JPS5965097A - コバルト−ほう素化合物類、それらの製造および使用 - Google Patents

コバルト−ほう素化合物類、それらの製造および使用

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JPS5965097A
JPS5965097A JP58155168A JP15516883A JPS5965097A JP S5965097 A JPS5965097 A JP S5965097A JP 58155168 A JP58155168 A JP 58155168A JP 15516883 A JP15516883 A JP 15516883A JP S5965097 A JPS5965097 A JP S5965097A
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cobalt
alkyl
aryl
acid
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JP58155168A
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リユデイガ−・シユ−バルト
ハンス・マク
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/06Cobalt compounds
    • C07F15/065Cobalt compounds without a metal-carbon linkage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/55Boron-containing compounds
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多くのゴム製品類、iえば空気タイヤ、コンベヤ・ベル
トまたは高圧ホース、には高い炭素含有rg:を有しそ
してしばしば鋼コード゛の形で(受用され為ている鋼の
強化用挿入物が供されてしゝる・製品類の良好な効力お
よび寿命を確保するためには、金属とゴムの間の強くそ
して持続する結合が必要である。
別個の接着剤を用いない場合番とは、これ1士鋼コード
のフィラメントをα−黄銅の薄層でまたlよ銅および亜
鉛主成分類を有する他の合金でまたt±純粋な亜鉛でメ
ッキした時にのみ得られる。
このように処理されたコードを、普通特に11i着促進
用添加物類を含有しているゴム混合物中で、直接加硫す
る。
以下で「接着剤類」と称されて!/する結合力を改良す
るための最も一般的な添加物類は、それらの化学的構造
に従って2種類に分類できる。
第一群には、複数成分系としてのみ有効な全ての接着剤
類が包含される。
高活性シリカを含有していることが、それらの全てに共
通している。
他の成分類は、レソルシノールまたはレソルシノールー
ホルムアルデヒド縮合生成物類およびホルムアルデヒド
放出性化合物類、例えばヘキサメチレンテトラミン、種
々のエーテル化もしくはエステル化度を有するエーテル
化もしくはエステル化されたメチロールアミン類である
これらの系は良好な接着値を生じるが、それらは加硫中
に時々蒸気および不快臭を発生する。さらに、レソルシ
ノールは特にそれの融点刊近の温度において界層する傾
向があるため、例えばローラー・ミキサー上の如き混合
機械中での加工性が非常に損なわれる。
有機金属化合物類が第二群に属しており、そしてそれら
は主としてコバルトの化合物類である。
とりわけ、ラッカー工業において乾燥剤としても一般的
である型のコバルト石鹸が、比較的長い期間にわたり使
用されてきている。
すなわち、フランス特許明細書1 、323 、934
は種々のコバルト塩類、例えばステアリン酸コ・ヘルド
、リノール酸コバルトまたはナフテン酸コバルト、を特
許請求している。米国特許明細書3.296,242に
対応するほう、も−イ1J11コバルト化合物類も適し
ている。コバルトの他に、下記のものも金属類として包
含される:銅、ニッケル、鉛または11F鉛。(ドイツ
公開明細書2,303.674、ドイツ公開明細書2 
、447 、853または米国特許明細書4,154,
911jj照)。
他の化合物類には、サクシニロ琥珀酸のニッケルおよび
コバルト錯体類(ヨーロッパ公開明細書0.003,8
20)またはある種の1.2−ジオール類の遷移金1−
塩類(ヨーロッパ公開明細書0.009,000)が包
含される。
C11独の有機塩類は一般に、金属性坦体物質類に対す
るゴム物質の接着性を改良しない。反対に、それらはし
ばしばゴムhとして作用しそしてコバルト−金属結合の
安定性を減じる。
第一群の接着性および第二群のそれの間の効果には、明
白な差異がある。
ゴム混合物に加えられる有機金属化合物類は普通加硫後
に改良された金属−ゴム接着性を生じ、そしてそれは金
属性坦体の腐食を持続的に〃延させることもできる。
しかしながら、それらは接着性が特に高温加硫(180
〜240°C)の場合に非常に減じられるという実質的
な欠点を有する。加硫もどりも非常に不利な方法で目立
つようになる。
しかしながら、第一群の接着性は再加熱工程に対するゴ
ム−金属結合の比較的良好な抵抗性を有する。第二群の
接着剤類を用いた場合のそのような結合は熱および水分
の影響に対して比較的敏感である。
従って、接着剤組成物類がしばしば接着剤混合物類に加
えられ、その場合接着剤系の個々の成分類または接着剤
系全体を使用できる(ドイツ公開明細′、&J1.72
0.144;ドイツ公開明細書2.841.401)。
先行技術に相当する全ての接着剤系の欠点は、そのよう
な系により促進または引き起こされる水分もしくは熱と
一緒の水分に対するゴム−金属結合の敏感性である。
従って、そのような影響に対するできるだけ最大の抵抗
性を有する接着剤系に興味がもたれている。
従って、本発明の目的は、と記の欠点を有さないかまた
はそのような欠点をこれまでのような程1g!Lまで有
さないようなゴム−金属接着用の接着剤系を提供するこ
とである。
そのような接着剤系用に非常に適している新規なコバル
ト化合物類を今見出した。
すなわち、本発明は式 [式中。
R,、R2,R,、R4およびR6は同一もしくは異な
っており、そして水素、ヒドロキシ、C□−CIQアル
キル、c、  C12シクaアルキル、Cニー0□6ア
ルキルチオ。
C6C14アリール、C6−CI 4アリール−C,−
C4アルキル、CICIIIアルコキシ、C6C’14
アリールオキシ、C6−C84−アリール−cl−C,
アルキルオキシ、ハロゲンまたは炭素数が2〜18でそ
して1個以上の二屯結合を有する炭化水素基を表わし、
そして R・は炭素数が1〜22の直鎖もしくは分枝鎖状の飽和
または七ノーもしくはポリ−不飽和の炭化水素基、或い
は式 の基を表わし、ここでR凰、R2、R3、R9およびR
3は上記の・意味を有する]に相当する化合物類を提供
するものである。
好適な化合物類は1個のほう素原子当たり1個の式 の基を含有している。
式Iに相当する化合物類は、 a)CI C4カルボン酸ノコバルト111゜b)任意
に置換されていてもよいフェノール、C)はう酸トリア
ルキルエステル、または過剰のCI  C?アルコール
中の三酸化はう酸、およびd)任意に、直鎖もしくは分
枝鎖状の飽和または七ノーもしくはポリ−不飽和のC1
IC22アルコール を加熱しながら反応させることにより得られる。
11f適には、該化合物類は1モルのコバルト基当たり
1モルのほう酸トリアルキルエステル、1〜2モルのフ
ェノール、および0〜1モルの08−C22アルコール
が加えられるような量で反応し、ここで成分類b)およ
びd)の合計は多くとも2モルである。
はう酸トリアルキルエステルは物質状で加えることもで
き、または三酸化はう素および過剰量で加えることので
きるC、−Cツーアルコールからその場で製造すること
もできる。過剰の01−07−アルコールおよびほう酸
トリアルキルエステルから放出されるアルコールを蒸留
除去する。
本発明はまた、式lに相当する化合物をゴムに加えるこ
とを特徴とするゴムと金属の間の接着性を増加させる方
法にも関するものである。
1′記のものが好適なコバルト塩のカルボン酸成分類と
して挙げられる:酢酸、蟻猷、プロピオン酩または醋酸
、特に酢酸。
ノふR,、R2,R4およびR5は好適には水素を表わ
17、そしてR3は好適にはClIC12アルキルまた
はc@ C14アリール−C1−C4アルキルを表わす
該化合物類は異性体混合物としても存在できる。
特に、基R凰〜R5は下記のものを表わす:水素、メチ
ル、エチル、プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、
ターシャリーーブチル、n−ペンチル、イソ−ペンチル
、セカンダリ7−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシ
ル、イソ−ヘキシル、セカンダリー−ヘキシル、シクロ
ヘキシル、n−ヘプチル、イソ−ヘプチル、ターシャリ
ーーヘプチル、オクチル、2−エチルヘキンル、ノニル
、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラ
デシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、
オクタデシル、メチル−シクロヘキシル、シクロヘキシ
ルメチル、ナフチル、アントラセニル、ナフチルメチル
、シクロヘプチル、シクロオクチル、フェニル、ベンジ
ル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル、
シクロドデシル、9−オクタデセニルまたはメチルフェ
ニル。
アルキルに関して挙げられているのど回・であるが中に
酸素または硫霞を含有しているようなノ、(が、アルコ
キシおよびアルキルチオ れる。
しかしながら、ブチルフェノール、プロピルフェノール
、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ベンジルフ
ェノール、ドテシルフェノールおよびトリルクし・ツー
ルの純粋なまたは異性体化合物類が一般的に使用される
。ノニルフェノール、ドデシルフェノール、1リルクレ
ゾールおよびベンジルフェノールがaf適である。
ド記の化合物類がcs  C22アルコール類として挙
げられる: n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、n−ノナ
ノール、トリメチルヘキサノール(商業用のW外体混合
物)、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、ト
リデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、
ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノー
ル、オクタデセニルアルコール、ノナデカノールまたは
C20−022アルコール類、オレ・fンアルコールお
よび飽和または七ノーもしくはポリ−不飽和のC2。−
C22アルコール類、特に天然および商業用の混合物類
各場合ともCl−C,、好適にはC3−C,、そして特
にC4アルキル、例えばイソブチル、基を有するエステ
ル類が、はう酸トリアルキルエステル類として挙げられ
る。
該接着剤系は良好な接着値を生じ、ゴム製品類の名化値
(例えば水蒸気老化)を明らかに改良し、そして加硫も
どりを減じる。
接着剤系はゴムに、これらの系に関して一般的な範囲の
蟻内で加えられる。量は一般に、ゴムをノふにして00
1〜20重量%、好適には0.2〜10重酸%、そして
特に0.3〜5重量%、である。
式1に相当する化合物類の製造は、3〜5成分反応であ
る。出発物質類の下記の組み合わせが好適であり、各場
合とも酢酸コバルト−四水塩がコバルト塩として使用さ
れる。
2、 3. 8、9、10、11. 12. 13、1
5および16が特に好適な生成物類である。
該方法を下記の実施例を用いて説明する。
249gの酢酸コバルト−四水塩を220gのノニルフ
ェ・ノール(商業用の異性体混合物)と混合し、モして
カラムを備えた装置中で常圧下で攪拌しながら200℃
まで加熱した。この操作中に結晶水が分離された。混合
物を次に140〜160℃に冷却し、そして真空下で数
時間撹拌して水分の残りを除去した。
230gのほう酸トリイソブチルエステルおよび214
gのテトラデカノールの混合物を次に加え(140°C
で添加できた)、そして混合物をゆっくりとさらに加熱
した。ヤい最初の発泡後に、揮発性の反応生成物を90
〜115°Cにおいて蒸留除去した。イソブタノールお
よび酢酸イソブチルの揮発性生成物の蒸留が止むにつれ
て、内部温度がゆっくりと上昇した。220〜240°
Cの内部温度において、しばらくして揮発性混合物の蒸
留が完了した。混合物を次に2〜3時間攪拌し、200
℃に冷却し、そし天とりだした。下記の元素分析組成を
有する560gの濃青色の低粘度の油が得られた: C実測(+664.7% H9,9 B        2.l Co11.0 1−記のコバルト塩の脱水をトルエンまたはキシレンを
用いる共沸蒸留により実施することもできた。
変法においては、三酸化はう酸および過剰のイソブタノ
ールをほう酸トリアルキルエステルの代わりに使用した
ゴムに式Iに相当する化合物の他に、ゴムを基にして0
.01〜10重量%の、好適には1〜3重に%の、闇の
ホルムアルデヒド放出性化合物を加えることにより、接
着性の追加増加が得られた。
さらに、下記のものをゴムを基にして0.01〜1OI
frに%、好適には0.5〜5重都重殺6の量でゴムに
加えることもできるニレツルシノールまたはそれの誘導
体類、例えばジメトキシベンゼン、ジアセトキシベンゼ
ン、ジベンゾイルオキシベン肴ン、ジプロポキシベンゼ
ン、ジプロピオニルオキシベンゼン、ジ(l・リメチル
シリルオキシ)ベンゼン、並びにスルホエステル類、燐
酸エステル類、亜燐酸エステル類およびウレタン類並び
にレソルシノールの炭酸塩類。
レソルシノール化合物は別個にまたはホルムアルデヒド
放出性化合物と組み合わせてゴムに加えることができる
。ホルムアルデヒドと予備縮合されたレソルシノールを
、ゴムを基にして0.O1〜10屯に%、好適には3〜
5重量%、の量で加えることもでき、予備線金物は1モ
ルのレゾルシノール当たり1〜3モルのホルムアルデヒ
ドを含イイしている。
さらに、シリカを一般的な酔で加えることもできる。
「ホルムアルデヒド放出性化合物」という表現は、特に
加硫条件下で、例えば40〜200℃の範囲内の温度に
加熱した時に、任意に水の存在下で、ホルムアルデヒド
を放出可能な物質を示すものであると理解すべきである
。メチロールエステル類を使用する時には、縮合反応は
アルコール類または酸類を放出して起きることもある。
これらの生成物類は以下では簡単に「ホルムアルデヒド
−放出剤」と称する。
それらは公知であり、そしてベルギー特許明細書621
 923.624 519.米国特許明細書2 512
 12B、”Helveticachimica  a
ct a” 、24頁、35E、CH−特許明細書19
7 486およびホウヘン−ウニイル、”Method
en  deroganischen  Chemie
”、8巻、242頁中に記されている。
下記のものを使用すると特に高い接着性が得られる: ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン
−ペンタメチルエーテル、ヘキサメチロールメテミンー
テトラメチルエーテルおよび一トリメチルエーテルの混
合物類、ペンタメチロールメラミン−トリメチルエーテ
ル、テトラメチロールヒドラゾジカルボンアミド、テト
ラメチロール−アセチレン−ジ尿素、N、N’−ジメチ
ロール−尿素、N−メチロール−ジシアノジアミド、メ
チレン−アミノニアセトニトリル、N−7リルージオキ
サジン、N−フェニル−ジオキサジン、1−アザ−3,
7−ジ−オキサ−ビシクロ[3,3]−オクタン、およ
びヘキサメチレンテトラミン。
L記の接着剤組成物が供されているゴム物質類は、鉄、
銅、偵銅、亜鉛、青銅、アルミニウムおよび他の強化用
金属類に対して優れた接着性を生じる。そのような接着
剤混合物用に使用できる代表的な型のゴムには、ジエン
型のゴム類、例えば天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブ
タジェン、スチレン−ブタジェン共重合体類、アクリロ
ニトリル−ブタジェンゴム、クロロプレンゴム、EPD
Mおよびこれらの」;記の型の混合物類が包含される。
ゴム混合物類は、強化用カーボンブラック、不活性およ
び活性充□填剤類、例えばシリカおよび酸化亜鉛、加工
助剤類、硫黄および加硫促進剤類を包含する一般的成分
類を含有できる。
促進剤類として特に適しているものは、2−メルカプト
ベンゾチアゾールから誘導されたスルフェンアミド類、
例えばN−シクロヘキシル−チオベンゾチアゾール、N
−モルホリノ−チオベンゾチアゾール、N、N−ジシク
ロヘキシル−チオベンゾチアゾールまたはN、N−ジイ
ソプロピルアミノチオベンゾチアゾールである。もちろ
ん、他の欠進剤類もそれらだけでもしくは−・緒に組み
合わせて使用することもできる。それらの例には、チウ
ラム類、メルカプトベンゾチアゾールまたはジチオカル
バメート類が包含される。
加硫温度は、実用に合った方法で、例えば120〜22
0℃から、好適には140〜180℃から、!j!訳さ
れる。
、l、′te−メッキされた表面を有する鋼ケーブルま
たは鋼コードとの高抵抗性結合を生成する際の本発明の
利点を下記の実施例により説明するが、それらは例えば
ゴムタイヤ、高圧ホースまたはコンベアベルトの製造に
おいても使用できる。
これらの実施例は下記の混合物組成をノ入にしている: 天然ゴム(R3SI)       100屯量部カー
ボンブラックN326     43カーボンブラツク
N539     20ロジン           
   3フエこルーβ−ナフチルアミン    1.5
酸化111(鉛            lO硫資  
              7N、N−ジシクロヘキ
シル−チオ ベンゾチアソール         0.7硫峠および
促進剤を含有していない基礎混合物を研究室用内部混合
器中で70″Cにおいて予備混合し、そして次に研究室
用混合装置中で殖菌、促進剤および任意に接着剤と60
°Cのローラ一温度において混合した。
T試験方法(Bayer−Mittei lungen
  fur  die  Gummt−Industr
ie、1961c7)No、29.69頁参pi、4.
)に従って接着性を試験するために、20X15X6m
mの寸法を有する試験体を製造した。
画調メッキされた表面および7X3XO,15mmの寸
法を有する鋼コードを使用した。
試験体をtso値に相当する150℃において加硫した
。老化、■程用には、試験体を100℃の熱い空気に5
.6 [1間露呈し、120℃の過加熱された水蒸気に
2.3時間露呈するか、または40℃および95%相対
湿度において5.6ケ月間貯蔵した。
必要なら、ゴム混合物を180℃において加硫晶適値を
越えて45分間加硫した。
接7I′植を80℃の試験温度において引っ張り試験装
置を用いて100mm/分のクランプ延伸速度で測定し
た。コードがゴム試料から破れるのに必要な最大力とし
ての値をN/20mmで示す。
1回の測定用に、同一の構造を有する少なくとも4個の
試験体を使用し、そしてDIN53598に従うメディ
アン(又)、並びに最高および最低の個々のfdiの間
の差異である偏差の一測定ずめとしてのスパン(R)を
これらの個々の伯から評価した。
さらに、ゴムC)を用いる強化被覆物を、分離試験の実
施後に目で評価した。
観察結果を下記の指定を満たすようなローマ数字また、
は文字で示す: ■  ゴム被覆物なしの強化物 II   わずかにゴムで被覆された強化物III  
 i=とじてゴムで被覆された強化物TV   ゴム中
での構造破壊 GRM銅層の完全な置換、表面」−の輝いた鋼、4 t
は本発明に従うある種の化合物類の接着性−改良効果を
示すものである。
接着性−改良用物質としてコバルト−ナフチネートを用
いる対応値を「比較用」のところに示す。
数値は、本発明に従う化合物を黄銅メッキされたコーー
ドhで使用した時に、先行技術で到達するイv1および
ある場合にはこの水準を越える値まで接着性の改良が得
られたことを示している。
公知の如く、黄銅−メッキされた表面を有する強化剤類
と−・緒に硫賛−含有ゴム混合物を加硫する間に、銅と
硫黄の反応により接着性−促進層が生成しくS、ブッチ
ャ7 (Buchan)、Rubber  to  M
etal  Bonding。
Palmeron  Publishing  C。
mpany=、−ヨーク、(1959))、  その層
は水分および熱の影響に対して特に敏感である(W、J
、van  0Oij  Rub、Chem、Tech
n、51,52 (197B))。
表2は1本発明に従う化合物の使用が水分および熱によ
り生じる接着層の破壊を長期間遅らせることを示してい
る。
この安定化効果に関しては、本発明の化合物類が先行技
術より相当な利益を与えることが見出された。
さらに、」二記の型の接着剤類はそれ番こ伴なわれる良
く均衡のとれた諸性質により特徴づζすられている。
表3は、3種の化合物例を使用すると、結合t±例えば
実用的温度における熱的再加熱および水り)の影響の如
きほとんどの多種の負荷に力)(すられた11rでさえ
有効な接着性を保有することをン1<シてl、%る。
ゴム混合物中で使用される接着剤の量t±、東合体をJ
)にして0.3重に%のコ1<)レト金1+1%4こ4
1当するものである。
R(N/20mm)      8θ    3045
Y(N/20mms)      a6゜R(N/20
mm)       55RI:N/20am)   
   Go      30     、8OR(N/
20mm’1     80     70     
 fl。
R(N/20mm)      25     75 
    30−Cm−一一一浬一   m’ 「複数成分系」型の接着剤類との組成物中での未発明に
従う接着剤類の使用も有利である。
接Ir性の熱および水分負荷に対する抵抗性も非常に改
良される。下記の試験調合物を以ドに示されているデー
タ用に使用した。
他の試験条件は変えなかった。
天然ゴム(R3SI)       100刊騎部カー
ボンブラックN−33050 高活性沈澱シリカ         10フェノール−
ホルムアルデヒド樹脂  4イソプロピル−フェニル−
p−フェ ニレンジアミン           2.5酸化亜鉛
              6し ツルジノ −ル 
                     2へ午サ
メチロールメラミンーペンタ メチルエーテル(HMMM)      2硫黄   
             4.5N、N−ジシクロヘ
キシル−チオベ ンゾチアゾール           2N−シクロヘ
キシルーチオフタルイ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式 [式中、 R1、R2,Ra、RaおよびR6は同一もしくは異な
    っており、そして水素、ヒドロキシ、c、  ctsア
    ルキル、c、−c、2シクロアルキル、c、−clsア
    ルキルチオ。 cs −ct 4アリール、csctaアリール−1−
    C□−C4アルキル、C,−C□8アルコキシ、Ca 
    −ct 4アリールオキシ、C6−C□、−アリール−
    C□−C4アルキルオキシ、ハロゲンまたは炭素数が2
    〜18でそして1個以上の二重結合を有する炭化水素基
    を表わし、そして R6は炭素数が1〜22の直鎖もしくは分枝鎖状の飽和
    または七ノーもしくはポリ−不飽和の炭化水素基、或い
    は式 の基を表わし、ここでR1−R11は−E記の意味を有
    する] に相当する化合物類。 2、R1,R2、Ra 、R4およびR5が水素、c、
    −cm2アルキルまたはc、−c、4アリ−ルーCr 
     C4アルキルを表わし、そしてR6がce  C22
    炭化水素基を表わす、特許請求の範 ”間第1項記載の
    化合物類。 3、等モル1^の a)et   c、カルボン酸のコバルトIi4、b)
    任意に置換されていてもよいフェノール、C)はう酸ト
    リアルキルエステル、または過剰のC1−C?アルコー
    ル中の三酸化はう酸、およびd)任意に、直鎖もしくは
    分枝鎖状の飽和または七ノーもしくはポリ−不飽和のC
    e −C22アルコール を加熱しながら反応させることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の化合物類の製造方法。 4、特許請求の範囲第1項記載の化合物をゴムに加える
    ことを特徴とする。ゴムと金属の間の接着性を増加させ
    るための方法。
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