DE4135355A1

DE4135355A1 - Gummimischung fuer zahnriemen

Info

Publication number: DE4135355A1
Application number: DE19914135355
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Pahlsche Gummi-und Asbest-Gesellschaft (Paguag)
Current assignee: Pahlsche Gummi-und Asbest-Gesellschaft (Paguag)
Priority date: 1991-10-26
Filing date: 1991-10-26
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2011-10-27
Also published as: DE4135355C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Gummimischung für dynamisch und thermisch hochbeanspruchte Bauteile, insbesondere für Zahnriemen im Kraftfahrzeugbereich, bestehend im wesentlichen aus hydriertem Nitrilbutadien-Kautschuk (HNBR) sowie mindestens einem Coagenz und einem Füllstoff.

Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich werden immer häufi ger Zahnriemen eingesetzt, die Einlagen aus Glasfasern und/oder bestimmte Gewebe aufweisen. Diese Zahnriemen sind extremen dynamischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Die zur Herstellung solcher Zahnriemen ver wendeten Gummimischungen müssen nicht nur den dynami schen und thermischen Beanspruchungen genügen, sondern darüber hinaus auch eine gute Haftfähigkeit zu den Einlagen aufweisen.

Zur Herstellung der Zahnriemen sind Gummimischungen bekannt, die aus Chloropren-Polymeren bestehen und im Handel als Chloropren-Rubber (CR) bekannt sind. Weitere bekannte Gummimischungen bestehen aus Nitrilbutadien bzw. teilhydriertem Nitrilbutadien, welche schwefel vernetzt sind.

Diese bekannten Gummimischungen sind über einen längeren Zeitraum nur als temperaturbeständig bis zu etwa 110°C anzusehen. Bei Anwendung der bekannten Gummimischungen in höheren Temperaturbereichen tritt mit der Zeit ein Abfall der Festigkeit und Dehnfähigkeit ein und darüber hinaus steigt die Härte an, so daß die daraus herge stellten Bauteile unbrauchbar werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gummimi schung zu schaffen, die unter Beibehaltung der bekannten guten Eigenschaften auch bei höheren Temperaturen lang fristig beständig ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der hydrierte Nitrilbutadien-Kautschuk peroxidisch ver netzt ist, daß als Coagenz Triallylcyanurat (TAC) vorge sehen ist, daß Magnexiumoxid als Stabilisator in einer Menge von ca. 8 bis 12 Teilen auf 100 Teile HNBR enthal ten ist und daß als Füllstoff Natrium-Aluminium-Silikat vorgesehen ist.

Eine Gummimischung mit dieser Zusammensetzung kann für Dauertemperatureinsatz bis zu 150°C, kurzfristig auch bis zu höheren Temperaturen, eingesetzt werden. Die Haftfähigkeit zu den Einlagen des Zahnriemens ist in allen Temperaturbereichen sehr gut.

Das Nitrilbutadien weist zweckmäßig einen hohen Hydrie rungsgrad, vorzugsweise mindestens 98%, auf.

Das Coagenz TAC sollte in einer Menge von mindestens einem Teil auf 100 Teile HNBR enthalten sein, wobei die jeweiligen Teile als Gewichtsteile zu verstehen sind.

Der Füllstoff Natrium-Aluminium-Silikat, der in der erfindungsgemäßen Gummimischung enthalten ist, weist vorzugsweise einen pH-Wert von ca. 10 bis 12 auf. Seine Oberfläche sollte ca. 60 m²/g betragen.

Darüber hinaus sollte das Natrium-Aluminium-Silikat in einer Menge von 5 bis 30, vorzugsweise von 15 Teilen auf 100 Teile HNBR in der Mischung enthalten sein.

Sofern aus Zweckmäßigkeitsgründen Weichmacher verwendet werden, sollten diese höchstens in einer Menge von 10 Teilen auf 100 Teile HNBR enthalten sein. Vorzugsweise ist in der Gummimischung aber überhaupt kein Weichmacher enthalten, um eine optimale Haftung zu den Einlagen zu erzielen.

Als Haftvermittler kann flüssiges Polybutadienharz in der Mischung enthalten sein, und zwar zweckmäßig in einer Menge von 1 bis 6 Teilen auf 100 Teile HNBR.

Zahnriemen, die dynamisch und thermisch hoch beansprucht sind, weisen mindestens eine Einlage aus Glasfasern und/ oder Polyamidgewebe oder dergleichen auf.

Die erfindungsgemäße Gummimischung weist außer den ange strebten Eigenschaften, wie hohe Temperaturbeständig keit, gute Haftfähigkeit, auch eine sehr gute Ozonbe ständigkeit auf, so daß keine Versprödung auftritt, sowie eine sehr gute Ölbeständigkeit, Kälteresistenz, geringe Nachhärtung bei Alterung und eine sehr gute Beständigkeit der Dehnfähigkeit. Insgesamt weisen also Bauteile, die aus der erfindungsgemäßen Gummimischung hergestellt sind, eine höhere Lebensdauer auf. Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Gummimischung auch sehr gut bei solchen Bauteilen, die auf Verschleiß beansprucht werden, da der Abrieb relativ gering ist.

Die Herstellung von Zahnriemen aus der erfindungsgemäßen Gummimischung kann nach herkömmlichen Verfahren erfol gen, so daß keine neuen Herstellungstechnologien erfor derlich sind. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Gummi mischung können die bekannten Verfahren sogar noch einfacher durchgeführt werden. Da das Vernetzungssystem die Haftfähigkeit der Gummimischung, z. B. zu Geweben und Fasern, erheblich verbessert, ist bei der Herstellung kein Zusatz von gesonderten Haftvermittlern erforder lich, so daß bei Anwendung herkömmlicher Verfahren deut liche Vorteile erzielt werden. Darüber hinaus tritt eine geringere Formenverschmutzung und keine Fließfehlerbil dung auf.

Beispielsweise besteht eine Gummimischung zur Herstel lung von Zahnriemen, die thermisch und dynamisch hoch beansprucht sind, aus HNBR, welches peroxidisch vernetzt ist. Zur Vernetzung können verschiedene Peroxide verwen det werden, vorzugsweise Dicumylperoxid, 1,3-Bis-(2- tert-Butylperoxy-isopropyl)-Benzol oder 2,5-Dimethyl- 2,5-Bis(tert-Butylperoxy)-Hexan. Das verwendete Peroxid ist dabei in einer Menge von mindestens drei Teilen, vorzugsweise von 6 bis 9 Teilen zu 100 Teilen HNBR in der Gummimischung enthalten.

Das Coagenz TAC ist in einer Menge von 1 bis 3 Teilen zu 100 Teilen HNBR in der Gummimischung enthalten.

Das als Stabilisator dienende MgO wird in einer Menge von ca. 10 Teilen auf 100 Teile HNBR zugegeben.

Das als Füllstoff vorgesehene Natrium-Aluminium-Silikat, welches zur deutlichen Erhöhung der Alterungsbeständig keit dient, weist einen pH-Wert von ca. 11 auf und hat eine Oberfläche von ca. 65 m²/g. Es wird in einer Menge von ca. 20 bis 25 Teilen auf 100 Teile HNBR zugesetzt.

Sofern es auf hohe Festigkeit ankommt, kann auch aktiver Ruß zugesetzt werden, und zwar in einer Menge von minde stens 5 Teilen auf 100 Teile HNBR.

Als Haftvermittler wird der Gummimischung ferner flüssi ges Polybutadienharz zugegeben, und zwar in einer modi fizierten, lösungsmittelfreien Form in einer Menge von 1 bis 6, vorzugsweise 2 bis 3 Teilen, auf 100 Teile HNBR.

Claims

1. Gummimischung für dynamisch und thermisch hoch bean spruchte Bauteile, insbesondere für Zahnriemen im KFZ-Bereich, bestehend im wesentlichen aus hydrier tem Nitrilbutadien-Kautschuk (HNBR) sowie mindestens einem Coagenz und einem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der HNBR peroxi disch vernetzt ist, daß als Coagenz Triallylcyanurat. (TAC) vorgesehen ist, daß MgO als Stabilisator in einer Menge von ca. 8 bis 12 Teilen auf 100 Teile HNBR enthalten ist und daß als Füllstoff Natrium- Aluminium-Silikat vorgesehen ist.

2. Gummimischung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der HNBR einen hohen Hydrierungsgrad aufweist.

3. Gummimischung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hydrierungsgrad mindestens 98% beträgt.

4. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Coagenz TAC in einer Menge von mindestens einem Teil auf 100 Teile HNBR enthalten ist.

5. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß der Füllstoff Natrium-Aluminium-Silikat einen pH-Wert von ca. 10 bis 12 aufweist.

6. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Natrium-Aluminium-Silikat eine Oberfläche von ca. 60 m²/g aufweist.

7. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Natrium-Aluminium-Silikat in einer Menge von 5 bis 30 Teilen auf 100 Teile HNBR enthalten ist.

8. Gummimischung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Natrium-Aluminium- Silikat in einer Menge von ca. 15 Teilen enthalten ist.

9. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß höchstens 10 Teile Weichmacher auf 100 Teile HNBR enthalten sind.

10. Gummimischung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß kein Weichmacher ent halten ist.

11. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiges Polybutadienharz als Haftvermittler ent halten ist.

12. Gummimischung nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß das Polybutadienharz in einer Menge von 1 bis 6 Teilen auf 100 Teile HNBR enthalten ist.

13. Zahnriemen aus einer Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit mindestens einer Einlage aus Glasfasern und/oder Polyamidgewebe oder dergleichen.

14. Verfahren zur Herstellung eines Zahnriemens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die Einlage vor der Konfektionierung mit einer Imprägnierung versehen wird, die besonders haftfreudig zu HNBR ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, daß als Imprägnierung eine Gummimischung auf HNBR-Basis verwendet wird.