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Verfahren zur Herstellung von Dichtungsmassen aus bituminösen und
synthetischen kautschukelastischen Stoffen Es ist bereits versucht worden, die guten
Eigenschaften thermoplastischer bituminöser Stoffe mit den elastischen Eigenschaften
kautschukartiger Stoffe zu vereinigen. So sind Mischungen aus Bitumen mit unvulkanisiertem
Kautschuk und Mischungen von Bitumen mit vulkanisiertem Kautschukmehl bekanntgeworden.
Auch Mischungen bituminöser Stoffe mit synthetischem Kautschuk haben Eingang in
die Praxis gefunden. Durch die Kombination bituminöser Stoffe, z. B. Pechen und
Teeren, mit ölbeständigem synthetischem Kautschuk, bestehend aus Butadien-Acrylnitril-Polymerisaten,
war es möglich, Massen herzustellen, welche im Gegensatz zu den bituminösen Ausgangsprodukten
in hohem Grad unlöslich und ölbeständig sind.
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Derartige Mischungen können grundsätzlich auf zweierlei Art hergestellt
werden, nämlich entweder so, daß man die bituminösen und die kautschukelastischen
Stoffe in der Wärme zusammenschmilzt, oder indem man zusätzlich noch einen Vulkanisierungsvorgang
einschaltet, bei welchem der kautschukelastische Anteil vulkanisiert wird. Die Mischungen
ersterer Art sind leicht herstellbar, haben aber den Nachteil, daß sie nur wenig
elastisch sind, was damit zusammenhängt, daß der kautschukelastische Mischungspartner
darin nicht in vernetzter, hoçhmolekularer Form vorliegt. Dadurch bedingt, sind
diese Massen weitgehend thermoplastisch. Bei geringen Zusätzen kautschukelastischer
Stoffe unterscheiden sie sich nur wenig von den eigentlichen bituminösen Stoffen,
und bei hohen Zusätzen kautschukelastischer Stoffe sind sie sehr teuer.
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Werden die Massen nach dem zweiten Verfahren, d. h. unter Einschaltung
eines Vulkanisierungsprozesses zur Vernetzung des kautschukelastischen Anteils hergestellt,
dann sind ihre elastischen Eigenschaften stark ausgeprägt. Dieser Vorteil muß aber
durch bedeutend höhere Herstellungskosten erkauft werden, weil für die Vulkanisierung
solcher Dichtungsmassen, beispielsweise in Bandform für Rohrdichtung, Vulkanisationsklammern
mit Beheizungs-und teilweise Druckvorrichtungen erforderlich sind.
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Ein Nachteil der vulkanisierten Massen besteht darin, daß sie nach
der Vulkanisierung nicht mehr thermoplastisch sind und somit nicht vergossen werden
können. Auch ist nach der Vulkanisierung keine plastische Formgebung mehr möglich.
Deshalb müssen z. B. Bänder oder sonstige Profile entweder vor der Vulkanisierung
in einem aufwendigen Verfahren in die endgültige Form gebracht werden, oder sie
müssen aus vulkanisiertem Material geschnitten werden.
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Daraus ergibt sich die dringliche Aufgabe, Wege zu finden, um Mischungen
aus bituminösen Stoffen und kautschukelastischen Stoffen herzustellen, welche zwar
durch Vulkanisierung der kautschukelastischen Komponente ausgeprägte elastische
Eigenschaften besitzen welche aber andererseits noch in der Wärme verformbar sind,
damit sie beispielsweise in flüssigem Zustand in Fugen eingegossen werden oder zu
Profilen, wie Dichtungsbändern, thermoplastisch verformt werden können.
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Es wurde nun gefunden, daß man Dichtungsmassen mit den gewünschten
Eigenschaften dadurch erhält, daß man 1 bis 20 ovo eines Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisats
mit eingebauten reaktionsfähigen Gruppen mit 80 bis 99°/o bituminösen Stoffen und/oder
synthetischen Harzen unter Zusatz von Füllstoffen vermischt, wobei das Mischpolymerisat
durch Zusatz eines Vernetzungsmittels während des Mischvorganges vulkanisiert wird.
Solche Mischungen besitzen bei normaler Außentemperatur oder Raumtemperatur ausgeprägte
elastische Eigenschaften. Bei erhöhter Temperatur von z. B. 70 bis 1000 C sind sie
dagegen weitgehend plastisch und lassen sich beliebig formen.
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Bei weiterer Steigerung der Temperatur werden sie gießfähig.
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Als bituminöse Komponente für solche Dichtungsmassen kommen in erster
Linie Steinkohlenteerpech und andere Peche sowie Teere und Teeröle allein oder in
Mischung in Frage. Auch einzelne Bitumensorten, insbesondere solche mit stark aromatischem
Charakter, können mitverwendet werden. Ferner ist es möglich, organische Weichmacher,
wie z. B. chloriertes Diphenyl u. a., vorwiegend aromatische organische
Flüssigkeiten
mit geringem Dampfdruck, zuzugeben. Auch synthetische Harze, z. B. Cumaronharz,
Chlordiphenylharz und andere Harze mit stark aromatischem Charakter, können mitverwendet
oder an Stelle der Peche oder Teere eingesetzt werden. Es ist auf diese Weise möglich,
hellfarbige Produkte zu erzielen, während die Mischungen mit bituminösen Stoffen
naturgemäß schwarz bzw. dunkelfarbig sind.
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Als kantschukelastische Komponente werden erfindungsgemäß verwendet:
Polymerisate aus Butadien und Acrylnitril mit reaktionsfähigen Gruppen, vorwiegend
dadurch hergestellt, daß Methacrylsäure miteingebaut ist. Es handelt sich dabei
um neuartige, aber bereits bekannte kautschukelastische Stoffe.
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Diese lassen sich im Gegensatz zu den eigentlichen Butadien-Acrylnitril-Polymerisaten
ohne Erwärmung, d. h. kalt, vulkanisieren. Ihr Hauptvorteil besteht in 'dieser Möglichkeit
der Kaltvulkanisation; aber es war nicht bekannt, daß sie darüber hinaus den großen
Vorteil haben, mit bituminösen Stoffen zusammen Körper zu liefern, welche bei Normaltemperatur
gute elastische Eigenschaften besitzen, bei erhöhter Temperatur dagegen plastisch
verformbar und bei hoher Temperatur sogar gießfähig sind.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Kombinationen vereinigen in ausgeprägter
Weise die Vorteile der leichten Verarbeitbarkeit der unvulkanisierten, noch thermoplastischen
Massen mit den wertvollen Eigenschaften der bekannten vulkanisierten, nicht thermoplastisch
verarbeitbaren Materialien. Sie stellen sowohl hinsichtlich ihrer Eigenschaften
als auch der Wirtschaftlichkeit ihrer Herstellung einen bedeutenden technischen
Fortschritt dar. Aus diesen Massen können bei erhöhter Temperatur Gegenstände beliebiger
Gestalt, z. B. für Dichtungszwecke, elastische Zwischenlagen, Auskleidungen, Überzüge,
elastische Verbindungsglieder u. dgl. m., geformt werden.
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Beispiel 1 90 Teile eines aus 50 Teilen Steinkohlenteerpech und 50
Teilen Anthracenöl bestehenden präparierten Teers werden mit 20 Teilen einer 500/obigen
Dispersion eines Polymerisates aus Butadien und Acrylnitril und Methacrylsäure bei
1000 C bis zur Austreibung des Dispersionswassers gerührt. In einem Mischkneter
werden dann 40 Teile dieses Bindemittels mit 40 Teilen Schiefermehl und 19 Teilen
kurzfaserigem Asbest unter Zusatz von 1 Teil Zinkoxyd als Vulkanisator intensiv
geknetet. Anschließend können aus der Masse Profildichtungen in der Weise hergestellt
werden, daß man sie mittels einer Kolbenpresse durch entsprechend geformte Düsen
preßt.
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Beispiel 2 90 Teile hochsiedendes Teeröl des Siedebereichs 350 bis
4500 C werden mit 20 Teilen einer 500/oigen Dispersion eines Polymerisats aus Butadien-Acrylnitril
und Methacrylsäure bei 100° C bis zur Austreibung des Dispersionswassers gerührt.
Zu 60 Teilen dieses Bindemittels werden 30 Teile Talkum, 9 Teile Kieselgur und 1
Teil Zinkoxyd als Vulkanisator hinzugegeben und intensiv eingerührt. Man erhält
eine heißflüssige Masse, welche nach dem Erkalten kautschukartige Beschaffenheit
hat.
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Beispiel 3 94 Teile eines flüssigen Cumaronharzes werden mit 18 Teilen
einer 33 0/obigen Dispersion eines Polymerisats aus Butadien-Acrylnitril und Methacrylsäure
bei 100 bis 1100 C bis zur Austreibung des Dispersionswassers gerührt. In 70 Teile
dieses Bindemittels werden 20 Teile Titandioxyd, 1 Teil Gasruß, 8 Teile Schiefermehl
und 1 Teil Zinkoxyd intensiv eingerührt.
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Man erhält eine bei 1600 C gießbare graue Masse, die nach dem Abkühlen
auf Raumtemperatur elastische Eigenschaften aufweist.