DE1245588B

DE1245588B - Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschuk

Info

Publication number: DE1245588B
Application number: DEU4732A
Authority: DE
Inventors: James Turton Fairclough
Original assignee: United States Rubber Co
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1956-08-23
Filing date: 1957-08-14
Publication date: 1967-07-27
Also published as: US2858282A; GB828643A; FR1178315A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C08c

C08d

DeutscheKl.: 39b-9

Nummer: 1245 588

Aktenzeichen: .U4732IVd/39b.

Anmeldetag: 14. August 1957

Auslegetag: 27. JuH 1967

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schwarnrnkautschuk unter Aufblähen von- Latex und GeKerung mittels pH-Wert erniedrigenden Verbindungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine alkalische Kautschuklatexmischung, die übliche Vulkanisiermittel und ein Azodicarbonamid oder Arylsiufonylhydrazid enthält, bei 80 bis 130° C gebläht und vulkanisiert wird.

Die verwendeten Blähmittel, Azodicarbonamid und Arylsulfonylhydrazide, sind bekannt. Sie wurden bisher jedoch IedigHch als Blähmittel für festen Kautschuk und feste Kunststoffe verwendet. Das Aufschäumen von Latex und gleichzeitige GeHeren mit Hilfe dieser Mittel ist neu und überraschend, da nicht zu erwarten war, daß infolge der sich über den gesamten Schäxvmungsvorgang hinziehenden Zersetzungsreaktion bei den angegebenen relativ niedrigen Temperaturen durch Bildung von sauren Zersetzungs.-produkten der pH-Wert der Kautschuklatexmischung so weit absinken würde, daß eine GeHerung der geschäumten Masse eintritt. Der hierdurch ermög-Hchte FortfaU des bei der HersteUung von Schwarnrnkautschuk aus Latex bister übHchen GeHerungsnHttels . bringt eine bedeutende Vereinfachung des Verfahrens mit sich.

Bei der DurcMührung des beanspruchten Verfahrens wird der alkaHsche Kautschuklatex mit den Üblichen Vulkanisiermitteln, wie Schwefel, Zinkoxyd und Beschleunigern, gemischt. Er enthält Vorzugsweise ein Verdickungsmittel, um das Formen des Latex z. B. durch Verstreichen zu erleichtern xmd zu verhindern, daß die Scliaumstruktur während des anfängUchen Ausdehnens des Latexschaums vor dem GeHeren zusammenfäUt. Weiter wird eines der oben angegebenen Blähmittel hinzugegeben, im allgemeinen in einer Menge von 0,5 bis 5 Teile pro 100 Teile Kautschuk im Latex. Das Blähmittel kann als solches oder in wäßriger Dispersion oder in einem Öl- oder Esterweichmacher dispergiert hinzugegeben werden. Die so hergesteUte Mischung wird dann geformt, z. B. durch Auftragen auf eine Metalloberfläche, wenn ein trägerloser Schwamm hergesteUt werden soU, oder auf ein Gewebe oder einen Teppich, wenn der Schwamm ein Teil eines Schichtstoffes sein soH, z.B. eine Teppichrückseite. Nach dem Formen des das Blähmittel enthaltenden Latex wird dieser auf eine Temperatur von 80 bis 130° C erwärmt. Im Laufe weniger Minuten wird der Latex durch Entwicklung von Stickstoffgas aus dem Blähmittel gebläht. Der so gebildete Schaum wird infolge Herabsetzung des pH-Wertes des Latex zum GeHerpunkt durch die sauren Reaktionsprodukte des Blähmittels Verfahren zur HersteUung von
Schwarnrnkautschuk

Anmelder:

United States Rubber Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. Dipl.-Ing. R. Poschenrieder₅
Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Als Erfinder benannt:
James Turton Fairclough,
Gastonia, N. C (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 23. August 1956 (605 710)

geHert. Nach dem Blähen und GeHeren kann der geschäumte Latex-Schwammkautschuk getrocknet und wie übHch vulkanisiert werden. Die alkalische Latexmischung hat im aUgemeinen einen pH-Wert .im Bereich von 9 bis 11,5, besonders von 10 bis 11. Vorzugsweise wird die das Blähmittel enthaltende Kautschuklatexmischung bei Zinmiertemperatur 4 bis 48 Stunden gealtert, und zwar insbesondere dann, wenn das Blähen bei trockener Wärme von 80 bis 130° C durchgeführt wird. Wenn die technische Ausrüstung dazu vorhanden ist, ist es vorteilhaft, den das Blähmittel enthaltenden geformten Latex in einer Atmosphäre von hoher Feuchtigkeit, d. h. 50 bis IOO ⁰Z₀ und im allgemeinen mindestens 70% Feuchtigkeit, auf 80 bis 130° C zu erwärmen. In diesem Fall kann das Altern der das Blähmittel enthaltenden Latexmischung entfaUen.

Der für die HersteUung des Schwarmnkautschuks nach der Erfindung verwendete Latex kann natür-Hcher Kautschuklatex, ein Latex aus Homo- oder Copolymerisaten von konjugierten Dienen oder deren Mischungen sein.

Nachfolgende Beispiele erläutern die Erfindung, AUe Teile xmd Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen.

709 618/587

Beispiell

Ein Latex aus einem Copolymerisat aus 75 Teilen Butadien und 25 Teilen Styrol mit einem Feststoffgehalt von 60°/o wurde nach dem folgenden Rezept aufgebaut:

	Trocken	Naß
100,0	167,0
3	5,5
2	4
1,5	3
AntioxydationsmitteT	" 1	2,5
0,5	5
Methylcellulose ....................	0,38	-5

Die Bestandteile werden dem Latex in Form von Dispersionen bzw. Lösungen zugesetzt, Polynatriumpolyacrylat und Methylcellulose sind Verdickungsmittel für den Latex. Kurz vor dem Auftragen des Latex wurden 8 Teile (naß) einer 25°/₀igen wäßrigen Dispersion von pjp&Qxyibls-ibenzolsulfonylhydrazid) in die Latexmischung (gemischt. Der p.H-Wert wurde mit einer kleinen Menge Ammoniak auf 10 bis 10,5 eingestellt. Die Viskosität der Latexmischung betrug ungefähr 65 OOO^rogMeld^Einheiten. Diese Mischung wurde, auf die rRüekseite-eines, gewebten Wollteppichs aufgetragen, wöbei" "eine Auftragrakel verwendet wurde, , die so eingestellt .war, daß ein Latexüberzug von 1,587 bis 2,381mm erhalten wurde. Das endgültige Trockengewicht der Mischung pro 0,84 qm betrug ungefähr 1077 ,bis .850 g.. Der überzogene Teppich wurde in einen. „Ofen gebracht, der auf 110 bis 115°C mit^iner relativen Feuchtigkeit von ungefähr 95% eingestellt war. Nach 6 Minuten war der Latexfilm gebläht und. geliert. Das mit dem Schwamm* überzogene Gewebe wurde dann 10 Minuten ber 80°C getrocknet und 20 Minuten bei 130° C vulkanisiert. Der fertige Schwamm hatte eine Dicke von 4,762 bis 6,350 mm, was einer Ausdehnung von 3 bis 4:1 gegenüber dem ursprünglichen Latexfilm entsprach." Die; Schwammhöhe und die Zellstruktur waren gleichmäßig.

Obwohl es vorzuziehen ist, das Blähen bei dieser hohen Feuchtigkeit kurz nach Zugabe des Blähmittels durchzuführen, wurde gefunden, daß ähnliche blähmittelhaltige Mischungen wie die oben verwendete sogar noch eine gute Schwammstruktur ergeben, nachdem sie 48 Stunden bei Zimmertemperatur gealtert waren.

Beispiel 2

■ Eine Mischung nach Beispiell auf anderen Teppichstücken ergab ein Blähverhältnis von 3:1 in 15 Minuten bei 90°C, ein Blähverhältnis von 3,5:1 in 10 Minuten bei 100° C und ein Blähverhältnis von 5:1 in 3,5.Minuten bei 120°C

Beispiel 3

Die Verwendung von Azodicarbonsäureamid an Stelle von p,p'-Oxy-bis-(benzolsulfonylhydrazid) nach der Rezeptur von. IBeispiel l ergab einen Schaumschwamm mit gleichmäßiger Höhe· und Zellstruktur.

Der pH-Wert fiel von ' einem anfänglichen Wert von 11 nach dem Blähen auf 9,5.

Es wurden hierbei Schaumschwämme mit einer Dicke von 4,7 bis 6,4 mm erhalten, was einem Blähverhältnis von 3 bis 4:1 entspricht.

Beispiel4

Eine Mischung nach dem Rezept von Beispiel 1, ίο die auf einen pH-Wert von 9,5 eingestellt war, ergab bei IlO⁰C in 8 Minuten ein Blähverhältnis von 2,5:1. Eine andere Mischung gemäß Beispiel 1, die durch Zugabe von Ammoniak auf einen pH-Wert von 10,2 eingestellt war,-ergab in 10 Minuten bei IlO⁰C ein Blähverhältnis von 4:1. Eine weitere Mischung nach Beispiell mit einem anfänglichen pH-Wert von 9,75 zeigte einen pH-Abfall auf 8,9 beim Blähen.

so -. Beispiel 5

Ein Latex aus. einem Cbpolymerisat aus 75 Teilen Butadien und 25 Teilen:. Styrol mit einem Feststoff* gehalt von 60°/₀· wurde nach-dem folgenden Rezept a5 aufgebaut: :

	Trocken	- Naß
100,0	167,0
3	5,5 '
2	4.
1,5	3 ",
1	2,5-
Sorbit	5	5
Triäthyltrimethylentriamin .... ..	0,5·	. ι ·
0,5	5. '
0,38	- 5 -

· Die . Bestandteile würden dem Latex in Form von . Dispersionen bzw. Lösungen zugesetzt.

. Der Sorbit diente als Feuchthaltungsmittel. Die Zugabe eines Feuchthältungsmittels ist erwünscht, wenn die Mischung in trockener Luft gebläht werden soll.. Andere Feuchthaltungsmittel,, wie Glyzerin, können verwendet, werden, um zu schnelles Austrocknen während des Aufschäumens zu verhindern. . Triäthyltrimethylentriamin ist ein Beschleuniger und wirkt auch als Schaumstabilisator. 8 Teile (naß) einer 25°/₀igen wäßrigen Dispersion von p,p'-Oxy-. bis-(benzolsulfonylhydrazid) wurden mit dem Latex gemischt, und der pH-Wert wurde auf 10 bis 10,5 eingestellt. Der so fertig aufgebaute, das Blähmittel enthaltende Latex wurde bei Zimmertemperatur (24° C) ungefähr 16 Stunden gealtert. Die Mischung • wurde dann auf eine Teppichrückseite aufgetragen und in einem Trockner mit trockener Wärme auf 110 bis 115°C mit wenig oder keiner Feuchtigkeit erwärmt. Ein ausgezeichnetes Futter aus Schwammschaum wurde erzeugt, dessen Höhe und Zellstruktur einheitUch war. Es wurden hierbei Schaumschwämme mit einer Dicke von 4,7' bis 6,4 mm erhalten, was einem Blähverhältnis von 3 bis 4:1 entspricht.

· Beispiel 6

. Eine Latexmischung aus 67?/₀igem aufgerahmtem Naturkautschuklatex wurde wie folgt aufgebaut:

Claims

TrockenNaßLatex (67%) 100149,25Kaliuroliydroxyd (20%) 0,52,5Zinkoxyddispersion 3,15,47Scnweieldispersion · 2,14,0Dispersion von Zinkmercapto-1,062,0Dispersion von 2,2'-.Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butyl)-phenol 1,062,5Dispersion von Zinkdibutyldi-thiocarbamat 0,531,11Methylcellulose (25 cPp, 7,5%ig)0,3755,0Polynatriumacrylat (10%ig) Dispersion von p-p'-Oxy-bis-1,010,0(benzolsulfonylhydrazid) 2,046,0' Eine Probe dieser Mischung wird in ein Becherglas gegeben und 30 Minuten im offenen Dampfbad auf 82 bis 88°C erhitzt. Nach dem Trocknen bei 70°C besaß die Probe eine Dichte von 0,2g/cm3, was ' einer Ausdehnung von etwa 5:1 entspricht. Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschuk unter Aufblähen von Latex und Gelierung mittels pH-Wert erniedrigenden Verbindungen, dadurchgekennzeich.net, daß eine alkalische Kautschuklatexmischung, die übliche Vulkanisiermittel und ein Azodicarbonamid oder Arylsulfonylhydrazid enthält, bei 80 bis 130° C gebläht und vulkanisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß eine Kautschuklatexmischung verwendet wird, die ein Feuchtnaltungsmittel enthält.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex während des Erwärmens einer relativen Feuchtigkeit von 50 bis 100% ausgesetzt ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gealterte Kautschuklatexmischung verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 821423;
britische Patentschriften Nr. 686 814, 746 558;
USA.-Patentschrift Nr. 2 658 876;
Rubber Age, Mai 1955, S. 247.