Guanidinderivate eingesetzt. Zur Unterstützung der Vernetzung werden erfindungsgemäß bloc­ kierte, mehrfunktionelle Isocyanate in einem Gehalt von 8 bis 22 Massenprozent, wieder auf die Trockensubstanz bezogen, vor­ zugsweise basierend auf Toluylen-2,4-diisocyanat und Hexame­ thylendiisocyanat eingesetzt.

Als Alterungsschutzmittel werden vorzugsweise Diphenylamin-, Naphtylamin-, Phenylen-Diamin-, Benzimidazol-, Chinolin- und/­ oder Bisphenol-Derivate verwendet. Besonders bevorzugt ist ein Alterungsschutzmittel des Diphenylamin-Typs. Erfindungsgemäß beträgt der Konzentrationsbereich dieser Alterungsschutzmittel 0,3 bis 4,0 Massenprozent, vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Massenpro­ zent. Beide Angaben sind wieder auf die Trockensubstanz bezo­ gen.

Weitere, bei der Verarbeitung von Kautschuken bzw. Gummi üb­ licherweise eingesetzte Hilfsmittel wie Dispergiermittel und Pigmente können selbstverständlich in dem Haftmittel enthalten sein. Der bevorzugte Feststoffgehalt des erfindungsgemäßen Haftmittels liegt in einem Bereich von 35 bis 70 Massenpro­ zent.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Kau­ tschuk/Kautschuk- und Kautschuk/Gummi-Verbindungen wird nach der Vorbehandlung der Substratflächen, vorzugsweise durch Rei­ nigen und Aufrauhen, das erfindungsgemäße Haftmittel auf die zu verbindenden Substratflächen aufgetragen. Mit dem Haftmit­ tel können Rohmischungen und Vulkanisate, basierend auf halo­ genhaltigen Kautschuken bzw. Styrol-Butadien-Copolymeren ver­ bunden werden. Das erfindungsgemäße Haftmittel kann durch ein­ maliges oder mehrfaches Sprühen, Tauchen, Streichen oder Rol­ len auf die Substratflächen aufgebracht werden. In dem nach­ folgenden Verfahrensschritt werden die mit dem Haftmittel ver­ sehenen Substratflächen getrocknet, um das im Haftmittel enthaltene Wasser zu entfernen. Bei niedrigen Umgebungstempe­ raturen oder zur Beschleunigung der Trocknung wird den Sub­ stratflächen vorzugsweise Warmluft zugeführt.

Nach dem Trocknen können die mit Haftmittel beschichteten Sub­ stratflächen direkt oder durch Einlegen einer Bindefolie ver­ bunden werden.

Die Zusammensetzung von zwei in dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren anwendbaren Haftmitteln sind als Beispiele in den folgen­ den Tabellen 1 und 2 angegeben:

Trockenanteil Massenprozent
2-Chlorbutadien-(1,3)	76
Ether	0.2
Diphenylamin	1.3
Zinkoxid	7.0
modifiziertes Toluylendiisocyanat	15.5

Trockensubstanz Massenprozent
2-Chlorbutadien-(1,3)	82
Ether	0.2
Diphenylamin	1.6
Zinkoxid	5.0
modifiziertes Hexamethylendiisocyanat	10.5
Schwefel	0.3
Ethylenthioharnstoff	0.4

In der nachfolgenden Tabelle 3 sind einige Vergleichswerte für Verbunde, die mit einem Haftkleber auf Lösemittelbasis und auf Wasserbasis hergestellt wurden, gegenübergestellt:

Tabelle 3

Aus der Tabelle wird ersichtlich, daß die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Verbunde denen der herkömmlich hergestellten Verbunde entsprechen, wobei das er­ findungsgemäße Verfahren auf Lösemittel verzichtet und somit toxikologisch unbedenklich und wesentlich umweltfreundlicher als herkömmliche Verfahren ist. Hieraus ergibt sich auch die besondere Eignung für die Montage von Förderguten unter Tage oder in geschlossenen Räumen, da die Qualität der Fördergurt­ verbindungen mit den nach bekannten Verfahren hergestellten Fördergurtverbunden wenigstens vergleichbar ist.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von Kautschuk/Kautschuk- und Kautschuk/Gummi-Verbindungen mit dynamischen und statischen Festigkeiten in einer Größe, wie sie für Fördergurte benö­ tigt werden, unter Verwendung eines in flüssiger Form auf­ gebrachten unvulkanisierten Kautschuks, der mit Vulkanisa­ tionshilfsmitteln nach dem Auftragen und in Kontakt mit den zu verbindenden Flächen ausvulkanisiert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Haftmittel ein wässrig dispergierter ha­ logenhaltiger, homopolymerisierter Butadienkautschuk mit 8 bis 22%, bezogen auf die Trockensubstanz, wenigstens eines blockierten Isocyanats und 2 bis 13%, bezogen auf die Trockensubstanz, eines Metalloxids als Vulkanisations­ hilfsmittel verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der halogenhaltige Butadienkautschuk ein Homopolymerisat aus 2-Chlorbutadien-(1,3) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmittel als blockiertes Isocyanat mehrfunktio­ nelle Verbindungen auf der Basis von Toluylen-2,4-diisocya­ nat und/oder Hexamethylendiisocyanat enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Zinkoxid oder Bleioxid als Metalloxid verwen­ det wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Emulgator im Haftmittel enthalten ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Alterungsschutzmittel im Haftmittel enthalten ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Emulgator ein Tensid des Ether- bzw. Poly­ ethertyps ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Alterungsschutzmittel ein Diphenylamin-, Naphtylamin-, Phenylen-Diamin-, Benzimidazol-, Chinolin- und/oder Bisphenol-Derivat ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Zusätze wie Ruß, Schwefel, Dis­ pergiermittel, Pigmente, Thioharnstoff- und/oder Guanidin­ derivate im Haftmittel enthalten sind.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt des Haftmittels 35 bis 70% beträgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen auf die Trockenmasse des Haftmittels bezogenen Gehalt von:
60 bis 89% halogenhaltigem Kautschuk,
0,05 bis 1,00% Emulgator,
2 bis 13% Vulkanisationshilfsmittel,
8 bis 22% blockiertem Isocyanat und
0,3 bis 4,0% Alterungsschutzmittel.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Substrate Rohmischungen oder auf halogenhaltigen Kautschuken bzw. Styrol-Butadien-Copolymeren basierende Vulkanisate sind.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den zu verbindenden Flächen, auf denen das Haftmittel aufgebracht ist, eine Bindefolie plaziert wird.