SK80688A3

SK80688A3 - Thermostable rubber-to-metal binder

Info

Publication number: SK80688A3
Application number: SK806-88A
Authority: SK
Inventors: Hans Scheer
Original assignee: Henkel Kgaa
Priority date: 1987-02-11
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1997-02-05
Also published as: YU24588A; DK63588A; FI880604A0; HUT45737A; PT86719B; NO880585D0; RU1799393C; DE3869441D1; EP0278375B1; TR23063A; PT86719A; YU46438B; PL270527A1; FI880604A; NO880585L; DE3704152A1; PL157112B1; US4994519A; DK63588D0; EP0278375A1

Description

termostabilné. spoj iv(T gumy a kovu zvlášť adhézneho prostriedku, prípadne spojiv/f-na výrobu združených telies navulkanizovaním kaučukových zmesí na kovy a iné substráty, ktoré sú stále za podmienok, pri ktorých sa vykonáva vulkanizácia.

Doteraj ši stav techniky

Na výrobu združených telies pozostávajúcich z gumy a kovu sa v priemysle, ktorý spracováva kaučuk, volí z ekonomických dôvodov v stále rastúcom meradle vyššia vulkanizačná teplota pri skrátenej dobe zohrievania. Aby sa za takýchto zmenených podmienok dosiahli hodnoty požadované v technológii kaučuku, je nutné používať zosieťovacie systé my, ktoré obsahujú malé množstvo síry. Takéto systémy však

výrazne ovplyvňujú adhéziu J re. Najmä v prípadoch, keď časti kovov v negatívnom smes vrstvou spoj iva sú naviac vystavené predĺženej dobe zohrievania, získavajú sa často združené telesá s chybným spojením.

Úlohou predloženého vynálezu bol teda vývoj spojiva gumy a kovu, ktoré . ~ J opísaných vulkanizačných podmienok malo dobrú stálosť pri predbežnom záhreve a zvlášť v prípade použitia zmesí, obsahujúcich prírodný kaučuk, avšak tiež v prípadoch použitia zmesí, obsahujúcich synte tický kaučuk, ako styrén-butadiénový kaučuk, nitrilový kaučuk alebo butylkaučuk umožňovalo dobré spojenie medzi kaučukom a substrátom.

Táto úloha bola vyriešená spojivom

Podstata vynálezu . I a kovu, vhodné

spoj ivo gumy na použitie ako pomocný prostriedok pri na- 2 vulkanizovaní zmesí prírodného alebo syntetického kaučuku na kovové alebo iné tuhé podklady, pozostávajúce zo zmesí na báze chlórkaučuku, dodatočne bromovaného dichlórpolybutadiénu, ako aj chinóndioxímu, vyznačujúce sa tým, že obsahuje 30 až 90 hmotnostných dielov chlórkaučuku, 10 až 40 hmotnostných dielov dodatočne bromovaného polydichlórbutadiénu, 5 až 20 hmotnostných dielov sadzí, 5 až 30 hmotnostných dielov chinóndioxímu a 1 až 25 hmotnostných dielov mletej síry.

Podstatnou zložkou je dodatočne bromovaný polydichlórbutadién, ktorý sa už desiatky rokov používa na tento účel. použitie sadzí, spoločne s oboma uvedenými zložkami a mnohými ďalšími pomocnými látkami je zvyčajné v technológii kaučuku. Každému odborníkovi v danej oblasti techniky je pritom známe, ktoré druhy sadzí sú vhodné, prípadne je schopný na základe jednoduchých pokusov nájsť vhodný typ sadzí.

Za stavu techniky je už taktiež dlhú dobu známe kombinovať tieto zložky s p-nitrobenzénom. boli vykonávané pokusy v snahe nahradiť túto látku a namiesto nej bol použitý p-chinóndioxímu spolu s oxidačným prostriedkom tak, aby sa pri teplotách nutných pre navulkanizovanie prípadne pri predbežnom zohrievaní, vytvoril účinný p-dinitrobenzén.

Dosial však panoval názor, že chinóndioxím nie je sám ako taký účinný a že ho možno používať len spoločne s oxidačným prostriedkom.

ný

Predloženým vynálezom bol však tento predsudok prekonaa ukázalo sa, že chinóndioxím môže viesť veľmi dobre k dobrým spojeniam gumy a kovu, ak.

je používaný spoločne & chlórkaučukom, doda točne bromovaným polydichlórbutadiénom a _? so sadzami. Ukázalo sa tiež zvlášť výhodné, ak sa vedia týchto zložiek spojiva pridá ešte asi 1 až 25 % hmotnostných rozomletej síry.

Za účelom výroby spojiva kovu sa gumy sa jednotlivé zložky účelne najskôr rozpustia, prípadne suspendujú v rozpúšťadle. Výhodnými rozpúšťadlami metyletylketón, metylizobutylketón, sú ketóny a dietylketón, estery etylacetát, etylénglykoldiacetát

butylacetát.

Ďalej prichádzajú do úvahy chlórované uhľovodíky, lén, perchlóretylén, toluén alebo xylén. Množstvo meniť v širokom rozmedzí_e ako trichlóretán, trichlóretyií aromatické rozpúšťadl^/íC4^u<v££<L-Z_/ použitého rozpúšťadla sa môže Všeobecne sa má používať toľko rozpúšťadla, aby adhézny prostriedok, prípadne spojivo obsahovalo v sušine 5 až 40 % hmotnostných tuhej látky. Podľa výhodného uskutočnenia sa používa suspenzia, prípadne roztok vo vyššie uvedených rozpúšťadlách, vyznačujúcich sa obsahom 3 až 90 hmotnostných dielov chlórkaučuku, 5 až 40 hmotnostných dielov dodatočne bromovaného polydichlórbutadiénu, 5 až 20 hmotnostných dielov sadzí, 5 až 30 hmotnostných dielov chinóndioxímu a 1 až 25 hmotnostných dielov rozomletej síry. V mnohých prípadoch sa ukázalo účelným vybaviť spájané časti kovov podľa stavu techniky pred nanesením spojiva vrstvou priméru.

Takéto priméry pre spojivá gumy a kovu sú už po dlhú dobu stavom techniky a môžu pozostávať z roztokov, prípadne zo suspenzií chlórkaučuku a fenolických živíc, ktoré ešte obsahujú reaktívne skupiny, z pigmentov, ako napríklad oxidu titaničitého, oxid/^ zinočnatého, sadzí a podobne. Nanášajú sa relatívne v tenkých vrstvách po zvyčajnej predbežnej úprave povrchových plôch opieskovaním pomocou oceľového piesku, odmastením rozpúšťadlami a podobne.

Po nanesení priméru a vrstvy spojiva sa nechá rozpúšťadlo dôkladne odpariť. Keď je film spojiva suchý, vložia sa kovové časti do nesie kaučuková lisu. Po predhriatí na vhodnú teplotu sa nazmes„ Vlastná vulkanizácia sa vykonáva pri asi 120 až 190 °C 3 až riadia podľa použitých teplotách medzi minút. Podmienky vulkanizácie ša kaučukových zmesí a musia byť uvedené v súlade s ich chovaním pri vulkanizácii, ako aj s vlastnosťami substrátu, ktorý sa spáj a.

Spojivá gumy a kovu podľa vynálezu sú vhodné na spájanie prírodného a syntetického kaučuku s kovmi a inými tuhými substrátmi ú plastickÁv^látk^^drevo/ija ninťHwiv priebehu vulkanizácie. v týchto prípadne aj tkaprípádoch je sa4 mozrejme nutná zodpovedajúca predbežná úprava povrchov,,

prípadne sa môžu navzájom spájať rôzne druhy kaučukov pomocou spojiva gumy a kovu, . i.

Zvláštnou výhodou predloženého vynálezu je že . bolo nájdené spojivo zbavené oxidačných prostriedkov, ktoré má v porovnaní so spojivom obsahujúcim dinitrobenzén, prípadne chinóndioxím spolu s oxidačným prostriedkom rad výhod. Pozoruhodná je najmä dobrá stálosť pri predbežnom zohrievaní, ktorá sa ešte výrazne zlepší v prítomnosti síry, a tak sa dosiahnu zlepšené

Nasledujúce príklady vynález bližšie vysvetľujú, avšak jeho rozsah v žiadnom prípade neobmedzujú.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V nasledujúcich príkladoch sa skúšanie vykonalo na oceli a to podľa ASTM-D429 metóda B a C. Predbežná úprava sa vykonávala odmastením pomocou trichlóretánu, parou a pieskovaním pomocou piesku z tvrdenej liatiny. Vulkanizácia sa vykonávala na lise, ktorý je obvyklý na trhu. Skúšky pevnosti ťahom sa vykonávajú po 24 hodinách skladovania združených telies pri teplote miestnosti.

Spojivo sa pripraví rozpustením, prípadne suspendovaním :

146 g chlórkaučuku g bromovaného 2,4-dichlórpolybutadiénu, g fosfitu olovnatého a g sadzí v zmesi

640 g xylénu a

120 g perchlóretylénu.

Do tejto základnej zmesi sa pridá a potom sa v nej miešaním disperguje:

1)

2)

3) g p-chinóndioxímu g P-chinóndioxímu g p-chinóndioxímu a g mletej síry

4) g p-chinóndioxímu a g mletej síry.

Za účelom skúšania pevnosti spoja na oceľových plochách sa povrchy oceľových častí predbežne opatria náterom priméru, ktorý je na trhu známy a ktorý je zvyčajný pre spoje gumy a kovu, pričom tento primér pozostáva v podstate z roztoku, prípadne suspenzie vždy 8 hmotnostných dielov chlórkaučuku a fenolickej živice, ktorá ešte obsahuje reaktívne skupiny, 5 hmotnostných dielov oxidu titaničitého, ako aj vždy 1,5 hmotnostného dielu oxidu zinočnatého a sadzí v 80 hmotnostných dieloch metylizobutylketónu.

Používané kaučukové zmesi majú zloženie, ktoré je uvedené v nasledujúcej tabuľke 1. Uvádzané čísla predstavujú hmotnostné diely.

Tabuľka 1

Zložky I II III IV

	prírodný kaučuk	100	100	-	-
	styrén-butadiénový kaučuk	-	-	100	-
	akrylonitril-butadiénový kaučuk	-	-	-	100
	stearová kyselina	1	2	2	1
	oxid zinočnatý	5	5	5	5
	2,2,4-trimetyl-1,2-dihydrochinolín	1	1	-	-
	N-izopropyl-N-fenylfenyléndiamín	1	1	-	-
	parafínový vosk	1	1	-	-
	sadze N 550	20	20	-	-
	sadze N 330	-	-	50	-
·'	sadze N 770	-	-	-	65
	naftenický minerálny olej	3	3	-	-
	polymerizované uhľovodíky	-	-	8	-
	pinén-terpénová živica	-	-	-	10
	dibutylftalát	-	-	-	10
	tetrametyltiuramdisulfid	1,00	1,20	-	-

tetrametyltiurammonosulfid

0,31

Tabuľka 1- pokračovanie

Zložky	I	II	III	IV
dibenzotiazolyldisulfid	-	0,80	-	-
benzotiazolyl-2-sulfénmorfolid	-	-	-
benzotiazolyl-2-cyklohexyl-
sulfénamid	2,20	-	0,95	-
morfolíndisulfid	-	0,75	-	-
síra (mletá)	0,25	0,20	1,60	1,00

Za účelom skúšania pevností adhézie na oceľových telesách sa postupuje podľa ASTM-D429, metóda C. V nasledujúcej tabuľke 2 je uvedená závislosť pevnosti v ťahu v kN na použité kaučukové zmesi typu I až IV a spojiva podľa príkladu 1 až 4.

Tabuľka 2 kaučuková zmes príklady

	1	2	3	4
I	0,52	0,60	0,80	0,71
II	0,50	0,57	0,86	0,72
III	2,24	2,18	2,32	2,21
IV	2,27	2,26	2,41	2,38
Za účelom určenia odolnosti pri	predbežnom zohrievaní
sa z použitia kaučukovej	zmesi I zohrieva	táto zmes pred
stykom s kaučukovou zmesou	i oceľového	telesa	po dobu	3, pri-
padne 5, prípadne 7 alebo	8 minút na	teplotu	160 °C.	. Navul-
kanizovanie kaučukovej zmesi sa vykonáva takt	iež pri	teplote
160 °C a to v priebehu 10	minút.
Pri testovaní podľa	ASTM-D429.	metódy	B, boli	získané
hodnoty charakterizujúce	odlupovanie	vrstvy	v daN/2,5 cm,

ktoré sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 3. V rovnakej tabuľke sa ďalej uvádzajú hodnoty % R podľa definície ASTM (narušenie kaučukovej vrstvy).

Tabuľka 3 spoj ivo doba predbežného záhrevu

íkladu	3	minúty % R	5	minút % R	7 %	minút R	8	minút % R
1	14	10	7	0	0	0	0	0
2	20	20	12	5	10	0	9	0
3	32	100	29	100	24	8	18	20
4	28	100	25	100	25	100	24	100

Porovnávací pokus:

Pri porovnávacom pokuse bolo použité spojivo, ktoré neobsahovalo ani chinóndioxím ani síru. Pri tomto pokuse nebol v žiadnom prípade dosiahnutý pevný spoj. Oceľ a guma sa oddeľovali už po vybratí z vulkanizačného lisu.

Claims

Termostabilné spojivo gumy a kovu vhodné na použitie ako pomocný prostriedok pri navulkanizovaní zmesí prírodného alebo syntetického kaučuku na kovové alebo iné tuhé podklady, pozostávajúce zo zmesí na báze chlórkaučuku, dodatočne bromovaného dichlórpolybutadiénu, ako aj chinóndioxímu, vyznačujúce sa tým, že obsahuje 30 až 90 dielov hmotnostných chlórkaučuku, 10 až 40 hmotnostných dielov dodatočne bromovaného polydichlórbutadiénu, 5 až 20 hmotnostných dielov sadzí, 5 až 30 hmotnostných dielov chinóndioxímu a 1 až 25 hmotnostných dielov mletej síry.