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Verfahren zur Befestigung von natürlichem oder synthetischem Weich-
oder Hartkautschuk Es ist schon vorgeschlagen worden, natürliche oder synthetische
Weich- oder Hartkautschukmischungen mit andersartigen Werkstoffen oder auch mit
Kautschukmischungen selbst unter Vulkanisation dadurch zu verbinden, daß man als
Zwischenschicht natürlichen oder synthetischen Kautschuk verwendet, und zwar vorzugsweise
Mischpolymerisate des Butadiens mit Styrol oder Acrylsäureiiitril, in :Mischung
mit Hämoglobin und gegebenenfalls Sublimat oder anderen Quecksilberverbindungen
und gegebenenfalls mit beim Erhitzen eine fortschreitende Erhärtung erfahrenden
Kondensatiomspro@dtikten, z. B. des Phenols und seiner Homologen oder des Harnstoffs,
Thioharnstoffs und deren Homologen mit Aldehyden, z. B. Formaldehyd, öder an Stelle
der Kondensationsprodukte natürlichem oder synthetischem halogeniertem Kautschuk.
Die Zwischenschichten konnten als dünngewalzter Film einer Kautschukmischung entsprechender
Zusammensetzung ()der in Form wäßriger, gegebenenfalls konzentrierter, natürlicher
oder künstlicher Dispersionen in einer oder auch, nach Komponenten getrennt, in
mehreren Schichten aufgebracht werden.
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Die Hauptverwendung in Form wäßriger Emulsion hatte den Nachteil,
daß man nur beim Aufspritzen der Emulsionen zu den gewünschten höchsten Haftwerten
gelangen konnte, während beim Aufstreichen im allgemeinen die Haftwerte niedriger
blieben. Außerdem besteht der Nachteil, insbesondere für eine laufende Fließbandfabrikation,
daß das Wasser aus den Emulsionen nur verhältnismäßig langsam verdampft und daher
sehr lange Trockenzeiten der Haftschichten erfordert.
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Es wurde nun gefunden, daß man nicht nur eine erhebliche Verkürzung
der Trockenzeiten, sondern auch eine erhebliche Steigerung der Haftwerte sowie eine
Verbesserung des Reißbildes erhält, wenn man das Wasser der Emulsionen bzw. Suspensionen
durch leichtflüchtige, Kautschuk nicht quellende, wasserlösliche,
organische
Flüssigkeiten, beispielsweise Methanol oder Äthanol, ersetzt. Erfindungsgemäß wird
in den Suspensionen von \atur- oder Kunstkautschuk, die Hämoglobin und gegebenenfalls
Beschleuniger und Füllstoff e'sowie gegebenenfalls Konservierungs- und Agglomerierungsmittel,
insbesondere Quecksilberverbindungen, enthalten, das Wasser, das zum Lösen des Hämoglobins
erforderlich ist, nachträglich durch eine andere, leichter siedende, wasserlösliche,
organische Flüssigkeit ersetzt, die den Kautschuk der Mischung nicht anquillt, da
sich gezeigt hat, daß anquellende Mittel, wie beispielsweise Aceton, niedrigere
Haftwerte ergeben.
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Der Ersatz des Wassers erfolgt durch Verdrängung desselben durch die
genannten Flüssigkeiten. Es ist vorteilhaft, der Suspension vorher alle Bestandteile
zuzusetzen, die sie enthalten soll. Die Verdrängung kann durch Filtrieren, Extrahieren
oder Zentrifugieren erfolgen, wobei die organische Flüssigkeit zugegeben wird, bevor
das gesamte Wasser entfernt ist, damit nicht ein Zusammenkleben der Teilchen eintritt.
Beispielsweise wird eine wäßrige Suspension des Haftmittels mit dem doppelten Volumen
Methanol verrührt. Nach der Verdünnung trennt sich das Gemisch in eine obere flüssige
Phase, die aus verdünntem Alkohol besteht, und in die sich absetzende feste Substanz,
die in dem Alkohol-Wasser-Gemisch verteilt ist. Man trennt dann die flüssige Phase
ab und gibt erneut zu dem Rückstand Methanol zri. Der Vorgang wird wiederholt, bis
das gesamte Wasser durch Alkohol verdrängt ist.
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Die Vorteile der Erfindung sind um so vollständiger, je weiter das
Wasser durch das organische Medium ersetzt ist. Wenn alles Wasser durch Alkohol
ersetzt ist, kann man durch Entfernung des Alkohols zu einem trockenen Haftmittel
kommen, das im Gegensatz zu einem aus wäßriger Suspension gewonnenen nicht zu einer
kompakten Masse zusammenballt, sondern in Pulverform anfällt. Es kann als Pulver
direkt verwendet werden oder auch wieder in einem Dispergiermittel, sowohl Alkohol
als auch Wasser, angerührt werden. Vorteilhafter ist es jedoch, das Dispergiermittel
nicht vollständig zii entziehen, sondern bei einer pastenartigen Konsistenz aufzuhören
und das Produkt zwecks Homogenisierung nochmals zu mahlen.
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Das Aufbringen des suspendierten Haftmittels auf die zu verbindenden
Flächen kann durch Streichen Oder Spritzen erfolgen, wobei beim Spritzen der Zusatz
von etwas höher als Methanol siedenden Flüssigkeiten, z. B. Propanol, zweckmäßig
ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Haftmittel kann man Kautschukmischungen
untereinander oder auch mit andersartigen Werkstoffen, beispielsweise Metallen,
Kunststoffen, keramischen Materialien, Textilien usw., verbinden. Hierbei wird das
Haftmittel vorzugsweise auf dem andersartigen Werkstoff aufgetragen; es ist jedoch
möglich, das Haftmittel auch auf der Kautschukmischung aufzutragen oder auch auf
beiden Flächen.
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Beim Verbinden mit Naturkautschuk oder mit Butadien-Styrolmischpolymerisaten
wird auf dem anderen Werkstoff vorzugsweise eine Lösung von halogenierteni Kautschuk
oder von beim Erhitzen eine fortschreitende Erhärtung erfahrenden Kondensationsprodukten,
z. B. des Phenols und seiner Homologen oder des Harnstoffs, Thioharnstoffs und deren
Homologen mit Aldehyden, aufgetragen und erst auf diese die erfindungsgemäße alkoholische
Suspension, die frei sein kann von Zusätzen an halogeniertem Kautschuk und an beim
Erhitzen eine fortschreitende Erhärtung erfahrenden Kondensationsprodukten.
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Nach dem Auftragen der Haftschicht wird trocknen gelassen, die Gegenschicht,
in der Regel die Kautschukmischung, aufgelegt und in geeigneten Formen in der Vulkanisierpresse
bei den üblichen Vulkanisationsbedingungen unter Druck, im allgemeinen bei Temperaturen
zwischen ioo und i5o-, vulkanisiert. Bei der Vulkanisation tritt die Verbindung
zwischen der Kautschukmischung und dem anderen Werkstoff ein.
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Die Verbesserung der Haftung ist aus der folgenden Tabelle zu ersehen.
Zum Vergleich wurde ein wäßriges Haftmittel verwendet, das folgende Zusammensetzung
hatte:
| 6o Teile einer 45o/oigen Emulsion eines Butadien- |
| Styrolmischpolymerisates, |
| 40 - einer 3o°/oigen Emulsion eines Butadien- |
| Acrylsäurenitrilmischpolymerisates, |
| 13 - Hämoglobin, |
| - Schwefel, |
| i - Zinkoxyd, |
| i - Sublimat, |
| 75 - Wasser. , |
In diesem wurde das \Vasser durch Methanol praktisch vollständig ersetzt und ein
erfindungsgemäße Haftmittel gewonnen durch dreimaliges Verdrängen mit je
300 Volumprozent Methanol. Das zum Vergleich verwendete Haftmittel hatte
an Stelle der 75 Teile Wasser etwa 7o Teile '.Methanol.
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Eiserne zylindrische Prüfkörper von io cm2 Haftfläche wurden zunächst
zweimal mit einer io°/oigen Chlorkautschuklösung bestrichen, trocknen gelassen und
auf diese Schicht im einen Fall die wäßrige Suspension, im anderen Fall die Methanolsuspension
aufgestrichen. Die Trockenzeiten verhielten sich etwa wie io : i. Dann wurde ein
Film aus einem Butadien-Styrolmischpolymerisat aufgelegt und in einer Form bei 14o°
unter Druck etwa 30 Minuten vulkanisiert. Aus Serienzerreißversuchen ergaben sich
folgende Zerreißwerte, wobei jeweils eingetragen ist, wieviel Prozent der Prüfkörper
in den einzelnen Belastungsbereichen zerrissen.
| Reißwert wäßrige Suspension Methanolsuspension |
| kg/cm@ Anzahl in 1?/, Anzahl in @% |
| O bis 9 O O |
| io - i9 6 O |
| 20 - 29 5 O |
| 30 - 39 47 |
| 40 - 49 30 0 |
| 50 - 59 12 2 |
| 6o - 69 0 15 |
| 70 - 79 0 51 |
| 80 - 89 0 32 |
| 90 - 99 0 0 |
Bei den mit wäßrigen Suspensionen vorgenommenen Haftungen waren
fast alle Prüfkörper in der Haftfläche gerissen, während die Prüfkörper mit Methanolsuspension
fast alle im Gummi gerissen wann. Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Haftung
höher war als die Reißfestigkeit der Gummimischung.
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Die mittleren Reißwerte waren bei dem wäßrigen Haftmittel 38
kg/cm2, bei dem erfindungsgemäßen Haftmittel in Methanolsuspension 76 kg/cm2.
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Die erfindungsgemäße Verwendung von Methanol oder einem ähnlichen
Dispergiermittel hat den weiteren Vorteil, daß es als Konservierungsmittel für das
Hämoglobin wirkt und daß es daher möglich ist, ohne oder mit einer geringen Menge
an Konservierungsmitteln, beispielsweise Quecksilberverbindung, auszukommen.