DE1038214B

DE1038214B - Schlauchdichtungsmittel fuer Fahrzeugreifen oder Fahrzeugschlaeuche aus Kautschuk

Info

Publication number: DE1038214B
Application number: DEG20102A
Authority: DE
Inventors: Donald Lee Sweet; Stavros Achilles Kyriakides
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1955-07-18
Filing date: 1956-07-16
Publication date: 1958-09-04
Also published as: GB796908A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlauchdichtungsmittel, das bei schlauchlosen Fahrzeugreifen oder Fahrzeugschläuchen Löcher abdichtet, speziell auf ein Schlauchdichtungsband, das auf die Innenseite von schlauchlosen Reifen anvulkanisiert ist.

Nach der Erfindung besteht das Schlauchdichtungsmittel aus einem Band aus einem Kautschuk mit hoher Mooney-Viskosität, das beträchtliche Mengen schwarzes magnetisches Eisenoxyd und beträchtliche Mengen Weichmacher und Klebstoffe, die eine wesentliche Menge Polybuten enthalten, aufweist. Dem Band sind ferner die zur Vulkanisation erforderlichen Mengen Hilfsstoffe, wie Antioxydationsmittel, Zinkoxyd, Vulkanisationsmittel, Beschleuniger und ähnliche beigemischt.

Das Schlauchdichtungsband nach der Erfindung enthält auf 100 Teile nicht ölfestem, aber mit Mineralöl verträglichem, kautschukartigem Emulsionspolymerisat aus konjugierten Diolefinen mit weniger als 8 aliphatisch gebundenen Kohlenstoffatomen mit einer Mooney-Viskosität von wenigstens 120, wie man sie vorzugsweise durch Emulsionspolymerisation unterhalb 15° C erhält, etwa 60 Teile Ferri-Ferro-Oxyd, 15 bis 25 Teile Polybuten und 65 bis 85 Teile öligen Weichmacher oder Kleber.

Die Menge des Vulkanisiermittels und des Beschleunigers in der Dichtungsmasse beträgt nur einen Bruchteil der Menge Vulkanisationsmittel und Beschleuniger, wie sie in der Lauffläche und der Hauptmasse von schlauchlosen Reifen verwendet werden, so daß die Dichtungsmasse ziemlich langsam vulkanisiert und während der Vulkanisation des schlauchlosen Reifens nicht vollständig ausvulkanisiert wird.

Nachdem die Bestandteile Dichtungsmasse gut gemischt worden sind, wird die Masse zu Bändern von gleichmäßiger Dicke von ungefähr 4 bis 2,5 mm und gleichmäßiger Breite von ungefähr 10 bis 15 cm verformt. Diese Bänder werden auf eine Länge geschnitten, die im wesentlichen mit dem inneren Umfang des schlauchlosen Reifens übereinstimmt. Jedes Band wird in einen Reifen gelegt und vor dem Vulkanisieren des Reifens auf die Innenseite des Reifens festgeklebt.

Der so vorbereitete Reifen kann dann in eine gewöhnliche Form zur Herstellung von Reifen gebracht und in der üblichen Weise vulkanisiert werden. Die Vulkanisationstemperatur in der Form wird niedrig gehalten, so daß zur vollständigen Vulkanisation des Reifens etwa 30 bis 40 Minuten benötigt werden. Das Polybuten dient als Gleitmittel, das die Neigung des teilweise vulkanisierten Lochdichtungsbandes, am Luftsack oder an der Blase der Form zu haften, herabsetzt.

Als Kautschuk mit hohem Mooney-Wert für das Lochdichtungsband nach der Erfindung kann ein

Schlauchdichtungsmittel

für Fahrzeugreifen oder Fahrzeugschläuche

aus Kautschuk

Anmelder:

The General Tire & Rubber Company,
Akron, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald, und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Juli 1955

Donald Lee Sweet und Stavros Achilles Kyriakides,
Cuyahoga Falls, Ohio (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

GR-S-Kautschuk oder ein anderes nicht ölabweisendes, synthetisches Polymerisat dienen. Die Fähigkeit eines Kautschuks, öl aufzunehmen, wächst mit der Mooney-Viskosität des Kautschuks. Es ist daher verständlich, daß größere Mengen Kleber oder andere Weichmacher in dem Lochdichtungsmittel nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, wenn die Mooney-Plastizität ansteigt.

Synthetische Kautschukarten, die gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden können, sind Polymere von konjugierten Diolefinen, wie Butadien, Isopren, Chloropren, Cyanopren, Dimethylbutadien usw., mit nicht mehr und vorzugsweise weniger als 8 Kohlenstoffatomen; ferner Mischpolymere aus einem oder mehreren der obenerwähnten Diolefine mit einem oder mehreren im Gemisch damit polymerisierbaren Monoolefinen, z. B. Arylolefinen, wie a-Methylstyrol, 3,4-Dichlor-a-methylstyrol, p-Acetylct-methylstyrol, auch mit Arylvinyl-Verbindungen,

z. B. Styrol und halogenierte und kernmethylierte Styrole, wie 2,5- oder 3,4-Dichlorstyrol, 3,4-Dimethylstyrol, 3-Chlor-4-methylstyrol und ungesättigte polymerisierbare Ketone, wie Methylisopropenylketon und Methylvenylketon. Der vorzugsweise verwendete Kautschuk mit dem hohen Mooney-Wert ist ein Mischpolymeres aus Butadien-1,3 mit Styrol mit mindestens 50 Gewichtsprozent Dien und gewöhnlich ein GR-S-Kautschuk mit nicht mehr als etwa 25% Styrol.

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Der gemäß der Erfindung verwendete Kautschuk hat vorzugsweise eine Mooney-Viskosität im Bereich von 120 bis 160. Der Ausdruck »Mooney«, wie er hier verwendet wird, bezieht sich immer auf den Wert (ML-4), den man nach 4 Minuten bei Standardbedingungen bei 99° C mit einem Mooney-Standardviskosinieter bei Verwendung des großen Drehkörpers erhält.

Eine geeignete Kautschukmasse ist z. B. eine Öl-Kautschuk-Grundmischung, die unter dem Namen »GR-S 1712« verkauft wird. »GR-S 1712« ist ein Gemisch von 100 Gewichtsteilen Mischpolymeres aus Butadien und Styrol und 37,5 Teilen eines hocharomatischen Zwischenöls. Das Polymer wird durch Emulsionspolymerisation bei etwa 5° C unter Verwendung von Mischseifen aus Harz- und Fettsäuren, einem zuckerfreien eisenaktivierten System und einem Carbamat-Brennstoff und unter Zugabe von ungefähr 1,25% eines färbenden Stabilisators während der Herstellung des Polymeren hergestellt. »GR-S 1712« wird nach dem Salz-Säure-Verfahren koaguliert. Das Butadien-Styrol-Mischpolymere enthält dann 22,5 bis 24,5 %>* gebundenes Styrol. Die Mooney-Viskosität (ML-4) der »GR-S 1712«-Grundmischung (37,5 Teile öl) beträgt ungefähr 45 bis 65. Das fertige Mischpolymere selbst besitzt eine Mooney-Viskosität (AlL-4) von weit über 120.

Das Lochdichtungsmittel soll ungefähr 15 bis 25 Gewichtsteile Polybuten auf 100 Gewichtsteile Polymeres betragen. Das Polybuten ist für den Prozeß wichtig und dient als Gleitmittel, damit der Dichtungsstreifen nach dem Vulkanisieren nicht an der Blase oder Reifenform festklebt. Die Menge Kleber und Weichmacher, die außer dem Polybuten beigegeben wird und die von der Mooney-Viskosität des Polymeren abhängt, beträgt ungefähr 65 bis 85 Teile auf' 100 Gewichtsteile Polymeres. Hervorragende Ergebnisse werden erzielt, wenn die Lochdichtungsmasse 100 Gewichtsteile Polymeres, 15 bis 25 Teile Polybuten, 15 bis 25 Teile harzartigen Kleber und 50 bis 60 Teile öligen Weichmacher enthält.

Es können zahlreiche harzartige Kleber für das Dichtungsmittel nach der Erfindung verwendet werden, z. B. hydriertes Kolophonium, natürliches Holzkolophonium, Cumaron-Indenharze, Koresin (Kondensationsprodukt aus p-tert.-Butylphenol und Acetylen) und zahlreiche Phenol-Klebharze. Ausgezeichnete Ergebnisse erhält man mit einem verträglichen harzartigen Kleber, z. B. »Butac«, einer die Vulkanisation nicht verzögernden Harzsäure oder »Stybelite-Resin«, einem hydrierten Kolophonium.

Der in der Schlauchdichtungsmasse nach vorliegender Erfindung verwendete ölige Weichmacher muß mit dem Kautschuk verträglich sein und ist vorzugsweise ein Mineralöl. Ausgezeichnete Ergebnisse erhält man, wenn man ein hocharomatisches Mineralöl mit einem Siedepunkt, der oberhalb von etwa 223° C liegt, z. B. die im Handel erhältlichen Präparate »Philrich5«. »Sundex 53« und »Dutrex 20 S-1798«, verwendet.

»Sundex 53« ist ein dunkler, aus Aromat und Naphthenen gemischter Schmierölextrakt, bestehend aus etwa 76°/o aromatischen Kohlenwasserstoffen und ungefähr 26°/o Naphthenkohlenwasserstoffen, mit einer Saybolt-Viskosität von 90 Sekunden bei 99° C, einem spezifischen Gewicht von 0,97 und einem Siedepunkt von über etwa 223° C.

»Dutrex 20 S-1798« ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von über etwa 288° C.

Man kann das gesamte Öl zur gleichen Zeit zum Polymeren geben, doch ist es oft besser, zunächst eine Kautschuk-Öl-Grundmischung, bestehend aus dem Polymeren und einem wesentlichen Anteil des Kohlenwasserstofföls, herzustellen und diese zusätzlich mit öligen Weichmachern zu versetzen, wenn der harzartige Kleber oder andere Zusätze schon in der Grundmischung enthalten sind.

Das Schlauchdichtungsmittel muß ferner beträchtliehe Mengen schwarzes Eisenoxyd, ein ausgezeichnetes Schlauchdichtungsmittel, nämlich 50 bis 70 Teile auf 100 Gewichtsteile Polymeres, enthalten.

Das Schlauchdichtungsmittel nach der Erfindung kann ganz rußfrei sein; ausgezeichnete Ergebnisse erhält man aber, wenn das Mittel etwa 10 oder 15 Teile Ofenruß von mittlerer Abriebfestigkeit enthält.

Ferner kann das Schlauchdichtungsmittel auch eine geringe Menge Antioxydationsmittel enthalten, wie z. B. »B-L-E« oder »Age Rite Stallte«, deren Menge vorzugsweise nicht mehr als 2Teile auf 100 Gewichtsteile Polymeres beträgt.

»B-L-E« ist ein Hochtemperaturreaktionsprodukt aus Diphenylamin und Aceton. »Age Rite Staute« ist heptyliertes Diphenylamin.

Weitere übliche Kautschukzusätze, wie Zinkoxyd und Vulkanisationsmittel, können ebenfalls vorhanden sein, wobei normalerweise nicht mehr als 3 Teile Zinkoxyd angewendet werden. Die Menge des im Dichtungsmittel verwendeten Schwefels und die Menge der anderen Vulkanisationsmittel beträgt nur einen kleinen Bruchteil der in der Laufflächen- und Hauptmasse verwendeten Menge, so daß das Lochdichtungsband während der Vulkanisation des Reifens nicht vollständig ausvulkanisiert. Gleicherweise ist die Menge des Vulkanisationsbeschleunigers klein, so daß die Lochdichtungsmasse nicht schnell vulkanisiert wird, wobei man nach Bedarf noch Verzögerer anwenden kann. Es ist günstig, etwa 0,3 bis 0,6 Teile Schwefel und 0,2 bis 0,4 Teile Beschleuniger, z. B. »Santocure« (N-Cyclohexyl-2-benzthiazolsulfenamid), zu verwenden.

Beispiel

Ein vulkanisierbares Schlauchdichtungsmittel wird aus einer GR-S 1712-Grundmischung hergestellt, die auf 100 Teile Polymer 37,5 Teile aromatisches Erdöl, z.B. »Philrich5« oder »Sundex 53«, enthält, wobei diese Kautschuk-Öl-Grundmischung eine Mooney-Viskosität (ML-4) von etwa 55 hat und folgender Ansatz verwendet wird:

Ansatz für Abdichtmasse

»GR-S 1712« (37,5 Teile öl)
Schwarzes Eisenoxyd

»Mapico«

Mittelabriebfester Ruß .....
Antioxydationsmittel

(»B-L-E«)

Harzartiger Kleber

(»Butac«)

Zinkoxyd

Erdöl (»Sundex 53« oder

»Philrich 5«)

Polybuten (»Vistac Nr. 1«)

Vulkanisiermittel (Schwefel)

Beschleuniger (»Santocure«)

Gewichtsteile	Gewichtsteile
137,5	137,5
60	60
—	15
2	2
18	18
3	3
20	20
20	20
0,4	0,4
0,4	0,4

Die obigen Bestandteile werden in üblicher Weise in einem Banburymischer gut gemischt. Dann wird die Abdichtmasse in einer Mühle zerkleinert und zu dünnen Folien ausgewalzt. Während des Walzens werden die Folien im wesentlichen bis auf die volle Breite der Walzen ausgewalzt und durch ein den Walzen anliegendes Messer in Bänder von gleichmäßiger Breite geschnitten. Eines der geschnittenen Bänder wird zwischen zwei andere Bänder gelegt, wobei eine dreifache Lage entsteht, die erneut ausgewalzt und zu einem dünnen Band mit einer Breite von ungefähr 12,5 cm und einer Dicke von ungefähr 4 mm geschnitten wird. Das Band wird in Längen geschnitten, die etwa mit dem inneren Umfang des Reifens übereinstimmen und an den Endkanten abgeschrägt sind.

Ein mit Gewebe verstärkter vulkanisierbarer Luftreifen wird in üblicher Weise hergestellt und mit einem undurchlässigen Innenbelag aus Abfällen gewonnenen Butylkautschuk versehen, der die inneren Schichten der Hauptmasse bedeckt. Der Mittelteil der Butylkautschukschicht wird mit einem gewöhnlichen Bindemittel aus Naturkautschuk bedeckt, und das oben hergestellte Abdichtband wird über das Bindemittel, gleichlaufend mit der Laufflächenschicht des Reifens, mit der Butylkautschukschicht verbunden. Das Bindemittel aus Naturkautschuk wird auf die verjüngten Enden des Bandes aufgetragen, die zu einem endlosen Ring in der Hauptmasse überlappt und verspleißt werden.

Der Reifen wird wie gewöhnlich geformt und vulkanisiert, wie oben beschrieben wurde.

Da das Schlauchdichtungsmittel weniger als die Hälfte Vulkanisiermittel und Vulkanisationsbeschleuniger als die übrigen Reifenteile enthält, wird es nur teilweise vulkanisiert und bleibt klebrig.

Der vulkanisierte schlauchlose Reifen mit dem teilweise vulkanisierten Schlauchdichtungsband hält im wesentlichen genau so lange wie der gleiche Reifen ohne das Band. Das Dichtungsband verhindert bei Beschädigung des Reifens das Austreten von Luft aus den Reifen, und zwar während ihrer ganzen Lebensdauer.

Das Schlauchdichtungsband nach der Erfindung benötigt keine Spezialausrüstung zum Mischen oder Formen der Bänder, und es tritt auch keine wesentliche Schwierigkeit auf, wenn das Band und der Reifen in den üblichen Formen vulkanisiert werden, weil das teilweise vulkanisierte Band nicht an der Blase der Form festklebt. Schwierigkeiten beim Auswalzen der vulkanisierbaren Dichtungsstreifen können dadurch vermieden werden, daß man das Material zu dünnen Folien auswalzt und dann zu Mehrschichtfolien formt.

Der Ausdruck »Teile« bedeutet, wo immer er hier verwendet wird, »Gewichtsteile«.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schlauchdichtungsmittel für Fahrzeugreifen oder Fahrzeugschläuche aus Kautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Band besteht, das auf 100 Teile nicht ölfestern, aber mit Mineralöl verträglichem kautschukartigem Emulsionspolymerisat aus konjugierten Diolenn-Verbindungen mit weniger als 8 aliphatisch gebundenen Kohlenstoffatomen mit einer Mooney-Viskosität von wenigstens 120, wie sie insbesondere durch Emulsionspolymerisation unterhalb 15° C erhalten werden, etwa 60 Teile Ferri-Ferro-Oxyd, 15 bis 25 Teile Polybuten und 65 bis 85 Teile öligen Weichmacher oder Kleber enthält.

2. Schlauchdichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in ihm enthaltene Polymere einen rohen Mooney-Wert (ML-4) von ungefähr 120 bis 160 hat und der ölige Weichmacher und Kleber 15 bis 20'Teile verträglichen harzartigen Kleber und 50 bis 60 Teile verträgliches Mineralöl auf Kohlenwasserstoffbasis enthält.

3. Schlauchdichtungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Masse bis zu etwa 15 Teile Ruß enthält.

4. Schlauchdichtungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse weniger als 5 Teile Ruß enthält.

5. Schlauchdichtungsmittel nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse bis etwa 0,6 Teile Vulkanisiermittel und nicht wesentlich mehr als ungefähr 0,4 Teile Beschleuniger enthält.

6. Schlauchdichtungsband für Fahrzeugreifen oder Fahrzeugschläuche aus Kautschuk nach Anspruch 1 bis 5, bestehend aus einem Streifen von einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke von ungefähr 0,4 bis 0,25 cm und von einer im wesentlichen gleichförmigen Breite von ungefähr 10 bis 15 cm, bestehend aus der in Anspruch 1 bis 5 definierten Masse.

7. Schlauchdichtungsband nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es an der Innenwandung von Fahrzeugreifen oder -schläuchen anvulkanisiert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 589 394, 627 842, 483.