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Verfahren zur hochreißfesten Verbindung von Kautschuk und Kunstkautschuk
mit starren Flächen Es ist schon bekanntgeworden, halogeniertes Polyvinvlchlorid
für Klebstoffzwecke zu verwenden. Es handelt sich hierbei zunächst um ein Verkleben
gleichartiger Werkstoffe, d. h. also z. B. Leder mit Leder oder Glas mit Glas. Dabei
kommt das Polyvinylchlorid als Lösung zur Verwendung, und die zu verbindenden Teile
werden nach dem Naßklebeverfahren miteinander vereinigt; die Klebfilme müssen also
mindestens noch einen Teil des Lösungsmittels enthalten, bevor sie unter mechanischem
Druck zusammengefügt werden. :Fach dem Verdunsten des Lösungsmittels zeigen die
Klebflächen keine Haftfähigkeit mehr. Auch ist bereits mehrfach versucht worden,
eine feste und dauerhafte Verbindung zwischen festen Werkstoffen, wie :Metall, Glas
u. dgl., und Kautschuk, der unter Vulkanisation aufzubringen ist, herzustellen.
So hat man zunächst Kautschuklösungen mit verschiedenen Zusätzen verwendet. Dann
ging man dazu über, den Kautschuk in Form seiner Chlorderivate als Bindemittel einzusetzen.
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Auch hat man schon eine aufzuvulkanisierende Kautschukmischung mit
aggressiven Stoffen, wie
elementarem Chlor, Sulfurylchlorid u. ä.,
behandelt. Bei einem solchen Verfahren bestehen schon aus gewerbehygienischen Gründen
schwere Bedenken; dann aber sind Überdosierungen, bei denen überschüssiges Ätzmittel
tiefer in die Kautschukmasse eindringt und die den Vulkanisationsprozeß in der Nähe
der Haftfuge stören oder unterbinden können, schwer vermeidbar.
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Auch ist mari dem Klebeffekt zuliebe in der Zusammensetzung der Kautschukmischung
gegenüber dem Herkömmlichen und Bewährten so weit schon abgewichen, bzw. man hat
Zusätze, wie Kunstharze; gemacht,. daß für die kautschuktechnische Qualität des
erzielten Kautschulcvulkanisats erhebliche Bedenken erwachsen müssen. Der Vorteil,
der sich bei diesem Verfahren erzielen läßt, muß also mit Qualitätsopfern beim Kautschuk
erkauft werden, die auf dem technisch wichtigsten Verwendungsgebiet der Kautschuk-Metall-Verbindungen
am wenigsten zulässig sind.
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Keine der bisher bekanntgewordenen Methoden gestattet es daher, Kautschuk
oder seine Nachfolgestoffe auf starren Unterlagen mit einer Festigkeit anzubringen,
die den gesteigerten Anforderungen der neueren Zeit voll entspricht.
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Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, durch die Verwendung von
nachhalogenierten Polyvinylhalogeniden oder deren nacbhalogenierten Mischpolymerisaten,
beispielsweise von Vinylchlorid mit Acrylestern bzw. Vinylacetat oder den Depolymerisationsprodukten
dieser Stoffe, insbesondere solcher mit sehr hohem Halogengehalt, eine hochreißfeste
Verbindung von unter Vulkanisation aufzubringenden Stoffen auf festen Unterlagen
zu erzeugen, die weit über das bisher mögliche hinausgeht. Nach dieser Methode können
sowohl Naturkautschuk als auch Kunstkautschuk, z. B. Polymerisate und Mischpolymerisate
des Butadiens, seiner Homologen und seiner Abkömmlinge, und diese enthaltende Stoffe
auf Flächen aus z. B. Metall, Kunststoff, Holz, Porzellan usw. aufgebracht werden.
Das Aufbringen dieser Zwischenschicht kann in beliebiger Form, beispielsweise als
Lösung oder Aufquellung oder als Folie, die ihrerseits wieder mit Lösungs- oder
Duellmitteln behandelt werden kann, oder als Pulver erfolgen. Das Verfahren bewährt
sich in hervorragender Weise beispielsweise in besonderem Maße beim Aufvulkanisieren
von Mischpolymerisaten des Butadiens mit Acrylnitril auf metallische Flächen.
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Es wurde weiter festgestellt, daß eine in besonderem Maße hochreißfeste
Verbindung durch die Verwendung von tunlichst weitgehend nachhalogenierten Polyvinylhalogeniden
bzw. entsprechenden nachhalogenierten Mischpolymerisaten zu erzielen ist. Mit dem
Ansteigen des Chlorgehaltes steigen entsprechend auch die Bindefestigkeiten an,
so daß also die höheren Halogenierungsstufen auch die besseren Haftfestigkeiten
besitzen.
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Der auf der. Unterlage bzw. Zwischenschicht zu befestigende Kautschuk
wird entweder in Form einer mastifizierten Mischung aufgelegt oder in Gestalt einer
dickflüssigen Kautschuk- oder Kunstkautschuklösung oder als Mischung einer wäßrigen
Kautschuk-oder Kunstkautschukdispersion z. B. durch Tauchen, Aufpinseln oder Spritzen
aufgebracht und nach dem Trocknen in einer Form unter Druck oder frei in Dampf oder
in heißer Luft vulkanisiert.
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In der Regel wird man die nachhalogenierte Polyvinylhalogenidlösung
oder -dispersion, die die Zwischenschicht liefern soll, auf die Unterlage auftragen,
doch kann nian sie, wenn feste Mischungen als Auflage benutzt werden, auch auf beide
zu verbindenden Flächen aufbringen.
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Die die Zwischenschicht bildenden Stoffe können mit verschiedenen
Zusätzen, wie Weichmacher, Alterungsschutzmittel, Pigmente, Schwefel u. dgl., versehen
werden. Aber auch Stoffe, wie Harze, Kunstharze, Kunststoffregenerate, Eiweißstoffe,
wie Hämoglobin oder Kasein, können zugesetzt werden.
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Es ist zwar schon bekanntgeworden, halogeniertes Polyvinylchlorid
zum einfachen Verkleben von Werkstoffen, z. B. von Leder, zu verwenden. Die hierbei
zu erzielenden Festigkeiten sind recht gut; sie gehen aber nicht oder nur wenig
über das bei ähnlichen Bindemitteln zu erwartende Maß hinaus.
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Das Verfahren wird an folgenden Beispielen näher erläutert Beispiel
i Als Ausgangsmaterial diente ein Vinylpolymerisat mit einem Gehalt von rund q.50/0
Chlor. Dieses Produkt wurde in Chlorbenzol gelöst und weiterchloriert; es wurden
nach verschiedenen Zeitabständen Proben entnommen:
Stufe I ....................... 5o0/0 Chlor, |
- II .......... ........... 55% - |
- III ...................... 6o0/0 - , |
- IV ...................... 650/0 - |
Diese Proben wurden jeweils als io0/0ige Lösungen in Chlorbenzol auf gesandstrahlte
Eisenprüfkörper von io mm= Haftfläche aufgetragen. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels
bei Zimmertemperatur wurde eine Kunstkautschukmischung nachstehender Zusammensetzung
auf die vorbehandelten Haftflächen aufgelegt und das Ganze in einer Vulkanisierform
unter Druck
30 Minuten auf 1q6° geheizt. Es wurde eine Kunstkautschukmischung
von folgender Zusammensetzung verwendet
ioo Teile Butadien-Acrylnitril-Polymerisat, |
So - aktiver Ruß, |
5 - Zinkoxyd, |
2 - Schwefel, |
2 - Stearinsäure, |
1,25 - Merkaptobenzothiazol, |
8 - Weichmacher, bestehend aus bei |
der Mineralölraffination gewonnenen, ungesättigten |
Kohlenwasserstoffgemischen. |
Die auf die Eisenteile aufvulkanisierte Kautschukschicht hatte eine Höhe von io
mm.
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Bei der Prüfung der fertigen Kautschuk-Metall-Körper in einer Zerreißmaschine
wurden mit steigendem Chlorgehalt des verwendeten Vinylpolymerisates steigende Bindefestigkeiten
zwischen Metall und Kautschuk gemessen:
Bezeichnung Chlorgehalt Bindefestigkeit |
der Proben °@ in kg cm° |
(Mittelwerte) |
Stufe o ....... 45 16 |
- Z ....... 5o 33 |
- 2 ....... 55 50 |
- 3 ....... 6o 70 |
- 4 ....... 65 9o |
Beispiel 2 Es wurde eine Rohkautschukmischung aus Butadienacrylnitril-Polymerisat
mit höherem Acrylnitrilgehalt verwendet, die folgende Zusammensetzung hatte:
Zoo Teile Butadien-Acrylnitril-Polymerisat, |
50 - aktiver Ruß, |
5 - Zinkoxyd, |
2 - Schwefel, |
2 - Stearinsäure, |
1,25 - Merkaptobenzothiazol, |
4 - Weichmacher wie im Beispiel i. |
.Nach analoger Versuchsdurchführung wie in Beispiel i wurden auch in diesem Fall
mit steigendem Chlorgehalt des verwendeten Vinylpolymerisates steigende Bindefestigkeiten
gemessen.
Bezeichnung Chlorgehalt Bindkestig2 eit |
der Proben ° in kg, cm . 10 (Mittelwerte) |
Stufe o ....... 45 1ß |
- i ....... 50 31 |
- 2 ....... 55 52 |
- 3 ....... 6o 3:1 |
- 4 ....... 65 iio |