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Vulkanisierbare Kautschukmasse mit guter Bindefähigkeit an Metall
Bisher war es üblich, eiserne Gegenstände vor der Vereinigung mit einer aufzubringenden
Kautschukschicht mit Messing oder anderen Nichteisenmetallen zu überziehen. Um eine
sichere Bindung zwischen dem Kautschuk und dem Metallüberzuge zu erzielen, wurde
das Vulkanisieren des Kautschuks unter Druck nach dem bei der Formheizung von Kautschukgegenständen
üblichen Verfahren ausgeführt. Dieses Verfahren ist nicht geeignet, um Kautschuk
mit solchen Gegenständen zu verbinden, die für die Formheizung ungeeignet sind.
Die Bindefestigkeit, die man in solchen Fällen zwischen Kautschuk und Metall durch
Klebhilfsmittel, wie halbthermoplastische Zemente, erzielt, hat sich als unbefriedigend
erwiesen, weil sie bei Temperaturen von über 65' versagt.
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Der Zweck der Erfindung ist, eine verbesserte vulkanisierbare Kautschukmasse
zu schaffen, die unmittelbar an Eisen, aber auch an anderen Metallen während ihrer
Vulkanisation bindet, ohne daß eine Anbringung von Überzügen aus Messing oder anderen
Nichteisenmetallen auf den Verbindungsflächen der Gegenstände notwendig ist.
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Die neue vulkanisierbare Kautschukmasse enthält als bindungserzeugenden
Bestandteil eine Verbindung der Dithiocarbamingruppe, zu der Dithiocarbaminsäuren,
deren Salze, Ester und Kondensationsprodukte gehören. Solche Verbindungen haben
eine ausgesprochene Fähigkeit, Kautschuk zu vulkanisieren und seine Vulkanisation
zu beschleunigen, und sind daher bisher in relativ kleinen Mengen ün Verein mit
Aktivatoren, wie Oxyden von Zink, Blei und Calcium, verwendet worden, die ihre Beschleunigungseigenschaften
aktivieren.
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Es wurde gefunden, daß bei Einverleibung der obigen bindungserzeugenden
Bestandteile in gräßerer Menge, als sie üblicherweise zur Vulkanisationsbeschleunigung
verwendet werden, in eine vulkanisierbare Kautschukmasse, die außerdem nur solche
Vulkanisationsbeschleunig@er und andere Bestandteile enthält, die keine Aktivierwirkung
auf die Vulkanisier-und Beschleunigungseigenschaften der bindungserzeugenden Bestandteile
ausüben, eilte sichere Bindung zwischen Kautschukmasse und Metall erzielt wird,
wenn man die Masse während inniger Berührung mit 'dem Metall vulkanisieren läßt.
Im einfachsten Falle kann die Kautschukmasse nur Kautschuk und ein Vulkanisiermittel,
wie Schwefel, zusammen mit dem bindungsbildenden Bestandteil enthalten. Bei der
gewöhnlichen praktischen Ausführung der Erfindung werden aber vorzugsweise auch
ein Vulkanisierbeschlelmiger und solche Stoffe verwendet, die keine Aktivierwirkung
auf die Beschleunigereigenschaften ausüben.
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Als bindungsbildender Bestandteil der neuen vulkanisierbaren Kautschukmasse
können eine oder mehrere der nachfolgenden Verbindungen verwendet werden: Tetramethylthiuramdisulfid,
Tetraäthylthiuramdisulfid, Tetramethylthiuramtetrasulfid, Tetramethylthiurammonosulfit,
Dip-entamethylenthiuramtetrasulCUld, Piperidinpentamethylendithiocarbamat, Zinkdimethyldithiocarbamat,
Selendimethyldithiocarbamat,
Selentetradimethyldithiocarbamat.
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Es ist eine große Zahl von Beschleunigern bekannt, die imstande sind,
die erwünschte Vulkanisierreaktion zwischen Kautschuk und Schwefel oder anderen
Vulkanisiermitteln zu beschleunigen. Erfindungsgemäß aber ist der in der Masse zu
verwendende Beschleuniger so auszuwählen, daß er zwar -die gewünschte Vulkanisierreaktion
erzielt, gleichzeitig aber die beschleunigenden und vulkanisierenden Eigenschaften
des bindungsbildenden Bestandteiles nicht aktiviert. Es wurde gefunden, daß es eine
Anzahl organischer und anorganischer Beschleuniger gibt, die bei Verwendung, einzeln
oder gruppenweise, in der Masse der obigen Anforderung entsprechen. Die folgenden
Stoffe und Zusammenstellungen daraus sind nur als Beispiele angegeben.
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i.Mercaptobenzothiazol, 2.Zinkbutylxanthataldehydamin, 3. Zinkdimethyldithiocarbamataldehydamin,
q. Piperidinpentamethylendithiocarbamataldehydamin, 5. Zinkdimethyldithiocarbamatmercaptobenzothiazol,
6. Magnesiumoxyd, 7. Magnesiumhydroxyd, B. Magnesiumcarbonat, 9. Magnesiumsilicat,
i o. Zinkstaub, i i. Natriumzinkat, durch Auflösen von Zinkoxyd und Natriumhydroxyd
hergestellt.
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Zum Befestigen von Kautschuk an der Qberfläche von Eisengegenständen,
wie z. B. Behälterwandungen, die sich nicht für Druckbehandlung eignen, wird die
folgende Mischung empfohlen: Kautschuk (pale crepe) ... ioo Gewichtsteile,
Mercaptobenz,othiazol .... i Gewichtsteil, Plienylbetanaphthylamin .. 1 -
, Stearinsäure . . . . . . . . . . . . 2 Gewichtsteile, Tetrainethylthiuramdisulfid
(oder irgendeiner der obengenannten bindungsbildenden Bestandteile) . 5 - , Schwefel
............... 3 -Diese Bestandteile werden auf der Mischwalze vermischt; die Masse
wird dann auf die gewünschte Dicke kalandriert. Diese urvulkanisierten Kalanderplatten
werden unmittelbar auf die Eisenoberfläche aufgetragen, die durch Sandstrahlbehandlung
oder sonstwie gereinigt wurde. Dann wird der Gegenstand mit der aufgetragenen-Kautschukplatte
in eine Kammer gebracht, in welcher der Kautschuk in überhitztem Dampf bei einer
Temperatur von etwa 149 bis 163° vulkanisiert wird und, wobei eine Bindung zwischen
dem Eisen und der Kautschukmasse erzielt wird. ' Eine vulkanisierbare Mischung,
die neben den vorgenannten Bestandteilen noch 2 Gewichtsteile'- Zinkdimethyldithiocarbamat
enthält, kann in gleicher Weise unter Anwendung der Luftheizung bei etwa 1¢9 bis
i63° verarbeitet werden.
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Bei Anwendung der Formheizung kann die Kautschukmischung eine der
folgenden Zusammensetzungen haben Crepekautschuk . . . . . . . . iooo Gewichtsteile,
Zinkstaub .............. 30 - , Magnesiumhydroxyd oder -carbonat oder -oxyd o bis
i ooo - , aktiver Gasruß ..... o bis 5oo - , Mercaptobenzothiazol ... 8 -
, Stearinsäure ....... o bis 5o - , Phenylbetanaphthylamin . . i o - , Tetramethylthiuramdisulfid
50 - , Schwefel . . . . . . . . . . . . . . 3o - , Magnesiumsilicat . . . o bis
5o - , Natr iumzinkat ...... o bis 5 o -In diesen Vorschriften können einige
der Stoffe fehlen oder in wechselnden Mengen vorhanden sein, wie z. B. die Angabe
o bis iooo andeutet. In den meisten Fällen beziehen sich diese wechselnden Mengen
auf diejenigen Bestandteile, die den Charakter des Kautschuks mehr als die Natur
der erzielten Bindung beeinflussen.
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Der aktive Gasruß dient als verstärkender Füllstoff.
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Ein Verbundgegenstand aus Kautschuk und Eisenmetall scheint bei Herstellung
nach dem neuen Verfahren im Querschnitt eine Zwischei-ihaut zu haben, die einem
Verharzungsprodukt .ähnelt, an dem Eisenmetall zäh anhaftet und in innigem Zusammenhang
mit der Kautschukschicht steht, wobei die Konzentration des Verharzungsproduktes
von der dem Eisenmetall benachbarten Seite aus allmählich abnimmt.
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Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Kautschukschicht
können durch die üblichen Zusätze geregelt werden.