DE867748C

DE867748C - Process for combining natural or synthetic rubber with rubber or other materials

Info

Publication number: DE867748C
Application number: DEM9295A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schultz
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1951-04-25
Filing date: 1951-04-25
Publication date: 1953-02-19

Description

Verfahren zur Verbindung von natürlichem oder künstlichem Kautschuk mit Kautschuk oder anderen Werkstoffen Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, um Kautschuk mit Kautschuk oder anderen Werkstoffen, wie Holz, Glas, Metall oder Kunststoffen, mittels Haftschichten unter Vulkanisation zu verbinden. Diese bekannten Verfahren besitzen jedoch Nachteile, weswegen sich ihre allgemeine Anwendbarkeit in der Praxis nicht durchsetzen konnte. Sie erfordern in der Regel sorgfältige Vorbereitung der Oberfläche des mit Kautschuk zu überziehenden Werkstoffes, z. B. durch Sandstrahlen, Beizen, Schmirgeln, Schleifen, um eine gute Bindung erzielen zu können. Diese Behandlung des Werkstoffes ist in vielen Fällen jedoch nicht anwendbar wegen des Auftretens von Spannungen, z. B. beim Sandstrahlen, oder wegen Chemikalienempfindlichkeit der betreffenden Ä\7erkstoffe. Darüber hinaus ist es schwierig, kompliziert geformte Werkstücke einwandfrei zu sandstrahlen. Trotz dieser sorgfältigen Vorbehandlungen ist es jedoch mit den bekannten Haftschichten nicht immer möglich, eine ausreichende Bindung des Kautschuks auf der Unterlage zu erzielen.Process for joining natural or artificial rubber with rubber or other materials Various methods are already known around rubber with rubber or other materials such as wood, glass, metal or Plastics, to be connected by means of adhesive layers under vulcanization. These well-known However, methods have disadvantages, which is why their general applicability could not prevail in practice. They usually require careful preparation the surface of the material to be coated with rubber, e.g. B. by sandblasting, Pickling, sanding, grinding to achieve a good bond. This treatment of the material cannot be used in many cases because of the occurrence of tensions, e.g. B. when sandblasting, or because of the chemical sensitivity of relevant materials. In addition, it is difficult to make intricate shapes Sandblast workpieces perfectly. Despite these careful pre-treatments however, it is not always possible with the known adhesive layers to obtain a sufficient To achieve binding of the rubber on the base.

Nach weiteren bekannten Verfahren hat man die haftfeste Verbindung von Kautschuk mit Unterlagen mittels Haftschichten unter Vulkanisation unter Verwendung einer metallischen Schicht vorgenommen, welche entweder durch Spritzen oder durch Tauchen oder durch elektrolytische Verfahren aufgebracht wird. Werden die- mit Kautschuk zu überziehenden Gegenstände durch Aufbringen einer Metallschicht im Spritzverfahren zur Haftung vorbereitet, so hat man bei sehr kompli- ziert geformten Teilen mit großen Schwierigkeiten zu kämpfen, da das Metall nur an denjenigen Stellen gut aufgebracht werden kann, auf welche der direkte Strahl aus der Spritzpistole auffällt. Ein weiterer Nachteil des Spritzverfahrens besteht darin, daß beim Aufspritzen auf Kunststoffen nur niedrigschmelzende Metalle verwendet werden können, damit nicht die Kunststoffoberfläche ver- -brannt wird. Es findet bei Kunststoffen nur dort Anwendung, wo eine relativ dicke Metallschicht aufgebracht werden soll. Störend für eine gute Haftung ist ferner das Auftreten von Metalloxyden. According to other known processes, the adhesive connection is obtained of rubber with underlays by means of adhesive layers with vulcanization using a metallic layer made either by spraying or by Dipping or applied by electrolytic processes. Will the- with rubber Objects to be coated by applying a metal layer by spraying prepared for liability, in the case of very compli- gracefully shaped Parts struggle with great difficulty, as the metal is only in those places can be applied well to which the direct jet from the spray gun notices. Another disadvantage of the spraying process is that when spraying only low-melting metals can be used on plastics, so not the plastic surface is burned. In the case of plastics, it is only found there Application where a relatively thick metal layer is to be applied. Annoying the occurrence of metal oxides is also important for good adhesion.

Unter der Druckwirkung des Metallstrahles treten bei leicht deformierbaren Werkstoffen, z. B. bei dL-.lmen Folien, leicht Verformungen auf.Under the pressure of the metal jet, easily deformable ones occur Materials, e.g. B. with dL-.lmen foils, slightly deformations.

Wird die metallische Schicht im Tauchverfahren aufgebracht, so können nicht alle Metalle verwendet werden, sondern nur verhältnismäßig niedrigschmelzende Metalle bzw. Legierungen, wie z. B. If the metallic layer is applied in the immersion process, then not all metals are used, but only relatively low-melting ones Metals or alloys, such as. B.

Sn, Ph, Weichlot, wobei sich der Nachteil zeigt, daß gerade diese Metalle zur Haftung von Kautschuk weniger oder gar nicht geeignet sind. Außerdem werden hierdurch Metallschichten von beträchtlicher Dicke aufgebracht. Bei Verwendung von hochschmelzenden Metallen für die Tauchbäder können abor nur solche Werkstoffe behandelt werden, welche bei der Temperatur dieser Bäder keine Schädigung erleiden. Das Aufbringen von Metallschichten durch Eintauchen in Metallsalzlösungen ist nur bei metallischen Werkstü'cken durchführbar und versagt bei nichtmetallischen völlig. Darüber hinaus muß das Metall, aus dem das zu überziehende Werkstück besteht, eine größere positive Elektroaffinität besitzen als das niederzuschlagende Metall, wodurch die Auswahl der zu verwendenden Metalle stark eingeschränkt wird. Galvanisch lassen sich Metallläberzüge jedoch nur auf elektrisch leitenden Werkstoffen aufbringen. Beim galvanischen Aufbringen von Metallschichten auf elektrisch nichtleitenden Kunststoffen ist die Aufbringung von elektrisch leitenden Zwischenschichten erforderlich. Hierbei werden die Kunststoffe z. B. mit Wachs, Lack, Graphit, Bronzepulver u. a. vor der Galvanisierung überzogen. Durch diese Zwischenschichten ist die Verbindung zwischen dem Werkstoff und der galvanisch aufgebrachten Metallschicht jedoch völlig unzureichend. Darüber hinaus ist das galvanische Aufbringen von Metallen auf Kunststoffen wegen der Empfindlichkeit der letzteren gegenüber gewissen Chemikalien (z. B. sind Phenolharze alkaliempfindlich), die in den Bädern enthalten sind, nicht allgemein möglich. So wird die galyanische Vermessingung z. B. in Bädern vorgenommen, welche neben Kupfer- und Zinkzyaniden auch nennenswerte Mengen Soda enthalten. Sn, Ph, soft solder, with the disadvantage that it is precisely these Metals are less or not at all suitable for the adhesion of rubber. aside from that metal layers of considerable thickness are thereby applied. Using Of refractory metals for immersion baths, only such materials can be used treated, which suffer no damage at the temperature of these baths. The application of metal layers by immersion in metal salt solutions is only feasible with metallic workpieces and fails completely with non-metallic workpieces. In addition, the metal from which the workpiece to be coated is made must have a have greater positive electro-affinity than the metal to be deposited, whereby the choice of metals to be used is severely restricted. Have it electroplated However, metal coatings only apply to electrically conductive materials. During the galvanic application of metal layers on electrically non-conductive plastics the application of electrically conductive intermediate layers is required. Here the plastics z. B. with wax, lacquer, graphite, bronze powder and others. before the Electroplated plated. Through these intermediate layers is the connection between However, the material and the galvanically applied metal layer are completely inadequate. In addition, the galvanic application of metals to plastics is due the sensitivity of the latter to certain chemicals (e.g. are phenolic resins alkali-sensitive), which are contained in the baths, are not generally possible. So the galyanic surveying z. B. made in baths, which in addition to copper and zinc cyanides also contain appreciable amounts of soda.

Das galvanische Aufbringen von Metallschichten auf Metallen erfordert in der Praxis sorgfältigste Überwachung und ist nicht bei allen Metallen durchführbar. So können gewisse Magnesiumlegierungen, wie Elektron, infolge ihres unedlen Charakters bisher nicht mit anderen Metallen, wie z. B. Kupfer, unmittelbar galvanisch überzogen werden. The galvanic application of metal layers on metals requires in practice the most careful monitoring and cannot be carried out for all metals. Certain magnesium alloys, such as electron, can, due to their ignoble character so far not with other metals such. B. copper, electroplated directly will.

Gemäß der Erfindung ist es gelungen, ein allgemein anwendbares Verfahren aufzufinden, das eine besondereAuswahl der für die metallische Zwischenschicht verwendbaren Metalle nicht mehr erforderlich macht und es gestattet, Kautschuk mit Unterlagen mittels einer metallischen Zwischenschicht auch in den Fällen dauerhaft zu verbinden, in denen die bekannten Verfahren mehr oder weniger versagen, z. B. bei der Bindung von chemikalienempfindlichen, elektrisch nichtleitenden oder kompliziert geformten Gegenständen mit Kautschuk. According to the invention, a generally applicable method has been achieved find that a special selection of those that can be used for the metallic intermediate layer Metals are no longer required and it is permitted to use rubber with backings to be permanently connected by means of a metallic intermediate layer even in cases in which the known methods fail more or less, e.g. B. in binding from chemical-sensitive, electrically non-conductive or complex shapes Objects with rubber.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die haftfeste Verbindung von natürlichem oder künstlichem Kautschuk mit anderen Werkstoffen. wie Metall, Holz, Glas, Kunststoffen oder Kautschuk, unter Verwendung einer metallischen Schicht und gegebenenfalls einer oder mehreren Haftschichten unter Vulkanisation dadurch, daß man die metallische Zwischenschicht durch Aufdampfen im Vakuum aufbringt. Gegenxber den bekannten Verfahren weist das erfindungsgemäße Verfahren den wesentlichen Vorteil auf, daß alle Metalle bzw. deren Legierungen verwendet werden können, so daß man die für die Haftung besonders geeigneten Metalle bzw. Legierungen auswählen kann. -Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß es auch bei der Verwendung veon chemikalienempfindlichen, elektrisch nichtleitenden Werkstoffen und bei äußerst kompliziert geformten Profilen eine dauerhafte Verbindung mit Kautschuk ermöglicht, was nach den bekannten Verfahren in nur ungenügender Weise oder gar nicht möglich ist. Das Aufdampfen der metallischen Zwischenschicht erfolgt in bekannter Weise. Eine besondere Vorbehandlung der zu überziehenden Werkstücke ist nicht erforderlich, sondern nur ihre Reinigung von Schmutz und Fett. -Die Metallschicht kann entweder auf die ganze Oberfläche des Werkstückes oder auf bestimmte Teile derselben in an sich bekannter Weise aufgedampft werden. Es können auch mehrere metallische Schichten aufgedampft werden. Auf die Illetallscbichten können gegebenenfalls noch eine oder mehrere Haftschichten aus beliebigen bekannten Haftmitteln aufgebracht und schließlich der Kautschuk aufvulkanisiert werden. According to the method according to the invention, the firmly bonded connection takes place of natural or synthetic rubber with other materials. like metal, Wood, glass, plastics or rubber, using a metallic layer and optionally one or more adhesive layers with vulcanization thereby, that the metallic intermediate layer is applied by vacuum vapor deposition. Opposite The method according to the invention has the essential advantage of the known methods on that all metals or their alloys can be used, so that one can select the metals or alloys that are particularly suitable for adhesion. -A particular advantage of the process is that it is also easy to use veon chemical-sensitive, electrically non-conductive materials and extremely complexly shaped profiles enable a permanent bond with rubber, which is only inadequately or not at all possible according to the known method is. The metallic intermediate layer is vapor deposited in a known manner. A special pretreatment of the workpieces to be coated is not necessary, but only their cleaning of dirt and grease. -The metal layer can be either on the entire surface of the workpiece or on certain parts of it be vaporized in a known manner. There can also be several metallic layers be vaporized. Optionally, one more or applied multiple layers of adhesive of any known adhesive, and finally the rubber can be vulcanized on.

Wie aus obigem hervorgeht, ist das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl in bezug auf die zu verbindenden Werkstoffe als auch auf die zur Anwendung kommenden Metalle der Zwischenschichten ein sehr weites. Durch eine aufgedampfte Metallschicht werden beträchtliche Verbesserungen der Haftschicht erzielt. So werden z. B. bei der Verbindung eines Werkstückes aus einer Magnesiumlegierung mit einer Schicht aus llutadienacrylsäurenitrilpolymerisat mittels eines Hydrochlorkautschuk enthaltenden Haftmittels durch eine auf die Magnesiumlegierung aufgedampfte Eisenschicht die Haftwerte von 8 bis 10 kg/cm' auf 25 bis 35 kg/cm2 erhöht. As can be seen from the above, the field of application of the invention Process both in relation to the materials to be connected and to the The use of metals for the intermediate layers is very wide. By a vaporized Metal layer, considerable improvements in the adhesive layer are achieved. Be like that z. B. when connecting a workpiece made of a magnesium alloy with a Layer of butadiene acrylonitrile polymer using a hydrochloride rubber containing adhesive through an iron layer vapor-deposited on the magnesium alloy the adhesion values increased from 8 to 10 kg / cm 'to 25 to 35 kg / cm2.

Beispiel I (Ein aus einem Phenolharz bestehendes, mit nach außen sich verj üngenden Rillen versehenes Werk- stück wird mit Kautschuk derart verbunden, daß die Bindung insbesondere auch in den Rillen eine sehr gute ist. Nach sorgfältiger Reinigung des Werkstückes wird in bekannter Weise im Vakuum (bei z. B. Io--3 mm Hg) eine dünne Messingschicht (z. B. Io-6 mm Stärke) aufgebracht. Die nicht zur Haftung zu bringenden Flächen des Werkstückes können hierbei durch Schablonen abgedeckt werden. Example I (One made of a phenolic resin, with the outside tapered grooves piece is made with rubber connected in such a way that the bond, especially in the grooves, is very good is. After careful cleaning of the workpiece, it is carried out in a known manner in a vacuum (at e.g. Io - 3 mm Hg) a thin layer of brass (e.g. Io-6 mm thick) is applied. The surfaces of the workpiece that cannot be made to adhere can pass through Stencils are covered.

Sodann wird eine frisch kalandrierte oder gespritzte oder mit Lösungsmitteln an der Haftfläche gereinigte Kautschukmischung. bestehend aus Naturkautschuk und den üblichen Zusätzen, aufgebracht und in bekannter Weise unter Anwendung von Hitze und Druck zur Vulkanisation gebracht, wobei die Rindullg zwischen dem Werlistii,eh und dem Kautselluk erfolgt.Then a freshly calendered or sprayed or with solvents Rubber mixture cleaned on the adhesive surface. consisting of natural rubber and the usual additives, applied and in a known manner with the application of heat and pressure brought to vulcanization, with the Rindullg between the Werlistii, eh and the Kautselluk.

Beispiel 2 Ein aus einer Magnesiumlegierung, z. B. Elektron, bestehendes kompliziert geformtes Werkstück wird mit einer Glasfläche so verbunden, daß zwischen leiden Teilen eine Kunstkautschukschicht reißfest verankert ist. Nach Reinigung der beiden Teile (AIagnesiumlegierung- und Glaswerkteil) wird auf diese in bekannter Weise im Vakuum eine Eisenschicht aufgedampft. Hierauf wird anschließend eine Chlorkautschuklösung aufgebracht. nach Verdunsten des Lösungsmittels wird eine val mischung aus Butadienacrylsäurenitrilpolymerisat mit den üblichen Zusätzen unter Anwendung von Hitze und Druck vulkanisiert. wobei die Verbindung zwischen Glas, synthetischem Rautschuk und Elektronwerkstück hergestellt wird. Example 2 A magnesium alloy, e.g. B. electron, existing Complex shaped workpiece is connected to a glass surface in such a way that between suffer parts a synthetic rubber layer is anchored tearproof. After cleaning of the two parts (aluminum alloy and glasswork part) is known in this regard Way, an iron layer is evaporated in a vacuum. A chlorinated rubber solution is then applied upset. After the solvent has evaporated, a mixture of butadiene acrylonitrile polymer is made vulcanized with the usual additives using heat and pressure. whereby the connection between glass, synthetic rubber and electron workpiece is established will.

Beispiel 3 Ein aus einem nicht thermoplastischen Kunststoff bestehendes Rohr, z. B. aus -N1elaminharz, wird an seiner Innenseite mit Kautschuk und einem in diesen eingebetteten Stab aus einer Magnesiumlegierung haftfest und federnd verbunden. Stab und Rohr werden nach sorgfältiger Reinigung an den mit dem Kautschuk zu verbindenden Flächen in bekannter Weise im Vakuum mit reinem Kupfer überzogen. Die Kautschukmischung wird hierauf z. B. mittels einer Spritzmaschine zwischen die zu verbindenden Teile gebracht und vulkanisiert. Example 3 One made of a non-thermoplastic plastic Pipe, e.g. B. from -N1elaminharz, is on its inside with rubber and a in this embedded rod made of a magnesium alloy firmly bonded and resiliently connected. After careful cleaning, the rod and tube are attached to the rubber to be connected Surfaces coated with pure copper in a known manner in a vacuum. The rubber compound is on this z. B. by means of an injection molding machine between the parts to be connected brought and vulcanized.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method of combining natural or artificial Rubber with rubber or other materials over a metallic intermediate layer and optionally one or more adhesive layers with vulcanization thereby characterized in that the metallic intermediate layer by vapor deposition of a metal or a metal alloy is applied in a vacuum.

2. The method according to claim I, characterized. that several metallic intermediate layers are applied.