DE10056311A1 - Gelhaltige Kautschukmischungen mit anorganischen Peroxiden - Google Patents
Gelhaltige Kautschukmischungen mit anorganischen PeroxidenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft Kautschukmischungen aus mindestens einem doppelbindungshaltigen Kautschuk, Kautschukgelen und Zusätzen von organischen Peroxiden sowie gegebenenfalls weiteren Füllstoffen und Kautschukhilfsmitteln. DOLLAR A Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen zeichnen sich im unvernetzten Zustand durch gute Verarbeitbarkeit (Compoundviskosität ML 1 + 4/100 DEG C < 60 ME) sowie im vulkanisierten Zustand durch verbesserte mechnische Eigenschaften, insbesondere in Bezug auf das Produkt aus Spannungswert bei 100% Dehnung und Bruchdehnung (S¶100¶x D), sowie durch verbesserte Zugfestigkeiten aus. Darüber hinaus besitzen die aus den erfindungsgemäßen Kautschukmischungen hergestellten Vulkanisate eine niedrigere Dichte, was sich vorteilhaft auf das Gewicht der aus den Kautschukmischungen hergestellten Kautschukformkörper auswirkt. DOLLAR A Die Vulkanisate eignen sich für die Herstellung technischer Gummiartikel und für Reifenbauteile.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Kautschukmischungen, die vernetzte Kautschuk
partikel (sogenannte Kautschukgele) sowie Metall-Peroxide neben den üblichen Mi
schungsbestandteilen enthalten und sich im unvernetzten Zustand durch gute Ver
arbeitbarkeit (Compoundviskosität - ML 1+4/100°C) und im vulkanisierten Zustand
durch verbesserte mechanische Eigenschaften insbesondere in Bezug auf das Produkt
aus Spannungswert bei 100% Dehnung und Bruchdehnung (S100 × D) sowie durch
verbesserte Zugfestigkeiten auszeichnen. Darüber hinaus besitzen die aus den erfin
dungsgemäßen Kautschukmischungen hergestellten Vulkanisate eine niedrigere
Dichte, was sich vorteilhaft auf das Gewicht der aus den Vulkanisaten hergestellten
Kautschukformkörper, insbesondere bei Reifen bzw. bei Reifenteilen, auswirkt.
Es ist bekannt, dass Kautschukmischungen aus unvernetzten Kautschuken und ver
netzten Kautschukpartikeln (Kautschukgele) ein niedriges spezifisches Gewicht und
niedrige Mischungsviskositäten aufweisen und bei der Vulkanisation mit üblichen
Vulkanisationsmitteln (z. B. Schwefelvulkanisation) Vulkanisate ergeben, die hohe
Rückprallelastizitäten bei 70°C und daher eine niedrige Dämpfung unter Gebrauchs
bedingungen aufweisen.
Verwiesen wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf US-A 5 124 408,
US-A 5 395 891, DE-A 197 01 488.7, DE-A 197 01 487.9, DE-A 199 29 347.3,
DE-A 199 39 865.8, DE-A 199 42 620.1 und DE-A 197 01 487.
Für den technischen Einsatz sind die mechanischen Eigenschaften gelhaltiger Kau
tschukvulkanisate insbesondere aufgrund schlechter Reißfestigkeiten und einer
mangelhaften Verstärkungswirkung der Mikrogele nicht ausreichend. Insbesondere
ist eine Verbesserung des Produkts S100 × D aus Spannungswerts bei 100%
Dehnung (S100) und Bruchdehnung (D) sowie der Reißfestigkeit (F) notwendig.
Diese Verbesserungen sollen erreicht werden, ohne dass die vorteilhaften Mischungs
viskositäten der unvulkanisierten Kautschukmischungen signifikant verschlechtert
werden.
Die Verwendung von Metallperoxiden in Kombination mit Schwefel zur Vernetzung
carboxylgruppenhaltiger Kautschuke wie z. B. carboxylierten Nitrilkautschuks ist aus
US-A 3403136 bekannt. In diesem Patent wird die Verbesserung der mechanischen
Eigenschaften gelhaltiger Kautschukcompounds jedoch nicht gelehrt.
Aus US-A 2765018 ist bekannt Butylkautschuk mit anorganischen Peroxiden umzu
setzen. Nach der Lehre dieses Patents erfolgt nur eine unvollständige Vulkanisation
("partially cured"). Aus diesem Patent ist nicht zu entnehmen, wie die mechanischen
Eigenschaften vollständig vernetzter gelhaltiger Kautschukcompounds verbessert
werden könnten.
Gemäß EP-A 313 917 werden carboxylgruppenfreie Kautschuke mit Vulkanisations
systemen, die Schwefel und Peroxide von Metallen enthalten, vulkanisiert. Nicht ge
lehrt wird die Vernetzung von Compounds, die Kautschukpartikel enthalten.
Es bestand daher die technische Notwendigkeit, Maßnahmen zur Erhöhung des
mechanischen Werteniveaus gelhaltiger Kautschukvulkanisate insbesondere der
Reißfestigkeit und des Produkts aus Spannungswert bei 100% Dehnung und Bruch
dehnung (S100 × D) zu finden, wobei durch diese Maßnahmen die Compound
viskosität der unvulkanisierten Mischungen nicht signifikant verschlechtert werden
sollten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Kautschukmischungen aus min
destens einem doppelbindungshaltigen Kautschuk (A), mindestens einem Kautschuk
gel (B) sowie mindestens einem Metall-Peroxid (C), wobei der doppelbindungshal
tige Kautschuk (A) in Mengen von 100 Gew.-Teilen, das Kautschukgel (B) in Men
gen von 10 bis 150, bevorzugt 20 bis 120 Gew.-Teilen, und das Peroxid (C) in Men
gen von 0,1 bis 30, bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-Teilen, vorhanden sind.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können selbstverständlich noch die
bekannten Kautschukfüllstoffe und Kautschukhilfsmittel sowie Vernetzer enthalten.
Bestandteil (A) der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen sind doppelbindungs
haltige Kautschuke, die nach DIN/ISO 1629 als R-Kautschuke bezeichnet werden.
Diese Kautschuke haben in der Hauptkette eine Doppelbindung. Hierzu gehören bei
spielsweise:
NR: Naturkautschuk
IR: Polyisopren
SBR: Styrol/Butadienkautschuk
BR: Polybutadienkautschuk
SIBR: Styrol/Isopren/Butadienkautschuk
NBR: Nitrilkautschuk
IIR: Butylkautschuk
BIIR: bromierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent
CIIR: chlorierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Chlorgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent
HNBR: Hydrierter bzw. teilhydrierter Nitrilkautschuk
SNBR: Styrol/Butadien/Acrylnitril-Kautschuk
CR: Polychloropren
ENR: Epoxydierter Naturkautschuk oder Mischungen davon
X-NBR: carboxylierte Nitrilkautschuke
X-SBR: carboxylierte Styrol-Butadien-Copolymerisate.
NR: Naturkautschuk
IR: Polyisopren
SBR: Styrol/Butadienkautschuk
BR: Polybutadienkautschuk
SIBR: Styrol/Isopren/Butadienkautschuk
NBR: Nitrilkautschuk
IIR: Butylkautschuk
BIIR: bromierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent
CIIR: chlorierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Chlorgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent
HNBR: Hydrierter bzw. teilhydrierter Nitrilkautschuk
SNBR: Styrol/Butadien/Acrylnitril-Kautschuk
CR: Polychloropren
ENR: Epoxydierter Naturkautschuk oder Mischungen davon
X-NBR: carboxylierte Nitrilkautschuke
X-SBR: carboxylierte Styrol-Butadien-Copolymerisate.
Bevorzugt sind: NR, BR, SBR und SIBR.
Unter doppelbindungshaltigen Kautschuken sollen aber auch solche Kautschuke ver
standen werden, die nach DIN/ISO 1629 als M-Kautschuke bezeichnet werden und
neben der gesättigten Hauptkette Doppelbindungen in der Seitenkette aufweisen.
Hierzu gehört z. B. EPDM.
Die in die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen einzusetzenden doppelbin
dungshaltigen Kautschuke der oben genannten Art können selbstverständlich durch
solche funktionelle Gruppen modifiziert sein, die mit Zinkperoxid reagieren und die
Ankopplung der vernetzten Kautschukpartikel an die umgebende Kautschukmatrix
im vulkanisierten Zustand zu verbessern vermögen.
Besonders bevorzugt sind insbesondere solche nicht vernetzten Kautschuke, die
durch Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino-, Amid- und/oder Epoxidgruppen funktiona
lisiert sind. Die Einführung funktioneller Gruppen kann direkt bei der Polymerisation
durch Copolymerisation mit geeigneten Comonomeren oder nach der Polymerisation
durch Polymermodifikation erfolgen.
Die Einführung solcher funktioneller Gruppen durch Polymermodifikation ist be
kannt und beispielsweise beschrieben in M. L. Hallensleben "Chemisch modifizierte
Polymere" in Houben-Weyl Methoden der Organischen Chemie, 4. Auflage, "Makro
molekulare Stoffe" Teil 1-3; Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York, 1987;
S. 1994-2042, DE-A 26 53 144, EP-A 464 478, EP-A 806 452 und DE-A 198 32 459.6.
Die Menge an funktionellen Gruppen in den Kautschuken beträgt üblicherweise 0,05
bis 25 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%.
Bestandteil (B) der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen sind vernetzte Kau
tschukpartikel, sogenannte Kautschukgele oder Mikrogele, die durch entsprechende
Vernetzung folgender Kautschuke erhalten werden:
NR: Naturkautschuk,
BR: Polybutadien,
ABR: Butadien/Acrylsäure-C1-4-Alkylestercopolymere,
IR: Polyisopren,
SBR: Styrol-Butadien-Copolymerisate mit Styrolgehalten von 1-60, vor zugsweise 5-50 Gewichtsprozent,
SIBR: Styrol/Isopren/Butadienkautschuk
X-SBR: carboxylierte Styrol-Butadien-Copolymerisate
FKM: Fluorkautschuk,
ACM: Acrylatkautschuk,
NBR: Polybutadien-Acrylnitril-Copolymerisate mit Acrylnitrilgehalten von 5-60, vorzugsweise 10-50 Gewichtsprozent,
X-NBR: carboxlierte Nitrilkautschuke,
ENR epoxydierter Naturkautschuk
CR: Polychloropren
IIR: Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Isoprengehalten von 0,5-10 Gewichtsprozent,
BIIR: bromierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent,
CIIR: chlorierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent,
HNBR: teil- und vollhydrierte Nitrilkautschuke
EPM: Ethylen-Propylen-Copolymerisate
EPDM: Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymerisate,
EAM: Ethylen/Acrylatcopolymere,
EVM: Ethylen/Vinylacetatcopolymere
CO und ECO: Epichlorhydrinkautschuke,
Q: Silikonkautschuke,
AU: Polyesterurethanpolymerisate,
EU: Polyetherurethanpolymerisate.
NR: Naturkautschuk,
BR: Polybutadien,
ABR: Butadien/Acrylsäure-C1-4-Alkylestercopolymere,
IR: Polyisopren,
SBR: Styrol-Butadien-Copolymerisate mit Styrolgehalten von 1-60, vor zugsweise 5-50 Gewichtsprozent,
SIBR: Styrol/Isopren/Butadienkautschuk
X-SBR: carboxylierte Styrol-Butadien-Copolymerisate
FKM: Fluorkautschuk,
ACM: Acrylatkautschuk,
NBR: Polybutadien-Acrylnitril-Copolymerisate mit Acrylnitrilgehalten von 5-60, vorzugsweise 10-50 Gewichtsprozent,
X-NBR: carboxlierte Nitrilkautschuke,
ENR epoxydierter Naturkautschuk
CR: Polychloropren
IIR: Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Isoprengehalten von 0,5-10 Gewichtsprozent,
BIIR: bromierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent,
CIIR: chlorierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent,
HNBR: teil- und vollhydrierte Nitrilkautschuke
EPM: Ethylen-Propylen-Copolymerisate
EPDM: Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymerisate,
EAM: Ethylen/Acrylatcopolymere,
EVM: Ethylen/Vinylacetatcopolymere
CO und ECO: Epichlorhydrinkautschuke,
Q: Silikonkautschuke,
AU: Polyesterurethanpolymerisate,
EU: Polyetherurethanpolymerisate.
Bevorzugt sind: BR, NR, SBR, NBR und CR.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Kautschukpartikel besitzen üblicherweise Teil
chendurchmesser von 5 bis 1000 nm, bevorzugt 10 bis 600 nm (Durchmesserangaben
nach DIN 53 206).
Aufgrund ihrer Vernetzung sind sie (nahezu) unlöslich und in geeigneten Fällmitteln,
z. B. Toluol, quellbar. Der (unlösliche) Gelanteil der Kautschukpartikel beträgt üb
licherweise 80 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 90 bis 100 Gew.-%. Der Quellungsindex
der Kautschukpartikel (QI) in Toluol beträgt ca. 1 bis 15, vorzugsweise 1 bis 10.
Der Quellungsindex QI wird definiert als:
Zur Ermittlung von Gelgehalt und Quellungsindex lässt man 250 mg Gel in 25 ml
Toluol 24 h unter Schütteln quellen. Der (unlösliche) Gelanteil wird mit 20 000 Upm
abzentrifugiert und gewogen (Nassgewicht des toluolhaltigen Gels) und anschließend
bei 70°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und nochmals gewogen (Trocknungs
gewicht des Gels).
Die Herstellung der einzusetzenden vernetzten Kautschukpartikel (Kautschukgele)
aus den zugrundeliegenden Kautschuken der zuvor genannten Art, ist prinzipiell be
kannt und beispielsweise beschrieben in US-A 5 395 891 und EP-A 981 000 49.
Außerdem ist es möglich, die Teilchengrößen der Kautschukpartikel durch Agglo
meration zu vergrößern. Auch die Herstellung von Kieselsäure/Kautschuk-Hybrid
gelen durch Coagglomeration ist beispielsweise beschrieben in DE-A 199 39 865.8.
Selbstverständlich können die vernetzten Kautschukpartikel wie die zuvor erwähnten
nicht vernetzten doppelbindungshaltigen Kautschuke ebenfalls durch geeignete funk
tionelle Gruppen modifiziert sein, die - wie zuvor erwähnt - mit Zinkperoxid zu rea
gieren vermögen und/oder eine Verbesserung der Ankopplung der Kautschukpartikel
an die umgebende Kautschukmatrix im vulkanisierten Zustand bewirken.
Besonders bevorzugt werden in den erfindungsgemäßen Kautschukmischungen
modifizierte vernetzte Kautschukpartikel eingesetzt, die an der Oberfläche durch
Hydroxyl-; Carboxyl-; -Amino-; Amido- sowie durch Epoxid-Gruppen modifiziert
sind und in dem zuvor erwähnten Mengenbereich liegen.
Die Modifizierung der vernetzten Kautschukpartikeln (Kautschukgelen) und die Ein
führung der zuvor genannten funktionellen Gruppen ist dem Fachmann ebenfalls
bekannt und beispielsweise beschrieben in DE-A 199 19 459.9, DE-A 199 29 347.3,
DE-A 198 34 804.5.
Zu erwähnen sei an dieser Stelle nur die Modifizierung der entsprechenden Kau
tschuke bzw. Kautschukgele in wässriger Dispersion mit entsprechenden polaren
Monomeren, die eine Hydroxyl-, Amino-, Amido- Carboxyl- und/oder Epoxidgruppe
einzuführen vermögen.
Bestandteil (C) der Kautschukmischungen sind Peroxide der Metalle aus den Grup
pen Ia, Ib, IIa und IIb des Periodensystems der Elemente. Bevorzugte Metallperoxide
sind: Natriumperoxid, Calciumperoxid, Bariumperoxid und Zinkperoxid, wobei
Zinkperoxid bevorzugt ist. Diese Peroxide können in reiner oder in phlegmatisierter
Form eingesetzt werden. Übliche Phlegmatisierungsmittel sind die Oxide, Hydroxide
und Carbonate der entsprechenden Metalle. Handelsübliches Zinkperoxid der Fa.
Riedel-de Haen enthält z. B. neben ca. 55 Gew.-% Zinkperoxid noch zusätzlich
Zinkoxid neben geringen Mengen an Zinkcarbonat und Zinkhydroxid.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können neben den Mischungsbe
standteilen (A), (B) und (C) noch weitere Füllstoffe und/oder Kautschukhilfsmittel
und/oder Vernetzer enthalten.
Besonders geeignete Füllstoffe zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschuk
mischungen und -vulkanisate sind z. B.:
- - Ruße. Die hierbei zu verwendenden Ruße sind nach dem Flammruß-, Furnace- oder Gasrußverfahren hergestellt und besitzen BET-Oberflächen von 20-200 m2/g wie z. B. SAF-, ISAF-, IISAF-, HAF-, FEF- oder GPF-Ruße.
- - Kieselsäure, hergestellt z. B. durch Fällung von Lösungen von Silikaten oder Flammhydrolyse von Siliciumhalogeniden mit spezifischen Oberflächen von 5-1000, vorzugsweise 20-400 m2/g (BET-Oberfläche) und Primärteil chengrößen von 5-400 nm. Die Kieselsäuren können gegebenenfalls auch als Mischoxide mit anderen Metalloxiden, wie Al-, Mg-, Ca-, Ba, Zn- und Ti Oxiden vorliegen.
- - synthetische Silikate, wie Aluminiumsilikat, Erdalkalisilikat, wie Magnesi umsilikat oder Calciumsilikat mit BET-Oberflächen von 20-400 m2/g und Primärteilchendurchmessern von 5-400 nm.
- - natürliche Silikate, wie Kaolin und andere natürlich vorkommende Kieselsäu ren.
- - Metalloxide, wie Zinkoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid.
- - Metallcarbonate, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Zinkcarbonat.
- - Metallsulfate, wie Calciumsulfat, Bariumsulfat.
- - Metallhydroxide, wie Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid.
- - Glasfasern und Glasfaserprodukte (Latten, Stränge oder Mikroglaskugeln).
- - Thermoplastfasern (Polyamid, Polyester, Aramid)
- - Thermoplastische Füllstoffe, wie Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluor ethylen, syndiotaktisches 1,2-Polybutadien, trans-1,4-Polybutadien, syndio taktisches Polystyrol sowie Polycarbonat.
Als Kautschukhilfsmittel kommen z. B. in Betracht: Reaktionsbeschleuniger, Alte
rungsschutzmittel, Wärmestabilisatoren, Lichtschutzmittel, Ozonschutzmittel, Ver
arbeitungshilfsmittel, Weichmacher, Tackifier, Treibmittel, Farbstoffe, Pigmente,
Wachse, Harze, Streckmittel, organische Säuren, Verzögerer, Metalloxide, sowie
Füllstoffaktivatoren, wie beispielsweise Triethanolamin, Polyethylenglykol, Hexan
triol sowie Bis-(triethoxisilylpropyl)-Tetrasulfid.
Die Kautschukhilfsmittel werden in üblichen Mengen, die sich u. a. nach dem Ver
wendungszweck richten, eingesetzt. Übliche Mengen sind z. B. Mengen von 0,1-50
Gewichts-Teile, bezogen auf eingesetzte Mengen an Kautschuk (A).
Als Vernetzer können Schwefel, Schwefelspender, Peroxide oder Vernetzungsmittel,
wie beispielsweise Diisopropenylbenzol, Divinylbenzol, Divinylether, Divinylsulfon,
Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, 1,2-Polybutadien, N,N'-m-
Phenylenmaleimid und/oder Triallyltrimellitat, verwendet werden. Darüber hinaus
kommen in Betracht die Acrylate und Methacrylate von mehrwertigen, vorzugsweise
2 bis 4-wenigen C2- bis C10-Alkoholen, wie Ethylenglykol, Propandiol-1,2-butan
diol, Hexandiol, Polyethylenglykol mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 8 Oxyethylen
einheiten, Neopentylglykol, Bisphenol-A, Glycerin, Trimethylolpropan,
Pentaerythrit, Sorbit mit ungesättigten Polyestern aus aliphatischen Di- und Polyolen
sowie Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Itaconsäure.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können darüber hinaus Vulkanisa
tionsbeschleuniger enthalten. Beispiele für geeignete Vulkanisationsbeschleuniger
sind z. B. Mercaptobenzthiazole sowie -Sulfenamide, Guanidine, Thiurame, Dithio
carbamate, Thioharnstoffe, Thiocarbonate sowie Dithiophosphate. Die Vulkanisa
tionsbeschleuniger, Schwefel und Schwefelspender oder Peroxide oder weitere Ver
netzungsmittel, wie beispielsweise dimeres 2,4-Toluyliden-di-isocyanat
(= Desmodur® TT) oder 1,4-bis-1-Ethoxyhydrochinon (= Vernetzer 30/10) werden in
Mengen von 0,1-40 Gewichtsteile, bevorzugt 0,1-10 Gewichtsteile, bezogen auf die
gesamte Menge an Kautschuk, eingesetzt.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen erfolgt durch
Mischen der Einzelkomponenten in geeigneten Aggregaten, wie Walzen, Innenmi
schern oder auch Mischextrudern. Bevorzugte Mischtemperaturen liegen bei ca.
50-180°C.
Auch der Einsatz vorgefertigter Mischungen von Einzelkomponenten z. B. in der
Form von Masterbatches ist möglich. Die Herstellung von Gel/Kautschuk-Master
batches erfolgt beispielsweise im Latexzustand durch das Mischen der Latices unver
netzter Kautschuke und von Kautschukgelen. Die Isolierung der so hergestellten
Masterbatchkomponenten kann wie üblich durch Eindampfen, Ausfällen oder
Gefrierkoagulation erfolgen. Durch Einmischen weiterer Komponenten, wie Füll
stoffen oder Phenolharzen in die Latexmischung und anschließende Aufarbeitung
können geeignete Masterbatches sowie direkt die erfindungsgemäßen Kautschuk-
Formulierungen erhalten werden.
Die Vulkanisation der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen erfolgt bei Tem
peraturen von 100-250°C, bevorzugt 130-180°C, gegebenenfalls unter Druck von
10-200 bar.
Die Kautschukmischungen eignen sich insbesondere für die Herstellung technischer
Gummiartikel und von Reifenbauteilen. Beispielsweise seien genannt: Walzenbeläge,
Beläge von Förderbändern, Riemen, Spinnkopse, Dichtungen, Golfballkerne, Schuh
sohlen, Wulstmischungen, Reifenkarkassen, Subtread-Mischungen und Reifenseiten
wände. Besonders geeignet sind die Mischungen für die Herstellung verstärkter Sei
tenwände von Reifen mit Notlaufeigenschaften ("inserts for run flat tyres").
Das für die Untersuchungen eingesetzte Kautschukgel wird entsprechend
US-A 5 395 891 durch Vernetzung von Polybutadienlatices mittels Dicumylperoxid herge
stellt. Charakteristische Daten des Kautschuks sind in folgender Tabelle zusam
mengefasst:
Es werden folgende Mischungen hergestellt und die Eigenschaften der entsprechen
den Vulkanisate bestimmt. Es wird gezeigt, dass durch Zusätze von Zinkperoxid das
Produkt aus Spannungswert bei 100% Dehnung und Bruchdehnung (S100 × D) so
wie die Reißfestigkeit verbessert wird. Durch den Zusatz von Zinkperoxid wird die
Mischungsviskosität nicht signifikant verschlechtert.
1) = SMR 5 (Standard Malaysian Rubber)
2) = Kondensationsprodukt aus t-Butylphenol und Acetylen
3) = Weichmacher aus Mineralölbasis
4) = 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Vulkanox® HS der Bayer AG)
5) = N-1,3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin (Vulkanox® 4020 NA der Bayer AG)
6) = N-Cyclohexyl-2-benzthiazylsulfenamid (Vulkacit® CZ der Bayer AG)
7) = Zinkperoxid ca. 55%ig der Fa. Riedel-de Haen (enthält außerdem Zink carbonat; Zinkoxid und Zinkhydroxid)
2) = Kondensationsprodukt aus t-Butylphenol und Acetylen
3) = Weichmacher aus Mineralölbasis
4) = 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Vulkanox® HS der Bayer AG)
5) = N-1,3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin (Vulkanox® 4020 NA der Bayer AG)
6) = N-Cyclohexyl-2-benzthiazylsulfenamid (Vulkacit® CZ der Bayer AG)
7) = Zinkperoxid ca. 55%ig der Fa. Riedel-de Haen (enthält außerdem Zink carbonat; Zinkoxid und Zinkhydroxid)
Zur Charakterisierung der Eigenschaften des unvernetzten Compounds werden fol
gende Messgrößen herangezogen: Mooneyviskosität ML 1+4 (100°C); Mooneyre
laxation MR 30 und Mooneyscorch bei 130°C.
Das Vulkanisationsverhalten der Mischungen wird im Rheometer bei 160°C nach
DIN 53 529 mit Hilfe des Monsantorheometers MDR 2000 E untersucht. Auf diese
Weise wurden charakterische Daten wie Fa, Fmax, t50 und t90 bestimmt.
Nach DIN 53 529, Teil 3 bedeuten:
Fa: Vulkameteranzeige im Minimum der Vernetzungsisotherme
Fmax: Maximum der Vulkameteranzeige
t50: Zeit, bei der 50% des Umsatzes erreicht sind
t90: Zeit, bei der 90% des Umsatzes erreicht sind
Fa: Vulkameteranzeige im Minimum der Vernetzungsisotherme
Fmax: Maximum der Vulkameteranzeige
t50: Zeit, bei der 50% des Umsatzes erreicht sind
t90: Zeit, bei der 90% des Umsatzes erreicht sind
Auf der Basis o. g. Compounds werden nach 15 Min. Vulkanisationszeit bei 165°C
folgende Prüfergebnisse erhalten:
Claims (6)
1. Kautschukmischungen aus mindestens einem doppelbindungshaltigen
Kautschuk (A), mindestens einem Kautschukgel (B) sowie mindestens einem
Metall-Peroxid (C), wobei der doppelbindungshaltige Kautschuk (A) in Men
gen von 100 Gew.-Teilen, das Kautschukgel (B) in Mengen von 10 bis
150 Gew.-Teilen und das Peroxid (C) in Mengen von 0,1 bis 30 Gew.-Teilen vor
handen sind.
2. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
doppelbindungshaltigen Kautschuke (A) NR, BR, SBR und SIBR sind.
3. Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als
Kautschukgele (B) solche auf Basis von BR, NR, SBR, NBR und CR einge
setzt werden.
4. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als
Komponente (C) Natriumperoxid, Calciumperoxid, Bariumperoxid und/oder
Zinkperoxid eingesetzt werden.
5. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, dass die
Metallperoxide (C) in phlegmatisierter Form eingesetzt werden.
6. Verwendung der Kautschukmischungen nach Anspruch 1 zur Herstellung von
technischen Gummiartikeln und Reifenbauteilen.
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