CS266998B1 - Prostriedok na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiálem - Google Patents

Description

2 CS 266 998 Bl

Vynález sa týká prostriedku na zvyšovanie adhézie k výstužným materiálom najma ocelovémukordu, na báze beta-naftolu, zrážanej kyseliny kremičitej, dialkylfosforečnanu mednatéhoa připadne hexametyléntetramínu.

Rozvoj výroby a použitia pneumatik a iných gumárenských výrobkov vystužených ocelovýmkordom vyvolává zvýšený záujem o adhezívne vlastnosti ocelového kordu. Pre zlepšenie adhéziv-nych vlastností sa ocelový kord pomosadzuje. Podlá doterajšich poznatkov k adhézii medzimosadznou vrstvou a kaučukom dochádza v dósledku vzniku tenkého filmu sírnika médi na povrchumosadze v počiatočnom Stádiu vulkanizácie. Tento film má dobré adhezívne a kohezívne vlast-ností a naviac je porézny, takže molekuly vulkanízujúceho sa kaučuku vnikajú do něho. Působením vody, kyslíka, chloridu sodného a dalších činitelov dochádza však ku korózii pomo-sadzeného ocelového kordu (i pozinkovaného ocelového lana v případe dopravných pásov) atým aj k znižovaniu adhézie systému guma-ocelový kord, čo negativné vplýva na životnosťdaného výrobku. Z týchto důvodov adhézia samotného pomosadzeného, resp. pozinkovaného ocelové-ho kordu ku gumě je nedostatočná.

Na zlepšenie adhézie upraveného kordu sa primiešavajú do nánosových kaučukových zmesíocelových kordov různé adhezívne činidlá, ktoré zvyšujú adhéziu systému guma - ocelový kord,zlepšujú odolnost ocelového kordu proti korózii a zabraňuje deštrukcii adhézie. Výsledkomtakýchto zásahov je zvýšená životnosť výrobkov. Ako adhezívne činidlá sa používají! fenolformal-dehydové živice (US 4 236 564), krezolformaldehydové živice, rezorcínformaldehydové kondenzáty,triazínové deriváty (GB 1 575 516) a najma zlúčeniny přechodných kovov zo skupiny anorganickýchsolí (EP 26 294) , solí organických kyselin (US 4 340 515) a komplexných zlúčenín najma kobaltua niklu (US 4 137 359) . Významné praktické uplatnenie našlo organokovové adhezívne činidlona bá2e zlúčeniny kobaltu a bóru všeobecného vzorca: b(0-Co-X)3 kde X je zvyšok monokarboxylovej kyseliny obsahujúci 7 až 11 atómov C (DE 2 921 289), ktoréje v porovnaní s jednoduchými zlúčeninami kobaltu omnoho účinnejšie a zabezpečuje dobrúadhéziu různých typov vulkanizovaných kaučukov k ocelovému kordu. V praxi sa použivajú aj kombinované adhezívne systémy pozostávajúce najčastejšie z užsporaínaných organických zlúčenín kobaltu a tzv. RHS systému, ktorý sa skládá z rezorcínu(R), hexametyléntetramínu (H) a zo zrážanej kyseliny kremičitej (S). Počas vulkanizáciereakciou rezorcínu s hexametyléntetramínom (alebo iným donorom metylénovej skupiny, napr.hexametoxymetylmelaminom) sa vytvára rezorcínformaldehydové živica (US 4 057 529). V odbornejlieteratúre (Nichols M. J., Ohm R. F. - Adhesives ňge 19, 1976, č. 7, str. 25 až 30) sa uvádzabeta-naftol ako možná náhrada rezorcínu v RHS systéme v roli akceptora metylénovej skupinyresp. formaldehydu, ktorý vzniká reakciou hexametyléntetramínu s vodou pri vyšších teplotách. Významnou nevýhodou uvedených adhezívnych systémov sú v prvom radě vysoké ceny zlúčenínkobaltu. Pri ich použití v zvýšených dávkách, potřebných na dosiahnutie žiadaného stupňaadhézie sa zhoršuje odolnost vulkanizátu proti tepelnému starnutiu a dochádza k ich "vykve-taniu" na povrchu kaučukovej zmesi, čím sa znižuje konfekčná lepivost zmesi. Nevýhody rezorcínuspočívajú najma v jeho nepriaznivých hygienicko-toxikologických vlastnostiach (dráždi pokožku,oči, vyvolává dermatózu), nedostatočnej dispergácii v kaučukovej zmesi a v tom, že ide o de-ficitnú surovinu.

Uvedené nedostatky odstraňuje prostriedok na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiá-lom najmH ocelovému kordu, podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že prostriedokobsahuje 10 až 30 hmotnostných % beta-naftolu, 40 až 80 hmotnostných % zrážanej kyselinykremičitej, 10 až 30 hmotnostných. %, Ο,Ο-dialkylfosforečnanu mednatého všeobecného vzorca I CS 266 998 B1 3 R10

<JI

>P—OR2O/X

Cu /1/ -•2 1 2 kde R a R sú rovnaké alebo rózne a znamenají! lineárny alebo rozvětvený až C^g alkyl alebocyklohexyl, a připadne tiež 10 až 20 hmotnostných % hexametyléntraminu.

Prostriedok na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiálom podlá vynálezu je možnépripraviť přidáním beta-naftolu a připadne tiež hexametyléntetramínu k zrážanej kyseliněkremičitej v miešacej komoře, vyhriatej na teplotu 130 °C, za stálého miešania a primiešanimΟ,Ο-dialkylfosforečnanu mednatého všeobecného vzorca 1 do takto pripravenej zmesi. Zrážanákyselina křemičitá slúži ako nosič účinných zložiek prostriedku a súčasne sa podiela naich zvýšenom spoloěnom adhezlvnom účinku.

Prostriedok podlá vynálezu sa přidává do kaučukovej zmesi v množstve 8 až 12 hmotnostnýchdielov na 100 hmotnostných dielov kaučuku. V případe, ak prostriedok podlá vynálezu neobsa-huje hexametyléntetramín mfiže sa tento přidat do kaučukovej zmesi oddelene v množstve 0,8až 1,6 hmotnostných dielov na 100 hmotnostných dielov kaučuku. Výhoda prostriedku na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiálom podlá vynálezuv porovnaní so známými adhezívami a adhezívnymi systémami spočívá okrem iného najma v tom,že pri podstatné nižších nákladoch poskytuje systému guma - ocelový kord vysoký stupeň adhézie,pričom významné obmedzuje koróziu ocelového kordu a tým i pokles adhézie, čo sa prejavujev dlhšej životnosti výrobkov. Takýto stupeň účinku nie je možné dosiahnuť ani zvýšenýmidávkami jednotlivých zložiek prostriedku podlá vynálezu, použitých samostatné. Použitie pro-striedku podlá vynálezu značné zjednoduší aj technológiu přípravy kaučukových zmesi, konkrétnénavažovanie komponentov.

Prostriedok podlá vynálezu je dobré vmiešatelný do kaučukových zmesi ako na báze prírod-ného tak aj na báze syntetických kaučukov a je kompatibilný s dalšími v praxi používanýmigumárenskými přísadami ako sú urýchlovače, vulkanizačné činidlá, zmSkčovadla, plnidlá, anti-degradanty atd. Je ho možné používat pri výrobě gumárenských výrobkov vystužených ocelovýmkordom ako sú pneumatiky, dopravné pásy a iné.

Nasledujúci příklad ilustruje ale neobmedzuje predmet vynálezu. Příklad V pokusoch sa použila kaučuková predzmes tohoto zloženia:

Zložka

Hmotnostně diely prírodný kaučuk 100 kyselina stearová 1,5 oxid zinočnatý 10 sadze, typ N-330 65 zmakčovadlo 2 N-izopropyl-N'-fenyl-p-fertylén- 1 diamín fenyl-beta-naftylamin 1 180,5

Do uvedenej predzmesi sa zamiešal vulkanizačný systém a skúšané adhezívne prostriedkypodlá nasledujúceho rozpisu: 4 CS 266 998 B1

Zloška _Číslo zmesi, hmotnostně diely 1 2 3 4 5 6 7 8 predzmes 180,5 180,5 180,5 180,5 180,5 180,5 180,5 180,5 N-oxydietylén-2-benzo-tiazolsulfénaraid 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 síra 3 3 3 3 3 3 3 3 adhezívne činidlopodlá DE 2 921 289 - 1,2 - 1,2 - rezorcín - - 1,5 1,5 - - - - hexametyléntetramín - - 1 1 0,8 - 0,9 1,6 zrážaná kyselina křemičitá - 5 5 - - - - PCBS-1 - - - - 12 - - - PCHBS-2 - - - - - 9 - - PCBS-3 - - - - - - 8 - PCBS-4 - - - - - - - 10

Zloženie PCBS-1: 10 hmotnostnýoh % Ο,Ο-dibutylfosforečnanu mednatého10 hmotnostnýoh % beta-naftolu80 hmotnostnýoh % zrážanej kyseliny kremičitej

Zloženie PCHBS-2 18 hmotnostnýoh %16 hmotnostnýoh %56 hmotnostnýoh %10 hmotnostnýoh % O,O-di-/2-etylhexyl/forečnanu mednatéhobeta-naftolu zrážanej kyseliny kremičitej hexametyléntetramínu

Zloženie PCBS-3 20 hmotnostnýoh %20 hmotnostnýoh %60 hmotnostnýoh %

Zloženie PCBS-4 30 hmotnostnýoh %30 hmotnostnýoh %40 hmotnostnýoh % 0-2/-etylhexyl/-0-cyklohexylfosforečnanu mednatéhobeta-naftolu zrážanej kyseliny kremičitej O,O-dioktadeoylfos forečnanu mednatéhobeta-naftolu zrážanej kyseliny kremičitej

Po určení vulkanizačných oharakterstík zmesí na Rheometri Monsanto pri 145 °C sa připraviliskúšobné telieska vulkanizáoiou pri 145 °C. Adhézia vulkanizátov k pomosadzenému ocelovémukordu 7x4x0,22 mm + 1x0,15 mm sa merala podlá ON 62 1465. Podstata metody spočívá v tom,že sa meria sila potřebná na vytrhnutie kordu, zalisovaného do gumového skúšobného telieskav hlbke 25 mm. Sledovala sa aj miera pokrytia vytrhnutej časti kordu gumou, čo doplňa obrazo charaktere defektu spoja.

Odolnost vulkanisátu a kordu proti vplyvom vyskytujúcim sa pri používaní gumových výrobkov,vystuženýoh ocelovým kordom, sa skúšala pri nasledujúcioh podmienkach: a) skúšobné teliesko so zalisovanými kordami, ponořené do 10 %-ného roztoku chloridusodného počas 24 h pri 20 °C, b) skúšobné teliesko vytavené 24 h teplote 80 °C a relativnéj vlhkosti 95 %, c) tepelné namáhanie skúšobného telieska 7 dní pri 100 °C, d) 10 krát opakovaná 45 %-ná tlaková deformáoia skúšobného telieska.

Namerané hodnoty sú zhrnuté v nasledujúcej tabulke.

Claims (2)

1. CS 266 998 B1 5 Tabulka Číslo zmesi 1 2 3 4 5 6 7 8 Vulkanizačné charakteristiky spracovatelská bezpečnost,t /min/ 5,25 5,0 3,6 3,65 3,8 3,95 3,7 3,9 optimálna doba vulkanizácie(ťc 90, /min/ , 15,5 17,75 16,0 15,75 18,0 17,2 17,1 16,9 Fyzikálno-mechanické vlast- nosti, tc 9θ, 145 °C/ pevnost! vulkanizátu, (MPa) 24,9 24,8 23,5 22,4 23,4 23,8 24,0 23,3 ťažnosť (%) po stárnutí 5 dní pri 90 °Qi 315 320 310 285 305 310 320 300 pevnost vulkanizátu (MPa) 18,1 14,7 15,0 14,9 16,2 16,9 16,8 16,3 ťažnosť (%) 150 125 130 130 145 140 150 140 Adhézia, /N/25 mm/ 24 hodin po vylisovaní 'po stárnutí v podmienkach:' 860 1 140 940 1 320 1 340 1 370 1 335 1 380 a) 455 475 560 755 850 970 905 840 b) 690 765 730 895 900 985 940 895 c) 610 685 670 795 800 970 795 670 d) 510 600 590 620 635 670 640 625 Miera pokrytia povrchu kordu gumou, (%) před stárnutím po stárnutí v podmienkach: 65 85 80 95 95 100 95 100 a) 25 35 40 65 65 70 65 70 b) 45 55 50 60 65 70 65 70 c) 40 50 50 55 60 60 65 55 d) 20 40 40 45 45 50 45 45 PREDMET VYNÁLEZU

   1. Prostriedok na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiálom, najmS ocelovému kordu,na báze beta-naftolu a zrážanej kyseliny křemičitéj, vyznačujúci sa tým, že obsahuje 10 až30 hmotnostných i meta-naftolu, 40 až 80 hmotnostných % zrážanej kyseliny kremičitej a naviac80 až 30 hmotnostných % Ο,Ο-dialkylfosforečnanu mednatého všeobecného vzorca I P-0 Cu ->2 1 2 kde R a R sú rovnaké alebo rózne a znamenají! linéárny alebo rozvětvený C4alebo cyklohexyl. /1/ až C18 alkyl
2. 2. Prostriedok podlá bodu 1, vyznačujúci sa pridavkom hexametyléntetramínu v množstve10 až 20 hmotnostných %.