DE2020598C3 - Alterungsschutzmittel für natürlichen und synthetischen Kautschuk - Google Patents
Alterungsschutzmittel für natürlichen und synthetischen KautschukInfo
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/13—Phenols; Phenolates
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Description
Die Erfindung betrifft eine nichtverfärbende Alterungsschutzmittelkombination
für natürliche und synthetische Kautschuk-Arten.
Es ist bekannt, daß Gummi-Artikel auf Basis Naturkautschuk
durch Sauerstoff, sei es in reiner Form oder verdünnt durch andere Gase, wie z. B. Stickstoff
(Luft), oxidativ angegriffen und zerstört werden. Bei diesem Prozeß ändern sich die mechanischen
Werte der Gummi-Artikel. Beispielsweise fallen die Zugfestigkeits-, Bruchdehnungs-, Härte- und Elastizitätswerte
ab, und der Artikel ist schließlich nicht mehr gebrauchstüchtig. Dieser Alterungsvorgang verläuft
um so rascher, je höher die Temperatur und der Sauerstoffdruck ist. Da die Naturkautschuk-Stabilisatoren
bei der Vulkanisation zerstört werden, müssen den Naturkautschuk-Mischungen Alterungsschutzmittel
zugesetzt werden. Derartige Alterungsschutzmittel sind z. B. Phenyl-ß-naphthylamin oder N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin,
die jedoch bei Belichtung (natürliche oder künstliche) verfärben und somit nur für rußgefüllte und abfärbende (»staining«) Qualitäten
eingesetzt werden können (vgl. Broschüre »Bayer Alterungsschutzmittel für die Gummiindustrie«;
Boström, Kautschuk-Handbuch, Bd. IV, S. 373-375). Sterisch gehinderte Phenole als Alterungsschutzmittel
sind zwar nicht abfärbend (»non staining«), sic haben
aber andere Nachteile; so ist das häufig eingesetzte nicht verfärbende 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol ein relativ
schwaches und außerdem sehr flüchtiges Alterungsschutzmittel (vgl. G. Scott, »Atmospheric Oxidation
and Antioxidants«, S. 452ΓΓ.; Elsevier Publishing Company
1965, sowie R. B. Spacht in Rubber Chem. Technol. 37 [1964], S. 210-220). Das Spitzenprodukt der
Phenol-Reihe in Hinblick auf Alterungsschutzwirkung, ein Material mit sehr geringer Flüchtigkeit, ist das 2,2'-Methy'en-bis-(4-methyl-6-tert.-butyIphenol),
das allerdings den großen Nachteil aufweist, daß weiße oder pastellfarbene Gummi-Qualitäten bei Belichtung stark
nach Rosa verfärbt werden (vgl. Broschüre »Bayer Alterungsschutzmittel für die Gummiindustrie«;
Boström, Kautschuk-Handbuch, Bd. IV, S. 379-380).
Ebenso nach Rosa verfärbend ist das in der US-PS 29 23 753 beschriebene 2,2'-Dihydroxy-3,3'-di-tert.-butyl-S^'-dimethyl-diphenyl-ff.ff-butan.
Es wurde nun gefunden, daß die - wie oben dargelegt - optimale Alterungsschutzwirkung von
2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butyl-phenol) erreicht werden kann, ohne daß jedoch eine Rosaverfärbung
auftritt, wenn man eine Kombination aus 2,2'-iso-Butyliden-bis-(4,6-dimethylphenol) und 2-Mercaptobenzimidazol
verwendet. Diese Kombination hat (,, eine ausgezeichnete Alterungsschutzwirkung, die auch
hei Anwesenheit von löslichen Kautschuk-Giften, wie Kunferoleat, /u verzeichnen ist.
Die erfindungsgemäß verwendete Kombination eignet sich als nicht verfärbende Alterungsschutzmittel-Kombination
sowohl für Naturkautschuk als auch für synthetische Kautschuk-Arten, wie Butadien-Styrol-Mischpolymerisate,
Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisate,
Polyisopren und Polybutadien. Die Einmischung der Produkte der Kombination in die Rohkautschuke
oder Rohinischungen kann in der üblichen Weise, z. B. durch Einmischen auf dem Walzwerk
oder im Innenmischer, gemeinsam oder getrennt erfolgen. Die eingesetzte Menge der Kombination beträgt
zwischen 0,1 und 5,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2,0 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Elastomere, wobei das Gewichtsverhältnis von 2,2'-iso-ButyIiden-bis-(4,6-dimethylphenol) zu 2-Mercaptobenzimidazol
zwischen 0,5 und 2,5 zu 1, vorzugsweise 1 zu 1 beträgt. Es können die üblichen
Mischungszusätze, wie Füllstoffe, Weichmacher etc. zugegeben werden. Die Vulkanisation kann in üblicher
Weise vorgenommen werden. Die erfindungsgemäße Kombination hat auf das Niveau der mechanischen
Werte keinen Einfluß. Teilweise ist eine geringfügige Verlängerung der Ausvulkanisationszeit festzustellen.
Die Herstellung des 2,2'-iso-Butyliden-bis-(4,6-dimethylphenols) kann gemäß britischer Patentschrift
5 25 737, die des 2-Mercaptobenzimidazols nach der belgischen Patentschrift 6 26 397 bzw. nach Gaz. Chim.
23, 295, erfolgen.
Folgende Mischungen wurden auf dem Walzwerk hergestellt:
Heller Crepe
Zinkoxid
Kreide
Bariumsulfat, gefällt
Lithopone
Stearinsäure
N,N'-Diphenylguanidin
Schwefel
Alterungsschutzmittel
100,0 Gewichtsteile
10,0 Gewichtsteile
30,0 Gewichtsteile
30,0 Gewichtsteile
15,0 Gewichtsteile
0,4 Gewichtsteile
0,8 Gewichtsteile
3,0 Gewichtsteile
wie in Tabelle 1
angegeben
Dann wird 30 Minuten bei 1431C" (3atü) in der
Presse vulkanisiert. Das erhaltene Vulkanisat hat die folgenden mechanischen Werte:
3 4
Mechanische Werte nach einer Alterung von 0, 3, 6 und 10 Tagen in der SauerstofTbombe bei 70 C und 21 atü O2
| 1,0 | 1,0 | 0,5 | 1,0 |
| 2-Mcrcaptobenz- | 2,2'-iso-Butyliden- | 2-Mercaptobenz | 2,2'-MethyIen-bis- |
| imidazol | bis-(4,6-dimethyl- | imidazol | (4-methyl-6-tert- |
| phenol | 0,5 | butylphenol) | |
| 2,2-iso-Butyliden- | (z. Vergleich) | ||
| bis-(4.6-dimethylphenol) | |||
| Tage | |||
| 0 3 6 | 10 0 3 6 10 | 0 3 6 10 | 0 3 6 10 |
Verfärbung der
Prüfkörper am
Licht
Prüfkörper am
Licht
Zeichenerklärungen:
205
700
58
70
70
keine
30
330
330
42
25
25
Prüfkörper
zerstört
zerstört
190 700 55 66 66
keine
165 670 51 47 63
135 640 53 44 56
105 600 49 40 51
keine
180
670
670
60
51
68
stark rosa
155
640
60
50
60
640
60
50
60
120
600
600
57
47
55
47
55
195
700
59
68
68
700
59
68
68
170
675
55
48
66
675
55
48
66
145 630
57 47 59
125 610 56 44 56
F = Zerreißfestigkeit (kp/cnr) nach DIN 53 504.
D = Bruchdehnung (%) nach DIN 53 504.
M 400 = Spannungswert bei 400% Dehnung (kp/cnr) nach DIN 53 504.
H = Härte (Shore A) nach DIN 53 505.
E = Stoßelastizität (%) nach DIN 53 512.
Folgende Mischungen wurden auf einem Walzwerk hergestellt:
Heller Crepe
Zinkoxid
Kreide
Bariumsulfat
Lithopone
Titandioxid
100,0 Gewichtsteile 10,0 Gewichtsteile 25,0 Gewichtsteile 33,0 Gewichtsteile
15,0 Gewichtsteile 10,0 Gewichtsteile Stearinsäure
Schwefel
Schwefel
N,N'-Diphenylguanidin
Kupferoleat
Kupferoleat
Alterungsschutzmittel
0,75 Gewichtsteile 3,0 Gewichtsteile 0,75 Gewichtsteile
wie in Tabelle II
angegeben
wie in Tabelle II
angegeben
Die Vulkanisation der Prüfkörper erfolgte in der Presse bei 143 C (3,0 atü) und betrug 35 Minuten.
Die Prüfkörper hatten folgende mechanische Werte:
Mechanische Werte nach einer Alterung von 0, 1, 2 und 4 Tagen in der Sauerstoffbombe bei 7OC und 21 atü O2
Teile pro 100 Teile Kautschuk
1,0
2-Mercaptobenzimidazol
0,05
Kupferoleat
1,0
2,2'-iso-ButyIiden-
bis-(4,6-dimethylphenol)
0,05
Kupferoleat 0,5
2,2'-iso-Butyliden-
bis-(4,6-dimethylphenol)
0,5
2-Mercaptobenzimidazol
0,05
Kupferoleat
Tage
0
0
| F | 215 | 20 | Prüf | 210 | 145 | 10 | Prüf | 220 | 170 | 170 | 155 |
| D | 670 | 400 | körper | 675 | 650 | 75 | körper | 690 | 625 | 615 | 605 |
| M 400 | 67 | 23 | zerstört | 64 | 60 | - | zerstört | 63 | 65 | 69 | 6$ |
| H | 52 | 37 | 50 | 46 | 38 | 52 | 52 | 53 | 51 | ||
| E | 71 | 32 | 70 | 56 | 19 | 72 | 70 | 69 | 63 |
Claims (2)
1. Alterungsschutzmittel für natürlichen und/ oder synthetischen Kautschuk, bestehend aus einer
Mischung aus einem Rutylidenbis-(dialkylphenol) und 2-MerkaptobenzimidazoI,dadurch gekennzeichnet,
daß das Bisphenol 2,2'-iso-Butylidenbis-(4,6-dimethy!phenol) ist.
2. Verwendung des Alterungsschutzmittels nach Anspruch 1 in Gegenständen aus natürlichem oder
synthetischem Kautschuk.
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2020598A DE2020598C3 (de) | 1970-04-28 | 1970-04-28 | Alterungsschutzmittel für natürlichen und synthetischen Kautschuk |
| ZA712166A ZA712166B (en) | 1970-04-28 | 1971-04-05 | Non-discoloring anti-ageing composition |
| NL717105568A NL155041B (nl) | 1970-04-28 | 1971-04-23 | Werkwijze ter bescherming van een natuurlijke en/of synthetische rubber tegen veroudering, alsmede geheel of ten dele hieruit bestaand gevormd voortbrengsel. |
| CA111,312A CA976739A (en) | 1970-04-28 | 1971-04-26 | Non-discoloring anti-ageing composition |
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|---|---|---|---|
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