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

Abstract

Riešenie sa týká prostriedku na zvy­ šovanie adhézie gumy k výstužným materiálom, najma ocelovému kordu, ktorý pozostáva z 10 až 30 hmotnostných % beta-naftolu, 40 až 80 hmotnostných % zrážanej kyseliny kremičitej, 10 až 30 hmotnostných % 0,0- -dialkylfosforečnanu mednatého a připadne tiež 10 až 20 hmotnostných % hexametyléntetramínu. Prostriedok je možné využit pri výrobě gumárenských výrobkov vystužených ocelovým kordom.

Description

Vynález sa týká prostriedku na zvyšovanie adhézie k výstužným materiálem najma ocelovému kordu, na báze beta-naftolu, zrážanej kyseliny kremičitej, dialkylfosforečnanu mednatého a připadne hexametyléntetramínu.

Rozvoj výroby a použitia pneumatik a iných gumárenských výrobkov vystužených ocelovým kordom vyvolává zvýšený záujem o adhezívne vlastnosti ocelového kordu. Pre zlepšenie adhézivnych vlastností sa ocelový kord pomosadzuje. Podlá doterajších poznatkov k adhézii medzi mosadznou vrstvou a kaučukom dochádza v důsledku vzniku tenkého filmu sírnika médi na povrchu mosadze v počiatočnom Stádiu vulkanizácie. Tento film má dobré adhezívne a kohezívne vlastnosti a naviac je porézny, takže molekuly vulkanizujúceho sa kaučuku vnikajú do něho. Působením vody, kyslíka, chloridu sodného a dalších činitelov dochádza však ku korózii pomosadzeného ocelového kordu (i pozinkovaného ocelového lana v případe dopravných pásov) a tým aj k znižovaniu adhézie systému guma-ocelový kord, čo negativné vplýva na životnosť daného výrobku. Z týchto důvodov adhézia samotného pomosadzeného, resp. pozinkovaného ocelového kordu ku gumě je nedostatečná.

Na zlepšenie adhézie upraveného kordu sa primiešavajú do nánosových kaučukových zmesi ocelových kordov různé adhezívne činidlá, ktoré zvyšujú adhéziu systému guma - ocelový kord, zlepšuji! odolnost ocelového kordu proti korózii a zabraňuje deštrukcii adhézie. Výsledkom takýchto zásahov je zvýšená životnosť výrobkov. Ako adhezívne činidlá sa používají! fenolformaldehydové živice (US 4 236 564), krezolformaldehydové živice, rezorcínformaldehydové kondenzáty, triazínové deriváty (GB 1 575 516) a najma zlúčeniny přechodných kovov zo skupiny anorganických solí (EP 26 294) , solí organických kyselin (US 4 340 515) a komplexných zlúčenín najma kobaltu a niklu (US 4 137 359) . Významné praktické uplatnenie našlo organokovové adhezívne činidlo na báze 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), ktoré je v porovnaní s jednoduchými zlúčeninami kobaltu omnoho účinnejšie a zabezpečuje dobrú adhéziu různých typov vulkanizovaných kaučukov k ocelovému kordu.

V praxi sa používajú aj kombinované adhezívne systémy pozostávajúce najčastejšie z už spomínaných organických zlúčenín kobaltu a tzv. RHS systému, ktorý sa skládá z rezorcínu (R), hexametyléntetramínu (H) a zo zrážanej kyseliny kremičitej (S). Počas vulkanizácie reakciou rezorcínu s hexametyléntetramínom (alebo iným donorom metylénovej skupiny, napr. hexametoxymetylmelaminom) sa vytvára rezorcínformaldehydové živica (US 4 057 529). V odbornej lieteratúre (Nichols M. J., Ohm R. F. - Adhesives Age 19, 1976, č. 7, str. 25 až 30) sa uvádza beta-naftol ako možná náhrada rezorcínu v RHS systéme v roli akceptora metylénovej skupiny resp. formaldehydu, ktorý vzniká reakciou hexametyléntetramínu s vodou pri vyšších teplotách.

Významnou nevýhodou uvedených adhezívnych systémov sú v prvom radě vysoké ceny zlúčenín kobaltu. Pri ich použití v zvýšených dávkách, potřebných na dosiahnutie žiadaného stupňa adhézie sa zhoršuje odolnost vulkanizátu proti tepelnému starnutiu a dochádza k ich vykvetaniu na povrchu kaučukovej zmesi, čím sa znižuje konfekčná lepivosť zmesi. Nevýhody rezorcínu spočívajú najma v jeho nepriaznivých hygienicko-toxikologických vlastnostiach (dráždi pokožku, oči, vyvolává dermatózu), nedostatočnej dispergácii v kaučukovej zmesi a v tom, že ide o deficitnú surovinu.

Uvedené nedostatky odstraňuje prostriedok na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiálom najmH ocelovému kordu, podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že prostriedok obsahuje 10 až 30 hmotnostných % beta-naftolu, 40 až 80 hmotnostných 8 zrážanej kyseliny kremičitej, 10 až 30 hmotnostných. %, Ο,Ο-dialkylfosforečnanu mednatého všeobecného vzorca I

CS 266 998 Bl

2 kde R a R sú rovnaké alebo rózne a znamenají! lineárny alebo rozvětvený C^ až C^g alkyl alebo cyklohexyl, a připadne tiež 10 až 20 hmotnostných % hexametyléntraminu.

Cu /1/

Prostriedok na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiálom pódia vynálezu je možné připravit přidáním beta-naftolu a připadne tiež hexametyléntetramínu k zrážanej kyselině kremičitej v miešacej komoře, vyhriatej na teplotu 130 °C, za stálého miešania a primiešaním Ο,Ο-dialkylfosforečnanu mednatého všeobecného vzorca 1 do takto pripravenej zmesi. Zrážaná kyselina křemičitá slúži ako nosič účinných zložiek prostriedku a súčasne sa podiela na ich zvýšenom spoločnom adhezívnom účinku.

Prostriedok podlá vynálezu sa přidává do kaučukovej zmesi v množstve 8 až 12 hmotnostných dielov na 100 hmotnostných dielov kaučuku. V případe, ak prostriedok podlá vynálezu neobsahuje hexametyléntetramín mfiže sa tento přidat do kaučukovej zmesi oddelene v množstve 0,8 až 1,6 hmotnostných dielov na 100 hmotnostných dielov kaučuku.

Výhoda prostriedku na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiálom podlá vynálezu v 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 prejavuje v dlhšej životnosti výrobkov. Takýto stupeň účinku nie je možné dosiahnuť ani zvýšenými dávkami jednotlivých zložiek prostriedku podlá vynálezu, použitých samostatné. Použitie prostriedku podlá vynálezu značné zjednoduší aj technológiu přípravy kaučukových zmesí, konkrétné navažovanie komponentov.

Prostriedok podlá vynálezu je dobré vmiešatelný do kaučukových zmesí ako na báze prírodného tak aj na báze syntetických kaučukov a je kompatibilný s dalšími v praxi používanými gumárenskými přísadami ako sú urýchlovače, vulkanizačné činidlá, změkčovadla, plnidlá, antidegradanty atd. Je ho možné používat pri výrobě gumárenských výrobkov vystužených ocelovým kordom 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 kaučuk100 kyselina stearová1,5 oxid zinočnatý10 sadze, typ N-33065 zmakčovadlo2

N-izopropyl-N'-fenyl-p-fenylén-1 diamín_ fenyl-beta-naftylamin1

180,5

Do uvedenej predzmesi sa zamiešal vulkanizačný systém a skúšané adhezívne prostriedky podlá nasledujúceho rozpisu:

CS 266 998 Bl

Zložka _____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-benzotiazolsulfénamid	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
adhezivne činidlo podlá DE 2 921 289	-	1,2	-	1,2	-	-	-	-
rezorcin	-	-	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 hmotnostných % Ο,Ο-dibutylfosforečnanu mednatého hmotnostných % beta-naftolu hmotnostných % zrážanej kyseliny kremičitej

Zloženie PCHBS-2: 18 hmotnostných % 0,0-di-/2-etylhexyl/forečnanu mednatého hmotnostných % beta-naftolu hmotnostných % zrážanej kyseliny kremičitej hmotnostných % hexametyléntetramínu

Zloženie PCBS-3: 20 hmotnostných % 0-2/-etylhexyl/-0-cyklohexylfosforečnanu mednatého 20 hmotnostných % beta-naftolu hmotnostných % zrážanej kyseliny kremičitej

Zloženie PCBS-4: 30 hmotnostných % Ο,Ο-dioktadecylfosforečnanu meSnatého hmotnostných % beta-naftolu hmotnostných % zrážanej kyseliny kremičitej

Po určení vulkanizačných charakterstík zmesi na Rheometri Monsanto pri 145 °C sa připravili skúšobné telieska vulkanizáciou pri 145 °C. Adhézia vulkanizátov k pomosadzenému ocelovému kordu 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 telieska v hlbke 25 mm. Sledovala sa aj miera pokrytia vytrhnutej časti kordu gumou, čo doplňa obraz o charaktere defektu spoja.

Odolnost vulkanisátu a kordu proti vplyvom vyskytujúcim sa pri používaní gumových výrobkov, vystužených ocelovým kordom, sa skúšala pri nasledujúcich podmienkach:

a) skúšobné teliesko so zalisovanými kordami, ponořené do 10 %-ného roztoku chloridu sodného 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 deformácia skúšobného telieska.

Namerané hodnoty sú zhrnuté v nasledujúcej tabulke.

CS 266 998 Bl

Tabulka

Číslo zmesi

	1	2	' 3	4	5	6	7	8
Vulkanizačné charakteristiky
spracovatelská bezpečnost,	5,25	5,0	3,6	3,65	3,8	3,95	3,7	3,9
t /min/
optimálna doba vulkanizácie(	, 15,5	17,75	16,0	15,75	18,0	17,2	17,1	16,9
ťc 90, /min/
Fyzikálno-mechanické vlast-
nosti, t0 9θ 145 °C/
pevnost vulkanizátu, (MPa)	24,9	24,8	23,5	22,4	23,4	23,8	24,0	23,3
tažnost (%)	315	320	310	285	305	310	320	300
po stárnutí 5 dní pri 90 °G:
pevnost vulkanizátu (MPa)	18,1	14,7	15,0	14,9	16,2	16,9	16,8	16,3
tažnost (%)	150	125	130	130	145	140	150	140
Adhézia, /N/25 mm/
24 hodin po vylisovaní '	860 1	140	940 1	320 1	340 1	370 1	335 1	380
po stárnutí v podmienkach:’
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 qumou, (%)
před stárnutím	65	85	80	95	95	100	95	100
po stárnutí v podmienkach:
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

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Prostriedok na zvyšovanie adhézie gumy k výstužným materiálom, najmá ocelovému kordu, na báze beta-naftolu a zrážanej kyseliny křemičitéj, vyznačujúci sa tým, že obsahuje 10 až 30 hmotnostných % meta-naftolu, 40 až 80 hmotnostných % zrážanej kyseliny kremičitej a naviac 80 až 30 hmotnostných % Ο,Ο-dialkylfosforečnanu mednatého všeobecného vzorca I

   Cu

   1 2 kde R a R sú rovnaké alebo rózne a znamenajú liněárny alebo rozvětvený /1/ až C_1O alkyl 10 alebo cyklohexyl.
2. 2. Prostriedok podlá bodu 1, vyznačujúci sa prídavkom hexametyléntetramínu v množstve

   10 až 20 hmotnostných %.