CH643277A5 - Silan/fuellstoff-praeparation. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine pulver-oder granulatförmige Silan/Füllstoff-Präparation, auf ein Verfahren zu deren Herstellung und auf die Verwendung solcher Präparationen in Formmassen.
Bekannt sind pulverförmige Gemische aus oligosulfidi-schen Silanen und silikatischen Füllstoffen (DE-OS 22 55 577) sowie solche aus Mercaptosilanen und silikatischen Füllstoffen (DE-AS 25 28 134). Bekannt sind ferner Gemische aus Russ und oligosulfidischen Silanen (DE-OS 27 47 277). Alle diese Gemische sind gut geeignet zur Anwendung in Kautschuk-Formmassen, und die dafür verwendeten Alkoxysilane sind solche, die Schwefel an Kohlenstoff gebunden enthalten. Dieser Schwefel greift nachweisbar in die Vulkanisationsreaktion ein.
Um so erstaunlicher war es, als gefunden wurde, dass auch Halogenalkyloxysilane, deren typischer Vertreter das 3-Chlorpropyltriäthoxysilan (abgekürzt Cl-PTES) ist, in Kautschuk-Formmassen wertvolle Effekte und an deren Vul-kanisate wertvolle Eigenschaftsverbesserungen hervorriefen. So wurden bereits Mischungen und Formmassen auf Basis von Halogenkautschuken, die silikatische Füllstoffe und derartige Halogensilane enthalten, vorgeschlagen. Noch überraschender war es als nun gefunden wurde, dass diese Silane auch in silikatische Füllstoffe enthaltenden Formmassen auf Basis der gebräuchlichsten halogenfreien Kautschuke vorteilhafte, nicht erwartete Effekte hervorrufen, wie auch überraschende Verbesserungen der Eigenschaften der Vulkanisate bewirken.
Auf Grund der bisherigen Erfahrungen und in Anbetracht des oben wiedergegebenen Standes der Technik war es noch weniger zu erwarten gewesen, dass nun gemäss vorliegender Erfindung einige wichtige Eigenschaften insbesondere der Kautschuk-Mischungen und deren Vulkanisate darüber hinaus noch weiter verbessert werden können, wenn man Silan/Füllstoff-Präparation zur Herstellung der Formmassen verwendet, und nicht das Silan und den Füllstoff getrennt bei der Herstellung der Mischungen einsetzt.
Die Erfindung ist durch die Patentansprüche definiert.
Die erfindungsgemässen Präparationen sind granulatförmige oder pulverförmige Präparationen, die lagerstabil sind und meist auch die an sich gegen Hydrolyse empfindlichen Alkoxysilane in den Präparationen stabilisieren, die weiterhin im Gegensatz zu den flüssigen bzw. pulverförmigen Ausgangsstoffen in einem für den Verarbeiter (Kautschuk verarbeitende Industrie) gewünschten nicht staubenden und leicht zu verarbeitenden Aggregatzustand vorliegen und die, als wichtigstes, wertvolle Effekte insbesondere in Kautschuk-Mischungen auf Basis von natürlichen und bzw. oder synthetischen Kautschuken mit oder ohne Halogene im Molekül, welche mit silikatischen Füllstoffen sowie gegebenenfalls Russ gefüllt sind, hervorrufen. Diese durch die erfindungsgemässen Silan/Füllstoff-Präparationen hervorgerufenen Effekte und Eigenschaftsverbesserungen der Vulkanisate, die z.T. synergistische Effekte gegenüber der Einzelzugabe von Silan und Füllstoff zu den übrigen Mischungsbestandteilen sind, werden weiter unten und insbesondere in den Beispielen erläutert.
Zu den Russen, die für die Zwecke der Erfindung gut geeignet sind, zählen die an sich bekannten Russsorten, insbesondere die sogenannten Gummirusse, die in der Kautschuk verarbeitenden Industrie Verwendung finden, vorzugsweise Furnace-Russe wie HAF- und ISAF-Russebzw. die im Handel erhältlichen pulverförmigen «Printex»-Russsorten der Degussa mit spezifischen Oberflächen, nach der Stickstoffadsorptionsmethode gemäss DIN 66 132 bestimmt, zwischen etwa 30 und 140 m2/g und mittleren Primärteilchen-grössen (arithmetisches Mittel) zwischen 20 und 60 Nano-meter. Auch Mischungen verschiedener Russsorten können zur Herstellung der erfindungsgemässen Präparationen eingesetzt werden, beispielsweise Mischungen aus «Printex» 60 und «Printex» 300 oder Mischungen aus «Printex» 30 und «Printex» 300. Je nach Herstellungsverfahren und Mischungsverhältnis innerhalb der beanspruchten Mengenverhältnisse von Silan zu Russ erhält man pulverförmige Produkte oder freifliessende, nicht klebende Granulate.
. Zu den geeigneten synthetischen silikatischen Füllstoffen zählen in erster Linie die in der Kautschukindustrie verwendeten Verstärkerfüllstoffe, insbesondere die im Handel erhältlichen pulverförmigen pyrogenen oder gefällten Kieselsäuren der Degussa wie «Aerosil», «Ultrasil» VN 3,
s io
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
643 277
«Ultrasil» VN 2, «Silteg» AS 9, «Silteg» AS 7, «Durosil» und «Extrusil» mit spezifischen Oberflächen (siehe DIN 66 132) zwischen 20 und 400 m2/g, vorzugsweise zwischen 100 und 250 m2/g, und mittleren Primärteilchengrössen zwischen 10 und 400 Nanometer. Auch Mischungen dieser verschiedenen Kieselsäuresorten können zur Herstellung der erfindungsgemässen Präparationen eingesetzt werden.
Weiterhin kommen für die Zwecke der Erfindung auch natürliche silikatische Füllstoffe in Betracht wie beispielsweise Kaoline, Tone (clay), Kreide, Kieselkreide, Diatomeenerde (Kieselgur), feinpulverisierte Quarzsande und Asbeste. In Frage kommen auch Füllstoffe, die als Mischoxide oder Oxidgemische des Siliciumdioxids mit den Oxiden der Metalle Aluminium, Magnesium, Calcium, Barium, Zink und/oder Titan vorliegen.
Die silikatischen Füllstoffe können auch auf bekannte Weise mit Silanen hydrophobiert worden sein, dessen typischer Vertreter die Handelsprodukte « Aerosil» R 972 (auf Basis von pyrogener Kieselsäure) und «Sipernat» D 17 (auf Basis gefällter Kieselsäure) der Degussa sind.
Auch synthetische Silikate, z.B. Aluminiumsilikate oder Erdalkalisilikate wie Magnesium- oder Calciumsilikat, mit spezifischen Oberflächen von 20 bis 400 m2/g und Primärteilchengrössen von 10 bis 400 nm können Verwendung finden.
Füllstoffgemische wie Kieselsäure/Kaolin oder Kieselsäure/Kieselgur/Kreide sowie Verschnitte der silikathaltigen Verstärkerfüllstoffe mit den bekannten Gummirussen, z.B. Kieselsäure/HAF-Russ oder Kieselsäure/Kaolin/ISAF-Russ können ebenfalls mit Erfolg zur Herstellung der erfindungsgemässen Präparationen eingesetzt werden.
Zu den Halogenalkoxysilanen der Formel I, die in den erfindungsgemässen Präparationen in Anteilen von 5 bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 15 bis 60 Gewichtsprozent, vorteilhafterweise zu 50 Gewichtsprozent zugegen sind, zählen insbesondere folgende Silane:
Chlormethyltrimethoxysilan, Chlormethyltriäthoxysilan, Brommethyltriäthoxysilan, Dichlormethyltriäthoxysilan, 1 -Chlor-1 -methyl-methyl-trimethoxysilan, 2-Chloräthyltri-methoxysilan, 2-Bromäthyltrimethoxysilan, 2-Dribromäthyl-trimethoxysilan, 3-Brompropyltrimethoxysilan, 3-Chlor-propyltrimethoxysilan, 3-Dichlorpropyltrimethoxysilan, 3-Chlorpropyltriäthoxysilan, 3-Brompropyltriäthoxysilan, 3-Dibrompropyltriäthoxysilan, 2-Brom-l-methyl-äthyltri-propoxysilan, 2-Dichloräthyltri-n-butoxysilan, 2-Chlor-äthyl-tri-2-methyl-propoxysilan, 3-Brompropyl-tri-t-butoxy-silan, 3-Dibrompropyltriisopropoxysilan, 3-Brom-propyl-tri-n-pentoxysilan, 2-Chloräthyl-tri-2' -äthyl-äthoxy-silan, 2-Brom-2-methyl-äthyldimethoxyäthoxysilan, 3-Di-chlorpropylmethoxypropoxysilan, 3-Chlorpropyldimethoxy-methylsilan, 3-Brompropyldiäthoxyäthylsilan, 3-Chlor-propyläthoxydiäthylsilan, 3-Brompropyl-tris-( 1 -methoxy-äthoxy)-silan, 3-Chlorpropyldiäthoxyphenylsilan, 3-Dichlor-propyldimethoxycyclopentylsilan,
3-Brompropyl-di-n-propoxy-cyclohexylsilan, 3-Chlorpro-pyldixyclohexoxyclohexylsilan, 3-Brompropyldiäthoxycyclo-heptylsilan, 3-Chlorpropyläthoxyphenyloxyäthylsilan, 3-DibrompropylbenzyloxyäthoxyäthyIsilan, 4-Chlor-n-butyltrimethoxysilan, 4-Brombutyltrimethoxysilan, 3-Chlor-
2-methyl-propyltrimethoxysilan, 3-Chlor-3-methyl-propyl-cyclooctyldipropoxysilan, 3-Chlor-2-äthyl-propyldiäthoxy-methylsilan, 3-Brom-3-äthyl-propyldimethoxymethylsilan,
3-Chlor-2-methyl-propyldimethoxyphenylsilan, 5-Chlor-n-pentyltriäthoxysilan, 4-Brom-1 -methyl-butylcyclooctoxydi-methoxysilan, 4-Brom-2-methyl-butyltriäthoxysilan, 2-Chlor-2-methyl-äthyltripentoxysilan, 2-Dichlor-2-methyl-äthyltributyloxysilan, 3-Brompropyltri-phenoxysilan, 3-Chlorpropyltribenzyloxysilan, 3-Dibrom-
propyltricyclopentoxysilan, 3-Brompropyltri-n-pentoxy-silan, Dibrommethyltriäthoxysilan, Dichlormethyltriäthoxy-silane, 2-DichIoräthyltriäthoxysilan, 2-Dibromäthyltri-n-propoxysilan, 3-Dichlorpropyltriäthoxysilan, 2-Dichlor-i-s propyl-triäthoxysilan, 2-Dibrom-i-propyl-tri-i-propoxysilan, 3-Dichlorpropyltri-n-propoxysilan, 3-Dibrompropyl-tri-n-butoxysilan, 4-Dichlorbutyltriäthoxysilan, 4-Dibrom-butyltri-n-propoxysilan, 5-Dichlorpentyltriäthoxysilan, 5-Dibrompentyltri-n-propoxysilan und Gemische dieser io Halogenalkyloxysilane. Vorgezogen werden die Halogenalkyloxysilane mit einem Halogenatom (p = 1 in der Formel I) und mit drei Alkoxysilylgruppen und deren Gemische.
Die Silane der Formel I können nach an sich bekannten Verfahren, z.B. aus noch mindestens ein Wasserstoffatom 15 besitzenden Halogensilanen, durch katalytisch gesteuerte Anlagerung an einen eine C-C-Doppelbindung aufweisenden Halogenkohlenwasserstoff (Hydrolysierung) hergestellt werden. Das bzw. die am Siliciumatom befindliche(n) Halogenatom(e) kann bzw. können sodann in ebenfalls 20 bekannter Reaktion, beispielsweise durch Alkoholyse, in Alkoxysilane umgewandelt werden. Es hat sich gezeigt, dass auch die aus der Produktion stammenden Rohsilane direkt für die Zwecke der Erfindung mit Erfolg eingesetzt werden können, wenn sie praktisch frei von hydrolysierbarem Halo-25 genid und Halogen wasserstoff sind. Im gegebenen Fall werden sie von diesen Verunreinigungen durch Behandlung mit Ammoniak oder Natriumhydrid befreit, woran sich eine Rektifikation anschliessen kann.
Die Herstellung der Präparation geschieht in an sich 30 bekannten, schnell wirkenden Mischvorrichtungen wie Pulvermischer, Propellermischer oder Perl- bzw. Granulierungs-maschinen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist das im Patentanspruch 6 definierte Verfahren zur Herstellung der beschrie-35 benen Silan/Füllstoff-Präparation.
Die Silane können zweckmässigerweise auf die im Pulvermischer in Bewegung befindlichen Teilchen des bzw. der Füllstoffe aufgesprüht werden, oder sie werden alternativ in Lösung oder Suspension auf die im Pulvermischer in Bewe-40 gung befindlichen Teilchen des bzw. der Füllstoffe aufgegeben.
Herstellungsbeispiele
1) Als anorganischer Füllstoff wird ein Russ mit fol-45 genden Prüfdaten eingesetzt: («Printex» 30 der Degussa, D 6000 Frankfurt am Main):
Stickstoffoberfläche nach DIN 66 132 78 m2/g
Mittlere Primärteilchengrösse 27 nm so pH-Wert (DIN 53 200) 9
Dibutylphthalatabsorption nach DIN 53 601 100 ml/100 g
In einem trogförmigen Pulvermischer mit propellerartigem Mischwerkzeug und einem Inhalt von 150 Liter wurden 10 kg 55 des genannten Russes eingewogen, dann 10 kg 3-Chlorpro-pyltriäthoxysilan hinzugegeben und die Mischungskomponenten 30 Sekunden lang bei 360 U/min miteinander verarbeitet und homogenisiert. Die verwendete Vorrichtung ist in der DE-AS 15 92 861 beschrieben. Nach Ausfahren der Ent-60 leerungsvorrichtung wurden 20 kg eines Granulates einer mittleren Korngrösse von 1,0 mm ausgestossen. Das so erzeugte Granulat war staubfrei, nicht klebend, rieselfähig, gut lagerfähig und dosierbar und bei der Herstellung von Kautschuk-Formmassen leicht einzumischen.
65
2) Als Füllstoff wurde in diesem Beispiel ein Kieselsäure-Füllstoff («Ultrasil» VN 3 der Degussa) benutzt. Dieser Füllstoff ist durch folgende Prüfdaten charakterisiert:
643277
Stickstoffoberfläche nach DIN 66 132 165 bis 180 m2/g Leitfähigkeit der 4,0%igen Suspension in Wasser
1000 (j.S/cm (S=Siemens) pH-Wert nach DIN 53 200 6,3
Wassergehalt 5,0 Gewichtsprozent
In dem gleichen trogförmigen Pul vermischer wie im Beispiel 1 beschrieben, werden 10 kg des Kieselsäure-Füllstoffs gegeben. Anschliessend werden 10 kg 3-Chlorpropyltriätho-xysilan in den Mischer eingesprüht. Die beiden Komponenten werden bei einer Drehzahl von 360 U/min nach Abschluss des Einsprühens noch 20 Sekunden lang intensiv weitergemischt. Nach dieser Zeit wird die Entleerungsvor-richtung des Mischers geöffnet und eine homogene pulverförmige Mischung der beiden Komponenten ausgestossen.
3) In diesem Fall wurde als anorganischer Füllstoff natürliches Aluminiumsilikat (Clay) mit folgenden Kenndaten benutzt:
Siebrückstand nach DIN 53 580 43 (im Sieb 0,05%
Mittlere Teilchengrösse 2 |im
Stickstoffoberfläche nach DIN 66 132 30 m2/g pH-Wert nach DIN 53 200 5,5
In den im Beispiel 1 beschriebenen Pulvermischer wurden 17 kg des vorstehend charakterisierten, natürlichen Aluminiumsilikats vorgelegt, dann 3 kg 3-Chlorpropyltriäthoxysilan hinzugefügt und 20 Sekunden lang intensiv gemischt. Nach dieser Mischzeit wurde die Entleerungsklappe geöffnet und bei fortlaufendem Mischwerkzeug eine homogene, pulverförmige Mischung der beiden Komponenten ausgetragen.
Die erfindungsgemässen Präparationen finden beispielsweise Verwendung in Formmassen auf Basis von gegebenenfalls vernetzbaren Polymeren, wie insbesondere thermoplastische Polymere, die silikatische Füllstoffe und bzw. oder Russ als Füllstoff enthalten. Zu diesem Polymeren zählen u.a.
Polyolefine, wie Polyäthylen, Polypropyl, Äthylen-Propylen-Mischpolymerisate usw.
Vorzugsweise werden die Präparationen in Kompositionen und Formmassen auf Basis von mit silikatischen Füll-s Stoffen sowie gegebenenfalls Russ gefüllten natürlichen und synthetischen Kautschuken mit guten und nicht zu erwarten gewesenen, vorteilhaften Erfolgen eingesetzt. Zu den Kautschuken zählen insbesondere Naturkautschuke, Polybuta-dienkautschuke, Polyisoprenkautschuke, Butadien-Styrol-io Kautschuke, Butadien-Acrylnitril-Kautschuke, Butylkaut-schuke, Terpolymere aus Äthylen, Propylen und nichtkonju-gierten Dienen, Carboxykautschuke, Epoxidkautschuke und Trans-Polypentenamere, aber auch Halogenkautschuke, wie beispielsweise halogenierte Butylkautschuke, insbesondere is bromierte oder chlorierte Butylkautschuke, Chlorkautschuke, Kautschukhydrochloride, und insbesondere die Polymere von 2-Chlorbutadien-1,3, ferner chlorsulfoniertes Polyäthylen, Äthylen-Propylen-Copolymere, Äthylen-Vinyl-acetat-Copolymere, chemische Derivate des Naturkaut-20 schuks und modifizierte Naturkautschuke. Auch Verschnitte dieser Kautschuksorten kommen in Frage.
Die Kautschuk-Formmassen enthalten im allgemeinen neben den Füllstoffen die üblichen Bestandteile wie Vernetzer, Beschleuniger, Alterungsschutzmittel, Weichmacher 25 bzw. Weichmacheröle; ferner aliphatische Säuren, wie z.B. Stearinsäure; Metalloxide, wie Zinkoxid, Magnesiumoxid und bzw. oder Bleioxid; gegebenenfalls Schwefel, Stabilisierungsmittel gegen Alterung, gegen Ermüdung, gegen Ozon und bzw. oder Licht, sowie gegebenenfalls oligosulfidische so Silane (US-PS 3 873 489 oder DE-PS 25 42 534), die auch anstelle des Schwefels als Vernetzer treten können (DE-PS 25 36 674).
Die Kautschuk-Formmassen können auf an sich bekannte Weise hergestellt werden. In den folgenden Verwendungsbei-35 spielen sind die Mengen der Mischungsbestandteile in Gewichtsteilen (GT) angegeben. Die jeweils vorangestellten Vergleichsmischungen sind mit dem Buchstaben «V» vor der Nummer gekennzeichnet. Die entsprechenden Mischungen mit den erfindungsgemässen Präparationen sind mit dem 40 vorangestellten Buchstaben «E» gekennzeichnet.
Verwendungsbeispiele
4) Die folgenden Formmassen bzw. Mischungen auf Basis von Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR 1500) erbringen den Nachweis des vorteilhaften Einsatzes von erfindungsgemässen Silan/Füllstoff-Präparationen mit synergistischen Effekten.
Bestandteile
(Mengen in GT)
V 4.1
V 4.2
V 4.3
V 4.4
E 4.1
E 4.2
SBR 1500
100
100
100
100
100
100
Zinkoxid (siehe Beispiel 1)
4
4
4
4
4
4
Stearinsäure
2
2
2
2
2
2
Kieselsäure-Füllstoff (siehe Beispiel 2)
50
50
50
50
50
42.5
HAF-Russ N 330
-
-
7.5
7.5
-
-
Cl-PTES, gereinigt mit Ammoniak
-
7.5
-
7.5
-
-
Präparation Russ/Cl-PTES"
-
-
-
-
15
-
Präparation Kieselsäure-Füllstoff/Cl-PTES2)
-
-
-
-
-
15
N-Cxclohexyl-2-benzothiazol sulfenamid
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
Schwefel
2
2
2
2
2
2
''1:1 Gemisch aus HAF-Russ und Cl-PTESgemäss Beispiel I.
2,1:1 Gemisch aus Kieselsäure-Füllstoff und Cl-PTES gemäss Beispiel 2.
643277
Die Prüfung der sechs Mischungen erfolgte gemäss den bekannten Normen. Die relevanten Prüfergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst (Vulkanisationstemperatur= 160°C)
V4.1
V 4.2
V 4.3
V 4.4
E 4.1
E 4.2
Vulkanisationsdauer (in min)
85
80
80
80
80
80
Zugfestigkeit (in MPa)
16.2
18.7
18.5
16.2
17.7
17.7
Modul 200 (in MPa)
2.5
5.9
3.5
5.1
6.1
7.0
Modul 300 (in MPa) siehe DIN 53 504
4.5
11.3
6.2
10.4
12.2
13.9
Bruchdehnung (in %)
620
390
550
340
370
340
Shore-Härte (DIN 53 505)
62
69
70
72
72
69
Abrieb (DIN 53 516)
133
91
118
93
91
91
Rheometer-Prüfung (DIN 53 529 Vornorm)
Dmin (in Nm)
1.90
1.36
2.37
1.42
1.52
1.58
D]2ü' (in Nm)
8.49
12.53
10.07
13.47
13.88
12.38
Di2o —Dmin (in Nm)
6.58
11.18
7.70
12.05
12.36
10.80
Dl 20' DóO'
16.5
8.2
11.1
6.5
7.7
10.3
Dl20' Dmin
Mooney-Prüfung (DIN 53 523/24)
ML4(100°C)
155
122
172
124
127
132
ts(130°C)
70
83.7
60.0
61.7
64.1
85.4
Die Zahlen der Prüfergebnisse lassen folgendes erkennen. Durch Zusatz von 7,5 GT des 3-Chlorpropyltriäthoxysilans zur Vergleichs- bzw. Nullmischung V 4.1 werden folgende Verbesserungen erzielt: Anstieg der Zugfestigkeit, kräftige Erhöhung der Moduli sowie der Shore-Härte und Verbesserung des Abriebs (V 4.2). Wie zu erwarten, treten auch geringe Verbesserungen der Eigenschaften der Vulkanisate durch den Zusatz von Russ ein. Und auch die Rheometer-Werte verbessern sich teilweise etwas, wohingegen die Mooney-Viskosität, auch erwartungsgemäss, verschlechtert wird (V 4.3, verglichen mit V 4.1). Wird nun das Silan hinzugefügt (siehe V 4.4, verglichen mit V 4.3), so treten wiederum die z.T. sehr deutlichen Verbesserungen ein, lediglich die Zugfestigkeit nimmt nicht zu.
Werden nun aber die erfindungsgemässen Präparationen (siehe E 4.1 und E 4.2) anstelle der getrennten Einzelzugaben eingesetzt, so treten überraschenderweise noch weitere Verbesserungen der Moduli und der Vernetzungsdichte auf und zwar sowohl bei der schwarzen als auch bei der weissen Mischung. Diese synergistischen Effekte wurden nach zweimonatiger Lagerung der Präparationen bestätigt, was auf eine gute Lagerstabilität der erfindungsgemässen Präparationen hinweist.
5) Die folgenden Mischungen auf Basis von mit Kieselsäure-Füllstoff gefülltem Poly-2-chlorbutadien-l,3 («Bay-prene» 210 der Firma Bayer A.G.) wurden hergestellt und geprüft:
Bestandteile Mengen in den Mischungen
V 5.1 V 5.2 E5.1
Polychlorbutadien
100.0
100.0
100.0
Magnesiumoxid, leicht
4.0
4.0
4.0
Kieselsäure-Füllstoff
(siehe Beispiel 2)
40.0
40.0
38.0
Cl-PTES
-
2.0
-
Präparation aus gleichen Teilen
Cl-PTES und Kieselsäure-Füllstoff
(s.o.)
-
-
4.0
Weichmacheröl, naphthenisch
(Stockpunkt —28°C)
15.0
15.0
15.0
Äthylenthioharnstoff
0.75
0.75
0.75
Zinkoxid (Rotsiegel-Qualität)
5.0
5.0
5.0
Prüfergebnisse
Zugfestigkeit (in MPa)
11.7
11.4 16.2
Modul 300 (in MPa)
5.4
10.2 11.1
Bruchdehnung (in %)
540
320 390
Rheometerprüfung
-
Dmax Dmin (in Nm)
7.50
9.63 13.10
Auch die Prüfergebnisse des Beispiels 5 belegen die überlegene Wirkung der erfindungsgemässen Präparation (E 5.1) im Vergleich mit der Einzelzugabe der Bestandteile der Präparation in gleichen Mengen (V 5.2) und im Vergleich mit der Nullmischung (V 5.1).
6) Wird in den Mischungen des Beispiels 5 der Kieselsäure-Füllstoff ergänzt durch einen Ton («Suprex Clay» der Firma J.M. Huber Corp., Locust N.J., USA) so treten die gewünschten Verbesserungen ebenfalls auf (siehe folgende Tabelle). Auch im Falle der mit Clay gefüllten Mischung 4s konnten synergistische Effekte festgestellt werden.
Bestandteile Mengen in den Mischungen
V 6,1 V 6.2 E 6.1
50
Polychlorbutadien 100.0 100.0 100.0
Magnesiumoxid, leicht 4.0 4.0 4.0
Kieselsäure-Füllstoff 40.0 40.0 40.0
Suprex Clay - 11.3 5S Präparation gemäss Beispiel 3 - (Cl-PTES und Suprex Clay)
Weichmacheröl, naphthenisch (Stockpunkt — 28°C)
Äthylenthioharnstoff M Zinkoxid (Rotsiegel-Qualität)
Prüfergebnisse
65 Zugfestigkeit (in MPa) 16.0 14.7 17.7
Modul (in MPa) 5.0 6.0 12.1
Bruchdehnung (in %) 670 620 430
-
-
13.3
15.0
15.0
15.0
0.75
0.75
0.75
5.0
5.0
5.0
643277 h
Industrielle Einsatzgebiete für die Kautschuk-Mischungen Geweben, insbesondere Treibriemen, Keilriemen, Förderbzw. Formmassen und deren Vulkanisate sind beispielsweise bänder, Walzenbelege, Dichtungen, Reifen, insbesondere technische Gummiartikel wie Kabelmäntel, Schläuche, Heiz- Reifenlaufflächen, aber auch Schuhsohlen, Dämpfungs- und Schläuche, ferner elektrische Isolierungen, Auskleidungen, Vibrationselemente und dergleichen Artikel. Imprägnierungen und Beschichtungen von hitzebeständigen 5
B
Claims (10)
1. Pulver- oder granulatförmige Silan/Füllstoff-Präpara-tion, bestehend aus 5-70 Gew.% mindestens eines Silans der Formel
Xp—CmH2m+l-p SiRj,(OR)3-n (I)
worin X Halogen, p 1 oder 2, m eine Zahl von 1 bis 5, R1 Alkyl mit 1-5 C-Atomen, Cycloalkyl mit 5-8 C-Atomen oder Phenyl, R Alkyl mit 1-5 C-Atomen, Cycloalkyl mit 5-8 C-Atomen, Phenyl oder Benzyl, und n Null, 1 oder 2 bedeuten, und 95-30 Gew.% mindestens eines anorganischen Füllstoffs.
2. Präparation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als anorganischen Füllstoff Russ enthält, vorzugsweise Furnace-Russ mit spezifischer Oberfläche nach DIN 66 132 von 30-140 m2/g und mittlerer Primärteilchengrösse von 20-60 nm.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Präparation nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als anorganischen Füllstoff silikatischen Füllstoff enthält, vorzugsweise Kieselsäure-Füllstoff mit spezifischer Oberfläche nach DIN 66 132 von
100-250 m2/g und mittlerer Primärteilchengrösse von 10-400 nm.
4. Präparation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der silikatische Füllstoff mit mindestens einem Silan hydrophobiert ist.
5. Präparation nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als anorganischen Füllstoff natürliche helle Füllstoffe enthält, vorzugsweise Kaolin, Ton, Kreide, Kieselkreide oder Diatomeenerde.
6. Verfahren zur Herstellung einer Präparation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens einen anorganischen Füllstoff in Pulverform in einem Mengenanteil von 95-30 Gew.% vorlegt, mindestens ein flüssiges Silan der Formel I nach Anspruch 1 in einem Mengenanteil von 5-70 Gew.% hinzugibt und so lange intensiv durchmischt, bis eine pulver- oder granulatförmige, freifliessende Präparation entstanden ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man das Silan auf die in Bewegung befindlichen Teilchen des Füllstoffs aufsprüht oder in Lösung oder Suspension auf die in Bewegung befindlichen Teilchen des Füllstoffs aufbringt.
8. Verwendung von Silan/Füllstoff-Präparationen nach Anspruch 1 in Polymer-Formmassen.
9. Verwendung nach Anspruch 8 in vernetzbaren Polymer-Formmassen.
10. Verwendung nach Anspruch 8 in vulkanisierbaren bzw. vernetzbaren Kautschuk-Formmassen, vorzugsweise in mit Schwefel vulkanisierbaren Formmassen auf Basis von Naturkautschuk und/oder synthetischen Kautschuken.
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