DE2750836C2

DE2750836C2 - Kautschukmischung zur Direktbindung an metallischen Festigkeitsträgern

Info

Publication number: DE2750836C2
Application number: DE19772750836
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Chem. Dr. 3000 Hannover Brunner
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1977-11-14
Filing date: 1977-11-14
Publication date: 1982-04-01
Also published as: DE2750836A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kautschukmischung zur Direktbindung an metallischen Festigkeitsträgern (als Einlagen von Kautschukkörpern), insbesondere unplattinierten Stahlseilen, blanken Federbandstählen u. dgl., auf der Grundlage von Natur- und/oder Synthesekautschuken, die Füllstoffe, Verarbeitungshilfen, Vulkanisationsmittel und als Haftkomponenten Resorcin und Hexamethylentetramin als Formaldehydspender enthalten.

Kautschukmischungen unterschiedlichen Aufbaues zur Haftung an metallischen Festigkeitsträgern, wie z. B. Stahlseilen, insbesondere vermessingten Stahlseilen, sind an sich bekannt. Sie enthalten in der Regel als Haftkomponenten Kobaltverbindungen bzw. Resorcin, eine Formaldehyd abspaltende Verbindung und hochaktive Kieselsäure unter Verwendung der sonst üblichen Mischungsbestandteile, wie Ruße, Verarbeitungshilfen und Vulkanisationsmittel. So werden in einem technisehen Bericht der Firma Degussa, Haftung von Gummimischungen an Metallen, A-15-6710, 19G7, Seite 5 sechs Haftmischungen für Cordgewebe mit Stahleinlagen angegeben, von denen die Mischungen Nr. 5 und 6 auf 100 Teilen Kautschuk neben üblichen

ι ο Zusätzen 2,5 Teile Resorcin, 1,5 Teile Hexa und 4,0 Teile unlöslichen Schwefel enthalten. Je nach Art der Verwendung von Haftmischungen in den versciiiedenen Gummigegenständen, wie z. B. Fahrzeugluftreifen, Förderbänder u. dgl. wird dieser oder jener Mischungstyp zur Erzielung maximaler Haftfestigkeiten eingesetzt. Nun ist bekannt, daß diese für plattinierte, insbesondere für vermessingte Metalloberflächen ausgelegten Haftmischungen bindungsmäßig auch Zonen mit abdecken müssen, an denen sich keine Messingauflage mehr befindet. Bei der Fertigung von Fahrzeugluftreifen mit vermessingten Stahlseilen werden z. B. die gummierten Drahtlagen in entsprechende Verarbeitungsteile zerschnitten. Zur Abdeckung der entstandenen blanken Seilschnittkanten werden die gleichen Mischungen

_>5 verwendet, die speziell für vermessingte Metalloberflächen entwickelt wurden. Bei der Runderneuerung von Reifen z. B. werden bei der Gürtelerneuerung oft Stahlseillagen durch den Rauhprozeß freigelegt, teilweise sogar völlig blank gerauht. Auch hier wird blanker

jo Stahl über Haftmischungen für vermessingte Drahtoberflächen während der Vulkanisation an benachbarte Reifenaufbauteile gebunden. Schnittkanten von plattinierten Stahlseilen, teilweise oder völlig blank gerauhte Drahtlagen stellen in den verschiedenen Gummigegen-

i) ständen seit jeher ein besonders schwieriges Haftproblem dar. Dies ist daran zu erkennen, daß dieser Verbund — blanker Stahl/Gummi — in ursächlichem Zusammenhang mit den von diesen Stellen ausgehenden Lösungsdefekten steht. Deutlich wird, daß über herkömmliche Haftmischungen keine ausreichende Bindung gegenüber unplattinierten Metallflächen zu erreichen ist, und daß die Bindung an blankem Stahl bei der Fertigung von Gummi-Metall-Verbundkörpern ein noch nicht ausreichend gelöstes Problem darstellt. Da an Reifen mit Stahlseileinlagen höchste Anforderungen an die Gummi-Metall-Haftung gestellt werden müssen, Schnittkanten jedoch immer Stellen einer Bindungsschwäche darstellen, besteht ein berechtigtes Interesse an speziell auf blankem Stahl sicher haftenden Kautschukmischungen. Darüber hinaus besteht ein weiteres Interesse an derartigen Mischungen für alle Artikel, bei denen unplattinierter Stahl mit Gummi verbunden werden muß oder wo kostenverursachende Metallüberzüge bzw. arbeitsaufwendige Verfahren der Metallvorbehandlung zur Haftbarmachung entfallen können, wie z. B. bei Gummi-Metall-Bauteilen.

Oft besteht die Meinung, daß die für vermessingte oder verzinkte Metallüberzüge entwickelten Haftmischungen auch an blankem Stahl ausreichend binden.

bo Solche Mischungen, die vorwiegend auf der Grundlage von Resorcin, Formaldehydspendern und hochaktiver Kieselsäure in Verbindung mit Schwefel aufgebaut sind, zeigen jedoch keine ausreichende Bindefestigkeit gegenüber blankem Stahl.

b5 Die aus der Fachliteratur vorliegenden Vergleiche von Haftwerten zwischen Kautschukmischungen und vermessingten bzw. blanken Stahlseilen machen deutlich, daß die Haftfestigkeiten von blankem Seil an

Gummi, je nach Mischungstyp, nur etwa 20 bis 50% von den Werten vermessingter Seile beträgt Allgemein kann gesagt werden, daß Haftwerte in bezug auf blanken Stahl eine Bindung vortäuschen können, die in Wirklichkeit gar nicht besteht, weil praktisch nur die mechanische Verankerung des Festigkeitsträgers gegenüber dem Vulkanisat gemessen wird. Bei Betrachtung der aus den Haftprüfkörpern herausgelösten Seile zeigt sich nämlich, daß auch bei Haftwerten bis zu etwa 300 N/20 mm Einbettiänge die Haftzone mehr oder weniger blank ist; es besteht also kein echter Verbund zwischen Metall und Gummi. Aus den dargelegten Gründen ergibt sich, daß zur Haftung an blankem Stahl nur Mischungen verwendet werden können, die im Aufbau der Haftungskomponenten speziell auf diesen Festigkeitsträger ausgerichtet sind.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Kautschukmischung vorzuschlagen, die es ermöglicht. Kautschuk mit metallischen Festigkeitsträgern, und zwar blanke Festigkeitsträger, wie Stahlseile oder glatte unplattinierte Metallteile, sicher zu verbinden, und zwar in der Weise, daß eine solche Bindung von einer Vorbehandlung des Festigkeitsträgers, wie z. B. allgemeines Säubern, Entfetten oder mechanisches Aufrauhen, Abstand nehmen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe entspricht erfindungsgemäß der Anteil an Hexamethylentetramin etwa demjenigen des Resorcins oder aber er liegt über dem Anteil des Resorcins, und zwar für die Molverhältnisse Resorcin/Hexamethylentc tramin von etwa 1 :0,75 bis etwa 1 :2. Zweckmäßigerweise liegt der Anteil an Hexamethylentetramin dabei über demjenigen des Resorcins, und zwar für die Molverhältnisse Resorcin/ Hexamethylentetramin von etwa i : 1 bis etwa 1 :2. Aus den nachstehend aufgeführten Gründen kann auch der Anteil an Hexamethylentetramin etwa demjenigen des Resorcins entsprechen, und zwar für ein Molverhältnis Resorcin/Hexamethyientetramin von etwa 1 :0,75.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden somit bekannte Haftvermittler, wie Resorcin und Hexamethylentetramin verwendet. Hinsichtlich der Haftungskomponenten besteht also zwischen Mischungen zur Bindung an blankem Stahl und solchen zur Haftung an vermessingtem Stahl bis auf die Einschränkung kein Unterschied, daß für blanken Stahl nur Hexamethylentetramin als Formaldehydspender verwendet werden kann. Andere für vermessingte Oberflächen gleich gut geeignete Formaldehydabspalter, wie z. B. Hexamethyloimelaminaether, Tri- und Hexamethylolmelamin, Paraformaldehyd, Polyoximethylene u. dgl. sind in bezug auf unplattinierten Stahl wirkungslos und daher auszuschließen. Auch vorkondensierte Harze aus Resorcin und Formaldehyd, die für die Haftung an vermessingten Stahloberflächen verwendbar sind, bleiben hinsichtlich blanken Oberflächen wirkungslos. Gegenüber konventionell aufgebauten Haftmischungen für vermessingten Stahl, soweit sie Resorcin und Hexamethylentetramin zur Grundlage haben, hat ^rich weiter überraschenderweise gezeigt, daß für die Bindung gegenüber blankem Stahl grundsätzlich andere Molverhältnisse zwischen Resorcin und Hexamethylentetramin als für vermessingte Stähle erforderlich sind. Diese Verschiebur.g der Molverhältnisse zwischen Resorcin und Hexamethylentetramin macht eine Bindung von Kautschukmischungen an blankem Stahl überhaupt erst möglich. Darüber hinaus hat sich weiter gezeigt, daß für blanken Stahl höhere Dosierung an Resorcin und Hexamethylentetramin bei jedem der nachfolgend beschriebenen Molverhältnisse die Haftung vsrstärken. Bei Dosierungen um 7,5 Teile Resorcin, auf Kautschuk bezogen, erhält man sogar ausgezeichnete Bindefestigkeiten, ohne daß Schwefel anwesend ist

Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen basieren also auf die bekannten Haftvermittler Resorcin und Hexamethylentetramin. Gegenüber Mischungen gleicher Grundlage für vermessingte Metalloberflächen besteht jedoch der entscheidende Unterschied in einem

ίο vom konventionellen System abweichenden Mol verhältnis zwischen Resorcin und Hexamethylentetramin. Es hat sich gezeigt, daß der beste Verbund zwischen blankem Stahl und Gummi nur mit Mischungen erreicht werden kann, die ein Molverhältnis haben, bei dem der

ι ϊ Anteil an Hexamethylentetramin über dem des Resorcins liegt Dies ist erst ab einem Molverhältnis 1 :1 der Fall. Beim Molverhältnis von Resorcin zu Hexamethylentetramin von 1 :0,75 ist der Anteil beider Haftvermittler etwa gleich, d. h. der Formaldehydspenderanteil liegt knapp unter dem des Resorcins. Diese Verhältnis stellt nicht das Optimum der Haftung dar, weil hier erst Bindung mit ansteigenden Dosierungen an Haftvermittlern erhalten wird.
Mischungen zur Haftung an vermessingtem Stahl, soweit sie auf der Grundlage von Resorcin und Hexamethylentetramin aufgebaut sind, enthalten auf 100 Teile Kautschuk bezogen, in der Regel 2,5 Teile Resorcin und 1,5 Teile Hexamethylentetramin. Die Dosierung von 2,5 Teilen Resorcin in derartigen

ίο Haftmischungen stellt einen Erfahrungswert dar und v/ird in den meisten Fällen praktiziert. Der auf diesen Erfahrenswert von 2,5 Teilen Resorcin bezogene Anteil von 1,5 Teilen Hexamethylentetramin entspricht einem Molverhältnis von Resorcin zu Hexamethylentetramin

J-) von 1 :0,5. Dieses Verhältnis ergibt sich zur Erläuterung aus folgender Berechnungsweise:

Die Molekulargewichte der Reaktionspartner Resorcin und Hexamethylentetramin betragen für Resorcin 110 und für den Formaldehydspender 140. Bei einem

j» Molverhältnis zwischen Resorcin und Hexamethylentetramin von 1 :0,5 werden also 110 bzw. 11 g Resorcin mit 70 bzw. 7 g Hexamethylentetramin umgesetzt. Wenn 11 g Resorcin mit 7 g Hexamethylentetramin reagieren, entfallen, auf den Erfahrungswert von 2,5

4-> Teilen Resorcin bezogen, 1,6 Teile Hexamethylentetramin. Dieses Dosierungsverhältnis zwischen Resorcin und Hexamethylencetramin, welches einem Molverhältnis von 1:0,5 entspricht, wird leicht in 2,5:1,5 abgewandelt, in der Regel praktiziert. Die aus diesem Molverhältnis sich ergebenden Mengenverhältnisse betragen, auf lOOTeile Kautschuk bezogen:

2,5 Resorcin : 1,6 Hexamethylentetramin

5,0 Resorcin : 3,2 Hexamethylentetramin

7,5 Resorcin : 4,8 Hexamethylentetramin

10,0 Resorcin ; 6,4 Hexamethylentetramin

Bei einem Molverhältnis von Resorcin zu Hexamethylentetramin von 1 :0,5 liegt also der Anteil des

bo Formaldehydspenders Hexamethylentetramin weit unter dem des Resorcins. Wie sich immer wieder gezeigt ha*, wird bei diesem Dosierungsverhältnis der Reaktionspartner eine ausgezeichnete Bindefestigkeit gegenüber vermessingten Metalloberflächen, nicht jedoch zu

b5 unplattiniertem Stahl, erreicht. Die für eine Haftung an blankem Stahl geeigneten Molverhältnisse und die für jedes Molverhältnis entsprechenden Mengenverhältnisse sind nachfolgend aufgeführt:

Molverhältnis
Resorcin — Hexamethylentetramin — 1 :0,75

Mengenverhältnis

2,5 Resorcin : 2,4 Hexamethylentetramin

5,0 Resorcin : 4,8 Hexamethylentetramin

7,5 Resorcin : 7,2 Hexamethylentetramin

10,0 Resorcin : 9,6 Hexamethylentetramin

Bei diesem Molverhältnis liegt der Anteil an Hexamethylentetramin knapp unter dem des Resorcins.

Molverhältnis
Resorcin — Hexamethylentetramin —1:1

Mengenverhältnis

2,5 Resorcin : 3,2 Hexamethylentetramin 5,0 Resorcin : 6,4 Hexamethylentetramin 7,5 Resorcin : 9,6 Hexamethylentetramin 10,0 Resorcin : 12,8 Hexamethylentetramin

Ab dem Molverhältnis 1 :1 liegt der Anteil an Hexamethylentetramin über dem des Resorcins und steigt mit fortschreitendem Molverhältnis weiter an.

Molverhältnis
Resorcin — Hexamethylentetramin — 1 :1,25

Mengenverhältnis

2,5 Resorcin : 4,0 Hexamethylentetramin 5,0 Resorcin : 8,0 Hexamethylentetramin 7,5 Resorcin : 12,0 Hexamethylentetramin

Molverhältnis Resorcin — Hexamethylentetramin — 1

1,5

Mengenverhältnis

2,5 Resorcin :
5,0 Resorcin :
7,5 Resorcin :

4,8 Hexamethylentetramin

9,6 Hexamethylentetramin

14,5 Hexamethylentetramin

Molverhältnis Resorcin — Hexamethylentetramin —1:2

Mengenverhältnis

6,4 Hexamethylentetramin 12,8 Hexamethylentetramin

2,5 Resorcin
5,0 Resorcin

Die höheren Mengenverhältnisse der Molverhältnisse ab 1 : 1,25 sind zur Darlegung der erfindungsgemäßen Verfahrensweise hier nicht angeführt, da sie für eine praktikable Anwendung wenig geeignet sind.

Nach der bisher dargelegten Verfahrensweise kann eine Haftung zum Festigkeitsträger »blanker Stahl«, seien es Stahlseile oder glatte, polierte Stahlflächen, wie z. B. Federbandstahl, zusammenfassend durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

soweit diese auf Resorcin und diversen Formaldehydspendern basieren.

2. des weiteren wurde aufgezeigt, daß für die Haftung an unplattiniertem Stahl das Molverhältnis von

-, Resorcin zu Hexamethylentetramin eine entscheidende Rolle spielt. So wird eine optimale Stahlhaftung bei einem Verhältnis der Haftungskomponenten von 1 :1 erreicht, einem Dosierungsverhältnis, bei dem der Anteil an Hexamethylente-

ID tramin weit über dem des Resorcins liegt. Mit den Molverhältnissen, bei denen sich der Formaldehydspenderanteil ständig weiter erhöht, wird gleichfalls eine gute Haftung sichergestellt. Das Molverhältnis 1 :0,75 stellt nicht das Haftoptimum dar, weil hier erst eine Bindung mit höheren Dosierungen an Haftvermittlern erreicht wird, was aber dieses Molverhältnis, besonders bei den höheren Dosierungen oder in Verbindung mit höheren Schwefelzusätzen, nicht vom Schutz ausschließen

2Ii kann. Zum konventionellen System für die Messing-Bindung, soweit dieses auf Resorcin und Hexamethylentetramin basiert, besteht der Unterschied darin, daß zur Messing-Bindung in der Regel nur das Molverhältnis Resorcin — Hexamethylentetramin von 1 :0,5 zur Anwendung kommt, da Molverhältnisse mit steigendem Anteil an Hexamethylentetramin die Haftung gegenüber Messing verschlechtern.

3. Weiter kann gesagt werden, daß auch die jo Mengenverhältnisse eines Molverhältnisses von Bedeutung sind. Außer bei dem Molverhältnis 1:1, wo alle Mengenverhältnisse die gleiche Haftbeurteilung ■ erhielten, steigt die Stahlhaftung in der Regel mit steigender Dosierung an Haftvermittlern

j5 bei den anderen Molverhältnissen an. Auch dieses Verhalten steht im Gegensatz zum konventionellen Messing-Haftsystem, soweit es auf Resorcin und Hexamethylentetramin basiert. Hier fallen die Bindewerte bei hohen Dosierungen an Haftvermittlern in der Regel ab.

4. Das Haftsystem für blanken Stahl unterscheidet sich darüber hinaus entscheidend von allen Messing-Bindeverfahren, soweit diese auf Resorcin und diverse Formaldehydspender basieren, dadurch, daß Haftung auch mit »schwefelfreien« Haftmischungen erreicht werden kann. So ergaben z. B. Kautschukmischungen mit 7,5 und 10 Teilen Resorcin, auf 100 Teile Kautschuk bezogen, und den entsprechenden Anteilen an Hexamethylentetramin (Molverhältnis 1:1) mit blankem Stahl ausgezeichnete Bindefestigkeiten, ohne daß Schwefel oder eine schwefelabspaltende Verbindung in der Mischung vorlag. Weder aus der Praxis noch aus der Fachliteratur sind derartige Rezepturen zur Bindung an vermessingtem, verzinktem und unplattiniertem Stahl bekannt.

1. Über Kautschukmischungen, die neben den sonst üblichen Mischungsbestandteilen und Vulkanisationsmitteln Resorcin und den Formaldehydspender Hexamethylentetramin enthalten. Andere Formaldehydabspalter bleiben für die Bindung an blankem Stahl ebenso wirkungslos wie vorkondensierte Resorcin-Formaldehyd-Harze. In der Beschränkung auf Hexamethylentetramin als Formaldehydspender besteht ein Unterschied gegenüber konventionellen Systemen für die Messingbindung, Als weiteres und überraschendes Merkmal der Haftung von Kautschukmischungen an blankem Stahl

bo wurde gefunden, daß für eine sichere Haftung eine Beziehung zwischen den Mengenverhältnissen aus Resorcin und Hexamethylentetramin (auch Harzbildner genannt) und dem Schwefel der Kautschukmischung besteht. Danach erhält man gleiche Haftfestigkeiten

b5 gegenüber blankem Stahl, z. B. bei dem Molverhältnis :1₁ nach der Richtlinie: hohe Dosierungen an Haftvermittlern benötigen kleine Schwefeldosierungen bzw. funktionieren auch schwefelfrei (Punkt 4). Niedrige

7 8

Dosierungen an Harzbildnern erfordern dagegen hohe ein nicht unbeträchtlicher Teil der Bindefestigkeit durch Schwefelgaben. In einer der nachfolgend angeführten die mechanische Verankerung der Seile gegenüber dem Darstellungen wird gezeigt, welche Schwefeldosierun- Vulkanisat abgedeckt. Zur Demonstration der Haftung

gen bei dem Molverhältnis 1 :1 für die Resorcinanteile von erfindungsgemäßen Kautschukmischungen an blan-

2,5—10, auf Kautschuk bezogen, keine Bindung oder s kern Stahl und um den Effekt der mechanischen

eine sichere Haftung ergeben. Aus dieser Darstellung Verankerung auszuschließen wurde daher in den

kann für jede Resorcindosierung, die zwischen den hier nachstehend aufgeführten Versuchen glatter, polierter

untersuchten Anteilen von 2,5; 5,0; 7,0 und 10,0 liegt, die Federbandstahl zur Haftbeurteilung verwendet Die

erforderliche Schwefelmenge abgelesen werden. Auch Haftung der vulkanisierten Mischungen an Federband-

diese Beziehung zwischen der Haftvermittler-Kombina- io stahl und die Beurteilung der Bindefestigkeit wurde wie

tion aus Resorcin und Hexamethylentetramin einerseits folgt ermittelt:

und dem Schwefel andererseits ist nicht bekannt Auf eine 6 mm starke Platte der zu beurteilenden

Insgesamt gesehen unterscheiden sich also Haftmi- Rohmischung wurden Federbandstähle aufgelegt Ober-

schungen für blanken Stahl grundsätzlich von solchen und Unterseite dieser Prüfkörper wurden mit Folie

für vermessingie metalloberflächen, soweit sie auf der i 5 abgedeckt Nach Heizung dieser Prüfkörper wurden die

Grundlage von Resorcin und Hexamethylentetramin Stahlbleche mittels einer Zange aus dem Vulkanisat

aufgebaut sind, auch wenn sie die gleiche Kombination herausgetrennt Die Haftung und Gummibedeckung

von Haftvermittlern enthalten. wurde objektiv beurteilt

Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen „ - · . .

schließen natürlicherweise auch die aus diesen Mischun- 20 P

gen hergestellten benzinosen Lösungen ein, die in Form Die im Beispiel 1 Nr. 1 wiedergegebene Modellrezep-

von Spritz- und Einstreichlösungen eingesetzt werden tür einer Haftmischung für blanken Stahl wird auch in

können. den folgenden Ausführungsbeispielen mit den der

Wie bekannt lassen sich glatte und polierte aufgeführten Molverhältnisse entsprechend veränder- Metalloberflächen nur schwer an Gummi binden, weil 25 ten Dosierungen an Resorcin und Hexamethylentetra-

im Vergleich zu Stahlseilen hier die mechanische min sowie unterschiedlichen Schwefelmengen weiter

Verankerung der Oberfläche gegenüber dem Vulkanisat verwendet fehlt Bei der Haftung von Stahlseilen an Gummi wird

Rezeptur Nr.

12 3 4 5 6

Naturkautschuk, RSS3 !00

Zinkoxid 8

Ruß N33O 40

Aktive Kieselsäure 15

Resorcin 7,5 - -

Schwefel 3

Beschleuniger 0,8 Formaldehydspender Hexamethylentetramin 9,6 - - - 9,6 9,6 Hexamethylolmelamin- 7,5 - -

äther

Paraformaldehyd 3 - Härtbares Phenolharz 9,6 Resorcin-Formaldehyd-Harze Vorkondensiertes 7,5 —

kesorcin-Formaldehyd-

Harz

Resorcin-Formaldehyd- 7,5 Harz mit abgewandeltem Kondensationsgrad Vulkanisationszeit:

W bei 150"C

Haftung an Federbandstahl +-____ Gummibedeckung +_____ Beurteilung: Haftung

+ sehr gut

— keine Beurteilung: Gi-Bedeckung

+ νοΠ bedeckt

-blank

In der Beispielrezeptur Nr. 1 wurde Resorcin und Hexamethylentetramin einem Molverhältnis von 1 :1 entsprechend eingesetzt. In der Mischung Nr. 2 wurde ein Formaldehydspender nach der üblichen Verfahrensweise mengengleich mit Resorcin dosiert. In der Mischung Nr. 3 wurde für Paraformaldehyd eine praktikable Dosierung gewählt. Das Beispiel 1 macht deutlich, daß eine Haftung gegenüber blankem Stahl nur über die Haftvermittlerkombination aus Resorcin und Hexamethylentetramin herzustellen ist. Andere Formaldehydspender und vorkondensierte Resorcin- Formaldeharze bleiben wirkungslos.

Weitere Beispiele werden an Hand der beigefügten Schaubilder erläutert:

Beispie! 2

Die im Beispiel 2 und 3 dargestellten Haftbeurteilungen verstehen sich als Mittel aus mehreren Versuchsreihen und zeigen im wesentlichen das Bindungsvermögen der Festigkeitsträger in Abhängigkeit der Molverhältnisse auf. Für »blanken Stahl« wurden außer Federbandstahl auch Stahlseile 7 χ 3/0,15 verschiedener Hersteller untersucht Die Haftung dieser Corde entspricht im wesentlichen der im Beispiel 3 aufgezeigten Darstellung. Auch für blanke Stahlseile stellt das Molverhältnis ¹ :1 ein Haftoptimum dar.

Die Darstellung nach Beispiel 2 zeigt, daß für vermessingte Stahlseile ein Haftoptimum beim Molverhältnis Resorcin — Hexamethylentetramin von 1 :0,5 besteht, da hier Bindung bei allen Mengenverhältnissen erreicht wird. Mit einem Anstieg der Dosierungsverhältnisse ist für vermessingten Stahl eine Absenkung der Haftung verbunden. Darüber hinaus wird deutlich, daß mit ansteigenden Molverhältnissen Resorcin—Hexamethylentetramin — mit entsprechenden Obergängen — sich die Haftung verschlechtert und zur Haftiosigkeit führt Im Vergleich zum Beispiel 3 ist zu ersehen, daß der optimale Haftbereich für vermessingte Oberflächen und für blanken Stahl durch unterschiedliche Molverhältnisse bestimmt wird.

Beispiel 3

Die Darstellung nach Beispiel 3 zeigt, daß für blanken Stahl ein Haftoptimum beim Molverhältnis 1 .· 1 besteht 2,5 Resorcin - 6,5 Schwefel - Summe = 9,0 5,0 Resorcin - 2,0 Schwefel - Summe = 7,0 7,5 Resorcin - 0,0 Schwefel - Summe = 7,5 Nach dieser Darstellung kann für die anzuwendende Schwefeldosierung für alle zwischen Zß und 7,5 Teile Resorcin, auf Kautschuk bezogen, liegenden Dosierungen zusammenfassend folgende allgemeine Dosienmgsregel aufgestellt werden:

Für alle zwischen 2J5 und 7,5 liegenden Resorcindosieda hier alle Dosierungsverhältnisse eine praktisch gleiche Haftbeurteilung erhielten. Des weiteren ist ersichtlich, daß die Stahlbindung im Gegensatz zur Messingbindung mit ansteigendem Dosierungsverhält-) nis meistens verbessert wird. Deutlich wird auch, daß Mischungen zur Haftung an vermessingten Oberflächen, soweit diese Resorcin und Hexamethylentetramin enthalten und die Haftkomponenten dem am meisten praktizierten Molverhältnis von 1 :0,5 entsprechen, bindungsmäßig keine Zonen mit blankem Stahl abdecken können, da Messing und unplattinierter Stahl zur Haftung unterschiedliche Molverhältnisse erfordern.

Beispiel 4

Diese Darstellung zeigt, daß blanker Stahl beim Molverhältnis 1 :1 und darüber auch ohne Anwesenheit von Schwefel an Kautschukmischungen haftet, sofern der Resorcinanteil 7,5—10,0 Teile, auf Kautschuk bezogen, beträgt.

Dieser Darstellung ist weiter zu entnehmen, daß auch bei einer schwefelfreien Haftung von blankem Stahl an Gummi das Molverhältnis von 1 :1 bindungsmäßig optimal ist.

Beispiel 5

Im Beispiel 5 wird gezeigt, daß für vergleichbare Haftfestigkeiten die Faustregel gilt daß niedrige Haftvermittlerdosierungen hohe Schwefelmengen, hohe Dosierungen an Haftvermittler dagegen niedrige bzw. keine Schwefelmengen erfordern.

Diese Beziehung »hoch Harz — niedrig Schwefel, niedrig Harz — hoch Schwefel« kann in der Tendenz jedoch nicht vom Prinzip her hinsichtlich der aufgezeigten Darstellungen durch Heizzeit Vulkanisationstemperatur und durch Mischungsbestandteile, wie z. B. Verarbeitungshilfen geringfügige Abweichungen erfahren.

Die den Resorcinanteilen für eine sichere Haftung zugeordneten Schwefelmengen betragen für das Molverhältnis 1:1:

30

40

50 Mittel 8,0

rungen muß die Schwefelmenge so gewählt werden, daß zur Sicherheit deren Summe 8 beträgt

Zum Beispiel 3,5 Teile Resorcin erfordern 4,5 Teile Schwefel, Summe = 8. Eine Summe, die über 8 liegt verstärkt die Sicherheit der Bindung weiter.

Beispiel 6

Beispiel 6 zeigt, daß bei Anwendung der Beziehung »niedrig Harz — hoch Schwefel, hoch Harz — niedrig Schwefel« auch das bei herkömmlichem Scfawefelgehah praktisch wirkungslose Moh/erfaäJtms von 1 :0,5 für die

Für Zß Resorcin - 9,0 Schwefel - Summe = 11,5

5,0 Resorcin - 5,0 Schwefel - Summe = 10,0

7,5 Resorcin - 3,5 Schwefel — Summe = 11

10,0 Resorcin - 2,0 Schwefel - Summe = 12

Als Dosierungsfaustregel für alle zwischen 2$ und IO Teilen Resorcin liegenden Dosierungen gut hier, daB für eine sichere Bindung die Summe aus Resorcin und Stahlhaftung verwendet werden kann.

Für ausgezeichnete Bindefestigkeiten sind bei diesem Molverhältnis folgende Schwefelmengen erforderlich:

Mitteln

Schwefel, auf betragen muß.

Kautschuk bezögen, mindestens 11

Beispiel

Sehr gut

Haftbereich — vermessinqter Stahl

ν e r m. S tah IseiL

7x3 / O. 1 5

Gut

Haftung

Keine bzw. nicht aus reichendeHaftun

Molver - hält η i s

I : O.

1 :

1 : 1

: 1.2 5

·. 1.5

: 2

Mengen ver hältnis Resorc in: Hexamethylentetramin

2.5 5,0

1.6 3.2

10,0 6.4

2.5 2.4

5.0 7 ί,.θ

2.5 50 7.5
3 2 6.4 9.6

10 0 12 5

2.5 4 0

100
O 16.0

5
4. 8

5.0 7.5
9.6 14 L

2.5

4

5.0
8

Vulkan, 3O'l5db

Haftung

UEUBLtfcLl

Haftbereich- blanker Stahl

Federbandstahl

Sehr Gut

Gut

Haf tung

Keine bzw, nicht ausreichen de Haftung

Molverhältnis

:

1 : O. 7 I: 1

1 : 1.2 5

I : 2

Mengenver -

hahnIs Resorcin : Hexamethy -lentet ramin

2.5 5.0 7 5 10.0

1.6 3.2 4.8

2.5 5.0 7.5 2.4 4 8 7 2 2.5 5.0 75 lO.O
3.2 6.4 9 6 12.8

2.5
U O

5 0
8.0

75 10.0
12.0 160

2.5
4.8

5.0
9 ß

7 5 14.4

2.5 6.4

5ü 12.8

Vulkanisation 307150'C

Sehr Gut

Gut

Haftung

Keine bzw. nicht ausreichen de Haftung

Molverh ältni s

Mengenver -

hältnis Resorcin : Hexamethy -len t e tr α m in

VuI kanisation 30'/ 15O⁰C

Beispiel /♦ blanker Stahl

— leih w e f e t f r e ι e H af t m ischun gen

Feder band stahl

1 :

2.5

I.

5.0 3

7.5 4

10.0 6.4

2.5 3

7.5
9.6

0

ire

2.5

1.8

5.0 9.6

75

10.0 I9fl

Rezeptur Naturkautschuk RSS

Zink oxid aktive Kieselsäu r e

lOO

40

15 Q β

Beschleuniger

Sch we fe I

Resorcin vunauei

Hexamethylentetramin variabel

vari a be

Haftung

Beisp

el 5

Mode

5
6

0
L
0

Bl

ι

7 5
96
30

α π k

er

Sta

hi

I : I

Feder bandst ahl

tier - Schwef el

Men q

e η b e ζ i

5.0
6 4
2.0

Sehr gut

I ι

e

Haftver

ζ e ρ t u r

m i tt I e

eh u η q

Gut

r - Schwefe

: Haftver

Haftung

Keine bzw. η icht
aureichend e
Haftung

Molver h öl tn is

Mengenver hältn is
Resorc in
Hexame thy len -
t etramin
Schwe f el

Vulkanisa t ion
307 I 50° C

2
3
3

5
2
0

10 0
I 2.θ
3 0

7 5 10 0
9.6 2 8
0 0

mi I

2 5
3.2
6 5

Bezιe hun g

Beis

pie

I 6

1 : 0.

Ha

5

7
4
3

Blan

I

k

er St a

hl

Bez

fei

: 0 5

hederbandstahl

H aft uηq

5 0
3.2
3.0

M e η qe

nbeziehunq

5 0
3 2
5 0

Molver

hält

?zep t u

I: C

). 5

η is

Mode Ir«

ftve rm

5
8
0

ittl er - Schwe

Haf tv er mi tt

f

Sehr Gut

I

r

Gut

Haftung

Keine bzw. nicht
ausreichende
Haftung

Molverhältnis

2.!
1.6
3.

0

Mengenverhältnis
Resorcin
Hexamethylen
tetramin
Schwefel

7 5 10 0
4 8 6.4
35 2.0

Vulkanisation
307 150° C

!00
6 4
3 0

25
1.6
9.0

I er - Sc hw ef el

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Claims

Patentansprüche:

1. Kautschukmischung zur Direktbindung an metallischen Festigkeitr^rägern, bestehend aus Gemischen aus Natur- und/oder Synthesekautschuken, Füllstoffen. Verarbeitungshilfsmitteln, Vulkanisationsmitteln and als Haftkomponenten Resorcin und Hexamethylentetramin als Formaldehydspender, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Hexamethylentetramin etwa demjenigen des Resorcins entspricht oder aber über dem Anteil des Resorcins liegt, und zwar für die Molverhältnisse Resorcin : Hexamethylentetramin von 1 :0,75 bis 1 :2.

2. Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Hexamethylentetramin über demjenigen des Resorcins liegt, und zwar für die Molverhältnisse Resorcin : Hexamethylentetramin von 1 : 1 bis 1 : 2.

3. Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei üblichem Schwefelgehalt für die Molverhältnisse von 1 :0,75 bis 1:2 der Resorcingehalt der Kautschukmischung über 2,5 Teile, auf 100 Teile Kautschuk bezogen, beträgt.

4. Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Verzicht auf Schwefel einen Resorcinanteil von 7,5 und mehr aufweist, und zwar bei einem Molverhältnis der Haftkomponenten von 1 :1.

5. Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Molverhältnis von 1 : 1 ihr Resorcin- und Schwefelanteil mindestens die Summe von 7 Teilen ergibt.

6. Kautschukmischung zur Direktbindung an metallischen Festigkeitsträgern, bestehend aus Gemischen aus Natur- und/oder Synthesekautschuken, Füllstoffen, Verarbeitungshilfsmitteln, Vulkanisationsmitteln und als Haftkomponenten Resorcin und Hexamethylentetramin als Formaldehydspender, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Molverhältnis Resorcin : Hexamethylentetramin von 1 :0,5 ihr Resorcin- und Schwefelanteil mindestens die Summe von 10 Teilen, auf Kautschuk bezogen, ergibt.

7. Kautschukmischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei üblichem Schwefelgehalt für das Molverhältnis von 1 :0,5 der Resorcingehalt der Kautschukmischung bei 7.5 bis 10 Teilen, auf 100 Teile Kautschuk bezogen, liegt.