DE1959668A1

DE1959668A1 - Haftloesungen fuer Polyesterreifenkord

Info

Publication number: DE1959668A1
Application number: DE19691959668
Authority: DE
Inventors: Tai Wun Ten
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1970-06-11
Also published as: FR2024461A1; US3577377A; GB1256546A

Description

In der US-Patentschrift 3 285 938, welche sich auf Tetraglycidyläther von Tris(hydroxybenzyl)phenol bezieht, wird ein Zwischenprodukt für solche Äther, nämlich der Harzbildner Tris(hydroxybenzyl)phenol,beschrieben. Spezifische Eigenschaften des Tris(hydroxybenzyl)phenols sind zwar nicht angegeben, diese bekannte Verbindung ist aber angeblich bei Zimmertemperatur ein harzartiges Produkt. Die Verbindung wird im allgemeinen durch Umsetzung von 1 Mol Trimethy^olphenol mit 3 Mol Phenol hergestellt.

Es ist bekannt, daß Polyesterfasern viele wünschenswerte Eigenschaften als Verstärkung für Kautschukgegenstände aufweisen. Polyesterfasern besitzen hohe Zugfestigkeit, absorbieren weniger Feuchtigkeit als Nylon oder Rayon und dehnen sich weniger als andere Fasern, wodurch den damit verstärkten Gegenständen eine größere Dimensionsstabilität gegeben wird. Polyesterfasern sind auch hitzebeatändiger als Nylon- oder Rayonfasern. Das Verbinden von Polyesterkord mit Kautschuk war jedoch wegen der Schwierig-

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keit, eine richtige Benetzung und Durchdringung der Faser zu erreichen, problematisch gewesen. Bei Verbinden von Polyesterkord mit Kautschuk müssen Probleme, wie ungenügendes Haftvermögen, geringe Hitzebeständigkeit, geringe Dauerbiegefestigkeit und schwierige Aufbringung überwunden werden.

Es wurde nun festgestellt, daß Haftlösungen für das Verbinden von Polyesterfasern mit Kautschuk ("rubber stock") aus wässrigen Kautschuklatices und 10 bis 50 Teilen Tris(hydroxybenzyl) phenol pro 100 Teile Kautschuk hergestellt werden können. Die Wirksamkeit dieser Polyesterkord-Haftlösungen ist insbesondere im Hinblick darauf überraschend, daß Tris(monohydroxyfe benzyl)phenol enthaltende Haftlösungen für das Verbinden von Nylon- oder Rayonkord ungeeignet sind.

Eine Haftlösung zum Verbinden von Polyesterfasern mit Kautschuk kann hergestellt werden, indem ein wässriger Kautschuklatex, Tris(monohydroxybenzyl)phenol in einer Menge von etwa 10 bis 50 Teilen pro 100 Teile Kautschuk in dem Latex, eine zur Einstellung eines pH-Wertes zwischen etwa 10,0 und 13»5 ausreichende Menge Alkali sowie genügend Wasser, um der Lösung einen Feststoffgehalt von etwa 8 bis 25 Gew.^ zu verleihen, vermischt wird.

Die erfindungsgemäßen neuen Haftlösungen enthalten Tris(mono- * hydroxybenzyl)phenol. Tris(monohydroxybenzyl)phenol und ein ■ Verfahren zu dessen Herstellung sind in der US-Patentschrift 3 285 938 beschrieben. In dieser wird die Verbindung als ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Glycidyläthern verwendet. Tris(monohydroxybenzyl)phenol kann durch das in genannter Patentschrift beschriebene Verfahren oder durch andere geeignete Verfahren aus Phenol und Trimethylolphenol oder Tris(methoxymethyl)phenol duroh säurekatalysierte Kondensation hergestellt werden.

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BAD ORIGINAL

Die Haftlösung wird hergestellt, indem eine wässrige Mischung aus einem geeigneten Kautschuklatex und Tris(monohydroxybenzyl) phenol gebildet wird. Das Tris(monohydroxybenzyl)phenol wird vorzugsweise mit genügend Wasser verdünnt, um die Konzentration zu verringern, und der Latex wird dann der wässrigen Lösung zugegeben.

Der in den erfindungsgemäßen Haftlösungen verwendbare Kautschuklatex ist von der Art der üblichen Kautschuklatices, wie sie bei der Herstellung von Kautschukhaftlösungen verwendet werden. Solche Latices sind z.B. Vinylpyridin-Styrol-Butadien-Terpolymerisat-Latices, wie z.B. heiß polymerisierte (2000 Series) Styrol-Butadien-Latices, kalt plymerisierte (2100 Series) Styrol-Butadien-Latices, natürlicher Latex, Regeneratgummidispersionen, Butylkautschukdispersionen oder Äthylen-Propylen-Butadien-Terpolymerisat-Kautschukdispersionen.

Das Verhältnis von Harz zu Kautschuk in den Haftlösungen sollte im Bereich von zwischen etwa 10 bis 50 Teilen Harzbildner pro 100 Teile Kautschukfeststoffe (d.h. bezogen auf die Menge des trockenen Kautschuks in dem Latex) liegen. Weniger als etwa 10 Teile bewirken eine unzureichende Haftung, während größere Mengen als etwa 50 Teile Harz pro 100 Teile Kautschuk unwirtschaftlich sind.

Die Harzhaftlösung enthält normalerweise in wässriger Lösung etwa 8 - 25?6 Feststoffe. Vorzugsweise werden etwa 10$ Gesamtfeststoffe in der wässrigen Mischung verwendet, wobei gegebenenfalls zusätzliches Wasser zugegeben wird, um den gewünschten Gehalt an Feststoffen zu erreichen. Der Ausdruck "Feststoffe¹¹, der bei der Angabe des Feststoffgehalts der Lösung verwendet wird, wird zur Definition der Menge an Kautschuk und an zugefügtem Harz, d.h. des nicht-flüchtigen Teils der Lösung, angewendet.

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ORföliSfAc

Die erfindungsgemäßen wässrigen Lösungen sollten auf einen pH-Wert zwischen etwa 10,0 bis 13,5 eingestellt werden. Eine solche pH-Einstellung kann durch Zugabe einer wässrigen Lauge, wie z.B. Natriumhydroxyd, oder Ammoniumhydroxyd zu der Haftlösung bis zu dem gewünschten pH-Wert durchgeführt werden. Wenn jedoch die Zusammensetzung eine Zugabe von Vinylpyridinlatex (pH 10,2) enthält, ist keine weitere Einstellung des pH-Werts der Lösung erforderlich. Zu hohe pH-Werte sollten wegen der Gefahr des Angriffs auf das in dem Kord verwendete Fasermaterial vermieden werden.

Der mit der erfindungsgeraäßen Haftlösung durch Tauchen beschichtete Kord kann mit verschiedenen Arten von Kautschuksubstraten, wie z.B. Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Polybutadien, Butyl-Äthylen-Propylen-Terpolymerisate und die neuen synthetisch-natürlichen Polyisoprenkautachuks verbunden werden.

Während des Tauchens des Polyesterreifenkords wird dieser unter Spannung mit der Haftlösung in einer Latex-Tauchvorrichtung behandelt. Der getauchte Kord wird dann etwa 60 bis 240 Sekunden lang bei etwa 204⁰C bis 260⁰C getrocknet, auf den Kautschuk aufgebracht und ausgehärtet.

Zur Behandlung des Polyesterreifenkords wird eine übliche Tauchvorrichtung verwendet, wobei ein Kord durch ein Röilensystem kontinuierlich durch daa Tauchbad gezogen wird. Es wird das Minimum an Materialspannung während des Durchlaufens durch das Tauchbad angewendet, das zu einem Maximum an Feuchtigkeitsaufnahme führt, Überschüssige Tauchlösung wird entfernt, indem man da β Kordmaterial im Luftstrahl oder durch Vibration behandelt oder zwischen Guomiwalzen durchlaufen läßt, worauf der Kord durch einen Heißlufttunnel geleitet wird, um diesen zu trocknen und auf eine Temperatur über 204⁰C bis eu etwa 260⁰O zu bringen. Die bevorzugte Temperatur liegt bei etwa ₉ und eine obere Grenze für die Auahärtungstemperatur let da.nn

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ORlQINAL

erreicht, wenn ein Abbau des Polyesterreifenkords aufgrund der erhöhten Temperatur verursacht wird.

Während der Heißtrocknungsstufe des Verfahrens wird der Kord etwa 3 "bis 4$ gedehnt und genügend lange behandelt, damit die Beschichtung auf dem Kord aushärtet. Die für den Aushärtungszyklus erforderliche Zeit sollte eine zusätzliche Aushärtungszeit für die Herstellung derTauchbeschichtung des Polyesterkords aufweisen, Eine Behandlungszeit von etwa 120 Sek. (232⁰C) ist geeignet.

Ob eine ausreichende Verbindung von Kautschuk mit Reifenkord vorliegt, wird durch den statischen Adhäsionstest gemessen. Der Η-Test ist von der Kautschukindustrie zur Bestimmung der statischen Adhäsion von Textilkord an Kautschuk angewendet worden. Dieser Test mit der Bezeichnung ASTM D2138-67 wurde beim Prüfen der erfindungsgemäßen Haftlösungen angewendet. Der Η-Test stellt ein Verfahren zum Messen der notwendigen Kraft dar, um einen einzelnen Kordstrang achsial von einem' kleinen Kautschukblock, in welchem dieser eingebettet ist, zu ziehen. Im Idealfall würde die Scherfestigkeit der Haftschicht/Kautschuk oder der Haftschicht/Kord (innere Grundfläche) gemessen werden. Bei diesen Versuchen bilden zwei kleine Kautschukblöcke mit einem verbindenden Kordstrang ein Probestück, das dem Buchstaben H ähnelt, nach welchem der Test benannt ist. Die Trennung wird herbeigeführt, indem die Proben durch Klemmen (two-hood clamps) auseinandergezogen werden, wobei bestimmt wird, wenn die Verbindung in einer der Blöcke getrennt wird. Bei den Daten ist natürlich die Größe der Probe und die Temperatur, bei welcher die Prüfung durchgeführt worden ist, berücksichtigt worden. .

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BAD ORIGJNAU

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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher "erläutert, wobei die angegebenen Teile, falls nicht anders angegeben, Gewichtsteile sind:

Beispiel 1

Tris(monohydroxybenzyl)phenol wurdenach dem Verfahren, wie es in Beispiel I, Teil A, der US-Patentschrift 3 285 938 beschrieben ist, hergestellt.

Eine Hafttauchlösung für Polyesterreifenkord wurde hergestellt, indem 4,6 Teile des oben genannten Produkts, 67,37 Teile Wasser und 28,03 Teile eines handelsüblichen Terpolymerisatlatex (Vinylpyridin-Styrol-Butadien, Gen-Tac-Latex, 41$ Feststoffe) vermischt wurden. Die erhaltene Lösung hatte einen Gesamtfeststoffgehalt von 15,3$ und ein Verhältnis Harz zu Gummi von 1:2,5. Der pH-Wert mußte auf etwa 10,6 eingestellt werden, um eine stabile Dispersion aller Bestandteile zu erhalten. Diese Lösung wurde als Haftlösung A bezeichnet. Drei weitere Lösungen (B-D) wurden wie oben beschrieben hergestellt, jedoch die pH-Werte mit 10#igem wässrigem Natriumhydroxyd modifiziert.

Fünf Lösungen (E-I) wurden unter Verwendung der Zusammensetzung von Lösung A hergestellt, jedoch wurde das Tris(hydroxybenzyl)phenol durch ein herkömmliches Resorcin-Formaldehydharz ersetzt. Das verwendete Resorcin-Formaldehydharz wurde nach dem Verfahren von US-Patentschrift 2 385 372 hergestellt« Die Lösungen wurden mit 10$ wässrigem Natriumhydroxyd auf verschiedene pH-Werte eingestellt. Die Lösungen (A-I) wurden bei Polyesterreifenkord (Dacron T-68, 1000 Denier, 3-strähnige Ausführung, 10,3/10,3 Twist) verwendet und der getauchte Kord zwei Minuten lang bei 232⁰O ausgehärtet und mit Standard-Naturkautschuk verbunden« Der so verbundene Block wurde dem

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BAD

übliches Resorcin-For ma1dehyd-Harζ

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CD CH CO

Beispiel 2 ;

Eine Hafttauchlösung für Polyesterreifenkord wurde hergestellt, indem 4,6 Teile des nach Beispiel 1 hergestellten Tris(monohydroxybenzyl)phenols und 67,37 Teile Wasser vermischt wurden. Dann wurden 1,15 Teile Formaldehyd (37$ wässrige Lösung) _r zugefügt. Fach einer zweistündigen Aushärtung bei Zimmertemperatur wurden 28,03 Teile handelsüblicher Latex (Vinylpyridin-Styrol-Butadien, Gen-Tac-Latex, 41% Peststoffe) zugefügt. Diese Lösung wurde als Haftlösung A-bezeichnet. Eine zweite Lösung (B) wurde wie oben beschrieben hergestellt, wobei jedoch das Tris(monohydroxybenzyl)phenol von Lösung A durch ein herkömmliches nach US-Patentschrift 2 385 372 hergestelltes Resorcin-Formaldehydharz ersetzt wurde. Die Lösungen wurden verwendet, um Polyesterreifenkord mit Naturkautschuk nach dem Verfahren von Beispiel 1 zu verbinden. Die Ergebnisse des Η-Tests sind in Tabelle II angegeben:

Tabelle II

Haftlösung

A B

pH-Wert prozentuale Zustand des H-Test(6,35 mm) der Lösung Aufnahme des gehärteten kg bei 100±l°G Bades Films

10«, 92 8,51

6,39
4,33

sehr klebrig 6,81 etwas klebrig 5,40

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß der Formaldehydzusatz mit Tris(monohydroxybenzyl)phenol eine bessere Haftung als ein Resorcin-Formaldehydharz ergibt. Die erhöhte Haftung zeigt sich in einer Zunahme der Werte des Η-Tests um etwa .25*.

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Claims

Haftlösung zum Verbinden von Polyesterfasern mit Kautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine wässrige Mischung von Kautschuklatex, Tris(monohydroxybenzyl)phenol in einer Menge von etwa IO bis 50 Gew.Teilen pro 100 Gew.Teile Kautschuk, einer für die Schaffung eines pH-Werts von etwa 10 bis 13,5 ausreichenden Alkalimenge und Wasser, um den Feststoffgehalt der Mischung auf etwa 8 bis 25 Gew.56 einzustellen, umfaßt.
2. Verwendung einer Haftlösung nach Anspruch 1 zum Eintauchen von Polyesterreifenkord zur Herstellung von mit Kautschuk beschichtetem Reifenkord.

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