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Verfahren zum Vulkanisieren von rußhaltigen Butadien-Styrol-Kautschuk-Mischungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vulkanisieren von rußhaltigen Butadien-Styrol-Kautschuk-Mischungen,
die neben den üblichen Zusätzen, z. B. Weichmacher, Zinkoxyd, Stearinsäure, Wachs
und Alterungsschutzmittel, N-cyclohexyl-2-benzthiazylsulfenamid, sowie Tetramethylthiuramdisulfid
oder Dibenzthiazyldisulfid enthalten, unter Anwendung von Druck und Arme.
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Seit der Entwicklung synthetischen Kautschuks wurden bereits viele
Polymere für verschiedene Verwendungszwecke in der Kautschukindustrie gefunden.
Der größte Teil dieser synthetischen Kautschuksorten wird zum Herstellen von Reifen,
namlich für Laufflächen-, Seitenwand-und Karkassmischungen, von PKW-Reifen und für
Verschnittmischungen für kleine und mittlere LKW-Reifen verwendet. Obgleich diese
synthetischen Kautschuksorten
schon einen sehr guten Werkstoff darstellen
und bei der praktischen Anwendung sehr gute Ergebnisse vermitteln, haben sie doch
noch einige Mangel, die e systematisch ausgeschaltet werden müssen, damit synthetische
Kautschuke mit außerordentlich-guten Ergebnissen eingesetzt werden können.
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Bei den weiteren Versuchen, den synthetischen Kautschuk zu verbessern,
wurde eine Mischung entwickelt, durch die bewiesen werden sollte, daß die"Bound
Rubber"-Bildung auf einer chemischen Reaktion beruht.
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Tritt bei einer solchen Mischung die Vernetzung (d. h. hier die H-C,
C-C-oder R-R-Bindungen) ein, so wird die Menge des elementaren Schwefels geringer
und die Absättigung der Doppelbindungen im Isopren gestoppt, so daß ein praktisch
verwendbarer Werkstoff entsteht.
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Normalerweise wurden bis jetzt auf einhundert Teile Kautschuk zwei
Teile Schwefel verwendet, ein Mischungsverhaltnis, das inzwischen zum Teil auch
in bezug auf den Standardschwefelgehalt von 1, 75 Teilen verringert wurde.
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Es sind bereits synthetische Kautschukmischungen bekanntgeworden,
die einhundert Teile Styrol-Butadien-Kautschuk, 1, 75 Teile Schwefel und 1, 0 bis
1, 2 Teile N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid enthalten. Daraus
ist
ersichtlich, daß neben der herabgesetzten Menge elementaren Schwefels der Beschleunigeranteil
sehr hoch ist. Kombinationen von Schwefel mit N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid
oder Dibenzothiazyldisulfid sind bekannt. Bekannt ist auch eine Kombination von
Mercaptoimidazol und einem Beschleuniger, unter anderem Tetramethylthiuramidsulfid.
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Es wurde nun gefunden, daß dann, wenn solche den Batch bildende Kautschukmischungen
vulkanisiert werden, die keinen elementaren Schwefel bzw. bis ca. 1, 5 Gewichtsteileelementaren
Schwefel, bezogen auif 100 Gewichtsteile Kautschuk, und zusätzlich als Metalinhibitor
wirkendes Mercaptobenzimidazol enthalten Vulkanisate mit besonderen und wesentlichen
Vorteilen erzielt werden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die zu mlkanisierenden
Mischungen mit Tetramethylthiuramdisulfid Phthalsäureanhydrid enthalten. Schließlich
werden auch besondere Vorteile dann erreicht, wenn die zu vulkanisierenden Mischungen
mit Dibenzothiazyldisulfid Morpholindisulfild enthalten. Anstelle von mit Alterungssciutznittcln
kombinierten Metallinhibitoren kann auch Wachs (Warenname"Antilux") die gefunde
Mischung mitbilden.
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Durch die erfindungagemiBen Mischungen nach dem gefundenen Verfahren
wird der Austausch bisheriger NatArkautschuk-Mischungen bzw. von bisherigen Naturkautschuk-Chloropren-Verschnittmischungen
durch eine billigere Mischung, die Butadien-Styrol-Kautschuk oder nicht verfärbenden
Tieftemperatur-Butadien-Styrol-Kautschuk enthalt, erreicht. Durch das Verwenden
der erfindungsgemäßen Austauschmischung werden nicht nur die Materialkosten, sondern
auch die Herstellungschwierigkeiten herabgesetzt.
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Die Eigenschaften synthetischen Kautschuks sind gute Abriebfestigkeit,
guter Widerstand gegen anfängliches Reißen, schlechter Widerstand gegen weiteres
Reißen, Empfindlichkeit gegen Wärme, Sauerstoff und Ozonalterung, große Wärmebildung
des Vulkanisates bei dynamischer Beanspruchung und mangelnde Klebkraft des Rohkautschuks.
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Zur Verwendung als Isolierstreifen für Weißwandreifen sind von diesen
Eigenschaften im wesentlichen der gute Widerstand gegen anfängliches Reißen und
die Empfindlichkeit gegen Warme, Sauerstoff und Oszonalterung bedeutsam. Das Entwickeln
einer nicht verfärbenden Mischung mit synthetischem Kautschuk ist schwierig, weil
es nicht möglich ist, eines der üblichen Alterurzgsschutzmittel gegen Ozon und Sauerstoff
einzusetzen, da die meisten Alterungsschutzmittel verfärbend wirken. Am besten
bewährten
sich noch die Derivate von p-Phenylendiamin, deren Verwendung zu Isolierstreifen
fUr Weißwandreifen aber ebenfalls nicht ratsam ist, da auch bei deren Anwesenheit
Verfärbungen eintreten. Der bei Isolerstreifen für Weißwandreifen am häufigsten
auftretdade Schaden sind die Ozonrisse. Das ist auch der Grund, weshalb für Isolierstreifen
Verachnittmischungen mit Chloropren verwendet werden. Nachfolgend wird nachgewiesen
werden, wie eine synthetische Kautechukmischung ohne ein Verwenden der bisher gebräuchlichen
Alterungsschutzmittel herzustellen ist, um die RiBanfälligkeit wesentlich herabzusetzen.
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Die Mischungskombinationen zum vorliegend gefundenen Verfahren sind
gegenüber den vorerwähnten bekannten Kombinationen neu. Alle einen technischen Fortschritt
mit sich bringenden Vulkanisate beruhen letztlich in einer neuen und eigenartigen
Kombination an sich bekannter Grundstoffe und Chemikalien. Die nach dem gefundenen
Verfahren erzeugbaren Vulkanisate können deshalb mit den Legierungen verglichen
werden. Hier wie dort sind die Einzelbestandteile und vielfach auch Teilkombinationen
bekannt. Durch Hinzufügen eines weiteren Bestandteiles oder mehrerer kUnnen jedoch
Legierungen ebenso wie Vulkanisate so entscheidend verändert werden, daß sie für
einen bestimmten Zweck
einen erheblichen Vorteil gegenüber dem Bekannten
besitzen.
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Die nach dem gefundenen Verfahren erzeugbaren Vulkanisate zeigen eine
wesentlich höhere Alterungsbeständigkeit als die bisher bekannten mit synthetischem
Kautschuk.
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Bei der vielseitigen Verwendung von Kautschuk hat bereits eine vergleichsweise
geringe Verbesserung der Alterungsbeständigkeit gegenüber dem Bekannten eine erhebliche
wirtschaftliche Bedeutung. Das Ersetzen von teuerem, importierten Naturkautschuk
oder auch von Naturkautschuk-Chloropren-Verschnitten ist auch noch durch die Eigenschaften
des synthetischen Kautschuks bedeutsam.
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Diese Eigenschaften sind gute Abriebfestigkeit, guter Widerstand gegen
anfiingliches schlechter Widerstand gegen weiteres ReiRen, Empfindlichkeit gegen
Warme, Sauerstoff und Ozonalterung, große Wärmebildung des Vulkanisates bei dynamischer
Beanspruchung und mangelnde Klebkraft des Rohkautschuks. Zur Verwendung als Isolierstreifen
fiir Weißwandreifen sind von diesen Eigenschaften im wesentlichen der gute Widerstand,
gegen anfiagliches Reißen und die Empfindlichkeit gegen Warme, Sauerstoff und Ozonalterung
bedeutsam. Das Entwickeln einer nicht verfärbenden Mischung mit synthetischem Kautschuk
ist schwierig, weil es nicht möglich ist, eines der üblichen Alterungsschutzmittel
gegen Ozon und d
und Sauerstoff einzusetzen, da die meisten Alterungsschutzmittel
verfärbend wirken. Am besten bewahrten sich noch die Derivate von p-Phenylendinmnn,
deren Verwendung zu Isolierstreifen für Weißwandreifen aber ebenfalls nicht ratsam
ist, da auch bei deren Anwesenheit Verfärbungen eintreten. Der bei Isolierstreifen
für Weißwandreifen am häufigsten auftretende Schaden sind die Ozonrisse. Das ist
auch der Grund, weshalb für Isolierstreifen Verschnittmiachungen mit Chloropren
verwendet werden. Nachfolgend wird nachgewiesen werden, wie eine synthetische Eautschukmischung
ohne ein Verwendan der bisher gebräuchlichen Alterungsschutzmittel herzustellen
ist, um die Rißanfälligkeit wesentlich herabzusetzen.
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Die nachfolgenden Mischungs-und Untersuchungsbeispiele lassen Vergleiche
mit einer Standardmischung aus Chloropren und Naturkautschuk zu.
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Versuch I : Naturkautschuk 60, @0 GWT Chloropren (Neopren WRT) 40,00"
Paraffinol 3, 00"Batch Stearinsäure 2, 50" Wachs (Ozokerit P) 2, Q" RuS (Philblack
A) 22,50" 130, 50 GWT Paraffinol 3, 37 GWT Zinkoxyd 3, 60" Mercaptobenzthiazyl (VulkazitC)O,26
" Fertig-Diphenylguanidin (Vulkazit D) 0,41 " mischung Schwefel 1, 22 7
Ergebnisse
: Normal-Prüfung Alterung Alterung in 02 3 Tg. 0 72 Std. bei 100 C bei 60°C Vulkanisationszeit
bei 152° C 25'35'25'35'25'35' Modul bei 300'r6 36 35--17-Modul bei 500% 96 95 -
- - -Zugfestigkeit 174 146 32 31 18 14 Bruchdehnung 680 625 285 290 335 290 Shore-Härte
44 43 43 41 32 30 Elastizitat 52 51 42 41 32 31 Kerbzähigkeit 17 14 8 9 2, 6 3,
3 AusreiBfestigkeit 53 48 27 24 10 9 Schnittfestigkeit 5, 4 4, 1 Dematia R 4 0,
85 0, 25 R 7 8, 56 3, 32 Ozonalterung : 200 Teile 03 auf 108 Teile Luft bei 25°C,
geheizt : 45'bei 143° C.
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Nach 4 Stunden : Keine Risse, nach 5 1/2 Stunden : Keine Risse.
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Versuch II : In dieser Versuchsreihe wurde ein normaler Batch auf
der Basis von nicht verfärbendem Styrol-Butadien-Kautschuk verwendet. Das Beschleunigersystem
wurde geändert und ist hierbei gegenüber dem Versuch I anders, ebenso geandert sind,
die verschiedenen Alterungsschutzmittel in Verbindung mit t einem Metallinhibitor.
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Nicht verfärbender 100,00 GWT synthetischer Kautschuk Paraffinol
8,00 " Nicht verfärbendes Alterungsschutzmittel auf phenolischer 1,50 " Basis (Nonox
WBL) Normal-Zinkoxyd 3, 00"Batch Stearinsäure 2,00 " Erdwachs 3,00 " R hilblack
A) 35,10 " 152,60 WU a) Normal-Batch 152, 60 GWT N-Cyclchexyl-2-benzothiazyl- 1,00
" sulfenamid (Vulkazit OZ)'Bertig-Olachwefel (10 Teile Öl + mischung 100 Teile Schwefel)
2,12 Ergebnisse : Normal-Priifung Alterung Alterung in 0a 3 Tg 0 72 Std bei 100°C
bei 60° 0 Vulkanisationszeit bei 152° C 25'35'25'35'25'35' Modul bei 300% 37 45
- - 44 53 Modul bei 500% 84 100 - - 93 109 Zugfestigkeit 140 136 93 94 133 133 Bruchdehnung
705 610 235 240 665 590 Shore-Härte 51 51 61 61 52 53 Elastizität 48 48 47 47 48
48 gerbzahigkeit 10 9 11 9 11 10 AusreiBfestigkeit 39 38 22 26 37 Schnittfestigkeit
6,5 5,4 Dematia R 4 1, 46 R 7 0, 11 Osonalterung: : Nach 4 Stunden ; Feinste Haarrisse,
nach 5 1/2 Stunden: Feinste Bisse.
b) Normal-Batch wie zu Versuch
IIa 152,60 GWT Phthalsäureanhydrid (Vulkalent B) 0, 40" N-Cyclohexyl-2-benzothiazyl-
2,00 " Fertigsulfenamid (Vulkazit CZ)'.
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Tetramethylthiuramdisulfid(Vul-en"°°"" kazit Th) Ergebnisse : Normal-Priifung
Alterung Alterung in 02 3 Tg. 72 Std bei 100 0 bei 60 C Vulkanisationszeit bei 152
C 25'35'25'35'25'35' Modul bei 300% 49 53 81 82 54 54 Modul bei 500% 98---104 Zugfestigkeit
100 100 110 116 10 ? 98 Bruchdehnung 510 485 380 390 515 470 Shore-Härte. 52 52
59 59 55 55 Elastizität 48 51 44 44 46 46 Kerbzähigkeit 6 5 7 6 7 7 AusreiBfestigkeit
29 29 26 28 33 30 Dematia R 4 0 R 7 1, 72 OzonalterunK : 25'35'bei 152° C Nach 4
Stunden : mehrere starke zählbare, starke Risse Risse Nach 6 Stunden : viele starke
mehrere starke Risse Risse 1 2 3 c) Normal-Batch wie zu Versuch IIa 152, 60'I 52,
60 152, 60 Fhthalsäureanhydrid 0 40 0 40 0 40 (VulkalentB).''0,40 N-Cyclohexyl-2-benzothia-2,
00 2, 00 2, 0 zylsulfenamid (Vulkazit CZ) Fertig-Tetramethylthiuramdisulfid (Vulkazit
Th) Mercaptobenzimidazol im Verhältnis 1 : 1 mit nicht verfarbendem Alterungsschutz-
1,00 - -mittel auf phenolischer Basis verschnitten (Nonox CNS)
Nicht
verfärbendes Alterungsschutzmittel auf phenolischer 00-Basis (Nonox WSP) 2,2'-Methylen-di
(4-methyl-6-tert.-butylphenol) (Calco - - 1,00 2246) Ergebnisse Versuch II, c) 1
: Normal-Prüfung Alterung Alterung in 02 3 Tg. 72 Std bei 100°C bei 60 C Vulkanisationszeit
bei 152°C 25' 35' 25' 35' 25' 35' Modul bei 300 % 49 49 62 61 40 45 Modul bei 500Es
89-Zugfestigkeit 92 82 85 91 73 89 Bruchdehnung 515 465 370 390 475 495 Shore-Härte
52 52 56 56 55 55 Elastizität 50 50 48 49 49 50 Eerbzähigkeit 11 11 8 7 8 7 AusreiBfestigkeit
35 32 31 32 29 31 Ozonalterung : 15' 25' 35' bei 152°C Nach 2 Stunden : keine Risse
keine Risse keine Risse Nach 4 Stunden : keine Risse mehrere feine viele Haar-Risse
risse Nach 8 Stunden : keine Risse mehrere feine zählbare, mitt-Risse lere Risse
Ergebnisse Versuch II, c) 2 : Normal-Prüfung Alterung Alterung in 02 3 Tg. 72 Std
a bei 100°C bei 60C Vulkanisatioeszeit bei 152 C 25'35'25'35'25 @ 35' Modul bei
300% 45 45 66 67 44 46
Modul bei 500% Zugfestigkeit 80 71 88 78
82 76 Bruchdehnung 470 450 355 330 495 430 Shore-Härte 50 50 57 57 55 54 Elastizität
51 50 48 47 48 48 Xerbzähigkeit 10 21 7 9 8 7 Ausreißfestigkeit 36 36 33 31 34 35
OzonalterunF : 152 25 35'bei 152°C Nach 2 Stunden : mehrere feine viele Haar-mehrere
Haar-Risse risse risse Nach 4 Stunden : mehrere feine mehrere fei-mehrere fei-Risse
ne Risse ne Risse Nach 8 Stunden : mehrere feine mehrere fei-zählbare, mitt-Risse
ne Risse lere Risse Ergebnisse Versuch II, c) 3 : Normal-PrAifung Eterung Alterung
in 02 3 Tg. 72 Stda bei 100 C bei 60 C Vulkanisationszeit bei 152 C 25'35'25'35'25'35'
Modul bei 300% 44 47 58 69 47 48 Modul bei 500% 88 86-Zugfestigkeit 95 90 91 84
82 83 Bruchdehnung 550 520 370 345 445 445 Shore-Harte 51 50 57 57 55 55 Elastizität
50 51 48 47 47 48 Kerbzähigkeit 17 21 7 7 8 8 AusreiBfestigkeit 33 53 33 33 31 32
Ozonalterung : 15'25'35'bei 152°C Nach 2 Stunden : vide Haar-vid Haar-mehrere Haarrisse
risse risse Nach 4 Stunden : viele Haar-zählbare fei-zihlbare feirisse ne Risse
ne Risse
Nach 8 Stunden : zahlbare, mitt-mehrere fei-zählbare,
mittlere Risse ne Risse lere Risse Das Ergebnis der nach dem Versuch II, c) 1 entwickelten
Mischung ist sehr gut. Die Ozonbeständigkeit ist wesentlich verbessert und steht
mit derjenigen von mit Chloropren verschnittenem Naturkautschuk auf einer Bbene.
Die Qualität der Mischung nach Versuch II, c) 1 erscheint fiir Weißwandreifen durchaus
ausreichend. Das in der Mischung gemäß Versuch II, c) 1 verwendete, mit einem Alterungsschutzmittel
auf phenolischer Basis im Verhältnis 1 : 1 verschnittene Mercaptobenzimidazol ("Nonox
CNS") wirkt als Metallinhibitor und sättigt die Peroxydbindungen im Kautschuk ab.
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Der Versuch II, a) zeigt, daß die synthetische Kautschuk (Styrol-Butadien-Kautschuk)-Mischung
im allgemeinen sehr leicht von Ozon angegriffen wird. Wird. dieser Mangel vermieden,
so kann die Lebensdauer dieses synthetischen Kautschuks auch unter dynamischer Beanspruchlzg
verlängert werden. Festgestellt wurde, daß das synthetische Kautschukvulkanisat
bei statischer Belastung, vor allem bei geringer Dehnung und Temperatur, von Ozon
verhältnism. zig wenig angegriffen wird. Ozon greift bei dynamischen Belastungen
und höherer Temperatur wesentlich schneller an. Der primäre Faktor der sogenannten
Ozonrisse acheint also hohe Temperatur oder dynamische Dehnung zu sein, wodurch
wiederum die Vernetzung beschl. eunigt wird, deren Auswirkung in der Bruchdehnung
festgestellt werden kann.
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Diese Sachlage begrundet eine neue Oberflächengestaltung
die
nicht nur gegen Sauerstoff und Ozon empfindlich ist, sondern auch gegen mechanische
Beanspruchungen.
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Die Versuchsmischung II b) enthält keinen elementaren Schwefel, sie
wurde vielmehr mit Thiuram geheizt. Das wesentliche Beschleunigungsmittel wurde
mit N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid (Vulkazit CZ) kombiniert. Es ist bekannt,
daB Thiuram mehr Monosulfidbindungen in Verbindung mit der Bildung von Zinkdithiocarbamaten
vermittelt, die eine hitzebeständige Mischung bedingen.
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Durch das in solcher Weise aufgebaute Vulkanisationssystem ergab sich
eine verbesserte allgemeine Qualität des Vulkanisates, jedoch nicht eine erhöhte
Ozonwiderstandsfähigkeit.
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Zu den Mischungen gemäß den Versuchen II, c) 2 und II, c) 3 wurden
normale, nicht verfärbende Alterungsschutzmittel verwendet. Diese führten zu einer
Verbesserung der Luftalterung, aber nur zu einer nur wenig besseren Ozonbeständigkeit.
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Die Endwirkung ist dieselbe, nur die Art der Zersetzung ist unterschiedlich.
Isolierstreifen, die aus der vorteilhaften Mischung synthetischer Kautschuke nach
Versuch II, c) 1 gefertigt sind, sind billiger als solche, die auf Naturkautschuk,
Verschnitten von Naturkautschuk
mit Chloropren oder Chlorsulfopolyäthylen
(Warenname "Hypalon") basieren, da Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) viel weniger
kostet.
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Nachfolgend wird gezeigt, daß auch ein Verwenden von Styrol-Butadien-Kautschuk
zu Reifenlaufflächen weitgehend möglich ist, und zwar ebenfalls unter Verwendung
der eingangs angedeuteten Theorie für verzweigte Polymere.
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Die nachstehend wiedergegebenen Versuchsbeispiele vermitteln die Kenntnis
weiterer Kautschukmischungen und die diesen eigenen physikalischen Eigenschaften.
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Versuch IIIa : Verfärbender Styrol-Butadien-Kautschuk (GRS 1500) 100,
00 GWT Weichmacher (Naftolen) 10, 00" RuB (Vulkan 3) 50,00" Zinkoxyd 3, 20" Stearinsäure
3, 00 Alterungsschutzmittel (Aldol 401o) 1, 00" Wachs (Ozokerit P) 1,25 " Schwefelbatch
(nicht verfarbender Fertigmi-Styrol-Butadien-Kautschuk im Ver- 3,04 schung hältnis
1 : 1 mit Olschwefel gemischt) N-Cyclohexyl-2-benzothiazysulfenamid (Vulkazit CZ)
1, 00" Dibenzothiazyldisulfid mit 30 Teilen 0l (Olvulkazit M) 0, 65" Physikalische
Werte :
Normal-Prüfung Luftalterung Sauerstoffalterung 3 Tg. 72
Std. bei 100°C bei 60 C/20 atü Vulkanisationszeit bei152-015'25'35'15'25'35'15'25'35'
Modul bei 300% 54 69 71--164 79 81 84 Modul bei 500% 124 149 155---156 160 166 Zugfestigkeit
187 191 196 158 132 183 196 187 190 Bruchdehnung 695 610 610 250 235 330 635 585
580 Shore-Härte 58 59 59 70 68 67 62 63 63 Elastizität 37 37 37 36 37 36 37 37 36
Kerbzähigkeit 21 18 16 15 9 10 18 17 12 AusreiBfestigkeit 61 60 57 38 39 44 71-59
12 Versuch IIIb : Verfärbender Styrol-Butadien-100, 00 GWT Kautschuk (GRS 1500)
Weichmacher (Naftolen) 10, 00 u Ruß (Vulkan 3) 50 oo tg Zinkoxyd 3 20" Stearinsäure
(Stearin P) 3, 00 Alterungsschutzmittel (Aldol 4o1o)100"Fertiemi-Wache (Ozokerit
P) 125"schung Schwefelbatch (nicht verfärbender Styrol-Butadien-Kautschuk im Ver-
3,04 " hältnis 1 : 1 mit Olschwefel gemischt) N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid
(Vulkazit CZ) 1,00 " Dibenzothiazyldisulfid mit 30 Teilen O (Oivulkazit M) 0, 65
Mercaptobenzimidazol (Weiß MB) oder WeiB MB verschnitten mit einem Alterungsschutzmittel
(Nonox CGP auf 1,00 der Paraphenylendiaminbasis im Verhaltnis 1 : 1)
Physikalische
Werte : Normal- Luftalterung Sauerstoffalterung g 3 Tg. 72 Std. bei 100° C bei 60°
C/ 20 atü Vulkanisationszeit bei'152 C'15'25'35'15'25'35''15'25'35' Modul bei 300%
56 68 72-165-77 90 89 Modul bei 500% 120 144 154---148 170 171 Zugfestigkeit 189
179 197 170 172 141 187 190 208 Bruchdehnung 715 690 615 280 320 265 615 575 615
Shore-Härte 60 61 60 70 70 70 65 66 65 Elastizität 37 36 36 36 35 35 36 37 35 Kerbzähigkeit
23 21 17 9 10 15 18 14 18 Ausreißfestigkeit 59 63 67 45 43 45 59 58 47 Versuch IV
: Wirkung von Mercaptobenzimidazol (Weiß MB) bei einer Kunstkautschukmischung mit
Morpholindisulfid (Sulfasan R) : Verfärbender Styrol-Butadien 100, 00 GWT Kautschuk
(GRS 1500) Weichmacher (Naftolen) 9, 8" Ruß (Vulkan 3) 50, 00 " Zinkoxyd 3, 00"
Stearinsäure (Stearin P) 3, 00" Alterungsschutzmittel (Aldol 40'10) 1, 00" Wachs
(Ozokerit P) 1 20" Mercapjobenzimidazol (WeißMB)100" Morpholindisulfid (Sulfasan
R) 2 20" Olschwefel mit 10 Teilen Öl 0, 33" N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid
(Vulkazit CZ) 1,00 " Dibenzothiazyldisulfid mit 30Teilen ol (Oivulkazit M) 0, 65
Physikalische
Werte : Normal- Luftalterung Sauerstoffalterung Prüfung 3 Tg. 72 Std bei 100°C bei
60° C/20 atü Vulkänisationszeit bei 152°C 15' 25' 35' 15' 25' 55' 15' 25' 35' Modul
bei 300% 89 99 97--161 98 108 110 Modul bei 500°% 179 195 192---184 191 194 Zugfestigkeit
190 210 204 180 170 1 ? 6 197 197 205 Bruchdehnung 525 540 530 305 295 325 545 510
540 Shore-Härte 63 62 64 70 70 68 66 66 66 Elastizität 37 38 37 37 37 37 37 37 37
Kerbzähigkeit 16 14 13 9 12 11 15 13 13 Ausreißfestigkeit 64 61 51 47 43 50 59 53
57 Versuch V Auswirkung eines Mercaptobenzimidazol (Weiß MB)-Zusatzes ohne Schwefelträger
in bezug auf Luftalterung: a b c Styrol-Butadien-Kautschuk 100, 00 100, 00 100,
00 GWT (Buna Hüls 150) Weichmacher (Naftolen) 10,00 9,00 9,00 " Ruß (Vulkan 3) 50,00
50, 00 50,00" Zinkoxyd 3,00 3,00 3,00 " Stearinsäure (Stearin P) 3,00 3, 00 3, 00
Alterungsschutzmittel (Aldol 4010) 1, 00 1, 00 1, 00" Mercaptobenzimidazol (Weiß
MB)1,001,00-" Wachs (Ozokerit P) 1920 1720 1120 Wachs (Antilux)-1, 20 1120 Schwefel
1,5 1,5 1,5 " M-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid (Vulkazit CZ) 1, 00 1, 00 1,
00" Dibenzothiazyldisulfid' (Vulkazit M) 0, 50 0, 50 0, 50
Physikalische
Werte : Normal-Prüfung Luftalterung T bei 100° C Vulkanisationszeit bei 152 C 15'25'35'15'25'35'
a) Modul bei 300% 59 69 72 146 129 124 Modul bei 500% 138 156 162-Zugfestigkeit
205 215/186/166/186/196 184 134 102 170 Bruchdehnung 680 635/560/330/400/435 565
440 230 360 Shore-Härte 60 60 60 67 65 65 Elastizität 37 36 36 36 37 36 Kerbzähigkeit
19 19 18 9 12 13 Ausreißfestigkeit 63 61 60 47 48 49 b) Modul bei 300% 73 80 86
163 144 134 Modul bei 500% 159 174 186-Zugfestigkeit 210 223 224 184 178 194 Bruchdehnung
605 610 580 360 355 405 Shore-Härte 60 61 60 69 67 66 Elastizität 37 37 37 37 36
37 Kerbzähigkeit 18 18 17 15 11 11 Ausreißfestigkeit 56 57 65 41 45 45 c) Modul
bei 300% 75 87 88-154 138 Modul bei 500% 166 186 194 Zugfestigkeit 203 204 204 164
178 174 Bruchdehnung 590 545 520 280 330 350 Shore-Härte 60 60 58 68 66 66 Elastizität
38 37 37 37 36 Kerbzähigkeit 20 14 13 9 10 AusreiBfestigkeit 58 52 53 46 52 44 Bei
den vorliegenden Versuchen wurde nur ein Alterungsschutzmittel (Aldol 4010) verwendet,
nicht ein aliphatisches, auf p-Phenylendiamin-Basis beruhendes Alterungsschutzmittel
(Aldol 4010 NA), das aktiver als Aldol 4010 ist, wobei eine Phenylgruppe durch eine
Isopropylgruppe ersetzt ist
Physikalische Werte : Ozonprüfung :
125 Teile Ozon auf 108 Teile Luft nach 1 2 4 8 12 16 20 Stunden Versuch III 25'x152°C
0 2d 3d 4d 4-5c 4-5duc 35'xf52°C O 2c 3c 4d 4-5c 4-5d 5d Versuch V a) 25'x152°C
0 2a 3b 4b 5b 5b 5b 35'x152°C 0 2b 3b 4a 4-5a 5a 5a Versuch V b) 25'x152° C 0 0
0 0 3-4a 4a 4a 35'x152°C 0 0 2b 2-3b 3-4a 4a 5a 1 = Haarrisse a = zählbare Risse
2 = feine Risse b = mehrere Risse 3 = mittlere Risse c = viele Risse 4 = starke
Risse d = sehr viele Risse 5 = sehr starke Risse Nach vorstehenden Ergebnissen kann
gesagt werden, daß die Wirkung von Mercaptobenzimidazol ("Weiß MB") allein oder
in Verbindung mit Morpholindisulfid (Sulfasan R) oder mit Wachs nur eine geringe
Verbesserung der Standardqualität mit sich bringt. Trotzdem ist der Einsatz von
Metallinhibitoren allein, mit Morpholindisulfid (Sulfasan R) oder Wachs sehr nützlich.
-
Aus den Ergebnissen der Versuche IIc1, IIIb bis V kann n. eine nicht
verfärbende Styrol-ButUdien-Eautschuk-Mischung entwickelt werden, deren physikalische
Eigenschaften denen der normalen Styrol-Butadien-Kautschuk-Mischung entsprechen.
-
Wirkung von Mercaptobenzimidazol ("Weiß MB") bei einer Kautschuk-Mischung
mit Morpholindisulfid (Sulfasan R), N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid (Vulkazit
CZ), Dibenzothiazyldisulfid (Vulkazit M) und einem Phenolderivat (Nonox WSL), geeignet
für Isolierstreifen.
-
Versuch VI : Nicht verfärbender Tieftemperatur- 100,00 GWT Styrol-Butadien-Kautschuk
(SBR 1502) Weichmacher (RS 65) 8, 00 Phenolderivat (Nonox WSL) 1,50 " Zinkoxyd (I
RS) 3, 00" Stearinsäure 2, 00" Wachs (Antilux) 3, 00 " Fertig-Ra (Philblack A) 35,
00"mi-Mercaptobenzimidazol (Weiß MB) 2, 00"schun6 Olschwefel mit 10 Teilen Ol 0,
33" Morpholindisulfid (Sulfasan R) 2,20 " li-Cycloheyl-2-benzothiazylsulfenamid
(Vulkazit CZ) 1, 00" Ozonalterung : Bei 200 Teilen Ozon auf 108 Teile Luft zeigten
die Proben bei 25° C nach 8 Stunden keine Risse,
Physikalische
Werte : Normal-Prüfung Luftalterung 3 Tg. bei 100° C Vulkanisationszeit bei 152
C 15'25'35'15'25'35' Modul bei 300% 45 60 65 73 69 67 Modul bei 500% 87 120-Zugfestigkeit
134 128 116 96 102 113 Bruchdehnung 645 525 475 365 405 440 Shore-Härte 52 53 54
59 57 58 Elastizität 48 48 48 48 47 48 Xerbzähigkeit 12 9 8 12 10 10 AusreiBfestigkeit
47 37 41 35 35 35 Gegenüber der Probe nach Versuch IIc1 hat die Probe nach Versuch
VI noch bessere physikalische Werte. Die Mischungen nach den Versuchen IIc1 und
VI kdDnen auch fur nicht veriiirbende und nicht fleckeabildende Laufflächen von
Fahrzeugreifen verwendet werden und zwar unter Änderung der Füllstoffzusätze.