DE1620808C3 - Klebmasse zum Verbinden von Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren mit ungesättigten Dien-Kautschuken - Google Patents
Klebmasse zum Verbinden von Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren mit ungesättigten Dien-KautschukenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft neue Klebmassen, die sich zum Verkleben von stark gesättigten, mit Schwefel
vulkanisierbaren, elastomeren Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren
und stark ungesättigten Dien-Kautschuken eignen. Die neuen Klebmassen sind covulkanisierbar
sowohl mit den stark gesättigten als auch den ungesättigten Elastomeren, die ihrerseits bei der
Vulkanisation miteinander nicht covulkanisierbar sind.
Alle synthetischen Elastomeren sind für die Hersteller von Preßteilen, Strangpreßteilen und gegossenen
Gegenständen von Interesse, die üblicherweise aus Naturkautschuk oder den in den letzten Jahren entwickelten
Kunstkautschuktypen und Ersatzstoffen für Naturkautschuk hergestellt werden. Elastomere, denen
zur Zeit insbesondere wegen ihrer niedrigen Kosten und hohen Beständigkeit gegen Wetter, Alterung,
Wärme und Ozon viel Aufmerksamkeit gewidmet wird, sind die Terpolymeren von Äthylen und Propylen
mit einem geradkettigen oder cyclischen diolefinischen Monomeren, deren Herstellung in den
US-Patentschriften 2 933 480 und 3 000 866 beschrieben ist.
Es ist zwar erwünscht, zusammengesetzte Gegenstände nur aus Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren
hei zu fellen. ieHoch ist es sehr wahrscheinlich, daß zur
Erzielung der beste ι Kombination von Eigenschaften und zur usschal mg der mangelnden Klebfähigkeit
von derar igen El stomeren im Aufbau und bei der Vulkanisa ion vi * Gebrauchsgegenstände aus Kombinationen
von Äv.hylen-Propylen-Dien-Elastomeren mit Butadien-Styrol-Kautschuk, Naturkautschuk, synthetischem
Polyisopren und Polybutadien hergestellt werden. Um einen Gegenstand aus zwei oder mehreren
dieser Materialien herstellen zu können, müssen die Kautschuktypen covulkanisierbar sein. Abgesehen von
der Vulkanisation mit Peroxyden sind Äthylen-Propylen-Dien-Elastomere
mit keinem Vulkanisationssystem mit stark ungesättigten Dienkautschuken, Naturkautschuk und Butadien-Styrol-Kautschuk covulkanisierbar,
jedoch haben Vulkanisationen mit Peroxyden bei Dienkautschuktypen begrenzte Anwendung
wegen der hohen Kosten, des Geruchs, schlechteren Vulkanisateigenschaften und der Empfindlichkeit
gegenüber der Beladung mit Füllstoffen und anderen Pigmenten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Klebmasse, die mit gesättigten Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren
und mit natürlichen oder synthetischen ungesättigten Dienkautschuken covulkanisierbar ist. In fester Form
kann diese neue Klebmasse als Klebgummi oder Klebfilm zwischen einem Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren
und einem Butadien-Styrol-Kautschuk oder Naturkautschuk verwendet werden. Nach Auflösung
in beliebigen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln, wie
Benzol, Toluol, Schwerbenzin, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Hexan und Trichloräthan, die sich
ίο sämtlich gut als Lösungsmittel eignen, wird eine
Klebelösung gebildet, die eine feste Klebverbindung zwischen dem Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren
und Naturkautschuk oder Butadien-Styrol-Kautschuk bildet, nachdem die verschiedenen Kautschuktypen
miteinander verklebt und vulkanisiert worden sind, wobei sowohl beim Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren
als auch beim Dienkautschuk die Standard-Vulkanisationssysteme auf Basis von Schwefel und
Beschleuniger verwendet werden.
Die Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymere enthalten
50 bis 70 Molprozent Äthylen, 1 bis 3 Molprozent Dien und haben als verdünnte Lösung eine Viskosität
von 1,4 bis 2,5.
Zu den ungesättigten Dienkautschuken gehören Naturkautschuk, Butadien-Styrol-Kautschuk, cis-Polybutadien
und synthetisches cis-Polyisopren.
Als Metallsalze der Acrylsäure und Methacrylsäure werden solche der Metalle Zink, Cadmium, Calcium,
Magnesium, Natrium und Aluminium besonders bevorzugt.
Für die Zwecke der Erfindung kommen beliebige organische Peroxyde in Frage, die sich unterhalb der
Vulkanisationstemperaturen von 38 bis 100° C nicht zersetzen. Geeignet sind Dicumylperoxyd, Dibenzoylperoxyd,
Di-t-butylperoxyd, Methyläthylketonperoxyd und Diisopropylperoxyd.
Das Elastomerengemisch im erfindungsgemäßen Klebstoff besteht aus 50 bis 100% ungesättigtem Dienkautschuk,
vorzugsweise 80 bis 90 Gewichtsprozent
Naturkautschuk, und 0 bis 50% Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisat.
Ferner werden pro 100 Teile der Elastomeren 50 bis 80 Teile, vorzugsweise 60 bis
70 Teile, Verstärkerfüllstoff, insbesondere Ruß, 3 Teile Zinkoxyd, 2 bis 12 Teile Metallsalz der A cryl- ο er
Methacrylsäure und 1 bis 5 Teile organisches Peroxyd zugesetzt.
Der Klebstoff wird gebildet, indem die festen Bestandteile auf einem Walzenmischer zusammengegeben
und bei 66 bis 100° C gut gemischt werden.
Die Mischung kann als Fell vom Mischwalzwerk in einer Dicke von 0,5 bis 0,75 mm abgenommen und
direkt als Klebfilm verwendet werden. Falls bevorzugt, kann die Mischung vom Walzenmischer abgenommen
und in einem Kohlenwasserstoff, z. B. einem Gemisch aus 50 Teilen Toluol und 50 Teilen Trichloräthylen,
gelöst und zu einer Kautschuklösung verarbeitet werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Klebstoffs werden sehr feste Klebverbindungen zwischen den Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren
und dem ungesättigten Dienkautschuk erhalten. Ein Beispiel für die Verwendung des Klebstoffs ist die Herstellung von Reifen
unter Verwendung von Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren
als Lauffläche und von Butadien-Styrol-Kautschuk als Karkassenmaterial.
In den folgenden Beispielen beziehen sich die Mengenangaben auf das Gewicht.
Die Viskositäten wurden in einem Ubbelohde-
Die Viskositäten wurden in einem Ubbelohde-
Viskosimeter an einer Lösung von 0,2 g Polymerem in 100 ml Toluol bei 25° C bestimmt.
Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisat, 65 Molprozent
Äthylen, 2,5 Molprozent
Dien, Viskosität der verdünnten Lösung 2,3
Äthylen, 2,5 Molprozent
Dien, Viskosität der verdünnten Lösung 2,3
Naturkautschuk (Smoked
Sheets)
Sheets)
Ruß
Zinkoxyd ,
Stearinsäure
Aromatisches Hilfsöl
Dicumylperoxyd
Zinkacrylat
Teile
B
(Kontrolle)
(Kontrolle)
25
75
70
70
1,5
15,0
15,0
3,5
3,0
25
75
70
1,5
15,0
3,5 Bei den beiden Proben A trat die Aufspaltung in der Butadien-Styrol-Copolymerisat/Naturkautschuk-Mischung
und nicht an der Klebstelle ein.
| Prüfergebnisse kg/2,54 cm Breite |
A | B |
| Raumtemperatur 3 Tage bei 1000C gealtert, Prüfung bei 1000C |
38,6 15,3 |
22,7*) 8,2*) |
Naturkautschuk
Ruß
Zinkoxyd
Stearinsäure
Dicumylperoxyd
Aromatisches Hilfsöl
Zinkacrylat
Aromatisches Hilfsöl
Zinkacrylat
Teile
B (Kontrolle)
100 70
3,5 15
100
70
3,5 15
Nach guter Vermischung dieser Bestandteile auf dem Walzenmischer werden sie in einem Gemisch aus
je 50 Teilen Toluol und Trichloräthylen gelöst und auf einen Gesamtfeststoff gehalt von 10% eingestellt.
Die Kautschuklösungen werden auf ein Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren-Laufflächenmaterial
aufgetragen, das aus dem gleichen Polymeren besteht, das in der Kautschuklösung enthalten ist. Gleichzeitig
werden die Kautschuklösungen auf das Karkassenmaterial aufgetragen, das als Polymeres ein Gemisch
aus 60 Teilen Butadien-Styrol-Kautschuk und 40 Teilen Naturkautschuk sowie Schwefel, Beschleuniger, verstärkendes
Pigment, Gleitmittel und Aktivatoren, die die besten Eigenschaften in den ungesättigten Dienkautschuken
bei der Vulkanisation ausbilden, enthält. Die Klebstofflösung wird trocknen gelassen, bis das
Lösungsmittel verdunstet ist, worauf die mit Klebstoff beschichteten Flächen zusammengepreßt und 60 Minuten
bei 1500C unter einem Druck von 14 kg/cm2 vulkanisiert werden.
Die Festigkeit der Klebverbindung im Vulkanisat wird mit einer Instron-Zerreißmaschine geprüft, die
die Bestandteile um 180° mit einer Geschwindigkeit von 25 cm/Min, auseinanderzieht.
Nach guter Vermischung dieser Bestandteile auf dem Walzenmischer werden sie in einem Gemisch aus
je 50 Teilen Toluol und Trichloräthylen gelöst und auf einen Gesamtfeststoff gehalt von 5% eingestellt.
Die Lösungen werden auf das Äthylen-Propylen-Dien-Laufflächenmaterial
aufgetragen, das das gleiche .
Polymerisat wie im Beispiel 1 ist. Gleichzeitig werden (ie Lösungen auf das Karkassenmaterial aufgetragen,
das als Polymeres ein Gemisch aus 60 Teilen Butadien-Styrol-Kautschuk und 40 Teilen Naturkautschuk sowie
Schwefel, Beschleuniger, verstärkendes Pigment, Gleitmittel und Aktivatoren, die die besten Eigenschaften
in den ungesättigten Dien-Kautschuken bei der Vulkanisation ausbilden, enthält. Die Lösung wird
trocknen gelassen, bis das Lösungsmittel verdunstet ist, worauf die beschichteten Flächen zusammengepreßt
und 60 Minuten bei 15O0C unter einem Druck
von 14 kg/cm2 vulkanisiert werden.
Die Festigkeit der Klebverbindung im Vulkanisat wird mit einer Instron-Zerreißmaschine geprüft, die
die Bestandteile um 180° mit einer Geschwindigkeit von 25 cm/Min, auseinander zieht.
45
| Prüfergebnisse kg/2,54 cm Breite |
A | B |
| Raumtemperatur 3 Tage bei 1000C gealtert, Prüfung bei 100° C |
27,2 13,6 |
18,2*) 11,4*) |
*) Aufspaltung an der Klebverbindung und im Dienkautschuk.
*) Aufspaltung an der Klebverbindung und imDienkautschuk. Bei den beiden Proben A trat die Aufspaltung in der
Butadien-Styrol-Kautschuk/Naturkautschuk-Mischung und nicht an der Klebestelle ein.
Claims (3)
1. Klebmasse zum Verbinden von Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren
mit ungesättigten Dien-Kautschuken, enthaltend einen ungesättigten Dien-Kautschuk und je 100 Teile des Kautschuks,
50 bis 80 Teile Verstiirkerf üllstoff, 3 Teile Zinkoxyd,
1 bis 5 Teile organisches Peroxyd und 2 bis 12 Teile eines Metallsalzes der Acrylsäure oder Methacrylsäure.
■ . ·
2. Klebmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 50% des ungesättigten
Dien-Kautschuks durch ein Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeres ersetzt sind.
3. Masse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Kohlenwasserstoff
gelöst ist.
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|---|---|---|---|
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- 1965-09-29 US US491417A patent/US3344105A/en not_active Expired - Lifetime
-
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- 1966-09-29 CH CH1421566A patent/CH462357A/fr unknown
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