DE1795068A1 - Polyisopren-Oelkautschuk - Google Patents
Polyisopren-OelkautschukInfo
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Description
G/o 5./lug,
OeI»gestreckt© Kautschuktypen auf Basis Naturkautschuk
oder cis-1,4-Polyisopren sind von technischem und wirtschaftlichem Interesse« Naturkautschuk-Oelverschnitte
lassen sich technisch aber nur mit erheblichen Schwierigkeiten herstellen«, Die Vulkanisateigenschaften solcher
Naturkautschuk-Oelverschnitte sind nicht zufriedenstellend. Ungünstig liegen die Werte für Zugfestigkeit, Modul,
Elastizität und Strukturfestigkeit. Auch die im Handel befindlichen oelgestreckten synthetischen cis-1,4-PoIyisoprene
vom Lithium- bzw. Titantyp zeigen ebenso wie Naturkautschuk-Oelverschnitte unbefriedigende Vulkanisatwerte.
Es wurde gefunden, daß man Ölgestrecktes cis-1,4-PoIyisopren
mit ausgezeichnetem Vulkanisationsverhalten und ausgQseichneten
Vulkanisationseigenschaften erhalten kann, wenn man durch.
Polymerisation von Isopren in Lösung von aliphatischen, cyeloaliphatischen
oder aromatischen Kohlenwasserstoffen mit hinein
metallorganischen Mischkatalysator auf der Basis von Sitan-I?-
chlorid, einem Aluminiumtrialkyl und/oder einem AlwBiniumtri-
109884/1471
alkyl-Ätherat hergestelltes 1,4-cis Polyisopren nach Abstoppen
der mischkatalysatorhaltigen Polymerlösung mit einem aliphatischen oder cycloaliphatische Di- oder Polyamin und einem aliphatischen
oder cycloaliphatische, sekundären Amin mit mindestens
10 Kohlenstoffatomen, ggf. in Mischung mit einem niederen aliphatischen Alkohol, mit einem üblichen Alterungsschutzmittel
stabilisiert und anschließend ein aliphatisches, naphthenisches
oder aromatisches Strecköl einmischt.
™ Diese so behandelte Polymerlösung wird, wie technisch üblich,
durch Wasserdampfdestillation vom Lösungsmittel befreit, Die wasserfeucht anfallenden OeI kautschukkrUiael
werden entweder im Trockenschrank,auf einem Plattenbandtrockner oder in einer Sohneckenmaschine getrocknet.
Gegenstand der Erfindung sind somit Mischungen aus
a) 100 Gewichtsteilen eines synthetischen cis-1,4 Polyisoprene,
das durch Polymerisation von Isopren in Lösung in einem Kohlen-
fe wasserstoff mit einem metallorganischen Mischkatalyaator aus
Titan IV-chlorid, einem Aluminiumtrialkyl und/ oder einem Aluminiumtrialkylätherat
hergestellt wurden und bei dem die Mischkatalysator-haltige Polymerlöaung mit einem aliphatischen oder eyelaaliphatischen
Di- oder Polyamin und einem aliphatischen oder cycloaliphatischen sekundären Amin mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen
gegebenenfalls in Mischung mit einem niederen aliphatischen
Alkohol abgestoppt und dann mit einem üblichen Alterungsschutz-* mittel stabilisiert wurde und
b) 15 bis 50 Gewichtsteilen eines aliphatischen, naphthenischen
109884/1471 BAD ORIGINAL JAha>'HU
oder aromatischen Käuttchuketreeköle.
Zum Stoppen können beispielsweise folgende aliphatische
oder cycloaliphätische Di- oder Polyamine in Mengen von
0,05 bis 0,5 Gew.-$, bezogen auf Festkautschuk^eingesetzt
werden: 1,2-Diaminoäthan, 1,2-Di-(raethylamino)äthan,
Bis-(2-Aminoäthyl)amln, 1 ,Ij ,-Diamino-^je^-triaza-decan,
1,3-Diaminopropan, Bis(2-Amlnopropyl)amin, 1,4-Diaminobutan,
1,6-Diäminohexan, 1,^-Diaminocyclohexan.
Als sekundäre Monoamine können beispielsweise Di-2-äthylhexylamin,
Di cyclohexyl am in und bevorzugt N -Me thy 1 -st ear ylamin
oder andere Derivate des Methylamins mit einem geradkettigen oder verzweigten Alkylrest von mehr als 9 Kohlenstoffatomen
bzw. Gemische davon eingesetzt werden, und
zwar in Mengen von 0,1 - 1 %. Als niedere aliphatische
Alkohole· können beispielsweise Methanol, Aethanol, Isopropanol
eingesetzt werden, im allgemeinen In Mengen von
0,1 bis 5 ^,bezogen auf Pestkautschuk. Λ
Als Strecköle können paraffinische, naphthenisehe und
aromatische OeIe verwendet werden. Bezogen auf 100 Teile
Polyisopren werden im allgemeinen I5 - 50, vorzugsweise
20 - 35 Teile OeI eingesetzt. Nur durch Kombination aller
beschriebenen Maßnahmen erhält man ein Produkt mit wesentlich verbesserten Eigenschaften.
1 0 98 8Λ/14 71
BAD ORIGINAL .....,.:
Der nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte OeI-kautschuk
zeichnet sich durch hervorragende anwendungstechnlsche Eigenschaften aus. Sowohl das Vulkanisationsverhalten,
gekennzeichnet durch günstige Anvulkanisation und Vernetzungsausbeute, als auch die Vulkanisateigenschaften
wie Festigkeit, Modul, Härte, Elastizität und Strukturfestigkeit übertreffen handelsübliches ölgestrecktes
Polyisopren eindeutig. Besonders deutlich ist die Verbesserung der Reversionsbeständigkeit der Vulkanisate, die
bei allen Alterungsprozessen, z.B. beginnend bei der Hochtemperaturvulkanisation stark dimensionierter Kautschukartikel
bis zur dynamischen Dauerbeanspruchung, wie
beispielsweise im Schwerlastreifen, beobachtet wird.
a) Katalysatorherstellung
In einem trockenen Rtthrgefäß werden unter Stickstoff
68 ml η-Hexan vorgelegt."Bei 0° C werden gleichzeitig eine
Lösung von 1,252 g = 66 mMol TiCl4 in 134 ml η-Hexan und
eine Lösung von 0,678 g = 59,4 mMol Al(C2H6 )3 und 0,308 g
CnC4Ha)2O = 23,8 mMol In 134 ml η-Hexan unter Rühren zugegeben.
Die entstehende braune Katalysatorsuspension wird 30 Min. bei 00C gerührt.
109884/U71 BAD ORIGINAL
b) Polymerisation
In einem trockenen Rührautoklaven wurden unter Stickstoff
60 1 trockenes Hexan und 4400 g Isopren vorgelegt. Unter Stickstoff wird auf 8 ° C gekühlt. Bei dieser Temperatur ■
wird die Katalysatorsuspension zugegeben. Die Polymerisation
springt sofort an, eine Latenzzeit wird nicht beobachtet. Durch Außenkühlung sorgt man für Abführung der
Polymerisationswärme,und zwar so, daß die Polymerisationstemperatur
innerhalb von 3 Stunden langsam auf 12 C
steigt. Danach hat man einen Umsatz von 97 % erreicht.
Das Polymerisat hat eine Mooney-Viskosität von I08.
c) Herstellung des Oelkautschuk und Aufarbeitung
Die unter b) hergestellte Polyisoprenlösung wird unter Ausschluß von Luft und Feuchtigkeit geteilt.
Die eine Hälfte der Polymerlösung wird mit einer Lösung
von 2,2 g Bis(2-Aminoäthyl)amin in 100 ml Benzol versetzt und 15 Min. gerührt. Danach wird eine Lösung von 11 g N-Methylstearylamin
und 11 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-raethyl-phenol in
250 ml Hexan unter Rühren zugegeben. Anschließend werden
(R) 600 g eines naphthenischen Strecköls (Ingraplast NS )
zugesetzt und durch Rühren gut verteilt. Die so hergestellte OeI-Kautschuk-Lösung wird durch Eintragen
in Wasser von 92 ° C vom Lösungsmittel befreit. Die
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wasserfeuchten Oelkautschukkrümel werden im Vakuumtrockenschrank
bei 50 ° C 48 Stunden getrocknet. Oelgehalt: 28 pphr,
ML-4V100 ° = 48, Defo (8O°) = 650/23.
Oelkautschuk B, Veggleichsversuch
Die andere Hälfte der nach b) hergestellten cis-1,4-PoIyisoprenlösung
wird mit einer Lösung von 11 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol
und 20 g Aethanol in 35O ml Hexan abgestoppt
und stabilisiert. Danach gibt man ebenfalls 600 g
(R) Ingraplast NS l y zu und verrührt bis zur vollständigen
Homogenisierung.
Die weitere Aufarbeitung des Oelkautschuks B erfolgt wie für Oelkautschuk A beschrieben.
Oelgehalt: 28 pphr ML-4/lOO° C = 46
Defo(80° C) = 325/14
Die nach Beispiel 1 hergestellten Oelkautschuke wurden in einer anwendungstechnischen Untersuchung gegeneinander,
gegen einen Naturkautschuk-Oel-Verschnitt und gegen zwei
Handelsprodukte (Lithium-Typ und Titan-Typ) geprüft.
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BAD OBIGiNAL
Oelkautschuk-Testrezepjbur | Teile |
Kautschuk | 100,0x^ |
ZnO | 3,0 |
Stearinsäure | 2,0 |
naphtheniaches Strecköl | .25fOxx) |
HA-P-Ruß | 60,0 |
Schwefel | 2,5 |
2-Benzothiacyl-N-cyclohexyl- sulfenamid |
0,5 |
ASM 4010 ΈΑ F-phenyl-N' is opropyl-p-phetiyldiamin |
1,0 |
ASM PAN phenyl-^j -naphthyl- amin |
1,0 |
x) oder entsprechende Mengen Oelkautschuk xx) und kein OeI
Mischfolge auf der Walze (400 χ 200 m/m) 40 °
Ktk. ca. 3' Umlauf
ZnO 4'
ZnO 4'
ASM 6* -
Ruß + Stearinsäure 17' - 18* Beschleuniger 19'
Schwefel 20' - 21' Gesamtmisehzeit 22* - 23' 3 χ eng, 3 x stürzen
Schwefel 20' - 21' Gesamtmisehzeit 22* - 23' 3 χ eng, 3 x stürzen
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Φ | |
-P | |
U | |
Φ | |
H | Is |
Φ | -P |
H | cd |
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CM | CM | CM H | CM | CVI | CM |
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ΙΛ C- r<A
in in tf\
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VO
H Φ O
.109884/1471
BAD ORIGINAL
Rohkautschuk Mischung VuIk. Produkt ML-V Defo H/E ML-4' Defo H/E 3atü P
BD M(kp/cm'
1000C 80 ° IQO0C 80 °. Min, kp/'cm2 %
H.Shore A E Strukt.
23° 75° .23° 75° kp/4 mm
500/15 51 | 10 | 68 | 500 | 32 | 66 | 45 | 44 | 35 | 33 | 36 | 27 | |
Handelsprd. | 20 | 153 | 5O5 | 75 | 150 | 112 | 56 | 54 | 39 | 47 | 26 | |
25 pphr OeI 42 | 775/15 30 | 160 | 495 | 81 | 165 | I30 | 59 | 58 | 39 | 50 | 17 | |
Titan-Typ | 60 | 120 | 405 | 83 | - | 125 | 59 | 57 | 36 | 46 | 14 | |
90 | 125 | 430 | 80 | _ | 118 | 5,8 | 57 | ?7 ■ | 46 | 10 ς | ||
1175/30 65 | 10 | 73 | 700 | 19 | 40 | 33 | 34 | 39 | 28 | |||
Handelsprd. | 20 | 148 | 620 | 52 | 52 | 51 | 40 | 51 | 25 | |||
25 pphr OeI 47 | 800/13 30 | 138 | 530 | 64 | 55 | 55 | 39 | 33 | 21 | |||
Li-Typ | 60 | 125 | 500 | 58 | 55 | 55 | 38 | 49 | 17 | |||
90 | 115 | 475 | 60 | 54 | 54 | 38 | 47 | |||||
CO cn O
Claims (1)
- Patentanspruch '"a) 100 Gewichtsteilen eines synthetischen cis-1,4 Polyisoprene, das durch Polymerisation von Isopren in Lösung in einem Kohlenwasserstoff mit einem metallorganischen Mischkatalysator aus Titan IV-ehlorid, einem Aluminiumtrialkyl und/ oder einem Aluminiumtrialkylätherat hergestellt wurden und bei dem die aischicatalysatorhaltige Polymerlösung mit einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Di- oder Polyamin und einem aliphatischen oder cycloaliphatischen sekundären Amin mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen gegebenenfalls in Mischung mit einem niederen aliphatischen Alkohol abgestoppt und dann mit einem üblichen Alterungsschutzmittel stabilisiert wurde undb) 15 Ms 50 Gewichtsteilen eines aliphatischen naphthenischen oder aromatischen Kautschukstrecköls.109884/1471 BAD ORIGJNAt
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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