DE8615190U1

DE8615190U1 - Schlauch

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Publication number: DE8615190U1
Application number: DE8615190U
Authority: DE
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1986-08-07

Description

(904/1 Px) : : :·: ::- £·-;"::": 3.6.1986

Schlauch

Die Neuerung bezieht sich auf einen Schlauch 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 i· der kautschuk- bzw. gummxverarbeitenden Industrie insbesondere das Verkleben von Naturkautschuk (NR) , Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren (EPDM)₁ 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 die 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) Kaiandrierte 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 Ro]Ie bei der Kalkulation des Artikels.

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Die Anforderungen j die an derartige Haftsysteme bei der Herstellung von Gummiartikeln mit Verstärkungseinlägen 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 Rohrfestigkeit 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 340 548 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, Touol, Xylol, Chlorbenzol) und aromatische Kohlenwasserstoffharze

b) chlorierte Kohlenwasserstoffe (Tetrachlorkohlenstoff, Dichlormethan, Trichlorethan, Trichlorethylen)

c) sonstige Lösungsmittel (Tetrahydrofuran, aliphatische Kohlenwasserstoffharze)

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Diese Losungsmittel sind nicht nur teuer und brennbar (LösUrigsmittelgruppen ä 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 Schlauchverbuhd 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.

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b) Der Klebstoff bildet im wässrigen Medium (zumeist alkaiisöh) 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 ί Verkleben von Kautschuk- bzw, Gummiartikeln kaum geeignet ,

Aufgabe der Neuerung 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 für die Herstellung von Schläuchen geeignet ist. Die gestellte Aufgäbe wird gelöst durch eine Haftpaste mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs

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 50⁰C schmelzendem und bei 70⁰C 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 SBR₁ NBR, EPDM und NR-Mischungevi. Beste Ergebnisse bis zu Haftwerten von > 6,5 daN/cm Schälfestigkeit wurdne an einem SBR-/NR-Verschnitt (Gewichtsverhältnis 80/20) erreicht.

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Die Mischungen können neben den genannten Polymeren noch helle Füllstoffe, wie z. B. Titandioxid, Kreide, Bariumsul-^

I fat, Kaolin, Kieselsärue öder andere enthalten; daneben Ruße_s

I wie z. B. Acetylen Ruß, Dazu kommen übliche Mischungsingredienzit/fi,

If wie Alterungsschutzmittel, Vernetzeraktivatoren, Weichmacher,

I Zinkoxid, Beschleuniger und schließlich auch Haftvermittler.

4 Die Verarbeitung konnte bei 60⁰C in Pastenform »vorgenommen

', werden,

@ Die Tabelle zeigt nun verschiedene Mischungen in 6ew.-%,

k wobei eine Herstellungs- und Verarbeitungsiewertung vorge-

ji nommen wird. Außerdem ist beispielsweise die Schälfestig-

I keit zwischen einem SBR/NR-Verschnitt (Gewichtsverhältnis

I 80/20) und dem Festigkeitsträger angegeben,

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- 7 -
Tabelle 1

Polychloropren (flüssig bei RT)	100	40	60	60	60	-	-	•	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Polychloropren (fest bei RT)	-	60	40	40	40	100	100		100	100	100	100	100	100	100	50	50
Polychloropren (flüssig bei 7O⁰C)	-	-	-	-	-	-	-		-	-	-	-	-	-	-	50	50
Polyoctenylen;	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	10	-	-
Polyol	-	-	-	-	-	-	• -	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Titandioxid	20	20	20	20	20	-	-	-	-	25	40	30	30	30	-	-
Kreide	65	65	65	65	65	-	-	-	-	50	50	50	100	100	-	-
Bariumsulfat	-	-	-	-	-	20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Kaolin	-	-	-	-	-	-	20	20	-	-	-	-	-	-	n»	-
I "Kieselsäure	3	3	3	3	3	-	-	-	20	30	30	30	30	30	20	20
.-.Ättylenruß	-	-	-	-	-	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
* Alterungsschutzmittel	-	-	-	-	-	-	-	3	-	-	-	-	-	-	-	-
^Silan	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	10	-	10	-	-	-
"--sram. Mineralölweichmacher	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
! Esterweichmacher	15	15	15	15	15	10	10	10	10	-	10	10	10	10	10	10
"ZnQ;	10	10	10	10	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5
Z 1 Aniinbeschleuniger I	4	4	4	4	4	,5 -	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1
_—ftminbeschleuniger 2	3	3	3	3	1,	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
—Thioharnstoffbeschleuniger-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Haftvermittler	-	-	-	5	5

Herstellung bei +80⁰C abbbbbaabbbbbbbb

Verarbeitung bei +60⁰C cdaaabddbbbbbbbb

Schälfestigkeit (da N/cm)

zwischen SBR/NR-Hischung _{Q g8}e) ₃ ^f > _{A 15}e> ^ gg3⁵ 3 gj*' _>2 zfl* ■) g5^f) 1,33^f) >6 50⁹* >6 4^3

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a) befriedigend

b) gut

c) zu dünn

d) zu dick

e) Trennung von der Mischung (Adhäsionsbruch)

f) Trennung vom Gewebe (Adhäsionsbruch)

g) Kohäsionsbruch

Geeignet sind also Haftpasten, die einen Kohäsionsbruch aufweisen.

Es wurden nun auch Mischungen auf Basis von Polyoctylanen 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 > 6,6 daN/cm und > 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 80⁰C im Lösungskneter. Die Verarbeitung in Form von Pasten war bei 60⁰C möglich.

Die Tabelle II vermittelt nun diesbezüglich verschiedene Misehungsreihen.

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Tabelle II

Polyöctenylen 1	80	-	_	-	80	80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	40	80	-	-	-	E)	_	_	_
Polyoctenylen 2	-	80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-		-	-	-
Polyoctenylen 3	-	-	80	-	-	-	-	80	-	-	-	60	60	-	-	-
Polyoctenylen 4	-	-	-	80	-	-	60	20	80	40	-	-	40	40	60	60
SBR	20	20	20	20	20	2G	40	-	-	20	20	40	-	60	-	30
EPDM,	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	40	-
NBR (flüssig)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	100	-	-	-	-	-
. .*"_ Chlorkautschuk	-	-	-	-	-	-	-	25	20	-	-	-	-	-	-	-
l"~ Kieselsäure	25	25	25	25	25	-	25	-	25	25	25	25	15	-	-	-
..." Acetylenruß	-	-	-	-	■ -	25	-	1,3	-	-	-	-	-	5	15	B ■ B · 15 :_.:
Silan	1,3	1,3	1,3	1,3	3,8	-	1,3	1,6	1,3	1,3	1,3	1,3	1,6	-	-	* B ♦« — m ■ · ■ · *
*.:.." Polyol	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6	20	1,6	1,6	1,6	1,6	20	1,6	1,6	1,6 " ·
-***"- arom. Mineralölweichmacher	20	20	20	20	20	20	20	_	20	20	20	20		30		20 . ..*
"Γ Näphtenischer Mineralöl- . .. Weichmacher		_	_		_	_	_	5	_	_—		_	5	_	20	■ · · ■ · · ·
:.: : zno	5	5	5	5	5	5	5	5,7	5	5	5	5	5,7	5	5	C ·· 3 « · ·
I * Haftvermittler	5,7	5,7	5,7	5,7	5,7	5,7	5,7	b	5,7	5,7	5,7	5,7	b	5,7	5,7	5,7 ;;::;
Herstellung bei +8O⁰C	a	a	b	b	a	b	b	b	b	b	a	a	b	b	b	b
Verarbeitung bei +80⁰C	h	h	h	b	h	h	b	>3,77⁹⁾ >3,34⁹⁾>l,48⁹⁾M,a7^g)>2,7aP⁾ >3,03⁹⁾>2,36^g) >1,43	b	a	a	i	b	b	b
Schälfestigkeit (daN/cm) zwischen SBR/NR-Mischung und Festigkeitsträger		-		^} >3,22⁹⁾ X)₁TE		P* >6,	07⁹⁾ -	>3,93^q)
EPDM und Festigkeits träger	-	-	-		>2,56⁹⁾

a ) bis g) siehe Tabelle I h) ungenügend i) ausreichend

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Die Neuerung wird nun anhand einer schematischen Zeichnung beispielsweise beschrieben.

Die einzige Figur zeigt dabei einen Schlauch 1 aus Gummi oder gummiähnlichem Material, der aus einer Seele 2, einem Festigkeitsträger 3 und einerr Decklage 4 besteht, wobei die Seele und Decklage durch eine Haftpaste 5 miteinander vebunden sind.

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Claims

Ansprüche

1) Schlauch aus Gummi oder gummiähnlichem Material, bestehend aus einer Seele (Innenlage), einem Festigkeitstrager und einer Decklage (Außenlage), wobei Seele und Decklage durch ein Haftsystem miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das vulkansierbare Haftsystem als lösungsmittelfreie Haftpaste auf der Basis von flüssigen oder niedrig schmelzenden Polychloroprenen oder von Polyoctenylenen beruht.

2) Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polychloroprene im Haftsystem in reiner Form, aber auch in Form ■ ün Verschnitten mit normalem Festkautschuk vorliegen.

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

4) Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polychloroprene bei Raumtemperatur (RT) oder erst oberhalb 70⁰C flüssig sind.

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