DE10016120A1 - Kautschukmasse, Herstellungsverfahren dafür und Schlauch aus Kautschukmasse - Google Patents
Kautschukmasse, Herstellungsverfahren dafür und Schlauch aus KautschukmasseInfo
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Abstract
Eine Kautschukmasse mit hohem Haftvermögen an Metall, hohem Modul, hoher Beständigkeit gegenüber Verformung und hoher Hitzebeständigkeit, umfassend Kautschukrohmaterial, 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin und ein Polymer mit Epoxygruppen, das mit dem Kautschukrohmaterial vernetzbar ist; ein Herstellungsverfahren für die Kautschukmasse, die Haftstabilität zeigt, wobei die Temperatur der Mischschritte beim Vernetzen der Kautschukmasse mit einem organischen Vernetzungsmittel kontrolliert wird; und ein Schlauch mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit und ausreichendem Modul und Beständigkeit gegenüber Druckverformung, wobei das innere Rohr und/oder die äußere Umhüllung die Kautschukmasse umfassen und die Verstärkungsschicht vermessingte Stahldrähte umfasst. Ferner ein Zumischungsmittel mit guten Handhabungseigenschaften, umfassend Triallylisocyanurat oder dergleichen auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz (verfestigtes Produkt), das durch Wärmebehandeln eines Gemischs aus Triallylisocyanurat oder dergleichen und Siliziumdioxid erhalten wird, und eine Kautschukmasse mit hohem Modul, wobei die hohe Hitzebeständigkeit erhalten bleibt, die dieses enthält.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukmasse mit hohem Haftvermögen an
Metall, hohem Modul, hoher Beständigkeit gegenüber Druckverformung und hoher Hitzebe
ständigkeit, die die Herstellung von Kautschuk/Metall-Verbundprodukten ermöglicht, die auf
Gebieten eingesetzt werden sollen, die Hitze- und Ölbeständigkeit erfordern. Die vorliegende
Erfindung betrifft ferner eine Masse, die geeigneterweise für Produkte, wie Schläuche, Rie
men, Reifen, Walzen und Formteile, verwendet werden kann und ein Herstellungsverfahren
dafür. Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Schlauch, der ausgezeichnetes Haftver
mögen zwischen einem die Kautschukmasse umfassenden inneren Rohr und dergleichen und
einer Verstärkungsschicht sowie ausgezeichnete Hitzebeständigkeit besitzt. Die vorliegende
Erfindung betrifft ferner ein Kautschukzumischungsmittel, das leicht handhabbar ist und
Hitzebeständigkeit und Modul eines Kautschuks verbessert, und eine Kautschukmasse, die es
enthält.
In den letzten Jahren sind viele Kautschukprodukte, wie Schläuche, Riemen, Reifen,
Walzen und Formteile, bei hoher Temperatur und hohem Druck und auch zusammen mit
einem lange Zeit erhitzten Öl zur Anwendung gekommen und der Qualitätsverlust der Kau
tschukprodukte unter diesen Bedingungen bringt immer beträchtliche Probleme mit sich.
Wenn der Qualitätsverlust der Kautschukprodukte beträchtlich ist, werden sehr viel Zeit und
Mühen für die Instandhaltung oder den Ersatz dieser qualitativ minderen Kautschukprodukte
benötigt. Manchmal kann der Qualitätsverlust von Kautschukprodukten einen großen Unfall
verursachen.
Herkömmliche Polymere, die bei dauernder Benutzung in Umgebungen mit so hoher
Temperatur (etwa 120-150°C) beständig sind, sind Acrylnitril-Butadien-Copolymerkau
tschuk (NBR), Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Co
polymerkautschuk (EPDM), Acrylkautschuk (ACM), Ethylen-Acrylester-Copolymerkau
tschuk (AEM), Ethylen-Acrylester-Vinylacetat-Copolymerkautschuk (ER), Ethylen-Vinyl
acetat-Copolymerkautschuk (EVM), chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk (CSM), chlo
rierter Polyethylenkautschuk (CM) und hydrierter Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk
(HNBR), der durch Hydrieren der konjugierten Dieneinheit im Acrylnitril-Butadien-Copo
lymerkautschuk (NBR) erhalten wurde.
Im allgemeinen ist es bei Kautschukmassen bekannt, dass eine unter Verwendung von
organischem Peroxid mit organischem Peroxid vernetzte Kautschukmasse, verglichen mit
einer unter Verwendung von Schwefel bei der Vulkanisation schwefelvulkanisierten Kau
tschukmasse, ausgezeichnete Hitzebeständigkeit besitzt.
Jedoch enthält die mit organischem Peroxid vernetzte Kautschukmasse im allgemeinen
keinen Schwefel, der mit Metallen zwecks Haftung reagiert. Folglich besitzt eine solche mit
organischem Peroxid vernetzte Kautschukmasse schlechtes Haftvermögen an Metalloberflä
chen und haftet nicht an Messing, das auf eine Metalloberfläche galvanisiert wurde. Deshalb
weisen Kautschukprodukte, die aus einer Kombination einer solchen mit organischem Per
oxid vernetzten Kautschukmasse und einem Metall bestehen, wie einer vermessingten Stahl
platte, Schwächen dahingehend auf, dass an der Grenzfläche zwischen Kautschukschicht und
galvanisierter Schicht Auftrennung eintritt, was zum Bruch der Waren führt.
Weitverbreitet in Kautschukprodukten eingesetzte Dienkautschuke weisen ausgezeich
netes Haftvermögen an Metall auf, besitzen aber keine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit,
wenn Schwefel in üblicher Menge als Vernetzungsmittel verwendet wird und ein Haftver
stärker zur Verbesserung des Haftvermögens an Metall auch zugemischt wird. Wenn ferner
kein Haftverstärker zugemischt wird, ist die Menge an zugemischtem Schwefel verglichen
mit der üblicherweise verwendeten Menge verringert und wird ein Vulkanisierbeschleuniger,
wie ein Schwefeldonor, zusammen damit zum Zweck der Verbesserung der Hitzebeständig
keit verwendet, so verbessert sich die Hitzebeständigkeit, aber das Haftvermögen an Metall
nimmt ab, was zu einer Verschlechterung des Haftvermögens führt. Auch ist, wenn ein orga
nisches Peroxid als Vernetzungsmittel zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit verwendet
wird, die Hitzebeständigkeit ausgezeichnet, aber das Haftvermögen an Metall ist schlecht.
Auf der anderen Seite besitzen dienfreie Kautschuke ausgezeichnete Hitzebeständig
keit und werden folglich in zahlreichen Anwendungen eingesetzt. Jedoch ist dienfreier Kau
tschuk schwer mit Schwefel vulkanisierbar und es ist notwendig, ihn mit einem organischen
Peroxid oder dergleichen zu vernetzen. Mit anderen Worten, es ist, da Schwefel, der gutes
Haftvermögen an Metall ergibt, nicht als Vernetzungsmittel verwendet werden kann, äußerst
schwierig, dienfreien Kautschuk direkt mit Metall zu verkleben. Bezüglich einer Formulie
rung zur Entwicklung von Haftvermögen sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden. Bei
spielsweise beschreibt JP-A-55-125155, dass eine Polymermasse, umfassend ein mit organi
schem Peroxid vernetzbares Polymer, organisches Peroxid, ein Epoxyharz und 2,4-Dimer
capto-6-R-1,3,5-triazin, gutes Haftvermögen an Messing besitzt. Nach den Ergebnissen unse
rer Untersuchung und dem Inhalt der Beschreibung der Beispiele der JP-A wird angenom
men, dass das gute Haftvermögen auf die Ausnutzung einer Reaktion von Chlor in einem
chlorhaltigen Polymer, wie chloriertem Polyethylen, mit 2,4-Dimercapto-6-R-1,3,5-triazin,
einer Reaktion von 2,4-Dimercapto-6-R-1,3,5-triazin mit einem Epoxyharz und einer Reak
tion von 2,4-Dimercapto-6-R-1,3,5-triazin mit Kupfer im Messing zurückzuführen ist. Da
jedoch im Fall von chlorfreien Polymeren keine Haftungsreaktion stattfindet, gab es einen
Mangel dahingehend, dass ein solches Haftvermögen nicht ausreichend dem derzeit erfor
derlichen Niveau des Haftvermögens entspricht.
Beispielsweise sind Drähte, die als Verstärkungsmaterial für Kautschukschläuche ver
wendet werden, im allgemeinen Drähte aus kohlenstoffreichem Stahl und in vielen Fällen
sind die Drähte mit Messing galvanisiert, um das Haftvermögen an Kautschuk zu verbessern.
Wenn hydrierter Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk (HNBR) oder Ethylen-
Acrylester-Copolymerkautschuk (AEM), wie Ethylen-Methylacrylat-Copolymerkautschuk,
mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit als beispielsweise inneres Rohr eines Schlauchs ver
wendet werden, sind diese Kautschuke jedoch dienfreier Kautschuk, der keine ungesättigten
Bindungen in der Hauptkette oder den Seitenketten besitzt, und deshalb kann Schwefel nicht
als Vernetzungsmittel verwendet werden. Folglich haftet der dienfreie Kautschuk nicht an
einer Verstärkungsschicht, umfassend vermessingte verstärkende Stahldrähte.
Also wird unabhängig davon, ob Dienkautschuk oder dienfreier Kautschuk, vom Kau
tschuk verlangt, dass er die vorstehend beschriebenen Probleme überwindet und den Anfor
derungen an sowohl Haftvermögen an Metall als auch Hitzebeständigkeit genügt.
Ferner nimmt unter dem Blickpunkt des niedrigen Gewichts der Kautschukmassen das
Verlangen nach hoher Steifigkeit der Kautschukmassen zu und es werden Kautschukmassen
mit hohem Modul verlangt. Es gibt verschiedene Techniken, den Modul von Kautschuk
massen zu verbessern, aber andererseits gibt es den Nachteil der Verschlechterung anderer
physikalischer Eigenschaften, insbesondere der Hitzebeständigkeit. Also ist es notwendig,
die physikalischen Eigenschaften für jede Kautschukmasse ausgewogen zu optimieren.
Vernetzungshilfsmittel wurden herkömmlicherweise in Kautschukmassen eingesetzt,
die mit organischem Peroxid vernetzt wurden, um den Modul (z. B. Beanspruchung bei
100% Dehnung) zu verbessern. Bifunktionelle oder multifunktionelle polymerisierbare Mo
nomere werden im allgemeinen als die Vernetzungshilfsmittel verwendet. Darunter ist von
Triallylisocyanurat (TAIC) und Triallylcyanurat (TAC) bekannt, dass sie hohe Co-vernet
zungseffektivität und besonders hohe Verbesserungswirkung auf den Modul besitzen. Jedoch
schmilzt Triallylisocyanurat in der Nähe von 25°C und Triallylcyanurat in der Nähe von 27°C.
Deshalb gibt es Nachteile dahingehend, dass diese Verbindungen bei hoher Temperatur
flüssig sind, wodurch sie schwierig mit einem festen Material zu mischen sind, und dass
diese Verbindungen bei niedriger Temperatur fest sind, wodurch sie auch schwierig mit
einem festen Material zu mischen sind, also sind die Handhabungseigenschaften schlecht.
Also ist es wünschenswert, diese Probleme zu überwinden.
Wenn TAIC und/oder TAC und Siliziumdioxid zusammen verwendet werden, werden
ferner in vielen Fällen nicht nur die Handhabungseigenschaften von TAIC und/oder TAC
sondern auch von Siliziumdioxid zum Problem. Genau gesagt gibt es, da Siliziumdioxid sehr
hydrophil ist, das Problem, dass es im Fall der Vermischung mit einem hydrophoben Mate
rial schwierig ist, Siliziumdioxid einheitlich zu dispergieren, und es gibt auch das Problem,
dass Siliziumdioxid wegen dessen Feinheitsgrad beim Arbeiten in der Luft verteilt wird.
Andererseits gibt es viele Fälle, wo mit organischem Peroxid vernetzbare Kautschuk
massen, insbesondere mit organischem Peroxid vernetzbare Kautschukmassen, die ein Poly
mer umfassen, bei dem die Hauptkette eine Methylenkette ist, als Hauptkomponente eines
Kautschukrohmaterials für Kautschukmassen, die hohe Hitzebeständigkeit erfordern, ver
wendet werden.
Wenn TAIC und/oder TAC in großer Menge in den Kautschukmassen, die ein Polymer
umfassen, bei dem die Hauptkette eine Methylenkette ist, als Hauptkomponente eines Kau
tschukrohmaterials zur Erlangung eines hohen Moduls eingesetzt werden, tragen diese je
doch nicht zur Co-vernetzung bei, wodurch der Anteil der selbsthärtbaren Kautschukkompo
nenten zunimmt. Folglich verschlechtert sich die inhärente Hitzebeständigkeit der Kau
tschukmassen und außerdem wird die Bruchfestigkeit, wie Reiß- oder Zugfestigkeit,
schlechter. Also war es praktisch unmöglich, den Modul merklich zu erhöhen, indem eine
große Menge an TAIC und/oder TAC zugegeben wird.
Im Hinblick auf die mit organischem Peroxid vernetzbaren Kautschukmassen, die ein
Polymer umfassen, bei dem die Hauptkette eine Methylenkette ist, als Hauptkomponente
eines Kautschukrohmaterials wird deshalb ein Zumischungsmittel für Kautschuk gewünscht,
das die Hitzebeständigkeit nicht verschlechtert und einen hohen Modul verwirklicht.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kautschukmasse be
reitzustellen, die hohes Haftvermögen an Metall (Messing), hohen Modul, hohe Beständig
keit gegenüber Druckverformung und hohe Hitzebeständigkeit besitzt, und die auf Grund
dieser Eigenschaften geeigneterweise in Verbundprodukten aus Kautschuk und Metall, wie
Schläuchen, Riemen, Reifen, Walzen und Formprodukten, eingesetzt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für
die Kautschukmasse bereitzustellen, die Haftungsstabilität der Kautschukmasse zeigt.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schlauch mit aus
gezeichneter Hitzebeständigkeit, Dauerhaftigkeit und dergleichen bereitzustellen, bei dem
die Verstärkungsschicht vermessingten verstärkenden Stahldraht umfasst und die Kau
tschukmasse als Material für das innere Rohr verwendet wird, so dass das Haftvermögen
zwischen innerem Rohr und Verstärkungsschicht ausgezeichnet ist und Hitzebeständigkeit,
Modul und Beständigkeit gegenüber Druckverformung besonders gut sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf Siliziumdioxid getragenes
TAIC und/oder TAC, das in einem Zumischungsmittel für Kautschuk verwendet wird und
gute Handhabungseigenschaften besitzt, sowie ein Zumischungsmittel für Kautschuk, wel
ches dieses umfasst, bereitzustellen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kautschukmasse
mit verbessertem Modul bereitzustellen, wobei die hohe Hitzebeständigkeit erhalten bleibt,
indem das Zumischungsmittel in einer mit organischem Peroxid vernetzbaren dienfreien
Kautschukrohmaterialmasse verwendet wird, insbesondere einer Kautschukmasse, die ein
Polymer mit einer Methylenkette als Hauptkette enthält.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Kau
tschukmasse bereitgestellt, umfassend:
- 1. 100 Gewichtsteile eines Kautschukrohmaterials, wobei ein Copolymerkautschuk mit einer Iodzahl von 15 oder weniger, der in der Polymerkette 10 bis 45 Gew.-% einer Teil einheit (Y-Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril, 0 bis 5 Gew.-% einer Teileinheit (Z-Teil: C=C) vom konjugierten Dien und 90 bis 50 Gew.-% einer Teileinheit (X-Teil: C-C), die durch Hydrieren der Teileinheit von einem anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril und/oder vom konjugierten Dien erhalten wurde, enthält, ausge nommen ist;
- 2. 0,1 bis 15 Gewichtsteile 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der folgenden
Formel 1:
in der R für einen Mercapto-, Alkoxyl-, Monoalkylamino-, Dialkylamino-, Monocycloalkyl amino-, Dicycloalkylamino- und N-Alkyl-N-arylaminorest steht; und - 3. 1 bis 100 Gewichtsteile eines Polymers mit Epoxygnippen, das mit dem Kau tschukrohmaterial vernetzbar ist.
Bevorzugte Ausführungsformen in der ersten Ausführungsform sind die folgenden.
Die bevorzugte Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung ist ein mit organischem
Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial, wobei ein Copolymerkautschuk mit einer
Iodzahl von 15 oder weniger, der in der Polymerkette 10 bis 45 Gew.-% einer Teileinheit (Y-
Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril, 0 bis 5 Gew.-% einer Teileinheit (Z-Teil: C=C) vom
konjugierten Dien und 90 bis 50 Gew.-% einer Teileinheit (X-Teil: C-C), die durch Hydrieren
der Teileinheit von einem anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten
Nitril und/oder vom konjugierten Dien erhalten wurde, enthält, ausgenommen ist, und das
Polymer mit Epoxygruppen ist ein mit organischem Peroxid vernetzbares Polymer.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung ist das mit organi
schem Peroxid vernetzbare Kautschukrohmaterial ein Dienkautschuk.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung ist das mit organi
schem Peroxid vernetzbare Kautschukrohmaterial ein dienfreier Kautschuk, wobei ein Co
polymerkautschuk mit einer Iodzahl von 15 oder weniger, der in der Polymerkette 10 bis 45
Gew.-% einer Teileinheit (Y-Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril, 0 bis 5 Gew.-% einer Teil
einheit (Z-Teil: C=C) vom konjugierten Dien und 90 bis 50 Gew.-% einer Teileinheit (X-Teil:
C-C), die durch Hydrieren der Teileinheit von einem anderen ethylenisch ungesättigten Mo
nomer als dem ungesättigten Nitril und/oder vom konjugierten Dien erhalten wurde, enthält,
ausgenommen ist.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung ist das mit organi
schem Peroxid vernetzbare Kautschukrohmaterial wenigstens ein aus Ethylen-Acrylester-
Copolymerkautschuk, Ethylen-Acrylester-Vinylacetat-Copolymerkautschuk und Ethylen-
Vinylacetat-Gopolymerkautschuk ausgewählter Vertreter.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung wird das mit organi
schem Peroxid vernetzbare Kautschukrohmaterial aus Ethylen-Propylen-Copolymerkau
tschuk und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Copolymerkautschuk ausgewählt.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung wird das mit organi
schem Peroxid vernetzbare Kautschukrohmaterial aus chloriertem Polyethylenkautschuk
und/oder chlorsulfoniertem Polyethylenkautschuk ausgewählt.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung ist der Dienkautschuk
ein Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung ist das Kautschukroh
material ein mit Schwefel vernetzbares Kautschukrohmaterial und das Polymer mit
Epoxygruppen ist ein mit Schwefel vernetzbares Polymer.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung sind das Kautschuk
rohmaterial und das Polymer mit Epoxygruppen ein Kautschukrohmaterial mit Epoxygrup
pen.
Ferner ist in der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung das Kau
tschukrohmaterial mit Epoxygruppen ein Acrylkautschuk, der ein Monomer mit Epoxygrup
pen als copolymerisierbare Komponente enthält.
Ferner umfasst in der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung die
Kautschukmasse ferner 0,1 bis 30 Gewichtsteile wenigstens eines aus Triallylisocyanurat
und Triallylcyanurat ausgewählten Vertreters.
Ferner umfasst in der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung die
Kautschukmasse ferner 1 bis 50 Gewichtsteile Siliziumdioxid.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Herstel
lungsverfahren für eine Kautschukmasse bereitgestellt, umfassend:
- 1. 100 Gewichtsteile mit organischem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial;
- 2. 0,1 bis 15 Gewichtsteile 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der folgenden
Formel 1:
in der R für einen Mercapto-, Alkoxyl-, Monoalkylamino-, Dialkylamino-, Monocycloalkyl amino-, Dicycloalkylamino- und N-Alkyl-N-arylaminorest steht; und - 3. 1 bis 100 Gewichtsteile eines Polymers, das mit organischem Peroxid vernetzbare Epoxygruppen besitzt; und
- 4. 1 bis 10 Gewichtsteile organisches Peroxid,
wobei das Verfahren das Halten der Temperatur des Gemischs bei 140°C oder weniger
während der gesamten Schritte umfasst vom Mischen des Kautschukrohmaterials mit wenig
stens einer der übrigen Komponenten bis zum Mischen aller Komponenten.
Die bevorzugte Ausführungsform in der zweiten Ausführungsform ist die folgende.
Im bevorzugten Herstellungsverfahren für die Kautschukmasse der vorliegenden Er
findung beträgt die Temperatur des Gemischs in den Schritten nach der Zugabe von 6-sub
stituiertem 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin 100°C oder weniger.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein eine Kau
tschukmasse umfassender Schlauch bereitgestellt, wobei die Kautschukmasse umfasst:
- 1. 100 Gewichtsteile mit organischem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial;
- 2. 0,1 bis 15 Gewichtsteile 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der folgenden
Formel 1:
in der R für einen Mercapto-, Alkoxyl-, Monoalkylamino-, Dialkylamino-, Monocycloalkyl amino-, Dicycloalkylamino- und N-Alkyl-N-arylaminorest steht; und - 3. 1 bis 100 Gewichtsteile eines Polymers, das mit organischem Peroxid vernetzbare Epoxygruppen besitzt; und
- 4. 1 bis 10 Gewichtsteile organisches Peroxid.
Bevorzugte Ausführungsformen in der dritten Ausführungsform sind die folgenden.
Im bevorzugten Schlauch der vorliegenden Erfindung ist das Kautschukrohmaterial in
der Kautschukmasse, die das innere Rohr und/oder die äußere Umhüllung bildet, ein Copo
lymerkautschuk mit einer Iodzahl von 15 oder weniger, der in der Polymerkette 10 bis 45
Gew.-% einer Teileinheit (Y-Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril, 0 bis 5 Gew.-% einer Teil
einheit (Z-Teil: C=C) vom konjugierten Dien und 90 bis 50 Gew.-% einer Teileinheit (X-Teil:
C-C), die durch Hydrieren der Teileinheit von einem anderen ethylenisch ungesättigten Mo
nomer als dem ungesättigten Nitril und/oder vom konjugierten Dien erhalten wurde, enthält.
Im bevorzugten Schlauch der vorliegenden Erfindung ist das Kautschukrohmaterial in
der Kautschukmasse, die das innere Rohr und/oder die äußere Umhüllung bildet, Ethylen-
Acrylester-Copolymerkautschuk (AEM).
Im bevorzugten Schlauch der vorliegenden Erfindung umfasst das innere Rohr eine
Kautschukmasse, die das HNBR enthält, und umfasst die äußere Umhüllung eine Kau
tschukmasse, die das AEM enthält.
Gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Triallyliso
cyanurat und/oder Triallylcyanurat auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz bereitgestellt, um
fassend 30 bis 80 Gew.-% Isocyanurat und/oder Cyanurat und/oder deren Oligomere und 70
bis 20 Gew.-% Siliziumdioxid, wobei das Isocyanurat und/oder Cyanurat durch Wärmebe
handeln von Triallylisocyanurat und/oder Triallylcyanurat in Gegenwart von Siliziumdioxid
erhalten wird.
Gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Zumi
schungsmittel für Kautschuk bereitgestellt, umfassend Triallylisocyanurat und/oder Triallyl
cyanurat auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Kau
tschukmasse bereitgestellt, umfassend:
- 1. 100 Gewichtsteile mit organischem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial;
- 2. 1 bis 10 Gewichtsteile organisches Peroxid; und
- 3. 0,5 bis 100 Gewichtsteile des Zumischungsmittels für Kautschuk.
Die bevorzugte Ausführungsform in der sechsten Ausführungsform ist die folgende.
In der bevorzugten Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung ist das Kautschuk
rohmaterial, das mit dem Zumischungsmittel für Kautschuk gemischt wird, ein Polymer, bei
dem die Hauptkette eine Methylenkette ist.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das zeigt, dass das erfindungsgemäße verfestigte Produkt
(Triallylisocyanurat und/oder Triallylcyanurat auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz) den
Modul der Kautschukmasse verbessert.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das zeigt, dass das erfindungsgemäße verfestigte Produkt
(Triallylisocyanurat und/oder Triallylcyanurat auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz) die
Erniedrigung der Hitzebeständigkeit der Kautschukmasse unterdrückt.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Kautschukmasse be
reit, umfassend 100 Gewichtsteile Kautschukrohmaterial, 0,1 bis 15 Gew.-% 6-substituiertes
2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der Formel 1 und 1 bis 100 Gewichtsteile eines Polymers mit
Epoxygruppen, das mit dem Kautschukrohmaterial vernetzbar ist.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur beim Mischen der mit organischem Peroxid vernetzbaren Kautschuk
rohmaterialmasse bei 140°C oder weniger gehalten wird, wodurch die Haftungsstabilität
beibehalten wird. Der hier verwendete Ausdruck "es gibt Haftungsstabilität" bedeutet, dass
die Streuung des Haftvermögens auf Grund von Änderungen der Bedingungen beim Mischen
der Kautschukmasse, der Bedingungen bei der Lagerung der Kautschukmasse und derglei
chen klein ist.
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt einen Schlauch bereit,
bei dem ein inneres Rohr und/oder eine äußere Umhüllung eine Kautschukmasse umfassen,
umfassend das mit organischem Peroxid vernetzbaren Kautschukrohmaterial, 6-substituiertes
2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der vorstehenden Formel 1, ein Polymer, das mit organischem
Peroxid vernetzbare Epoxygruppen besitzt, und organisches Peroxid.
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt Triallylisocyanurat
und/oder Triallylcyanurat auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz bereit, das durch Wärmebe
handeln von Triallylisocyanurat (TAIC) und/oder Triallylcyanurat (TAC) in Gegenwart von
Siliziumdioxid erhalten wird, und ein Zumischungsmittel für Kautschuk und eine mit organi
schem Peroxid vernetzbare Kautschukmasse, die das Zumischungsmittel für Kautschuk ent
hält.
Das in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzte Kautschuk
rohmaterial kann mit organischem Peroxid vernetzbarer Kautschuk oder mit Schwefel ver
netzbarer Kautschuk sein, und kann auch Dienkautschuk oder dienfreier Kautschuk sein.
Beispiele für den Dienkautschuk umfassen natürlichen Kautschuk, Isoprenkautschuk,
Chloroprenkautschuk, Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Co
polymerkautschuk (EPDM), Polybutadienkautschuk (BR) (Butadienkautschuk mit hohem
cis-Anteil, Butadienkautschuk mit niedrigem cis-Anteil), Acrylnitril-Butadien-Copolymer
kautschuk (NBR), flüssiges Polyisopren, flüssiges Polybutadien, flüssiges 1,2-Polybutadien,
flüssiger Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk und flüssiges Polychloropren. Diese Kau
tschuke werden im allgemeinen mit Schwefel vernetzt, können aber mit organischem Peroxid
vernetzt werden. In der vorliegenden Erfindung können diese Kautschuke als mit organi
schem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial und mit Schwefel vernetzbares Kau
tschukrohmaterial eingesetzt werden.
Beispiele für den dienfreien Kautschuk umfassen hydrierten Styrol-Butadien-Copoly
merkautschuk (HSBR), Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk (EPM), Ethylen-Propylen-
Dien-Copolymerkautschuk (EPDM), mit Maleinsäure modifizierten Ethylen-Propylen-Co
polymerkautschuk, Ethylen-Acrylester-Copolymerkautschuk (AEM) (z. B. Ethylen-Methyl
acrylat-Copolymerkautschuk), Ethylen-Vinylacetat-Copolymerkautschuk (EVM), Acrylkau
tschuk (ACM, ANM), halogenhaltigen Kautschuk (z. B. bromierten Isobutylen-para-Methyl
styrol-Copolymerkautschuk (BIMS), Hydrinkautschuk (ECO), chlorsulfonierten Polyethy
lenkautschuk (CSM), chlorierten Polyethylenkautschuk (cm) und mit Maleinsäure modifi
ziertes chloriertes Polyethylen), Silikonkautschuk (z. B. Methylvinylsilikonkautschuk und
Methylphenylvinylsilikonkautschuk), schwefelhaltigen Kautschuk (z. B. Polysulfidkau
tschuk) und fluorhaltigen Kautschuk (z. B. Vinylidenfluoridkautschuk, fluorhaltigen Vinyl
etherkautschuk und fluorhaltigen Phosphagenkautschuk). Davon werden Ethylen-Acrylester-
Copolymerkautschuk (AEM), EPM und EPDM und dergleichen bevorzugt. In vielen Fällen
werden diese Kautschuke mit organischem Peroxid vernetzt und in der vorliegenden Erfin
dung als das mit organischem Peroxid vemetzbare Kautschukrohmaterial eingesetzt (unter
der Bedingung, dass einige Kautschuke, wie Acrylkautschuk und BIMS, mit organischem
Peroxid nicht vernetzbare Kautschuke sind).
Einige hydrierte Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuke (HNBR) sind vom in der
ersten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kautschuk ausgeschlossen,
nämlich ein Copolymerkautschuk mit einer Iodzahl von 15 oder weniger, der in der Poly
merkette 10 bis 45 Gew.-% einer Teileinheit (Y-Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril, 0 bis 5
Gew.-% einer Teileinheit (Z-Teil: C=C) vom konjugierten Dien und 95 bis 50 Gew.-% einer
Teileinheit (X-Teil: C-C), die durch Hydrieren der Teileinheit von einem anderen ethylenisch
ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril und/oder vom konjugierten Dien erhal
ten wurde, enthält.
Kautschukrohmaterialien mit Epoxygruppen, die sowohl Merkmale des Kautschuk
rohmaterials als auch des vernetzbaren Polymers mit Epoxygruppen besitzen, können in der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Falls solche Kau
tschuke eingesetzt werden, können Kautschukrohmaterial und/oder vernetzbares Polymer mit
Epoxygruppen weggelassen werden.
Beispiele für solche Kautschukrohmaterialien umfassen Copolymerkautschuke, die
unter Verwendung einer copolymerisierbaren Komponente mit Epoxygruppen erhalten wur
den, Pfropfcopolymere, bei denen wenigstens eine Pfropfkette im Pfropfcopolymer Epoxy
gruppen trägt, Kautschuke, die durch Epoxidieren von ungesättigten Bindungen in der
Hauptkette des Dienkautschuks erhalten wurden, und Kombinationen davon.
Beispiele für Copolymerkautschuke, die unter Verwendung einer copolymerisierbaren
Komponente mit Epoxygruppen erhalten wurden, umfassen Acrylkautschuke, die als copo
lymerisierbare Komponente wenigstens ein Monomer mit Epoxygruppen aufweisen, wie
Allylglycidylether. Glycidyl(meth)acrylat, 3,4-Epoxyhexahydrobenzyl(meth)acrylat, 4-Gly
cidyloxy-3,5-dimethylbenzyl(meth)acrylat, 2-(4'-Glycidyloxyphenyl)-2-[4'-(meth)acryloxy
ethyloxyphenyl]propan, 2-(Meth)acryloyloxyethylbernsteinsäureglycidylester, 2-(Meth)
acryloyioxyethylphthalsäureglycidylester, 2-(Meth)acryloyloxyethylhexahydrophthalsäure
glycidylester, 2-(Meth)acryloyloxyethylterephthalsäureglycidylester, 2-(Meth)acrylo
yloxyethylhexahydroterephthalsäureglycidylester, 3,4-Epoxyhexahydrobenzyl(meth)acryl
amid und 4-Glycidyloxy-3,5-dimethylbenzyl(meth)acrylamid; und Ethylen-Acrylester-
Copolymerkautschuke mit beispielsweise Glycidylmethacrylat (GMA) und Glycidylacrylat
als copolymerisierbarer Komponente (wie Ethylen-Acrylester-Glycidylmethacrylat-Copoly
merkautschuk, Ethylen-Acrylester-Glycidylmethacrylat-Copolymerkautschuk und Ethylen-
Acrylester-Vinylacetat-Glycidylacrylat-Copolymerkautschuk).
Beispiele für das Pfropfcopolymer, bei dem wenigstens eine Pfropfkette im Pfropfco
polymer Epoxygruppen trägt, umfassen Copolymere, die durch Pfropfcopolymerisation von
Glycidylmethacrylat (GMA) oder dergleichen auf EVA, AEM, EPM, ACM, BR oder der
gleichen erhalten wurden.
Beispiele für den Kautschuk, der durch Epoxidieren von ungesättigten Bindungen in
der Hauptkette von Dienkautschuk erhalten wurde, umfassen epoxidierten natürlichen Kau
tschuk, der durch Epoxidieren von Isopreneinheiten in natürlichem Kautschuk im Umfang
von vorzugsweise 25 bis 75% erhalten wurde.
Das Kautschukrohmaterial mit Epoxygruppen kann als mit organischem Peroxid ver
netzbarer Kautschuk, mit Schwefel vernetzbarer Kautschuk oder Kautschuk, der andere Vul
kanisationssysteme einsetzt, verwendet werden und wird auch als Dienkautschuk oder dien
freier Kautschuk verwendet werden.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt das vorstehend be
schriebene mit organischem Peroxid vernetzbare Kautschukrohmaterial vom Dien- oder
dienfreien Typ ein.
Das mit organischem Peroxid vernetzbare Kautschukrohmaterial, das in den dritten und
vierten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist mit organischem
Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial vom dienfreien Typ. Insbesondere hydrierter
Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk (HNBR) und/oder Ethylen-Acrylester-Copoly
merkautschuk (AEM) werden unter dem Gesichtspunkt der Hitzebeständigkeit bevorzugt.
Der hydrierte Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk (HNBR) ist ein Copolymer
kautschuk, der in der Polymerkette eine Teileinheit (Y-Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril,
eine Teileinheit (Z-Teil: C=C) vom konjugierten Dien und eine Teileinheit (X-Teil: C-C) von
einem anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril und/oder
vom konjugierten Dien enthält und eine Iodzahl von 15 oder weniger aufweist.
Bei der Zusammensetzung des HNBR beträgt der Y-Anteil 10 bis 45 Gew.-%, der Z-
Anteil 0 bis 5 Gew.-% und der X-Anteil 90 bis 50 Gew.-%. Wenn der Z-Anteil 5 Gew.-% über
steigt, ist die Hitzebeständigkeit der Kautschukmasse unzureichend.
Der Acrylester, aus dem der Copolymerkautschuk (AEM) aus Ethylen und Acrylester
besteht, schließt Methacrylester ein. Beispiele für den Acrylester umfassen Methylacrylat,
Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, t-Butyl
acrylat, t-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und 2-Ethylhexylmethacrylat.
Der Ethylen-Acrylester-Copolymerkautschuk ist ein Copolymer aus Ethylen und dem
vorstehend beschriebenen Acrylester und kann ferner ein vernetzbares Monomer als dritte
copolymerisierbare Komponente enthalten. Beispiele für einen solchen Kautschuk umfassen
Ethylen-Methylacrylat-Copolymerkautschuk, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymerkautschuk und
Ethylen-Methylmethacrylat-Copolymerkautschuk. Davon wird Ethylen-Methylacrylat-Co
polymerkautschuk bevorzugt.
Die Zusammensetzung des Ethylen-Acrylester-Copolymerkautschuks ist nicht beson
ders begrenzt und fällt in den im allgemeinen eingesetzten Bereich. Mit anderen Worten, der
Ethylen-Acrylester-Copolymerkautschuk kann jede beliebige Zusammensetzung besitzen,
solange der Ethylengehalt in dem Bereich ist, der die Kautschukelastizität nicht beeinträch
tigt und den Anforderungen, wie Hitzebeständigkeit, Tieftemperatureigenschaften und der
gleichen, genügt.
Im in der vorliegenden Erfindung verwendeten 6-substituierten 2,4-Dimercapto-1,3,5-
triazin der Formel 1 wird R in der Formel ausgewählt aus Mercapto-, Alkoxyl-, Monoalkyl
arnino-, Dialkylamino-, Monocycloalkylamino-, Dicycloalkylamino- und N-Alkyl-N-aryl
aminoresten. Zieht man die Bindungsgeschwindigkeit zwischen einem Metall (beispiels
weise einem vermessingten verstärkenden Stahldraht zur Erzeugung einer Verstärkungs
schicht) und einem Polymer mit Epoxygruppen in Betracht, das heißt die zeitliche Steuerung
der Vernetzung und der Verklebung, wird 2,4,6-Trimercapto-1,3,5-triazin bevorzugt, in dem
R eine Mercaptogruppe ist. 6-Substituierte 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazine der Formel 1, wo
bei die Reste R zwei oder mehr verschiedene Reste sind, können ferner in Kombination ein
gesetzt werden.
Der Gehalt an 6-substituiertem 2,4,6-Trimercapto-1,3,5-triazin der Formel 1 in der er
findungsgemäßen Kautschukmasse beträgt 0,1 bis 15 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen
Kautschukrohmaterial, wie HNBR oder AEM. Wenn der Gehalt weniger als 0,1 Gewichts
teile beträgt, kann das Haftvermögen zwischen der Kautschukmasse und dem Metall, bei
spielsweise das Haftvermögen zwischen einem inneren Rohr und/oder einer äußeren Um
hüllung, die die Kautschukmasse einsetzen, und der Verstärkungsschicht, die den vermes
singten verstärkenden Stahldraht umfasst, unzureichend sein. Andererseits kann, wenn der
Gehalt 15 Gewichtsteile übersteigt, die Vernetzung beeinträchtigt werden, was zu einer Ab
nahme des Moduls führt. Außerdem findet, wenn der Gehalt 15 Gewichtsteile übersteigt, die
Reaktion mit dem Polymer mit Epoxygruppen oft wie nachstehend beschrieben statt. Als
Folge davon nimmt der Anteil des Polymers mit Epoxygruppen in der Kautschukmasse ab,
der an das Kautschukrohmaterial bindet. Das heißt, vom Polymer mit Epoxygruppen in der
Kautschukmasse, die HNBR enthält, oder in der Kautschukmasse, die AEM enthält, nimmt
der Anteil des Polymers ab, der an HNBR oder AEM bindet. Folglich kann das Haftvermö
gen zwischen der Kautschukmasse und dem Metall, das heißt, das Haftvermögen zwischen
dem inneren Rohr und/oder der äußeren Umhüllung und der Verstärkungsschicht, unzurei
chend sein. 0,2 bis 10 Gewichtsteile werden bevorzugt.
Das vernetzbare Polymer mit Epoxygruppen, das in der erfindungsgemäßen Kau
tschukmasse eingesetzt wird, ist ein Polymer, das mit dem Kautschukrohmaterial durch or
ganisches Peroxid oder Schwefel vernetzt werden kann, und ist ferner ein Polymer mit
Epoxygruppen. Bei Epoxyharz, wie dem Bisphenol-Typ, der aus Bisphenol und Epichlorhy
drin hergestellt wird, findet die Vernetzung durch organisches Peroxid oder Schwefel schwer
statt. Folglich ist der bindende Anteil eines solchen Harzes an das Kautschukrohmaterial
klein und das Haftvermögen zwischen der Kautschukmasse und dem Metall ist unzurei
chend. Deshalb ist Epoxyharz, wie der Bisphenol-Typ, nicht im Polymer mit Epoxygruppen
eingeschlossen, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Das Polymer mit Epoxygruppen kann jedes Polymer sein, das das Kautschukrohmate
rial mit organischem Peroxid zur Reaktion bringt, wenn das Kautschukrohmaterial ein mit
organischem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial ist, und kann jedes Polymer sein,
das das Kautschukrohmaterial mit Schwefel vernetzt, wenn das Kautschukrohmaterial ein
mit Schwefel vernetzbares Kautschukrohmaterial ist. Zieht man das Haftvermögen zwischen
der Kautschukmasse und dem Metall in Betracht, ist ein bevorzugtes Beispiel für das Poly
mer mit Epoxygruppen ein Pfropfcopolymer, bei dem die Hauptkette mit dem Kautschuk
rohmaterial vernetzbar, insbesondere mit organischem Peroxid vernetzbar, ist und wenig
stens eine Pfropfkette Epoxygruppen trägt.
Die Hauptkette des Pfropfcopolymers ist vorzugsweise ein Ethylenpolymer, wenn das
Kautschukrohmaterial ein mit organischem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial ist,
und ein Dienpolymer, wenn das Kautschukrohmaterial ein mit Schwefel vernetzbares Kau
tschukrohmaterial ist.
Beispiele für das Ethylenpolymer umfassen niederdichtes Polyethylen (LDPE),
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Ethylen-Acrylester-Copolymer (beispielsweise
Ethylen-Methylacrylat-Copolymer (EMA), Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer (EEA) und
Ethylen-Methylmethacrylat-Copolymer (EMMA)), Ethylen-Propylen-Copolymer (EPM) und
Polypropylen (PP).
Beispiele für das Dienpolymer umfassen Polybutadienkautschuk (BR) und Polyiso
prenkautschuk (IR).
Das verwendete Monomer der Pfropfkette ist vorzugsweise Glycidylmethacrylat
(GMA) und dergleichen.
Die Hauptkette und die Pfropfkette können aus jeweils einer Monomerart oder aus we
nigstens zwei Monomerarten erhalten werden.
Das Pfropfcopolymer besitzt eine solche Struktur, dass die Pfropfkette verzweigt und
an die Hauptkette gebunden ist. Die Hauptkette und das Kautschukrohmaterial sind vernetzt
und auch die Epoxygruppen, nämlich die Pfropfkette; werden mit 6-substituiertem 2,4-Di
mercapto-1,3,5-triazin der Formel 1 umgesetzt, wodurch das Kautschukrohmaterial und das
Metall über das Pfropfcopolymer verklebt werden. Beispielsweise wird im Fall des
Schlauchs angenommen, dass das Kautschukrohmaterial zur Erzeugung der Verstärkungs
schicht mit dem verstärkenden vermessingten Stahldraht verklebt wird.
Geeignete Beispiele für die Kombination aus dem Kautschukrohmaterial und dem Po
lymer mit Epoxygruppen, das heißt dem Pfropfpolymer, umfassen cm und EMA-g-GMA
(ein Pfropfcopolymer, bei dem die Hauptkette EMA und die Pfropfkette GMA ist), EPM und
EMA-g-GMA, AEM und EMA-g-GMA, NBR und EMA-g-GMA, EPDM und EMA-g-GMA
und NBR und BR-g-GMA (ein Pfropfcopolymer, bei dem die Hauptkette BR und die Pfropf
kette GMA ist).
Wenn das Kautschukrohmaterial ein Kautschuk mit Epoxygruppen ist, wie Ethylen-
Acrylester-Glycidylmethacrylat-Copolymerkautschuk, muss kein Polymer mit Epoxygrup
pen zusätzlich eingesetzt werden.
Das vernetzbare Polymer mit Epoxygruppen, das in den zweiten bis vierten Ausfüh
rungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist ein Polymer, das mit organi
schem Peroxid mit dem Kautschukrohmaterial vernetzbar ist.
Zieht man insbesondere das Haftvermögen zwischen dem inneren Rohr und/oder der
äußeren Umhüllung, die die Kautschukmasse, die HNBR enthält, oder die Kautschukmasse,
die AEM enthält, einsetzen, und der Verstärkungsschicht in Betracht, ist das Polymer mit
Epoxygruppen, das in der Kautschukmasse, die HNBR enthält, oder in der Kautschukmasse,
die AEM enthält, eingesetzt wird, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung ein Pfropfcopolymer, bei dem die Hauptkette ein mit organischem Peroxid vernetz
bares Polymer ist. Das Pfropfcopolymer, bei dem wenigstens eine Pfropfkette Epoxygruppen
trägt, wird bevorzugt. Glycidylmethacrylat oder dergleichen wird geeigneterweise als Mo
nomer für die Pfropfkette verwendet. Die Hauptkette des Pfropfcopolymers ist nicht beson
ders begrenzt, aber Polymere vom Ethylen-Typ werden bevorzugt. Beispiele für das Ethy
lenpolymer umfassen niederdichtes Polyethylen (LDPE), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer
harz (EVA), Ethylen-Acrylester-Copolymer (beispielsweise EMA, EEA und EMMA) und
Ethylen-Propylen-Copolymer (EPM). Die Pfropfkette und die Hauptkette können aus jeweils
einer Monomerart oder aus wenigstens zwei Monomerarten erhalten werden.
Der Gehalt an Polymer mit Epoxygruppen in der erfindungsgemäßen Kautschukmasse
beträgt im allgemeinen 1 bis 100 Gewichtsteile, und vorzugsweise 5 bis 50 Gewichtsteile,
pro 100 Gewichtsteilen Kautschukrohmaterial, auch wenn er von der Menge an Epoxygrup
pen und dergleichen abhängt. Wenn der Gehalt weniger als 1 Gewichtsteil beträgt, kann das
Haftvermögen zwischen der Kautschukmasse und dem Metall unzureichend sein. Wenn der
Gehalt 100 Gewichtsteile übersteigt, kann sich andererseits das Haftvermögen zwischen der
Kautschukmasse und dem Metall sowie die Hitzebeständigkeit der Kautschukmasse ernied
rigen. Im Fall des Schlauchs gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann sich das Haftvermögen zwischen dem inneren Rohr und/oder der äußeren Umhüllung,
die die Kautschukmasse, die HNBR enthält, oder die Kautschukmasse, die AEM enthält,
einsetzen, und der Verstärkungsschicht sowie die Hitzebeständigkeit der Kautschukmasse
erniedrigen. Wenn der Gehalt im Bereich von 5 bis 50 Gewichtsteilen liegt, ist ferner die
Ausgewogenheit zwischen Haftvermögen zwischen der Kautschukmasse und dem Metall,
Modul (z. B. Beanspruchung bei 100% Dehnung), Beständigkeit gegenüber bleibender Ver
formung und Hitzebeständigkeit verbessert.
Wie vorstehend beschrieben, enthält JP-A-55-125155 die Beschreibung bezüglich einer
Polymermasse, umfassend ein mit organischem Peroxid vernetzbares Polymer, 2,4-Dimer
capto-6-R-1,3,5-triazin, ein Epoxyharz und organisches Peroxid. Jedoch ist diese Masse auf
ein chlorhaltiges Polymer, wie chloriertes Polyethylen, begrenzt und die JP-A betrifft über
haupt nicht das Haftvermögen eines chlorfreien Polymers. Tatsächlich nutzen die Arbeitsbei
spiele der JP-A chlorierten Polyethylenkautschuk und chlorsulfonierten Polyethylenkau
tschuk. Ferner bezieht sich die JP-A nicht auf die Vernetzbarkeit von Epoxyharz durch Ver
netzen mit organischem Peroxid und in den Beispielen davon wird Epoxyharz ohne Vernetz
barkeit mit organischem Peroxid eingesetzt. Mit anderen Worten, es wird angenommen, dass
das Epoxyharz mit der Erwartung einer Wirkung auf das Haftvermögen an ein Metall zuge
geben wird, durch Einschieben des Epoxyharzes zwischen Chlor im Polymer und 2,4-
Dimercapto-6-R-1,3,5-triazin, das mit Kupfer im Messing reagiert hat, wodurch Vernetzung
verursacht wird. Verklebung über den gleichen Reaktionsmechanismus wird mit einem
chlorfreien Polymer nicht erwartet und das epoxygruppenhaltige Polymer co-vernetzt sich
nicht mit einem chlorfreien Polymer, im Unterschied zur vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Befund, dass das Haftvermögen verbessert
wird, wenn ein Polymer mit Epoxygruppen, das mit dem Kautschukrohmaterial vernetzbar
ist, verwendet wird, und nicht ein Epoxyharz vom Bisphenol-Epichlorhydrin-Typ, von dem
im allgemeinen angenommen wird, dass es ein großes Haftvermögen an Metall aufweist. Der
Grund ist noch nicht klar, es wird folgendes angenommen. Generell besitzt Epoxyharz vom
Bisphenol-Typ eine schlechte radikalische Reaktivität und es findet schwer die Abspaltung
von Wasserstoff statt. Ferner findet, da das Epoxyharz vom Bisphenol-Typ keine andere
Doppelbindung als den aromatischen Ring in der Hauptkette enthält, die Vernetzung schwer
an einer anderen Stelle als der Epoxygruppe statt. Im Gegensatz dazu besitzt das Polymer mit
Epoxygruppen, das in der erfindungsgemäßen Kautschukmasse verwendet wird, hohe radi
kalische Reaktivität der Methylenkette wie in Ethylen oder besitzt einen Teil in der Haupt
kette, der zur Vernetzung von der anderen Doppelbindung oder dergleichen als dem aromati
schen Ring beiträgt. Deshalb wird wirksam eine Bindung zum Kautschukrohmaterial (bei
spielsweise HNBR und AEM) erzeugt und gleichzeitig bindet 6-substituiertes 2,4-Dimer
capto-1,3,5-triazin über die Mercaptogruppe an ein Metall, wodurch mittels Ringöffnung der
Epoxygruppe durch andere Mercaptogruppen im gleichen Molekül Bindungen zum Polymer
mit Epoxygruppen erzeugt werden.
Im einzelnen finden gleichzeitig die Bindung zwischen dem Kautschukrohmaterial
(beispielsweise HNBR und AEM) und dem Polymer mit Epoxygruppen, die Bindung zwi
schen dem Polymer mit Epoxygruppen und 6-substituiertem 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der
Formel 1 und die Bindung zwischen 6-substituiertem 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der For
mel 1 und Kupfer im Metall statt. Folglich werden die erfindungsgemäße Kautschukmasse
und das Metall zu einer integrierten Struktur verbunden. Ferner reagieren einige Polymere
mit Epoxygruppen mit Metall, wodurch sie daran binden. Wenn ein solches Polymer mit
Epoxygruppen ausgewählt wird, ist die Bindung zwischen der erfindungsgemäßen Kau
tschukmasse und Metall weiter stark.
Ferner unterscheidet sich die in der vorstehend beschriebenen JP-A offenbarte Masse
von der erfindungsgemäßen Masse im Mechanismus der Co-vernetzung, verglichen mit der
Verklebung zwischen dem epoxygruppenhaltigen Polymer und einem chlorhaltigen Polymer
im Fall der Verwendung des chlorhaltigen Polymers, wie chlorierter Polyethylenkautschuk
oder chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk, in der erfindungsgemäßen Masse.
Wenn das Kautschukrohmaterial mit Epoxygruppen verwendet wird, bindet 6-substi
tuiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin über eine Mercaptogruppe an Metall und bindet an das
Kautschukrohmaterial mit Epoxygruppen über weitere Mercaptogruppen im gleichen Mole
kül. Genau gesagt finden beide Bindungen gleichzeitig statt und die Kautschukmasse und das
Metall werden integriert verbunden.
Ferner reagieren beim Kautschukrohmaterial mit Epoxygruppem einige Kautschuke
mit Metall, wodurch sie daran binden. In diesem Fall werden die Kautschukmasse und das
Metall weiter stark verbunden.
Die erfindungsgemäße Kautschukmasse enthält vorzugsweise organisches Peroxid als
Vernetzungsmittel, wenn das Kautschukrohmaterial ein mit organischem Peroxid vernetzba
res Kautschukrohmaterial ist, und enthält Schwefel als Vernetzungsmittel, wenn das Kau
tschukrohmaterial ein mit Schwefel vernetzbares Kautschukrohmaterial ist.
Das organische Peroxid ist nicht besonders begrenzt, solange es im allgemeinen bei der
Vernetzung von Kautschuken verwendet wird, aber organische Peroxide, bei denen die Ver
netzung bei der Verarbeitungstemperatur der Kautschukmasse nicht extrem fortschreitet,
werden bevorzugt. Dialkylperoxid mit einer Zersetzungstemperatur (eine Temperatur, bei der
die Halbwertszeit 10 Stunden beträgt) von 80°C oder mehr wird vorzugsweise verwendet.
Beispiele für dieses organische Peroxid umfassen Dicumylperoxid, Di-t-butylperoxid, 1,3-
Bis-(t-butylperoxyisopropyl)benzol, n-Butyl-4,4'-di-(t-butylperoxy)valerat und 2,5-Dime
thyl-2,5-di-(t-butylperoxy)hexan.
Der Gehalt an organischem Peroxid in der Kautschukmasse beträgt vorzugsweise 1 bis
10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen Kautschukrohmaterial. Wenn der Gehalt weniger
als 1 Gewichtsteil beträgt, nimmt die Vernetzungsdichte ab, und der Modul und dergleichen
kann verschlechtert werden. Wenn der Gehalt 10 Gewichtsteile übersteigt, nimmt anderer
seits die Vernetzungsdichte zu und die Dehnung beim Bruch kann sich erniedrigen. Wenn
der Gehalt in den vorstehenden Bereich fällt, ist die Vernetzungsdichte angemessen, mit dem
Ergebnis, dass Modul und Dehnung beim Bruch gut sind.
Der Schwefel ist nicht besonders begrenzt, solange er im allgemeinen bei der Vernet
zung von Kautschuken verwendet wird und Beispiele dafür umfassen pulverförmigen
Schwefel, gefällten Schwefel, kolloidalen Schwefel, unlöslichen Schwefel und hochgradig
dispergierbaren Schwefel.
Der Gehalt an Schwefel in der Kautschukmasse beträgt vorzugsweise 0,1 bis 30 Ge
wichtsteile, und stärker bevorzugt 0,5 bis 5 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteilen Kau
tschukrohmaterial. Wenn der Gehalt weniger als 0,1 Gewichtsteile beträgt, nimmt die Ver
netzungsdichte ab, und der Modul und dergleichen kann verschlechtert werden. Wenn der
Gehalt 30 Gewichtsteile übersteigt, nimmt andererseits die Vernetzungsdichte zu und die
Dehnung beim Bruch kann sich erniedrigen.
In der Kautschukmasse gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird, wenn ein Kautschuk mit Epoxygruppen als Kautschukrohmaterial verwendet wird,
bevorzugt ein mit organischem Peroxid vernetzbarer Kautschuk verwendet, falls der Kau
tschuk ein mit organischem Peroxid vernetzbarer Kautschuk ist; falls der Kautschuk mit
Epoxygruppen ein mit Schwefel vernetzbarer Kautschuk ist, wird bevorzugt Schwefel ver
wendet; und falls der Kautschuk ein mit einem anderen Vulkanisationssystem vernetzbarer
Kautschuk ist, wird bevorzugt das entsprechende Vulkanisationssystem verwendet.
Der jeweilige Gehalt ist der selbe, wie im Fall der Verwendung des Kautschuks, der
keine Epoxygruppen enthält, wie vorstehend beschrieben. Falls es ferner ein passendes Vul
kanisationssystem für das Kautschukrohmaterial, wie Acrylkautschuk, gibt, ist bevorzugt
dieses passende Vulkanisationssystem in angemessener Menge enthalten.
Falls erforderlich und notwendig kann die erfindungsgemäße Kautschukmasse zusätz
lich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten Zusatzstoffe, wie Vernetzungshilfs
stoffe, Verstärkungsmittel (Ruß), Füllstoffe, Antioxidantien, Verarbeitunghilfsstoffe,
Weichmacher und Aufweichungsmittel, in einem Bereich enthalten, der das Haftvermögen
an Metall, Modul, Beständigkeit gegenüber Druckverformung und Hitzebeständigkeit nicht
verschlechtert.
Im Fall der Verwendung des organischen Peroxids als Vernetzungsmittel werden,
wenn Triallylisocyanurat und/oder Triallylcyanurat als Vernetzungshilfsstoff zugemischt
werden, Modul und Haftvermögen an Metall verbessert, was bevorzugt wird.
TAIC und TAC sind trifunktionelle polymerisierbare Monomere und ihre Verwendung
in der erfindungsgemäßen Kautschukmasse kann die Vernetzungsdichte erhöhen, wodurch
der Modul verbessert wird.
Der Gehalt an TAIC und/oder TAC in der Kautschukmasse beträgt vorzugsweise 0,1
bis 30 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen Kautschukrohmaterial, auch wenn er in Abhän
gigkeit vom Gehalt an Epoxygruppen im Polymer mit Epoxygruppen variiert.
Beispiele für den Füllstoff schließen Siliziumdioxid (Weißruß), Calciumcarbonat, Ba
riumsulfat, Talkum und Ton und Titanoxid ein. Davon wird Siliziumdioxid bevorzugt. Sili
ziumdioxid ist ein saures Zumischungsmittel und trägt deshalb wirksam dazu bei, die Reak
tionsgeschwindigkeit des 6-substituierten 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazins der Formel 1 zu re
gulieren, wodurch die physikalischen Eigenschaften und das Haftvermögen stabilisiert wer
den.
Siliziumdioxid (Weißruß) ist nicht besonders begrenzt und Beispiele dafür schließen
Trockenverfahren-Weißruß, der als Verstärkungsmittel für Kautschuk verwendet wird, Nass
verfahren-Weißruß, kolloidales Siliziumdioxid und Kieselhydrogel ein, wie in JP-A-62-
62838 beschrieben. Davon wird Nassverfahren-Weißruß, umfassend wasserhaltige Kiesel
säure als Hauptkomponente, bevorzugt. Die wasserhaltige Kieselsäure, die die Hauptkompo
nente von Nassverfahren-Weißruß ist, besitzt eine spezifische Oberfläche der Stickstoffad
sorption (BET-Verfahren) von 50 bis 400 m2/g, und vorzugsweise 100 bis 250 m2/g. Ferner
weist die wasserhaltige Kieselsäure vorzugsweise einen pH-Wert (Wasserstoffionenkonzen
tration) von weniger als 7,0, und stärker bevorzugt von 6,7 oder weniger auf. Wenn der pH-
Wert im vorstehenden Bereich liegt, kann eine vorzeitige Reaktion von 6-substituiertem 2,4-
Dimercapto-1,3,5-triazin unterdrückt werden. Die spezifische Oberfläche der Stickstoffad
sorption ist ein Wert, der mit dem BET-Verfahren gemäß ASTM D3037 81 gemessen wird,
und der pH-Wert ist ein Wert, der erhalten wird, indem das Siliziumdioxid in Wasser einge
bracht, das Gemisch gerührt, abfiltriert und dann das Filtrat mit einem pH-Wertmessgerät
gemessen wird.
Der Gehalt an Siliziumdioxid in der Kautschukmasse gemäß der ersten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung beträgt im allgemeinen 1 bis 50 Gewichtsteile, und vor
zugsweise 2 bis 50 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteilen Kautschukrohmaterial, auch wenn
er in Abhängigkeit vom Gehalt an Epoxygruppen im Polymer mit Epoxygruppen oder der
gleichen variiert.
Triallylisocyanurat (TAIC) und/oder Triallylcyanurat (TAC) und Siliziumdioxid zeigen
ihre jeweiligen Wirkungen, selbst wenn sie getrennt zum Kautschukrohmaterial zugemischt
werden. Jedoch werden diese besonders bevorzugt in Form von TAIC und/oder TAC (verfe
stigt) auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz zugemischt, das erhalten wird, indem ein Ge
misch, das TAIC und/oder TAC und Siliziumdioxid enthält, wärmebehandelt wird. In diesem
verfestigten Produkt liegen Oligomere von hauptsächlich TAIC und/oder TAC an der Ober
fläche des Siliziumdioxids in einer Menge von vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-%, und stärker
bevorzugt 50 bis 70 Gew.-% vor. Wenn der Gehalt an TAIC und/oder TAC weniger als 30
Gew.-% beträgt, wenn diese in der Kautschukmasse, die das mit einem organischen Peroxid
vernetzt dienfreie Polymer, insbesondere ein Polymer, bei dem die Hauptkette eine Methy
lenkette ist, enthält, erniedrigt sich der Grad der Verbesserungswirkung für den Modul.
Wenn der Gehalt 90 Gew.-% übersteigt, verlängert sich andererseits die Dauer für die Wär
mebehandlung bis zur Vervollständigung der Verfestigung. Wenn diese in der Kautschuk
masse in einer solchen Menge verwendet werden, ist es ferner schwer, eine ausreichende
Verbesserungswirkung für den Modul zu zeigen. Der Gehalt, der in den Bereich von 50 bis
70 Gew.-% fällt, erleichtert das Dispergieren beim Mischen.
Der Gehalt an verfestigtem Produkt beträgt 0,5 Gewichtsteile oder mehr pro 100 Ge
wichtsteilen Kautschukrohmaterial. Das verfestigte Produkt ist körnig und zeigt eine ange
messene Hydrophobie. Deshalb kann das Produkt als Zumischungsmittel nicht nur für Kau
tschuk sondern auch für Harze und andere Materialien verwendet werden.
Die Einzelheiten der Bildung und die Komponenten des verfestigten Produkts sind un
bekannt, aber folgendes wird angenommen. Ein Teil des TAIC und/oder TAC, die polymeri
sierbare Monomer sind, polymerisiert durch die Wärmebehandlung auf der Oberfläche der
Siliziumdioxidteilchen durch die Einwirkung von Hydroxylgruppen oder dergleichen, die an
der Oberfläche der Siliziumdioxidteilchen vorliegen, als Katalysator, wodurch sich ein verfe
stigtes Produkt bildet.
Die Bedingungen bei der Wärmebehandlung können beliebig sein, solange TAIC
und/oder TAC auf der Oberfläche des Siliziumdioxids polymerisiert und an der Oberfläche
des Siliziumdioxids fixiert werden. Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise 10 Minuten
oder länger, und stärker bevorzugt 30 Minuten bis 24 Stunden, bei einer Temperatur von
vorzugsweise 150°C oder mehr, und stärker bevorzugt 160 bis 200°C, an Luft durchgeführt.
Das verfestigte Produkt kann den Modul verbessern, während die hohe Hitzebestän
digkeit erhalten bleibt, wenn es dem mit einem organischen Peroxid vernetzten Kautschuk
rohmaterial, insbesondere der Kautschukmasse, die ein Polymer enthält, bei dem die Haupt
kette eine Methylenkette ist, zugemischt wird. Ferner sind die Handhabungseigenschaften als
Zumischungsmittel gut, und dies erleichtert das Mischen mit dem Kautschukrohmaterial.
Deshalb ist das verfestigte Produkt ausreichend wirksam, selbst wenn es einer Kautschuk
masse zugemischt wird, die kein Polymer mit Epoxygruppen und kein 6-substituiertes 2,4-
Dimercapto-1,3,5-triazin der Formel 1 enthält.
Im verfestigten Produkt sind TAIC und/oder TAC an der Oberfläche des Siliziumdi
oxids lokalisiert, und deshalb findet Selbsthärten schwer statt. Folglich bindet das verfestigte
Produkt fest an Siliziumdioxid, indem das TAIC und/oder TAC gehärtet wird, und eine
große Menge an TAIC und/oder TAC steht nicht untereinander in Kontakt und polymerisiert
deshalb nicht. Selbst wenn das verfestigte Produkt dem Kautschukrohmaterial in großer
Menge zugegeben wird, ist es schwierig, einen Verlust an Hitzebeständigkeit oder eine Ab
nahme der Bruchfestigkeit, wie Reiß- oder Zugfestigkeit, auf Grund des Selbsthärtens zu
verursachen.
Ferner wird folgendes angenommen. TAIC und/oder TAC, das an der Oberfläche des
Siliziumdioxids lokalisiert ist, wirkt als Vernetzungshilfsstoff zur Co-Vernetzung mit dem
Polymer, bei dem die Hauptkette eine Methylenkette ist. Folglich bewirkt dies eine feste
Bindung zwischen dem Polymer und Siliziumdioxid, und also wird die Verstärkungswirkung
von Siliziumdioxid erhöht.
Deshalb wird, wenn eine große Menge an verfestigtem Produkt in der Kautschukmasse
verwendet wird, die ein mit organischem Peroxid vernetztes Polymer enthält, bei dem die
Hauptkette eine Methylenkette ist, ein hoher Modul erreicht, ohne dass die Hitzebeständig
keit verschlechtert wird.
Da das verfestigte Produkt nicht selbsthärtet, ist ferner die Verbesserungswirkung für
den Modul des Kautschukrohmaterials pro zugemischter Menge groß. Mit anderen Worten,
die Zumischungseffektivität ist hoch, verglichen mit der alleinigen Verwendung von TAIC
und/oder TAC.
Das Antioxidans ist ein hitzebeständiges Antioxidans, witterungsfestes Antioxidans
oder dergleichen und ist nicht besonders begrenzt, solange es im allgemeinen in Kautschuk
massen verwendet wird. Beispiele für das Antioxidans umfassen Antioxidantien vom Amin-
Typ, wie dem Naphthylamin-Typ (Phenyl-α-naphthylamin und dergleichen), Diphenylamin-
Typ (octyliertes Diphenylamin, 4,4'-Bis(α,α'-dimethylbenzyl)diphenylamin und dergleichen)
und p-Phenylendiamin-Typ (N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N-(1,3-Dimethylbu
tyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin und dergleichen);
Antioxidantien vom Chinolin-Typ, wie einem Polymer von 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydro
chinolin, und Antioxidantien vom Phenol-Typ, wie dem Monophenol-Typ (2,6-Di-t-butyl-4-
methylphenol, styryliertes Phenol und dergleichen) und Bis-, Tris-, Polyphenol-Typ (Tetra
kis-[methylen-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionat]methan und dergleichen).
Beispiele für das Aufweichungsmittel schließen Prozessöle, wie den Paraffin-Typ,
Naphthen-Typ, Aroma-Typ; Pflanzenöle, wie Rizinusöl, Baumwollsamenöl, Leinöl, Rapsöl,
Sojaöl oder Palmöl; und Harzöle ein.
Beispiele für den Weichmacher sind synthetische Weichmacher, wie der Phthalester-
Typ (Diethylphthalat, Dibutylphthalat, Di-(2-ethylhexyl)phthalat, Di-n-octylphthalat oder
dergleichen); Adipinester-Typ (Di-(2-ethylhexyl)adipat, Di-(butoxyethoxyethyl)adipat oder
dergleichen); und Trimellitat-Typ (Tri-(2-ethylhexyl)trimellitat oder dergleichen).
Die erfindungsgemäße Kautschukmasse wird hergestellt, indem die Temperatur des
Gemischs während der gesamten Schritte vom Mischen des Kautschukrohmaterials mit we
nigstens einer der übrigen Komponenten bis zum Mischen aller Komponenten bei 140°C
oder weniger, und vorzugsweise bei 130°C oder weniger, gehalten wird. Wenn die Tempe
ratur 140°C übersteigt. findet in der Regel Ringöffnung der Epoxygruppen im Polymer mit
Epoxygruppen statt und es findet beispielsweise eine Reaktion mit Mercaptogruppen im 6-
substituierten 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der Formel 1 statt. Folglich ist das Haftvermögen
an Metall nach dem Vernetzen nicht stabil.
Ferner wird beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der Kautschukmasse die
Temperatur der Masse in den Schritten nach der Zugabe von 6-substituiertem 2,4-Dimer
capto-1,3,5-triazin der Formel 1 insbesondere vorzugsweise bei 100°C oder weniger gehal
ten. Wenn die Temperatur 100°C übersteigt, fungiert das 6-substituierte 2,4-Dimercapto-
1,3,5-triazin stark als Ringöffnungskatalysator für die Epoxygruppen, was die Haftung zwi
schen der Kautschukmasse nach dem Vernetzen und Metall unstabil macht, und die Haf
tungswirkung geht verloren (keine Haftungsstabilität). Folglich werden physikalische Eigen
schaften, wie Modul und dergleichen, der Kautschukmasse nach dem Vernetzen erniedrigt.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für die Kautschukmasse reicht aus, wenn
die Temperatur wie vorstehend beschrieben eingestellt wird, und ist durch die Reihenfolge
beim Mischen, die Anzahl der Mischungen und die Mischdauer der wesentlichen und optio
nalen Komponenten der Kautschukmasse, den Typ der verwendeten Mischmaschine und
dergleichen, nicht besonders begrenzt. Ferner können die Mischschritte in mehrere Schritte
aufgeteilt werden.
Das Verfahren zur Einstellung der Temperatur ist nicht besonders begrenzt. Die Kau
tschukmasse erzeugt beim Mischen Wärme. Um die Temperatur bei gleichzeitiger Unter
drückung von erzeugter Wärme einzustellen, kann deshalb die eingefüllte Menge der Kau
tschukmasse verringert oder das Mischen durchgeführt werden, während die Mischmaschine
gekühlt wird.
Ferner wird der Mischschritt vorzugsweise in 2 bis 10 Schritte aufgeteilt, die Kau
tschukmasse wird entnommen, bevor die Obergrenze der Temperatur erreicht wird, und nach
allmählichem Abkühlen wird der nächste Schritt durchgeführt, wodurch die Temperatur ein
gestellt wird. Die Anzahl der aufgeteilten Mischschritte beträgt vorzugsweise 2 bis 5
Schritte, und unter dem Gesichtspunkt, dass der Arbeitsablauf nicht besonders kompliziert
ist, werden 2 Schritte stärker bevorzugt. Diese Schritte können in geeigneter Weise kombi
niert werden, um die Temperatur einzustellen.
Die verwendete Mischmaschine schließt eine Mischmaschine vom geschlossenen Typ,
Knetwalzen vom offenen Typ oder einen Durchlaufmischer ein. Beispiele für die Mischma
schine vom geschlossenen Typ schließen einen Banbury-Mischer, Durchmischer und Kneter
ein. Davon wird der Banbury-Mischer bevorzugt.
Die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
der Kautschukmasse werden nachstehend beschrieben, die Erfindung ist nicht darauf be
grenzt.
- 1. 100 Gewichtsteile des mit organischem Peroxid vernetzbaren Kautschukrohmateri als werden in einen Banbury-Mischer eingebracht und das Mischen wird gestartet.
- 2. Innerhalb von 1 Minute werden 1 bis 100 Gewichtsteile des mit organischem Per oxid vernetzbaren Polymers mit Epoxygruppen eingebracht.
- 3. Innerhalb von 2 Minuten nach dem Mischen des Kautschuks werden eine passende Menge verschiedener Zusatzstoffe als optionale Komponenten und 0,1 bis 15 Gewichtsteile 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der Formel 1 eingebracht.
- 4. Innerhalb von 5 Minuten nach dem Mischen des Kautschuks werden Vernetzungs hilfsstoffe als optionale Komponenten (Diallylphthalat, Triallylisocyanurat und/oder Trial lylcyanurat) eingebracht.
- 5. Nach 2 bis 10 Minuten ab dem Zeitpunkt des Mischens des Kautschuks wird ein Kolben des Banbury-Mischers auf und ab bewegt, um die Kautschukmasse umzudrehen.
- 6. Nach 3 bis 15 Minuten ab dem Zeitpunkt des Mischens des Kautschuks wird, wenn die Temperatur der Kautschukmasse etwa 130 bis 140°C erreicht hat, die Kautschukmasse entnommen, womit Schritt 1 beendet ist.
- 1. Die in Schritt 1 erhaltene Kautschukmasse wird zum Abkühlen stehen gelassen und die Kautschukmasse wird dann zusammen mit 1 bis 10 Gewichtsteilen organischem Peroxid in einen Banbury-Mischer eingebracht, wodurch das Mischen gestartet wird.
- 2. Nach 5 Sekunden bis 5 Minuten wird, wenn die Temperatur der Kautschukmasse etwa 80 bis 100°C erreicht hat, die Kautschukmasse entnommen, womit Schritt 2 beendet ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend aufgeführt. Im nachste
hend gezeigten Herstellungsverfahren wird die Temperatur der Kautschukmasse in den
Schritten nach der Zugabe von 6-substituiertem 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der Formel 1
bei 100°C oder weniger gehalten.
- 1. 100 Gewichtsteile des mit organischem Peroxid vernetzbaren Kautschukrohmateri als werden in einen Banbury-Mischer eingebracht und das Mischen wird gestartet.
- 2. Innerhalb von 1 Minute werden 1 bis 100 Gewichtsteile des mit organischem Per oxid vernetzbaren Polymers mit Epoxygruppen eingebracht.
- 3. Innerhalb von 2 Minuten nach dem Mischen des Kautschuks wird eine passende Menge verschiedener Zusatzstoffe als optionale Komponenten eingebracht.
- 4. Innerhalb von 5 Minuten nach dem Mischen des Kautschuks werden Vernetzungs hilfsstoffe als optionale Komponenten (Diallylphthalat, Triallylisocyanurat und/oder Trial lylcyanurat) eingebracht.
- 5. Nach 2 bis 10 Minuten ab dem Zeitpunkt des Mischens des Kautschuks wird ein Kolben des Banbury-Mischers auf und ab bewegt, um die Kautschukmasse umzudrehen.
- 6. Nach 3 bis 15 Minuten ab dem Zeitpunkt des Mischens des Kautschuks wird, wenn die Temperatur der Kautschukmasse etwa 130 bis 140°C erreicht hat, die Kautschukmasse entnommen, womit Schritt 1 beendet ist.
- 1. Die in Schritt 1 erhaltene Kautschukmasse wird zum Abkühlen stehen gelassen und die Kautschukmasse wird dann zusammen mit 0,1 bis 15 Gewichtsteilen 6-substituiertem 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der Formel 1 und 1 bis 10 Gewichtsteilen organischem Peroxid in einen Banbury-Mischer eingebracht, wodurch das Mischen gestartet wird.
- 2. Nach 5 Sekunden bis 5 Minuten wird, wenn die Temperatur der Kautschukmasse etwa 80 bis 100°C erreicht hat, die Kautschukmasse entnommen, womit Schritt 2 beendet ist.
Die mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhaltene Kautschukmasse
zeigt Haftungsstabilität an Metall. Da die Kautschukmasse hohes Haftvermögen an Metall,
hohen Modul, Beständigkeit gegenüber Druckverformung und hohe Hitzebeständigkeit be
sitzt, kann sie ferner in einem weiten Anwendungsbereich, wie Schläuchen, Riemen, Reifen,
Walzen und Formteilen, eingesetzt werden, die ein Verbundprodukt aus Kautschuk und Me
tall betreffen. Da die Kautschukmasse hohes Haftvermögen an Kupfer oder einer kupferhal
tigen Legierung besitzt, kann sie insbesondere äußerst geeignet in Kautschukverbundpro
dukten aus Messing, einer bronzierten Stahlplatte oder verstärkendem Stahldraht eingesetzt
werden.
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt einen Schlauch bereit,
umfassend eine Verstärkungsschicht, die vermessingte verstärkende Stahldrähte umfasst, und
ein inneres Rohr und/oder eine äußere Umhüllung, wobei das innere Rohr und/oder die
äußere Umhüllung die erfindungsgemäße Kautschukmasse umfassen.
Beim Schlauch ist der erste Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, dass das innere
Rohr und/oder die äußere Umhüllung die Kautschukmasse, die HNBR enthält, umfassen, ist
der zweite Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, dass das innere Rohr und/oder die
äußere Umhüllung die Kautschukmasse, die AEM enthält, umfassen, und ist der dritte Ge
sichtspunkt, dass das innere Rohr die Kautschukmasse, die HNBR enthält, umfasst und die
äußere Umhüllung die Kautschukmasse, die AEM enthält, umfasst.
In der Verstärkungsschicht im erfindungsgemäßen Schlauch sind die vermessingten
verstärkenden Stahldrähte in Blattform, Spiralform oder ähnlichen Formen geflochten.
Die verstärkenden Stahldrähte sind nicht besonders begrenzt, solange deren Oberfläche
vermessingt ist, und es können Drähte verwendet werden, die im allgemeinen als Schlauch
drähte verwendet werden. Die vorzugsweise eingesetzten Drähte sind beispielsweise Drähte
aus kohlenstoffreichem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,70 bis 1,10 Gew.-% und
einem Drahtdurchmesser von 0,2 bis 0,8 mm.
Im besonders bevorzugten Gesichtspunkt in der dritten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung umfasst das innere Rohr eine Kautschukmasse, die HNBR enthält, und
umfasst die äußere Umhüllung eine Kautschukmasse, die AEM enthält.
Das in der Kautschukmasse, die HNBR enthält, verwendete HNBR besitzt die Merk
male, dass Hitze- und Ölbeständigkeit ausgezeichnet sind und der Modul (z. B. Beanspru
chung bei 100% Dehnung) hoch ist, und das in der Kautschukmasse, die AEM enthält, ver
wendete AEM (Ethylen-Acrylester-Copolymerkautschuk) besitzt die Merkmale, dass Hitze-
und Witterungsbeständigkeit ausgezeichnet sind. Deshalb ist der Schlauch gemäß dem drit
ten Gesichtspunkt in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dahingehend
besonders nützlich, dass das innere Rohr ausgezeichnete Hitze- und Ölbeständigkeit besitzt,
die äußere Umhüllung ausgezeichnete Hitze- und Witterungsbeständigkeit besitzt und das
Haftvermögen zwischen innerem Rohr und äußerer Umhüllung ausgezeichnet ist.
Der Schlauch gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für
den Fall erläutert, dass der Schlauch eine einzige Lage einer Verstärkungsschicht, umfassend
vermessingte verstärkende Stahldrähte, eine einzige Lage eines inneren Rohrs und eine ein
zige Lage einer äußeren Umhüllung umfasst, aber der Schlauch gemäß der dritten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform be
grenzt und die Verstärkungsschicht, das innere Rohr bzw. die äußere Umhüllung können
mehrlagig sein. In diesem Fall im ersten und im zweiten Gesichtspunkt in der dritten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung kann aus der Vielzahl der Lagen, die das innere Rohr
und/oder die äußere Umhüllung bilden, wenigstens eine Lage, die eng mit der Verstärkungs
schicht verklebt ist, die Kautschukmasse, die HNBR enthält, oder die Kautschukmasse, die
AEM enthält, umfassen. Ferner wird im dritten Gesichtspunkt in der dritten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass der Aufbau wie vorstehend ist, die innerste
Lage des inneren Rohrs die Kautschukmasse, die HNBR enthält, umfasst und die äußerste
Lage der äußeren Umhüllung die Kautschukmasse, die AEM enthält, umfasst.
Der Innen- und der Außendurchmesser des Schlauchs sind nicht besonders begrenzt.
Die Dicke des inneren Rohrs des Schlauchs ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber
vorzugsweise 0,8 bis 3,0 mm. Ferner beträgt die Dicke der Lage, die eine Lage des inneren
Rohrs des Schlauchs ist und aus der Kautschukmasse, die HNBR enthält, besteht, vorzugs
weise 0,8 bis 2,5 mm, und stärker bevorzugt 0,8 bis 2,0 mm.
Die Dicke der äußeren Umhüllung des Schlauchs ist nicht besonders begrenzt, beträgt
aber vorzugsweise 0,5 bis 3,0 mm. Ferner beträgt die Dicke der Lage, die eine Lage der
äußeren Umhüllung des Schlauchs ist und aus der Kautschukmasse, die AEM enthält, be
steht, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 mm, und stärker bevorzugt 0,5 bis 2,0 mm.
Das Herstellungsverfahren für den Schlauch gemäß der dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist nicht besonders begrenzt und herkömmliche Herstellungsverfah
ren für Schläuche können eingesetzt werden.
Beispielsweise wird die Kautschukmasse, die unvulkanisiertes HNBR enthält, oder die
Kautschukmasse, die AEM enthält, aus einem Extruder auf einen Spritzdom, der zuvor mit
einem Trennmittel beschichtet wurde, zum inneren Rohr extrudiert. Vermessingte verstär
kende Stahldrähte werden unter Verwendung einer Flechtmaschine auf das innere Rohr ge
flochten. Falls gewünscht und notwendig, wird nach dem Auftragen eines Klebstoffs auf die
Verstärkungsschicht die Kautschukmasse, die HNBR enthält, oder die Kautschukmasse, die
AEM enthält, aus einem Extruder zur äußeren Umhüllung extrudiert. Druck wird direkt an
gelegt oder indem der Schlauch beispielsweise unter Verwendung eines Bands abgedeckt
wird und die Vulkanisation wird dann unter Druck durchgeführt. Schließlich wird der Spritz
dorn herausgezogen, wodurch ein Schlauch erhalten wird.
Im Schlauch gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst
die Verstärkungsschicht vermessingte verstärkende Stahldrähte, und HNBR oder AEM wer
den als Material für das innere Rohr und dergleichen verwendet. Der Schlauch besitzt ausge
zeichnetes Haftvermögen zwischen innerem Rohr oder dergleichen und der Verstärkungs
schicht, ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, ausreichenden Modul und ausreichende Verfor
mungsbeständigkeit. Deshalb wird der Schlauch geeigneterweise in weiten Anwendungsbe
reichen, insbesondere als Öldruckschlauch, Heißwasserschlauch, Dampfschlauch und der
gleichen, eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung wird ausführlicher unter Bezug auf die folgenden Beispiele
beschrieben, aber es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt ist.
Unter Verwendung der folgenden Komponenten in den in Tabelle 1(a) bis 1(d) ge
zeigten Gewichtsanteilen wurden Kautschukmassen mit einem Banbury-Mischer hergestellt.
- 1. CM (chloriertes Polyethylen): "ELASRENE 301A", Produkt von Showa Denko K.K.
- 2. EPM (Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk): "JSR EP11", Produkt von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.
- 3. AEM (Ethylen-Acrylester-Acrylsäure-Copolymerkautschuk): "VAMAC G", Pro dukt von Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd.
- 4. AEM (Ethylen-Acrylester-Copolymerkautschuk): "ESPRENE EMA-2152", Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
- 5. NBR (Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk): "Nipol 1042AL", Produkt von Nippon Zeon Co., Ltd.
- 6. EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Copolymerkautschuk): "Mitsui EPT 4070", Produkt von Mitsui Chemicals, Inc.
- 1. ACM (ACM mit einer copolymerisierbaren Komponente mit Epoxygruppen): "AR 31", Produkt von Nippon Zeon Co., Ltd.
- 2. AEM (Ethylen-Acrylester-Glycidylmethacrylat-Copolymerkautschuk): "ESPRENE EMA-2752", Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
- 1. BR-g-GMA (Polybutadienkautschuk, erhalten durch Pfropfpolymerisieren von GMA)
- 2. E-MA-GMA (Ethylen-Methylacrylat-GMA-Copolymer): "BONDFAST 7L", Pro dukt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
- 3. ACM (ACM mit einer copolymerisierbaren Komponente mit Epoxygruppen): "AR31", Produkt von Nippon Zeon Co., Ltd.
- 1. Ruß, Güte SRF: "ASAHI #50", Produkt von Asahi Carbon Co., Ltd.
Siliziumdioxid (SiO2): "NIPSIL VN3", Produkt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.
Zinkoxid (ZnO)
Stearinsäure
Antioxidans - 2. "NON-FLEX OD-3", Produkt von Seiko Chemical Co., Ltd.
- 3. "NOCRAC MBZ", Produkt von Ouchi-Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Wachs: "SAN WAX 171P", Produkt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.
2,4.6-Trimercapto-1,3,5-triazin: "ZISNET -F", Produkt von Sankyo Chemical Indu stries, Ltd.
Triallylisocyanurat (TAIC)
Diallylphthalat (DAP)
- 1. 1,3-Bis-(t-butylperoxyisopropyl)benzol: "PARKADOX 14/40" (40 Gew.-% Pro dukt), Produkt von Kayaku Akzo Corporation
- 2. Schwefel
- 1. Methylendianilin (MDA)
- 2. Di-o-tolylguanidin (DT)
- 3. Tetramethylthiuramdisulfid (TT)
- 4. Tetramethylthiurammonosulfid (TS)
- 5. N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid (CZ)
- 6. Isocyanursäure
- 7. Octadecyltrimethylammoniumbromid
- 8. Diphenylharnstoff
- 1. Kautschukrohmaterial und ein Polymer mit Epoxygruppen wurden in einen Ban bury-Mischer eingebracht, und das Mischen wurde gestartet.
- 2. Nach 1 Minute wurden ferner Zumischungsmittel (Ruß, Siliziumdioxid, Zinkoxid, Stearinsäure, "NOCRAC MBZ", "SANWAX 171P" und 2,4,6-Trimercapto-1,3,5-triazin "ZISNET-F") eingebracht.
- 3. Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 110°C erreichte, wurden ferner Triallylisocyanurat und Diallylphthalat eingebracht.
- 4. Danach wurde ein Kolben des Banbury-Mischers auf und ab bewegt, um die Kau tschukmasse umzudrehen.
- 5. Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 130°C erreichte, wurde die Kau tschukmasse entnommen, womit Schritt 1 beendet ist.
- 1. Die in Schritt 1 erhaltene Kautschukmasse wurde zum Abkühlen stehen gelassen und die Kautschukmasse wurde zusammen mit einem Vernetzungsmittel (organisches Per oxid) in einen Banbury-Mischer eingebracht und wiederum wurde das Mischen gestartet.
- 2. Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 100°C erreichte, wurde die Kau tschukmasse entnommen, womit Schritt 2 beendet ist.
Die folgenden Tests wurden an den vorstehend erhaltenen Kautschukmassen durchge
führt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 1(a) bis 1(d) gezeigt.
Der Haftvermögenstest wurde gemäß der Definition von JIS K6256 "Adhesive testing
methods for vulcanized rubber 5.0; 90° peeling test of metal piece and vulcanized rubber"
durchgeführt.
Jede erhaltene Kautschukmasse wurde mittels Laborwalzen zu einer Platte mit einer
Dicke von 2,5 mm geformt, die Platte wurde mit einer Messingplatte vereint und der Aufbau
wurde gepresst. Jedoch war zum Zeitpunkt des Abziehens eine Cellophanfolie am zugreifen
den Teil des Spannfutters so angeordnet, dass die oberen und unteren Schichten nicht mitein
ander verklebt wurden. Danach wurde das Laminat 60 Minuten bei 160°C unter einem Flä
chendruck von 3,0 MPa unter Verwendung einer Laborformpresse zum integrierten Verbin
den vulkanisiert, wodurch ein Teststück, das heißt ein Verbund aus Messing und Kautschuk,
erhalten wurde. Das Teststück wurde 24 Stunden bei Zimmertemperatur stehen gelassen und
dann auf 2,54 mm Breite zugeschnitten und der Abziehtest, bei dem die Kautschukmasse und
Messing abgezogen wurden, wurde durchgeführt. Die Messung der Ablösefestigkeit wurde
unter der Bedingung der Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min unter Verwendung einer Zug
prüfmaschine durchgeführt, wie in JIS K6256 gemäß der Definition von JIS K6256 "90°
peeling test of metal piece and vulcanized rubber" definiert. Wenn der Wert der Ablösefe
stigkeit 150 N/25 mm oder mehr betrug, wurde das Haftvermögen als gut bewertet.
Jede erhaltene Kautschukmasse wurde 60 Minuten bei 160°C unter Druck vulkanisiert
und zu einer Platte mit einer Dicke von 2 mm geformt. Ein Dumbbellform Nr. 3 Teststück
wurde gemäß der Definition von JIS K6251 aus dieser Platte gestanzt und die Messung des
100%-Moduls (M100) wurde gemäß der Definition von JIS K6251 durchgeführt. Wenn der
Wert des 100%-Moduls (M100) 9,0 MPa oder mehr betrug, wurde er als gut bewertet. Der
100%-Modul (M100) ist die Beanspruchung, wenn das Teststück auf 100% gedehnt war.
Jede erhaltene Kautschukmasse wurde 60 Minuten bei 160°C unter Druck vulkanisiert
und ein großes Teststück, wie in JIS K6262, 5.3.1 definiert, wurde gemäß der Definition von
JIS K6262 "Permanent set testing method for rubber, vulcanized rubber or thermoplastic",
Punkt 5 "Compression set testing method" geformt. Auf dieses Teststück wurde 25%ige
Druckbeanspruchung gemäß der Definition von JIS K6262 "Permanent set testing method
for rubber vulcanized or thermoplastic" ausgeübt und der Druckverformungsrest wurde unter
den Alterungsbedingungen von 150°C und 72 Stunden gemessen. Wenn der Wert des
Druckverformungsrests 60% oder weniger betrug, wurde die Beständigkeit gegenüber
Druckverformung als gut bewertet.
Jede erhaltene Kautschukmasse wurde 60 Minuten bei 160°C unter Druck vulkanisiert
und zu einer Platte mit einer Dicke von 2 mm geformt. Ein Dumbbellform Nr. 3 Teststück
wurde aus dieser Platte gemäß der Definition von JIS K6257 "Accelerated aging test me
thods for vulcanized rubber", Punkt 4 "Air aging test (normal oven method)" ausgestanzt und
die Alterungsbehandlung an Luft wurde unter den Bedingungen von 150°C und 168 Stunden
gemäß der Definition von JIS K6257 durchgeführt. Die Dehnung beim Bruch vor und nach
der Behandlung wurde gemessen und der Änderungsgrad (ΔEB) der Dehnung beim Bruch
durch die Behandlung wurde berechnet. Wenn der Wert des Änderungsgrads (ΔEB) der Deh
nung beim Bruch -50% oder mehr betrug, wurde die Hitzebeständigkeit als gut bewertet.
Es ist ersichtlich, dass die Kautschukmassen (Beispiele 1 bis 21) gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hohes Haftvermögen an Metall zeigen und
auch hinsichtlich Modul (z. B. Beanspruchung bei 100% Dehnung), Beständigkeit gegenüber
Druckverformung und Hitzebeständigkeit ausgezeichnet sind. Wenn andererseits die Kau
tschukmassen nicht sowohl 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin "ZISNET-F" der
Formel 1 und das Polymer mit Epoxygruppen (Vergleichsbeispiele 1, 3, 5, 7, 9, 11 und 13)
enthalten, haften diese Kautschukmassen überhaupt nicht an Metall. Wenn die Kautschuk
massen nicht nur das Polymer mit Epoxygruppen (Vergleichsbeispiele 2, 4, 6, 8, 10, 12 und
14) enthalten, haften ferner diese Kautschukmassen an Metall, aber die Klebkraft ist sehr
schwach und die physikalischen Eigenschaften, wie der Modul, sind auch schlecht.
Es ist ersichtlich, dass, wenn die Kautschukmassen Triallylisocyanurat und/oder Trial
lylcyanurat enthalten, der Modul weiter je nach ihrem Gehalt verbessert ist (Beispiele 1, 2, 4
bis 8, 9 bis 16 und 18 bis 21), und wenn die Kautschukmassen Siliziumdioxid enthalten, sind
die physikalischen Eigenschaften, wie Haftvermögen an Metall und Modul, weiter verbessert
(Beispiele 12, 13, 15, 16, 19 und 21).
- 1. Kautschukrohmaterial mit Epoxygruppen wurde in einen Banbury-Mischer einge bracht, und das Mischen wurde gestartet.
- 2. Nach 1 Minute wurden ferner Zumischungsmittel (Ruß, Siliziumdioxid, Zinkoxid, Stearinsäure, "NOCRAC MBZ", "SANWAX 171P" und 2,4,6-Trimercapto-1,3,5-triazin "ZISNET-F") eingebracht.
- 3. Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 110°C erreichte, wurden ferner Triallylisocyanurat und Diallylphthalat eingebracht.
- 4. Ein Kolben des Banbury-Mischers wurde auf und ab bewegt, um die Kautschuk masse umzudrehen.
- 5. Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 130°C erreichte, wurde die Kau tschukmasse entnommen, womit Schritt 1 beendet ist.
- 1. Die in Schritt 1 erhaltene Kautschukmasse wurde zum Abkühlen stehen gelassen und die Kautschukmasse wurde zusammen mit einem Vernetzungsmittel (organisches Per oxid) in einen Banbury-Mischer eingebracht und wiederum wurde das Mischen gestartet. (7) Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 100°C erreichte, wurde die Kau tschukmasse entnommen, womit Schritt 2 beendet ist.
Die Tests auf die physikalischen Eigenschaften wurden an den vorstehend erhaltenen
Kautschukmassen durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Es ist ersichtlich, dass die Kautschukmassen (Beispiele 22 und 23) gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hohes Haftvermögen an Metall zeigen und
auch hinsichtlich Modul, Beständigkeit gegenüber Druckverformung und Hitzebeständigkeit
ausgezeichnet sind. Wenn andererseits die Kautschukmassen nicht sowohl 6-substituiertes
2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin "ZISNET-F" der Formel 1 (Vergleichsbeispiele 15 und 16)
enthalten, haften diese Kautschukmassen überhaupt nicht an Metall.
Unter Verwendung von HNBR und dem nachstehend erwähnten Ethylen-Acrylester-
Glycidylmethacrylat-Copolymer und den in Tabelle 3 gezeigten Komponenten in den in Ta
belle 3 gezeigten Zusammensetzungen wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 eine
Kautschukmasse hergestellt.
HNBR: Hydrierungsgrad 98,7 Gew.-%, Teileinheit vom ungesättigten Nitril (Y-Teil: VCN) 33,0 Gew.-%, Teileinheit vom konjugierten Dien (Z-Teil: C=C) 1,3 Gew.-%, Teilein heit vom anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril (X-Teil: C-C) 65,7 Gew.-%
E-MA-GMA: "BOND FAST 7L", Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
HNBR: Hydrierungsgrad 98,7 Gew.-%, Teileinheit vom ungesättigten Nitril (Y-Teil: VCN) 33,0 Gew.-%, Teileinheit vom konjugierten Dien (Z-Teil: C=C) 1,3 Gew.-%, Teilein heit vom anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril (X-Teil: C-C) 65,7 Gew.-%
E-MA-GMA: "BOND FAST 7L", Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Die Tests auf die physikalischen Eigenschaften wurden an der so erhaltenen Kau
tschukmasse in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle 3 gezeigt.
Die Komponenten mit den in Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzungen wurden mit
dem nachstehend beschrieben Verfahren gemischt, wodurch eine Kautschukmasse hergestellt
wurde.
- 1. 100 Gewichtsteile HNBR und 5,0 Gewichtsteile E-MA-GMA, das in Beispiel 24 verwendet wurde, wurden in einen Banbury-Mischer eingebracht, und das Mischen wurde gestartet.
- 2. Nach 1 Minute wurden ferner Zumischungsmittel (Ruß, Siliziumdioxid, Zinkoxid, Stearinsäure, "NOCRAC MBZ", "SANWAX 171P") eingebracht.
- 3. Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 110°C erreichte, wurden ferner Triallylisocyanurat und Diallylphthalat eingebracht.
- 4. Ein Kolben des Banbury-Mischers wurde auf und ab bewegt, um die Kautschuk masse umzudrehen.
- 5. Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 130°C erreichte, wurde die Kau tschukmasse entnommen, womit Schritt 1 beendet ist.
- 1. Die in Schritt 1 erhaltene Kautschukmasse wurde zum Abkühlen stehen gelassen und die Kautschukmasse wurde zusammen mit 2,4,6-Trimercapto-1,3,5-triazin "ZISNET-F" und einem Vernetzungsmittel (organisches Peroxid) in einen Banbury-Mischer eingebracht und wiederum wurde das Mischen gestartet.
- 2. Als die Temperatur der Kautschukmasse etwa 100°C erreichte, wurde die Kau tschukmasse entnommen, womit Schritt 2 beendet ist.
Die Tests auf die physikalischen Eigenschafen wurden an den vorstehend erhaltenen
Kautschukmassen durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Eine Kautschukmasse wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 hergestellt, aus
genommen dass die Temperatur von etwa 110°C in Punkt (3) von Schritt 1 auf etwa 130°C
und die Temperatur von etwa 130°C in Punkt (5) von Schritt 1 auf etwa 160°C geändert
wurde. Die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen Kautschukmasse wurden bewer
tet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Die Kautschukmassen, die mit dem Herstellungsverfahren für eine Kautschukmasse
gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Beispiele 24 und 25) er
halten werden, werden gemischt, während die Temperatur der Kautschukmasse während der
gesamten Mischschritte auf 140°C oder weniger gehalten wird, und zeigen deshalb hohes
Haftvermögen an Metall. Insbesondere ist ersichtlich, dass die erhaltene Kautschukmasse
auch im Modul ausgezeichnet ist, wenn die Temperatur der Kautschukmasse in den Schritten
nach dem Mischen von 6-substituiertem 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin "ZISNET-F" der For
mel 1 bei 100°C oder weniger (Beispiel 24) gehalten wird. Wenn andererseits die Tempera
tur der Kautschukmasse in den gesamten Mischschritten 140°C übersteigt, ist die Haftungs
stabilität an Metall unzureichend.
Unter Verwendung von 100 Gewichtsteilen des nachstehend gezeigten HNBR, 100
Gewichtsteilen Ethylen-Acrylester-Copolymerkautschuk (AEM: "ESPRENE EMA-2752",
Produkt von Sumitorno Chemical Co., Ltd.), 5,0 Gewichtsteilen Ethylen-Acrylester-Glyci
dylmethacrylat-Copolymer (E-MA-GMA: "BOND FAST 7L", Produkt von Sumitomo Che
mical Company, Ltd.) und den in Tabelle 4 gezeigten Komponenten in den in Tabelle 4 ge
zeigten Anteilen, wurden die Kautschukmassen A bis F in der gleichen Weise wie in Beispiel
25 hergestellt.
HNBR: Hydrierungsgrad 98,7%, Teileinheit vom ungesättigten Nitril (Y-Teil: VCN) 33,0 Gew.-%, Teileinheit vom konjugierten Dien (Z-Teil: C=C) 1,3 Gew.-%, Teileinheit vom anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril (X-Teil: C-C) 65,7 Gew.-%
HNBR: Hydrierungsgrad 98,7%, Teileinheit vom ungesättigten Nitril (Y-Teil: VCN) 33,0 Gew.-%, Teileinheit vom konjugierten Dien (Z-Teil: C=C) 1,3 Gew.-%, Teileinheit vom anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril (X-Teil: C-C) 65,7 Gew.-%
Die Tests auf die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Kautschukmassen wur
den in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in
Tabelle 4 gezeigt.
Unter Verwendung der folgenden Materialien wurden mit dem folgenden Verfahren
Schläuche hergestellt.
- 1. Inneres Rohr
In Tabelle 4 gezeigte, vorstehend erhaltene Kautschukmassen A bis F - 2. Verstärkungsschicht
Vermessingte verstärkende Stahldrähte (als 1 W/B bezeichnet) - 3. Äußere Umhüllung
In Tabelle 4 gezeigte, vorstehend erhaltene Kautschukmassen B, E und F
Jede Kautschukmasse A bis F für das innere Rohr wurde unter Verwendung eines
Kautschukextruders auf einem Spritzdorn mit einem Außendurchmesser von 12,4 mm, der
zuvor mit einem Trennmittel beschichtet wurde, zu einem inneren Rohr extrudiert. Vermes
singte verstärkende Stahldrähte wurden auf das innere Rohr zu einer Verstärkungsschicht
geflochten. Jede Kautschukmasse B, E und F für die äußere Umhüllung wurde unter Ver
wendung eines Kautschukextruders auf die Verstärkungsschicht zu einer äußeren Umhüllung
extrudiert. Der Spritzdorn wurde herausgezogen, wodurch ein Schlauch mit dem in Tabelle 5
gezeigten Aufbau erhalten wurde. Der Schlauch hatte einen Innendurchmesser von 12,7 mm
und einen Außendurchmesser von 20,0 mm.
Die folgenden Tests wurden an dem jeweils vorstehend erhaltenen Schlauch durchge
führt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Der Kautschuk der äußeren Umhüllung wurde an einem Kupplungsteil des Schlauchs
mittels Abschleifen entfernt und eine gegebene Kupplung wurde darauf montiert. Wenn es
möglich war, die Kupplung zu montieren, wurde dies mit O angezeigt, und wenn es schwer
war, diese Kupplung zu montieren, wurde dies mit X angezeigt. Die Gründe für eine schwie
rige Montage liegen darin, dass die Haftung zwischen dem Kautschuk des inneren Rohrs und
der Verstärkungsschicht unzureichend ist und sich die Verstärkungsschicht in Richtung des
Umfangs ausdehnt. Schläuche, auf die das Passstück schwer zu montieren war, konnten nicht
zur Bewertung der Eigenschaften verwendet werden.
Gemäß der Definition von JIS K6330-8 wurde ein Stoßdrucktest durchgeführt. Unter
Verwendung eines Automehrbereichsöls für den Test (Idemitsu Kosan Co.) wurde unter den
Bedingungen von 150°C und 16 MPa wiederholt ein Stoßdruck angelegt und die Anzahl der
angebrachten Stöße, bis eine Unregelmäßigkeit am Schlauch auftritt, wurde gezählt. Wenn
der Schlauch keine Unregelmäßigkeit verursachte, nachdem die Anzahl der angebrachten
Stöße 1000000 betrug, wurde er mit O bewertet.
Es ist ersichtlich, dass der Schlauch gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung (Beispiel 26), der die Kautschukmasse, die HNBR enthält, für das innere Rohr
und die Kautschukmasse, die AEM enthält, für die äußere Umhüllung einsetzt, und der
Schlauch gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Beispiel 27), der
die Kautschukmasse, die AEM enthält, für das innere Rohr und auch für die äußere Umhül
lung einsetzt 09453 00070 552 001000280000000200012000285910934200040 0002010016120 00004 09334, ausgezeichnetes Haftvermögen an das Passstück und ausgezeichnete Dauer
haftigkeit besitzt. Falls andererseits die Kautschukmassen, die kein 6-substituiertes 2,4-Di
mercapto-1,3,5-triazin "ZISNET-F" der Formel 1 und kein Polymer mit Epoxygruppen ent
halten, für das innere Rohr und die äußere Umhüllung (Vergleichsbeispiele 18 und 20) ver
wendet werden, haften das innere Rohr und die äußere Umhüllung nicht an der Verstär
kungsschicht. Deshalb nimmt nach dem Entfernen der äußeren Umhüllung der Außendurch
messer der Verstärkungsschichten zu (die Verstärkungsschicht dehnt sich in Richtung des
Umfangs aus) und die Metallkupplung konnte nicht montiert werden. Falls ferner die Kau
tschukmasse nicht nur das Polymer mit Epoxygruppen (Vergleichsbeispiele 19 und 21) ent
hält, ist die Haftkraft zwischen innerem Rohr/äußerer Umhüllung und Verstärkungsschicht
schwach. Deshalb ist aber, auch wenn die Metallkupplung montiert werden kann, die Dauer
haftigkeit schlecht.
Die nachstehend gezeigten Komponenten wurden in den in Tabelle 6 gezeigten Antei
len in einen Mischer eingebracht und gemischt. Das Gemisch wurde unter den Bedingungen
von 160°C und 1 Stunde mit einem Heizgerät wärmebehandelt, wodurch Triallylisocyanurat
(TAIC) und/oder Triallylcyanurat und deren Polymere (einschließlich Oligomere) auf Silizi
umdioxid als Trägersubstanz (verfestigte Produkte) erhalten wurden. Das Gemisch war vor
der Wärmebehandlung nass. aber nach der Wärmebehandlung lagen immer noch nasse verfe
stigte Produkte und Materialien vor.
Die verfestigten Produkte waren körnig.
Triallylisocyanurat (TAIC)
Triallylcyanurat (TAC)
Siliziumdioxid (SiO2): "NIPSIL VN3", Produkt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd., spezifische Oberfläche: etwa 200 m2/g, mittlere Teilchengröße: 16 µm
Calciumcarbonat: gemahlener Kalkstein, Produkt von Maruo Calcium Co.
Porzellanerde (Aluminiumsilikat): "SUPREX-CLAY", Produkt von Huber Co.
Talkum (Magnesiumsilikat): "MISTRON VAPER", Produkt von Nippon Mistron Co., Ltd.
Diatomeenerde (wasserhaltige kolloidale Kieselsäure), Produkt von Tokyo Keisodo K.K.
Triallylisocyanurat (TAIC)
Triallylcyanurat (TAC)
Siliziumdioxid (SiO2): "NIPSIL VN3", Produkt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd., spezifische Oberfläche: etwa 200 m2/g, mittlere Teilchengröße: 16 µm
Calciumcarbonat: gemahlener Kalkstein, Produkt von Maruo Calcium Co.
Porzellanerde (Aluminiumsilikat): "SUPREX-CLAY", Produkt von Huber Co.
Talkum (Magnesiumsilikat): "MISTRON VAPER", Produkt von Nippon Mistron Co., Ltd.
Diatomeenerde (wasserhaltige kolloidale Kieselsäure), Produkt von Tokyo Keisodo K.K.
In Tabelle 6 werden der Zustand des Gemischs, der Zustand der Masse nach dem Er
wärmen und die Hydrophobie gezeigt. Die Hydrophobie wurde bewertet, indem das verfe
stigte Produkt bei Zimmertemperatur in Wasser eingebracht, das Gemisch gerührt, das Ge
misch stehen gelassen und beobachtet wurde, ob das verfestigte Produkt aufschwamm oder
unterging. Das Material aus Vergleichsbeispiel 22 geht schnell in Wasser unter und besitzt
also Hydrophilie. Die Materialien aus den Beispielen 28 bis 32 verteilen sich im Wasser oder
schwimmen auf dem Wasser. Also ist ersichtlich, dass das hydrophile Siliziumdioxid hydro
phob gemacht wurde, und als Folge davon wird die Dispergierbarkeit in Harz, Kautschuk
und dergleichen verbessert.
Die in Tabelle 6 gezeigten verfestigten Produkte oder nassen Materialien und die fol
genden Komponenten wurden in den in Tabelle 7(a) bis 7(e) gezeigten Anteilen gemischt,
und der Kautschuk wurde mit einem organischen Peroxid vernetzt.
Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk (EPM): "JSR EP-11", Produkt von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.
Chlorierter Polyethylenkautschuk (CM): "ELASRENE 301A", Produkt von Showa Denko K.K.
HNBR: Hydrierungsgrad 98,7%, Teileinheit vom ungesättigten Nitril (Y-Teil: VCN) 33,0 Gew.-%, Teileinheit vom konjugierten Dien (Z-Teil: C=C) 1,3 Gew.-%, Teileinheit vom anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril (X-Teil: C-C) 65,7 Gew.-%
E-MA-GMA (Ethylen-Acrylester-Glycidylmethacrylat-Copolymer): "BOND FAST 7L", Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Siliziumdioxid (SiO2): "NIPSIL VN3", Produkt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.
Ruß, Güte FEF: "HTC-100", Produkt von Shin-Nittetsu Carbon K.K.
Magnesiumoxid (MgO)
Zinkoxid (ZnO)
Stearinsäure
Wachs: "SANWAX 171P", Produkt von Sanyo Kasei Chemical Industrial Co., Ltd.
Verarbeitunghilfsstoff: "AMINE 18D", Produkt von Lion Akzo Co.
Paraffinöl: "SANPER 2280", Produkt von Nippon Sun Oil K.K.
Weichmacher: "ADEKASIZER C9N", Produkt von Asahi Denka Kogyo K.K.
Epoxyharz: "SUMIEPOXY ELA-115", Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Triallylisocyanurat (TAIC)
Mit 1% Vinyltrimethoxysilan behandeltes Siliziumdioxid: Produkt von Tatsumori K.K.
Organisches Peroxid: "PARCADOX 14/40", Produkt von Kayaku Akzo Co.
Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk (EPM): "JSR EP-11", Produkt von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.
Chlorierter Polyethylenkautschuk (CM): "ELASRENE 301A", Produkt von Showa Denko K.K.
HNBR: Hydrierungsgrad 98,7%, Teileinheit vom ungesättigten Nitril (Y-Teil: VCN) 33,0 Gew.-%, Teileinheit vom konjugierten Dien (Z-Teil: C=C) 1,3 Gew.-%, Teileinheit vom anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril (X-Teil: C-C) 65,7 Gew.-%
E-MA-GMA (Ethylen-Acrylester-Glycidylmethacrylat-Copolymer): "BOND FAST 7L", Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Siliziumdioxid (SiO2): "NIPSIL VN3", Produkt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.
Ruß, Güte FEF: "HTC-100", Produkt von Shin-Nittetsu Carbon K.K.
Magnesiumoxid (MgO)
Zinkoxid (ZnO)
Stearinsäure
Wachs: "SANWAX 171P", Produkt von Sanyo Kasei Chemical Industrial Co., Ltd.
Verarbeitunghilfsstoff: "AMINE 18D", Produkt von Lion Akzo Co.
Paraffinöl: "SANPER 2280", Produkt von Nippon Sun Oil K.K.
Weichmacher: "ADEKASIZER C9N", Produkt von Asahi Denka Kogyo K.K.
Epoxyharz: "SUMIEPOXY ELA-115", Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Triallylisocyanurat (TAIC)
Mit 1% Vinyltrimethoxysilan behandeltes Siliziumdioxid: Produkt von Tatsumori K.K.
Organisches Peroxid: "PARCADOX 14/40", Produkt von Kayaku Akzo Co.
An den erhaltenen Kautschukmassen wurde der Modultest und die Hitzebeständig
keitstests durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 7(a) bis 7(e) gezeigt.
Es ist ersichtlich, dass im Falle der Zumischung des verfestigten Produkts der Beispiele
29, 30 und 32 die Verbesserungswirkung auf den Modul groß ist und die Erniedrigung der
Hitzebeständigkeit der Kautschukmasse unterdrückt wird, verglichen mit dem Fall der ein
zelnen Zugabe von TAIC und/oder TAC und Siliziumdioxid (Vergleichsbeispiele 28 bis 31),
unter der Bedingung, dass die zugemischte Nettomenge an TAIC und/oder TAC gleich ist.
Aus den in Tabelle 7(a) bis 7(e) erhaltenen Ergebnissen wird die Änderung von M100
und ΔEB in Abhängigkeit von der zugemischten Nettomenge an TAIC in (TAIC + Silizium
dioxid) für den Fall, dass das erfindungsgemäße verfestigte Produkt (TAIC 50, TAC 70) ein
gesetzt wird, für den Fall, dass das nasse Material (M-60) außerhalb des Umfangs der erfin
dungsgemäßen Zusammensetzung eingesetzt wird, und für den Fall, dass TAIC als Vernet
zungshilfsstoff eingesetzt und Siliziumdioxid allein getrennt davon zugegeben wird, in den
Diagrammen der Fig. 1 und 2 gezeigt. Aus den in Fig. 1 gezeigten Ergebnissen ist er
sichtlich, dass sich, wenn das erfindungsgemäße verfestigte Produkt eingesetzt wird, der
Modul proportional zur zugemischten Menge an TAIC verbessert. Aus den in Fig. 2 gezeig
ten Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Erniedrigung der Hitzebeständigkeit innerhalb eines
bestimmten Bereichs gehalten werden kann, wenn das erfindungsgemäße verfestigte Produkt
eingesetzt wird, selbst wenn die zugemischte Menge an TAIC erhöht wird.
Die mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhaltene Kautschukmasse, die
6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin und das Polymer mit Epoxygruppen enthält,
zeigt Haftungsstabilität an Metall. Ferner besitzt die erfindungsgemäße Kautschukmasse, die
6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin und das Polymer mit Epoxygruppen enthält,
hohes Haftvermögen an Metall, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen, hohen Modul,
hohe Beständigkeit gegenüber Druckverformung und hohe Hitzebeständigkeit und kann des
halb in Verbundprodukten aus Kautschuk und Metall eingesetzt werden. Insbesondere in
Verbindung mit Kupfer oder Kupferlegierungen, wie Schläuche, Riemen, Reifen, Walzen
und Formteile. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Kautschukmasse geeigneterweise in
Kautschukverbundprodukten mit Messing, bronzierten Stahlplatten und verstärkenden
Stahldrähten eingesetzt werden.
Der Schlauch, der die erfindungsgemäße Kautschukmasse für ein inneres Rohr oder
dergleichen einsetzt, besitzt ausgezeichnetes Haftvermögen zwischen innerem Rohr oder
dergleichen und der Verstärkungsschicht und ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und besitzt
auch ausreichenden Modul und Beständigkeit gegenüber Druckverformung und kann deshalb
geeigneterweise in Öldruckschläuchen, Heißwasserschläuchen, Dampfschläuchen und der
gleichen eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße verfestigte Produkt (TAIC und/oder TAC auf Siliziumdioxid
als Trägersubstanz) besitzt gute Handhabungseigenschaften und kann den Modul verbessern,
während die hohe Hitzebeständigkeit erhalten bleibt, wenn es in einer mit einem organischen
Peroxid vernetzten Kautschukmasse, insbesondere einer Kautschukmasse, die ein Polymer
enthält, bei dem die Hauptkette eine Methylenkette ist, als Zumischungsmittel für Kautschuk
eingesetzt wird, und dergleichen.
Die Kautschukmasse, die das erfindungsgemäße verfestigte Produkt enthält, besitzt
sowohl hohe Hitzebeständigkeit als auch hohen Modul und kann deshalb geeigneterweise in
Kautschukprodukten, wie Riemen, Walzen, Formprodukten, Dichtungen, Öldruckschläu
chen, Heißwasserschläuchen und Dampfschläuchen, eingesetzt werden.
Claims (20)
1. Kautschukmasse, umfassend:
- 1. 100 Gewichtsteile eines Kautschukrohmaterials, wobei ein Copolymerkautschuk mit einer Iodzahl von 15 oder weniger, der in der Polymerkette 10 bis 45 Gew.-% einer Teileinheit (Y-Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril, 0 bis 5 Gew.-% einer Teileinheit (Z-Teil: C=C) vom konjugierten Dien und 90 bis 50 Gew.-% einer Teileinheit (X-Teil: C-C), die durch Hydrieren der Teileinheit von einem anderen ethylenisch ungesättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril und/oder vom konjugierten Dien erhalten wurde, enthält, ausgenommen ist;
- 2. 0,1 bis 15 Gewichtsteile 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der folgenden
Formel 1:
in der R für einen Mercapto-, Alkoxyl-, Monoalkylamino-, Dialkylamino-, Mo nocycloalkylamino-, Dicycloalkylamino- und N-Alkyl-N-arylaminorest steht; und - 3. 1 bis 100 Gewichtsteile eines Polymers mit Epoxygruppen, das mit dem Kau tschukrohmaterial vernetzbar ist.
2. Kautschukmasse nach Anspruch 1, wobei das Kautschukrohmaterial ein mit organi
schem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial und das Polymer mit Epoxygruppen
ein mit organischem Peroxid vernetzbares Polymer ist.
3. Kautschukmasse nach Anspruch 2, wobei das mit organischem Peroxid vernetzbare
Kautschukrohmaterial ein Dienkautschuk ist.
4. Kautschukmasse nach Anspruch 2, wobei das mit organischem Peroxid vernetzbare
Kautschukrohmaterial ein dienfreier Kautschuk ist, wobei ein Copolymerkautschuk mit
einer Iodzahl von 15 oder weniger, der in der Polymerkette 10 bis 45 Gew.-% einer
Teileinheit (Y-Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril, 0 bis 5 Gew.-% einer Teileinheit
(Z-Teil: C=C) vom konjugierten Dien und 90 bis 50 Gew.-% einer Teileinheit (X-Teil:
C-C), die durch Hydrieren der Teileinheit von einem anderen ethylenisch ungesättigten
Monomer als dem ungesättigten Nitril und/oder vom konjugierten Dien erhalten wurde,
enthält, ausgenommen ist.
5. Kautschukmasse nach Anspruch 2, wobei das mit organischem Peroxid vernetzbare
Kautschukrohmaterial wenigstens ein aus Ethylen-Acrylester-Copolymerkautschuk,
Ethylen-Acrylester-Vinylacetat-Copolymerkautschuk, Ethylen-Vinylacetat-Copoly
merkautschuk, Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Co
polymerkautschuk, chloriertem Polyethylenkautschuk und chlorsulfoniertem Poly
ethylenkautschuk ausgewählter Vertreter ist.
6. Kautschukmasse nach Anspruch 3, wobei der Dienkautschuk Acrylnitril-Butadien-Co
polymerkautschuk ist.
7. Kautschukmasse nach Anspruch 1, wobei das Kautschukrohmaterial ein mit Schwefel
vernetzbares Kautschukrohmaterial und das Polymer mit Epoxygruppen ein mit
Schwefel vernetzbares Polymer ist.
8. Kautschukmasse nach Anspruch 1, wobei das Kautschukrohmaterial und das Polymer
mit Epoxygruppen ein Kautschukrohmaterial mit Epoxygruppen sind.
9. Kautschukmasse nach Anspruch 8, wobei das Kautschukrohmaterial mit Epoxygrup
pen ein Acrylkautschuk ist, der ein Monomer mit Epoxygruppen als copolymerisier
bare Komponente enthält.
10. Kautschukmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kautschukmasse ferner
0,1 bis 30 Gewichtsteile wenigstens eines aus Triallylisocyanurat und Triallylcyanurat
ausgewählten Vertreters umfasst.
11. Kautschukmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kautschukmasse ferner
1 bis 50 Gewichtsteile Siliziumdioxid umfasst.
12. Herstellungverfahren für eine Kautschukmasse. umfassend:
- 1. 100 Gewichtsteile mit organischem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial;
- 2. 0,1 bis 15 Gewichtsteile 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1.3,5-triazin der folgenden
Formel 1:
in der R für einen Mercapto-, Alkoxyl-, Monoalkylamino-, Dialkylamino-, Mo nocycloalkylamino-, Dicycloalkylamino- und N-Alkyl-N-arylaminorest steht; und - 3. 1 bis 100 Gewichtsteile eines mit organischem Peroxid vernetzbaren Polymers mit Epoxygruppen und
- 4. 1 bis 10 Gewichtsteile organisches Peroxid,
wobei das Verfahren das Halten der Temperatur des Gemischs bei 140°C oder weniger während der gesamten Schritte umfasst vom Mischen des Kautschukrohmaterials mit wenigstens einer der übrigen Komponenten bis zum Mischen aller Komponenten.
13. Herstellungsverfahren für die Kautschukmasse nach Anspruch 12, wobei die Tempe
ratur des Gemischs in den Schritten nach der Zugabe von 6-substituiertem 2,4-Dimer
capto-1,3,5-triazin bei 100°C oder weniger gehalten wird.
14. Schlauch, umfassend eine Kautschukmasse, die umfasst:
- 1. 100 Gewichtsteile mit organischem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial;
- 2. 0,1 bis 15 Gewichtsteile 6-substituiertes 2,4-Dimercapto-1,3,5-triazin der folgenden
Formel 1:
in der R für einen Mercapto-, Alkoxyl-, Monoalkylamino-, Dialkylamino-, Mo nocycloalkylamino-, Dicycloalkylamino- und N-Alkyl-N-arylaminorest steht; und - 3. 1 bis 100 Gewichtsteile eines mit organischem Peroxid vernetzbaren Polymers mit Epoxygruppen; und
- 4. 1 bis 10 Gewichtsteile organisches Peroxid.
15. Schlauch nach Anspruch 14, wobei das Kautschukrohmaterial in der Kautschukmasse,
die das innere Rohr und/oder die äußere Umhüllung bildet, ein Copolymerkautschuk
mit einer Iodzahl von 15 oder weniger ist, der in der Polymerkette 10 bis 45 Gew.-%
einer Teileinheit (Y-Teil: VCN) vom ungesättigten Nitril, 0 bis 5 Gew.-% einer Teilein
heit (Z-Teil: C=C) vom konjugierten Dien und 90 bis 50 Gew.-% einer Teileinheit (X-
Teil: C-C), die durch Hydrieren der Teileinheit von einem anderen ethylenisch unge
sättigten Monomer als dem ungesättigten Nitril und/oder vom konjugierten Dien er
halten wurde, enthält.
16. Schlauch nach Anspruch 14, wobei das innere Rohr eine Kautschukmasse, die das
HNBR enthält, und die äußere Umhüllung eine Kautschukmasse, die das AEM enthält,
umfasst.
17. Triallylisocyanurat und/oder Triallylcyanurat auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz,
umfassend 30 bis 80 Gew.-% Isocyanurat und/oder Cyanurat und/oder deren Oligomere
und Polymere und 70 bis 20 Gew.-% Siliziumdioxid, das durch Wärmebehandeln von
Triallylisocyanurat und/oder Triallylcyanurat in Gegenwart von Siliziumdioxid erhal
ten wird.
18. Zumischungsmittel für Kautschuk, umfassend das Triallylisocyanurat und/oder Trial
lylcyanurat auf Siliziumdioxid als Trägersubstanz nach Anspruch 17.
19. Kautschukmasse, umfassend:
- 1. 100 Gewichtsteile mit organischem Peroxid vernetzbares Kautschukrohmaterial;
- 2. 1 bis 10 Gewichtsteile organisches Peroxid; und
- 3. 0,5 bis 100 Gewichtsteile des Zumischungsmittels für Kautschuk.
20. Kautschukmasse nach Anspruch 19, wobei das mit organischem Peroxid vernetzbare
Kautschukrohmaterial ein Polymer ist, bei dem die Hauptkette eine Methylenkette ist.
Applications Claiming Priority (3)
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JP09482399A JP4049938B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | ゴム組成物 |
JP2000053378A JP2001241573A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | ホース |
JP2000053379A JP2001240680A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | ゴム組成物の混合方法 |
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