DE20317747U1 - Elastomergebundenes Plattenmaterial - Google Patents

Elastomergebundenes Plattenmaterial Download PDF

Info

Publication number
DE20317747U1
DE20317747U1 DE20317747U DE20317747U DE20317747U1 DE 20317747 U1 DE20317747 U1 DE 20317747U1 DE 20317747 U DE20317747 U DE 20317747U DE 20317747 U DE20317747 U DE 20317747U DE 20317747 U1 DE20317747 U1 DE 20317747U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
elastomer
bound
fibers
material according
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE20317747U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Klinger AG
Original Assignee
Klinger AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Klinger AG filed Critical Klinger AG
Priority to DE20317747U priority Critical patent/DE20317747U1/de
Priority claimed from DE2003125700 external-priority patent/DE10325700A1/de
Publication of DE20317747U1 publication Critical patent/DE20317747U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/02Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber with fibres or particles being present as additives in the layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/14Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising synthetic rubber copolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K3/1025Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by non-chemical features of one or more of its constituents
    • C09K3/1028Fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/51Elastic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2323/00Polyalkenes
    • B32B2323/16EPDM, i.e. ethylene propylene diene monomer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2581/00Seals; Sealing equipment; Gaskets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/02Inorganic compounds
    • C09K2200/0243Silica-rich compounds, e.g. silicates, cement, glass
    • C09K2200/0247Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/02Inorganic compounds
    • C09K2200/0243Silica-rich compounds, e.g. silicates, cement, glass
    • C09K2200/0252Clays
    • C09K2200/026Kaolin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/06Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers
    • C09K2200/0607Rubber or rubber derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/06Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers
    • C09K2200/0607Rubber or rubber derivatives
    • C09K2200/0612Butadiene-acrylonitrile rubber

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Elastomergebundenes Plattenmaterial umfassend einen vulkanisierten Elastomeranteil und einen Anteil aus wenigstens einem darin gebundenen Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der vulkanisierte Elastomeranteil wenigstens ein vulkanisiertes Elastomer, das im unvulkanisierten Zustand nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 7%, ungesättigte Kohlenstoffdoppelbindungen in der Hauptkette aufweist, in einer Menge von etwa 25 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gew.-%, des gesamten Elastomeranteils umfaßt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elastomergebundenes Plattenmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist bekannt, daß faserverstärkte Elastomerdichtungen einer irreversiblen Alterung unterliegen. Früher wurde dies durch einen sehr hohen Asbestanteil von bis zu 80 Gew.-% kaschiert, so daß das Material trotz gealterten Elastomers seine Stabilität behielt. Nachdem die Gesundheitsgefährdung von Asbest erkannt wurde, wurde versucht, dieses durch andere, insbesondere synthetische Fasern wie p-Aramid-, Glas- oder Kohlenstoffasern zu ersetzen. Aufgrund der hohen Kosten für diese Fasern bzw. aufgrund von Herstellungsproblemen unter Verwendung bestimmter Fasern mußte deren Anteil jedoch stark vermindert und durch preiswerte pulverige Füllstoffe wie Kaoline, Siliciumdioxid, Graphit etc. ersetzt werden.
  • Hierdurch bedingt hat dann das elastomere Bindemittel einen erhöhten Anteil an der Stabilisierung des Dichtungsmaterials zu übernehmen, obwohl einerseits das Elastomer den thermisch am geringsten belastbaren der eingesetzten Rohstoffe darstellt und andererseits einer Alterung unterliegt, die den langzeitigen Zusammenhalt der faser- und pulverförmigen Füllstoffe beeinträchtigt.
  • Abhängig von der üblicherweise verwendeten R-Kautschuktype als Elastomermaterial (Dien-Elastomere wie NBR, SBR, NR etc.) und der Menge der darin copolymerisierten Terpolymere (beispielsweise Acrylnitril oder Styrol) enthalten die für Dichtungsmaterial hauptsächlich verwendeten Kautschuktypen bis zu 35% ungesättigte Kohlenstoffdoppelbindungen, die sie oxidationsanfällig machen, weil diese Doppelbindungen direkt mit Sauerstoff zu Hydroperoxiden reagieren können. Durch anschließende Abstraktion des H-Atoms an dem entstandenen Hydroperoxid kommt es zur Bildung von Polymerradikalen und damit zu einem Brechen des Makromoleküls. Die meßbaren Auswirkungen dieser meist aeroben thermischen Alterung sind unter anderem eine signifikante Zunahme des Elastizitätsmoduls und die damit verbundene Abnahme der Flexibilität, d.h. eine Zunahme der Versprödung. Wegen letzterer kann dann bereits bei geringen Lastwechseln an einem Dichtflansch, etwa ausgelöst durch die Dilatation von Rohrleitungssystemen beim An- und Herunterfahren von Anlagen, eine Mikrorißbildung auftreten, die bis zu einem totalen Ausblasen der Dichtung führen kann.
  • Ein weiteres Problem bildet hierbei auch die Postvulkanisation von ungesättigten Kohlenstoftdoppelbindungen in der Hauptkette des Elastomermaterials. Solange sich noch unvernetzte Diene in der Hauptkette in Anwesenheit von noch nicht aufgebrauchten Vernetzungsreagenzien (beispielsweise Schwefel, Schwefelspender oder peroxidisch erzeugte Radikale) befinden, unterliegt das Elastomermaterial noch lange Zeit nach seiner Prozeßvulkanisation einer Nachvernetzung. Diese führt bei Dichtungen ebenfalls zu einer Verhärtung des Materials mit den vorstehend aufgeführten Auswirkungen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elastomergebundenes Plattenmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das dazu führt, daß trotz eines relativ geringen Anteils an faserförmigen Füllstoffen ein verbessertes Langzeitverhalten, d.h. eine Verminderung der Alterungserscheinungen erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß bei einem elastomergebundenen Plattenmaterial aus vulkanisiertem Elastomer mit wenigstens einem darin gebundenen Füllstoff das vulkanisierte Elastomermaterial wenigstens ein vulkanisiertes Elastomer, das im unvulkanisierten Zustand nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 7% ungesättigte Kohlenstoffdoppelbindungen in der Hauptkette aufweist, in einer Menge von etwa 25 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gew.-% des gesamten Elastomeranteils umfaßt, wird erreicht, daß das Langzeitverhalten erheblich verbessert und der Abbau der Makromoleküle verlangsamt wird.
  • Dadurch, daß bei einem elastomergebundenen Plattenmaterial aus wenigstens zwei miteinander verbundenen, durch vulkanisiertes Elastomermaterial gebundenen und wenigstens einen Füllstoff enthaltenden, durch Aufvulkanisation fest verbundenen Schichten wenigstens eine Schicht mittels eines vulkanisierten Elastomers, das im unvulkanisierten Zustand nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 7% ungesättigte Kohlenstoftdoppelbindungen in der Hauptkette, insbesondere eines teilhydrierten R-Kautschuks oder M-Kautschuks mit zumindest im wesentlichen gesättigten Hauptketten vom Polymethylen-Typ, aufweist, gebunden ist, wird die Oxidationsempfindlichkeit weiter erheblich verringert und die Verlangsamung des Abbaus der Makromoleküle weiterhin erhöht. Hierbei ist wesentlich, daß das Plattenmaterial keine homogene Struktur, hergestellt durch die Verwendung einer Elastomermischung etwa aus M- und R-Kautschuken, aufweist, sondern – wie angegeben – aus mindestens zwei heterogenen Schichten besteht, von denen aber mindestens eine ausschließlich durch das genannte Elastomer mit einer Anzahl von ungesättigten Kohlenstoffdoppelbindungen ≤ 10% in der Hauptkette gebunden ist. Weitere Schichten können entweder ausschließlich durch einen R-Kautschuk oder jede beliebige Kombination aus R-Kautschuken, inklusive teilhydrierten R-Kautschuken, und/oder M-Kautschuken gebunden werden. Die jeweiligen Schichten „mit und ohne Kohlenstoffdoppelbindungen" wechseln sich zweckmäßigennreise ab.
  • Die Notwendigkeit dieser heterogenen Schichten ergibt sich unter anderem aus den Konkurrenzreaktionen bei der Vernetzung bei gleichzeitiger Anwesenheit mehrerer Elastomere. So werden diverse Diene aufgrund ihrer unterschiedlichen Partialladungen, sterischen Geometrien oder konjugierten Doppelbindungen früher oder schneller vernetzt und beanspruchen daher sämtliche brückenbildenden Reagenzien für sich. Dies hätte zur Folge, daß die minder reaktiven, in der Mischung vorhandenen Elastomere aufgrund des Mangels an Vernetzungsreagenzien kaum bis nicht vernetzt werden können. Wäre dies der Fall, läge ein Elastomer unvernetzt bzw. nicht ausreichend vernetzt in dem Plattenmaterial vor und könnte dadurch seine Funktion als stabilisierende Matrix, die die faserförmigen und pulverförmigen Füllstoffe bindet, nicht erfüllen.
  • Der separate Aufbau von heterogenen Schichten ermöglicht des weiteren den Einsatz von unterschiedlichen Vernetzungssystemen innerhalb eines Plattenmaterials. Dadurch kann für jedes Elastomer bzw. jede Elastomermischung ein optimal, beispielsweise in Bezug auf pH-Wert, Beschleuniger, Aktivatoren, eingestelltes Vulkanisationssystem verwendet werden, so daß sich eine optimale Vernetzung ergibt.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen anhand von Beispielen und Verfahrensbeschreibungen näher erläutert.
  • 1 zeigt ein elastomergebundenes Plattenmaterial für Dichtungen entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform im Schnitt.
  • 2 zeigt einen Zweiwalzenkalander zur Herstellung von elastomergebundenem Plattenmaterial.
  • Das in 1 im Schnitt dargestellte Ausführungsbeispiel eines zur Herstellung von Flachdichtungen geeigneten Plattenmaterials umfaßt zwei Schichten 1, 2 , deren Füllstoffe mittels Nitril-Butadienkautschuk, teilhydriert mit einem Anteil an Dienen < 7% gebunden sind. Zwischen diesen beiden Schichten 1, 2 befindet sich eine Schicht 3, deren Füllstoffe mittels mindestens einem R-Kautschuk gebunden sind. Die Schichten 1 bis 3 sind durch Aufvulkanisation fest miteinander verbunden. Die Schichten 1 bis 3 können Dicken von etwa 100 μm und 4 mm aufweisen. Zusätzlich können außenseitig dünne Beschichtungen 4, 5 für besondere Applikationsbedingungen, etwa als Klebe- oder Trennschichten, vorgesehen sein. Außerdem können einzelne der oder alle Schichten 1 bis 3 eine Verstärkung in Form eines Gewebes, insbesondere eines Drahtgewebes, oder aus Streckmetall aufweisen.
  • Der in 2 beispielhaft dargestellte Zweiwalzenkalander verfügt über eine große (1 bis 6 m Umfang), beheizte (typischerweise 140 bis 190°C) Walze 6 und eine darüber befindliche Kühlwalze 7 (typischerweise 10 bis 30°C) geringeren Umfangs, die sich gegenläufig drehen. Die Kühlwalze 7 wird in Richtung auf die beheizte Walze 6 mittels eines Hydraulikzylinders 8 entsprechend dem Pfeil 9 gedrückt. Eine pastöse oder krümelige Masse 10 zur Herstellung einer Schicht des Plattenmaterials wird in den Walzenspalt eingeführt. Zum Auffangen von verdampfendem Lösungsmittel ist der Zweiwalzenkalander in einem entsprechenden Gehäuse 11 untergebracht.
  • Zur Herstellung des Plattenmaterials werden die einzelnen Rohstoffe wie Elastomermaterial, Vulkanisationszusätze, pulverförmige Füllstoffe, Fasermaterial und Verarbeitungshilfsmittel zusammen mit einem meist organischen Lösungsmittel wie Benzin, Toluol oder Xylol in einem Schnellaufmischer homogen vermischt. Wenn mehr als ein Elastomer verwendet wird, wird das Blenden hiervon gleichzeitig im Schnellaufmischer durchgeführt. Die Reihenfolge der Zugabe der Rohstoffe ist von der Materialkomposition abhängig. Das Mischwerkzeug kann mit Rührschaufeln bzw. Rührmessern und gegebenenfalls mit einem oder mehreren Hochgeschwindigkeitsmesserköpfen ausgestattet sein. Durch das Mischen erhält man eine pastöse oder krümelige Masse. Diese wird anschließend in einem Zweiwalzenkalander gemäß 2 zu Plattenmaterial weiterverarbeitet, indem die pastöse oder krümelige Masse in den Walzenspalt eingebracht und von den typischerweise mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit rotierenden Walzen 6, 7 durch deren gegenläufige Drehbewegung eingezogen wird. Hierdurch baut sich das Plattenmaterial unter Verdampfen des Lösungsmittels und beginnender Vernetzung des Kautschuks an der Oberfläche der beheizten Walze 6 in dünnen Lagen (etwa 0,008 bis 0,02 mm) auf. Diese Lagen werden kontinuierlich mit jeder weiteren Umdrehung der Walze 6 um eine weitere Lage aufgebaut. Jede Lage wird unmittelbar nach dem Aufwalzen während der Umdrehung der Walze 6 getrocknet, vulkanisiert und durch den Anpreßdruck zwischen den Walzen 6, 7 verdichtet. Nach Erreichen der gewünschten Enddicke der jeweils herzustellenden Schicht und Fertigstellung aller Schichten des Plattenmaterials werden die Walzen 6, 7 auseinander gefahren und angehalten, das die Walze 6 umschlingende Plattenmaterial wird aufgeschnitten und von der Walze 6 abgezogen. Aus dem so erhaltenen Plattenmaterial können einsatzfähige Flachdichtungen etwa typischerweise durch Ausstanzen oder Schneiden, Laserschneiden, Hochdruckwasserstrahlschneiden, oder Sägen hergestellt werden.
  • Beispiel 1: Masse 1 mit ausschließlich einem R-Kautschuk als Matrix In einem Turbularmischer wurden folgende Rohstoffe zu einer krümeligen Masse homogen vermischt.
    • 13-17 Teile R-Kautschuk; hier Nitril-Butadienkautschuk
    • 38-45 Teile Kaolin
    • 3-8 Teile gefällte Kieselsäure
    • 5-9 Teile para-Aramidfaser
    • 25-30 Teile Glasfaser
    • 2-3 Teile auf Schwefel basierende Vulkanisationzusätze, bestehend aus Schwefel, Aktivator, Beschleuniger, Co-Aktivatoren und Verarbeitungshilfsmittel
  • Der NBR wurde während des Mischens mit 28-33 Teilen (bezogen auf die Gesamtmenge Trockenstoffe) Toluol in Lösung gebracht.
  • Beispiel 2: Masse 2 mit einem Blend aus R-und M-Kautschuk oder teilhydrierten R-Kautschuken als Matrix In einem Turbularmischer wurden folgende Rohstoffe zu einer krümeligen Masse homogen vermischt.
    • 6,5-8,5 Teile R-Kautschuk; Nitril-Butadienkautschuk
    • 6,5-8,5 Teile M-Kautschuk oder Kautschuk mit einem Anteil an Dienen < 7%, hier teilhydrierter Nitril-Butadienkautschuk (34 ± 1 % ACN, 3-5% Restdoppelbindungen)
    • 38-45 Teile Kaolin
    • 3-8 Teile gefällte Kieselsäure
    • 5-9 Teile para-Aramidfaser
    • 25-30 Teile Glasfaser
    • 2-3 Teile auf Schwefel basierende Vulkanisationszusätze, bestehend aus Schwefel, Schwefelspender, Aktivator, Beschleuniger, Co-Aktivatoren und Verarbeitungshilfsmittel
  • Beide Elastomere wurden während des Mischens mit 28-33 Teilen (bezogen auf die Gesamtmenge Trockenstoffe) Toluol in Lösung gebracht.
  • Beispiel 3: Masse 3 mit ausschließlich einem M-Kautschuk oder einem teilhydrierten R-Kautschuk als Matrix In einem Turbularmischer wurden folgende Rohstoffe zu einer krümeligen Masse homogen vermischt.
    • 13-17 Teile M-Kautschuk; oder Kautschuk mit einem Anteil an Dienen < 7%, hier teilhydrierter Nitril-Butadienkautschuk (34 ± 1 % ACN, 3-5% Restdoppelbindungen)
    • 38-45 Teile Kaolin
    • 3-8 Teile gefällte Kieselsäure
    • 5-9 Teile para-Aramidfaser
    • 25-30 Teile Glasfaser
    • 2-3 Teile auf Schwefel basierende Vulkanisationszusätze, bestehend aus Schwefel, Schwefelspender, Aktivator, Beschleuniger, Co-Aktivatoren und Verarbeitungshilfsmittel
  • Der HNBR wurde während des Mischens mit 28-33 Teilen (bezogen auf die Gesamtmenge Trockenstoffe) Toluol in Lösung gebracht.
  • Beispielhafte Herstellung von Musterplatten Zur Herstellung von Musterplatten wurde ein Zweiwalzen-Vertikalkalander gemäß 2 verwendet.
  • Die mit Druckwasser beheizte Walze 6 wurde auf 180± 5°C Oberflächentemperatur beheizt. Der Umfang der Walze 6 betrug 4060 mm bei einer Breite von 1560 mm. Die Kühlwalze 7 wurde mittels Kühlwasser auf eine Oberflächentemperatur von 20± 5°C gekühlt. Der Umfang der Kühlwalze 7 betrug 1585 mm bei einer Breite von 1560 mm. Die Kühlwalze 7 wurde mit einer Kraft von 90 ± 1 kN an die Walze 6 angepreßt. Gleichzeitig bewegen sich beide Walzen 6, 7 gegenläufig mit einer Umfangsgeschwindigkeit (u.a. abhängig von der Plattendicke) von 30-90 m/min. Während des Drehens der beiden Walzen 6, 7 wurden die vorbereiteten Massen 10 portionsweise in den Walzenspalt eingebracht. Die Einwaage aller Massen 10 wurde derart gewählt, daß nach der Beendigung des Kalandrierens eine Dichtungsplatte einer Dicke von 2 mm abgezogen werden konnte.
  • Jeweils 30 kg Gesamtgewicht der vorbereiteten Massen 1 bis 3 wurden zu Dichtungsplatten einer Dicke von 2 mm verwalzt, siehe nachstehende Tabelle:
    Figure 00090001
    Im Gegensatz zu den Musterplatten 1 bis 3 wurden für die Herstellung des Musters 4 sowohl Masse 1 als auch Masse 3 zu einer Platte, bestehend aus 3 Schichten, verarbeitet. Dabei wurde wie folgt vorgegangen. Als erstes wurden 7,5 kg der Masse 3 unter den selben Prozeßbedingungen wie bei Muster 1 bis 3 verwalzt, verdichtet und vulkanisiert. Ohne die Walzen zum Stillstand zu bringen, also im direkten Anschluß, wurde auf die erste Schicht der Masse 3 15 kg der Masse 1 aufgewalzt, verdichtet und vulkanisiert. Erneut wurde im direkten Anschluß, ohne zwischenzeitlich die Walzen zum Stillstand zu bringen, abermals 7,5 kg der Masse 3 aufgewalzt, verdichtet und vulkanisiert. Die Musterplatte 4 besteht somit aus drei zusammenhängenden Schichten (wie in 1 dargestellt) wobei die obere und untere Schicht ausschließlich mit HNBR gebunden sind, und die mittlere Schicht NBR als Matrix verwendet.
  • Wichtig und entscheidend an dieser Stelle ist die Tatsache, daß sich Musterplatte 3 und Musterplatte 4 in der Gesamtheit aus denselben Rohstoffen (ausgenommen Vulkanisationsreagenzien) in derselben Menge zusammensetzten, aber die Elastomere auf Grund der separaten Verarbeitung in heterogenen Schichten vorliegen. Abhängig von dem eingesetzten Elastomer können auch die Vernetztungszusätze der unterschiedliche Schichten differieren, um für jeden Kautschuk eine optimale Vulkanisationscharakteristik zu erzielen.
  • Um einerseits die Auswirkungen der verwendeten Elastomere und andererseits den Einfluß der Struktur, in der die Elastomere vorliegen, auf das Alterungsverhalten der Dichtungen zu quantifizieren, wurden Hochtemperatur-Sattdampfprüfungen an den Musterplatten durchgeführt. Dieser Test eignet sich hervorragend dazu, das Abbauverhalten von elastomergebundenen Flachdichtungen unter extrem kritischen Bedingungen zu prüfen, so daß eine Differenzierung zwischen verschiedenen Dichtungsmaterialien möglich wird, da die hohen Temperaturen von 320°C und das Sattdampfambiente mit einem Druck von 120 bar die Elastomere bei dieser Prüfung sowohl thermisch als auch oxidativ enorm belasten.
  • Aus den Musterplatten 1 bis 4 wurden Dichtringe mit den Abmessungen Da= 98 mm, Di= 58 mm, d=2 mm gestanzt. Diese Proben wurden in den Prüfstand mit einer Flächenpressung von 44 N/mm² in einem geschlossenen Blindflansch eingespannt. In diesem geschlossenem Blindflansch befanden sich 10 g demineralisiertes Wasser. Der Blindflansch wurde auf 320°C temperiert. Das innen befindliche Wasser ging teilweise in die Gasphase über und bildete innerhalb des Blindflansches ein Sattdampfambiente. Da der Blindflansch geschlossen war, stand jener, der Dampfdruckkurve entsprechend, unter 120 bar Innendruck. Dieser Innendruck wurde in Abhängigkeit von der Zeit mittels eines Datalogers aufgezeichnet.
  • Ein plötzlicher Druckabfall innerhalb des Blindflansches, verursacht durch den Dampfaustritt entlang von Rissen oder zerstörtem Gefüge der Probe, indiziert ein Versagen der Dichtung auf Grund von Degradation des Elastomers.
  • Die Dauer bis zum plötzlichen Druckabfall dieses Systems kann als Meßgröße für die Alterungsbeständigkeit der Dichtung respektive des eingesetzten Elastomers herangezogen werden.
  • Für die Musterplatten 1 bis 4 ergeben sich Standzeiten von 4, 17, 15 bzw. 30 Tagen und damit entsprechende Verlangsamungen des Alterungsprozeßes. Die Substitution der Hälfte von NBR durch HNBR führt bereits zu einer wesentlichen Standzeitverlängerung, die allerdings trotz gleicher Rohstoffe und Verfahrensparameter bei der Herstellung nur halb so lang ist wie bei der Musterplatte 4, die aus heterogenen Schichten besteht und eine stark erhöhte thermische und oxidative Beständigkeit aufweist. Deshalb ist ein aus entsprechenden Schichten bestehendes Plattenmaterial bevorzugt.
  • Als faserförmige Füllstoffe können auch wahlweise eine oder mehrere der folgenden Fasern eingearbeitet werden: para-Aramidfasern, Kohlenstoffasern, keramische Fasern, Cellulosefasern ebenso wie Fasern aus Cellulosederivaten, Baumwollfasern, faserförmige Wollastonite, Glasfasern, Steinwollfasem oder Polymerfasern etc.
  • Als pulverige Füllstoffe können auch wahlweise eine oder mehrere der folgenden Materialien eingearbeitet werden: Kalziniertes oder unkalziniertes Kaolin, Schwerspat, Wollastonite, Glimmermehl, Schiefermehl, Quarzmehl, Ruß, Graphit, Glasmehl, Calciumcarbonat, Kork, diverse Kieselsäuren, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Titanoxid, Bornitrid od.dgl.
  • Füllstoffe können, soweit möglich und zweckmäßig, zur Einstellung bestimmter Eigenschaften oberflächenbehandelt sein, z.B. mit Silanen, Titanaten, Stanaten etc.
  • Als Vernetzungssysteme können auch wahlweise eine oder mehrere der folgenden Gruppen an Vernetzungschemikalien eingesetzt werden: Schwefel- Beschleuniger Systeme, Schwefel-Spender Systeme, Peroxide, energiereiche Strahlung oder Diamine oder Phosphat- oder Thiophosphatvernetzungssysteme.
  • Als Verarbeitungshilfsmittel oder Zusätze können auch wahlweise eine oder mehrere der folgenden Stoffe verwendet werden: Trennmittel, Mastiziermittel, Stabilisatoren, Antioxidantien, Haftmittel, organische und anorganische Farben, Treibmittel, Weichmacher oder Vulkanisationsverzögerer.
  • Als Matrixmaterial der R-Kautschuke ist vorzugsweise eines oder mehrere der folgenden Elastomere einzusetzen: NR, NBR, SBR, BR, IR oder CR (Abkürzungen gemäß ISO 1629).
  • Als Matrixmaterial der M-Kautschuke bzw. Kautschuke mit einem Gehalt an ungesättigten Doppelbindungen <10% vorzugsweise in der Hauptkette und insbesondere <7% läßt sich wenigstens eines der folgenden Elastomere einsetzen: EPDM, EPM, HNBR, ACM, AECM, FKM oder EAM. Teilhydrierte Kautschuke wie HSBR, HNR, NCR etc. kommen ebenfalls als Matrixmaterial infrage.
  • Als Lösungsmittel können, entsprechend dem Elastomer, folgende polare oder unpolare Substanzen zum Einsatz kommen: Benzin, Benzol, Toluol, Xylol, Ethanol, THF, Wasser, Ester, Ketone oder Dichlormethan.
  • Das Plattenmaterial kann auch durch unabhängiges Herstellen von Schichten 1 bis 3 und anschließendes Verbinden der Schichten durch Vulkanisation oder durch aufeinanderfolgendes Herstellen der Schichten 1 bis 3 in einer beispielsweise an den Verwendungszweck angepaßten Form hergestellt werden.

Claims (12)

  1. Elastomergebundenes Plattenmaterial umfassend einen vulkanisierten Elastomeranteil und einen Anteil aus wenigstens einem darin gebundenen Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der vulkanisierte Elastomeranteil wenigstens ein vulkanisiertes Elastomer, das im unvulkanisierten Zustand nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 7%, ungesättigte Kohlenstoffdoppelbindungen in der Hauptkette aufweist, in einer Menge von etwa 25 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gew.-%, des gesamten Elastomeranteils umfaßt.
  2. Elastomergebundenes Plattenmaterial umfassend einen vulkanisierten Elastomeranteil und einen Anteil aus wenigstens einem darin gebundenen Füllstoff, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei durch Aufvulkanisation fest verbundene Schichten (1 bis 3) aus vulkanisiertem Elastomer mit wenigstens einem darin gebundenen Füllstoff vorgesehen sind, wobei bei wenigstens einer und weniger als der Gesamtzahl der Schichten (1 bis 3) der wenigstens einen Füllstoff durch wenigstens ein Elastomer, das nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 7% ungesättigte Kohlenstoffdoppelbindungen in der Hauptkette in unvulkanisiertem Zustand aufweist, gebunden ist.
  3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 7% ungesättigten Kohlenstoffdoppelbindungen in der Hauptkette des Elastomers vorhanden sind.
  4. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe pulverförmige, plättchenförmige oder faserige Form besitzen und in einem Anteil von wenigstens 30 Gew.-% des jeweiligen Schichtmaterials enthalten sind.
  5. Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe gebildet aus organischen und anorganischen Substanzen.
  6. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend para-Aramidfasern, Glasfasern, Steinwollfasern, Kohlenstoffasern, keramische Fasern, Cellulosefasern, Cellulosederivatfasern, Baumwollfasern, faserförmigen Wollastoniten, Polymerfasern, kalzinierten Kaolinen, unkalzinierten Kaolinen, Schwerspat, pulverförmigen Wollastoniten, Glimmer, Schiefer, Quarz, Ruß, Graphit, Glasmehl, Calciumcarbonat, Kork, Siliciumdioxid, SiC, Siliciumnitrid und gegebenenfalls oberflächenbehandelt sind.
  7. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Schicht durch wenigstens ein Elastomer aus der Gruppe umfassend NR, NBR, SBR, BR, IR, CR, EPDM, EPM, HNBR, ACM, AECM, FKM, CSM und EAM gebunden ist.
  8. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Schicht durch wenigstens ein Elastomer aus der Gruppe umfassend EPDM, EPM, HNBR, ACM, AECM, FKM und EAM gebunden ist.
  9. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten eine Dicke etwa zwischen 100 μm und 4 mm aufweisen.
  10. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils eine Schicht gebunden durch wenigstens ein Elastomer mit nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 7% ungesättigte Kohlenstoftdoppelbindungen in der Hauptkette mit einer Schicht gebunden durch wenigstens ein Elastomer mit mehr als 20% ungesättigten Kohlenstoffdoppelbindungen in der Hauptkette abwechselt.
  11. Flachdichtung aus einem Material nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Flachdichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem Material nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestanzt oder ausgeschnitten ist.
DE20317747U 2003-06-06 2003-06-06 Elastomergebundenes Plattenmaterial Expired - Lifetime DE20317747U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20317747U DE20317747U1 (de) 2003-06-06 2003-06-06 Elastomergebundenes Plattenmaterial

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003125700 DE10325700A1 (de) 2003-06-06 2003-06-06 Elastomergebundenes Plattenmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
DE20317747U DE20317747U1 (de) 2003-06-06 2003-06-06 Elastomergebundenes Plattenmaterial

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE20317747U1 true DE20317747U1 (de) 2004-02-12

Family

ID=31889121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE20317747U Expired - Lifetime DE20317747U1 (de) 2003-06-06 2003-06-06 Elastomergebundenes Plattenmaterial

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE20317747U1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1985656A2 (de) 2007-04-27 2008-10-29 Continental Aktiengesellschaft Kautschukmischung mit verbesserter Rückprallelastizität

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1985656A2 (de) 2007-04-27 2008-10-29 Continental Aktiengesellschaft Kautschukmischung mit verbesserter Rückprallelastizität
DE102007019942A1 (de) 2007-04-27 2008-11-06 Continental Aktiengesellschaft Kautschukmischung mit verbesserter Rückprallelastizität

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1484360B1 (de) Elastomergebundenes Plattenmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2631691C2 (de) Dichtungsmassen
DE2118367C3 (de) Mit diskontinuierlicher Cellulose verstärkte, vulkanisierte Elastomere, und ihre Verwendung
DE2641190C2 (de) Verpackungsverbundfilm und seine Verwendung
DE69418749T2 (de) Asbestfreier akrylfaserverstärkter Werkstoff
DE2230351A1 (de) Verfahren zum Modifizieren von Homo- oder Copolymeren mit ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen
DE69212003T2 (de) Asbestfreies flexibles folienmaterial
EP3552849B1 (de) Fahrzeugluftreifen mit geräuschabsorber und klebemittelzusammensetzung zur befestigung wenigstens eines geräuschabsorbers auf einer fläche eines fahrzeugluftreifens
DE3540456C2 (de) Kautschukmasse
EP0142795B1 (de) Flächiges Dichtungsmaterial
DE20317747U1 (de) Elastomergebundenes Plattenmaterial
WO2018202413A1 (de) Fahrzeugluftreifen mit geräuschabsorber und klebemittelzusammensetzung zur befestigung wenigstens eines geräuschabsorbers auf einer fläche eines fahrzeugluftreifens
EP1470937A1 (de) Kautschukmischung und Fahrzeugluftreifen mit einer solchen Mischung
EP2809843B1 (de) Walzenbezug mit verbesserten dynamischen eigenschaften und hohem rückstellverhalten
DE1953101C3 (de) Verbesserung der Klebrigkeit von Elastomeren
DE3711077C2 (de)
DE2257962A1 (de) In schichten aufgebauter druckfilz
DE1938664B2 (de) Mit Schwefel vulkanisierbare Mischungen
EP2147959B1 (de) Papierklebeband
DE3034908A1 (de) Abdichtungsmittel, insbesondere fuer fahrzeugreifen
DE2457808A1 (de) Pannenschutzeinrichtung fuer luftreifen
DE1960257A1 (de) Waermeempfindliche Masse in Form eines Abdichtungsbandes und seine Verwendung
DE2854640A1 (de) Film, verfahren zu seiner herstellung sowie seine verwendung
DE952228C (de) Aus Schichten aufgebaute Gummierzeugnisse, insbesondere Fahrzeugreifen
DE3336560C2 (de) Flachmaterial für Flachdichtungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20040318

R150 Term of protection extended to 6 years

Effective date: 20060825

R151 Term of protection extended to 8 years

Effective date: 20090831

R152 Term of protection extended to 10 years
R152 Term of protection extended to 10 years

Effective date: 20110831

R071 Expiry of right
R071 Expiry of right