DE8615191U1

DE8615191U1 - Gummibahn

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Publication number: DE8615191U1
Application number: DE8615191U
Authority: DE
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1986-09-11

Description

(904/2 Px) - 2 - 5.8.1986

Gummibahn

Die Neuerung bezieht sich auf eine Gummibahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dem Verkleben von polymeren Werkstoffen nach DIN 7724 untereinander oder mit nichtpolymeren Werkstoffen ist in den vergangenen Jahren im Rahmen zahlreicher Publikationen sehr viel Aufmerksamkeit gewidmet worden, wobei in der kautschuk- bzw. gummiverarbeitenden Industrie insbesondere das Verkleben von Naturkautschuk (NR)₁ Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren (EPDM), Butadien-Styrol-Copolymeren (3BR), Chloropren (CR) und Butadien-Acrylnitril-Copolymeren (NBR) oder Verschnitten davon im Vordergrund stand. Ein kleines, aber nicht unbedeutendes Teilgebiet befaßte sich dabei mit dem Verkleben von Form- und Flächenartikeln auf der Basis von EPDM untereinander oder mit anderen Form- und Flächenartikeln, zumal sich die witterungsbeständigen EPDM-Kautschuke nur außerordentlich schwer verleimen bzw. verkleben lassen. Die folgende Übersicht soll nun einmal Jen Stand der Technik verschiedener Haftsysteme darlegen, wobei die Grenzen dieser Haftsysteme aufgezeigt werden.

1) Kalandrierte Haftsysteme

Kalandierte Haftsysteme (z. B. Platten) werden häufig in der Kautschuk- bzw. Gummiindustrie eingesetzt (DE-OS 24 43 272). Allerdings spielen die Herstellungskosten dieser Systeme am Kalander eine große Rolle bei dsr Kalkulation

des.Artikels.

/3

904 PX ·* -"3 ->" " 3,6,1986

Die Anforderungen, die an derartige Haftsysteme bei der Herstellung von Gümmiäftikelrt mit Verstärkungseinlagen gestellt werden, u, z, bezüglich ihres Fließverhältehs und ihrer Handhabbarkeit sind außerordentlich widersprüchlich und hoch. So müssen die Mischungen für -die Handhabung beim Aufbringen auf den Rohling eine sehr größe Röhrfestigkeit aufweisen, müssen andererseits während der Vulkanisation ein gutes FließVBrhalt-sn aufweisen, um in die Fadenlücken der Verstärkungseinlagen eindringen zu können und eine sicheren Verband zwischen Innen- und Außengummi zu gewährleisten .

2) Haft.remente

Der Einsatz von Haftzementen ist auf wenige Anwendungsbereiche beschränkt und für das zuverlässige Verbinden von EPDM-Artikeln wenig geeignet,

3) Haftlösungen

In der AT-PS 340 548 und in der DE-OS 33 06 438 wird das Verkleben von Artikeln aus EPDM beschrieben, u. z. in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln, wobei die Kleber thermoplastische Eigenschaften haben. Folgende Lösungsmittel werden dabei eingesetzt.

a) aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol, Touol, Xylol, Chlorbenzol) und aromatische Kohlenwasserstoffharze

b) chlorierte Kohlenwasserstoffe (Tetrachlorkohlenstoff, Dichlormethan, Trichlorethan, Trichlorethylen)

c) sonstige Lösungsmittel (Tetrahydrofuran, aliphatische Kohlenwasserstoffharze)

/4

• i
• ·

904 PX

3,6.1986

Diese Lösungsmittel sind nicht nur teuer Und brennbar (LösUngsmittelgruppen a Und c), sondern stellen aufgrund ihrer Toxizität auch eine beträchtliche Umweltbelastung dar, da die verdunstenden Lösungsmittel in die Umgebungslust des Arbeitsplatzes gelangen können. Zur Vermeidung müssen in der Regel explosionsgesicherte Absaugeinrichtungen installiert werden. Voraussetzung für die Erzeugung eines einwandfreien näftvsrbup.des ist- weiterhin eine nahezu vollständige Ablüftung der flüchtigen Lösungsmittel, da sie anderenfalls im Schlauchverbund während der Vulkanisation zu Fehlstellen durch Blasenbildung im Verbund führen können.

4) Lösungsmittelfreie Haftsysteme

Aus der DE-OS 33 06 439 ist nun ein lösungsmittelfreies Haftsystem für EPDM-Artikel bekannt. Allerdings ist dieser thermoplastische Schmelzkleber speziell für die Herstellung von Dichtungsbahnen aus EPDM entwickelt worden.

5) Haftsysteme auf der Basis von Polychloropren

Ein besonderes Kapitel wird nun den Klebstoffmischungen gewidmet, die Polychloropren enthalten. Diesbezüglich gibt es zahlreiche publizierte Arbeiten. Die Mischungen enthalten Harze (aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffharze) und anorganische sowie organische Zusätze. Es gibt zwei Gruppen dieser Klebstoffmischungen

a) Der Klebstoff ist in organischen Lösungsmitteln aufgelöst oder dispergiert (DE-AS 17 94 138, DE-AS 21 20 906, DE-PS 21 28 841, DE-AS 23 54 954, DE-PS 24 16 443, DE-OS 30 28 6S3). Auf die damit verbundene Problematik ist bereits ausführlich eingegangen worden.

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!tilt f » «ff ti ,,

b) Der Klebstoff bildet im wässrigen Medium (zumeist alkalisch) eine Emulsion (DE-PS 21 44 097, DE-AS 23 58 238, DE-AS 24 20 684, DE-OS 25 49 150, DE-OS 30 25 077). Eine derartige Emulsion ist aber für das Verkleben Kautschuk- bzw. Gummiartikeln kaum geeignet .

Aufgebe der Neuerung ist es nun. ein Haftsystem zu entwickeln, das für eine breite Basis von Kautschuk- bzw. Gummitypen wie EPDM, SBR, CR und NBR einen zuverlässigen Verbund gewährleistet und für die Herstellung von Gummibahnen mit Verstärkungseinlagen geeignet ist. Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Haftpaste mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Es wurden also Versuche aufgenommen auf Basis von flüssigem Polychloropren in reiner Form, aber auch in Form von Verschnitten mit normalem Festkautschuk. Ergänzend dazu wurden Versuche mit einem bei etwa 50⁰C schmelzendem und bei 70⁰C flüssigem Necpren, ebenfalls einem Polychloropren, durchgeführt. Dieses Material ist die Basis für Pasten, die bei recht niedriger Temperatur von ca. 50 bis 60° pastös werden. Auch dieses Material wurde sowohl rein als auch im Verschnitt mit Festkautschuk verarbeitet.

Die angeführten Mischungen (Tabelle I) waren vorgesehen für die Haftverbindung zwischen SBR, NBR, EPDM und NR-Mischungen. Beste Ergebnisse bis zu Haftwerten von > 6,5 daN/cm Schälfestigkeit wurdne an einem SBR-/NR-Verschnitt (Gewichtsverhältnis 80/20) erreicht.

• (ItI fl ·«·» β· »I

·- 6· - · · ■ · 3.6.198G

Die Mischungen können neben den genannten Polymeren noch helle FüllstoffB j wie ί> B. Titandioxid, Kreide, Bariumsulfat j Kaolin, Kieselsärue oder ändere enthalten; daneben Ruße, wie z. B. Acetylen Ruß« Dazu kommen übliche Mischungsingredienzien, Wie Alterungsschutzmittel, Ve?netzefäktivatoren, Weichmacher, Zinkoxid, Beschleuniger und schließlich auch Haftvermittler. Die Verarbeitung konnte bei 60⁰C in Pastenform ·vorgenommen Werder?,

Die Tabelle zeigt nun verschiedene Mischungen in Gew.^%, •^1! Wobei eine Herstellungs- und Verärbeitungshewertung vorgenommen wird. Außerdem ist beispielsweise die Schälfestigkeit zwischen einem SBR/NR-Verschnitt (Gewichtsverhältnis 80/20) Und dem Festigkeitsträger angegeben.

/7

- 7 -Tabelle I

Polychloropren (flüssig bei RT)	100	40	60	60	60	20	3	2	-	5	-	-	-	-	25	-	-	-	-	-	-	-
Polychloropren (fest bei RT)	-	60	40	40	40	-	-	-	-	1 1	-	50	20 30	-	-	-	-	-	-
Polychloropren (flüssig bei 7O⁰C)	-	-	-	-	- 100	15	100 100	10 10		100 100		2 2	100	100	100	100	50	50
Polyoctenylen	-	-	-	-	-	10 10	_	-	-	_	-	-	-	-	50	50
Polyol	-	-	-	-	-	4	-	-	-	-	-	-	10	-	-
Titandioxid	20	20	20	20	20	1,5 -	• _	-	-	-	-	-	-	-	-
Kreide	65	65	65	65	65	1	-	10	40	30	30	30	-	-
Bariumsulfat	-	-	-	-	-	-	-	50	50	100	100	-	-
,Kaolin	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Z ,Kieselsäure	3	3	3	3	20 20	1 1	-	-	-	-	-	-
;~Äctylenruß	-	-	-	-	-	-	30	30	30	30	20	20
.Alterungsschutzmittel	-	-	-	-	2 2	2	2	2	2	2	2
„"Silan,	-	-	-	-	3	-	-	-	-	-	-
~"aron. Mineralölweichmacher	-	-	-	-	10	-	10	-	-	-
. „Esterweichmacher	15	15	15	15	-	-	-	-	-	-
•ZnO	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
- Aifinbeschleuniger 1	4	4	4	4	-	-	-	-	-	0,5
""VÄitdnbeschleuniger 2	3	3	3	3	-	-	-	-	-	1
'' Thioharnstoffbeschleuniger-	-	-	-	-	1	1	1	1	1	1
Haftvermittler-	-	-	-	5	-	-	-	-	-	-

Herstellung bei +80⁰C a b*

Verarbeitung bei +60⁰C C d Schälfestigkeit (da M/cm)

1/7^f>

ta * I

a) befriedigend

b) gut

c) zu dünn

d) zu dick

e) Trennung von der Mischung (Adhäsionsbruch)

f) Trennung vom Gewebe (Adhäsionsbruch)

g) Kohäsionsbruch

Geeignet sind also Haftpasten, die einen Kohäsionsbruch aufweisen.

Es wurden nun auch Mischungen auf Basis von Polyoctylenen aufgebaut, u. a. im Verschnitt mit SBR oder NR, aber auch mit EPDM und flüssigem Nitrilkautschuk oder Chlorkautschuk.

Auch mit diesen Mischungen ließen sich gute Haftwerte,

insbesondere zur SBR-/NR-Mischung (Gewichtsverhältnis 80/20)

mit Haftwerten > 6,6 daN/cm und > 6,3 daN/cm zu einer EPDM-Mischung erreichen.

Die Mischungen enthalten außer den genannten Polymeren auch helle Füllstoffe, sowie Weichmacher, aber auch Haftungsaktivatoren, wie Silane und Polyole; daneben Zinkoxid und Beschleuniger, sowie Schwefel und Haftvermittler .

Die Herstellung der Mischung erfolgte ebenfalls bei 80⁰C im Lösungskneter. Die Verarbeitung in Form von Pasten war bei 60⁰C möglich.

Die Tabelle II vermittelt nun diesbezüglich verschiedene Mischungsreihen.

/9

Tabelle II

Polyoctenylen 1 80 -

Polyöctenylen 2 - 80

Polyoctenylen 3 -

Polyöctenylen 4 - -

NBR Cflüssig)

Chlorkautschuk

Kieselsäure

Acetylenruß

Silan 1,3 1,3

Polyol 1,6 1,6

arom. Mineralölweichmacher 20 20

Napntenischer Mineralöl-■weichmacher

ZnO 5 5

Haftvermittler 5,7 5,7

60

80

80 60 80 80 40

20 20 20 20 20 ?0 40

40	80	60	_	_	_	_
_	_	-	60	40	60	60
40	-	40	40	60	_	30
20	20

100

25 25 25

25 25 25 25 25 25 25

25 15

1,3 1,3 3,8 - 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3
1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6

40

15 15 '.

1,6 1,6 1,6

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 30

20

5555555555555 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7

Herstellung bei +80⁰C
Verarbeitung bei +80°C

aabbabbbbbaa hhhbhhbbbaaj

b b b b b b

Schälfestigkeit (daN/cm) zwischen' SBR/NR-Mischung und Festigkeitsträger

EPDH und Festigkeitsträger

>3,77^g)

>3,0B^g)>2,36⁹⁾ >l,

>3,22^g) XJ₁To⁹^ 5,4θΡ >6,6ü^ >6,07^s) -

- >6,27⁹⁾ - >2,56⁹⁾

a) bis g) siehe Tabelle I h) ungenügend i) ausreichend /10

904/2 Px ) · '"·.·: !!'-MOi¹M". 3.6.1986

flit* ti 11 Il ir

Die Neuerung wird nun andhand einer schematischen Zeichnung beispielsweise beschrieben.

Die einzige Fig. zeigt dabei eine Gummibahn 1, die aus der Oberplatte 2, dem Festigkeitsträger 3 und der Unterplatte 4 besteht. Die Ober- und Unterplatte ist über die Haftpaste 5 miteinander verbunden.

Claims

Ansprüche

1) Gummibahn mit Verstärkungsei-ilagen, wobei die einzelnen Lagen (z.B. Innen- und Außenlage) durch ein Haftsystem miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das vulkanisierbare Haftsystem als lösungsmittelfreie Haftpaste auf der Basis von flüssigen oder niedrig schmelzenden Polychloroprenen oder von Polyoctenylenen beruht.

2) Gummibahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polychloroprene im Haftsystem in reiner Form, aber auch in Form von Verschnitten mit normalem Festkautschuk vorliegen.

3) Gummibahn nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polychloroprene mit Polyoctenylenen verschnitten sind.

4) Gummibahn nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polychloroprene bei Raumtemperatur (RT) oder erst oberhalb 70⁰C flüssig sind.

5) Gummibahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyoctenylene mit SBR, EPDM, flüssigem Nitrilkautschuk und/oder Chlorkautschuk verschnitten sind.

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