DE1669863C

DE1669863C - Vulkanisierbare Formmassen auf der Grundlage von Butylkautschuk

Info

Publication number: DE1669863C
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr 3011 Letter Behr Wilhelm Dipl Chem 3000 Hannover Herren hausen Judas
Original assignee: Continental Gummi Werke AG, 3000 Han nover

Description

Die Erfindung betrifft vulkanisierbare Formmassen auf der Grundlage von Butylkautschuk und einem oder mehreren geringer als Butylkautschuk gesättigten Synthesekautschuken mit verbesserter Beständigkeit gegen wiederholte Hitzebeanspruchung.

Butylkautschuk findet infolge seiner besonderen Eigenschaften, insbesondere der geringen Gasdurchlässigkeit und hohen Temperaturbeständigkeit, verbreitet Anwendung, beispielsweise zur Herstellung von Autoschläuchen oder Heizbälgen und -schläuchen für die Reifenvulkanisation. Das bevorzugte Vulkanisationsverfahren für die Herstellung von besonders temperaturbeständigen Butylkautschukvulkanisaten ist die sogenannte Harzvulkanisaüon, bei der vorzugsweise p-substituierte Phenoldialkohole als VuI-kanisationsmittel verwendet werden.

Beim wiederholten überschreiten einer gewissen Beanspruchungstemperatur jedoch, insbesondere in Gegenwart von Luftsauerstoff und Wasserdampf, sind auch bei diesen Vulkanisaten Abbauerscheinungen zu beobachten. So wird besonders die mit dem* Heizmedium in Kontakt gekommene innere Oberfläche von Heizschläuchen und -bälgen bereits nach kurzer Zeit zunächst schmierig und dann wahrscheinlich durch Zusammenlaufen der schmierigen Bestandteile völlig uneben und plastisch. Es wird immer wieder beobachtet, daß plastische Zusammenballungen sich von der inneren Oberfläche ablösen, durch den Heizmittelstrom beim Entleeren des Heizschlaudies oder -balges mitgerissen werden und die Ventile des Heizmittelumlaufes verstopfen. Besonders auffällig ist das Auftreten derartiger Erscheinungen bei Verschnitten von Butylkautschuk mit anderen Synthesekautschuken, auch wenn diese nur in geringen Gewichtsanteilen im Verschnitt vorhanden sind. So führt bereits ein Anteil von etwa 3 bis 5 Gewichtsprozent Polychlorbutadien im Verschnitt mit Butylkautschuk zu einem verstärkten Auftreten dieser Erscheinung.

Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, diesen Abbauerscheinungen bei höheren Temperaturen in den Butylkautschukvulkanisaten entgegenzuwirken und damit die Gebrauchstüchtigkeit und Lebensdauer, insbesondere von Heizbälgen und -schläuchen, zu verbessern.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch Schaffung einer vulkanisierbaren Formmasse für die Herstellung von geformten Gegenständen aus Mischungen auf der Grundlage von Butylkautschuk und gegebenenfalls einem oder mehreren geringer als Butylkautschuk gesättigten Synthesekautschuken mit üblichen. Ruß. Zinkoxyd. Weichmacher und Alterungsschutzmittel in sich einschließenden Zusätzen, in denen die Kautschuksubstanz der Mischung zu 5 bis 20 Gewichtsprozent aus eis-1.4- Polybutadien besteht.

Insbesondere zeigen 12 bis 15 Gewichtsprozent eis-1,4-Polybutadien enthaltende, mit p-substituierten Phenoldialkoholen vernetzte Butylkautschukvulkani* sate eine überraschend gute Behändigkeit gegen Oxydationseinflüsse bei wiederholter Hitzebeanspruchung.

Butylkautuchukvulkanisate aus eis-1,4- Polybutadien enthaltenden Verschnittmischungen zeigen neben einer wesentlich verbesserten Hitzebeständigkeit gleichzeitig auch eine gute Beständigkeit gegen Verhärtung durch Schwefelmigration.

Diese Beobachtung muß als überraschend ange

sehen werden, weil man bisher von der Vorstellung beherrscht war, daß ein Anteil an starker ungesättigten Kautschuken im Verschnitt mit Butylkautschuk nicht zu zufriedenstellenden VuIk nisaten führt Man war der Auffassung, daß in solchen Gemischen der Butylkautschukanteil nicht oder nicht genügend vernetzt wird, weil die Vulkanisiermittel von den anderen, stärker ungesättigten Kautschuken zu schnell oder zu weitgehend aufgebraucht werden, d h. also, daß die stärker ungesättigten Kautschuke bevorzugt vulkanisiert werden, d^u v'ulkanisiermittel also beim Butylkautschuk nur unzureichend wirksam

Bei Verwendung von 2 bis 5 Gewichtsprozent _Cj_s-1,4-Polybutadien im Verschnitt mit Butylkautschuk ist zwar schon eine gewisse Verbesserung der Wärrnebeständigkeit zu beobachten, jedoch ist bei diesen Mengenanteilen, insbesondere bei Heizbälgen und -schläuchen ein optimaler Schutz gegen den Abbau noch nicht vorhanden. Dies äußert sich im Auftreten einer dünnen, noch plastischen Schicht nach längerer Gebrauchsdauer. Bei einem Anteil von mehr als 20 Gewichtsprozent cis-l,4-PoIybutadien im Verschnitt beobachtet man andererseits eine erhöhte Rißanfälligkeit und ungünstigere Wärmealterung an der dem Reifen zugekehrten äußeren Oberfläche. Auch diese Beobachtung ist überraschend, da beim Verschnitt von anderen Synthesekautsch 11 ken mit cis-1,4-Polybutadien gerade Mengenanteile \on mehr als 20 Gewichtsprozent des letzteren zu einer starken Verbesserung der Rißanfälligkeit führen.

Die eben skizzierten, besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäß aufgebauten Butylkautschukcis-1,4-polybutadien-Verschniltmischungen machen diese besonders für die Herstellung von Gegenständen brauchbar, die einer hohen Wärmebelastung ausgesetzt sind, wie insbesondere die den bereits genannten Heizbälgen und -schläuchen. Diese zeigen e:ne mehr als doppelte Lebensdauer gegenüber herkömmlich hergestellten Heizbälgen aus Butylkautschukvulkanisaten, die gegebenenfalls einen Anteil von ?. bis 5 Gewichtsprozent an Polychlorbutadien enthalten.

Die Erfindung wird an Hand folgender Ausführungsbeispiele näher erläutert: Es wurden drei Butylkautschuk-Vcrschnittmischungen ',-anstehender Zusammensetzungen hergestellt und die Eigenschaften ihrer Vulkanisate in Abhängigkeit vom jeweiligen Gehalt an eis-1.4-Polybutadien untersucht.

Butylkautschuk

Polychlorbutadien

cis-l,4-Polybutadien ...

Mineralöl —

Zinkoxyd

Ruß

Dimethylolphenolharze, p-substituiert

I	2 ,
95	85
5	5
0	10
15	15
5	5
50	50
' 8	8

75

20
15

4
50

Die erhaltenen Vulkanisate zeigen nach einer VuI-kanisationszeit von 60 Minuten bei 170° C die folgenden physikalischen Eigenschaften:

3	I	4
	114 650 3ή 56 9 lOOOü + X 16 14,5/3,5 14.5	2 3
Festigkeit nach DIN 53504 Dehnung in % nach DIN 53504 Modul bei 300% Dehnung nach DIN 53504 Shorehärte A nach DIN 53505 Elastizität nach DIN 535 P Ermüdung bei 200% Dehnung Weiterreißfestigkeit nach DIN 53506 Bleibende Dehnung (%) Trennfestigkeit der Zusammensetzung (kp/20 mm) analog DIN 53530 ..	32 S 7 430 415 55 62 60 60 12 16 f·/ ft, 1935 2260 ⁶ 12 9,6 14,5/3,5 14,5/3,5 15,0 7,5

Aus diesen Kautschukmischungen wurden Heizbälge hergesteiit. Diese Heizbälge wurden nach 150 Heizun^{t 18}° ^C ^{untersucht und ze}'S^{en das der} nachfolgenden Tabelle beschnebene Eigen-

Oberfläche (außen)

Oberfläche (innen)

gLtt

leicht verhärtet

völlig aufgeweicht,
plastisch verkrustet

glatt

Verhärtung nicht
zu beobachten

etwas schmierig

leicht nssig
etwas verhärtet

glatt

35

Die Ergebnisse zeigen, daß verschiedene Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verschnittmischungen in günstiger Weise beeinflußt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vulkanisierbare Formmassen zur Herstellung von geformten Gegenständen aus Mischungen auf der Grundlage von Butylk· utschuk und gegebenenfalls einem oder mehreren geringer als Butylkautschuk gesättigten Synthesekautschuken mit üblichen. Ruß, Zinkoxyd, Weichmacher und

Alterungsschutzmittel in sich einschließenden Zusätzen, oadurch gekennzeichnet, daß die Kautschuksubstanz der Mischung zu 5 bis 20 Gewichtsprozent aus cis-l,4-Polybutadien besteht.

2. Vulkanisierbare Foimmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschuksubstanz der Mischung 12 bis 15 Gewichtsprozent eis-1,4-Polybutadien und die Formmasse als übliches Vulkanisationsmittel p-substituierte Phenoldialkohole enthält.