CS272793B2 - Method of rubber vulcanization - Google Patents
Method of rubber vulcanization Download PDFInfo
- Publication number
- CS272793B2 CS272793B2 CS532988A CS532988A CS272793B2 CS 272793 B2 CS272793 B2 CS 272793B2 CS 532988 A CS532988 A CS 532988A CS 532988 A CS532988 A CS 532988A CS 272793 B2 CS272793 B2 CS 272793B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- weight
- parts
- sulfur
- benzothiazyl
- alkyl
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/43—Compounds containing sulfur bound to nitrogen
- C08K5/44—Sulfenamides
Abstract
Description
Vynález se týká způsobu vulkanisace kaučuků pomocí vulkanisačního systému tvořeného sírou, popřípadě látkou poskytující síru, urychlovačem na bázi sulfenamidu prostého nitroskupin a o-nitrofenylsulfenamidem, popřípadě v přítomnosti obvyklých pomocných vulkanisačních prostředků.The invention relates to a process for vulcanizing rubbers by means of a vulcanization system comprising a sulfur or sulfur-providing substance, a nitro-free sulfenamide accelerator and an o-nitrophenylsulfenamide, optionally in the presence of conventional vulcanizing aids.
Způsob vulkanisace podle vynálezu umožňuje výrobu vulkanisátů se sníženou reversí.The vulcanization process according to the invention allows the production of reduced-reverse vulcanisates.
Reversí se rozumí opětovný pokles stupně zesítění a mechanických hodnot vulkanisátů (jako pevnosti v tahu, odolnosti v dalším trhání, elasticity) při překročení vulkanisace nad optimum. Reverse se vyskytuje při vulkanisaci dřeňových kaučuků, zejména přírodního kaučuku a syntetického polyisoprenu při vysokých vulkanisačních teplotách, popřípadě při dlouhých dobách vulkanisace, které jsou zapotřebí při výrobě objemných výrobků (například pneumatik pro nákladní automobily). Vzhledem k tomu, že dosud nebylo možné tuto reversi účinně omezit, bylo nutno v mnoha případech upustit od vysokých vulkanisačních teplot, které jsou žádoucí z ekonomického hlediska.Reverse refers to a decrease in the degree of crosslinking and mechanical values of vulcanisates (such as tensile strength, tear resistance, elasticity) when the vulcanization exceeds the optimum. Reverse occurs in the vulcanization of pulp rubbers, especially natural rubber and synthetic polyisoprene at high vulcanization temperatures, or at the long vulcanization times required to produce bulky products (such as truck tires). Since it has not yet been possible to effectively limit this reverse, it has in many cases been necessary to abandon the high vulcanization temperatures which are desirable from an economic point of view.
Snížení reverse bylo dosud možné pouze v podřadném měřítku:So far, a reduction in reverse has only been possible on a sub-scale:
Byly například činěny pokusy ovlivnit reversi použitím vulkanisačních systémů se sníženým obsahem síry. Zatímco při normální vulkanisaci sirou se používá síry v množství od asi 1,8 do 2,5 dílu hmotnostního, vztaženo na 100 dílů hmotnostních kaučuku, pracují středně účinné systémy se sírou v množství od asi 1 do 1,8 dílu hmotnostního, vztaženo na 100 dílů hmotnostních kaučuku a účinné systémy se sirou v množství pod 1 díl hmotnostní, vztaženo na 100 dílů hmotnostních kaučuku. Ve srovnání s normální vulkanisaci sírou dochází však v případech, kdy se používá menšího množství síry, k nevýhodám pokud jde o odolnost výrobku ke vzniku trhlin, dále pokud jde o odolnost v dalším trhání, odolnost v otěru a adhesi kordu k vulkanisátu, což omezuje použití vulkanisačních systémů se sníženým množstvím síry pouze na určité kaučukové výrobky. Tak není například možné při výrobě pneumatik snížit množství síry zhruba od 1,5 dílu hmotnostního na 100 dílů hmotnostních kaučuku. *For example, attempts have been made to influence reverse by using sulfur-reduced vulcanization systems. While normal sulfur vulcanization uses sulfur in an amount of from about 1.8 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of rubber, medium-active sulfur systems operate in an amount of from about 1 to 1.8 parts by weight, based on 100 parts by weight of rubber and effective sulfur systems in an amount below 1 part by weight based on 100 parts by weight of rubber. However, compared to normal sulfur vulcanization, there are drawbacks in terms of crack resistance, tear resistance, abrasion resistance and cord adhesion to vulcanisate when using less sulfur. vulcanization systems with reduced sulfur only for certain rubber products. Thus, for example, it is not possible to reduce the amount of sulfur in the tire production from about 1.5 parts by weight to 100 parts by weight of rubber. *
Dále je známo, že typ použitého urychlovače vulkanisace má vliv na možnou reversi vulkanisátu. Zatímco ultraurychlovače, jako dithiokarbamáty, thiurany, jakož i bázické urychlovače, jako difenylguanidin, způsobují značnější reversi, chovají se urychlovače na bázi merkaptosloučenin, jako je merkaptobenzothiazol, dibenzothiazyldisulfid a zinečnatá sůl merkaptobenzothiazolu, jakož i urychlovače na bázi sulfenamidu, jako je benzothiazyl-2-cyklohexylsulfenamid, benzothiazyl-2-terc.butylsulfenamid, N-morfolinothio-2-benzothiazol a benzothiazyldicyklohexylsulfenamid, příznivěji pokud jde o reversi vulkanisátu.Furthermore, it is known that the type of vulcanization accelerator used has an influence on the possible reversion of the vulcanisate. While ultra-accelerators, such as dithiocarbamates, thiurans, and basic accelerators, such as diphenylguanidine, cause a greater reversal, mercaptobenzothiazole-based accelerators, dibenzothiazyldisulfide, and zinc salt such as the 2-mercaptobenzothiazole accelerator, cyclohexylsulphenamide, benzothiazyl-2-tert-butylsulphenamide, N-morpholinothio-2-benzothiazole and benzothiazyldicyclohexylsulphenamide, more preferably for the reversion of vulcanisate.
Pro dřeňové kaučuky se sníženou reversí se používalo v praxi často vulkanisačních systémů následujícího složení:For pulp rubbers with reduced reversal, vulcanization systems of the following composition were often used in practice:
a) síry v množství od asi 0,8 do 1,8 dílu hmotnostního na 100 dílů hmotnostních kaučuku a(a) sulfur in an amount of from about 0.8 to 1.8 parts by weight per 100 parts by weight of rubber; and
b) sulfenamidového urychlovače v množství od asi 1 do 2 dílů hmotnostních na 100 dílů hmotnostních kaučuku.b) a sulfenamide accelerator in an amount of from about 1 to 2 parts by weight per 100 parts by weight of rubber.
Takovéto vulkanisační systémy skýtají však při vysokých vulkanisačních teplotách (například při teplotách nad 160 c) popřípadě při dlouhé době zahřívání reversi v nežádoucím měřítku.However, such vulcanization systems provide reversal at an undesirable scale at high vulcanization temperatures (e.g., temperatures above 160 ° C) or long heating times.
Dále je známo, že shora popsané vulkanisační systémy s přísadou dithiofosfátů, jako dibutyldithiofosfátu zinečnatého, snižují reversi vulkanisátů (srov. H. Ehrend: Gummi,It is further known that the above-described vulcanization systems with the addition of dithiophosphates, such as zinc dibutyldithiophosphate, reduce the reversion of the vulcanisates (cf. H. Ehrend: Gummi,
Asbest, Kunststoffe, 3c (1977), str. 58 až 71). Tyto urychlovače na bázi dithiofosfátů zkracují však nežádoucím způsobem čas potřebný k navulkanisování výrobku. To představuje nevýhodu, protože je zapotřebí dostatečná jistota zpracování především při použití v takových oblastech, u kterých má snížení reverse zvláštní význam, zejména při výrobě pneumatik pro nákladní automobily a obecně při výrobě objemných výrobků.Asbest, Kunststoffe, 3c (1977), pp. 58-71). These dithiophosphate accelerators, however, undesirably reduce the time required to vulcanize the article. This is a disadvantage, since sufficient processing reliability is needed, especially when used in areas where reverse reduction is of particular importance, especially in the manufacture of truck tires and generally in the production of bulky products.
Některé primární nitrofenylsulfenamidy jsou známé (srov. americký patentový spis 2 382 813) . Tyto látky však jako jediné urychlovače vulkanisace jsou jen málo účinné a neposkytují postačující stupeň zesitění, takže výsledkem jsou špatné mechanické hodnoty vulkanisátu (srov. příklad 1).Some primary nitrophenylsulfenamides are known (cf. U.S. Pat. No. 2,382,813). However, as the only vulcanization accelerators, they are poorly effective and do not provide a sufficient degree of crosslinking, resulting in poor mechanical values of the vulcanisate (cf. Example 1).
Obvyklé urychlovače na bázi sulfenaraidu samotné, jako benzothiazyl-2-cyklohexylsulfenamid (CBS), benzothiazyl-2-terc.butylsulfenamid (TBBS),Common sulfenaraid-based accelerators alone, such as benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide (CBS), benzothiazyl-2-tert-butylsulfenamide (TBBS),
N-morfolinothio-2-benzothiazol (MBS) a benzothiazyldicyklohexylsulfenamid (DCBS) skýtají s normálními množstvími síry vulkanisáty s příliš vysokou reversí.N-morpholinothio-2-benzothiazole (MBS) and benzothiazyldicyclohexylsulphenamide (DCBS) provide too high reversal volcanisates with normal amounts of sulfur.
Okolem vynálezu bylo tudíž dát k disposici vulkanisační systém, který by snížil reversi kaučukových vulkanisátů a současně nezkracoval dobu navulkanisování při vulkanisaci.It was therefore an object of the present invention to provide a vulcanization system which would reduce the reversal of the rubber vulcanisates while not reducing the vulcanization vulcanization time.
S překvapením bylo zjištěno, še použití vulkanisačních systému na bázi síry v kombinaci s obvyklými sulfenamidovými urychlovači prostými nitroskupin na straně jedné a substituovanými o-nitrofenylsulfenamidy na straně druhé vede k vulkanisátům se zvláště sníženou reversí. Takto dosažitelná nízká reverse je při stupni zesitění příznivém pro praktické použití daleko nižší než reverse dosažitelná pomocí jednotlivých sulfenamidů.Surprisingly, it has been found that the use of sulfur-based vulcanization systems in combination with conventional sulfenamide accelerators free of nitro groups on the one hand and substituted o-nitrophenylsulfenamides on the other hand results in vulcanisates with a particularly reduced reverse. The low reverse thus achievable at a practical cross-linking degree is much lower than that achieved by the individual sulfenamides.
Předmětem vynálezu je způsob vulkanisace kaučuku za použití vulkanisačního systému na bázi síry, který spočívá v tom, že vulkanisační systém na bázi síry obsahujeSUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for vulcanizing rubber using a sulfur-based vulcanization system comprising:
a) 1 až 3 díly hmotnostní síry nebo 2 až 6 dílů hmotnostních látky poskytující síru,(a) 1 to 3 parts by weight of sulfur or 2 to 6 parts by weight of sulfur-producing substance,
b) 0,3 až 4 díly hmotnostní sulfenamidového urychlovače prostého nitroskupin zvoleného ze skupiny tvořené benzothiazyl-2-cyklohexylsulfenamidem (CBS) benzothiazyl-2-terc.butylsulfenamidem (TBBS)b) 0.3 to 4 parts by weight of a nitro-free sulfenamide accelerator selected from the group consisting of benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide (CBS) benzothiazyl-2-tert-butylsulfenamide (TBBS)
N-morfolinothio-2-benzothiazolem (MBS) benzothiazyl-2-diisopropylsulfenamidem (DIBS) benzothiazyl-2-terc.amylsulfenamidem (AMZ) benzothiazyldicyklohexylsulfenamidem (DCBS) morfolinothiokarbamoylsulfenmorfolidem (OTOS) aN-morpholinothio-2-benzothiazole (MBS) benzothiazyl-2-diisopropylsulfenamide (DIBS) benzothiazyl-2-t-amylsulfenamide (AMZ) benzothiazyl-dicyclohexylsulfenamide (DCBS) morpholinothiocarbamoylsulfenmorpholide (OT)
c) 0,5 až 4 díly hmotnostní o-nitrofenylsulfenamidu ze skupiny zvolené ze sloučenin obecných vzorců I, II a IIIc) 0.5 to 4 parts by weight of o-nitrophenylsulfenamide from the group selected from compounds of formulas I, II and III
(II)(II)
(III)z ve kterých, nezávisle na sobě znamená atom vodíku, nebo nitroskupinu,(III) of which, independently of one another, is hydrogen or nitro,
R znamená přímou nebo rozvětvenou alkylovou skupinu s 1 až 6 atomy uhlíku, popřípadě alkylovou skupinou s 1 až 4 atomy uhlíku substituovanou fenylovou skupinu, trihalogenalkyiovou skupinu s 1 až 6 atomy uhlíku, výhodně trichlormethylovou skupinu a trifluorethylovou skupinu; dále znamená cykloalkylovou skupinu s 5 až 10 atomy uhlíku, která je popřípadě substituována alkylovou skupinou s 1 až 4 atomy uhlíku, popřípadě trihalogenmethylovou skupinou, například trifluormethylovou skupinou, vR is a straight or branched (C 1 -C 6) alkyl group, optionally a C 1 -C 4 alkyl group, a phenyl group, a C 1 -C 6 trihaloalkyl group, preferably a trichloromethyl group, and a trifluoroethyl group; furthermore represents a C 5 -C 10 cycloalkyl group optionally substituted by a C 1 -C 4 alkyl group or a trihalomethyl group, for example a trifluoromethyl group, in
R znamená alkylenovou skupinu s 1 až 8 atomy uhlíku, cykloalkylenovou skupinu s 5 az atomy uhliku, arylenovou skupinu se 6 až 18 atomy uhlíku, která je popřípadě substituována alkylovou Skupinou s 1 až 4 atomy uhlíku nebo trihalogenmethylovou skupinou, přičemž díly hmotnostní uváděné shora se vztahují vždy na 100 dílů hmotnostních kaučuku.R is C 1 -C 8 alkylene, C 5 -C 6 cycloalkylene, C 6 -C 18 arylene optionally substituted with C 1 -C 4 alkyl or trihalomethyl; always refer to 100 parts by weight of rubber.
Látkami, poskytujícími síru, uvedenými v odstavci a), se rozumí sloučeniny, které za vulkanisačních podmínek odštěpují síru.Sulfur donors referred to in (a) are compounds which degrade sulfur under vulcanization conditions.
Výhodné látky odštěpující síru zahrnují dimorfolyldisulfid (DTDM), tetramethylthiuramdisulfid (TMTD), 2-(4-morfolinodithio)benzothiazol (MBSS) a kaprolaktamdisulfid.Preferred sulfur scavengers include dimorpholyldisulfide (DTDM), tetramethylthiuram disulfide (TMTD), 2- (4-morpholinodithio) benzothiazole (MBSS), and caprolactam disulfide.
Výhodnými obvyklými sulfenamidovými urychlovači, uvedenými v odstavci b), jsou benzothiazyl-2-cyklohexylsulfenamid, benzothiazyl-2-terc.butylsulfenamid a N-morfolinothio-2-benzothiazol.Preferred conventional sulfenamide accelerators mentioned in b) are benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide, benzothiazyl-2-tert-butylsulfenamide and N-morpholinothio-2-benzothiazole.
Výhodné o-nitrofenylsulfenamidy vzorce I zahrnují sloučeniny s následujícími substituenty:Preferred o-nitrophenylsulfenamides of formula I include compounds with the following substituents:
Výhodně se používá sloučeniny 6, tj. o-nitrofenyl-terc.butylsulfenamidu.Preferably compound 6, i.e. o-nitrophenyl-tert-butylsulfenamide, is used.
Substituované o-nitrofenylsulfenamidy, které se používají jako složka c), jsou z větší části známými sloučeninami. Tyto sloučeniny se dají vyrábět analogicky, podle předpisů z Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl), sv. E 11, Georg Thieme VerlagThe substituted o-nitrophenylsulfenamides used as component c) are for the most part known compounds. These compounds can be prepared analogously, according to the method of the Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl), Vol. Georg Thieme Verlag
Stuttgart-New York 1985, str. 110 až 116. Substituované o-nitrofenylsulfenamidy, které se používají jako složka c, při postupu podle vynálezu, zahrnují také nové sloučeniny.Stuttgart-New York 1985, pp. 110-116. The substituted o-nitrophenylsulfenamides which are used as component c in the process of the invention also include the novel compounds.
Tyto nové o-nitrofenylsulfenamidy lze charakterizovat obecným vzorcem IV €These novel o-nitrophenylsulfenamides can be characterized by the general formula IV €
αν) ι ve kterémαν) ι in which
R2 znamená terč.butylovou skupinu, terc.-amylovou skupinu, 1,1,1-trifluorethylovou skupinu nebo 4-trifluormethylcyklohexylovou skupinu.R 2 represents a tert-butyl group, a tert-amyl group, a 1,1,1-trifluoroethyl group or a 4-trifluormethylcyklohexylovou group.
Zvláště ekonomický způsob výroby těchto o-nitrofenylsulfenamidů obecného vzorce XV, jakož i dalších o-nitrofenylsulfenamidů, které se používají jako složka σ), při postupu podle vynálezu, představuje reakce o-nitrofenylsulfenylchloridu s odpovídajícím aminem ve dvoufázovém systému sestávajícím z vodné báze a inertního organického rozpouštědla, které není mísitelné s vodou.A particularly economical process for the preparation of the o-nitrophenylsulfenamides of formula XV as well as the other o-nitrophenylsulfenamides used as component (σ) in the process of the invention is the reaction of o-nitrophenylsulfenyl chloride with the corresponding amine in a two-phase system consisting of an aqueous base and an inert organic solvents which are not miscible with water.
Tak se nové o-nitrofenylsulfenamidy, používané jako složka o) při postupu podle vynálezu, připravují z o-nitrofenylsulfenylchloridu obecného vzorce VThus, the novel o-nitrophenylsulfenamides used as component o) in the process of the invention are prepared from the o-nitrophenylsulfenyl chloride of formula V
ve kterémin which
R7· má shora uvedený význam,R 7 · is as defined above,
3 2 3 a aminu obecného vzorce R -NH2 popřípadě diaminu NH^-R -WHy ve kterých R a R mají shora uvedené významy, postupem, který spočívá v tom, že se nechá reagovat roztok o-nitrofenylsulfenylchloridu v inertním organickém rozpouštědle, které není mísitelné s vodou, v přítomnosti „ 2 (I) 1 az 1,1 mol aminu vzorce R -NH- nebo „ 2 (XI) 0,5 az 0,55 mol aminu R -NH2 nebo (III) 0,5 až 0,55 mol diaminu NH2-R8-NH2, vždy vztaženo na 1 mol sulfenylohloridu vzorce V, a vodného roztoku 1 až 10 ekvivalentů hydroxidu, uhličitanu nebo hydrogenuhličitanu alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy na 1 mol odštěpujícího se chlorovodíku, při teplotách od -10 do 40 c, výhodně od3 2 3 and an amine of formula R 2 -NH or -NH-diamine -WHy -R in which R and R have the abovementioned meanings, a process which consists in reacting a solution of o-nitrofenylsulfenylchloridu in an inert organic solvent not miscible with water, in the presence of "2 (I) 1 to 1.1 moles of amine of formula R -NH- or" 2 (XI) 0.5 to 0.55 moles of amine of R -NH 2 or (III) 0.5 up to 0.55 mol of NH 2 -R 8 -NH 2 diamine, based on 1 mol of sulfenyl alcohol of the formula V, and an aqueous solution of 1 to 10 equivalents of alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, carbonate or bicarbonate per mole of hydrogen chloride leaving, temperatures from -10 to 40 ° C, preferably from 10 ° C to 40 ° C
-10 do IQ ‘c, načež se organická fáze oddělí a z této organické fáze se izoluje sulfenamid, jakožto složka c).-10 to 10 ° C, whereupon the organic phase is separated and sulfenamide as component c) is isolated from this organic phase.
Vodný roztok se může předložit nebo se může přidávat současně s roztokem sulfenylchloridu k předloženému aminu. Je také možno přidávat amin a roztok sulfenylchloridu k předloženému vodnému roztoku.The aqueous solution may be present or may be added simultaneously with the sulfenyl chloride solution to the present amine. It is also possible to add an amine and a sulfenyl chloride solution to the present aqueous solution.
Výhodná inertní organická rozpouštědla zahrnují například chlorbenzen, dichlorbenzen, chloroform, tetrachlormethan a dichlordifluormethan.Preferred inert organic solvents include, for example, chlorobenzene, dichlorobenzene, chloroform, carbon tetrachloride and dichlorodifluoromethane.
o-nitrofenylsulfenamidy, které se používají jako složka c), se však dají přípravo , 2 , vat také ze sulfenylchloridu vzorce V, aminu vzorce R -NH,, popřípadě diaminu vzorce z o nitrofenylsulfenamidy used as component c), however, can be prepared, 2, vat also sulfenyl chloride of formula V, an amine of formula R -NH ,, or diamine of the formula
NHj-R -NHg za použití terciárních aminů jako činidel vázajících kyseliny v homogenním roztoku.NH 3 -R -NHg using tertiary amines as acid binding agents in homogeneous solution.
Navíc mohou obsahovat obvyklé vulkanisační prostředky, jako například aktivátory urychlovačů a zpomalovače.In addition, they may contain conventional vulcanizing agents such as accelerator activators and retarders.
Kaučuky vhodnými pro vulkanisační postup podle vynálezu jsou přírodní kaučuky, syntetické kaučuky, výhodně kaučuky na bázi dienů prostých halogenů, a jejich směsi.Rubbers suitable for the vulcanization process of the invention are natural rubbers, synthetic rubbers, preferably halogen-free diene rubbers, and mixtures thereof.
Vhodnými syntetickými kaučuky jsou například: polyisopren, polybutadien, styren-butadienový kaučuk, nitrilový kaučuk' a jejich směsi.Suitable synthetic rubbers are, for example: polyisoprene, polybutadiene, styrene-butadiene rubber, nitrile rubber and mixtures thereof.
Tyto kaučuky mohou obsahovat obvyklé přísady, jako jsou plnidlá, zejména saze, minerální oleje, změkčovadla, činidla zvyšující lepivost, aktivátory urychlovačů, zejména stearovou kyselinu, vosky, prostředky proti stárnutí, prostředky k ochraně před účinky ozonu, nadouvadla, barviva, pigmenty.These rubbers may contain conventional additives such as fillers, especially carbon black, mineral oils, emollients, tackifiers, accelerator activators, especially stearic acid, waxes, anti-aging agents, ozone protection agents, blowing agents, dyes, pigments.
Plnidlá, jako různé druhy sazí používané v průmyslu zpracovávajícím kaučuk, dále kyselina křemičitá, zejména jemně dispergovaná, v plynné fázi získávaná kyselina křemičitá, jakož i hydrofóbní kyselina křemičitá a jemně dispergované oxidy kovů, včetně smíšených oxidů a směsí oxidů, jsou cennými složkami směsi.Fillers such as the various types of carbon black used in the rubber industry, furthermore silicic acid, in particular finely dispersed, gas-phase silicic acid, as well as hydrophobic silicic acid and finely dispersed metal oxides, including mixed oxides and mixtures of oxides, are valuable components of the mixture.
Jednotlivé složky vulkanisačního systému, který se používá podle vynálezu, se mohou ke kaučukům přidávat před vulkanisací bud odděleně nebo ve formě směsi nebo ve formě předsměsi tvořené kaučukem a urychlovačem (srov.: Ullmann's Encyklopedie der technischen Chemie, 3. vydání, Urban und Schwarzenberg, Miinchen-Berlin 1957, sv. 9, str. 364).The individual components of the vulcanization system used according to the invention may be added to the rubbers either separately or in the form of a mixture or in the form of a rubber-accelerator premix (cf. Ullmann's Encyclopedia der technischen Chemie, 3rd edition, Urban und Schwarzenberg, Miinchen-Berlin 1957, vol 9, p 364).
Vulkanisace kaučuků se provádí obecně při teplotách mezi 100 *C a 300 c, výhodně při teplotách 120 až 240 ‘c.Za tímto účelem se mohou používat všechny vulkanisační postupy obvyklé v technice, jako je zahřívání lisováním, zahřívání horkou parou, horkým vzduchem, solnou lázní, fluidní vrstvou, vysokofrekvenčním ohřevem a parní trubkou.The vulcanization of rubbers is generally carried out at temperatures between 100 ° C and 300 ° C, preferably at temperatures between 120 ° C and 240 ° C. For this purpose, all conventional vulcanization processes such as compression heating, hot steam heating, hot air heating, saline can be used. bath, fluidized bed, high frequency heating and steam pipe.
Vulkanisační systémy používané podle vynálezu mají výhody, pokud jde o reversi po delší době vulkanisace nebo/a po vysokých vulkanisačních teplotách (například 45 minut při 180 ’c). Mechanické vlastnosti vulkanisátu jako je velikost napětí, pevnost v tahu, tažnost, tvrdost, pružnost, odolnost v dalším trhání, odolnost vůči únavě, vznik vnitřního tepla (heat build up), dynamické tečení a otěr, vykazují příznivější hodnoty než při použití běžných vulkanisačních systémů.The vulcanization systems used according to the invention have advantages in terms of reverse after a longer vulcanization time and / or after high vulcanization temperatures (e.g. 45 minutes at 180 ° C). The mechanical properties of the vulcanisate, such as stress magnitude, tensile strength, ductility, hardness, flexibility, tear resistance, fatigue resistance, heat build up, dynamic creep and abrasion, exhibit more favorable values than conventional vulcanization systems. .
Vynález blíže ilustrují následující příklady, které však rozsah vynálezu v žádném směru neomezují.The following examples illustrate the invention but do not limit it in any way.
Příklady provedení:Examples:
N-terc.butyl-2-nitrofenylsulfenamidN-tert-butyl-2-nitrophenylsulfenamide
770 g 2,21-dinitrodifenyldisulfidu se nechá reagovat ve 2 litrech chlorbenzenu při teplotě 30 až 40 *C se 180 g chloru. Reakční směs se dále míchá 1 hodinu a potom se odstraní nadbytečný chlor za sníženého tlaku. Veškerý roztok reakčního produktu 2-nitrosulfenylchloridu se potom přikape k 375 g terč.butylaminu v 1200 ml chlorbenzenu při teplotě -5 až 10 ‘c během 180 minut. Po přikapání 1/2 sulfenylchloridu se současně k reakční směsi přikape roztok 275 g uhličitanu sodného v 800 ml vody v průběhu 90 až 100 minut. Po 14 hodinách dalšího míchání se reakční směs zředí 1000 ml vody, zfiltruje se a chlorbenzenová fáze se oddělí. Tato fáze se promyje vodou a odpaří se za sníženého tlaku. Nejprve ještě kapalný produkt se za účelem ochlazení vylije na plech. Během ochlazování dochází ke krystalizaci produktu. Získá se 1047 g sulfenamidu o teplotě tání 44 až 46 *C. Látka po překrystalizování ze směsí petroletheru a isopropylalkoholu v poměru 1:1 taje při 49 *C.770 g of 2,2 1- dinitrodiphenyldisulphide are reacted in 2 liters of chlorobenzene at a temperature of 30 to 40 ° C with 180 g of chlorine. The reaction mixture was further stirred for 1 hour and then excess chlorine was removed under reduced pressure. Any solution of the reaction product of 2-nitrosulfenyl chloride was then added dropwise to 375 g of tert-butylamine in 1200 ml of chlorobenzene at -5 to 10 ° C over 180 minutes. Following the dropwise addition of 1/2 sulfenyl chloride, a solution of 275 g of sodium carbonate in 800 ml of water is added dropwise over 90 to 100 minutes. After stirring for 14 hours, the reaction mixture is diluted with 1000 ml of water, filtered and the chlorobenzene phase is separated. This phase was washed with water and evaporated under reduced pressure. First, the liquid product is poured onto a sheet for cooling. The product crystallizes during cooling. 1047 g of sulfenamide are obtained, m.p. 44-46 ° C. Recrystallization from petroleum ether / isopropyl alcohol 1: 1 melts at 49 ° C.
Příklady ilustrující vulkanisaci:Examples illustrating vulcanization:
Seznam testovacích metod:List of test methods:
vulkametr výrobek firmy Bayer, vyhřívání vždy 1 minutu měřící rozsah 3/20 mV t (30)/130 *C(min) doba navulkanisování z měření vulkametrem při 130 c popřípadě s při 160 ’C, časový interval až do vzestupu křivky modulu pružnosti ve smyku o 30 mm nad minimum; při tg(15) o 15 mm nad minimum tgQ (min) postupná vulkanisace Μ30θ(ΜΡα)Bayer product, heating for 1 minute measuring range 3/20 mV t (30) / 130 * C (min) Vulcanization time from the measurement at 130 c or s at 160 ° C, time interval until the elastic modulus curve rise in shear 30 mm above minimum; at t g (15) 15 mm above minimum t gQ (min) gradual vulcanization Μ 30θ (ΜΡα)
P(MPa)P (MPa)
D (%)D (%)
H (Shore A)H (Shore A)
E (%) reverse (%) doba vyhřívání, čas až k dosažení 90 % hodnoty maximálního modulu pružnosti ve smyku (vulkametr, výrobek firmy Bayer) mm klapky, vulkanisace lisováním hodnota napětí při 300 % protažení, DIN 53 504 pevnost v étahu, DIN 53 504E (%) reverse (%) heating time, time to 90% of maximum shear modulus (Vulcameter, Bayer product) mm flap, press vulcanization stress value at 300% elongation, DIN 53 504 tensile strength, DIN 53 504
R 1 protažení, DIN 53 504, Rl tvrdost Shore A, DIN 53 504, R L odrazová pružnost, DIN 53 512, klapka 4 mm z postupné vulkanisace:R 1 elongation, DIN 53 504, Rl Shore A hardness, DIN 53 504, R L reflection elasticity, DIN 53 512, flap 4 mm from gradual vulcanization:
iM300 p0 min/180 ’C M 300 p min / 180 ° C
-maximum Při 150 *C x 100-maximum At 150 ° C x 100
Příklad 1Example 1
V hnětacím stroji se připraví kaučuková předsměs z následujících složek:A rubber premix is prepared from the following components in a kneading machine:
dily hmotnostní přírodní kaučuk 100,0 saze N 330 55,0 aromatický minerální olej 3,0 stearová kyselina 2,5 ochranný vosk proti účinku ozonu 1,0 N-fenyl-Nr-isopropy1-p-f enylendiarain 2,5 polymerovaný 2,2,4-trimethyldihydrochinolin 1,5 oxid zinečnatý 5,0 poznámka: díly hmotnostní se vztahují na 100 dílů hmotnostních kaučukuparts by weight natural rubber, carbon black N 330 100,0 55,0 aromatic mineral oil 3.0 stearic acid 2.5 protective wax against the action of ozone of 1.0 N-phenyl-N-r -isopropy1 pf enylendiarain polymerized 2,5 2,2 4-trimethyldihydroquinoline 1,5 zinc oxide 5,0 Note: parts by weight refer to 100 parts by weight of rubber
Na laboratorním dvouválci se k předsměsí přimísí následující složky (srov. tabulka 1) :The following components are admixed to the premix on a laboratory twin cylinder (cf. Table 1):
poznámka: díly hmotnostní se vztahují na 100 dílů hmotnostních kaučuku.Note: parts by weight refer to 100 parts by weight of rubber.
Systém 1 je představován upotřebitelným středně účinným vulkanisačrtím systémem ze síry a N-morfolinothio-2-benzothiazolu. Skýtá po převulkanisováni při 180 *C/45 min. relativně vysokou reversi (srov. tabulku 1).System 1 is represented by a useful medium-effective vulcanization system of sulfur and N-morpholinothio-2-benzothiazole. Renders after re-vulcanization at 180 ° C / 45 min. a relatively high reverse (cf. Table 1).
Systém 2 sestává rovněž pouze ze síry a N-morfolinothio-2-benzothiazolu ve vyšší dávce. Dávka 4 dily hmotnostní N-morfolinothio-2-benzothiazolu, vztaženo na 100 dílů hmotnostních kaučuku, je pro praktické účely příliš vysoká a vede k příliš silnému zesítění. Má však umožnit srovnání se systémem 4 a obsahuje tudíž stejné množství urychlovače jako součet množství urychlovačů v systému 4.System 2 also consists only of sulfur and N-morpholinothio-2-benzothiazole at a higher dose. A dose of 4 parts by weight of N-morpholinothio-2-benzothiazole, based on 100 parts by weight of rubber, is too high for practical purposes and leads to too much crosslinking. However, it is intended to allow comparison with system 4 and therefore contains the same amount of accelerator as the sum of the number of accelerators in system 4.
Systém 2 skýtá nižší reversi než systém 1.System 2 provides a lower reverse than System 1.
Systém 3 obsahuje vedle síry pouze o-nitrofenyl-terc.butylsulfenamid, rovněž v množství 4 dílů hmotnostních na 100 dílů kaučuku. Zde nedochází k žádné reversi vzhledem k tomu, že tento urychlovač i při teplotě 180 *C způsobuje ještě pozvolné dodatečné zesítění; takto získaný stupeň zesítění je však nedostatečný a je výrazně nižší než například při použití 1,2 dilu hmotnostního N-morfolinothio-2-benzothiazolu (srov. systém 1).System 3 contains, in addition to sulfur, only o-nitrophenyl-tert-butylsulfenamide, also in an amount of 4 parts by weight per 100 parts of rubber. There is no reversal here, since this accelerator still causes a gradual additional crosslinking even at 180 ° C; however, the degree of crosslinking thus obtained is insufficient and is significantly lower than, for example, when using 1.2 parts by weight of N-morpholinothio-2-benzothiazole (cf. system 1).
Systém 4 skýtá výrazně nižší reversi než systémy 1, 2 a 3 při stupni zesítění, který je příznivý pro praktické požadavky (odpovídá přibližně systému 1, který je vhodný pro praktické upotřebení) a dobu navulkanisování, která je rovněž prakticky stejná jako u systému 1. Z tabulky 1 je dále patrno, že systém 4 podle vynálezu má příznivější dobu navulkanisování t9ρ při teplotě 150 ’c než systémy 1, 2 a 3 a také kratší reakční dobu tgQ-bg než všechny ostatní systémy. Hodnota napětí při 180 c/45 min je výrazně vyšší než u ostat nich systémů.System 4 provides a significantly lower reverse than systems 1, 2 and 3 at a degree of crosslinking that is favorable to practical requirements (approximately equivalent to system 1 that is suitable for practical use) and a cure time that is also practically the same as system 1. Furthermore, it can be seen from Table 1 that the system 4 according to the invention has a better vulcanization time t 9 ρ at 150 ° C than systems 1, 2 and 3 and also a shorter reaction time tgQ-bg than all other systems. The voltage value at 180 c / 45 min is significantly higher than the other systems.
Příklad 2Example 2
Tento příklad ilustruje převahu systému 2 podle vynálezu vůči systému 1, který obsahuje za účelem snížení reverse dibutyldithiofosfát zinečnatý. Kaučuková předsměs se připraví stejným způsobem jako je uvedeno v příkladu 1 a do této směsi se na laboratorním dvouválci zapracují následující složky:This example illustrates the superiority of system 2 of the invention over system 1, which contains zinc dibutyldithiophosphate to reduce reverse. The rubber premix is prepared in the same manner as in Example 1 and the following ingredients are incorporated into the mixture on a laboratory twin-cylinder:
díly hmotnostníparts by weight
Systém 1: síra 1,42System 1: Sulfur 1.42
N-morfolinothio-2-benzothiazol 0,60 dibutyldithiofosforečnan zinečnatý 1,20Zinc dibutyldithiophosphate 1.20 N-morpholinothio-2-benzothiazole 1.20
Systém 2: sira 1,42System 2: Sir 1.42
N-morfolinothio-2-benzothiazol 1,50 o-nitrofenyl-terc.butylsulfenamid 2,0N-morpholinothio-2-benzothiazole 1.50 o-nitrophenyl-tert-butylsulfenamide 2.0
Poznámka: díly hmotnostní jsou vztaženy na 100 dílů hmotnostních kaučuku.Note: parts by weight are based on 100 parts by weight of rubber.
Systém 1 Systém 2 reverse {%) po 45 min/180 *C 28 4,5 doba navulkanisování t při 130 *C(min) 10,7 23,7System 1 System 2 reverse (%) after 45 min / 180 * C 28 4.5 cure time t at 130 * C (min) 10.7 23.7
Systém 2 podle vynálezu skýtá nejen podstatně nižší reversi, nýbrž také výrazně zlepšenou odolnost proti navulkanisování.The system 2 according to the invention offers not only a substantially lower reversion, but also a significantly improved vulcanization resistance.
Příklad 3Example 3
Tento příklad ilustruje srovnání mezi systémem 1, který obsahuje kromě síry pouze benzothiazyl-2-terc.butylsulfenamid a systémem 2 podle vynálezu, který sestává ze síry, benzothiazyl-2-terc.hutylsulfenamidu a o-nitrofenyl-terc.-butylsulfenamidu. Systém 1 a 2 se upravují přibližně na stejnou hodnotu napětí a tvrdosti.This example illustrates a comparison between system 1 which contains, in addition to sulfur, only benzothiazyl-2-tert-butylsulfenamide and system 2 according to the invention, which consists of sulfur, benzothiazyl-2-tert-butylsulfenamide and o-nitrophenyl-tert-butylsulfenamide. Systems 1 and 2 are adjusted to approximately the same value of stress and hardness.
díly hmotnostníparts by weight
Systém 1: síra 1,425 benzothiazyl-2-terc.butylsulfenamid 1,2System 1: Sulfur 1,425 Benzothiazyl-2-tert-butylsulfenamide 1,2
Systém 2: síra 1,425 benzothiazyl-2-terc.butylsulfenamid 1,7 o-nitrofenyl-terc.butylsulfenamid 2,0 poznámka: díly hmotnostní se vztahují na 100 dílů hmotnostních kaučuku.System 2: sulfur 1,425 benzothiazyl-2-tert-butylsulphenamide 1,7 o-nitrophenyl-tert-butylsulphenamide 2,0 Note: parts by weight refer to 100 parts by weight of rubber.
reverse (%) po 45 min/180 ’c odolnost proti navulkanisování tg/130 doba navulkanisování tgθ/150 *C(min)reverse (%) after 45 min / 180 'c curing resistance t g / 130 curing time tgθ / 150 * C (min)
F po 30 mín/150 ’CF after 30 min / 150 ’C
D M300D M 300
HH
EE
F po 45 min/180 *CF for 45 min / 180 ° C
D M300D M 300
HH
EE
Systém I Systém 2System I System 2
34.5 334.5 3
C(min) 14,8 14,0C (min) 14.8 14.0
8,0 7,58,0 7,5
24,8 23,324,8 23,3
475 445475 445
16,2 15,916,2 15,9
6868
4040
17,7 18,317,7 18,3
475 370475 370
10.6 15,610.6 15,6
6969
3535
Systém 2 vykazuje zřetelně nižší reversi při téměř stejné odolnosti proti navulkanisování jako systém 1. Systém 2 vykazuje dále po převulkanisování při 180 *C výhody, pokud jde o pevnost v tahu, hodnotu napětí a tvrdost.System 2 exhibits a distinctly lower reverse with nearly the same vulcanization resistance as System 1. Further, after re-vulcanization at 180 ° C, the system 2 has advantages in terms of tensile strength, stress value and hardness.
Příklad 4Example 4
Tento příklad ilustruje převahu tří kombinací podle vynálezu, které sestávají z o-nitrofenyl-terc.butýlsulfenamidu a sulfenamidových urychlovačů:This example illustrates the preponderance of three combinations according to the invention which consist of o-nitrophenyl-tert-butylsulfenamide and sulfenamide accelerators:
benzothiazyl-2-cyklohexylsulfenamidu (systém 2), benzothiazyl-2-terc.butylsulf enamidu (systém 3) abenzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide (system 2), benzothiazyl-2-tert-butylsulfenamide (system 3), and
N-morfolinothio-2-benzothiazolu (systém 4) χο nad obvyklým středně účinným systémem na bázi benzothiazyl-2-cyklohexylsulfenamidu samotného. Používá se stejné kaučukové předsměsi jako v příkladu 1. U všech systémů činí množství síry vždy 1,42 dílu hmotnostního na 100 dílů hmotnostních kaučuku.N-morpholinothio-2-benzothiazole (system 4) χο over a conventional moderately active benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide system alone. The same rubber masterbatch is used as in Example 1. In all systems, the amount of sulfur is always 1.42 parts by weight per 100 parts by weight of rubber.
x/ díly hmotnostní na 100 dílů hmotnostních kaučukux / parts by weight per 100 parts by weight of rubber
Příklad 5Example 5
Tento přiklad ilustruje reversi v % po převulkanisování při 180 c/45 min, které bylo dosaženo u stejné kaučukové směsi jako je uvedena v příkladu 1. Používá se sloučenin uvedených pod čísly 5, 6, 15, 17, 19, 20, 21, 24, 25 a 26 na stranách 10 až 12 (vždy v množství dvou dílů hmotnostních na 100 dílů hmotnostních kaučukové směsi) v kombinaci s 1,2 dílů hmotnostního N-morfolinothio-2-benzothiazolu, vztaženo na 100 dílů hmotnostních kaučuku. Množství síry činí vždy 1,42 dílu hmotnostního na 100 dílů hmotnostních kaučuku. Ke srovnání slouží obvyklý středně účinný systém sestávající ze síry a N-morfolinothio-2-benzothiazolu (1,2 dílu hmotnostního na 100 dílů hmotnostních kaučuku).This example illustrates the% reversal after re-vulcanization at 180 c / 45 min achieved with the same rubber composition as in Example 1. The compounds listed under 5, 6, 15, 17, 19, 20, 21, 24 are used. , 25 and 26 on pages 10 to 12 (each in two parts by weight per 100 parts by weight of the rubber composition) in combination with 1.2 parts by weight of N-morpholinothio-2-benzothiazole, based on 100 parts by weight of rubber. The amount of sulfur is 1.42 parts by weight per 100 parts by weight of rubber. For comparison, a conventional moderately active system consisting of sulfur and N-morpholinothio-2-benzothiazole (1.2 parts by weight per 100 parts by weight of rubber) is used.
reverse (%) po 45 min/180 Creverse (%) after 45 min / 180 ° C
N-morfolinothio-2-benzothiazol 40,5 látka č.N-morpholinothio-2-benzothiazole 40.5
1717
88
1414
1717
1111
1010
77
99
23,523.5
2323
T a b uJL k a 1 syatéia . aystáa 2 systda 3 systda 4T a b uJL k a 1 syathia. aysta 2 systda 3 systda 4
srovnávací příklad.comparative example.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873725039 DE3725039A1 (en) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Process for the preparation of 2-nitrophenylsulphenamides, and 2-nitrophenylsulphenamides |
DE19873725041 DE3725041A1 (en) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Antireversion agent |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS532988A2 CS532988A2 (en) | 1990-05-14 |
CS272793B2 true CS272793B2 (en) | 1991-02-12 |
Family
ID=25858045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS532988A CS272793B2 (en) | 1987-07-29 | 1988-07-27 | Method of rubber vulcanization |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0301376A1 (en) |
JP (1) | JPS6448831A (en) |
BR (1) | BR8803751A (en) |
CS (1) | CS272793B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4036420A1 (en) * | 1989-11-18 | 1991-05-23 | Phoenix Ag | Low-settling vulcanised rubbers with no nitrosamine toxicity - contg. combinations of special substd. thiuram di:sulphide, metal di:thiocarbamate and N,N-bis-amido-di:sulphide vulcanisation agents |
JP2013194065A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Sanshin Chem Ind Co Ltd | Rubber composition |
CN112645900B (en) * | 2020-12-25 | 2023-03-17 | 科迈化工股份有限公司 | Synthesis method of accelerant DCBS |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2460393A (en) * | 1945-06-23 | 1949-02-01 | Us Rubber Co | Vulcanization of rubber |
DE2918469C3 (en) * | 1979-05-08 | 1982-05-13 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Vulcanization system and its use for vulcanization of natural and / or synthetic rubber |
-
1988
- 1988-07-19 EP EP88111580A patent/EP0301376A1/en not_active Withdrawn
- 1988-07-22 JP JP18196788A patent/JPS6448831A/en active Pending
- 1988-07-27 CS CS532988A patent/CS272793B2/en unknown
- 1988-07-28 BR BR8803751A patent/BR8803751A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS532988A2 (en) | 1990-05-14 |
JPS6448831A (en) | 1989-02-23 |
BR8803751A (en) | 1989-02-14 |
EP0301376A1 (en) | 1989-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2067974C1 (en) | Sulfide-containing polycitracone imides and polytacone imides | |
US5130363A (en) | Rubber vulcanizates having improved hysteresis behavior | |
US3828002A (en) | Rubber stabilized with phenylene-diamine-s-triazines | |
US4621121A (en) | Vulcanizable mixture containing bis-(2-ethylamino-s-triazin-6-yl)-tetrasulfide | |
US2321305A (en) | Accelerator of vulcanization | |
US2370253A (en) | Arylene thiazyl sulphenamides | |
CS272793B2 (en) | Method of rubber vulcanization | |
US6646029B1 (en) | Pyrimidine derivatives as hardness stabilizers | |
US2343538A (en) | Thiazyl sulphamine derivative | |
WO1995030665A1 (en) | Novel sulfenamide accelerators and rubber compositions containing the same | |
US3839303A (en) | Inhibiting premature vulcanization with aminothiopyrimidines | |
KR930010781B1 (en) | Vulcanization accelerator | |
JP3538213B2 (en) | Polysulfide compound, vulcanization method for diene rubber, vulcanization system and method for producing diene vulcanized rubber | |
KR20010045644A (en) | The rubber compound for tire | |
CZ9300779A3 (en) | Polycitraconimides and polyitacomides containing (poly)-sulfide groups | |
US4873291A (en) | Rubber vulcanization system with triazine compounds | |
US3770707A (en) | Nitrobenzothiazole alkyl or cycloalkyl disulfides | |
US4673741A (en) | Bis-(2-ethylamino-4-diethylamino-s-triazine-6-yl) tetrasulfide, process for its production, use and vulcanizable mixtures containing it | |
US3634318A (en) | Rubber formulations comprising phenylenediamines and n-aryl sulfenamides | |
US2930824A (en) | Certain n, n'-disubstituted ethylenebisbenzothiazolesulfenamides | |
US2173732A (en) | Accelerator of vulcanization | |
US3689467A (en) | Benzothiazole sulfenamides | |
US2809202A (en) | N-cyanoethyl benzothiazole sulfenamides | |
US4755320A (en) | Rubber vulcanization system | |
JPH0499762A (en) | Sufide derivative of aromatic dithiocarboxylic acid, method of its preparation and cross-linking agent for natural and synthetic rubber consisting of same |