DE1594165A1 - Adhesive for bonding rubber to materials - Google Patents
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Description
Haftmittel für die Bindung von Kautschuk auf Werkstoffen. Adhesive for bonding rubber to materials.
Haftmittel auf Basis von Copolymerisaten von Vinylpyridinen mit Dienen sind bekannt. Mit derartigen Copolymerisaten lassen sich haftfeste Bindungen zwischen verschiedenen Kautschukarten herstellen. Um haftfeste Bindungen von Kautschuk an Metallen unter Verwendung von Vinylpyridincopolymerisaten herbeizufUhren, ist es bekannt, diese Copolymerisate in Kombination mit einer Haftgrundierung für Metalle zu verarbeiten, oder die Copolymerisate chemisch zu modifizieren.Adhesive based on copolymers of vinyl pyridines with dienes are known. With copolymers of this type, strong bonds can be established between produce different types of rubber. To make strong bonds of rubber It is to produce metals using vinyl pyridine copolymers known, these copolymers in combination with an adhesive primer for metals to process, or to modify the copolymers chemically.
Nach einem bekannten Vorschlag werden Butadienvinylpyridinoopolymerisate mit einem sauren Stoff zur Reaktion gebracht und das in dieser Weise modifizierte Reaktionsprodukt als Haftmittel zur Bindung von Gummi auf Metall verwendet. Ein solches Haftmittel führt nicht in allen Prallen zu außreichenden Haftfestigkeitswerten und begünstigt auch Korrosionserscheinungen auf dem metallischen Unte-grund. Die in Kombination mit dem Vinylpyridmin-Copolymerisat verwendeten bekannten Haftgrundierungen basieren meist auf halogenierten Polymeren. Solche Haftgrundierungen können sowohl als Vorstrich auf den Werkstoff aufgetragen werden, wie auch dem Haftmittel auf Basis eines Vinylpyridin Copolymerisates zugesetzt werden.According to a known proposal, butadiene vinyl pyridino polymers are used reacted with an acidic substance and modified in this way Reaction product used as an adhesive to bond rubber to metal. A such adhesive does not lead to inadequate adhesive strength values in all collisions and also promotes corrosion on the metallic Underground. The known primers used in combination with the vinylpyridmin copolymer are mostly based on halogenated polymers. Such primers can be both be applied as a primer on the material, as well as the adhesive Based on a vinyl pyridine copolymer are added.
Die bekannten Haftmittel weisen noch verschiedene Nachteile auf, sei es, dass sie zu unerwünschten Korrosionserscheinungen der metallischen Grundflächen und damit zu einer Haftminderung führen, oder dass beispielsweise die für den Einechichten-Auftrag zu verwendenden Haftmittel nur eine für die Praxis ungenügende Lagerstabilität aufweisen.The known adhesives still have various disadvantages, be it it that they lead to undesirable signs of corrosion of the metallic base surfaces and thus lead to a reduction in adhesion, or that for example for the one-layer application Adhesives to be used only have inadequate storage stability in practice.
Bei Verwendung einer Haftgrundierung it also nur mit einem Zweischichtverfahren eine absolut sichere Verarbeitung gewährleistet. Es ist aber wünschenswert, ein Haftmittel zu verarbeiten, das bereits die Eigenschaften einer Haftgrundierung besitzt und somit als Einschicht-Haftmittel eingesetzt werden kann, oder das bei verbewerten Hafteigenschaften keine korrosiven Wirkungen auf den metallischen Baitgrund ausübt und das ferner eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit Mitteln für die Haftgrundierung besitzt, ohne da eine Beeinflussung der Verarbeitungseigenschaften oder der Lager stabilität bewirkt wird.When using an adhesive primer, it is only done with a two-layer process an absolutely safe processing guaranteed. But it is desirable to have a Process adhesive that already has the properties of an adhesive primer and thus can be used as a single-layer adhesive, or that at verewerten Adhesive properties has no corrosive effects on the metallic bait base and also excellent compatibility with primer agents without influencing the processing properties or the bearings stability is brought about.
Die Erfindung löst diesse Aufgabe dadurch Bereitstellung eines Haftmittels/auf Basis eins Tinylpyridincopolymerisateat bestehend aus einem mit eines organischen Peroxyd behandelten Copolymerisat von Vinylpyridin und/oder alkylsubstituiertem V'inylpyridin mit einem, 4 bis 6 C-Atome aufweisenden Dien und gegebenenfalls mit einem, eine äthylenisch ungesättigte Bindung enthaltenden Monomeren, in einem organischen Lösungsmittel.The invention solves this problem by providing an adhesive Basis one Tinylpyridincopolymerisateat consisting of one with one organic Peroxide-treated copolymer of vinyl pyridine and / or alkyl-substituted Vinylpyridine with a diene having 4 to 6 carbon atoms and optionally with one, an ethylenically unsaturated bond containing monomer, in an organic Solvent.
Das erfindungagemässe Haftmittel ist in dem organischen Lösungsmittel zweckmässig in einer Menge von 2 - 25 %, vorzugsweise 5 bis 15 % enthalten. Als Lösungsmitel werden die ftlr derartige Zwecke an sich bekannten organischen Lösungsmittel verwendet, wie Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Tetrachlorkohlenstoff, Perchloräthylen, Aceton, Methyläthylketon, Ithylacetat, Butylaoetat.The adhesive according to the invention is in the organic solvent expediently contained in an amount of 2 to 25%, preferably 5 to 15%. as Solvents are the organic solvents known per se for such purposes used such as toluene, xylene, chlorobenzene, carbon tetrachloride, perchlorethylene, Acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate.
Geeignete, mit dem Vinylpyridin oder alkylsubstituierten Vinylpyridin copolymerisierbare Diene mit 4 bis 6 C-Atome sind Isopren, Butadien-1,3, Butadien-1,2 und 2,3-Dimethylbutadien-1,3. Ei können aber auch in gleicher Weise die Halogenderivate des Butadiens copolymerisiert werden.Suitable vinyl pyridine or alkyl-substituted vinyl pyridine copolymerizable dienes with 4 to 6 carbon atoms are isoprene, 1,3-butadiene and 1,2-butadiene and 2,3-dimethylbutadiene-1,3. However, the halogen derivatives can also be used in the same way of butadiene are copolymerized.
Unter diesen haben sich 2-Chlorbutadien-1,3 und 2,3-Dichlorbutadien-1,3 Verwiesen. Vals geeignet Neben Vinylpyridin können auch alkylsubstituierte Vinylpyridine wie 2-Methyl-5-vinylpyridin, *) zurBindung von Kautschuk auf metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen 2-ithyl-5-vinylpyridin und 6-Methyl-2-vinylpyridin eingesetzt werden. Nach vorliegenden Beobachtungen beeinflussen die Alkylsubstituenten die Lösungsieigenschaften der Copolymerisate und somit auch die Verarbeitungseigenschaften der daraus hergestellten Haftmittel. Solche alkylsubstituierten Vinylpyridine weisen Seitenketten mit einer kleinen Anzahl von C-Atomen auf.Among these are 2-chlorobutadiene-1,3 and 2,3-dichlorobutadiene-1,3 Referred. Also suitable In addition to vinyl pyridine, alkyl-substituted vinyl pyridines can also be used like 2-methyl-5-vinylpyridine, *) for bonding rubber to metallic and non-metallic Materials 2-Ithyl-5-vinylpyridine and 6-methyl-2-vinylpyridine are used will. According to available observations, the alkyl substituents influence the Solution properties of the copolymers and thus also the processing properties of the adhesives made from them. Such alkyl-substituted vinylpyridines have Side chains with a small number of carbon atoms.
In dem erfindungsgemässen Haftmittel können die Copolymerisate neben den Vinylpyridinen und Dienen noch aus anderen polymerisierbaren Monomeren, vorzugsweise solchen mit äthylenischen Bindungen aufgebaut sein. Als geeignete derartige Monomere kommen vinylsubstituierte Aromaten wie Styrol, ferner Acrylnitril, Acrylsäure- und Methacrylsäureester, wie s. B. die des Methyl- und Äthylalkoholssss oder ungesättigte Carbonsäuren wie Fumarsäure, Itaconsäure, Acrylsäure und Methacrylsäure in Frage.In the adhesive according to the invention, the copolymers can in addition to the vinyl pyridines and dienes from other polymerizable monomers, preferably those with ethylenic bonds. As suitable such monomers come vinyl-substituted aromatics such as styrene, also acrylonitrile, acrylic acid and Methacrylic acid esters, such as those of methyl and ethyl alcohol, or unsaturated ones Carboxylic acids such as fumaric acid, itaconic acid, acrylic acid and methacrylic acid in question.
Dem erfindungsgemässen Haftmittel können ferner in an sich bekannter Weise noch weitere Polymere mit bekannten Hafteigenschaften einverleibt werden, beispielsweise Chlorkautschuk, Polychloroprenkautschuk, chlorierter cis-Polyisoprenkautschuk.The adhesive according to the invention can also be known per se Way, further polymers with known adhesive properties can be incorporated, for example chlorinated rubber, polychloroprene rubber, chlorinated cis-polyisoprene rubber.
Als mit dem Haftgrund - vorzugsweise metallischenzu verbindenden Kautschuk eignen sich sowohl Natur- als auch Synthesekautschuk, beispielsweise Styrol-Butadien-Kautschuk, cis-Polyisopren, cis-Polybutadien, Polychloroprenkautschuk und Verschnitte aus diesen Elastomeren untereinander und mit anderen.As rubber to be connected to the primer - preferably metallic Both natural and synthetic rubber, for example styrene-butadiene rubber, are suitable, cis-polyisoprene, cis-polybutadiene, polychloroprene rubber and blends of these elastomers with each other and with others.
Mit dem erfindungsgemässen Haftmittel können die Fläohen nichtmetallischer Werkstoffe wie Phenolharze, Polyester, Polyamide, Epoxydharze, Acetagharze, Holz, Glasfasern, wie auch metallische Flächen haft fest mit Kautschuk-Mischungen unter den Bedingungen der Vulkanisation verbunden werden. Haftfeste Verbindungen lassen sich auf Metallen wie Aluminium, Messing, Blei, Magnesiumlegierungen wie auch auf Eisenmetallen und Edelstählen erzielen.With the adhesive according to the invention, the surfaces can be more non-metallic Materials such as phenolic resins, polyester, polyamides, epoxy resins, acetal resins, wood, Glass fibers, as well as metallic surfaces, adhere firmly with rubber mixtures underneath the conditions of vulcanization. Leave firm connections on metals such as aluminum, brass, lead, magnesium alloys as well Achieve ferrous metals and stainless steels.
Zur Vorbereitung der metallischen Oberflächen genügt hierbei in bekannter Weise die Aufrauhung durch Sandstrahlung und Entgfettung mit einem organischen Lösungsmittel.To prepare the metallic surfaces, it is sufficient to use a known method Way the roughening by sandblasting and degreasing with an organic solvent.
Zur Herstellung des erfindungsgemässen Haftmittels wird das der Behandlung mit dem organischen Per oxyd zu unterziehende, z. 3. Butadienvinylpyridincopolymerisat in einem organischen Lösungsmittel wie Toluol, Xylol, Chlorbenzol oder Tetrachlorkohlenstoff gelöst. Die Konzentration des Copolymerisats soll hierbei zweckmässig zwischen 5 % und 15 % liegen. Als organische Peroxyde eignen sich z .B. Diisopropylbenzolmonohydroperoxyd, Cumolhydroperoxyd, Dicumylperoxyd, Lauroylhydroperoxyd und p-Menthanhydroperoxyd. Diese Peroxyde werden in Mengen von 5-30 %, bezogen auf das Oopolymerisat, eingesetzt.The treatment is used to produce the adhesive according to the invention with the organic per oxide to be subjected to, z. 3. Butadiene vinyl pyridine copolymer in an organic solvent such as toluene, xylene, chlorobenzene or carbon tetrachloride solved. The concentration of the copolymer should expediently be between 5 % and 15% are. Suitable organic peroxides are, for example. Diisopropylbenzene monohydroperoxide, Cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, lauroyl hydroperoxide and p-menthane hydroperoxide. These peroxides are used in amounts of 5-30%, based on the copolymer.
Es können auch höhere Dosierungen, die weit über 100 % liegen können, verwendet werden. Wesentlich höhere Dosierungen verkürzen etwas die Reaktionszeit, bringen aber sonst keine nennenswerten Vorteile. Die Oxydationsreaktion kann zwischen Raum- und Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels erfolgen, wobei die optimale Temperatur Jeweils durch die Reaktivität des verwendeten Peroxyds bestimmt wird. In verständlicher Weise hängt somit die Reaktionsdauer ebenso von der Texperatur, wie auch von der Konzentration der Polymerlösung ab.Higher dosages, which can be well over 100%, can also be used. be used. Significantly higher dosages shorten the reaction time somewhat, but otherwise do not bring any noteworthy advantages. The oxidation reaction can take place between Room and boiling temperature of the solvent used take place, with the optimal Temperature is determined in each case by the reactivity of the peroxide used. Understandably, the reaction time also depends on the temperature, as well as the concentration of the polymer solution.
Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail on the basis of the examples below.
Beispiel 1 = Von einem Copolymerisat aus 25 Teilen 2-Methyl-5-Vinylpyridin und 75 Teilen Butadien wurde eine 10%ige Lösung in Tetrachlorkohlenstoff hergesteXt. Der Lösung wurden allmählich im Verlauf von 2 Stunden 8 % Diisopropylbenzolmonohydroperoxyd, bezogen auf Trockensubstanz, zugesetzt und die Lösung 24 Stunden unter RUckfluss gekocht. Mit der Lösung des oxydierten Produktes wurden Naturkautschukmischungen zur Haftung an Ausseniflächen gebracht. Hierzu wurden 10 cm2 grosse Eisenscheiben sandgestrahlt und entfettet und sodann lit der Lösung des oxydierten Copolyierisats bestrichen. Bauch Trocknung dieter Schicht wurde eine Naturkautschuk-Mischung folgender Zusammensetsung Smoked Scheets 100 Stearinsäure 1 Zinkoxyd 10 Phenyl-ß-naphthylamin 1 Schwefel 2,5 Extenderöl 2 Nadelholzteer 0,2 HAF-Ruß 46 Dibenzothiazyldisulfid 1 , 16 Diphenylguanidin 0,17 bei 1430 C und 70 kpcm 2 in 30 Min. aufvulkanisiert.Example 1 = From a copolymer of 25 parts of 2-methyl-5-vinylpyridine and 75 parts of butadiene, a 10% solution in carbon tetrachloride was prepared. The solution gradually became 8% diisopropylbenzene monohydroperoxide over the course of 2 hours, based on dry matter, added and the solution refluxed for 24 hours cooked. Natural rubber mixtures were formed with the solution of the oxidized product made to adhere to external surfaces. For this purpose, 10 cm2 large iron disks were used sandblasted and degreased and then lit the solution of the oxidized copolymer coated. Belly drying the layer was a natural rubber mixture following Composition Smoked Scheets 100 stearic acid 1 zinc oxide 10 phenyl-ß-naphthylamine 1 sulfur 2.5 extender oil 2 softwood tar 0.2 HAF carbon black 46 dibenzothiazyl disulfide 1.16 Diphenylguanidine 0.17 vulcanized on at 1430 C and 70 kpcm 2 in 30 minutes.
Mit dem erfindungsgemäss hergestellten Haftmittel wurde eine Haftfestigkeit von 55 kp/cm2 erzielt, während unter den gleichen Bedingungen ein nicht-oxydiertes Produkt eine Haftfestigkeit von 16 kp/cm2 ergab.With the adhesive prepared according to the present invention, adhesive strength was obtained of 55 kp / cm2, while under the same conditions a non-oxidized Product gave a bond strength of 16 kgf / cm2.
Beispiel 2 ========================== Eine 15% ige Lösung eines Copolymericats aus 25 Teilen 2-Methyl-5-Vinylpyridin, 65 Teilen Butadien und 10 Teilen Styrol in Toluol wurde mit 12 , Diisopropylbenzolmonohydroperoxyd versetzt und 48 Stunden auf 50 °C erwärmt. Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde eine Naturkautschukmischung zur Haftung gebracht. Die Haftfestigkeitsprüfung ergab unter Verwendung des orydierten Polymeren 44 kp/ca2 und unter Verwendung eines nichtoxydierten Polymeren 14 kp/cm2.Example 2 ========================== A 15% solution of a copolymer from 25 parts of 2-methyl-5-vinylpyridine, 65 parts of butadiene and 10 parts of styrene in Toluene was mixed with 12, diisopropylbenzene monohydroperoxide and 48 hours heated to 50 ° C. As described in Example 1, a natural rubber mixture was used brought to liability. The adhesion test was determined using the orydated Polymers 44 kp / ca2 and using a non-oxidized polymer 14 kp / cm2.
Beispiel 3 Einer 5%igen Lösung eines Copolymerisates aus 50 % Vinylpyridin und 50 % 2,3-Dichlorbutadien-1,3 in Toluol wurde 25 % Peroxyd zugesetzt und das Reatkionsgemisch 8 Stunden auf 50° erhitzt. Unter Verwendung dieser Lösung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben, eine Naturkautschukmischung zur Haftung gebracht.Example 3 A 5% solution of a copolymer of 50% vinyl pyridine and 50% 2,3-dichlorobutadiene-1,3 in toluene, 25% peroxide was added and that Reaction mixture heated to 50 ° for 8 hours. Using this solution was as described in Example 1, a natural rubber mixture made to adhere.
Die Haftfestigkeitsprüfung ergab unter Verwendung des oxydierten Copolymerisates einen Haftfestigkeitswert von 65 kplem2 und bei Verwendung eines nicht-oxydierten Oopolyierisates von 35 kp/cm2.The adhesion test showed using the oxidized copolymer a bond strength value of 65 kplem2 and when using a non-oxidized Oopolyierisates of 35 kp / cm2.
Beispiel 4 Einer 5 %igen Lösung einse Copolymerisates aus 25 % 2-Athyl-5-Vinylpyridin und 75 ffi 2,3-Dichlorbutadien-1,3 in Toluol wurden 25 % Diisopropylbenzolmonohydroperoxyd zugesetzt und die Lösung 60 Stunden auf 40 °C erwärmt. Mit dieser Lösung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben, eine Naturkautschukmischung zur Haftung gebracht. Unter Verwendung des oxydierten Polymeren wurde ein Haftfestigkeitswert von 60 kp/cm2, unter Verwendung eines nichtoxydierten Polymeren, ein Haftfestigkeitswert von nur 40 kp/cm2 erzielt.Example 4 A 5% solution of a copolymer of 25% 2-ethyl-5-vinylpyridine and 75 ffi of 2,3-dichlorobutadiene-1,3 in toluene became 25% diisopropylbenzene monohydroperoxide added and the solution heated to 40 ° C for 60 hours. With this solution became like described in Example 1, brought a natural rubber mixture to adhesion. Under Using the oxidized polymer, an adhesive strength value of 60 kp / cm2, using a non-oxidized polymer, an adhesive strength value of only 40 kp / cm2 achieved.
Beispiel 5 ====================== Aus 25 Teilen des nach Beispiel 1 oxydierten Copolymerisates, aus 25 Teilen 2- Methyl-5-vinylpyridin und 75 Teilen Butadien und 75 Teilen eines nichtoxydierten Copolymerisates aus 25 Teilen 2-Methyl-5-vinylpyridin und 75 Teilen Butadien wurde eine 10%ige Lösung in Toluol hergestellt.Example 5 ======================= From 25 parts of the example 1 oxidized copolymer, from 25 parts of 2-methyl-5-vinylpyridine and 75 parts Butadiene and 75 parts of a non-oxidized copolymer of 25 parts of 2-methyl-5-vinylpyridine and 75 parts of butadiene, a 10% solution in toluene was made.
Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde mit dieser Lösung eine Naturkautschukmischung zur Haftung gebracht. Bei der haftfestigkeitsprüfung wurden Haftfestigkeitswerte von 78 kp/cm2 ersielt.As described in Example 1, this solution was used to produce a natural rubber mixture brought to liability. In the adhesion test, adhesion values were determined of 78 kp / cm2.
Beispiel 6 ====================== Es wurde eine 15% ige Lösung eines Haftmittels folgender Zusammensetzung hergestellt: 20 Teile Chlorkautschuk, 10 Teile oxydiertes Copolymerisat nach Beispiel 1, 10 Teile nichtoxydiertes Copolymerisat von Beispel 1 Mit dieser Lösung wurde,wie in Beispiel 1 beschrieben, eine Naturkautschukmischung zur Haftung gebracht.Example 6 ======================= It was a 15% solution of a Adhesive made of the following composition: 20 parts chlorinated rubber, 10 parts oxidized copolymer according to Example 1, 10 parts of non-oxidized copolymer von Beispel 1 As described in Example 1, this solution was used to produce a natural rubber mixture brought to liability.
Bei der Haftfestigkeitsprüfung wurde mit dies ei Haftmittel ein Haftfestigkeitswert von 80 kp/am2 ersielt.In the adhesive strength test, this adhesive agent was used to obtain an adhesive strength value of 80 kp / am2.
Beispiel 7 ===================== Es wurde eine i5,'ige Lösung eines Haftmittels in Toluol folgender Zusammensetzung hergestellt: 50 Teile Chlorkautschuk 50 Teile oxydiertes Copolymerisat nach Beispiel 1.Example 7 ===================== A solution of a Adhesive made in toluene of the following composition: 50 Parts of chlorinated rubber 50 parts of oxidized copolymer according to Example 1.
Mit dieser Lösung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben, eine Naturkautschukmischung zur Haftung gebracht. Bei der Haftfestigkeitsprüfung wurden Haftfestigkeitswerke von 95 kp/cm2 erzielt.As described in Example 1, this solution was used to produce a natural rubber mixture brought to liability. In the adhesive strength test, adhesive strength works were used of 95 kp / cm2 is achieved.
Beispiel 8 Es wurde ein Haftmittel folgender Zusammensetzung hergestellt: 7,5 Teile Copolymerisat aus 25 Teilen 2-Methyl-5-vinylpyridin und 75 Teilen Butadien - 1,3.Example 8 An adhesive was prepared with the following composition: 7.5 parts of a copolymer of 25 parts of 2-methyl-5-vinylpyridine and 75 parts of butadiene - 1.3.
2,5 Teile naoh Beispiel 1 oxydiertes Copolymerisat 5,o Teile Chlorkautschuk 75,0 Teile Äthylacetat Während bei einem Haftmittel, das kein oxydiertes Copolymerisat enthält (A), die Viskosität rasch ansteigt und so schon in kurzer Zeit eine Verarbeitung unmöglich macht, ist, wie die folgenden Werte zeigen, die Viskosität des vorliegenden Haftmittels (B) nahezu konstant geblieben. 2.5 parts, as in Example 1, of oxidized copolymer 5, o parts of chlorinated rubber 75.0 parts of ethyl acetate While with an adhesive that is not an oxidized copolymer contains (A), the viscosity increases rapidly and thus processing in a short time impossible is, as the following values show, the viscosity of the present one Adhesive (B) remained almost constant.
Zeit A B (Tage ) Viskosität Viskosität 1 170 86 8 190 85 14 204 85 35 277 85 70 430 85 110 - 73 Time A B (days) Viscosity Viscosity 1 170 86 8 190 85 14 204 85 35 277 85 70 430 85 110 - 73
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| DE (1) | DE1594165A1 (en) |
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1966
- 1966-01-12 DE DE19661594165 patent/DE1594165A1/en active Pending
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