DE862365C - Verfahren zum Vereinigen von vulkanisiertem Weichkautschuk mit anderen Werkstoffen - Google Patents
Verfahren zum Vereinigen von vulkanisiertem Weichkautschuk mit anderen WerkstoffenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von zusammengesetzten Gegenständen aus vulkanisiertem
Weichkautschuk und anderen Werkstoffen.
Zum Vereinigen der beiden Teile eines zusammengesetzten Gegenstandes ist es bekannt, eine Mischung
von Polyvinylacetal und einem in der Hitze aushärtenden Aldehydharz als Bindemittel zu verwenden,
wobei die beiden miteinander zu verbindenden Flächen mit dieser Mischung überzogen, aufeinandergelegt und
dann unter Druck erhitzt werden, um das Harz auszuhärten und die Bindung zu bewirken. Dieses Verfahren
wird zur Vereinigung von festen Werkstoffen, beispielsweise Holz, Metall und synthetischen Harzen
verwendet, liefert jedoch nur unzulängliche Ergebnisse beim Verbinden von festen Werkstoffen mit vulkanisiertem
Weichkautschuk, da bereits beim Auftreten geringer Scherkräfte die Bindung zwischen dem
Vulkanisat und dem Bindemittel abreißt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von mit vulkanisiertem Weichkautschuk als dem einen
Teil zusammengesetzten Gegenständen besteht darin, daß die Fläche des vulkanisierten Weichkautschuks
einer chemischen Änderung durch Halogenieren oder Cyclisieren unterworfen, dann unter Zwischenlage
eines Bindemittels aus einem Polyvinylacetal und einem härtbaren Aldehydharz auf den festen Werkstoff
aufgelegt und die Vereinigung durch Erhitzen unter Preßdruck durchgeführt wird.
Auf diese Weise kann vulkanisierter Weichkautschuk mit Metallen, beispielsweise Stahl und Aluminium, mit
Holz und Kunstharzstoffen, insbesondere Acrylharzen, wie Polyacrylaten und Polymethacrylaten, vereinigt
werden. Beim Vereinigen mit Acrylharzen lassen sich dabei Bindungsfestigkeiten erzielen, deren Scher-
- festigkeit über 20 kg/cm2 liegt, und in manchen Fällen ist die Bindungsfestigkeit größer als die Festigkeit des
Harzes, so daß unter dem Einfluß von Scherkräften die Bindung hält, aber das Harz reißt. Bei der Bindung
von Acrylharz an Weichkautschuk, der nicht der neuen Vorbehandlung unterworfen ist, ergibt sich eine Bindungsfestigkeit
von nur etwa 3 kg/cm2.
Die chemische Änderung des vulkanisierten Weichkautschuks ist ein Halogenieren oder eine Cyclisierungsbehandlung.
So kann die Oberfläche des Kautschuks mit einer Lösung von Brom oder Chlor in
Wasser oder. Tetrachlorkohlenstoff, behandelt werden
wodurch eine Halogenierung erreicht wird, oder die, Oberfläche des Vulkanisats wird mit konzentrierter
Schwefelsäure oder einem Cyclisierungsmittel behandelt,
um eine Oberflächencyclisation herbeizuführen. Diese Behandlung vermindert die Untersättigung
des Kautschuks in der Oberflächenschicht und führt zu einer Oberflächenhärtung. Es muß jedoch
darauf geachtet werden, daß diese Cyclisierung oder Halogenierung nicht über eine zu lange Zeitspanne
durchgeführt wird, da der Kautschuk dann reist. So ist beispielsweise eine Behandlung von 1 bis 5 Minuten
mit konzentrierter Schwefelsäure in der Kälte für die Cyclisierung ausreichend, während eine Halogenierung
mit Chlorwasser von 12 bis 24 Stunden in der. Kälte
genügt.
Zweckmäßig besteht das Bindemittel aus einem Polyvinylacetat etwa Polyvinylbutyral, das mit einem
Phenolformaldehydharz gemischt ist, welches sich lediglich unter Hitzeanwendung verfestigt, wie auch
das Polyvinylacetal mit einem Phenolformaldehydharz gemischt sein kann, das beim Erhitzen mit Formaldehyd
aushärtet, wie beispielsweise Paraformaldehyd oder Hexamethylentetramin, wobei die erforderliche
Menge an Formaldehyd mit dem Harz und dem Acetal gemischt wird. Die Mischung kann ferner noch einen
Härtungskatalysator enthalten. Vorteilhaft enthält das Bindemittel 80 bis 140 Gewichtsteile Harz für je
100 Gewichtsteile Acetal. Das Bindemittel wird auf die zu vereinigenden Flächen als Lösung oder Suspension
des Harzes und des Acetals in einem flüchtigen
Mittel, etwa Methylalkohol, Aceton, Monochlorbenzol, Toluol oder einem Gemisch dieser Mittel aufgetragen,
wobei diese Lösung oder Suspension gegebenenfalls . auch den Katalysator und die Formaldehydzugabe
enthält. Das Zusammenlegen und Zusammenpressen der Flächen erfolgt, solange das Bindemittel zufolge
der Anwesenheit des Lösungsmittels noch klebrig ist. Die Lösung oder Suspension enthält zweckmäßig 15
bis 50 Gewichtsprozent des Bindemittels.
Das Aushärten des Harzes kann bei Zimmertemperatur erfolgen, in welchem Falle eine Woche oder mehr
notwendig sind, um die Verbindung zu bewirken. Vorteilhaft erfolgt jedoch das Vereinigen unter Hitzeanwendung,
etwa durch Erwärmung auf 45 bis 75 °, um das Harz auszuhärten. In diesem Falle erfolgt die
Verbindung in wesentlich kürzerer Zeit, und es genügen ι bis 3 Tage, um eine feste Verbindung zu erreichen.
Das neue Verfahren ist nachstehend an Hand einiger Anwendungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel 1 yo
Ein Streifen vulkanisierten Weichkautschuks wird für 5 Minuten in kalte konzentrierte Schwefelsäure
getaucht, dann in Wasser gespült und getrocknet. Die beiden Seiten des so vorbehandelten Kautschukstreifens
und je eine Seite zweier Kunstharzplatten eines Polyacrylharzes werden dann mit einem Bindemittel
folgender Zusammensetzung überzogen:
Polyvinylbutyral............. 9,9 Teile
in der Hitze aushärtendes
Phenolformaldehydharz ..... 10,5 -
Methylalkohol 79,6
Bei noch klebrigem Überzug werden die Platten unter Zwischenlage des Kautschukstreifens zusammengelegt
und in einer Klammer unter leichtem Preßdruck bei 50° für 3 Tage zusammengehalten, während welcher
Zeit der Kautschukstreifen an die beiden Kunstharzplatten gebunden wurde.
Aus einer dieser Probeplatten wurden sechs Stücke . hinsichtlich der Scherfestigkeit geprüft. Es ergab sich
ein Mittelwert von 50 kg/cm2, wobei bei drei dieser Probeplatten die Kunstharzplätten rissen.
In gleicher Weise wurden Probeplatten mit nicht vorbehandeltem Kautschuk hergestellt, wobei die
Bindung durch Erwärmen auf 700 für 3 Tage bewirkt
wurde. Die Festigkeitsprüfung von sechs dieser Probeplatten ergab einen Mittelwert von 3 kg/cm2.
Ein vulkanisierter Weichkautschukstreifen wird für 16 Stunden in kaltes gesättigtes Chlorwasser getaucht,
dann mit Wasser abgewaschen und getrocknet. Der vorbehandelte Kautschukstreifen wird dann mit zwei
Kunstharzplatten nach dem Beispiel 1 vereinigt. Eine Festigkeitsprüfung ergab eine Scherfestigkeit zwischen
dem Kautschuk und. den Kunstharzplatten von 25 kg/cm2.
r °
Ein vulkanisierter Weichkautschukstreifen wird für 5 Minuten in kalte konzentrierte Schwefelsäure getaucht,
gewaschen und getrocknet. Die beiden Seiten dieses Kautschukstreifens und je eine Seite zweier
Kunstharzplatten nach dem Beispiel 1 werden mit einem Bindemittel folgender Zusammensetzung überzogen."
Polyvinylbutyral 7,82 Teile
ein unter Zugabe von Formaldehyd aushärtendes Phenolformaldehydharz.
8,33 -
Hexamethylentetramin 0,83 -
Methylalkohol 83,00 -
Die Teile werden bei noch klebrigem Überzug aufeinandergelegt mit dem Kautschukstreifen als
Mittelschicht, in einer Klammer unter leichtem Druck zusammengehalten und für 3 Tage auf 500 erwärmt.
Eine Prüfung der auf diese Weise hergestellten sechs
Probeplatten ergab eine Scherfestigkeit von etwa 35 kg/cm2 im Mittel. Bei drei dieser Probeplatten
gingen dabei die Kunstharztäfelchen zu Bruch.
Ein vulkanisierter Weichkautschukstreifen wird für 5 Minuten in kalte konzentrierte Schwefelsäure getaucht,
gewaschen und getrocknet. Er wird dann als Mittelschicht zwischen zwei Kunstharzplatten nach
dem Beispiel 3 eingeklebt unter Verwendung eines Bindemittels folgender Zusammensetzung:
Polyvinylacetal 15,6 Teile
ein in der Hitze aushärtendes
Phenolformaldehydharz 16,6 -
Methylalkohol 67,8 -
Bei sechs hiernach hergestellten Probeplatten ergab sich eine mittlere Scherfestigkeit von 25 kg/cm2.
Beispiel 5
25
25
Ein vulkanisierter Weichkautschukstreifen wird für 5 Minuten in kalte konzentrierte Schwefelsäure getaucht,
gewaschen und getrocknet. Er wird dann als Mittelschicht mit zwei Kunstharzplatten nach dem
Beispiel 3 vereinigt unter Verwendung eines Bindemittels folgender Zusammensetzung:
Polyvinylbutyral 9,6 Teile
ein in der Hitze aushärtendes
Phenolformaldehydharz 10,2 -
Methylalkohol 60,7 -
Toluol 19,5 -
Die Prüfung von sechs dieser Probeplatten ergab eine mittlere Scherfestigkeit von 45 kg/cm2. Bei der
Prüfung gingen bei fünf Platten die Kunstharzschichten zu Bruch.
Ein vulkanisierter Weichkautschukstreifen wird für 5 Minuten in kalte konzentrierte Schwefelsäure getaucht,
gewaschen und getrocknet. Die beiden Flächen des Kautschukstreifens und je eine Seite von
zwei Stahlplättchen, die mit Schmirgelleinen leicht aufgerauht sind, werden dann mit einem Bindemittel
folgender Zusammensetzung überzogen:
Polyvinylbutyral 9 Teile
ein in der Hitze aushärtendes
Phenolformaldehydharz 10 -
Phenolformaldehydharz 10 -
Methylalkohol 27 -
Methyläthylketon 40 -
Bei noch klebrigem Überzug werden die Teile mit dem Kautschuk als Mittelschicht aufeinandergelegt
und durch eine Klammer unter leichtem !Druck zusammengehalten. Sie bleiben 3 Stunden bei Zimmertemperatur
stehen und werden dann für 1 Stunde auf 120° erhitzt.
Aus einer Reihe dieser Probeplättchen wurden sechs ausgewählt und auf Scherfestigkeit der Bindung geprüft.
Es ergab sich eine mittlere Festigkeit von etwa kg/cm2.
Claims (5)
1. Verfahren zum Vereinigen von vulkanisiertem Weichkautschuk mit anderen Werkstoffen unter
Verwendung eines Bindemittels aus einem Polyvinylacetal und einem härtbaren Aldehydharz,
dadurch gekennzeichnet, daß der Weichkautschuk einer chemischen Oberflächenänderung durch Cyclisierung
oder Halogenisation unterzogen, unter Zwischenlage des Bindemittels auf den die andere
Schicht bildenden festen Werkstoff aufgelegt und das Harz des Bindemittels unter Anwendung eines
Preßdruckes auf die zu vereinigenden Teile ausgehärtet wird.
2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Vereinigen von vulkanisiertem Weichkautschuk
mit Acrylkunstharzen.
3. Verfahren nach Anspruch.i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vulkanisierte Weichkautschuk
einer cyclisierenden Oberflächenbehandlung mit Schwefelsäure unterzogen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines ein in der Hitze
aushärtendes Phenolformaldehydharz enthaltenden Bindemittels.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Bindemittels,
das 80 bis 140 Gewichtsteile eines in der Hitze aushärtenden Phenolformaldehydharzes auf
je 100 Gewichtsteile Polyvinylacetat enthält.
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