DE1769728A1

DE1769728A1 - Hydrophobierte Russe in Kautschukmischungen

Info

Publication number: DE1769728A1
Application number: DE19681769728
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Chem Dr Ziegler
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1968-07-04
Filing date: 1968-07-04
Publication date: 1971-10-28
Also published as: AT295130B; FR2012296A1; NL6908668A; BE735560A

Description

Henkel & Cie GmbH

Patentabteilung Düsseldorf, den 28. Juni 1968

Henkelst!·. 67 Dr.SchOe/N.

Neue Patentanmeldung

D 3687
"Hydrophobierte Ruße in Kautschuknischungen"

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von hydrophobierten Rußen als verstärkende Füllstoffe für Kautschukmischungen. ™

Es ist bekannt, als verstärkende Füllmaterialien für natürlichen und synthetischen Kautschuk solche modifizierten Rußsorten zu verwenden, die mit Alkylierungsmitteln behandelt ■ worden sind. Die Einwirkung der Alkylierungsmittel erfolgt in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katylsatoren, wie z.B. Aluminium-Chlorid, Antimonpentachlorid, Eisenchlorid, Wismutchlorid und dergleichen mehr. Durch die Verwendung der Metallhalogenide bei der Alkylierung werden Metallionen in den Ruß eingebaut. Λ Bei Verwendung derartiger Rußsorten werden in die Kautschukmischungen Metallionen eingebracht, wodurch die Eigenschaften der ausvulkanisierten Kautschukmischungen häufig ungünstig beeinflußt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, die Verwendung solcher Rußsorten vorzuschlagen, die die genannten Nachteile nicht aufweisen.

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*■* C· ^

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man als verstärkende Füllstoffe für natürlichen und synthetischen Kautschuk Rußsorten verwendet, die mittels Fettalkoholen oder alkylierten Phenolen oder Fettsäuren bzw. deren Estern mit niederen Alkoholen bzw. deren einfachen Derivaten hydrophobiert sind, wobei die Hydrophobierungsmittel etwa 8 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten.

Die hydrophobierten Ruße können aus den gebräuchlichen Sorten von Kanal- und Ofenruß hergestellt werden. Zur Hydrophobierung läßt man die Hydrophobierungsmittel bei Temperaturen von 150 bis 350° C während etwa 15 bis 120 Hinuten einwirken. Die Behandlung kann chargenweise oder auch in geeigneten Apparaturen kontinuierlich durchgeführt werden. Beispielsweise kann man ein Gemisch aus Ruß und etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent Hydrophobierungsmittel durch eine beheizte Mischschnecke schicken.

Geeignete Hydrophobierungsmittel sind beispielsweise aliphate is ehe Alkohole wie etwa Laurylalkohol, Cetylalkohol, Octadecanol oder Eikosanol. Geeignet sind auch verzweigte primäre Alkohole, wie sie durch die Guerbet-Reaktion herstellbar sind. Weiterhin sind beispielsweise Alkylphenole geeignet, wie etwa Octylphenol, Decylphenol und Dicyclohexylphenol.

Ferner sind als Hydrophobierungsmittel synthetische oder aus natürlichen Produkten gewonnene Fettsäuren geeignet, wie etwa

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Laurinsäure, Myristinsäure, Stearinsäure, Behensäure, ölsäure. Die Fettsäuren können auch substituiert sein, wie etwa die Hydroxystearinsäure oder die Hydroxyphenylstearinsäure oder das Additionsprodukt von Maleinsäureanhydrid an ölsäure. Anstelle der erwähnten Fettsäuren können auch deren Ester mit niederen aliphatischen Alkoholen zum Hydrophobieren eingesetzt werden. Als niedere aliphatische Alkohole kommen solche mit etwa 1 bis ¹J Kohlenstoffatomen infrage, d.h. Methanol, Äthanol, Pr opanol oder Butanol.

Die Herstellung der Kautschukmischung unter der erfindungsgemäßen Verwendung der hydrophobierten Rußsorten wird in bekannter Weise auf Walzwerken oder Innenmischern vorgenommen. Beim Einarbeiten in übliche Kautschuksorten wie etwa Naturkautschuk, Styrolbutadienkautschuk, Polybutadien-, Chloropren- und Nitrilkautschuk wird eine erhebliche Menge an Mischarbeit eingespart. Die Ersparnis kann bis zu 20 % betragen. Ferner wird eine wesentliche Verkürzung der Mischdauer erzielt. Schließlich ist der Temperaturanstieg beim Mischen geringer als bei der Verwendung nicht hydrophobierter Rußsorten.

Vergleicht man die Meßergebnisse für Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Shore-Härte, Rückprallelastizität und den Abrieb im gealterten wie im ungealterten Zustand, so stellt man fest, daß die Werte nicht ungünstiger sind, als bei Verwendung von nicht hydrophobiertem Ruß. Es wird demnach die wesentliche Erleich" terung bei der Herstellung der Kautschukmischung nicht durch einen Nachteil an den fertigen Kautschukmischungen erkauft.

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Belsplele

Herstellung des Ausgangsmaterials;

Verschiedene Typen von handelsüblichem Ruß wurden mit Fettsäuren bzw. Fettalkoholen hydrophobiert. Dazu wurde der Ruß bei einer Temperatur von 220° C in einer Mischschnecke behandelt. In der nachfolgenden Tabelle I ist in der ersten Spalte die laufende Nummer des Rußes wiedergegeben (A 1 bis A l6), In der folgenden der Rußtyp. In den weiteren Spalten ist das Hydrophobierungsmittel, die Menge des Hydrophobierungsmittels in Gewichtsprozent und die Behandlungsdauer wiedergegeben.

	Ruß Typ	3	Tabelle I	Menge In Gew.-JS	Behandlungs dauer (Min.)
lfd. Nr.	HAF Corax	3	Hydrophob i erungs- mittel	3.5	18
A 1	HAF Corax	3	Stearinsäure	2	28
A 2	HAF Corax	3	Behensäure	5	18
A 3	HAF Corax	3	Laurinsäure	3	18
A k	HAF Corax	3	Hydroxystearin- säure	3	35
A 5	HAF Corax	Ölsäure	H	35
A 6		Hydroxyphenyl- stearinsäure

A 7 HAF Corax 3 Guerbet-Alkohol

A 8 HAF Corax 3 Dodecanol A 9 KAF Corax 3 Elkosanol A 10 HAF Corax 3HS Stearinsäure A 11 HAF Corax 3HS Laurinsäure

35

2	35
2	35
3.5	35
5	18

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Fortsetzung von Tabelle I

Ruß lfd. Typ Nr.	Hydrophobierungs mittel	Menge in Gew.-?	Behandlungs dauer (Kin.)
A 12 SAP	Stearinsäure	3,5	35
A 13 SAF	Laurinsäure	6	18
A IM SAF	Behensäure	2	35
A 15 EPC	Stearinsäure	3,5	20
A 16 EPC	Eikosanol	. 3,5	35
Erfindungsgemäße	Verwendung:

Die mit den verschiedenen Hydrophobierungsmitteln behandelten Rußsorten wurden in einem Meßkneter bei ¹IO Upm in cis-Polybutadien eingearbeitet. Auf jeweils 100 Gewichtsteile Polybutadien wurden 50 Gewichtsteile Ruß verwendet. In der nachfolgenden Tabelle II ist in der ersten Spalte der hydrophobierte Ruß mit den Bezeichnungen A 1 bis A 16 angeführt, wobei jeweils auch die nicht hydrophobierte Rußsorte zum Vergleich mit aufgeführt ist. In den folgenden Spalten sind das maximal erreichte Drehmoment (mkp. ), die Drehmomente nach 5, 10 bzw.

JjIcLX ·

20 Minuten (mkp.^, mkp._1QJ mkp.pß), die Temperatur in ⁰C bei Mischbeginn (T ), die maximal erreichte Temperatur in ⁰C

(T_mriV ) und schließlich die Zeit in Minuten bis zum Erreichen max ·

des maximalen Drehmoments (t) wiedergegeben.

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	3⁺ 3,89	Tabelle II	mkp.₁₀	mkp._2o	^Ta	T max.	t	5,0
Ruß	3,46	ax. ^mkP-5	3,53	3,14	78	114	4,0
HAF Corax	3,46	3,71	3,01	2,73	77	108	3,3
A 1	3,18	3,22	3,01	2,71	77	108	4,3
A 2	3,71	3,19	2,87	2,61	79	105	3,0
A 3	3,60	3,01	3,08	2,80	70	108	3,5
A4	3,79	3,34	3,15	2,92	80	109	2,6
A 5	3,74	3,36	3,19	2,94	79	108	3,5
A 6	3,74	3,41	3,39	3,02	82	114	4,2
A 7	3,33	3,54	3,36	2,98	81	114	2,6
A 8	3HS⁺ 4,03	3,51	3,06	2,93	74	109	4,7
A 9	3,54	3,19	3,57	3,15	78	115	3,5
HAF Corax	3,16	3,78	3,02	2,83	78	109	3,3
A 10	3,84	3,23	2,87	2,70	78	108	6,0
A 11	3,46	2,97	3,49	3,42	60	114	3,5
SAF⁺	3,11	3,60	3,08	2,98	68	108	3,6
A 12	3,57	3,20	2,81	2,75	70	104	3,5
A 13	3,32	2,84	3,18	3,09	58	109	11,0
A 14	3,18	3,32	3,27	-	66	101	3,7
EPC⁺	3,32	3,30	3,02	2,96	72	98	4,1
A 15	3,04	3,23	3,13	72	98
A 16	3,28

) Vergleichswerte für die unbehandelten Rußtypen

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Claims

Patentanspruch

Verwendung von mittels Fettsäuren, Fettalkoholen oder alkylierten Phenolen bzw. Fettsäureestern von niederen Alkoholen bzw. deren einfachen Derivaten hydrophobierten Rußsorten, wobei die Hydrophobierungsmittel etwa 8 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten, als Füllstoffe für natürlichen oder synthetischen Kautschuk.

HENKEL & CIE. GmbH.

i.A. /

(Dr. Haas)(Dr.Schulte Oestrich)

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