CS219646B1

CS219646B1 - A method of joining or repairing rubber conveyor belts and the like

Info

Publication number: CS219646B1
Application number: CS208080A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Rychtr; Zdenek Smely; Milos Krejcar
Original assignee: Ladislav Rychtr; Zdenek Smely; Milos Krejcar
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález se týká způ^obv spojování nebo opravování pryžových dopravních pásů nebo jiných výrobků s textilními vložkami s použitím rezorcinu a hexametyléntetraminu, tak že se na povrchy spojovaných materiálů nanesou jedna nebo dvě adhezívní složky rezorcin nebo hexametyléntetramin nebo obě ve formě roztoku v polárním rozpustidle nebo ve formě kaučukového lepidla, do kterého byla jedna nebo obě adhezívní složky přidány ve formě pravého roztoku v polárních rozpustidlech mísitelných s uhlovodíkovými rozpustidly používanými pro kaučuková lepidla, načež se nátěrem opatřené materiály -spojí bud přímo, nebo prostřednictvím nevulkanizované kaučukové fólie, načež se provede vulkanizace za zvýšené teploty a tlaku.The invention relates to methods for joining or repairing rubber conveyor belts or other articles with textile inserts using resorcinol and hexamethylenetetramine, by applying to the surfaces of the materials to be joined one or two adhesive components, resorcinol or hexamethylenetetramine or both, in the form of a solution in a polar solvent or in the form of a rubber adhesive to which one or both adhesive components have been added in the form of a true solution in polar solvents miscible with hydrocarbon solvents used for rubber adhesives, after which the coated materials are joined either directly or through an unvulcanized rubber film, followed by vulcanization at elevated temperature and pressure.

Description

Vynález se týká způsobu spojování a opravování pryžových dopravních pásů a podobných výrobků s textilními vložkami.The invention relates to a method of joining and repairing rubber conveyor belts and similar products with textile inserts.

V posledních létech se pro vulkanizační spojování dopravních pásů a též pro větší opravy některých dalších výrobků s textilními vložkami, při kterých se za opotřebované části navulkanizovávají nové krycí vrstvy, resp. běhouny apod., používá kaučukových pojív, která obsahují adhezívní systém na bázi resorcinu a hexametyléntetraminu. Tyto látky vytvářejí při zahřívání v průběhu vulkanizace prostorově síťované makromolekulami pryskyřice, které zvyšují pevnost spoje, a to i tam, kde dojde na spojované části k obnažení textilu, nosných vložek či nárazníků.In recent years, rubber binders containing an adhesive system based on resorcinol and hexamethylenetetramine have been used for vulcanization bonding of conveyor belts and also for major repairs of some other products with textile inserts, in which new cover layers or treads etc. are vulcanized over worn parts. These substances create spatially crosslinked macromolecular resins when heated during vulcanization, which increase the strength of the joint, even where the textile, support inserts or bumpers are exposed on the joined parts.

Obvykle se tyto složky zamíchávají v pevném stavu do kaučukových směsí, načež se používají ve formě roztoků, případně spojovacích fólií.Usually, these components are mixed in a solid state into rubber mixtures, after which they are used in the form of solutions or bonding films.

Adhezívní směsi tohoto typu dávají velmi dobré výsledky soudržnosti, mají však některé zásadní nevýhody. Rozhodujícím technickým nedostatkem jsou potíže při vlastní přípravě těchto kaučukových směsí.Adhesive mixtures of this type give very good cohesion results, but they have some fundamental disadvantages. The decisive technical disadvantage is the difficulties in the actual preparation of these rubber mixtures.

Příprava, tj. míchání těchto směsí, ať v hnětičích nebo na kalandrech, musí být prováděna opatrně tak, aby teplota nevystoupila nad určitou, z hlediska gumárenské technologie velice nízkou hranici.The preparation, i.e. mixing of these mixtures, whether in kneaders or on calenders, must be carried out carefully so that the temperature does not rise above a certain, very low limit from the point of view of rubber technology.

Za zvýšené teploty začíná probíhat, reakce mezi rezorcinem a hexametyléntetraminem, a směs se tak znehodnotí. Tento nedostatek se snaží někteří výrobci zmenšit tím, že připravují ze základních složek adhezívního systému produkty, které umožňují lepší dispergovatelnost v pevné směsi. Takovým příkladem je dnes nejrozšířenější výrobek Cofill (rezorcin a kysličník křemičitý v poměru 1:1), u kterého je rezorcin na velmi aktivním pevném nosiči kysličníku křemičitém. Podobně se upravuje i druhá složka hexametyléntetramin. Usnadněním dispergace se má snížit doba míchání, a tím celkové tepelné namáhání směsi.At elevated temperatures, the reaction between resorcinol and hexamethylenetetramine begins, and the mixture deteriorates. Some manufacturers try to reduce this deficiency by preparing products from the basic components of the adhesive system that allow better dispersibility in a solid mixture. An example of this is the most widely used product today, Cofill (resorcinol and silicon dioxide in a ratio of 1:1), in which resorcinol is on a very active solid silicon dioxide carrier. The second component, hexamethylenetetramine, is modified in a similar way. By facilitating dispersion, the mixing time and thus the overall thermal stress of the mixture are to be reduced.

Snaha snížit nebezpečí přehřátí při míchání adhezívních směsí vede dále k různým úpravám procesu, a to zejména cestou přípravy předsměst.The effort to reduce the risk of overheating when mixing adhesive mixtures further leads to various process modifications, especially through the preparation of the subsurface.

Vcelku však je možno konstatovat, že ani výše uvedená opatření, i když poněkud nebezpečí znehodnocení směsi zmenšují, neumožňují míchat adhezívní směsi bezpečně. Proces vyžaduje mimořádnou pozornost a je náročný nejen z hlediska obsluhy, ale i zařízení. Skutečností zůstává, že mnozí výrobci směsí tento postup i přes uvedená zlepšení odmítají realizovat jako rizikový.However, it can be stated that even the above measures, although they somewhat reduce the risk of deterioration of the mixture, do not allow mixing adhesive mixtures safely. The process requires extreme attention and is demanding not only in terms of the operator but also the equipment. The fact remains that many mixture manufacturers refuse to implement this procedure as risky, despite the improvements mentioned.

Značným pokrokem v tomto směru, pro případy, kdy se pracuje s kaučukovými roztoky, je postup založený na oddělené přípravě směsí pro roztoky. V podstatě zde jde o to, že se odděleně připraví směs s rezorcinem a směs s hexametyléntetraminem. Tyto se v požadovaném poměru smísí až ve formě samostatných roztoků, tedy bez tepelného namáhání materiálu, ve kterém jsou přítomny obě reaktivní složky.A significant advance in this direction, for cases where rubber solutions are used, is the procedure based on the separate preparation of mixtures for the solutions. Essentially, the process involves preparing a mixture with resorcinol and a mixture with hexamethylenetetramine separately. These are mixed in the required ratio in the form of separate solutions, i.e. without thermal stress on the material in which both reactive components are present.

Nevýhodou tohoto postupu jsou však komplikace a těžkosti jak rázu technicko-organizačního, tak i daleko závažnější těžkosti technické.The disadvantage of this procedure, however, is the complications and difficulties, both technical and organizational, as well as much more serious technical difficulties.

Z technicko-organizačních komplikací jsou to zejména zvýšené nároky na přípravu směsí i kaučukových roztoků. Tak například je nutné dvojí navazování složek směsi, dvojí míchání a domíchávání, dvojí kontrola směsí, dvojí separátní příprava materiálu pro roztoky, tj. tažení a řezání, dále uchování materiálu a jeho transport. Stejně tak je nutná dvojí příprava roztoků, rozpouštění a jejich kontrola, skladování, distribuce a transport.Among the technical and organizational complications, there are mainly increased demands on the preparation of mixtures and rubber solutions. For example, it is necessary to combine the mixture components twice, mix and add, check the mixtures twice, prepare the material for the solutions separately, i.e. draw and cut, store the material and transport it. It is also necessary to prepare the solutions twice, dissolve and control them, store, distribute and transport them twice.

Závažnější jsou ovšem nedostatky technického rázu. Rozdělení rezorcinu a hexametyléntetraminu do dvou směsí má zásadní negativní vliv na průběh vulkanizace a síťování těchto směsí.However, the technical shortcomings are more serious. The division of resorcinol and hexamethylenetetramine into two mixtures has a fundamentally negative effect on the course of vulcanization and crosslinking of these mixtures.

K získání obou složek v konečné směsi nebo v roztoku v požadovaném poměru je nutno do jedné směsi zamíchat dvojnásobné množství hexametyléntetraminu.To obtain both components in the final mixture or solution in the desired ratio, it is necessary to mix twice the amount of hexamethylenetetramine into one mixture.

Přítomnost velkého množství rezorcinu ovlivňuje průběh vulkanizace tak, že modul stoupá velmi pomalu a dosáhne jen asi 20 % předpokládané hodnoty.The presence of a large amount of resorcinol affects the course of vulcanization so that the modulus increases very slowly and reaches only about 20% of the expected value.

Tuto závadu neodstraní ani zvýšené množství složek vulkanizačního systému, dokonce ani přesunutí všech urychlovačů do směsi obsahující zvýšené množství rezorcinu nepřinese zvýšení modulu na požadovanou hodnotu. Navíc se tímto opatřením silně zhorší i průběh vulkanizace u směsi druhé 3 dvojnásobným obsahem hexametyléntetraminu. Tato složka zde působí jako· velmi pomalý urychlovač.This defect will not be eliminated even by increasing the amount of components of the vulcanization system, even moving all accelerators to a mixture containing an increased amount of resorcinol will not bring an increase in the modulus to the desired value. Moreover, this measure will greatly worsen the course of vulcanization in the second mixture with twice the content of hexamethylenetetramine. This component acts here as a very slow accelerator.

Při tomto rozděleném postupu přípravy směsí není možná jakákoliv seriózní kontrola míchání směsí, která je v gumárenském průmyslu běžná. Navíc zjištěné vulkanizační křivky neříkají nic o tom, jak se bude chovat směs, která vznikne smísením obou směsí, tedy normální adhezní směs se skutečným poměrem všech složek.With this divided process of preparing the mixtures, any serious control of the mixing of the mixtures, which is common in the rubber industry, is not possible. Moreover, the vulcanization curves determined say nothing about how the mixture that results from mixing the two mixtures, i.e. a normal adhesive mixture with the actual ratio of all components, will behave.

Kontrolu vlastností lze tedy provádět ze sušiny roztoků, což je velmi zdlouhavé, nebo smísením obou základních směsí na kalandru. Toto zamíchání však představuje opět proces, ve kterém jsou obě složky míchány ve směsi společně, tj. proces, kterému se měla oddělená příprava vyhnout.The properties can therefore be checked from the dry matter of the solutions, which is very time-consuming, or by mixing both basic mixtures on a calender. However, this mixing again represents a process in which both components are mixed together in the mixture, i.e. a process that separate preparation was intended to avoid.

Stejná situace z hlediska výše uvedených těžkostí je ovšem i v tom případě, kdyby se použilo tzv. domíchávání složek z jednoho základu. Problémy dvojího vážení, míchání, kontroly, tužení, sekání, skladování rozpouštění atd. se tímto postupem neodstraní. Dále je u postupu domíchávání veliká prašnost a v celku zde nelze vyloučit ani riziko zhoršené disperze a homogenity směsi, případně i změny její viskozity.The same situation in terms of the above difficulties is, however, also in the case of using the so-called mixing of components from one base. The problems of double weighing, mixing, checking, solidification, chopping, storage, dissolution, etc. are not eliminated by this procedure. Furthermore, the mixing procedure is very dusty and overall the risk of impaired dispersion and homogeneity of the mixture, or even changes in its viscosity, cannot be ruled out.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny způ219640 sobem spojování nebo opravování pryžových dopravních pásů nebo jiných výrobků s textilními vložkami s použitím rezorcinu a hexametyléntetramínu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na povrchy spojovaných materiálů nanesou jedna nebo dvě adhezívní složky rezorcin-hexametylentetraminu ve formě roztoku v polárním rozpustidle nebo ve formě kaučukového lepidla, do kterého byla jedna nebo obě adhezívní složky přidány ve formě pravého roztoku v polárních rozpustidlech mísitelných s uhlovodíkovými rozpustidly použitými pro kaučuková lepidla, načež se nátěrem opatřené materiály spojí buď přímo, nebo prostřednictvím nevulkanizované kaučukové fólie, načež se provede vulkanizace za zvýšené teploty a tlaku.The above-mentioned shortcomings are eliminated by the method of joining or repairing rubber conveyor belts or other products with textile inserts using resorcinol and hexamethylenetetramine according to the invention, the essence of which consists in applying one or two adhesive components of resorcinol-hexamethylenetetramine to the surfaces of the joined materials in the form of a solution in a polar solvent or in the form of a rubber adhesive to which one or both adhesive components have been added in the form of a true solution in polar solvents miscible with hydrocarbon solvents used for rubber adhesives, after which the coated materials are joined either directly or through an unvulcanized rubber film, after which vulcanization is carried out at elevated temperature and pressure.

Způsobem podle vynálezu lze poměrně jednoduše dosáhnout v rozhodujících místech spojů, tj. na rozhraní, požadovaných koncentrací obou složek aclhezívního systému, v tomto případě rezorcinu a hexametyléntetraminu, a tím i dobré soudržnosti spojovaných materiálů,The method according to the invention can be used to relatively easily achieve the required concentration of both components of the adhesive system, in this case resorcinol and hexamethylenetetramine, in the crucial points of the joints, i.e. at the interface, and thus good cohesion of the joined materials,

Velkou výhodou postupu je dále to, že adhezní složka, resp. složky jsou v celé hmotě systému dokonale a rovnoměrně rozptýleny, což vyplývá ze skutečnosti, že se jedná o roztoky pravé.A further great advantage of the procedure is that the adhesive component or components are perfectly and evenly dispersed throughout the entire mass of the system, which results from the fact that these are true solutions.

Zkouškami a měřením v oblasti fázových rovnováh pro vícesložkový systém uhlovodíková směs, například benzen a toluen — polární rozpustidlo — rezorcin, případně hexametyléntetraminrezorcin, bylo zjištěno, že některá polární rozpustidla, zejména ta, která jsou s uhlovodíkovou směsí neomezeně nebo v širokém intervalu mísitelná, vykazují pro systém s rezorcínem určitou, pro potřeby vynálezu dosti širokou homogenní oblast.Through tests and measurements in the area of phase equilibria for a multicomponent system of a hydrocarbon mixture, for example benzene and toluene - polar solvent - resorcinol, or hexamethylenetetramineresorcinol, it was found that some polar solvents, especially those that are miscible with the hydrocarbon mixture unlimitedly or within a wide range, exhibit a certain, for the needs of the invention, homogeneous region for the system with resorcinol.

V návaznosti na tyto výsledky bylo dále zkouškami prokázáno, že množství polárního· rozpustidla nutné pro dosažení nezbytné koncentrace rezorcinu v adhezívním roztoku je u řady polárních rozpustidel tak nízké, že neovlivní ani rozpustnost polymeru, resp. kaučukových směsí v oblasti běžně používaných koncentrací.Following these results, it was further proven by tests that the amount of polar solvent necessary to achieve the necessary concentration of resorcinol in the adhesive solution is so low for many polar solvents that it does not affect the solubility of the polymer or rubber mixtures in the range of commonly used concentrations.

Roztok rezorcinu v kaučukovém lepidle je za přítomnosti polárního rozpustidla pravý a rezorcin je tedy v celém systému dokonale rozptýlen.The solution of resorcinol in rubber adhesive is true in the presence of a polar solvent and the resorcinol is therefore perfectly dispersed throughout the system.

Příprava směsi a roztoků adhezívních složek s aplikací spojování podle vynálezu je objasněna následujícími příklady.The preparation of mixtures and solutions of adhesive components with the application of bonding according to the invention is illustrated by the following examples.

Příklad 1Example 1

Gumárenským postupem se připraví pev-The rubber process prepares a solid

ná kaučuková směs o složení: a rubber compound with the following composition: Kaučuk přírodní, lámaný Natural rubber, broken 100 100 kg kg Stearin Stearin 1 1 kg kg ZnO ZnO 6 6 kg kg Fenylbetanaftylamin Phenylbetanaphthylamine 1 1 kg kg

Saze DG 100 DG 100 carbon black 29 kg 29 kg S1O2 aktivní S1O2 active 12 kg 12 kg Hexametyléntetramin Hexamethylenetetramine (Hexalit 3) (Hexalite 3) 1,5 kg 1.5 kg Kumaronová pryskyřice Cumarone resin 2, kg 2. kg Kalafuna Rosin 4 kg 4 kg Pneumax Pneumax (uryclovač vulkanizace) (vulcanization tester) 0,5 kg 0.5 kg Denax DPG Denax DPG (dlf enylguanidin) (dlf enylguanidine) 0,2 kg 0.2 kg Síra Sulfur 2,6 kg 2.6 kg Celkem Total 159,8 kg 159.8 kg

Směs se vytáhne na fólii, nařeže a rozpustí v 900 kg směsi benzinu s toluenem v poměru 4 : 1. Do hotového kaučukového roztoku se přidá roztok 3 kg rezorcinu rozpuštěného ve 27 kg izopropylalkoholu nebo jiném polárním rozpustidle, smíšeném s cca 27 kg směsi benzinu s toluenem v poměru 4 : 1.The mixture is drawn onto a foil, cut and dissolved in 900 kg of a mixture of gasoline and toluene in a ratio of 4:1. A solution of 3 kg of resorcinol dissolved in 27 kg of isopropyl alcohol or another polar solvent, mixed with approximately 27 kg of a mixture of gasoline and toluene in a ratio of 4:1, is added to the finished rubber solution.

Takto připravený roztok kaučukové směsi se nanese na spojované plochy případně vícekrát a po odpaření rozpustidel se přiloží nezvulkanizovaná fólie ze směsi bez adhezívních přísad. Potom se přiloží druhá kaučukovým roztokem natřená plocha, přitlačením se oba materiály spojí, načež se spoj za zvýšené teploty a tlaku vulkanizuje.The rubber mixture solution prepared in this way is applied to the surfaces to be joined, possibly several times, and after the solvents have evaporated, an unvulcanized foil from the mixture without adhesive additives is applied. Then, a second surface coated with the rubber solution is applied, the two materials are joined by pressing, after which the joint is vulcanized at elevated temperature and pressure.

Příklad 2Example 2

Plocha pásu zbaveného zbytků opotřebené krycí vrstvy nebo vrstev se opatří nánosem kaučukového roztoku stejného složení jako v příkladu 1. Potom se přiloží surová krycí vrstva nebo vrstvy a při 150 °C se provede vulkanizace.The surface of the belt freed from the remnants of the worn covering layer or layers is provided with a coating of rubber solution of the same composition as in Example 1. Then the raw covering layer or layers are applied and vulcanization is carried out at 150°C.

Příklad 3Example 3

159,8 kg směsi o složení stejném jako v příkladu 1 se rozpustí v 927 kg směsi benzinu s toluenem v poměru 4 : 1, do níž bylo přidáno 30 kg 10% roztoku rezorcinu v primárních alkoholech. Hotový kaučukový roztok obsahující obě adhezívní složky se použije na přípravu spoje jako u příkladu 1 nebo 2.159.8 kg of the mixture with the same composition as in Example 1 is dissolved in 927 kg of a mixture of gasoline and toluene in a ratio of 4:1, to which 30 kg of a 10% solution of resorcinol in primary alcohols has been added. The finished rubber solution containing both adhesive components is used to prepare the joint as in Example 1 or 2.

Příklad 4Example 4

Na povrch připravený pro vulkanizací spojování nebo opravu se nanese 10% roztok rezorcinu v alkoholu nebo jiném polárním rozpustidla. Pak se nastříká kaučukový roztok směsi obsahující hexametyléntetramin jako v příkladu 1. Přiloží se kaučuková prokládám fólie bez adhezívních složek a dále druhá spojovací plocha nebo jen nová krycí vrstva a vulkanizuje se obvyklým způsobem. Příklad 5A 10% solution of resorcinol in alcohol or other polar solvent is applied to the surface prepared for vulcanization of the joint or repair. Then a rubber solution of the mixture containing hexamethylenetetramine is sprayed as in Example 1. A rubber interlayer film without adhesive components is applied and then the second joint surface or just a new cover layer is applied and vulcanized in the usual way. Example 5

Kaučuková směs bez adhezívních přísad, například směs o složení jako v příkladu 1, ze které se vypustí hexametyléntetramin, se rozpustí ve směsi bezinu s toluenem. Do hotového kaučukového roztoku se přidá před upotřebením čerstvě připravený 2% roztok adiční sloučeniny rezorcinu s hexametyléntetraminem (Resotropin) v primárním alkoholu nebo jiném polárním rozpustidle. Takto připravený roztok se nanáší na spojované nebo opravované plochy a vulkanizuje se.A rubber mixture without adhesive additives, for example a mixture with the composition as in Example 1, from which hexamethylenetetramine is omitted, is dissolved in a mixture of gasoline and toluene. A freshly prepared 2% solution of the addition compound of resorcinol with hexamethylenetetramine (Resotropin) in primary alcohol or other polar solvent is added to the finished rubber solution before use. The solution prepared in this way is applied to the surfaces to be joined or repaired and vulcanized.

Příklad 6Example 6

Cca 2% čerstvý roztok adiční sloučeniny rezorcinu s hexametyléntetraminem v primárním alkoholu se nanese na spojované plochy, potom se povrch přestříkne kaučukovým roztokem bez adhezívních přísad nebo se přiloží spojovací fólie nebo krycí vrstva či jiná opravovaná část výrobku rovněž bez adhezívních přísad a obvyklým způsobem se provede vulkanizace.Approximately 2% fresh solution of the addition compound of resorcinol with hexamethylenetetramine in primary alcohol is applied to the surfaces to be joined, then the surface is sprayed with a rubber solution without adhesive additives or a connecting foil or covering layer or other repaired part of the product is applied, also without adhesive additives, and vulcanization is carried out in the usual way.

Claims

SUBJECT

A method for bonding or repairing rubber conveyor belts and the like with textile inserts using resorcinol and hexamethylenetetramine, characterized in that one or two adhesive components of resorcinol or hexamethylenetetramine, or both in solution in a polar solvent or in the form of a polar solvent a rubber adhesive to which one or both of the adhesive components have been added as a true solution in polar solvents miscible with hydrocarbon solvents used for rubber adhesives, whereupon the coated materials are bonded either directly or; by means of an unvulcanised rubber foil, after which vulcanization is carried out at elevated temperature and pressure.

2. A bonding method according to claim 1, characterized in that a solution of resorcinol in an amount corresponding to a weight ratio of hexameitylenetetramine: resorcin of 1: 1.2 to 0.1 to 5% is added to the solution of the rubber mixture containing hexamethylenetetramine in an amount of 0.1 to 5%. 3.

3. The bonding method of claim 1, wherein the resorcinol-hexamethylenetetramine molecular addition compound is added to the solution of the rubber composition without adhesive components prior to application to the surfaces to be bonded in an amount of 0.01 to 2%.

Y N A L E Z U

4. The bonding method according to claim 1, characterized in that a rubber solution containing 0, 0 to 3.0 g / m < ^{2 >} prior to compression and vulcanization is applied to the surfaces to which the resorcinol solution is applied in a polar solvent. 01 to 0.5% hexamethylenetetramine or a rubber blend or liner containing 0.1 to 5% hexamethylenetetramine.

5. The bonding method according to claim 1, characterized in that a resorcinin-hexamethylenetetramine addition compound is applied to the surfaces to which a solution of the solvent in a polar solvent in an amount of 0.1 to 4 g / m < ² > additives, either in the form of a solution, an unvulcanised bonding film, or directly in the form of the respective unvulcanized article of the article.

6. The bonding method according to claim 1, wherein the polar solvents for the adhesive components are monovalent alcohols having from 1 to 7 carbon atoms.

7. The bonding method of claim 1, wherein the polar solvents for the adhesive components are R.CO.R., R.COO.R, R-O-R.

8. The coupling method of claim 1, wherein the polar solvents for the adhesive components are halogenated hydrocarbons having from 1 to 5 carbons per molecule.