DE1105604B - Process for the pretreatment of vulcanizable, filler-containing, synthetic rubber - Google Patents
Process for the pretreatment of vulcanizable, filler-containing, synthetic rubberInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbehandlung von vulkanisierbarem, füllstoffhaltigem, synthetischem Kautschuk, der durch Polymerisation einer überwiegenden Menge Olefin mit einer geringeren Menge Diolefin hergestellt wurde, z. B. Butylkautschuk, in Gegenwart eines Aktivators für die Wärmebehandlung, jedoch ohne Zusatz von Vulkanisationsmitteln, mindestens nicht in solchen Mengen, wie davon zur Vulkanisation nötig sind, wobei diese Vorbehandlung in einer Wärmebehandlung, entweder vor dem Mischen oder Kneten oder gleichzeitig damit, besteht, jedenfalls aber vor dem Fertigmischen der Stoffgemische mit Vulkanisationsmitteln, der Formgebung und der Vulkanisation. The invention relates to a method for the pretreatment of vulcanizable, filler-containing, synthetic rubber, which is obtained by polymerizing a predominant amount of olefin with a minor amount Amount of diolefin produced, e.g. B. butyl rubber, in the presence of an activator for the heat treatment, but without the addition of vulcanizing agents, at least not in such amounts as are necessary for vulcanization, this pretreatment in a heat treatment, either before mixing or kneading or at the same time, exists, but in any case before Complete mixing of the substance mixtures with vulcanizing agents, shaping and vulcanization.
Bisher benutzte man zur Herstellung fester, zäher und abriebfester Kautschukgemische als Verstärkungsmittel hauptsächlich Ruß, insbesondere Kanalruß. Durch dessen Zusatz in Mengen von z. B. 50 kg auf 100 kg Kautschuk erreichte man eine wesentliche Verbesserung der Zugfestigkeit, des Elastizitätsmoduls und anderer Eigenschaften der entstehenden Stoffgemische nach der Vulkanisation. Insbesondere waren Rußzusätze bei Naturkautschuk und stark ungesättigtem synthetischem Kautschuk vorteilhaft, z. B. bei einem Mischpolymerisat von Butadien und Styrol; jedoch weisen bei einfacher Zumischung des Kanalrußes zu dem Butylkautschuk und den Vulkanisationsmitteln und anschließender Vulkanisation die erhaltenen Produkte nicht die guten Werte für Zugfestigkeit und Modul auf, die sich mit Naturkautschuk erreichen lassen.So far, one used for the production of strong, tough and abrasion-resistant rubber mixtures as a reinforcing agent mainly soot, especially sewer soot. By adding it in amounts of, for. B. 50 kg to 100 kg In rubber, significant improvements in tensile strength, elastic modulus, and others have been achieved Properties of the resulting mixtures of substances after vulcanization. In particular, there were carbon black additives Natural rubber and highly unsaturated synthetic rubber are advantageous, e.g. B. with a copolymer of butadiene and styrene; however, if the channel black is simply admixed with the butyl rubber and the vulcanizing agents and subsequent vulcanization, the products obtained do not have good values for tensile strength and modulus that can be achieved with natural rubber.
Butylkautschuk ist ein stark ungesättigter synthetischer Olefin-Multiolefin-Kautschuk mit einer Jodzahl nach Wi j s zwischen etwa 0,5 und 50 und einem Molekulargewicht nach Staudinger von mindestens etwa 20 000. Seine Herstellung ist bereits im Schrifttum beschrieben worden. Wie in vier Aufsätzen von A. M. Gessler in »The Rubber Age« von Oktober 1953 bis einschließlich Januar 1954 beschrieben wird, gelang kürzlich durch Wärmebehandlung des Butylkautschuks mit Kanalruß vor der Beimischung von Vulkanisationsmitteln und der Vulkanisation eine wesentliche Verbesserung der Zugfestigkeit und des Moduls.Butyl rubber is a highly unsaturated synthetic olefin-multiolefin rubber with an iodine number according to Wi j s between about 0.5 and 50 and a molecular weight according to Staudinger of at least about 20,000. Its production has already been described in literature. As in four essays by A. M. Gessler in "The Rubber Age" described from October 1953 up to and including January 1954, recently succeeded Heat treatment of butyl rubber with sewer soot before adding vulcanizing agents and the Vulcanization significantly improves tensile strength and modulus.
Man hoffte, daß eine ähnliche Wärmebehandlung auch die Herstellung fester, zäher und elastischer Produkte aus Gemischen von synthetischem Kautschuk, der durch Polymerisation einer überwiegenden Menge Olefin und einer geringeren Menge Diolefin hergestellt wird, z. B. von Butylkautschuk, mit inerten mineralischen Füllstoffen, wie Kieselsäure verschiedener Art und Tonen, ermöglichen würde, die bisher bei Zumischung zu diesem synthetischen Kautschuk lediglich als inneres Verdünnungsmittel wirkten. Es zeigte sich jedoch, daß sogar bei Wärmebehandlung einer Mischung aus z. B. 50 Gewichtsteilen einer Kieselsäure oder eines Tons mit 100 Teilen Butylkautschuk, im Ruhezustand oder unter Verfahren zur VorbehandlungIt was hoped that a similar heat treatment would also produce strong, tough and elastic products from mixtures of synthetic rubber obtained by polymerizing a predominant amount of olefin and a minor amount of diolefin is produced, e.g. B. of butyl rubber, with inert mineral fillers, such as silica of various types and clays, would allow previously when admixed to this synthetic rubber only acted as an internal diluent. It turned out, however, that even when heat treating a mixture of z. B. 50 parts by weight of a silica or clay with 100 parts butyl rubber, at rest or under pretreatment procedures
von vulkanisierbarem, füllstoffhaltigem,of vulcanizable, filler-containing,
synthetischem Kautschuksynthetic rubber
Anmelder:Applicant:
Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N.J. (V.St.A.)Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N.J. (V.St.A.)
Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt, Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36Representative: Dr. W. Beil, lawyer, Frankfurt / M.-Höchst, Antoniterstr. 36
Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 2. Mai 1955Claimed priority: V. St. v. America May 2, 1955
Warmverknetung, in jedem Falle jedoch mit anschließender Behandlung in einer Knetstufe, darauffolgender Abkühlung, Zusatz von Vulkanisationsmitteln und Vulkanisation, die fertigvulkanisierten Produkte meist wenig oder überhaupt keine besseren Zugfestigkeiten, Moduli und dynamischen Eigenschaften zeigten.Hot kneading, but in any case with subsequent Treatment in one kneading stage, subsequent cooling, addition of vulcanizing agents and Vulcanization, the fully vulcanized products usually have little or no better tensile strength at all, Modules and dynamic properties showed.
Es wurde nun gefunden, daß man durch eine Vorbehandlung der obengenannten vulkanisierbaren synthetischen Kautschuke Mischungen mit verbesserten physikalischen Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit und Elastizität erhält, wenn man von solchen Polymerisaten aus einer überwiegenden Menge Olefin und einer geringeren Menge Diolefin ausgeht, deren Molekulargewicht wenigstens 20 000 und deren Jodzahl etwa 0,5 bis 50 beträgt, und diese Polymerisate nach Zusatz von Füllstoffen auf 120 bis 230° C erwärmt, wobei das Besondere darin liegt, daß man die Mischungen, deren Füllstoffe inerter Art sind, in Gegenwart eines organischen Wärmeumsetzungsaktivators erwärmt, der aus einer aromatischen Verbindung von der allgemeinen FormelIt has now been found that a pretreatment of the abovementioned vulcanizable synthetic Rubber mixtures with improved physical properties in terms of strength and elasticity obtained when one of such polymers from a predominant amount of olefin and a smaller amount Amount of diolefin goes out whose molecular weight is at least 20,000 and whose iodine number is about 0.5 to 50, and these polymers are heated to 120 to 230 ° C after the addition of fillers, the specialty being that that the mixtures, the fillers of which are inert, in the presence of an organic heat conversion activator heated, consisting of an aromatic compound of the general formula
ρ — ON — Ar(R)4 — NR'2 ρ - ON - Ar (R) 4 - NR ' 2
in der Ar einen aromatischen Kern und R und R' Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder andere Kohlenwasserstoffreste bedeuten, oder aus einer chinoiden Verbindung mit wenigstens einer stickstoff- oder sauerstoffhaltigen Gruppe am Ring besteht, wobei unter Bedingungen gearbeitet wird, bei denen eine Vulkanisation des Elastomerengemisches vermieden wird. Diese Wärmevorbehandlung der synthetischen Kautschuke mit den Zusätzen inerter Füllstoffe allein ergibt zwar noch keine Verbesserung der Mischung, jedoch führt der Zusatz des Wärmebehandlungsaktivators vor oder während der Wärmebehandlung dazu, daß die Mischungen nach Zusatz von üblichenin which Ar is an aromatic nucleus and R and R 'are hydrogen, alkyl, aryl or other hydrocarbon radicals mean, or from a quinoid compound with at least one nitrogen- or oxygen-containing group exists on the ring, working under conditions in which vulcanization of the elastomer mixture is avoided. This pretreatment of synthetic rubbers with inert additives Although fillers alone do not improve the mixture, the addition of the heat treatment activator does before or during the heat treatment to ensure that the mixtures after the addition of customary
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Vulkanisationsmitteln und Fertigvulkanisation erheblich p-Chinondioxim-di-(p-methoxybenzoat)Vulcanizing agents and finished vulcanization considerably p-quinone dioxime di- (p-methoxybenzoate)
verbesserte Zugfestigkeiten, Moduli und dynamische p-Chinondioxim-di-(n-amyloxybenzoat)improved tensile strengths, moduli and dynamic p-quinonedioxime di- (n-amyloxybenzoate)
Eigenschaften aufweisen. p-Chinondioxim-di-(m-brombenzoat)Have properties. p-quinonedioxime di- (m-bromobenzoate)
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, bei der Aromatische modifizierte aliphatische EsterIt has been proposed to use aromatic modified aliphatic esters
Behandlung von Kautschukgemischen mit Ruß zunächst 5 _, . ,. . .. , , ,Treatment of rubber mixtures with carbon black initially 5 _,. ,. . ..,,,
in Abwesenheit von Vulkanisationsmitteln die Gemische p-Chinondioxim-di-(phenylacetat)in the absence of vulcanizing agents, the mixtures p-quinone dioxime di- (phenyl acetate)
zu erwärmen und dabei auch mineralische Füllstoffe Metallverbindungento heat and thereby also mineral fillers metal compounds
zuzumischen. Diese bekannte Arbeitsweise ergab jedoch Monozinksalz des Chinondioximsto mix in. However, this known procedure resulted in the monozinc salt of quinone dioxime
noch keine Lösung der bisher vorliegenden Aufgabe, Dizinksalz des ChinondioximsNo solution has yet been found for the problem at hand, the dicin salt of quinone dioxime
inerte mineralische Füllstoffe in solche vulkanisierbare io Zinkchlorid-Doppelsalz des Chinondioximsinert mineral fillers in such vulcanizable io zinc chloride double salt of quinone dioxime
Elastomere einzuarbeiten, die ziemlich wenig ungesättigte Mono-Mercurisalz des ChinondioximsIncorporate elastomers, the very little unsaturated mono-mercuric salt of quinone dioxime
Bindungen aufwiesen, und daraus Mischungen hoher Di-Mercurisalz des ChinondioximsHad bonds, and therefrom mixtures of high di-mercury salt of quinone dioxime
Festigkeiten zu erhalten. Mercurichlorid-Doppelsalz des ChinondioximsTo maintain strength. Mercury chloride double salt of quinone dioxime
Auch der Ersatz des Rußes in den erwähnten vor- Mono-Bariumchlorid-Doppelsalz des ChinondioximsAlso the replacement of the soot in the previously mentioned mono-barium chloride double salt of quinone dioxime
bekannten Gemischen durch Zinkoxyd hat mit dem 15 Mono-Kupfersalz des Chinondioximsknown mixtures by zinc oxide has with the 15 mono-copper salt of quinone dioxide
Zusatz inerter Füllstoffe, wie Kieselsäure, Ton oder Mono-Bleisalz des ChinondioximsAddition of inert fillers such as silica, clay or the mono-lead salt of quinone dioxime
Silikaten und der anschließenden Wärmebehandlung Mono-Bariumsalz des ChinondioximsSilicates and the subsequent heat treatment mono-barium salt of quinone dioxime
mit den erfindungsgemäßen Zusätzen nichts zu tun, denn Silbersalz des p-Chinondioxims
Zinkoxyd stellt keinen inerten Füllstoff im kautschuk-nothing to do with the additives according to the invention, because the silver salt of p-quinone dioxime
Zinc oxide is not an inert filler in the rubber
technischen Sinne dar, sondern hat selbst bestimmte 20 Kernveranderungtechnical sense, but has itself certain 20 core changes
vulkanisationsfordern.de Eigenschaften. 1,4-Naphthochinondioximvulkanisationslösungen.de properties. 1,4-naphthoquinone dioxime
Ebensowenig hat der bereits bekanntgewordene Zusatz 2,6-Dimethyl-l ,4-chinondioximThe addition, which has already become known, has just as little 2,6-dimethyl-1,4-quinonedioxime
verschiedener schwefelfreier Reagenzien als Vulkani- 2-Phenyl-l ,4-chinondioximvarious sulfur-free reagents as Vulkani- 2-Phenyl-1,4-quinonedioxime
sationsmittel für verschiedene synthetische Kautschuk- 2-Benzyl-l,4-chinondioximsation agent for various synthetic rubber 2-benzyl-1,4-quinonedioxime
arten mit dem vorliegenden Verfahren etwas zu tun. Es 25 Thymochinondioximto do something with the present procedure. There 25 thymoquinone dioxime
handelt sich hierbei nämlich immer nur um die Ver- Thymo-chinondioxim-dibenzoatThis is because this is always only about the thymo-quinonedioxime dibenzoate
wendung solcher Zusätze für die Vulkanisation selbst. Thymo-chinondioxim-diacetatuse of such additives for vulcanization itself. Thymo-quinone dioxime diacetate
Bei dem vorliegenden Verfahren jedoch werden die .,, ,., . Λ7· v- ·,In the present method, however, the. ,,,.,. Λ7 v-,
..... ^. t ^- j. ■ j · j. Verschiedenartige Verbindungen..... ^. t ^ - j. ■ j · j. Various connections
W armeumsetzungsaktivatoren immer nur vor der eigent- ...Heat conversion activators only ever before the actual ...
liehen Vulkanisation, also nicht unter Vulkanisations- 30 " Phloroglucin-tnoximlent vulcanization, so not under vulcanization 30 "Phloroglucin-tnoxim
bedingungen, zusammen mit dem Kautschuk erwärmt. 2,S-Dimtroso-4-isopropyltoluolconditions, heated together with the rubber. 2, S-dimtroso-4-isopropyltoluene
Einer der Stoffe, die sich als Aktivator sehr brauchbar p-DimtrosobenzolOne of the substances that is very useful as an activator is p-dimtrosobenzene
erwiesen haben, ist p-Nitroso-dimethylanüin. Diese m-Dinitrosobenzolhave been shown to be p-nitroso-dimethylanuine. This m-dinitrosobenzene
Verbindung hat die Formel Chmon-bis-chlonmmCompound has the formula Chmon-bis-chlonmm
_nv r ν υ,γηι 35 2,4-Dinitro-l-naphthol_nv r ν υ, γηι 35 2,4-dinitro-1-naphthol
ρ υ λ · C6^n4 · λ (C±13)2 2,6-Dichlorchinon-monochlorirninρ υ λ · C 6 ^ n 4 · λ (C ± 1 3 ) 2 2,6-dichloroquinone-monochlorimine
Ebenso wirken andere verwandte Verbindungen von Die zu verwendende Menge des Wärmebehandlungs-Other related compounds have the same effect.
der allgemeinen Formel aktivators schwankt zwischen etwa 0,1 und 5 Teilen,the general formula activator varies between about 0.1 and 5 parts,
ρ o\ · Ax(R) · \R vorzugsweise 0,5 bis 2 Teilen, auf 100 Gewichtsteile desρ o \ · Ax (R) · \ R preferably 0.5 to 2 parts, per 100 parts by weight of the
40 Polymerisats, d. h. des Butylkautschuks. Die zur Erin denen Ar einen aromatischen Kern, z. B. von Benzol, reichung günstigster Ergebnisse erforderlichen Mengen Naphthalin oder Anthracen, darstellt und R Wasserstoff, des Aktivators sind im allgemeinen proportional zur eine Alkyl-, Aryl-Alkaryl- oder Aralkylgruppe bedeutet. Menge der Füllstoffe.40 polymer, ie butyl rubber. The to Erin which Ar has an aromatic nucleus, e.g. B. of benzene, the most favorable results required amounts of naphthalene or anthracene, and R is hydrogen, of the activator are generally proportional to an alkyl, aryl-alkaryl or aralkyl group. Amount of fillers.
Dibenzochinondioxim ist ein bevorzugter Aktivator. Als Butylkautschuk kann man die seit einigen JahrenDibenzoquinone dioxime is a preferred activator. It has been used as butyl rubber for a number of years
Auch andere organische Verbindungen mit einem 45 im Handel erhältliche Art nehmen, die ein hochmoleku-Also take other organic compounds with a 45 commercially available type that have a high molecular weight
aromatischen oder Chinoidaufbau sind verwendbar, lares Mischpolymerisat aus etwa 90 bis 99,5 °/0 Isobutylenaromatic or Chinoidaufbau are useful lares copolymer of about 90 to 99.5 ° / 0 isobutylene
wenn an deren Ring vorzugsweise ein NO gebunden ist, und etwa 10 bis 0,5 % Isopren, wobei das im Handelif an NO is preferably bonded to their ring, and about 10 to 0.5% isoprene, which is commercially available
z. B. p- oder m-Dinitrosobenzol, Chinondioxim und erhältliche Produkt im allgemeinen den engeren Bereichz. B. p- or m-dinitrosobenzene, quinone dioxime and available product in general the narrower range
Derivate dieser Verbindungen, z. B.: von etwa 95 bis 99% Isobutylen zusammen mit 5 bis 1 ° 0 Derivatives of these compounds, e.g. E.g .: from about 95 to 99% isobutylene together with 5 to 1 ° 0
Aliphatische Ester von p-Chinondioxim-Derivaten 5<> Isopren umfaßt. Das Molekulargewicht nach StaudingerAliphatic esters of p-quinonedioxime derivatives 5 <> Includes isoprene. The Staudinger molecular weight
p-Chinondioxim-diacetat 8^ ™^51^113 2° °°°' v°r T zug3weisemmdestenS 30 000p-Quinonedioxime diacetate 8 ^ ™ ^ 5 1 ^ 113 2 ° °°° ' v ° r T z ig3weisemmdes te n S 30,000
ρ Chinondioxim dicaproat oder 40 °00' betragen· und kann bis 100 000 oder nochρ quinone dicaproat or 40 ° 00 'Betra g s · and can be up 100,000 or more
p-Chinondioxim-dilaurat wf höher liegen. Der Mooney-Wert (8 Minuten bei 100= C)p-quinone dioxime dilaurate w f are higher. The Mooney value (8 minutes at 100 = C)
p-Chinondioxim-distearat 5θ11^ mindestens etwa 30, zur Erzielung bester Ergebnissep-quinone dioxime distearate 5θ11 ^ at least about 30, for best results
p-Chinondioxim-dicrotonat 55 ™d leif ^r Bearbeitbarkeit jedoch vorzugsweise zwischenp-quinone dioxime dicrotonate 55 ™ d lei for machinability but preferably between
p-Chinondioxim-dinaphthenat 40 ™d f betragen. Zur hier nicht geschützten Herstellung des Butylkautschuks kann man außerdem nochp-quinonedioxime dinaphthenate 40 ™ d f . The production of butyl rubber, which is not protected here, can also be used
(mit aliphatischen zweibasischen Säuren) andere gleichwertige Monomere verwenden. An StelleUse other equivalent monomers (with aliphatic dibasic acids). Instead of
p-Chinondioxim-succinat von Isobutylen kann man ferner auch z. B. Methyl-p-Quinonedioxime succinate of isobutylene can also be used, for. B. methyl
p-Chinondioxim-adipat 60 2-buten-l oder irgendein anderes Olefin, vorzugsweisep-Quinonedioxime adipate 60 2-butene-1 or any other olefin, preferably
Furfurol ein Isoolefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, nehmen.Furfural e i n isoolefin having from 4 to 8 carbon atoms, take.
p-Chinondioxim-di-furancarbonsäureester Anstatt v™ }sof™ kann "fn ^h von anderen konjugierten Multiolefinen mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomenp-Quinonedioxime-di-furancarboxylic acid ester Instead of v ™ } so f ™ can "fn ^ h of other conjugated multiolefins with 4 to 14 carbon atoms
Aromatische Ester ausgehen, vorzugsweise von konjugierten Diolefmen mitAromatic esters start, preferably from conjugated diolefins with
p-Chinondioxim-dibenzoat 65 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, z. B. von Butadien, Piperylen,p-quinone dioxime dibenzoate 65 4 to 6 carbon atoms, e.g. B. of butadiene, piperylene,
p-Chinondioxim-di-(o-chlorbenzoat) Dimethylbutadien oder 2-Methyl-pentadien.p-quinonedioxime di- (o-chlorobenzoate) dimethylbutadiene or 2-methylpentadiene.
p-Chinondioxim-p-chlorbenzoat Zu den nach vorliegender Erfindung verwendbarenp-Quinonedioxime p-chlorobenzoate Among those which can be used according to the present invention
p-Chinondioxim-di-(p-nitrobenzoat) mineralischen Füllstoffen gehören die nicht aus Rußp-quinonedioxime di- (p-nitrobenzoate) mineral fillers do not belong to those made from carbon black
p-Chinondioxim-di-(m-nitrobenzoat) bestehenden Füllstoffe oder Pigmente, wie die Oxyde,p-quinone dioxime di- (m-nitrobenzoate) existing fillers or pigments, such as the oxides,
p-Chinondioxim-di-(3,5-dinitrobenzoat) 70 Hydroxyde oder Carbonate von Silicium, Aluminium,p-quinonedioxime di- (3,5-dinitrobenzoate) 70 hydroxides or carbonates of silicon, aluminum,
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Magnesium oder Titan oder deren Silikate oder Aluminate. von 1 bis 2 Teilen Schwefel auf 100 Teile Kautschuk,Magnesium or titanium or their silicates or aluminates. from 1 to 2 parts of sulfur to 100 parts of rubber,
Beispiele für verschiedene Mineralfüllmittel sind: nehmen. Außerdem können etwa 0,5 bis 2 % BeschleunigerExamples of different mineral fillers are: take. In addition, about 0.5 to 2% accelerator can be used
A1 . . .,., . n t..„, n/r· Ui zugefügt werden, z. B. Tetramethyl-thiuramdisulfid, A1 . . .,.,. nt .. ", n / r · Ui can be added, e.g. B. tetramethyl thiuram disulfide,
Alummiumsihkat Gefälltes Magnesiumcarbonat o ?T . , ,,· , τ> ,,- , _,· 1CJ π· λ -·α.ι_ ιAluminum silicate precipitated magnesium carbonate o ? T. , ,, ·, τ> ,, -, _, · 1CJ π · λ - · α.ι_ ι
„r , ,,. .. , ? , 2-Mercaptobenzthiazol, Benzthiazyl-disulfid, Bis-4-athyl-" R , ,,. ..,? , 2-mercaptobenzothiazole, benzthiazyl disulfide, bis-4-ethyl
Wasserhaltiges mit verschiedenen . .,. ,,. 1£, ·„. , , .,. ^ π . ,, , , ../Water containing various. .,. ,,. 1 £ , · “. ,,.,. ^ π . ,,,, ../
Aluminiumsilikat SiO2: Al^-Verhältnissen 5 toazyldisulfid, Diphenylguanidin, Butyraldehyd-anilm-Aluminum silicate SiO 2 : Al ^ ratios 5 toazyl disulfide, diphenylguanidine, butyraldehyde-anilm-
Ausgefälltes Ausgefälltes hydratisiertes Kondensationsprodukte ZinkdimethyldithiocarbamatPrecipitated Precipitated hydrated condensation product zinc dimethyldithiocarbamate
Calciumcarbonat Calciumsilikat und °^ andere Thiurame, Drthiocarbamate.ThiazolguanidmeCalcium carbonate calcium silicate and ° ^ other thiurams, Drthiocarbamate.Thiazolguanidme
Basisches. -metasilikat λ c* π j ' u j τ, ± e τ. c -ι Basic. -metasilicate λ c * π j ' u j τ, ± e τ. c -ι
., . . lx . τι j j.· · j. Tr- ι ·· An Stelle von oder neben dem obengenannten Schwefel ., . . lx . τι j j. · · j. Tr- ι ·· Instead of or in addition to the abovementioned sulfur
Aluminiumsulfat Hydratisierte Kieselsaure , A „,,. . u u χ « ·Aluminum sulfate Hydrated silica, A ",,. . uu χ «·
., . . , , A Λζ \ " & λ 10 u m ßeschleumger kann man auch schwefelfreie.,. . ,, A Λζ \ "& λ 10 to ß esc hleumger can also be sulfur-free
„ y j ■_ S Vulkanisationsmittel, wie p-Dinitrosobenzol, p-Chinon-"Y j ■ _ S vulcanizing agents, such as p-dinitrosobenzene, p-quinone
Bauxit Titandioxyd ,. . -, ~, . ' K11, , . . , ^Bauxite titanium dioxide,. . -, ~,. ' K 11,, . . , ^
„ ,. _ , J dioxim oder rhiuramtetrasulfide, beimischen.",. _, J dioxim or rhiuramtetrasulfide, add.
„ao m. ν, t °ner e^e Außerdem kann man der Mischung vor der Vulkani- ° sation noch andere übliche Bestandteile zusetzen, z. B. Diese verschiedenen mineralischen Füllstoffe sollten 15 Oxydationsverhütungsmittel oder andere Stabilisatoren, feinkörnige Pulver sein, die zu 99% eine Feinheit unter Stearinsäure (etwal bis 2%), Zinkoxyd (etwal bis 25%), 0,044 mm haben und deren Teilchengröße im Durch- alle gewünschten Farbpigmente oder Farben und gegeschnitt bis zu 0,01 bis 0,02 μ heruntergeht. Die Menge benenfalls auch entweder kleine Mengen (z. B. 1 bis 10%) der zuzusetzenden mineralischen Füllstoffe richtet sich Wachse, Harze oder Öle als Verarbeitungshilfsmittel nach dem beabsichtigten Verwendungszweck der fertigen 20 oder sogar größere Mengen (etwa 10 bis 50%) nicht-Stoffgemische und nach den verschiedenen gewünschten flüchtiger Mineralöle oder Ester als Streckmittel, physikalischen Eigenschaften, sollte jedoch normalerweise Nach Einverleibung der gewünschten Vulkanisationszwischen etwa 10 und 200, vorzugsweise etwa 50 und 100 mittel und anderer Zusätze erhalten die Mischungen die oder 150 Gewichtsteilen der mineralischen Füllstoffe auf gewünschte endgültige Form und werden abschließend 100 Gewichtsteile des Kautschuks betragen (abgekürzt %). 25 vulkanisiert." Ao m . ν, ° ner e ^ e t In addition, to the mixture prior to the vulcanization ° sation enforce other conventional ingredients such. B. These various mineral fillers should be antioxidants or other stabilizers, fine-grained powders with a fineness of 99% stearic acid (about up to 2%), zinc oxide (about up to 25%), 0.044 mm and their overall particle size desired color pigments or colors and cut down to 0.01 to 0.02 μ. The amount, if necessary, either small amounts (e.g. 1 to 10%) of the mineral fillers to be added depends on waxes, resins or oils as processing aids according to the intended use of the finished 20 or even larger amounts (about 10 to 50%). Mixtures of substances and according to the various desired volatile mineral oils or esters as extenders, physical properties, however, should normally after incorporation of the desired vulcanization between about 10 and 200, preferably about 50 and 100 agents and other additives, the mixtures receive the or 150 parts by weight of the mineral fillers to desired final shape and will ultimately be 100 parts by weight of the rubber (abbreviated%). 25 vulcanized.
Zum Beispiel kann für elektrische Isolierungen eine Die Mischungen nach vorliegender Erfindung sind auchFor example, for electrical insulation, the mixtures according to the present invention are also
ziemlich große Menge mineralischer Füllstoffe, z. B. als Bindemittel verwendbar, d. h. in Form von Disper-quite a large amount of mineral fillers, e.g. B. usable as a binder, d. H. in the form of dispersing
etwa 80 oder 100 bis 150%, erwünscht sein. Ähnlich hohe sionen der aktivierten und warmbehandelten Mischungabout 80 or 100 to 150%, may be desirable. Similar high sions of the activated and heat-treated mixture
Zusätze können zur Herstellung verschiedener Arten von aus Butylkautschuk und den mineralischen Füllstoffen inAdditives can be used to make various types of from butyl rubber and the mineral fillers in
geformten Kautschukgegenständen zweckmäßig sein, 30 einer Konzentration von etwa 5 bis 40 GewichtsprozentMolded rubber articles may be useful at a concentration of about 5 to 40 percent by weight
z. B. für Dichtungen, Bänder oder Bodenbeläge. Bei in einem flüchtigen Lösungsmittel, wie Benzin, allein oderz. B. for seals, tapes or floor coverings. When in a volatile solvent such as gasoline, alone or
Mischungen für die Herstellung von Fahrzeugreifen mit zusammen mit Vulkanisationsmitteln,Mixtures for the manufacture of vehicle tires with together with vulcanizing agents,
weißen Seiten wänden jedoch sollte die Menge des weißen . .white walls, however, should be the amount of white. .
Füllstoffes im allgemeinen etwa 50 bis 100% betragen. Beispiel 1The filler is generally about 50 to 100%. example 1
Die Mischungen aus Butylkautschuk, mineralischen 35 Zum Nachweis der bei Verwendung eines AktivatorsThe mixtures of butyl rubber, mineral 35 To demonstrate the use of an activator
Füllstoffen und Aktivatoren nach vorliegender Erfindung während der Wärmebehandlung von ButylkautschukFillers and activators according to the present invention during the heat treatment of butyl rubber
können entweder statisch (d. h. im Ruhezustand) oder erzielbaren Vorteile wurde eine Reihe von Versuchen mitcan either be static (i.e. at rest) or obtainable benefits has been shown in a number of attempts
dynamisch, d. h. unter mechanischer Durcharbeitung, einem Calciumzeolithfüllstoff mit einer durchschnittlichendynamic, d. H. under mechanical working through, a calcium zeolite filler with an average
warmbehandelt werden, z. B. durch Heißkneten, oder Teilchengröße von etwa 0,01 bis 0,05 μ durchgeführt. Fürbe heat treated, e.g. B. carried out by hot kneading, or particle size of about 0.01 to 0.05 μ. For
auch abwechselnd statisch und dynamisch oder unter 40 diese Versuche diente ein im Handel erhältlicher synthe-alternately static and dynamic or under 40 of these attempts, a commercially available synthetic
statischer Kreislaufbehandlung mit regelmäßigen Unter- tischer Isobutylen-Isopren-Kautschuk mit einem Mooney-static circulation treatment with regular under-table isobutylene-isoprene rubber with a Mooney
brechungen, während deren kurze Knetbehandlungen wert (8 Minuten bei 1000C) von etwa 61 bis 70, der zubreaks, during which brief kneading treatments are worth (8 minutes at 100 0 C) from about 61 to 70, the too
eingeschaltet sind. Die Temperaturen der Wärme- etwa 1,5 bis 1,7 Molprozent ungesättigt ist. Wie ausare switched on. Temperatures of heat- about 1.5 to 1.7 mole percent unsaturated. How out
behandlung sollten zwischen 120 und 230° C, Vorzugs- Tabelle I hervorgeht, wurde bei diesen fünf VersuchenTreatment should be between 120 and 230 ° C, as shown in Table I, was used in these five experiments
weise zwischen 150 und 200° C, liegen, wobei die Behänd- 45 p-Nitroso-dimethylanilin in Mengen von 0,5 bis 4%between 150 and 200 ° C, with the hand- 45 p-nitroso-dimethylaniline in amounts of 0.5 to 4%
lungsdauer umgekehrt proportional zur Temperatur und bei einem anderen Versuch 0,5% p-DinitrosobenzolThe duration of the treatment is inversely proportional to the temperature and, in another experiment, 0.5% p-dinitrosobenzene
schwankt: etwa 1 Stunde bis zu 8 Stunden, wenn man als Aktivator verwendet.fluctuates: about 1 hour to 8 hours when used as an activator.
bei 120° C im Ruhezustand er wärmt, bis zu 5 bis 30 Minuten Zum Vergleich wurden auch zwei Versuche ohne bei 175 bis 230° C unter Warmknetung (Erwärmung im Aktivator durchgeführt, und zwar der eine mit derselben Barnbury oder bei anderer dynamischer Erwärmung), go Wärmebehandlung wie bei den obengenannten Versuchen Auch zwischen diesen Werten liegende Kombinationen und der andere überhaupt ohne Wärmebehandlung, von Temperatur, Zeit und Knet- oder sonstigen Be- Die bei den sechs mit Aktivatoren durchgeführten arbeitungsarten sind möglich. Versuchen und dem einen ohne Aktivator angewandte Unabhängig davon, wie die Mischungen aus Butyl- Wärmebehandlung bestand aus einstündiger Warmkautschuk und den mineralischen Füllstoffen warm- 55 knetung bei 155 bis 1600C. Die Zusammensetzung der behandelt werden, d. h. ob statisch oder unter Warm- für alle sieben wärmebehandelten und den einen Versuch knetung oder durch eine andere Knetbehandlung, sollte ohne Wärmebehandlung verwendeten Mischung war die Wärmebehandlung in jedem Falle mit einer ab- folgende:at 120 ° C in the resting state he warms up, up to 5 to 30 minutes For comparison, two tests were also carried out without at 175 to 230 ° C with warm kneading (heating in the activator, one with the same Barnbury or with a different dynamic heating), Go heat treatment as in the above-mentioned experiments. Combinations between these values and the other without heat treatment at all, of temperature, time and kneading or other workings are possible for the six types of work carried out with activators. Experiments and the one without activator applied Regardless of how the mixtures of butyl heat treatment consisted of one hour of warm rubber and mineral fillers hot- 55 kneading at 155 to 160 0 C. The composition of the treatment, ie, whether static or under hot for all seven heat-treated and one attempt kneading or by another kneading treatment, should the mixture used without heat treatment, the heat treatment was in each case with one of the following:
schließenden Knet- oder Mischbehandlung enden, um Butylkautschuk 100Closing kneading or mixing treatment ends to make butyl rubber 100
sicher zu sein, daß die Mischung homogen ist und sich in 60 Stearinsäure 0,5to be sure that the mixture is homogeneous and in 60% stearic acid
einem glatten, gut bearbeitbaren plastischen Zustand Calciumzeolith 80a smooth, easily machinable, plastic state calcium zeolite 80
befindet. Danach sollte man die Mischung bis unter Wärmebehandlungsaktivator (s. Tabelle I)is located. Then you should apply the mixture to below heat treatment activator (see Table I)
1200C abkühlen oder abkühlen lassen, um bei Zusatz der120 0 C to cool or allow to cool down when adding the
Vulkanisationsmittel eine Anvulkanisation zu verhüten; Nach der Warmknetung wurden die Proben auf etwa danach gibt man die gewünschten Vulkanisationsmittel 65 43° C abgekühlt und unter Mischen bei etwa 43° C mitVulcanizing agents to prevent scorching; After the hot kneading, the samples were approx then the desired vulcanizing agent 65 is added, cooled to 43 ° C. and mixed with it at about 43 ° C.
unter mechanischem Durchmischen bei verhältnismäßig folgendem Beschleunigergemisch versetzt:with mechanical mixing with the proportionally following accelerator mixture added:
mäßiger Temperatur zu, z. B. bei etwa 37 bis 12O0C, ZnO 5moderate temperature, e.g. B. at about 37 to 12O 0 C, ZnO 5
vorzugsweise bei 37 bis 65° C. Schwefel 2preferably at 37 to 65 ° C. Sulfur 2
Für Butylkautschuk kann man die üblichen Vulkani- Tetramethyl-thiuramdisulfid 1For butyl rubber you can use the usual vulcani- tetramethyl-thiuram disulfide 1
sationsmittel in Mengen von etwa 0,5 bis 3, vorzugsweise 70 Di-2-benzothiazyldisulfid 0,5Sating agent in amounts of about 0.5 to 3, preferably 70 di-2-benzothiazyl disulfide 0.5
Die Proben wurden sodann 8, 16, 32 und 64 Minuten lang bei 160° C vulkanisiert und auf ihre physikalischenThe samples were then cured for 8, 16, 32 and 64 minutes at 160 ° C and their physical
und elektrischen Eigenschaften hin untersucht; die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt:and electrical properties examined; the results are given in Table I below:
Tabelle I Physikalische EigenschaftenTable I Physical Properties
Zugfestigkeit, kg/cm2 — Dehnung, %Tensile Strength, kg / cm 2 - Elongation,%
Modul bei 100 bis 200 % 1 8 _ Shore.Härte Module at 100 to 200% 1 8 _ Shore . hardness
Modul bei 300 bis 400 <% j kgl Cm bhore Marte Module at 300 to 400 <% j kgl Cm bhore Marte
Als Aktivator diente bei Versuchen 3 bis 7 p-Nitroso-dimethyl-anilin, bei Versuch 8 dagegen p-Dinitrosobenzol.In experiments 3 to 7, p-nitroso-dimethyl-aniline was used as the activator, whereas in experiment 8, p-dinitrosobenzene was used.
Elektrische EigenschaftenElectrical Properties
Dielektrische
Konstante
bei 1 kHzDielectric
constant
at 1 kHz
5,34
4,07
3,83
3,63
3,61
3,55
3,39
3,645.34
4.07
3.83
3.63
3.61
3.55
3.39
3.64
Leistungsbei 1 kHzPower at 1 kHz
0,129
0,061
0,068
0,038
0,039
0,033
0,036
0,0460.129
0.061
0.068
0.038
0.039
0.033
0.036
0.046
Isolierwiderstand Insulation resistance
1,18·
2,94·
4,1 ·
1,17·
3,39·
2,77-3,34·
7,89·1.18 ·
2.94
4.1
1.17
3.39 ·
2.77-3.34
7.89 ·
1010 1012 1013 10" 10" 10" 10" 1013 10 10 10 12 10 13 10 "10" 10 "10" 10 13
Die Daten in der Tabelle unter der Überschrift »Physikalische Eigenschaften« zeigen, daß im Vergleich zu der nicht wärmebehandelten Gegenprobe Nr. 1, die bei 32 und 64 Minuten langer Vulkanisation eine Zugfestigkeit von 85,1 bis 95,6 kg/cm2 und einen Modul von 25,3 bis 29,5 kg/cm2 aufweist, bei der wärmebehandelten Kontrollprobe 2 ohne Aktivator, die eine Zugfestigkeit von 91,4 und einen Modul von 28,1 bis 30,2 kg/cm2 aufweist, keine wesentliche Verbesserung der Zugfestigkeit oder des Moduls erreicht wurde. Dagegen erreichtenThe data in the table under the heading "Physical properties" show that as compared to the non-heat treated counterpart sample Nos. 1, the long at 32 and 64 minutes vulcanization, a tensile strength of 85.1 to 95.6 kg / cm 2 and a Has a modulus of 25.3 to 29.5 kg / cm 2 , in the case of the heat-treated control sample 2 without activator, which has a tensile strength of 91.4 and a modulus of 28.1 to 30.2 kg / cm 2 , no significant improvement tensile strength or modulus has been achieved. On the other hand, achieved
die aktivierten wärmebehandelten Proben 3 bis 6, in denen 0,5 bis 2 Teile p-Nitroso-dimethylanilin als Aktivator enthalten waren, entsprechende Zugfestigkeit zwischen 98,4 und 105,5 kg/cm2 und bei Verwendung von 0,5 % Aktivator eine weit größere Zunahme des Moduls bis zu 38,0 bis 40,8 kg/cm2, bei Zusatz von 1° 0 Aktivator bei der Probe 4 eine Zunahme des Moduls auf 47,1 bis 50,6 kg/cm2 und schließlich bei Verwendung von 1,5 bis 2 % Aktivator bei den Proben 5 und 6 eine Zunahme des Moduls auf 50,6 bis 54,8.the activated, heat-treated samples 3 to 6, in which 0.5 to 2 parts of p-nitroso-dimethylaniline were contained as activator, corresponding tensile strength between 98.4 and 105.5 kg / cm 2 and, when using 0.5% activator, a Much greater increase in modulus up to 38.0 to 40.8 kg / cm 2 , with the addition of 1 ° 0 activator in sample 4 an increase in modulus to 47.1 to 50.6 kg / cm 2 and finally with use from 1.5 to 2% activator for samples 5 and 6 an increase in modulus to 50.6 to 54.8.
Die Probe 8 gleicht der Probe 3, mit der Ausnahme, daß als Aktivator (in einer Konzentration von 0,5 ° 0) an Stelle von p-Nitroso-dimethylanilin p-Dinitrosobenzol darin enthalten war. Mit p-Dinitrosobenzol als Wärmebehandlungsaktivator erreichte man Zugfestigkeiten von 99,8 bis 101,2 kg/cm2 und bei 300 % einen Modul von 35,8 bis 38,7 kg/cm2, also etwa die gleiche Zunahme wie bei der Probe 3 gegenüber den Zugfestigkeiten von 85,1 bis 95,6 und dem Modul 25,2 bis 30,1 kgr cm2 bei der Vergleichsprobe.Sample 8 is similar to sample 3, with the exception that it contained p-dinitrosobenzene as an activator (in a concentration of 0.5 ° 0 ) instead of p-nitroso-dimethylaniline. With p-dinitrosobenzene as the heat treatment activator, tensile strengths of 99.8 to 101.2 kg / cm 2 and at 300% a modulus of 35.8 to 38.7 kg / cm 2 were achieved , i.e. about the same increase as in sample 3 compared to the tensile strengths of 85.1 to 95.6 and the module 25.2 to 30.1 kg r cm 2 in the comparison sample.
Unter der Überschrift »Elektrische Eigenschaften« zeigen die wärmebehandelten Stoffgemische mit Aktivatorzusätzen alle Dielektrizitätskonstanten zwischen 3,39 (Versuch 7) bis 3,83 (Versuch 3), die wesentlich niedriger als der Wert 5,34 bei der nicht wärmebehandeltenUnder the heading »Electrical properties« show the heat-treated substance mixtures with activator additives all dielectric constants between 3.39 (experiment 7) to 3.83 (experiment 3), which are much lower than the value of 5.34 for the non-heat treated one
Gegenprobe 1 und der Wert 4,07 bei der wärmebehandelten Vergleichsprobe 2 ohne Aktivator liegen. Ebenso schwanken die nach vorliegender Erfindung erhaltenen Leistungsfaktoren zwischen 0,033 (Versuch 6) und 0,039 (Versuch 5) bei den in Gegenwart von 1 bis 4% Aktivator warmbehandelten Stoffgemischen. Diese Werte bedeuten überraschend große Verbesserungen gegenüber den 0,061 der wärmebehandelten Vergleichsprobe 2 ohne Aktivator und den 0,129 der nicht wärmebehandelten Gegenprobe 1. Der Zusatz einer kleineren Menge von 5% des Wärmebehandlungs-Aktivators (bei den Versuchen 3 und 8) ergab wesentliche Verbesserungen gegenüber der nicht wärmebehandelten Vergleichsprobe 1. Alle wärmebehandelten Stoffgemische mit Aktivatorzusätzen hatten im Vergleich zu den beiden Vergleichsproben wesentlich bessere Isolierwiderstände; die höchsten Isolierwiderstände, nämlich zwischen 1,17 · 1014 und 3,39 · 1014, zeigten jene Proben (Versuche 4 bis 7), bei denen mindestens 1 % Aktivator enthalten war. Diese Zahlen sind etwa lOOmal so groß wie der Isolierwiderstand von 2,94 · 1012 bei der wärmebehandelten Vergleichsprobe 2 ohne Aktivator und etwa 10 OOOmal so groß wie der Wert 1,18 · 1010 bei der nicht wärmebehandelten Vergleichsprobe 1.Counter sample 1 and the value 4.07 for the heat-treated comparison sample 2 without activator. The performance factors obtained according to the present invention also fluctuate between 0.033 (test 6) and 0.039 (test 5) in the case of the substance mixtures heat-treated in the presence of 1 to 4% activator. These values mean surprisingly large improvements over the 0.061 of the heat-treated comparative sample 2 without activator and the 0.129 of the non-heat-treated counter-sample 1. The addition of a smaller amount of 5% of the heat treatment activator (in experiments 3 and 8) resulted in significant improvements over the not heat-treated comparative sample 1. All heat-treated substance mixtures with activator additives had significantly better insulation resistances compared to the two comparative samples; the highest insulation resistances, namely between 1.17 · 10 14 and 3.39 · 10 14 , were shown by those samples (tests 4 to 7) in which at least 1% activator was contained. These numbers are approximately 100 times as large as the insulation resistance of 2.94 · 10 12 in the case of the heat-treated comparative sample 2 without activator and approximately 10,000 times as large as the value 1.18 · 10 10 in the case of the non-heat-treated comparative sample 1.
Zum Nachweis der mit einem Natriurnmontmorillonit bei Butylkautschukmischungen mit Aktivatorzusätzen erreichten entsprechend großen Verbesserungen wurde eine weitere Reihe von Versuchen durchgeführt. Dieses Zusatzmittel hat eine Feinheit von weniger als 40 μ. Bei dieser Versuchsreihe ging man von derselben Zusammensetzung aus wie bei den Wärmebehandlungsversuchen im Beispiel 1, jedoch mit Natriummontmorillonit an Stelle von Calciumzeolith.For the detection of a sodium montmorillonite in butyl rubber mixtures with activator additives If correspondingly large improvements were achieved, a further series of tests was carried out. This Additive has a fineness of less than 40 μ. This series of tests was based on the same composition as in the heat treatment experiments in Example 1, but with sodium montmorillonite instead of calcium zeolite.
Bei dem Versuch 1 fehlte zum Vergleich die Wärmebehandlung, während die Versuche 2 bis 6 mit Wärmebehandlung vor sich gingen. Als Wärmebehandlungsaktivator diente dabei p-Nitroso-dimethylanilin in Mengen von etwa 0,5 bis 4,0%, und die Wärmebehandlung bei diesen Versuchen ging in acht Stufen mit je halbstündiger Erwärmung in Dampf bei 1650C und nach jeder Stufe erfolgender, etwa 5 Minuten dauernder Knetung, zur Verbesserung der Homogenität und Verstärkung der Wärmebehandlungswirkung, vor sich. Bei Versuch 7 nahm man wie bei Versuch 3 1,0 % Aktivator, doch ist die Wärmebehandlung eine andere, nämlich eine 1 stündige Warmknetung bei 155 bis 1600C.For comparison, test 1 lacked heat treatment, while tests 2 to 6 included heat treatment. The heat treatment activator used was p-nitroso-dimethylaniline in amounts of about 0.5 to 4.0%, and the heat treatment in these experiments was carried out in eight stages, each with half-hour heating in steam at 165 ° C. and after each stage, about 5 Minutes of kneading to improve the homogeneity and increase the heat treatment effect. In Experiment 7, it took 3 1.0% activator, such as in laboratory, but the heat treatment is another, namely a 1 hour Warmknetung at 155 to 160 0 C.
Nach der Wärmebehandlung der Mischungen wurden diese bis unter 43° C abgekühlt und anschließend, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit Vulkanisier- und Beschleunigungsmitteln bei etwa 43° C versetzt.After the heat treatment of the mixtures, they were cooled to below 43 ° C and then, as in Example 1 described, mixed with vulcanizing and accelerating agents at about 43 ° C.
Die Produkte wurden sodann in der Form üblicher Versuchsplatten vulkanisiert und wie im Beispiel 1 auf ihre physikalischen und elektrischen Eigenschaften hin untersucht; die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.The products were then vulcanized in the form of customary test plates and as in Example 1 examined their physical and electrical properties; the results are shown in Table II.
Wärmebehandlung von Butylkautschuk mit Natriummontmorillonit Physikalische EigenschaftenHeat treatment of butyl rubber with sodium montmorillonite. Physical properties
Zugfestigkeit, kg/cm2 — Dehnung % Modul bei 100 bis 200 % 1 , . a g, H Modul bei 300 bis 400 % >kglcm ~ ^nore-MarteTensile strength, kg / cm 2 - elongation% modulus at 100 to 200% 1,. a g, H modulus at 300 to 400% > kglcm ~ ^ nore-Marte
*) Siehe Fußnote zum zweiten Teil der Tabelle.*) See footnote to the second part of the table.
109 57S/433109 57S / 433
Elektrische EigenschaftenElectrical Properties
elektrischeTuesday
electrical
Nach Zusatz der Vulkanisationsmittel zu den Grundmischungen wurden diese 16 und 32 Minuten in Form der üblichen Versuchsplatten bei 1600C vulkanisiert und anschließend auf ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht, wobei folgende Ergebnisse gefunden wurden:After the vulcanizing agents had been added to the basic mixtures, these were vulcanized for 16 and 32 minutes in the form of the usual test plates at 160 ° C. and then examined for their physical properties, the following results being found:
IOIO
*) Bei den Versuchen 2 bis 7 diente als Aktivator p-Nitrosodimethylanilin. *) In experiments 2 to 7, p-nitrosodimethylaniline was used as the activator.
Aus den Daten der Tabelle II geht hervor, daß die nicht wärmebehandelte Mischung aus 80 Teilen Natriummontmorillonit als Füllstoff und 100 Teilen Butylkautschuk bei 32 Minuten dauernder Vulkanisation bei 160;C eine sehr niedrige Zugfestigkeit von nur 22,5 und einen sehr niedrigen Modul von nur 11,2 kg/cm2 ergab; die nach der vorliegenden Erfindung wärmebehandelten Stoffgemische mit den Aktivatorzusätzen dagegen ergaben Zugfestigkeiten von 45,0 kg/cm2 (Versuch 2) bei Zusatz von O,5°,'o Aktivator fortschreitend aufwärts bis zu 71,7, 91,4, 96,3 und 101,2 kg/cm2 (Versuch 3 bis 6) bei steigenden Mengen des Aktivators bis zu 4,0% und ebenso entsprechend große Steigerungen des Moduls bei 300% von 17,6 kg/cm2 in Versuch 2 bis zu 34,4 bei Versuch 4 und sehr geringe Abnahmen auf 33,7 kg/cm2 und 31,6 bei den Versuchen 5 und 6. Auf diese Weise wurde ein mineralischer Füllstoff, der bisher als Verstärkungsmittel für Butylkautschukmischungen meist wertlos war, wirksam zur Erreichung von Zugfestigkeiten und Modul benutzt, die den mehrfachen Wert der entsprechenden, aber ohne die aktivierte Wärmebehandlung nach vorliegender Erfindung erreichten Zahlen haben. Die elektrischen Eigenschaften dieser Stoffgemische aus Butylkautschuk und Xatriummontmorillonit werden durch diese Behandlung nur wenig verbessert.The data in Table II show that the non-heat treated mixture of 80 parts of sodium montmorillonite filler and 100 parts of butyl rubber when vulcanized for 32 minutes at 160 ; C gave a very low tensile strength of only 22.5 and a very low modulus of only 11.2 kg / cm 2 ; the mixtures of substances with the activator additives heat-treated according to the present invention, on the other hand, gave tensile strengths of 45.0 kg / cm 2 (test 2) with the addition of 0.5 °, ' o activator progressively up to 71.7, 91.4, 96, 3 and 101.2 kg / cm 2 (experiment 3 to 6) with increasing amounts of the activator up to 4.0% and also correspondingly large increases in the modulus at 300% from 17.6 kg / cm 2 in experiment 2 up to 34 , 4 in test 4 and very slight decreases to 33.7 kg / cm 2 and 31.6 in tests 5 and 6. In this way, a mineral filler, which was previously worthless as a reinforcing agent for butyl rubber mixtures, was effective in achieving Tensile strengths and modulus are used which are several times the value of the corresponding numbers achieved but without the activated heat treatment according to the present invention. The electrical properties of these mixtures of butyl rubber and sodium montmorillonite are only slightly improved by this treatment.
4545
Dieses Beispiel zeigt die bei Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Stoffgemische aus Butylkautschuk und einem Tonerde-Mineralfüllstoff mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,01 bis 0,02 μ erreichbare Verbesserung des Moduls. 90 Teile dieses Füllstoffs wurden mit 100 Teilen handelsüblichem Butylkautschuk mit einem Mooneywert von 41 bis 49 und einer 1,5- bis l,9molprozentigen Ungesättigtheit, sowie mit 1 Teil Butoxyäthyl-diglykolcarbonat als Mittel zur Verhütung des Anklebens an der Mischwalze und 2 Teilen Stearinsäure als Weichmacher vermischt. Auf diese Weise stellte man zwei gleiche Grundmischungen her, von denen die eine als Vergleichsprobe ohne Wärmeeinwirkung behandelt wurde, während man der anderen 1,5 Teile p-Nitroso-dimethylanüin als Aktivator für die Wärmebehandlung zusetzte und sie anschließend 15 Minuten bei 125C warm verknetete. Danach kühlte man die Mischung auf etwa 43 0C ab und fügte beiden Grundmischungen bei etwa 43:>C ein Vulkanisationsmittelgemisch von folgender Zusammensetzung zu:This example shows the modulus improvement achievable when the present invention is applied to mixtures of butyl rubber and an alumina mineral filler with an average particle size of about 0.01-0.02μ. 90 parts of this filler were mixed with 100 parts of commercially available butyl rubber with a Mooney value of 41 to 49 and 1.5 to 1.9 mol percent unsaturation, and with 1 part of butoxyethyl diglycol carbonate as an agent to prevent sticking to the mixing roller and 2 parts of stearic acid as Plasticizer mixed. In this way, two identical basic mixtures were prepared, one of which was treated as a comparative sample without the action of heat, while 1.5 parts of p-nitroso-dimethylanine were added to the other as an activator for the heat treatment and then kneaded at 125 ° C. for 15 minutes. The mixture was then cooled to around 43 ° C. and a vulcanizing agent mixture of the following composition was added to the two basic mixtures at around 43:> C:
ZnO 5ZnO 5
Schwefel 2Sulfur 2
Tetramethyl-thiuramdisulfid 1Tetramethyl thiuram disulfide 1
Selendimethyl-dithiocarbamat 1Selenium dimethyl dithiocarbamate 1
Minuten
vulkanisiertMinutes
vulcanized
bei 1600Cat 160 ° C
3232
Physikalische EigenschaftenPhysical Properties
Zugfestigkeit, kg/cm2 — Dehnung, %Tensile Strength, kg / cm 2 - Elongation,%
Modul bei 200 bis 400%, kg/cm2 Modulus at 200 to 400%, kg / cm 2
Wärmebehandelt
Vergleichsversuch mit AktivatorHeat treated
Comparative experiment with activator
185,5
18,3—31,3185.5
18.3-31.3
173,6
21,1—44,3173.6
21.1-44.3
164,5
26,7—40,8164.5
26.7-40.8
158,8
29,5-46,4158.8
29.5-46.4
Zwar hatte die mit dem Aktivator warm behandelte Probe eine etwas niedrigere Zugfestigkeit als die nicht wärmebehandelte Gegenprobe, doch zeigten die behandelten Produkte eine sehr deutliche Verbesserung des Moduls (z. B. 29,5 im Vergleich zu 21,1 kg/cm2) sowie gute elastische Eigenschaften.Although the sample treated warm with the activator had a somewhat lower tensile strength than the non-heat-treated counter sample, the treated products showed a very significant improvement in the modulus (e.g. 29.5 compared to 21.1 kg / cm 2 ) as well good elastic properties.
Ähnlich Beispiel 3 wurde eine weitere Versuchsreihe durchgeführt, doch verwendete man an Stelle des Tonerde-Mineralfüllstoffs jetzt eine sehr feine hydratisierte Kieselsäure mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,01 bis 0,02 μ. Auf 100 Teile des Butylkautschuks kamen 49 Teile Kieselsäure. Die Mischungszusammensetzung, das Warmverknetungsverfahren und die Vulkanisationsmischung waren dieselben wie bei Beispiel 3. Die vulkanisierten Proben hatten folgende Eigenschaften:Similar to Example 3, a further series of tests was carried out, but the clay mineral filler was used instead now a very fine hydrated silica with an average particle size from about 0.01 to 0.02 µ. There were 49 parts of silica per 100 parts of the butyl rubber. The mixture composition, the hot kneading method and the vulcanization mixture was the same as in Example 3. The vulcanized samples were as follows Characteristics:
Diese Daten zeigen wie bei Beispiel 3, daß die nach vorliegender Erfindung wärmebehandelten Proben mit Aktivatorzusätzen einen überraschend höheren Modul aufwiesen, z. B. 30,8 gegenüber 19,6.As in Example 3, these data show that the samples heat treated in accordance with the present invention had Activator additives had a surprisingly higher modulus, e.g. B. 30.8 versus 19.6.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Abänderungen des allgemeinen Verfahrens möglich. Bei bestimmten mineralischen Füllstoffen, z. B. ausgefällter hydratisierter Kieselsäure, die eine kleine Menge, z. B. etwa 5 %, in Form von Hydroxylgruppen gehaltenes gebundenes Wasser auf der Oberfläche der Teilchen enthält, kann es beispielsweise erwünscht sein, eine kleine Menge, z. B. 0,5 bis 5, vorzugsweise etwa 1 bis 3%, eines mehrwertigen Alkohols, wie Glykol, Propylenglykol, Glycerin, oder verschiedene Amine entweder vor oder während der Wärmebehandlung der Butylkautschuk-Kieselsäure-Mischung zuzufügen. Das Ergebnis ist eine verstärkte Wärmebehandlungsreaktion. Durch Zusatz vom Glycerin werden die Eigenschaften von in üblicher Weise gemischten Butyl-Kieselsäure-In practicing the present invention, various modifications are made to the general method possible. With certain mineral fillers, e.g. B. Precipitated hydrated silica, which has a small Amount, e.g. B. about 5%, held in the form of hydroxyl groups bound water on the surface of the For example, it may be desirable to add a small amount, e.g. B. 0.5 to 5, preferably about 1 to 3%, of a polyhydric alcohol such as glycol, propylene glycol, glycerin, or various amines either to be added before or during the heat treatment of the butyl rubber-silica mixture. That The result is an increased heat treatment reaction. The properties are enhanced by adding glycerine of butyl silicic acid mixed in the usual way
Mischungen, d. h. nicht wärmebehandelten Mischungen, nicht wesentlich verbessert.Mixtures, d. H. not heat treated mixtures, not much improved.
Eine andere Ausführungsform, die besonders vorteilhaft bei Einverleibung verhältnismäßig großer Mengen mineralischer Füllstoffe ist, besteht in dem Zusatz einer kleinen Menge, z. B. von 0,5 bis 10, vorzugsweise von etwa 1 bis 3 0J0, eines teilweise unmischbaren Weichmachers zu den mit mineralischen Füllstoffen versetzten Butylkautschukmischungen, um ein Ankleben an die Knetwalzen zu vermeiden. Hierzu bevorzugt man Dibutylphthalat. Auch etwas niedrigere oder höhere Alkylester sind dafür verwendbar, z. B. die entsprechenden Äthyl-, Propyl-, Amylphthalate, oder gemischte Ester wie Monoäthylmonoisooktyl-phthalat sowie andere Weichmacher, die Sauerstoff, Stickstoff oder andere Elemente oder Radikale enthalten, um den Weichmacher mindestens teilweise unmischbar mit Butylkautschuk zu machen. Derartige Mittel mit Grenzmischbarkeitseigenschaften sind besonders vorteilhaft für solche Stoffgemische, die mehr als 40 Teile Kieselsäurepigment auf 100 Teile Butylkautschuk enthalten; doch kann man sie auch gegebenenfalls bei niedrigeren Anteilen an mineralischen Füllstoffen zufügen. Diese Zusätze können dem Butylkautschuk und der Kieselsäure entweder vor oder während der Wärmebehandlung zugesetzt werden, vorzugsweise jedoch dann, wenn der Schwefel und die Beschleuniger gerade vor der Vulkanisation zugesetzt werden.Another embodiment, which is particularly advantageous when incorporating relatively large amounts of mineral fillers, consists in the addition of a small amount, e.g. B. from 0.5 to 10, preferably from about 1 to 3 0 J 0 , of a partially immiscible plasticizer to the butyl rubber mixtures mixed with mineral fillers, in order to avoid sticking to the kneading rollers. Dibutyl phthalate is preferred for this purpose. Slightly lower or higher alkyl esters can also be used for this purpose, e.g. B. the corresponding ethyl, propyl, amyl phthalates, or mixed esters such as monoethyl monoisooctyl phthalate and other plasticizers containing oxygen, nitrogen or other elements or radicals to make the plasticizer at least partially immiscible with butyl rubber. Such agents with boundary miscibility properties are particularly advantageous for mixtures of substances which contain more than 40 parts of silica pigment per 100 parts of butyl rubber; however, they can also be added if necessary with lower proportions of mineral fillers. These additives can be added to the butyl rubber and the silica either before or during the heat treatment, but preferably when the sulfur and accelerators are added just before vulcanization.
Beispiel 5
Dibenzo-p-chinondioximExample 5
Dibenzo-p-quinonedioxime
Dieses Beispiel zeigt den Einfluß von Zusätzen verschiedener Mengen, 0,2 bis 1,0%, des besonderen Wärmebehandlungsaktivators Dibenzo-p-chinondioxim. Dieser Aktivator erwies sich bei vielen Mischungen aus Butylkautschuk und mineralischen Füllstoffen als sehr vorteilhaft, da er eine gute aktivierende Wirkung ausübt, jedoch nicht so leicht wie andere Aktivatoren, z. B. Chinondioxim allein oder p-Dinitrosobenzol, ein Anbrennen verursacht.This example shows the influence of various additives Amounts, 0.2 to 1.0%, of the particular heat treatment activator, dibenzo-p-quinonedioxime. This Activator has proven to be very beneficial for many mixtures of butyl rubber and mineral fillers, since it has a good activating effect, but not as easily as other activators, e.g. B. Quinone dioxime alone or p-dinitrosobenzene, causes stinging.
Für diese Versuchsreihe ging man von folgender Mischung aus:The following mixture was assumed for this series of experiments:
Butylkautschuk 100,0"]Butyl rubber 100.0 "]
hydratisierte Kieselsäure ... 40,0 > Grundmischunghydrated silica ... 40.0> basic mixture
Stearinsäure 2,0 JStearic acid 2.0 J
Zinkoxyd 5,0Zinc oxide 5.0
Schwefel 2,0Sulfur 2.0
Tellurdiäthyl-dithio-Tellurium diethyl dithio
carbamat
Mercaptobenzothiazolcarbamate
Mercaptobenzothiazole
Vulkanisationsf mittel
1,0Vulcanizing agent
1.0
1.0 J1.0 y
4040
4545
Die Grundmischung wurde unter normalen Bedingungen auf einer Mischwalze gemischt. Sie wurde in fünf Teile geteilt, einen für den Vergleichsversuch, während man jedem der vier anderen verschieden hohe Mengen von Dibenzo-p-chinondioxim als Aktivator in den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Mengen zugab. Nach Beimischung des Aktivators wurden die einzelnen Mischungen auf derselben Walze 10 Minuten bei 150 bis 155°C warm behandelt, worauf man jede Mischung abkühlen ließ, die Vulkanisationsmittel in den oben gezeigten Mengen zufügte, sie anschließend 45 Minuten lang in Form von üblichen Versuchsplatten bei 143°C vulkanisierte und schließlich auf ihre physikalischen Eigenschaften hin untersuchte. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt :The master batch was mixed on a mixer roll under normal conditions. She was in divided into five parts, one for the comparative experiment, while each of the four other parts has different levels Amounts of dibenzo-p-quinonedioxime as activator in the amounts given in the table below admitted. After adding the activator, the individual mixtures were on the same roller for 10 minutes Treated warm at 150 to 155 ° C, whereupon each mixture was allowed to cool, the vulcanizing agents in the the amounts shown above, then added them for 45 minutes in the form of conventional test plates vulcanized at 143 ° C and finally examined for their physical properties. The results are compiled in the following table III:
Modul, kg/cm2,
für DehnungModule, kg / cm 2 ,
for stretching
100% 100%
200% 200%
300% 300%
400% 400%
500"/0 500 "/ 0
600% 600%
700% 700%
Zugfestigkeit,Tensile strenght,
kg/cm2 kg / cm 2
Dehnung, % .Strain, % .
Versuch. I 3 IAttempt. I 3 I.
Teile Dibenzo-p-ChinondioximParts of dibenzo-p-quinone dioxime
117,1117.1
163,5163.5
174,0 520174.0 520
Diese Daten zeigen, daß der Aktivator zwar die Zugfestigkeit oder Dehnung nicht sehr beeinflußt, jedoch zu sehr überraschenden Verbesserungen des Moduls führt. Im Vergleich zu dem Modul von 14 kg/cm2 für 300% Dehnung bei der Vergleichsprobe (ohne Aktivatorzusatz) verursachte z. B. die Zufügung von 0,2 % Aktivator eine Erhöhung des Moduls auf 18,2 kg/cm2, und noch größere Mengen Aktivator, d. h. 0,4, 0,7 und 1,0 Teile, führten zu immer höheren Modulwerten, nämlich von 32,2, 49,0 und 80,5 kg/cm2. Dies bedeutet, daß die in Gegenwart eines Aktivators wärmebehandelten Stoffgemische sehr viel bessere Elastizitätseigenschaften als die Gegenprobe hatten.These data show that the activator does not affect tensile strength or elongation much, but leads to very surprising improvements in modulus. In comparison to the module of 14 kg / cm 2 for 300% elongation in the comparison sample (without the addition of activator), for. B. the addition of 0.2% activator an increase in the modulus to 18.2 kg / cm 2 , and even larger amounts of activator, ie 0.4, 0.7 and 1.0 parts, led to ever higher modulus values, namely of 32.2, 49.0 and 80.5 kg / cm 2 . This means that the substance mixtures heat-treated in the presence of an activator had very much better elastic properties than the counter sample.
Im Gegensatz zu der entsprechenden Wärmebehandlung von Butylkautschuk mit Rußen führt die entsprechende Wärmebehandlung mit hydratisierter Kieselsäure als Füllstoff in Gegenwart eines Wärmebehandlungsaktivators anfangs zu einem scheinbaren Anvulkanisieren des Gemisches; während der ersten Minuten auf dem Warmkneter wird die Masse zäh, brüchig und trocken. Es kann zur Knotenbildung kommen, und das Fell kann sich von der Knetwalze loslösen. Wenn jedoch die Konzentration des Aktivators nicht zu hoch ist, dauert dieser »Anbrennzustand« nicht lange an, und bei Fortsetzung der Warmknetung wird die Masse wieder glatt. Zuerst wird sie weich, so daß sie sich fest an die Knetwalzen anlegt, und zuletzt verschwinden die Risse und die oberflächliche Rauheit. Die zur Erzielung dieser Ausglättung erforderliche Zeit schwankt je nach dem Aktivator und seiner Konzentration sowie je nach der Stärke der Erwärmung und der Knetbehandlung. Zwar läßt sich diese Wärmebehandlung gelegentlich nur schwierig in einer offenen Mischwalze durchführen, doch ist sie schnell und leicht in einem Banbury-Mischer möglich.In contrast to the corresponding heat treatment of butyl rubber with carbon black, the corresponding Heat treatment with hydrated silica as a filler in the presence of a heat treatment activator initially to an apparent scorch of the mixture; during the first few minutes on the warm kneader the mass becomes tough, brittle and dry. Knots may form and the fur may peel off loosen the kneading drum. However, if the concentration of the activator is not too high, this "burning state" lasts does not stay on for long, and if the hot kneading is continued, the mass becomes smooth again. First she will soft, so that it clings firmly to the kneading rollers, and finally the cracks and the superficial one disappear Roughness. The time required to achieve this smoothing will vary depending on the activator and its Concentration as well as depending on the strength of the heating and the kneading treatment. Although this heat treatment Occasionally difficult to perform in an open mixing drum, but it is quick and easy possible in a Banbury mixer.
Wenn man den Butylkautschuk und den Aktivator allein vor der Zugabe des Kieselsäurefüllstoffs warm verknetet, läßt sich nur eine geringe oder gar keine Verbesserung erzielen. Dies zeigt, daß die Verstärkung des Butylkautschuks mit dem Kieselsäurefüllstoff — mindestens zum Teil — das Ergebnis einer chemischen Bindung zwischen dem Füllstoff und dem Butylkautschuk ist.If you warm the butyl rubber and the activator alone before adding the silica filler kneaded, little or no improvement can be achieved. This shows that the gain of the Butyl rubber with the silica filler - at least in part - the result of a chemical There is a bond between the filler and the butyl rubber.
Zur Erreichung bester Modul- und Elastizitätseigenschaften sollte die zuzugebende Menge des Wärmebehandlungsaktivators bei Einarbeitung größerer Mengen mineralischer Füllstoffe erhöht werden. Dies ist völlig neuartig und steht in überraschendem Gegensatz zu der Wärmebehandlung von Gemischen aus Butylkautschuk und Ruß, wo z. B. schon 0,2% Aktivator zur AktivierungTo achieve the best modulus and elasticity properties, the amount of heat treatment activator to be added should be increased with the incorporation of larger amounts of mineral fillers. This is totally novel and in surprising contrast to the heat treatment of mixtures of butyl rubber and soot, where e.g. B. 0.2% activator for activation
der Wärmebehandlung innerhalb eines sehr weiten Konzentrationsbereiches von Ruß genügen.suffice the heat treatment within a very wide concentration range of soot.
Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, bei denen man 40, 50 und 70 Teile der hydratisierten Kieselsäure mit jeweils 100 Teilen Butj-lkautschuk in Gegenwart wechselnder Mengen Dibenzo-p-chinondioxim warm behandelte und auf jede der drei verschiedenen Mengen Kieselsäure mindestens vier oder fünf verschiedene Konzentrationen des Aktivators zugab, sowie in jedemA number of attempts have been made at 40, 50 and 70 parts of the hydrated silica with 100 parts of butyl rubber in each case heat treated with varying amounts of dibenzo-p-quinonedioxime and applied to each of the three different amounts Silica added at least four or five different concentrations of the activator, as well as in each
einen Vergleichsversuch, ohne Aktivatora comparison test, without activator
durchführte. Die Grundmischungen wurden 30 Minuten lang bei 150 bis 155:C warm geknetet. Die Grundmischung und die Vulkanisationsmittel hatten dieselbe Zusammensetzung wie bei Beispiel 5, abgesehen von den wechselnden Mengen Kieselsäure, und mit den Vulkanisationsmitteln gab man noch 3 Teile Dibutylphthalat zu, um ein Ankleben an die Knetwalzen zu verhüten.carried out. The base mixes were kneaded warm at 150 to 155: C for 30 minutes. The base mixture and the vulcanizing agents had the same composition as in Example 5, except for the varying amounts of silica, and 3 parts of dibutyl phthalate were added with the vulcanizing agents in order to prevent sticking to the kneading rollers.
Der Kürze halber werden die gefundenen Ergebnisse folgendermaßen zusammengefaßt:For the sake of brevity, the results are summarized as follows:
Die in Gegenwart der Aktivatorgemische in Mengen von 0,2 bis 1,0 % wärmebehandelten Mischungen, die 40% Kieselsäure enthielten, zeigten bei Zugabe von etwa 0,3 bis 0,5 % Aktivator (in der günstigsten Konzentration, die graphisch durch Interpolation ermittelt wurde) einen höchsten Modul für 300 % Dehnung von etwa 68,5 kg cm2. Im Vergleich zu dem Modul der Vergleichsprobe von nur 15,5 kg/cm2 (ohne Aktivator wärmebehandelt) stellt dies eine gewaltige Zunahme dar. Die mit Mengen zwischen 0,2 und 1,2% Aktivator wärmebehandelten Stoffgemische, die 50% Kieselsäure enthielten, ergaben bei einer Aktivatorkonzentration von etwa 0,9 bis 1,0 einen höchsten Modul für 300 % Dehnung von etwa 72,0kg, cm2, während der Modul der Vergleichsprobe nur 32,3 kg betrug (ohne Aktivator).The mixtures, which were heat-treated in the presence of the activator mixtures in amounts of 0.2 to 1.0% and which contained 40% silica, exhibited the addition of about 0.3 to 0.5% activator (in the most favorable concentration, which is determined graphically by interpolation was) a maximum modulus for 300% elongation of about 68.5 kg cm 2 . Compared to the module of the comparison sample of only 15.5 kg / cm 2 (heat-treated without activator), this represents a huge increase. resulted in an activator concentration of about 0.9 to 1.0 a maximum modulus for 300% elongation of about 72.0 kg, cm 2 , while the modulus of the comparison sample was only 32.3 kg (without activator).
In ähnlicher Weise ergab die noch höhere Menge von 70% Kieselsäure bei Wärmebehandlung in Gegenwart von etwa 0,7 bis 2,4% Aktivator eine Zunahme der Modulwerte von etwa 49,2 bis auf einen Höchstwert von etwa 86,5 kg/cm2, und eine Konzentration von etwa 2,0 bis 2,25% Aktivator, gegenüber 28 kg/cm2 bei dem Vergleichsversuch (ohne Aktivator). Zur Erreichung höchster Werte des Moduls für 300% Dehnung erfordern also höhere Konzentrationen von Kieselsäure auch größere Aktivatorzusätze während der Wärmebehandlung. In der nachstehenden Tabelle sind die physikalischen und dynamischen Eigenschaften der drei Stoffgemische, jeweils mit etwa der günstigsten Konzentration an Wärmebehandlungsaktivator für jede der drei Kieselsäurekonzentrationen sowie die entsprechende Vergleichsprobe für jede von ihnen, aufgeführt.Similarly, the even higher amount of 70% silica when heat treated in the presence of about 0.7 to 2.4% activator resulted in an increase in modulus values from about 49.2 to a maximum of about 86.5 kg / cm 2 , and a concentration of about 2.0 to 2.25% activator, compared to 28 kg / cm 2 in the comparative experiment (without activator). To achieve the highest values of the module for 300% elongation, higher concentrations of silica also require larger activator additives during the heat treatment. The following table lists the physical and dynamic properties of the three substance mixtures, each with approximately the most favorable concentration of heat treatment activator for each of the three silica concentrations, as well as the corresponding comparative sample for each of them.
Teile hydratisierte Kieselsäure auf 100 Teile Polymeres I 50 I 70 Parts of hydrated silica to 100 parts of polymer I 50 I 70
Teile Dibenzo-p-chinondioxim auf 100 Teile Polymerisat 0,4 I — 1,0 I — IParts of dibenzo-p-quinonedioxime per 100 parts of polymer 0.4 I - 1.0 I - I
2,252.25
Modul, kg/cm2 für DehnungModulus, kg / cm 2 for elongation
100% 100%
200%.· 200%.
300% 300%
400% 400%
500% 500%
600% 600%
700% 700%
Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2
Dehnung, % Strain, %
nf*) · 10~6, Poisen mal Schwingungen je Sekunde.. nf *) · 10 ~ 6 , Poisen times vibrations per second ..
Dynamischer Modul K · 10~7, Dyn/cm Dynamic modulus K · 10 ~ 7 , dynes / cm
Relative Dämpfung, % Relative damping,%
*) Innere Viskosität.*) Internal viscosity.
Die bei der Wärmebehandlung von Gemischen aus Butylkautschuk und hydratisierter Kieselsäure und Aktivatoren erreichten überraschenden Verbesserungen der elastischen Eigenschaften zeigen sich sehr deutlich beim Vergleich der Zug-Dehnungs-Verhältnisse von Proben, die auf Dehnung und Entspannung geprüft wurden; insbesondere wenn eine derartige Behandlung mehrere Male wiederholt wurde.The heat treatment of mixtures of butyl rubber and hydrated silica and Activators achieved surprising improvements in the elastic properties are shown very clearly when comparing the tension-elongation ratios of samples that were tested for elongation and relaxation became; especially if such a treatment was repeated several times.
Die nicht wärmebehandelten Vergleichsproben zeigen bei niedrigen Dehnungen, z. B. bis zu 20 oder 30 %, eine sehr unerwünschte Steifheit, die aus der ungewöhnlich hohen Belastung ersichtlich ist, und bei verhältnismäßig geringer zusätzlicher Belastung steigt die Spannung rasch bis zu etwa 150%iger Dehnung. Bei der zugehörigen Entspannung findet bei der nicht wärmebehandelten Vergleichsprobe unerwünschte langsame Zusammenziehung statt, und nach Entspannung behält die Probe noch eine 20 %ige bleibende Formveränderung bei.The comparative samples which have not been heat-treated show at low elongations, e.g. B. up to 20 or 30%, one very undesirable stiffness, which can be seen from the unusually high load, and at relatively with little additional load, the tension rises rapidly up to about 150% elongation. With the associated Relaxation takes place undesirably slowly in the comparison sample which has not been heat-treated Contraction takes place, and after relaxation the sample still retains a 20% permanent change in shape at.
Auf der anderen Seite zeigt die Mischung, die in Gegenwart von Dibenzo-p-chinondioxim nach vorliegenderOn the other hand, the mixture shows that in the presence of dibenzo-p-quinonedioxime according to the present
87,9 12,7 15,5 25,0 45,0 94,9 162,387.9 12.7 15.5 25.0 45.0 94.9 162.3
182,8182.8
750 3,17 7,37 29,4750 3.17 7.37 29.4
18,3 22,5 31,3 52,0 92,8 125,218.3 22.5 31.3 52.0 92.8 125.2
137,1 795137.1 795
zu steif für die Untersuchungtoo stiff for examination
Erfindung wärmebehandelt wurde, eine Weichheit, Biegsamkeit und Elastizität im niedrigen Dehnungsbereich (10 bis 50 % Streckung) und erreicht die gesamte Höchstbelastung von 500 g bei einer Dehnung von nur etwa 100% (im Vergleich zu 150% bei der nicht wärmebehandelten Gegenprobe). Bei der Entspannung zieht sich die wärmebehandelte Mischung rascher als die Vergleichsprobe zusammen und kehrt fast ganz in ihre ursprüngliche Form zurück, wobei die bleibende Formänderung nicht mehr als etwa 5% beträgt gegenüber 20 % für die nicht wärmebehandelte Vergleichsprobe.Invention was heat-treated, a softness, flexibility and elasticity in the low elongation range (10 to 50% elongation) and achieved the entire Maximum load of 500 g with an elongation of only about 100% (compared to 150% for the non-heat-treated Cross check). When relaxing, the heat-treated mixture draws faster than that Comparison sample together and almost completely returns to its original shape, with the permanent change in shape is no more than about 5% versus 20% for the non-heat treated comparative sample.
Die Wärmebehandlung von Butylkautschuk-Kieselsäure-Mischungen läßt sich am leichtesten in einem Banbury-Mischer durchführen. Wie beim Warmkneten ergeben sich bei Wärmebehandlung ohne AktivatorzusatzThe heat treatment of butyl rubber-silica mixtures easiest to do in a Banbury mixer. As with warm kneading result from heat treatment without the addition of an activator
nur geringe Änderungen; bei Zusatz von Aktivatoren dagegen erfolgt eine rasche Reaktion.only minor changes; on the other hand, when activators are added, there is a rapid reaction.
Claims (1)
in der Ar einen aromatischen Kern und R und R'p_ON - Ar (R) 4 -NR ' 2
in which Ar has an aromatic nucleus and R and R '
Österreichische Patentschrift Nr. 162 570;
britische Patentschrift Nr. 493 552;
kanadische Patentschrift Nr. 463 237;
Gummi und Asbest, 1951, S. 168.Considered publications:
Austrian Patent No. 162 570;
British Patent No. 493,552;
Canadian Patent No. 463,237;
Rubber and Asbestos, 1951, p. 168.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1149597XA | 1955-05-02 | 1955-05-02 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE1105604B true DE1105604B (en) | 1961-04-27 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEE12344A Pending DE1105604B (en) | 1955-05-02 | 1956-05-02 | Process for the pretreatment of vulcanizable, filler-containing, synthetic rubber |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1105604B (en) |
FR (1) | FR1149597A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1209290B (en) * | 1961-10-19 | 1966-01-20 | Rhone Poulenc Sa | Process for the thermal pretreatment of butyl rubber in the presence of nitroso compounds |
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- 1956-05-02 FR FR1149597D patent/FR1149597A/en not_active Expired
- 1956-05-02 DE DEE12344A patent/DE1105604B/en active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1149597A (en) | 1957-12-27 |
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