DE102012216010A1 - Kautschukmischung enthaltend Eisen-Silicium-Oxidpartikel mit verbesserter Aufheizgeschwindigkeit - Google Patents
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Abstract
Kautschukmischung, die Kern-Hülle-Partikel umfasst, die kristallines Eisenoxid im Kern und amorphes Siliciumdioxid in der Hülle enthalten, wobei die Hülle 5 bis 40 Gew.-% Siliciumdioxid und der Kern 60 bis 95 Gew.-% Eisenoxid enthält, und a) die Partikel weitgehend in Form isolierter Einzelpartikel vorliegen, die einen mittleren Durchmesser von 2 bis 20 µm besitzen und b) der Kern b1) zusätzlich 1 bis 2 Gew.-% Aluminium oder Zink enthält und b2) mittels hochauflösender Transmissions-Elektronenmikroskopie (HR-TEM) Netzebenenabstände von 0,20 nm, 0,25 nm und 0,29 nm, jeweils +/–0,02 nm detektierbar sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kautschukmischung, die magnetische Eisen-Silicium-Oxidpartikel enthält, eine diese Kautschukmischung enthaltendes vulkanisierbares Gemisch und einen aus dem vulkanisierbaren Gemisch erhältlichen Formkörper.
- In
WO2006/024413 - In
EP-A-1789487 wird eine Kautschukmischung offenbart, welche ein magnetisches Silicium-Eisen-Mischoxidpulver enthält das in Form aggregierter Primärpartikel vorliegt und einen mittleren Partikeldurchmesser des Eisenoxides von 2 bis 100 nm aufweist. Die Eisenoxidkomponente umfasst Magnetit und/oder Maghemit. Das Silicium-Eisen-Mischoxidpulver kann wenigstens eine magnetische Dotierkomponente mit einem Anteil von 0,005 bis 2 Gew.-%. enthalten. Die Dotierkomponente ist in der Regel homogen im Pulver verteilt. Die BET-Oberfläche des Pulvers beträgt bevorzugt 10 bis 100 m2/g. - Gegenstand der Erfindung ist eine Kautschukmischung die Kern-Hülle-Partikel umfasst, die kristallines Eisenoxid im Kern und amorphes Siliciumdioxid in der Hülle enthalten, wobei die Hülle 5 bis 40 Gew.-% Siliciumdioxid und der Kern 60 bis 95 Gew.-% Eisenoxid enthält und wobei
- a) die Partikel weitgehend in Form isolierter Einzelpartikel vorliegen, die einen mittleren Durchmesser von 2 bis 20 µm, bevorzugt 5 bis 15 µm, besitzen und
- b) der Kern b1) zusätzlich 1 bis 2 Gew.-% Aluminium oder Zink enthält und b2) mittels hochauflösender Transmissions-Elektronenmikroskopie (HR-TEM) Netzebenenabstände von 0,20 nm, 0,25 nm und 0,29 nm, jeweils +/–0,02 nm detektierbar sind.
- Die Kern-Hülle-Partikel liegen weitgehend in Form isolierter Einzelpartikel vor. Die Einzelpartikel weisen eine weitestgehend sphärische bis knollenförmige Form auf. Nadelförmige Partikel werden nicht gefunden. Neben den isolierten Einzelpartikeln können auch dreidimensionale Aggregate dieser Partikel vorliegen. In diesen Aggregaten sind die Einzelpartikel fest miteinander verwachsen. Der Anteil der Aggregate beträgt weniger als 50 Gew.-%, bevorzugt weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf die Summe von Einzelpartikeln und Aggregaten. Die Bestimmung beispielsweise durch Bildauswertung von TEM-Aufnahmen mittels geeigneter Software erfolgen, wie dies schon für andere magnetische Kern-Hülle-Partikel bekannt ist.
- Die BET-Oberfläche der Kern-Hülle-Partikel beträgt in der Regel 5 bis 40 m2/g, bevorzugt 10 bis 25 m2/g.
- Die Hülle der Partikel enthält oder besteht zu wenigstens aus 95 Gew.-%, bevorzugt aus wenigstens 98 Gew.-%, aus amorphem Siliciumdioxid. Unter amorph wird ein Material verstanden, bei dem mit den üblichen Methoden der Röntgendiffraktometrie keine Beugungssignale erfasst werden können. Bei der Hülle handelt es sich um eine dichte Hülle. Unter dicht ist zu verstehen, dass bei 12 stündigem Kontakt der Partikel bei 60°C mit Salzsäure weniger als 300 ppm Eisen, Wasserstoffperoxid weniger als 10 ppm Eisen oder einer NaCl/CaCl2-Lösung weniger als 50 ppm Eisen nachweisbar sind. Die Dicke der äußeren Hülle beträgt bevorzugt 1 bis 40 nm, besonders bevorzugt 5 bis 20 nm. Die Dicke der Hülle kann beispielsweise durch Auswertung HR-TEM-Aufnahmen bestimmt werden. Aluminium oder Zink sind bei Hüllendicken von 5 oder mehr Nanometern mittels XPS/ESCA (XPS = Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie; ESCA = Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) nicht in der Hülle nachzuweisen. Bei kleineren Hüllendicken kann es bei dieser Bestimmungsmethode zu Artefakten kommen.
- Bei dem sich im Kern der Kern-Hülle-Partikel befindlichen kristallinen Eisenoxid kann es sich um Magnetit, Maghemit und Hämatit als Hauptkomponenten handeln. Die genannten Netzebenenabstände korrespondieren mit diesen Eisenoxidmodifikationen. So umfasst der Netzebenenabstand von 0,20 nm und 0,29 nm Maghemit und Magnetit, während der Netzebenenabstand von 0,25 nm mit Maghemit, Magnetit und Hämatit korrespondiert. Es werden im HR-TEM keine Netzebenenabstände detektiert die Aluminium oder Zink zuzuordnen wären. Es wird deshalb davon ausgegangen, dass diese Komponenten in die Gitter der Eisenoxidmodifikationen eingebaut sind.
- Der Kern der Kern-Hülle-Partikel weist bevorzugt ein Verhältnis (Magnetit + Maghemit)/Hämatit von 70:30 bis 95:5 und ein Verhältnis von Magnetit/ Maghemit von 50:50 bis 90:10. Mit diesen Verhältnissen werden die besten Aufheizzeiten erzielt. Die Zusammensetzung des Kernes bezogen auf Maghemit, Magnetit und Hämatit kann bestimmt werden, so kann dies durch Röntgendiffraktometrie unter Verwendung von Co-Kα-Strahlung in einem Winkelbereich 2Θ von 10–100° erfolgen. Damit ist Maghemit signifikant anhand der Reflexe (110) und (211) im vorderen Winkelbereich nachweisbar. Der Hämatit ist wegen der freistehenden Reflexe eindeutig identifizierbar. Die quantitative Phasenanalyse wird mit Hilfe der Rietveld-Methode ausgeführt, Fehler ca. 10% relativ.
- Die Kern-Hülle-Partikel können in einer Grenzschicht zwischen Kern und Hülle eine oder mehrere, die Elemente Eisen, Silicium und Sauerstoff aufweisende Verbindungen enthalten, die im HR-TEM einen Abstand der Gitternetzebenen von 0,31 +/– 0,01 nm aufweisen. Dies kann mit XPS-ESCA-Analyse (XPS = Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie; ESCA = Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) und TEM-EDX-Analyse (Transmissions-Elektronen-Mikroskopie [TEM] in Verbindung mit einer energiedispersiven Analyse charakteristischer Röntgenstrahlen [EDX]), bestimmt werden. Diese Verbindungen können in Form einer weiteren Hülle, neben Siliciumdioxid, den Kern umgeben. Die Dicke dieser Hülle beträgt 0,5 bis 2 nm. Diese Hülle stellt einen Übergangsbereich zwischen amorpher Siliciumdioxidhülle und kristallinem Eisenoxidkern dar, der zu einer ausgezeichneten Adaption zwischen Kern und äußerer Hülle führt. Es wird derzeit davon ausgegangen, dass der Phononentransport und damit die Wärmeleitung von Kern zu äußerer Hülle durch diesen intensiven Verbund verbessert wird, was in der erfindungsgemäßen Kautschukmischung zu substantiell höheren Aufheizraten führen kann.
- Die Kern-Hülle-Partikel weisen zudem auf ihrer Oberfläche Hydroxylgruppen auf. Diese können mit anorganischen und organischen Mitteln zur Oberflächenmodifizierung unter Bildung einer Van-der-Waals-Wechselwirkung, einer ionischen oder kovalenten Bindung reagieren. Geeignete Mittel zur Oberflächenmodifizierung können beispielsweise Organosilane, Silazane oder Polysiloxane sein.
- Der Anteil an Kern-Hülle-Partikeln in der Kautschukmischung beträgt bevorzugt 0,1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Kautschukmischung.
- Die Kern-Hülle-Partikel können durch ein Flammenspraypyrolyse-Verfahren hergestellt werden, bei dem man
- a) in einer ersten Zone (Zone 1) eines Durchflussreaktors ein Gemisch enthaltend a1) ein Aerosol erhalten durch das Verdüsen einer Lösung enthaltend jeweils ein oder mehrere oxidierbare und/oder hydrolysierbare Eisenverbindungen, bevorzugt Eisen-(II)-chlorid, und Verbindungen des Aluminiums oder Zinkes, bevorzugt Nitrate, a2) ein oder mehrere wasserstoffhaltige Brenngase und a3) ein oder mehrere Sauerstoff enthaltende Gase zündet und abreagieren lässt,
- b) in einer zweiten Zone (Zone 2) des Durchflussreaktors zu diesem Reaktionsgemisch ein oder mehrere, hydrolysierbare und/oder oxidierbare Siliciumverbindungen gibt,
- c) nachfolgend das Reaktionsgemisch gegebenenfalls kühlt und den Feststoff von gas- oder dampfförmigen Stoffen abtrennt und
- d) gegebenenfalls den Feststoff anschließend mit einem Mittel zur Oberflächenmodifizierung behandelt.
- Die Reaktionsbedingungen können bevorzugt so gewählt sein, dass in Zone 1 die mittlere Verweilzeit 10 ms bis 1 s, besonders bevorzugt 300 bis 600 ms, und die Temperatur bevorzugt 800 bis 1300°C, besonders bevorzugt 950–1100°C, und in Zone 2 die mittlere Verweilzeit 0,1 bis 10 s, besonders bevorzugt 1 bis 3 s und die Temperatur bevorzugt 400 bis 900 °C, besonders bevorzugt 700 bis 850°C, ist. In Zone 1 erfolgt die Temperaturmessung 50 cm unter dem Zündungspunkt, in Zone 2 15 cm oberhalb der obersten Zugabestelle in Zone 2.
- Die Siliciumverbindung wird bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus SiCl4, CH3SiCl3, (CH3)2SiCl2, (CH3)3SiCl, HSiCl3, (CH3)2HSiCl und CH3C2H5SiCl2, H4Si, Si(OC2H5)4 und/oder Si(OCH3)4, ausgewählt. Besonders bevorzugt wird SiCl4 und/oder Si(OC2H5)4 eingesetzt.
- Die Eisenverbindung und die Verbindung des Aluminiums oder des Zinkes werden bevorzugt als Aerosol eingebracht. In der Regel erfolgt die Aerosolbildung aus einer wässerigen Lösung, in der alle eingesetzten Verbindung gelöst vorliegen, unter Verwendung eines Zerstäubungsgases wie beispielsweise Luft oder Stickstoff und einer Zwei- oder Mehrstoffdüse. Der mittlere Tropfendurchmesser ist bevorzugt kleiner 100 µm, besonders bevorzugt kleiner 50 µm.
- In einer besonderen Ausführungsform kann in Zone 2 zusätzlich noch Wasser oder Wasserdampf eingebracht werden. Dabei wird das Wasser oder der Wasserdampf getrennt von der Siliciumverbindung eingebracht, bevorzugt entweder kurz vor oder auf Höhe der Einspeisestelle der Siliciumverbindung. Bevorzugt wird ein molarer Überschuss an Wasser beziehungsweise Wasserdampf verwendet. Besonders bevorzugt kann ein molares Verhältnis Wasser/Siliciumverbindung von 10–100 sein.
- Als Brenngase können bevorzugt Wasserstoff, Methan, Ethan und/oder Propan eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist Wasserstoff. Als Sauerstoff enthaltendes Gas wird hauptsächlich Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft eingesetzt. In der Regel wird ein Überschuss an Sauerstoff gegenüber Wasserstoff eingesetzt. Lambda, der Quotient aus Brennstoffmenge zu Sauerstoffmenge, beträgt bevorzugt 1,05–1,50.
- Geeignete Mittel zur Modifizierung der Oberfläche sind Organosilane, Silazane oder Polysiloxane. Gewöhnlich werden diese mittel auf die Kern-Hülle-Partikel gesprüht und anschließend bei Temperaturen von 120 bis 200°C, vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre, über einen Zeitraum von 1 bis 5 Stunden behandelt.
- Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann als Kautschuk-Komponente bevorzugt Naturkautschuk, Polybutadien, Polyisopren, Fluorkautschuk, Styrol/Butadien-Copolymerisate, Isobutylen/Isopren-Copolymerisate, halogenierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate, Butadien/Acrylnitril-Copolymere (NBR), teihydrierter oder vollständig hydrierter NBR (HNBR), teihydrierter oder vollständig hydrierter carboxylierter NBR, Ethylen/Propylen/Dien-Copolymerisate, Ethylen/Propylen-Copolymerisate, bromierte Isobutylen/Paramethylstyrol-Copolymerisate, Silikonkautschuk, wie LSR und VMQ, und Mischungen davon enthalten.
- Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann weiterhin mindestens einen nichtmagnetischen Füllstoff enthalten. Bevorzugte nichtmagnetische Füllstoffe können Siliciumdioxid und/oder Ruß sein. Dabei kann das Siliciumdioxidpulver, gegebenenfalls zusammen mit einem Organosilan, als gefälltes oder pyrogen hergestelltes Siliciumdioxid vorliegen. Das Organosilan reagiert dabei mit den Hydroxylgruppen an der Oberfläche des Siliciumdioxidpulvers. Wahlweise kann auch ein bereits vorab mit dem Organosilan oberflächenmodifiziertes Siliciumdioxidpulver eingesetzt werden. Die Organosilane die zur Oberflächenmodifizierung eingesetzt werden, sind die gleichen, wie sie zur Oberflächenmodifizierung der nanoskaligen, magnetischen Füllstoffe in der erfindungsgemäßen Kautschukmischung eingesetzt werden können. Der Einsatz von Siliciumdioxidpulver in Kautschukmischungen ist dem Fachmann bekannt und beispielsweise in Ullmann´s Encyclopedia, 5. Auflage, Vol. A 23, Seiten 395 bis 397 beschrieben.
- Als Ruß kann Furnaceruß, Gasruß, Channelruß, Flammruß, Thermalruß, Acetylenruß, Plasmaruß, Inversionsruße, bekannt aus
DE 195 21 565 , Sihaltige Ruße, bekannt ausWO 98/45361 DE 196 13 796 , oder metallhaltige Ruße, bekannt ausWO 98/42778 - Der Anteil an nichtmagnetischen Füllstoffen liegt bevorzugt bei jeweils 0,1 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Kautschukmischung.
- Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann weitere Kautschukhilfsmittel enthalten, wie Reaktionsbeschleuniger, Reaktionsverzögerer, Alterungsschutzmittel, Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Weichmacher, Öle, Wachse, Metalloxide sowie Aktivatoren, wie Triethanolamin, Polyethylenglykol, Hexantriol, die der Kautschukindustrie bekannt sind.
- Die Kautschukhilfsmittel werden in üblichen Mengen, die sich unter anderem nach dem Verwendungszweck richten, eingesetzt. Übliche Mengen sind zum Beispiel Mengen von 0,1 bis 200 phr.
- Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann erhalten werden durch Abmischung der Kautschuke mit den Kern-Hülle-Partikeln und der nichtmagnetischen Füllstoffen, wie Siliciumdioxid und/oder Ruß, Kautschukhilfsmitteln oder Organosilanen in üblichen Mischaggregaten, wie Walzen, Innenmischern und Mischextrudern.
- Üblicherweise wird die erfindungsgemäße Kautschukmischung in Innenmischern hergestellt, wobei zunächst in einer oder mehreren aufeinanderfolgenden thermomechanischen Mischstufen der Kautschuk und die Füllstoffe, gegebenenfalls zusammen mit Organosilanen und den Kautschukhilfsmitteln bei 100 bis 170°C eingemischt werden. Dabei können sich die Zugabereihenfolge und der Zugabezeitpunkt der Einzelkomponenten entscheidend auf die erhaltenen Mischungseigenschaften auswirken und deshalb, entsprechend der beabsichtigten Anwendung, variiert werden. Das Verfahren führt zu einer weitestgehenden Gleichverteilung der Komponenten der erfindungsgemäßen Kautschukmischung.
- Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein vulkanisierbares Gemisch, welches die erfindungsgemäße Kautschukmischung und mindestens einen Vernetzer und/oder Vulkanisationsbeschleuniger enthält. Als Vernetzer können Schwefel, organische Schwefelspender oder Radikalbildner dienen. Beispiele für geeignete Vulkanisationsbeschleuniger sind Mercaptobenzthiazole, Sulfenamide, Guanidine, Thiurame, Dithiocarbamate, Thioharnstoffe, Thiocarbonate oder Zinkoxid.
- Die Vulkanisationsbeschleuniger und Vernetzer können in Mengen von 0,1 bis 20 phr (parts per hundred rubber) eingesetzt werden.
- Das vulkanisierbare Gemisch wird erhalten, indem man die erfindungsgemäße Kautschukmischung, üblicherweise in einem Innenmischer oder auf einer Walze, bei 40–130°C mit den Vernetzern und/oder Vulkanisationsbeschleunigern versetzt. Das vulkanisierbare Gemisch wird für die nachfolgenden Prozessschritte, wie zum Beispiel Formgebung und Vulkanisation, verarbeitet.
- Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Formkörper, welcher durch Einwirkung eines elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Wechselfeldes, gegebenenfalls bei gleichzeitiger thermischer Behandlung, erhältlich ist.
- Unter thermischer Behandlung ist dabei die thermische Vulkanisation des erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Gemisches durch Einbringen von Wärme durch Heizaggregate zu verstehen.
- Die Frequenz geeigneter, magnetischer Wechselfelder liegt im allgemeinen in einem Bereich von etwa 1 kHz bis 10 MHz.
- Beispiele
- Analytik
- Zur Bestimmung des Eisenoxidgehaltes wird die Probe in einer Labormühle homogenisiert und nach Schmelzaufschluss titrimetrisch bestimmt. Es wird der Fe(III)-Gehalt bestimmt und der Fe2O3-Gehalt daraus berechnet. Der Gehalt an Si wird mittels ICP-OES ermittelt und anschließend als Oxid berechnet. Der Gehalt an Zink oder Aluminium wird nach Lösen in Mineralsäure durch ICP-OES bestimmt und in Oxidgehalte umgerechnet.
- Die BET-Oberfläche wird bestimmt nach DIN 66131.
- Der mittlere Partikeldurchmesser wird mittels Laserbeugung bestimmt. Hierzu werden die Partikel wie aus der Synthese erhalten eingesetzt. Als Analysegerät dient ein MW-Beckman Coulter, Inc. LSTM 13 320.
- Die Bestimmung der Kernanteile erfolgt durch Röntgendiffraktometrie. (Reflexion, θ/θ-Diffraktometer, Co-Kα, U = 40kV, I = 35mA; Szintillationszähler, nachgestellter Graphitmonochromator; Winkelbereich (2Θ)/ Schrittweite/ Meßzeit: 10–100° / 0,04° / 6s (4h)). Mit Hilfe der Rietveld-Methode wird eine quantitative Phasenanalyse ausgeführt (Fehler ca. 10% relativ). Die quantitative Phasenanalyse erfolgt anhand des set 60 der ICDD-Datenbank PDF4+ (2010). Die Phasenanalyse und die Kristallitgrößenbestimmung erfolgen mit dem Rietveld-Programm SiroQuant®, Version 3.0 (2005).
- Die Dicke der Schale wird mittels hochauflösender Transmisions-Elektronen-Mikroskopie (HR-TEM) bestimmt.
- Auslaugetest: 0,33 g Kern-Hülle-Partikel in 20ml HCl (1 mol/l) oder H2O2 (0,5 mol/l) oder einer Lösung von 8 Gew.-% NaCl und 2 Gew.-% CaCl2 in Wasser werden über einen Zeitraum von 12 Stunden bei 60°C gelagert. Ein Teil der Lösung wird anschließend mittels geeigneter Analysetechniken, beispielsweise ICP (inductively coupled plasma spectroscopy), auf Eisen untersucht.
- Einsatzstoffe
- Beispiel A1: Zink enthaltende Kern-Hülle Partikel
- Ein Aerosol, welches durch Verdüsen von 4500 g/h einer wässerigen Lösung bestehend aus 26,1 g Eisen-(II)-Chlorid, 1,3 g Zinknitrat und 72,6 g Wasser, jeweils pro 100 g Lösung werden und 3,0 Nm3/h Stickstoff werden mittels einer Zweistoffdüse verdüst. Das so erhaltene Aerosol wird mit 8,8 Nm3/h Wasserstoff und 19 Nm3/h Luft, davon 15 Nm3/h Primärluft und 4 Nm3/h Sekundärluft, in einer ersten Zone zur Reaktion gebracht. Die mittlere Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der ersten Zone beträgt ca. 540 ms. In den Strom des Reaktionsgemisches aus der ersten Zone wird ein Gemisch aus 410 g/h dampfförmigem Si(OC2H5)4 und 4 Nm3/h Stickstoff sowie separat 2,5 kg/h Wasserdampf gegeben. Die mittlere Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der zweiten Zone beträgt ca. 1,7 s. Nachfolgend wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und der erhaltene Feststoff auf einem Filter von den gasförmigen Stoffen abgeschieden.
- Beispiel A2: Aluminium enthaltende Kern-Hülle Partikel
- Ein Aerosol, welches durch Verdüsen von 4500 g/h einer wässerigen Lösung bestehend aus 25,3 g Eisen-(II)-Chlorid, 3,7 g Aluminiumnitrat und 71,0 g Wasser, jeweils pro 100 g Lösung werden und 3,0 Nm3/h Stickstoff werden mittels einer Zweistoffdüse verdüst. Das so erhaltene Aerosol wird mit 8,8 Nm3/h Wasserstoff und 19 Nm3/h Luft, davon 15 Nm3/h Primärluft und 4 Nm3/h Sekundärluft, in einer ersten Zone zur Reaktion gebracht. Die mittlere Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der ersten Zone beträgt ca. 540 ms. In den Strom des Reaktionsgemisches aus der ersten Zone wird ein Gemisch aus 430 g/h dampfförmigem Si(OC2H5)4 und 4 Nm3/h Stickstoff sowie separat 2,5 kg/h Wasserdampf gegeben. Die mittlere Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der zweiten Zone beträgt ca. 1,7 s. Nachfolgend wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und der erhaltene Feststoff auf einem Filter von den gasförmigen Stoffen abgeschieden.
- Die physikalisch-chemischen Daten der Feststoffe aus Beispiel A1 und A2 sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.
- Als Vergleichsbeispiel (A3) wird das Pulver des Beispieles 6 aus
EP-A-2000439 herangezogen. Hierbei handelt es sich um ein mit 1,8 Gew.-% Mangan dotiertes Eisen-Silicium-Mischoxidpulver. Tabelle 1: Physikalisch-chemische Daten der Feststoffe aus A1 und A2Tabelle 2: Kautschukmischungen enthaltend Kern-Hülle Partikel, EPDM und Ruß (B) beziehungsweise Siliciumdioxid(C)
Tabelle 3: Beispiele B
Tabelle 4: Beispiele C
- Die Proben B1–B3 und C1–C3 wurden in Form von Platten mit den Abmessungen 50 × 10 × 5 mm einem Hochfrequenzfeld von ca. 540 kHz bei einer Leistung von 5 kW, 10 kW und 15 kW ausgesetzt. Der Energieeintrag erfolgt durch das Induktionsgerät der Fa. Fives Celes Frankreich des Typs GTMC 25KW mittels Induktion einer wassergekühlten Spule (Durchmesser = 80mm) und Wirkungsrohr-Durchmesser 8mm.
- Es wird festgestellt, dass die Platten, welche Zink oder Aluminium aufweisende Kern-Hülle Partikel enthalten (B1, B2, C1 und C2) im Hochfrequenzfeld wesentlich schneller aufgeheizt werden, als die Vergleichsproben B3 und C3. Weiterhin ist festzustellen, dass die Fehlstellenbildung in den Platten durch die Zink oder Aluminium aufweisenden Kern-Hülle Partikel nur sehr gering im Vergleich zu Platten, die keine magnetischen Partikel enthalten, erhöht ist (Tabelle 5). Tabelle 5: Fehlstellen der Platten; Aufheizzeiten
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006/024413 [0002]
- EP 1789487 A [0003]
- DE 19521565 [0022]
- WO 98/45361 [0022]
- DE 19613796 [0022]
- WO 98/42778 [0022]
- EP 2000439 A [0043]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Ullmann´s Encyclopedia, 5. Auflage, Vol. A 23, Seiten 395 bis 397 [0021]
- DIN 66131 [0035]
Claims (11)
- Kautschukmischung, die Kern-Hülle-Partikel umfasst, die kristallines Eisenoxid im Kern und amorphes Siliciumdioxid in der Hülle enthalten, wobei die Hülle 5 bis 40 Gew.-% Siliciumdioxid und der Kern 60 bis 95 Gew.-% Eisenoxid enthält, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Partikel weitgehend in Form isolierter Einzelpartikel vorliegen, die einen mittleren Durchmesser von 2 bis 20 µm besitzen und b) der Kern b1) zusätzlich 1 bis 2 Gew.-% Aluminium oder Zink enthält und b2) mittels hochauflösender Transmissions-Elektronenmikroskopie (HR-TEM) Netzebenenabstände von 0,20 nm, 0,25 nm und 0,29 nm, jeweils +/–0,02 nm detektierbar sind.
- Kautschukmischung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminium oder Zink zuordenbare Parameter nicht durch Röntgendiffraktometrie oder HR-TEM detektierbar sind.
- Kautschukmischung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern-Hülle-Partikel ein mittels Röntgendiffraktometrie bestimmtes Verhältnis von (Magnetit + Maghemit) zu Hämatit gleich 70:30 bis 95:5 und von Magnetit zu Maghemit gleich 50:50 bis 90:10 aufweisen.
- Kautschukmischung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern-Hülle-Partikel zwischen Kern und Hülle eine oder mehrere, die Elemente Eisen, Silicium und Sauerstoff enthaltende Verbindungen befinden, die im HR-TEM einen Abstand der Gitternetzebenen von 0,31 +/– 0,01 nm aufweisen.
- Kautschukmischung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Kern-Hülle-Partikeln 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Kautschukmischung, ist.
- Kautschukmischung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Kern-Hülle-Partikel durch Reaktion mit einem Halogensilan, Alkoxysilan, Silazan und/oder Siloxan modifiziert ist.
- Kautschukmischung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kautschuk aus der Gruppe umfassend Naturkautschuk, Polybutadien, Polyisopren, Fluorkautschuk, Styrol/Butadien-Copolymerisate, Isobutylen/Isopren-Copolymerisate, halogenierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate, Butadien/Acrylnitril-Copolymere, teihydrierter oder vollständig hydrierter NBR, teihydrierter oder vollständig hydrierter carboxylierter NBR, Ethylen/Propylen/Dien-Copolymerisate, Ethylen/Propylen-Copolymerisate, bromierte Isobutylen/Paramethylstyrol-Copolymerisate, Silikonkautschuk und Mischungen davon ausgewählt wird.
- Kautschukmischung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen oder mehrere nichtmagnetische Füllstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid, gegebenenfalls zusammen mit einem Organosilan und Ruß enthält.
- Kautschukmischung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kautschukhilfsmittel enthält.
- Vulkanisierbares Gemisch, enthaltend die Kautschukmischung gemäß der Ansprüche 1 bis 9 in Gegenwart mindestens eines Vernetzers und/oder Vulkanisationsbeschleunigers.
- Formkörper, erhältlich aus dem vulkanisierbaren Gemisch gemäß Anspruch 10 durch Einwirkung eines elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Wechselfeldes, gegebenenfalls bei gleichzeitiger thermischer Behandlung.
Priority Applications (2)
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| DE19521565A1 (de) | 1995-06-19 | 1997-01-16 | Degussa | Verbesserte Furnaceruße und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE19613796A1 (de) | 1996-04-04 | 1997-10-09 | Degussa | Ruß und Verfahren zu seiner Herstellung |
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