DE1262588B - Vulcanizable, easily processable molding compounds based on butyl rubber - Google Patents
Vulcanizable, easily processable molding compounds based on butyl rubberInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
C08fC08f
Deutsche KL: 39 b ^22/06- $}/ German KL: 39 b ^ 22 / 06- $} /
Nummer: 1262 588Number: 1262 588
Aktenzeichen: D 33896IV c/39 bFile number: D 33896IV c / 39 b
Anmeldetag: 29. Juli 1960 Filing date: July 29, 1960
Auslegetag: 7. März 1968Opening day: March 7, 1968
Die Erfindung betrifft vulkanisierbare, leicht verarbeitbare Formmassen auf der Basis von Butylkautschuk, die aus a) 40 bis 70 Gewichtsprozent eines Butylkautschuks mit einer Mooney-Viskosität über 65 oder unter 50 und b) 60 bis 30 Gewichtsprozent eines kautschukartigen, eine Mooney-Viskosität über 65 oder unter 40 aufweisenden Olefinmischpolymerisats aus einem oder mehren Monoolefinen mit 2 bis 10 C-Atomen und einem Kohlenwasserstoff mit mehr als einer äthylenischen Doppelbindung und c) üblichen Kautschukvulkanisationsmitteln und -hilfsmitteln bestehen, wobei b) größenordnungsmäßig gleich ungesättigt ist wie a), aber eine von a) sehr verschiedene Viskosität aufweist und die Mischung von a) und b) eine Mooneyviskosität von 40 bis 60 besitzt.The invention relates to vulcanizable, easily processable molding compositions based on butyl rubber, that of a) 40 to 70 percent by weight of a butyl rubber with a Mooney viscosity above 65 or below 50 and b) 60 to 30 percent by weight of a rubbery one, a Mooney viscosity above 65 or under 40 having olefin copolymer of one or more monoolefins with 2 to 10 carbon atoms and a hydrocarbon with more than one ethylenic double bond and c) usual There are rubber vulcanizing agents and auxiliaries, with b) of the order of magnitude is the same unsaturated as a), but has a viscosity very different from a) and the mixture of a) and b) has a Mooney viscosity of 40 to 60.
Unter »Butylkautschuk« wird ein Copolymerisat eines Isoolefins, im allgemeinen Isobutylen, mit einem geringen Anteil, im allgemeinen weniger als 5 0I0, Diolefin, wie z. B. Butadien und Isopren, verstanden. "Butyl rubber" is a copolymer of an isoolefin, generally isobutylene, with a small proportion, generally less than 5 0 I 0 , diolefin, such as. B. butadiene and isoprene understood.
Butylkautschuk hat einerseits den Vorteil, billig und gut luftundurchlässig zu sein, andererseits vulkanisiert er jedoch langsam und besitzt keine günstigen Zugfestigkeitseigenschaften, wenn die Viskosität nicht hoch ist; eine hohe Viskosität verschlechtert jedoch wiederum die Verarbeitbarkeit. Olefin-Mischpolymerisatkautschuk weist ebenfalls diesen Nachteil auf.Butyl rubber has the advantage of being cheap and impermeable to air, on the one hand, and vulcanized, on the other however, it is slow and does not have favorable tensile properties if the viscosity does not is high; however, a high viscosity in turn worsens the processability. Olefin copolymer rubber also has this disadvantage.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, vulkanisierbare und leicht verarbeitbare Formmassen auf der Basis von Butylkautschuk herzustellen, die Festigkeitseigenschaften aufweisen, welche jenen von hochviskosem Butylkautschuk oder Olefin-Mischpolymerisatkautschuk nahe- oder gleichkommen und die außerdem leicht vulkanisiert werden können.The aim of the present invention is now to provide vulcanizable and easily processable molding compounds to produce on the basis of butyl rubber, which have strength properties that match those of high-viscosity butyl rubber or olefin mixed polymer rubber come close or equal and which can also be easily vulcanized.
Der Butylkautschuk wird mit einem Olefin-Mischpolymerisatkautschuk in relativen Verhältnissen zwischen etwa 40 und 70 und 60 bis 30 Gewichtsprozent gemischt, wobei derOlefin-Mischpolymerisatkautschuk größenordnungsmäßig gleich ungesättigt ist wie der Butylkautschuk. Die Mischungen der beiden Kautschuke besitzen dabei eine Mooney-Viskosität (ML-8 bei 520C) von 40 bis 60.The butyl rubber is mixed with an olefin mixed polymer rubber in relative proportions between about 40 and 70 and 60 to 30 percent by weight, the olefin mixed polymer rubber being approximately the same unsaturated as the butyl rubber. The mixtures of the two rubbers have a Mooney viscosity (ML-8 at 52 ° C.) of 40 to 60.
Es kann also ein hochviskoser Butylkautschuk (Mooney-Viskosität über 65, vorzugsweise über 70, beispielsweise 70 bis 85) mit einem niederviskosen Olefin-Mischpolymerisatkautschuk (Mooney-Viskosität unter 40, vorzugsweise unter 30, beispielsweise 20 bis 30) oder ein hochviskoser Olefin-Mischpolymerisatkautschuk (Mooney-Viskosität unter 65, oder vorzugsweise über 70, beispielsweise 70 bis 100) mit einem niederviskosen Butylkautschuk (Mooney-Vis-A highly viscous butyl rubber (Mooney viscosity over 65, preferably over 70, for example 70 to 85) with a low-viscosity olefin copolymer rubber (Mooney viscosity below 40, preferably below 30, for example 20 to 30) or a highly viscous olefin copolymer rubber (Mooney viscosity below 65, or preferably above 70, for example 70 to 100) with a low-viscosity butyl rubber (Mooney-Vis-
Vulkanisierbare, leicht verarbeitbare Formmassen auf der Basis von ButylkautschukVulcanizable, easily processable molding compounds based on butyl rubber
Anmelder:Applicant:
Dunlop Rubber Company Limited, LondonDunlop Rubber Company Limited, London
Vertreter:Representative:
Dr. F. Zumstein, Dr. E. AssmannDr. F. Zumstein, Dr. E. Assmann
und Dr. R. Koenigsberger, Patentanwälte,and Dr. R. Koenigsberger, patent attorneys,
8000 München 2, Bräuhausstr. 48000 Munich 2, Bräuhausstr. 4th
Als Erfinder benannt:
Stephen Adamek,
Edward Allan Dudley,
Toronto, Ontario (Kanada)Named as inventor:
Stephen Adamek,
Edward Allan Dudley,
Toronto, Ontario (Canada)
kosität unter 50, beispielsweise 40 bis 50) vermischt werden. Mischungen, die etwa gleiche Teile der beiden Komponenten enthalten, beispielsweise etwa 45 bis 55 Gewichtsprozent Butylkautschuk und den entsprechenden Teil Olefin-Mischpolymerisatkautschuk, sind besonders günstig. Es ist bemerkenswert, daß die erfindungsgemäßen Formmassen hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschaften denen von hochviskosem Butylkautschuk oder Olefin-Mischpolymerisatkautschuk allein nahe- oder gleichkommen und darüber hinaus erheblich leichter verarbeitet werden können und eine verbesserte Klebrigkeit aufweisen.viscosity below 50, for example 40 to 50) are mixed. Mixtures that have roughly equal parts of the two Components contain, for example, about 45 to 55 percent by weight butyl rubber and the corresponding Part olefin copolymer rubber are particularly favorable. It is noteworthy that the In terms of their strength properties, molding compositions according to the invention are those of highly viscous Butyl rubber or olefin mixed polymer rubber alone come close to or equal to and above can also be processed much more easily and have improved tack.
Die Butylkautschukkomponente ist vorzugsweise ein Mischpolymerisat von Isobutylen (95 bis 99,5%) mit 1,3-Butadien und/oder Isopren (5 bis 0,5 %).The butyl rubber component is preferably a copolymer of isobutylene (95 to 99.5%) with 1,3-butadiene and / or isoprene (5 to 0.5%).
Der Olefin-Mischpolymerisatkautschuk ist einThe olefin copolymer rubber is a
Mischpolymerisat aus einem oder mehreren Monoolefinen, die 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, mit einer Verbindung, die mehr als eine äthylenische Doppelbindung, insbesondere ein System von konjugierten Doppelbindungen enthält (beispielsweise Butadien, Isopren oder Cyclopentadien), ζ. Β. ein ungesättigter endocyclischer Kohlenwasserstoff, der zwei oder mehrere äthylenische Doppelbindungen enthält. Beispiele für derartige Kohlenwasserstoffe sind Derivate von Bicyclo-(2,2,l)-heptadien und Bicyclopentadien (l,4-Endomethylen-hydrind-2,6-dien); Derivate von Bicyclo-(2,2,2)-octadien wie beispielsweise Bicyclo-(2,2,2)-octa-2,5-dien und Derivate von Bicyclo-(3,2,l)-octadien, Bicyclo-(3,3,l)-nonadien undCopolymer of one or more monoolefins containing 2 to 10 carbon atoms with a compound that has more than one ethylenic double bond, especially a system of conjugated Contains double bonds (for example butadiene, isoprene or cyclopentadiene), ζ. Β. a unsaturated endocyclic hydrocarbon containing two or more ethylenic double bonds contains. Examples of such hydrocarbons are derivatives of bicyclo- (2,2,1) -heptadiene and bicyclopentadiene (1,4-endomethylene hydrind-2,6-diene); Derivatives of bicyclo- (2,2,2) -octadiene such as, for example Bicyclo- (2,2,2) -octa-2,5-diene and derivatives of bicyclo- (3.2, l) -octadiene, bicyclo- (3.3, l) -nonadiene and
809 517/741809 517/741
Bicyclo-(3,2,2)-nonadien. Terpolymerisate von Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien, beispielsweise solche mit einem Gehalt von 40 bis 50% Propylen, die zu 2 bis 4% ungesättigt sind, sind besonders wertvoll (der Ausdruck »Mischpolymerisat« soll nach der vorliegenden Beschreibung nicht auf ein Zweikomponentensystem beschränkt sein).Bicyclo- (3,2,2) -nonadiene. Terpolymers of ethylene, propylene and dicyclopentadiene, for example those with a propylene content of 40 to 50%, which are 2 to 4% unsaturated, are special valuable (the term "mixed polymer" is not intended to refer to a two-component system in the present description be limited).
Das genaue Verhältnis zwischen dem Sättigungsgrad des Butylkautschuks und dem des Olefin-Mischpolymerisatkautschuks ist nicht wichtig, soweit beide Sättigungsgrade für eine wirksame Vulkanisierung ausreichen (beispielsweise 0,75 % oder darüber ungesättigt). Im allgemeinen liegen die beiden Werte für die Unsättigung günstigerweise zwischen 0,75 und 4 % und werden innerhalb dieser Grenzen als »ungefähr ähnlich ungesättigt« bezeichnet.The exact relationship between the degree of saturation of the butyl rubber and that of the olefin copolymer rubber is not important as far as both degrees of saturation are necessary for effective vulcanization sufficient (e.g. 0.75% or more unsaturated). In general, the two values are for the unsaturation favorably between 0.75 and 4% and are within these limits as »approximately similarly unsaturated «.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können zwar in bekannter Weise mit Schwefel vulkanisiert werden, es wurde jedoch gefunden, daß ein Produkt mit verbesserten physikalischen Eigenschaften erhalten wird, wenn die Schwefelvulkanisation durch Zugabe einer geringen Menge, beispielsweise 0,25 bis 2%, eines bekannten Peroxydvulkanisiermittels, besonders Dicumylperoxyd, gefördert wird. Diese leichte Vulkanisierbarkeit der Mischungen ist insofern überraschend, als es bisher immer als ungünstig angesehen wurde, Butylkautschuk mit anderen Kautschukarten zusammen zu vulkanisieren, ohne ihn zunächst, beispielsweise durch Halogenierung, zu modifizieren.The molding compositions according to the invention can be vulcanized with sulfur in a known manner, however, it has been found that a product with improved physical properties is obtained, when the sulfur vulcanization by adding a small amount, for example 0.25 to 2%, of one known peroxide vulcanizing agent, especially dicumyl peroxide, is promoted. This easy vulcanizability of the mixtures is surprising in that it has always been viewed as unfavorable Vulcanize butyl rubber together with other types of rubber without first using it, for example by halogenation to modify.
Be i s ρ i e 1 1Be i s ρ i e 1 1
In diesem Beispiel wurde eine erfindungsgemäße Formmasse mit zwei Kontrollproben verglichen, von denen die eine aus dem in der Formmasse verwendetenIn this example, a molding composition according to the invention was compared with two control samples, from which one from the one used in the molding compound
Butylkautschuk und die andere aus -dem-ebenfalls in der Formmasse verwendeten Olefm-Mischpolymerisatkautschuk bestand. Als Butylkautschuk wurde ein zu 1,52 % ungesättigter Polyisobutylen—Isoprenkautschuk mit einer Mooney-Viskosität von 74, als Olefin-Mischpolymerisatkautschuk ein zu 3,0 % ungesättigtes Terpolymerisat aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien mit einem Gehalt von 42% Propylen und einer Mooney-Viskosität von 22 verwendet. Es wurden ίο folgende drei Mischungen hergestellt:Butyl rubber and the other from -dem-also in the molding compound used olefin copolymer rubber duration. A 1.52% unsaturated polyisobutylene-isoprene rubber was used as the butyl rubber with a Mooney viscosity of 74, an olefin copolymer rubber which is 3.0% unsaturated Terpolymer of ethylene, propylene and dicyclopentadiene with a content of 42% propylene and a Mooney viscosity of 22 was used. The following three mixtures were produced:
- - Butylkautschuk -..-..-.-.-.-;.- - Butyl rubber -..-..-.-.-.- ;.
Olefin-Mischpolymerisat ..
Hochabriebfester OfenrußOlefin copolymer.
Highly abrasion-resistant furnace soot
Zinkoxyd Zinc oxide
Stearinsäure Stearic acid
-100-100
5050
5 25 2
5fr 50 505fr 50 50
. 5 2. 5 2
Je 100 Teile von A, B und C wurden mit den folgenden Vulkanisiermitteln vermischt:100 parts each of A, B and C were made with the following Mixed vulcanizing agents:
Tetramethylthiuramdisulfid
TellurdiäthyldithiocarbamatTetramethylthiuram disulfide
Tellurium diethyl dithiocarbamate
Schwefel sulfur
Dicumylperoxyd Dicumyl peroxide
0,50.5
Die Kautschukproben wurden dann 30 Minuten bei 1600C vulkanisiert.The rubber samples were then vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes.
Die physikalischen Eigenschaften der Mischung und der beiden Kontrollproben sind in der folgenden Tabelle angegeben.The physical properties of the blend and the two control samples are as follows Given in the table.
Butylkautschuk AButyl rubber A.
Mischungmixture
Vulkanisiervorschrift
D I EVulcanization regulation
THE
Olefin-Mischpolymerisat COlefin copolymer C
300% Modul, kg/cm2 300% modulus, kg / cm 2
Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2
Dehnung, % Strain, %
Elastizität, % (Tripsometer)
Härte, Grad Elasticity,% (Tripsometer)
Hardness, degree
119 158 410119 158 410
70 bis 6570 to 65
440440
70 bis70 to
66 23066 230
73 bis 7073 to 70
9191
9898
320320
4848
77 bis 7077 to 70
Aus der vorstehenden Tabelle geht hervor, daß bei einer Einengung von niederviskosem Olefin-Mischpolymerisatkautschuk in die Mischungen nur geringfügig die Festigkeitseigenschaften des Butylkautschuks beeinflußt werden, ihre Elastizität jedoch erheblich ansteigt. Darüber hinaus lassen sich die Mischungen erheblich besser als Butylkautschuk verarbeiten und vulkanisieren.The table above shows that when low-viscosity olefin copolymer rubber is concentrated the strength properties of butyl rubber only marginally affect the mixtures are influenced, but their elasticity increases significantly. In addition, the mixes Process and vulcanize considerably better than butyl rubber.
In diesem Beispiel wurde eine Mischung auf der Basis eines hochviskosen Olefin-Mischpolymerisatkautschuks mit zwei Kontrollproben verglichen, von denen eine der Olefin-Mischpolymerisatkautschuk selbst und die andere der in der Mischung verwendete Butylkautschuk war. Der erstere bestand aus einem zu 2% ungesättigten Mischpolymerisat aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien mit einem Gehalt von 37% Propylen und einer Mooney-Viskosität von 75. Der Butylkautschuk war ein zu 2,09 % ungesättigtes relativ niedermolekulares Mischpolymerisat aus Isobutylen und Isopren mit einer Mooney-Viskosität von 45.In this example, a mixture based on a highly viscous olefin copolymer rubber was used compared to two control samples, one of which was olefin copolymer rubber itself and the other was the butyl rubber used in the mixture. The former consisted of one to 2% unsaturated copolymer of ethylene, propylene and dicyclopentadiene with a content of 37% propylene and a Mooney viscosity of 75. The butyl rubber was 2.09% unsaturated relatively low molecular weight copolymer made from isobutylene and isoprene with a Mooney viscosity from 45.
Es wurden folgende drei Mischungen hergestellt:The following three mixtures were made:
Olefin-Mischpolymerisat Olefin copolymer
Butylkautschuk Butyl rubber
Hochabriebfester Ofenruß Highly abrasion-resistant furnace soot
Zinkoxyd Zinc oxide
Stearinsäure Stearic acid
Mineralstrecköl Mineral extending oil
100100
50 5 250 5 2
1515th
5050
5050
5050
100100
Je 100 Teile A, B und C wurden mit den Vulkanisiermitteln D und E von Beispiel 1 vermischt und 30 Minuten bei 1600C vulkanisiert.100 parts each of A, B and C were mixed with vulcanizing agents D and E from Example 1 and vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes.
Die physikalischen Eigenschaften der Mischung und der beiden Kontrollproben sind in der folgenden Tabelle angegeben:The physical properties of the blend and the two control samples are as follows Table specified:
Olefin-Mischpolymerisat AOlefin copolymer A
Mischungmixture
Vulkanisiervorschrift
D I EVulcanization regulation
THE
Butylkautschuk
CButyl rubber
C.
300% Modul, kg/cm2 Zugfestigkeit, kg/cm2..300% modulus, kg / cm 2 tensile strength, kg / cm 2 ..
Dehnung, % ■Elongation,% ■
Härte, Grad Hardness, degree
80,6 175 550 73 bis80.6 175 550 73 to
9898
211211
525525
69 bis 11469 to 114
169169
430430
70 bis 6570 to 65
112112
182182
440440
73 bis 7073 to 70
113113
149149
410410
73 bis 7073 to 70
124124
135135
320320
72 bis 6872 to 68
Aus der vorstehenden Tabelle ist zu ersehen, daß die Zugabe von niederviskosem Butylkautschuk zu der Mischung nur relativ gering die Festigkeitseigenschaften des Olefin-Mischpolymerisatkautschuks beeinflußt, die Mischung sich jedoch leichter als der Olefin-Mischpolymerisatkautschuk allein, der nicht ohne wenigstens 15 Teile Öl (pro 100 Teile Kautschuk) zufriedenstellend verarbeitet werden kann, vulkanisieren und verarbeiten läßt.From the table above it can be seen that the addition of low-viscosity butyl rubber to the mixture has only a relatively minor influence on the strength properties of the olefin copolymer rubber, however, the mixture is lighter than the olefin copolymer rubber alone, which is not can be satisfactorily processed without at least 15 parts of oil (per 100 parts of rubber) and lets process.
Beispi el 3Example 3
In diesem Beispiel wurde eine Mischung auf der nähme, daß es zu etwa 1 % ungesättigt war und eineIn this example, a mixture was assumed to be about 1% unsaturated and a
Basis eines hochviskosen Olefin-Mischpolymerisat- 20 Mooney-Viskosität von 97 besaß. Als ButylkautschukThe basis of a highly viscous olefin copolymer had a Mooney viscosity of 97. As butyl rubber
kautschuks mit den beiden Komponenten der Mi- wurde ein zu 2,1 % ungesättigtes Isobutylen-Isopren-rubber with the two components of the Mi- was a 2.1% unsaturated isobutylene-isoprene
schung für sich allein verglichen. Das Olefin-Misch- Mischpolymerisat mit einer Mooney-Viskosität von 45compared for itself alone. The olefin mixed copolymer with a Mooney viscosity of 45
polymerisat glich dem des Beispiels 2, mit der Aus- verwendet.polymer resembled that of Example 2, used with the Aus.
Es wurden folgende drei Mischungen hergestellt:The following three mixtures were made:
Olefin-Mischpolymerisat Olefin copolymer
Butylkautschuk Butyl rubber
Hochabriebfester OfenrußHighly abrasion-resistant furnace soot
Zinkoxyd Zinc oxide
Stearinsäure Stearic acid
Tetramethylthiuramdisulfid TellurdiäthyldithiocarbamatTetramethylthiuram disulfide tellurium diethyldithiocarbamate
100
50
5
2
1
0,5100
50
5
2
1
0.5
Diese drei Mischungen ergaben nach 30 Minuten 40 mit hoher Mooney-Viskosität angestiegen. Gleichlanger Vulkanisation bei 152°C Kautschukproben mit zeitig konnte die Verarbeitbarkeit des Olefin-Mischfolgenden Eigenschaften: Polymerisats durch Mischen mit dem ButylkautschukThese three blends gave 40 high Mooney viscosity increases after 30 minutes. Vulcanization of the same length of time at 152 ° C with rubber samples at the same time reduced the processability of the olefin mixture as follows Properties: Polymer by mixing with the butyl rubber
erheblich verbessert werden.can be significantly improved.
300% Modul, kg/cm2 Zugfestigkeit, kg/cm2..300% modulus, kg / cm 2 tensile strength, kg / cm 2 ..
Dehnung, % Strain, %
Härte, Grad Hardness, degree
Weiterreißfestigkeit in der Kälte bei 210C, kg/cm2 Tear strength in the cold at 21 ° C., kg / cm 2
Weiterreißfestigkeit in der Hitze bei 1000C, kg/cm2 Tear strength in the heat at 100 ° C., kg / cm 2
Rückprallelastizität bei 21°C Rebound resilience at 21 ° C
Olefinmischung Olefin mixture
81,2 123 45081.2 123 450
7171
6060
16 62,516 62.5
Mischungmixture
108108
168168
460460
7272
6161
32 57,532 57.5
Butylkautschuk Butyl rubber
133133
143143
305305
7373
4545
25 35,025 35.0
5555
In diesem Beispiel ist die Zugfestigkeit der Mischung besser als die jeder Komponente, die Reißfestigkeit ist verbessert und die Elastizität des Butylkautschuks durch die Einmengung des Olefin-MischpolymerisatsIn this example the tensile strength of the mixture is better than that of each component, the tear strength is improved and the elasticity of the butyl rubber is improved by the incorporation of the olefin copolymer
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Publication Number | Publication Date |
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DE1262588B true DE1262588B (en) | 1968-03-07 |
Family
ID=25971125
Family Applications (1)
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-
1960
- 1960-07-29 DE DED33896A patent/DE1262588B/en active Pending
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