DE1770905A1 - Beschleuniger mit verzoegertem Vulkanisationseinsatz enthaltende,schwefelvulkanisierbare Kautschukmassen - Google Patents

Beschleuniger mit verzoegertem Vulkanisationseinsatz enthaltende,schwefelvulkanisierbare Kautschukmassen

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DE1770905A1 DE19681770905 DE1770905A DE1770905A1 DE 1770905 A1 DE1770905 A1 DE 1770905A1 DE 19681770905 DE19681770905 DE 19681770905 DE 1770905 A DE1770905 A DE 1770905A DE 1770905 A1 DE1770905 A1 DE 1770905A1
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/41Compounds containing sulfur bound to oxygen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Beschleuniger mit verzögerter Wirkung für schwefel-vulkanisierbare Systeme, die zur Vulkanisation von ungesättigten Kautschuken verwendet werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Anwendung von organischen Sulfinsäuren und bestimmten Salzen und Derivaten derselben als Beschleuniger mit verzögertem Vulkanisationseinsatz für schwefei-vulkanisierbare Hassen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, Beschleuniger mit verzögertem Vulkanisationseinsatz zu entwickeln, die ein hohes Ausmaß an Anvulkanisier-Sicherheit aufweisen, wenn das Vermischen und die Verarbeitungs- i operationen bei verhältnismäßig hohen Temperaturen erfolgen, die aber bei höheren Vulkanisiertemperaturen wirksame Vulkanisationsbeschleuniger darstellen.
Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung wird der Fachwelt eine schwefel-vulkanisierbare Kautschukmasse zur Verfügung gestellt, die (i) eine organische Sulfinsäure, (ii) ein Metallsalz oder ein Aminsalz einer organischen Sulfinsäure oder (iii) ein Aldehyd- oder Aldehyd-Aain-
—2—
209810/1489
BAD ORIGINAL
Derivat einer organischen Sulfinsäure als Beschleuniger mit verzögerten Vulkanisationseinsatz enthält·
Die organischen Sulfinsäuren entsprechen der allgemeinen Strukturformel
R1 - S - OH oder K2C-O- OH)2 ,
in der R einen einwertigen organischen Rest und R einen zweiwertigen organischen Rest darstellt· R oder R^ sind zweckentsprechend substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppen· Die einwertigen Kohlenwasserstoff-Molekülbestandteile oder -Gruppen bestehen zweckmäßig aus Aryl-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl- oder Alkaryl gruppen. Die Alkylgruppen oder Alkyl-Molekulbestandteile enthalten vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatom» und die Cycloalkylgruppen vorzugsweise 5 bis 8 Kohlenstoffatom. Die zweiwertigen Kohlenwasserstoff-Molekülbestandteile bestehen zweckmäßig aus Alkylen- oder Arylen-Gruppen, z.B. Methylen-, Polyethylen-, Phenylen-, Biphenylen- oder Naphthylengruppen. Die Substituenten können z.B. Halogenatome (wie Chlor- oder Bromatoae), Nitro-, Acetylamino- oder Acetaoidogruppen sein. R kann auch einen heterocyclischen Rest darstellen, wie eine 2-Benzthiazylgruppe. Beispielsweise Vertreter von Gruppen, die den Rest R darstellen können, sind die Phenyl-, Biphengrl-, Naphthyl-, Methyl-, Butyl-, Octyl-, Cyclohexyl-, Benzyl-, Tolyl-, Chlorphenyl-, Nitrophenyl- und Acetaaidophenylgruppe.
Zu den Metallsalzen der oben definierten Sulfinsäuren, die bei der vorliegenden Erfindung Anwendung finden können, gehören ein- und mehrwertige Metallsalze+., wie Natrium-, Kalium-, Lithium-, Calcium-, Magnesium-, Aluminium-, Barium-, Zink-, Kupfer-, Nickel-, Cadmium-, Kobalt-, Zinn-, Blei- und Eisensalze.
-3-
209810/U69
BAD ORIGINAL
Die Aminsalze (und unter dieser Bezeichnung sollen hier auch Ammoniumsalze verstanden werden) der Sulfinsäuren, die gemäß der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangen können, bestehen aus den Reaktionsprodukten einer Sulfineäure mit einem organischen Amin oder mit Ammoniak· Es können primäre, sekundäre oder tertiäre Amine verwendet werden. Die organischen Substituenten an dem Amin können sofern möglich - aus einer der organischen Gruppe bestehen, die oben im Zusammenhang mit der Definition der Symbole R und R^ angeführt sind. Es können auch cyclische Amine, wie Piperidin und Morphoiin, verwendet werden. Zu den bevorzugt in Frage kommenden Aminen gehören alkylsubstituierte Amine und cycloalkyl-substituierte Amine. Die Kohlenwasserstoffgruppen können Substituenten, wie Cyan- oder Hydroxylgruppen, enthalten. Zu den spezifischen Aminen, die Anwendung finden können, gehören Methylamin, Athylamin, n-Propylamin9 Isopropylamin, n-Butylamin, sek.-Butylamin, tert.-Butylamin, tert·- Octylamin, Triethylamin, Tributylamin, Amylamin, Hexylamin, Octylamin, Dodecylamin, Octadecylamin, Norpholin, Piperidin, Dimethylamin, Äthanolamin, Cyanäthylamin, Diäthylamin, Dipropylamine, Dibutylamin, Laurylamin, Cyclohexylamine Dicyclohexylamin, Benzylamin, Trimethylamin, Äthylendiamin und Dirnethylaminopropylamin.
Die Aldehydderivate der organischen Sulfinsäuren, die Anwendung finden können, stammen einfach aus der Umsetzung einer organischen Sulfinsäure mit einem Aldehyd, vorzugsweise Formaldehyd· Diese Derivate sind oc-Hydroxysulfone, beispielsweise solche, die der Formel
-C-OH
oder
-S-C-
OH
0 Rv
(ID
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209810/ U69
BAD ORIGINAL
entsprechen, in der R und ΈΓ die oben angegebenen Bedeutungen haben und R ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest darstellt, der vorzugsweise eine Kohlenwasserstoff gruppe ist, z.B. eine Alkyl- oder Arylgruppe, wie eine Methyl-, Propyl-, Octyl-, Phenyl-, Biphenylyl- oder Naphtylgruppe. Es kann auch ein dreiwertiger oder noch höherwertiger organischer Rest das Symbol κ in der Fonsei II ersetzen, was dann zu einem Derivat fuhrt, welchec drei oder mehroC-Hydroxysulfongruppen enthält.
Die ot-Hydroxysulfone können weiter mit einen Amin (einschließlich Ammoniak) umgesetzt werden, um die Aldehyd-Amin-Derivate von Sulfinsäuren zu bilden. Das Amin kann z.B. eines der oben im Zusammenhang mit den Aminsalzen der Sulfinsäuren angeführten Amine sein. Vorzugsweise dient Ammoniak oder ein primäres Amin als das Amin. Das Stickstoffatom des Amins ersetzt die Hydroxygruppe des Ä-Hydroxysulfons·
Die im folgenden angeführten Verbindungen stellen Beispiele von Sulfinsäurederivaten dar, die in den Massen der vorliegenden Erfindung als Beschleuniger mit verzögertem Vulkanisationseinsatz brauchbar sind: p-Toluolsulfinsäure, 2,4,5-Trichlorbenzolsulfinsäure, Zink-Benzolsulf inat, Calcium-Benzolsulfinat, Barium-Benzolsulfinat, Magnesium-Benzolsulfinat, Blei-Benzolsulfinat, Zink-p-Toluolsulfinat, Calcium-p-Toluolsulfinat, Barium-p-Toluolsulfinat, Magnesium-p-Toluolsulfinat, Natrium-p-Toluolsulfinat, tert.-Octylammonium-p-Toluolsulfinat, n-Dodecylammonium-p-Toluol-sulfinat, Cyclohexylammonium-p-Toluol-SuIfinat, - ~ ' , Dibutyl-
amaonlura-p-Toluolsulfinat, Triäthylammoniua-p-Toluol-SuIfinat, tert.-Butylammonium-p-Toluolsulfinat, n-Butyl-
ionium p-Toluolsulfinat, Dimethylamonium-p-Toluolsulf inat,
209810/U6 9
BAD ORJGJNAL
Zinkealze von gemischten Toluolsulfinsäuren, Zink-2,5-Dimethylbenzolsulfinat, Cyclohexylammonium-2,5-Dimethylbenzolsulfinat, Zink-Naphthalin-2-sulfinat, Cyclohexylammonium-Naphthalin-2-sulfinat, Dicyclohexylammonium-p-Toluolsulfinat, Methylammonium-p-Toluolsulfinat, Zinksais der m-Benzoldisulfinsäure, Diäthylammonium-p-Toluoleulfinat, Cadmium-Benzolsulfinat, Staruio-Benzolsulfinat, Nickelo-Benzolsulfinat, Cupri-p-Toluolsulfinat, Nickelo-p-Toluolsuli'inat, Zink-2,4 f5-Trichlorbenzolsulfinat, Zink-p,p'-Oxy-bis-(benzol8Ulfinat), Zink-p-Chlorbenzolsulfinat, Zink-Butan-1,4-disulfinat, Zink-p-Nitrobenzolsulfinat, p-Tolyl-hydroxymethylsulfon, p-Acetylaminobenzolsulfinsäure} Zink-p-Acetylaminobenzolsulfinat, M
Zink-p-Toluolsulfinat, Reaktionsprodukt aus p-Toluoisul~ finsäure und Ethanolamin, Reaktionsprodukt aus p~Toluol~ sulfinsäure und Äthylendiamin (2:1) und das Reaktionsprodukt aus p-Toluoleulfinsäure und 3-Dimethylaminopropylamin.
Die erfindungsgemäßen Beschleuniger mit verzögertem VuI-kanisationseinsatz können in jeder beliebigen zweckentsprechenden Menge verwendet werden, z.B. in Mengen von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gewicht der Masse, vorzugsweise in Mengen von 1,0 bis 2,5 Gewientstellen.
Diese Beschleuniger können auf irgendeine zweckentsprechende und übline Weise hergestellt werden. Die Salze der Sulfinsäuren sind für gewöhnlich stabiler als die freien Säuren, und diese werden daher in der Regel aus einem Alkalisalz derselben hergestellt. Die Alkalisalze können durch Umsetzung eines organischen Sulfonylchlorides mit Natriumeulfit in Gegenwart eines wäßrigen Alkalis hergestellt werden. Die Behandlung des Salzes mit einer Mineralsäure (z.B. HCl) liefert die freie Sulfinsäure· Das Al-
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BAD ORIGINAL
kalisalz kann auch mit einem Salz einer Mineralsäure (z.B. Zinksulfat) behandelt werden, um weitere Netallsalze zu erhalten.
Sulfinsäuren können auch durch Umsetzung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Schwefeldioxyd in Gegenwart von Aluminiumchlorid oder durch Umsetzung eines diazotierten aromatischen Amins mit Schwefeldioxyd in Gegenwart eines Kupferkatalysators hergestellt werden·
Die Behandlung einer freien Sulfinsäure in einem organischen Lösungsmittel (wie Äthanol) mit einem Amin liefert die Aminsalze. Die Umsetzung der Sulfinsäuren mit Aldehyden und danach mit einem Amin oder mit Ammoniak erfolgt gemäß den an sich üblichen Arbeitsmethoden.
Es ist empfehlenswert, die freien Sulfinsäuren und deren Netallsalze als Beschleuniger mit verzögertem Vulkanisationseinsatz in den erfindungsgemäßen Nassen zu verwenden. Diese Verbindungen weisen eine überragende Anvulkanisier-Sicherheit (bezogen auf 1320C-Vulkanisationswerte) und sind besonders geeignet für das Vulkanisieren bei verhältnismäßig hohen Temperaturen (etwa 1770C; häufig
ο 9V*
149 bis 204 C oder mehr)/. Die bevorzugt in Frage kommenden freien Säuren sind die p-Toluolsulfinsäure und die 2,4,5-Trichlorbenzolsulfinsäure. Die p-Toluolsulfinsäure scheint beträchtlich stabiler zu sein als die Benzolsulfinsäure.
Mehrere Ammoniumsalze oder substituierte Ammoniumsalze der Sulfinsäuren weisen einen bestimmten Vorteil gegenüber N-Cyclohexylbenzthiazolsulfenamid auf, was die Anvulkanisier-Geschwindigkeit bei 132°C anbelangt.
Die Aldehyd- oder Aldehyd-Ammonium- (-Amin) Derivate weisen im allgemeinen eine Anvulkanisier-Sicherheit und Beschleunige reigenschaft en auf, die zwischen denen der freien Säuren und denen der Aminsalze liegen.
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BAD ORIGINAL
Die Sulfinsäureverbindungen der vorliegenden Erfindung können als Beschleuniger bei der Vulkanisation einer Vielzahl von elastomeren Materialien verwendet werden, wie den konjugierten Diolefin-Homopolymerisaten und den Mischpolymerisaten von konjugierten Diolefinen mit mischpolymerisierbaren, monoäthylenisch-ungesättigten Monomeren, einschließlich von Homopolymerisate!!, wie Polyisopren (natürliches oder synthetisches, mit hohem Gehalt an cis-Isomeren oder andersartig strukturierten Bestandteilen), Polybutadien (durch Emulsionspolymerisation oder Lösungs-Polymerisation gewonnen; mit hohem Gehalt an cis-Isomeren oder andersartig strukturiert) und Mischpolymerisaten, -
wie Butadien/Styrol-Mischpolymerisaten (durch Emulsions- ™ Polymerisation oder Lösungs-Polymerisation gewonnen; stereospezifisch oder andersartig strukturiert), Butadien/ Acrylnitril-Mischpolymerisaten, Butadien/Vinylpyridin-Mischpolynerisaten, den ungesättigten, schwefel-vulkanisierbaren Olefin-Mischpolymerisatkautschuken, wie Terpolymerisatin aus Äthylen und Propylen mit Dienen, wie Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien, Cyclooctadien, Methylennorbornen, Äthyliden-norbornen und ähnlichen, nicht-konjugierten Dienen (EPDM) sowie den "Butyl11-Kautschuken, d.h. den kautschukartigen Mischpolymerisaten von Xsoolefinen, wie Isobutylen, mit Dienen, wie Isopren. Diese können ganz allgemein als ungesättigte, schwefel-vulkanisierbare M Dien-Mischpolymerisatkautschuke beschrieben werden· Die erfindungsgemäfien Beschleuniger mit verzögertem Vulkanisationseinsatz können mit den dienischen, ungesättigten, schwefel-vulkanisierbaren Kautschuken, Schwefel und den jeweils gewünschten üblichen Aufmischungs-Ingredienzien, wie sie normalerweise in Schwefelvulkanisaten verwendet werden, in den üblichen Mengen und auf die übliche Weise aufgemischt werden. Das Vermischen und Formen der vulkanisierbaren Masse kann in bekannter Weise erfolgen, und
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BAD ORIGINAL
die Vulkanisation kann durch Erhitzen unter den zweckentsprechenden Bedingungen, wie sie gemeinhin bei der Schwefelvulkanisation von Kautschuk angewendet werden, durchgeführt werden, wobei die Zeit und die Temperatur, auf die erhitzt wird, im allgemeinen in einem umgekehrt proportionalen Verhältnis zueinander stehen, wie es bei den bekannten Arbeitsmethoden der Fall ist.
Die Sulfinsäureverbindungen können als die einzigen Beschleuniger oder in Kombination mit anderen bekannten Beschleunigern oder Vulkanisationsaktivatoren verwendet werden.
Die aus den erfindungsgemäßen Massen hergestellten vulkanisierten Produkte sind für solche Endzwecke, wie sie normalerweise für Kautschukgegenstände angestrebt werden, technisch brauchbar, z.B. als Fahrzeugreifen, Riemen, Schläuche und Schuhwerkbestandteile.
Die Erfindung soll nun durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden, in denen alle Mengenangaben Gewichteteile bedeuten.
Beispiel I
Es wurde eine Butadien/Styrol-Kautschuk-Vormiechung hergestellt, und zu diesem Zweck wurden die folgenden Ingredienzien auf einem Banbury-Mischer miteinander kombiniert:
öl-gestreckter (37,5% öl) Butadien/Styrol
(23% Styrol)-Mischpolymerisatkautschuk 137,5
Zinkoxyd 3,0
p-Isopropylaminodiphenylamin 1,5
hoch abriebfester Ofenruß 68,0
Vachsmischung (mit verbesserter Sonnenlichtbeständigkeit) 1,0
Stearinsäure 1,0
Plastifizierungsmittel vom Typ der polymerisierten Petroleumkohlenwasserstoffe
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BAD ORIGINAL
Muster der vorstehend beschriebenen Vormischung wurden dann mit Schwefel (2,0 Teile) und mit einem erfindungsgemäßen Beschleuniger mit verzögertem Vulkanisationseinsatz (1,2 Teile), wie sie in Tabelle I spezifiziert sind, kombiniert. Es wurden auch Versuche mit im Handel erhältlichen Beschleunigern einbezogen, und zwar wurden 1,75 Teile Bis-benzthiazoldisulfid (MBTS) oder 1,25 Teile N-Cyclohexylbeirthiazolsulfenamid (Delac S) verwendet. Teilproben aus jedem Material wurden 45 und 90 Minuten bei 145°C und 45 Minuten bei 177°C vulkanisiert. Die Proben wurden zusätzlich dem "Mooney-Anvulkanisiertest" unterworfen, und es wurden die sog. "Anvulkanisierzeit" und die "Vulkanisationsgeschwindigkeit" bestimmt. Die erhaltenen Zahlenwerte sind in Tabelle I zusammengestellt.
Aus den Zahlenwerten der Tabelle I kann entnommen werden, daß die erfindungsgemäßen Sulfinsäureverbindungen äußerst wirksame Beschleuniger bei 177°C sind, aber weit weniger aktiv als die beiden im Handel erhältlichen Beschleuniger bei 1450C sind. Die Anvulkanisier-Sicherheit der Sulfinsäurederivate - bei 132°C bestimmt - ist im allgemeinen viel größer als die der beiden bekannten Beschleuniger.
Beispiel II
Um die Wirksamkeit der Sulfinat-Beschleuniger unter einer Vielzahl von Vulkanisierbedingungen zu bewerten, wurden Kautschukmassen nach der in Beispiel I angegebenen Rezeptur hergestellt, und sie enthielten 2,0 Teile Schwefel und 1,2 Teile einer Anzahl von Sulfinsäureverbindungen, die in Tabelle II angegeben sind. In diesem Fall wurden Muster der Ansätze bei 144°C, 1770C und 204°C vulkanisiert. Die "Mooney-Anvulkanisation" wurde bei 1320C bestimmt· Die physikalischen Eigenschaften der vulkanisierten Vulkanisate sind in Tabelle II zusammengestellt.
-10-
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SAO ORIGINAL
Beispiel III
In Tabelle III sind Zahlenwerte angeführt, die in einer ähnlichen Versuchsreihe unter Verwendung der in Beispiel I angegebenen Vormischungs-Rezeptur und einer Anzahl von Sulfinsaureverbindungen erhalten worden sind.
Besonders signifikant ist, daß die erfindungsgemäBen Sulfinsäuren weit weniger aktiv als Beschleuniger bei niedrigeren Temperaturen (144°C) sind als die beiden Standard-Beschleuniger (Bis-benzthiazyldisulfid und N-Cyclohexylbenzthiazolsulfenamid) und daß sie bei höheren Vulkanisationstemperaturen (177°C) äußerst wirksame Vulkanisationen ergeben.
Beispiel IV
In der in Beispiel I angegebenen Vormischungs-Rezeptur wurde eine Anzahl von Metallsalzen von Sulfinsäuren in analoger Weise getestet. Die erhaltenen Vulkanisationswerte sind in Tabelle IV zusammengestellt.
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BAD ORIGINAL
Tabelle I
Anvulkanisiert It
Chemische Verbindung (1320C)
Vulkanisationsge-
Vulkanisation bei 145UC
keine (Schwefel allein) >60'
45' 90·
- 150
Dehnung
in *
45' 90! 45· 90* 260 1220 1180
Bie-(benethiazolyl)-di. eulfid (Kontrolle)
15'3O"
4'30"
1280 3070 2640
600
560
to N-Cyclohexylbenz-
thiasolsulfenamid
(Kontrolle)
19·15" 4n 1150 1160 3060 2820 600 610
O
CD
Zink-Benzolsulfinat 39· >60' 430 860 1980 2580 870 650
O Zink-p-Toluolsulfinat 38· >60· 440 900 2030 2650 850 660
Ir Zink-p,ρ·-Oxy-bis-
(bencolsulfinat)
>60· 200 510 700 1970 1000+ 760
.r»
cn
(O
Zink-p-Chlorbenzol-
sulfinat
47· "7 60· 310 700 1320 2320 900 690
r-t Zink-Butan-1,4-
dlsulfinat
>60· 200 550 790 2010 1000 730
) ORIC Zink-p-Nitrobenzol-
sulfinat
56· >60' 280 700 1350 2330 900 700
XlJ
ζ
p-Toluolsulfinsäure 41' >60' 460 830 1960 2590 870 600
P Zink- ot -Toluol-
sulfinat
52' >60· 250 470 1250 2300 950 840
Reaktioneprodukt aus p-Toluolsulfinsäure und Formaldehyd
tert.-Butylammoneiump-Toluolsulfinat
34' 19·
>60· 36'
930 2290 2930 820 680
1240 2830 2480 670 500
CO O cn
Anvulkanisierzeit
Cheaiache Verbindung (1320C) Tabelle I (Fortsetzung) Vulkanisa- t
tionsge-
schwindigkeit
(132CC)
Vulkanisation bei 177°C
300 %
Modul
Zugfestigkeit
Dehnung in *
keine (Schwefel allein) >60'
Bis-(benzthiazolyl)-di-
sulfid (Kontrolle) 15'30"
4'3O"
650
1010
2320
2620
45' 700
660
I N-Cyclohexylbenz-
thiazolsulfenaaid
(Kontrolle)
19'15" 4" 990 2580 680 —»
ιο ι
ο
Zink-Benzoleulfinat 39· >60· 1190 2800 620 «•J
981 Zink-p-Toluolsulfinat 38' >60· 1200 2840 640 )905
ο Zink-p,ρ *-Oxy-bis-
(benzolsulfinat)
>60' 1220 3000 610
Zink-p-Chlorbenzol-
sulfinat
47' >60' 1240 3130 650
(O Zink-Butan-1,4-
diiulfinat
>60' - 870 2500 720
i
ο
2?
Zink-p-Nitrobenzol-
eulfinat
56· >60* 1070 2670 650
Γ p-Toluolsulfinsäure 41' >60· 1130 2670 640
Zink-^-Toluol-
eulfinat
52' >60· 870 2600 760
Reaktioneprodukt aus
p-Toluolsulfineäure
und Forealdehyd
34« >60· 1140 2900 680
tert·-ButylanBoniua-
p-Toluoleulfinat
19« 36' 1380 3100 590
ro ο ca oo
Chemische Verbindung Tabelle II 132 "C 3' 300%
Modul
90' Vulkanisation bei 90' 144°C nunc 1 1^1
Bie-benzthiazoldisul-
fid (1,75) (Kontrolle)
Yulkanisa- 3' 45' 1410 Zug-
festiRkeit
3350 Den
in
P70905
-Anvulka- N-Cyclohexylbenzthia-
zolsulfenaiaid (1,2)
(Kontrolle)
ierzeit tionsge-
schwindiRkeit
32' 1300 1300 45' 2750 45' So1
nis Aatttoniutt-p-Toluol-
sulfinat (1,2)
>60' 1260 ·__· 3300 ,IHTT-- 600 550
Zink-Benzolsulfinat 14'3O" 450 500 3350 590 610 510
Calcium-Benzolsulfinat 16'3O" mm 210 220 1910 610 860
Barium-Benaelsulfinat 13'3I" - 30 210 150 530 980 860
Magnesiun-Benzolsulfinat 37'30" >60' 30 280 150 980 1000+ 960
Blei-Benzolsulfinat >60' >60· 130 350 150 1290 1000+ 880
Calcium-p-Toluolsulfinat > 60' >60' 190 380 230 1410 840 940
Barium-p-Toluolsulfinat >60' >60· 180 160 350 270 1000+ 880
Magnesium-p-Toluolsulfinat 40· >60« 140 300 300 1100 1000+ 850
Blei-p-Toluolsulfinat 51' >60· 170 400 270 1600 1000+ 830
Natrium-p-Toluolsulfinat 53' >60· 200 500 270 2080 1000+ 860
Zink-2-Benzthiazolsulfinat 58' >60' 220 310 480 1100 920 820
p-Tolyl-hydroxymethyl-
sulfon
27' >60' 190 660 650 2070 880 780
tert·-Octylamraonium-p-
Toluoleulfinat
30' >60' 290 700 300 2600 1000+ 920
n-Dodecylanuonium-p-
Toluolsulfinat
57' 310 400 1070 1680 990 670
30' 210 1300 970 740
23' 590 890 860
35'
Tabelle II (Fortsetzung) Anvulka- Vulkanisa- Vulkanisation bei 144°C
K>
O
CD
OO
Chemische Verbindung
Cyclonexylanmoniump-Toluoleulfinat
Isopropylaamoniua-p-Toluolsulfinat
Triäthylamnonium-p-Toluolsulfinat
p-Acetylaminobeneol-■ulfineäure
Zink-p-Aoetylaminobenzolsulfinat
Dibutylaamoniua-p-Toluolsulfinat
tert·-Butylaaaoniunp-Toluolsulfinat
n-Butylaamonium-p-Toluolsulfinat
nisierzeit tionsge-
schvindigkeit
37· 45' 300 %
Modul
Zug
festigkeit
190· Dehnung
in %
90· 1770905
1320C 21'45" 380 90' 45' 2580 45' 380
21' >60· 590 790 1630 2810 900 580
14' - 250 1090 2450 2350 750 780
44· - 170 600 830 1110 960 880
>60' 28 10 310 250 500 960 950
>60· 35·15" 480 190 110 3150 1000+ 650
15' 26·45" 410 980 2280 2700 830 640
17'45" 420 900 1980 2860 820 920
16·15" 810 2100 900
IO
«pt
Chemisch» Verbindung
Bis-benzthiazoldieulfid (1,75) (Kontrolle)
N-Cyclohexylbenzthiazolsulfenamid (1,2) (Kontrolle)
Ammonium-p-Toluolsulfinat (1,2) Zink-Benzoleulfinat Calcivun-Benzolsulfinat Barium-Benzoleulfinat Magneeiura-Benzolsulfinat
Blei-Benzolsulfinat Calcium-p-Toluolsulfinat
Barium-p-Toluolsulfinat Magnesium-p-ToluolsulfinateOO Blei-p-Toluolsulfinat Natrium-p-Toluolsulfinat Zink-2-Benzthiazoleulfinat840
p-Tolyl-hydroxymethylsulfon
tert.-Octylammonium-p-Toluolsulfinat
45' Zug-
festiKkeit
45' II (Fortsetzung) behnung
in %
45· Vulkanisation bei 30' Zug
festigkeit
30' 2040C 30' i 0905
1120 30' 2920 0C 30' 600 300 %
Modul
960 15« 2410 Dehnung
in %
590
Tabelle 1000 3080 2820 640 620 15' 980 2640 2420 15' 600
Vulkanisation bei 177 1120 2720 2610 630 540 950 1130 2110 2280 640 530
300 %
Modul
950 2550 2700 550 600 860 1100 2210 2300 550 540
30· 700 2660 2310 640 670 1020 850 2420 2310 530 540
1060 660 2260 2190 710 660 960 750 2220 2150 610 630
920 790 1920 2410 700 640 750 910 2210 2500 680 620
1020 820
820
2260 2390
2460
730 610
620
730 1000
990
2440 2350
2100
670 580
520
860 740 2220
2460
2200 650
660
630 850 880 2350
2040
2200 640 580
660 720 2200 2400 690 660 950
950
950 2160 2360 600
530
600
590 960 2210 2280 700 550 800 1040 2350 2150 600 530
590 990 2400 2450 600 570 890 1110 2270 2050 620 470
790
800
700 2370 2410 600 670 970 710 2180 2100 570 670
650 1020 2210 2760 700 620 1000 1200 2260 2480 540 540
t600 990 2780 2650 650 610 700 1120 2530 2470 720 570
900 2610 630 950 2350 620
850 950 580
it840
900
900
Tabelle II (Fortsetzung)
OO O
Vulkan! 860 45' sation bei 177 45· 0C Dehnung
in *
45' Vulkanisation 30· bei 204 °C 30' Dehnung
in %
30'
300 %
Modul
1020 520 Zug
festigkeit
1900 30' 680 300 %
Modul
1300 Zugfestigkeit 2400 15' 640
Chemische Verbindung 30' 800 900 30· 2260 700 540 15· 1090 15· 2350 640 540
n-Dodecyclammonium-p-
Toluolsulfinat 600
710 1100 2200 2590 550 550 850 1100 2240 2300 570 510 ,
Cyclohexylammonium-
p-Toluolsulfinat
540 900 2140 2650 570 620 980 1120 2350 2360 560 550 ^
Is opr opylaamonium-
p-Toluolsulfinat
980 840 2700 2320 650 600 1050 1010 2470 2350 590 560
Triäthylammonium-
p-Toluolsulfinat
1050 520 2560 2110 690 710 1000 750 2410 2110 580 630
p-Acetylaninobenzol-
sulfinsäure
810 1060 2370 2980 760 620 980 1100 2360 2330 690 550
Zink-p-Acetylamino-
benzolsulfinat
1100 2080 2610 660 560 700 1180 2190 2170 600 480
Dibutylaaaoniua~p-
Toluolsulfinat
990 2920 2600 550 590 950 960 2540 2260 530 560
tert·-Batylasmoni-
tuh-p-Toluolsulfiaat
2610 670 1100 2300 5AO
n-Butylanaonium-p-
Toluolsulfinat
2700 960 2330
O «D
O CO O cn
Anvulkani- 29' Tabelle III 45» 90' Vulkanisation 90' bei 1440C 90'
sierzeit 48« Vulkanisa- 150 Zug-
festiKkeit
260 Dehnung 1180
27' 1150 1270 45· 3340 45· 670
Chenische Verbindung > 60· 46' 1190 1250 140 3260 1220 610
Blindversuch
(Schwefel allein)
13'30" 25» 210 330 3300 1500 620 930
Bie~(beiUBthiazyl)~
disulfid (Kontrolle)
N-Cyclohexylbenzthia-
solsulfenanid (Kontrolle) 15*
17·26" tionsge- 300%
schwindiKkeit >)Modul
140 200 3510 650 670 880
Zinksalze von genisch-
ten Toluolsulflnsäuren
45· 210 350 780 1540 920 750 3905
Zink-2,5-Di»ethylben-
soleulfinat
231 mm 130 200 280 700 1070 1010
CyclohexylaBmonium-2, 5-
Diaethylbensolsulfinat
3 '15" 250 440 870 1810 830 750
Zink-Naphthalin-2-
sulfinat
3'30M 360 600 370 1470 1180 530
CyclohexylammoniiuB-
Naphthalin-2-sulfinat
>60· 220 400 1100 1860 860 810
Dicyclohexylammoniun-
p-Toluolsulfinat
>60' 380 720 1340 2440 710 680
Hethylanaonium-p-
Toluolsulfinat
>60· 150 950
fieaktionsprodukt aus
p-Toluolsulfinsäure und
Athanolamin
>60' 1610 820
>60'
30'
>60·
44'
Tabelle III (Fortsetzung) Chemische Verbindung
Reaktionsprodukt aus p-Toluolsulfinsäure und Äthylendiaain (2:1)
Diäthylanino-p-Toluolsulfinat
Mono-n-butylanmoniump-Toluolsulfinat
Reaktionsprodukt aus p-Toluolsulfinsäure und 3-Dimethylamin·- propylamin
Reaktion«produkt aus p-Toluolsulfinsäure
Anvulka- Vulkanisa- Vulkanisation bei 1440C 901 Dehnung 901
nisierzeit tionsge-
schwindigkeit
300 %
Modul
Zug
festigkeit
2900 45' 650
45' 90' 45· 3000 770 690
14' 22·15" 590 990 2400 2720 890 730 ·.
18·30" 31'30" 420 900 2010 880
18'3O" 32*30" 350 750 1690
• τη»
12*30
21*15"
ro
ο
propylamin 15'30" 26'
co
ca
Di-n-propylaouaoniuHi-
—A p-Toluolsulfinat 19' 32'45"
O Bis-(p-toluolsulfonyl-
■ethyD-amin 22' 35'
*·*
to
1000 2660 3150 780 640
900 2060 2450 750 590
870 1900 2590 860 620
760 2330 2810 880 720
O CO O
Tabelle III (Fortsetzung) Vulkanisation bei 177°C
O
CO
OO
Chemische Verbindung
Blindversuch
(Schwefel allein)
Bis-(benzthiazyl)-disulfid (Kontrolle)
N-Cyclohexylbenzthiazolsulfenamid (Kontrolle)
Zinksalze von gemischten Toluolsulflnsäuren
Zink-2.5-Dimethylb·*- zolsulfinat
Cyclohexylammonium-2,5-Dimethylbenzolsulfinat
Zink-Naphthalin-2-sulfinat
Cyclohexylanunonium-Naphthalin-2-sulfinat
Dicyclohexylammoniump-Toluolsulfinat
Methylammonium-p-Toluolsulfinat
Reaktionsprodukt aus P-Toluolsulfinsäure und Athanolamin
300 % Modul
45
650
1040
Zugfestigkeit
Dehnung
30'
1980
3000
45'
2320
3130
30"
740
630
45'
700
650
970 950 3130 3110 710 690 70905
920 1010 2630 2810 640 620
690 800 2230 2530 660 660
790
600
840
710
1910
2110
1980
2320
540
730
520
660
800 860 2420 2560 610 600
850 960 1820 1820 510 450
780 820 2520 2610 680 660
720 820 2710 2550 710 620
Tabelle III (Fortsetzung)
Ni
O
CO
OO
Chemische Verbindung
Reaktion«produkt aus p-Toluolsulfinsäure und Athylendianin (2:1)
Diäthylanino-p-Toluolaulfinat
Mono-n-butylamoniump-Toluolsulfinat
Reaktionsprodukt aus p-IVluolsulfinsäure und 3-Dimethylaainopropylamin
Seaktionsprodukt aus p-Toluolsulfinsäure WId 3-Diäthylaainopropylaain
Di-n-propylaanoniump-Toluolsulfinat
Bis-(p-toluolsulfonylmethyl)-amin
Vulkanisation bei 177 C
300 % Modul
ZUg-
festigkeit 30"
3210 3050
2870 2750
2830 2690
2890 2600
2830 2640
2750 2880
2830 2690
Dehnung
610 610 600
620
620 630 620
45'
590 610 550
540
560 640 540
O CO O
Chemische Verbin
dung (jeweils
1.2 Teile
Vulkanisation 250 90' bei Tabelle 90· IV 90' 1 45' Zug-
festigkeit
0C 45·
300 %
Modul
1220 144°C 3360 610 1020 30* 45' 640
45' 200 420 Zug-
festiKkeit
1660 !Dehnung 970 950 3190 3100 620
N-Cyclohexylbenzthia-
zolsulfenanid
(Kontrolle) 1150
200 300 45' 960 45· 910 Vulkanisation bei 177 860 2660 2690 Dehnung 560
CadBBiun—Ftonzol —
sulfinat
210 380 3200 1190 630 890 300 %
Modul
980 1840 2260 30· 650
Stanno-Benzol-
sulfinat
250 450 670 960 740 30' 740 2630 2910 560 590
Nickelo-Benzol-
sulfinat
560 220 1950 1050 820 970 1100 2060 2090 650 560
Cupri-p-Toluol-
sulfinat
260 1070 840 2850 2700 530
Nickelo-p-Toluol~
»ulfinat
240 900 800 640
2098 420 1010 920 640
710 620
980
Tabelle IV (Fortsetzung)
ro ο co
Chemische Verbindung (.jeweils 1.2 Teile)
N-Cyclohexylbensthiasol· sulfenaaid (Kontrolle)
CadniuM-Benzoleulfinat
Stanno-Benzoleulfinat
Nickelo-Benzolsulfinat
Cupri-p-Toluolsulfinat
Nickelo-p-Toluoleulfinat
Vulkanisation bei 2040C
*
Modul
Zugfestigkeit
30'
15
30· 810 2690 2590 930 2610 2520 910 1900 2100 1080 2540 2410 850 2250 2250 1120 2650 2340
Dehnung
15
710
660
560
630
640
600
30*
670
610 ι
560 '
550
600
550
O CD O

Claims (30)

Patentansprüche
1. Schwefel-vulkanisierbare Kautschukmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie (i) eine organische Sulfinsäure, (ii) ein Netallsalz oder ein organisches Aainsalz einer organischen Sulfinsäure oder (iii) ein Aldehydderivat oder ein Aldehyd/organisches Amin-Derivat einer organischen Sulfinsäure als Beschleuniger mit verzögertem Vulkanisationseinsatz enthält.
2. Hasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger aus einer Sulfinsäure der allgemeinen Formel
R1 - S - OH oder R2 (- S - OH)2 (I)
besteht, in der R einen einwertigen organischen Rest
ο
bedeutet und R einen zweiwertigen organischen Rest
darstellt.
3. Hasse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
1 2
Symbole R oder R der angegebenen Formeln substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppen bedeuten.
4. Hasse gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kohlenwasserstoff-Holekülbestandteile oder -Gruppen aus " Aryl-, Alkyl-, Cycloalkyl-/oder Alkarylgruppen bestehen.
5. Hasse gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Symbol R eine Phenyl-, Biphenyl-, Naphthyl-, Cyclohexyl-, Benzyl-, Tolyl-, Chlorphenyl-, Trichlor-phenyl-, Nitrophenyl- oder Acetamidophenyl-Gruppe oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen enthält·
6. Hasse gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Symbol R eine heterocyclische Gruppe darstellt.
-24-
209810/1469
7. Masse gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoff-Molekülbestandteile oder -Gruppen Alkylen- oder Arylen-Gruppen darstellen.
8. Masse gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
ο
der Rest R eine Methylen-, Polymethylen-, Phenylen-,
Biphenylen- oder Naphthylen-Gruppe enthält.
9. Masse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger aus einem Metallsalz einer Sulfinsäure, wie sie in jedem der Ansprüche 2 bis 8 definiert ist, besteht.
10. Masse gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz aus einem Natrium-, Kalium-, Lithium-, Calcium-, Magnesium-, Aluminium-, Barium-, Zink-, Kupfer-, Nickel-, Cadmium-, Kobalt-, Zinn-, Blei-, oder Eisensalz besteht.
11. Masse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger aus einem organischen Aminsalz (einschließlich eines Ammoniumsalzes) einer SuIfinsäure, wie sie in jedem der Ansprüche 2 bis 8 definiert ist, beetent.
12. Masse gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Amin der allgemeinen Formel
R1 (III)
1 der entspricht, in der R irgendeine/in den Ansprüchen 2 bis 6 angegebenen Bedeutungen hat und bzw. oder zwei Reste R zusammengenommen unter Einbeziehung des Stickstoffatoms einen Ring bilden.
-25-
20981 0/ 1 469
13. Nasse gemäß den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Amin aus einem Alkylamin oder einem Cycloalkylamin besteht.
14. Masse gemäß den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Amin aus Methylamin, Äthylamin, n-Propylamin, Isopropylamin,n-Butylamin, sek.-Butylamin, tert.-Butylamin, tert.-Octylamin, Triäthylamin, Tributylamin, Amylamin, Hexylamin, Octylamin, Dodecylamin, Octadecylamin, Morpholin, Piperidin, Dimethylamin, Äthanolamin, Cyanäthylamin, Diäthylamin, Oipropylamin, Dibutylamin, Laurylamin, Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin, Benzylamin, Trimethylamin, Äthylendiamin oder Dimethylaminopropylamin besteht.
15. Masse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Beschleuniger aus einem Aldehydderivat einer Sulfinsäure besteht, wie sie in jedem der Ansprüche 11 bis definiert ist.
16. Masse gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Aldehyd-Aminderivat der Formel
H1-
- C - OH
oder
R2
- C - OH J3
(II)
entspricht, in denen R und R die in irgendeinem der Ansprüche 2 bis 8 angegebenen Bedeutungen haben und R1" ein Vaeserstoffatom oder einen organischen Rest darstellt.
17. Masse gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Symbol R in den dort angegebenen allgemeinen Formeln ein Wasserstoffatom bedeutet.
- 26 -
20 9 810/U69
BAD ORIGINAL
18. Masse gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Symbol R in den dort angegebenen allgemeinen Formeln eine Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet.
19· Nasse gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Symbol R in den dort angegebenen allgemeinen Formeln für eine Alkyl- oder Arylgruppe steht.
20. Nasse gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Symbol R3 eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Phenyl-, Biphenyl- oder Naphthyl-Gruppe bedeutet.
21. Masse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger aus einem Aminderivat (einschließlich eines Ammoniakderivates) eines«. -Hydroxysulfons, wie es in jedem der Ansprüche 15 bis 20 definiert ist, besteht.
22. Nasee gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Bildung des Derivates verwendete Amin aus einem Amin besteht, wie es in irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14 definiert ist.
23. Nasse gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Amin aus Ammoniak oder einem primären Amin besteht.
24. Nasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger aus p-Toluolsulfinsäure, 2,4,5-Trichlorbenzolsulfinsäure, Zink-Benzolsulfinat, Calcium-Benzolsulfinat, Barium-Benzolsulfinat, Magnesium-Benzolsulfinat, Blei-Benzolsulfinat, Zink-p-Toluolsulfinat, Calcium-p-Toluolsulfinat, Barium-p-Toluolsulfinat, Magnesium-p-Toluolsulfinat, Natriump-Toluolsulfinat,
te4. -Octylammoniua-p-Toluoleulfinat, n-Dodecylammonium-p-Toluolsulfinat, Cyclohexylammonium-p-Toluolsulfinat, Oibutylammonium-p-Toluolenlfinat, Triäthylammonium-p-Toluolsulfinat, tert·-Butylammonium-
-27-
209810/U69
BAD ORIGINAL
p-Toluolsulfinat, n-Butylammonium-p-Toluolsulfinat, Dimethylammonium-p-Toluolsulfinat, Zinksalzen von gemischten Toluolsulfinsäuren, Eink-2,5-Dimethylbenzolsulfinat, Cyclohexylammonium-2,5-Dimethylbenzolsulfinat, Zink-Naphthalin-2-sulfinat, Cyclohexylammonium-Naphthalin-2-sulfinat, Dicyclohexylammonium-p-Toluolsulfinat, Methylammonium-p-Toluolsulfinat, Zinkealis der m-Benzoldisulfinsäure, Diäthylammonium-p-Toluolsulfinat, Cadmium-Benzolsulfinat, Stanno-Benzolsulfinat, Nickelo-Benzolsulfinat, Cupri-p-Toluolsulfinat, Nickelo-p-ToluolsuIfinat, Zink-2,4,5-Trichlorbenzolsulfinat, Zinkp,p'-Oxy-bis-(benzolsulfinat), Zink-p-ChlorbenzolsuIfinat, Zink-Butan-l,4-disulfinat, Zink-p-Nitro- "
benzolsulfinat, p-Tolyl-hydroxymethylsulfon, p-Acetylaminobenzolsulfinsäure, Zink-p-Acetylaminobenzolsulfinsäure, Zink-p-Toluolsulfinat, dem Reaktionsprodukt aus p-Toluolsulfinsäure und Äthanolamin, dem Reaktionsprodukt aus p-Toluolsulfinsäure und Äthylendiamin (2:1) oder dem Reaktionsprodukt aus p-Toluolsulfinsäure und 3-Dimethylaminopropylamin besteht.
25. Masse gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 5 Gewichteteile des Beschleunigers mit verzögertem Vulkanisationseinsatz enthält·
26. Masse gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1,0 bis 2,5 Gewichtsteile des Beschleunigers mit verzögertem Vulkanisationseinsatz enthält.
27. Masse gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk aus einem konjugierten Diolefinhomopolymerisat, einem Mischpolymerisat eines konjugierten Diolefins mit einem oder mehreren mischpolymerisierbaren äthylenisch-ungesättigten Monomeren besteht·
-28-
20981 0/ 1 A69
BAD ORIGINAL
28. Masse gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk aus Polyisopren, Polybutadien, Butadien/ Styrol-Kautschuk, Butadien/Acrylnitril-Kautschuk, Butadien/Vinylpiperidin-Kautschuk oder einem Terpolymerisat aus Äthylen, Propylen und einem nicht-konjugierten Dien oder aus "Butyl"-Kautschuk besteht.
28. Vulkanisat, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Vulkanisieren einer Masse, wie sie in jedem der vorangehenden Ansprüche beansprucht worden ist, erhalten worden ist.
30. Vulkanisat gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Fahrzeugreifens, Riemens, Schlauches oder von Schuhwerkbestandteilen vorliegt.
209810/1 AG9
BAD ORIGINAL
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