DE2032287C3 - Härtbare Masse aus einem elastomeren Mischpolymerisat aus Vinylidenfluorid und mindestens einem endständig ungesättigten Fluormonoolefin - Google Patents
Härtbare Masse aus einem elastomeren Mischpolymerisat aus Vinylidenfluorid und mindestens einem endständig ungesättigten FluormonoolefinInfo
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Description
(a) 0,05 bis 0,5 Gewichtsteilen mindestens einer quaternären Verbindung der Formel
oder
[RiQ-R2-QRl]+2
[R4—Q-Rl]+1 [Χ""1],/,,,
20
worin Q ein Phosphor- oder Stickstoffatom, R2 ein Alkylenrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen
oder ein Phenylendialkylenrest mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen, R4 ein Alkylrest mit 1 bis 12
Kohlenstoffatomen oder ein Aralkylrest mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, R1, R3 und R5
Alkylreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, X ein Anion und m die Wertigkeit des Anions
bedeuten; und
(b) 0,1 bis 2 Gewichtsteilen mindestens einer aromatischen Hydroxy- oder Aminoverbindung,
die ein Oxydationspotenlial von nicht mehr als 1,5 Volt, bezogen auf eine Standard-Kalomelelektrode,
aufweist;
wobei im Falle von X = OH das Gemisch frei von Verbindungen ist, die in Abwesenheit von Wasser bei Temperaturen unterhalb 75°C stabil sind, und die bei einer Temperatur oberhalb 125°C in Gegenwart von Wasser eine ein basisches Stickstoffatom enthaltende Verbindung freisetzen, in der mindestens ein Wasserstoffatom an das basische Stickstoffatom gebunden ist,
wobei im Falle von X = OH das Gemisch frei von Verbindungen ist, die in Abwesenheit von Wasser bei Temperaturen unterhalb 75°C stabil sind, und die bei einer Temperatur oberhalb 125°C in Gegenwart von Wasser eine ein basisches Stickstoffatom enthaltende Verbindung freisetzen, in der mindestens ein Wasserstoffatom an das basische Stickstoffatom gebunden ist,
enthält, wobei die Gewichtsteile jeweils auf 100
Gewichtsteile Vinylidenfluorid-Mischpolymeri· sat bezogen sind.
2. Härtbare Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem etwa 2 bis etwa
Gewichtsteile eines anorganischen Säureakzeptors, der bei Umsetzung mit Fluorwasserstoff
Wasser zu erzeugen vermag, enthalt.
3. Härtbare Masre nach Anspiuch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß sie außerdem etwa 0,5 bis etwa Gewichtsteile einer anorganischen Base enthält.
4. Härtbare Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 2,5 Gewichtsteile
eines aromatischen Amins oder eines aliphatischen tertiären Amins enthält.
5. Härtbare Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Mischpolymerisat
aus Vinylidenfluorid und mindestens einem Comonomer, welches Chlortrifluoräthylen, Perfluorpropen,
1-Hydroperfluorpropen oder Tetrafluoräthyien sein kann, besteht
6. Hartbare Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Mischpolymerisat
aus Vinylidenfluorid und Perfluorpropen besteht.
7. Härtbare Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Mischpolymerisat
aus Vinylidenfluorid, Perfluorpropen und Tetrafluoräthylen besteht
Im allgemeinen sind lineare Polymerisate thermoplastisch und zeigen unter dem Einfluß von Wärme und
Druck einen kontinuierlichen Fluß. Derartige Polymerisate können so oft wieder erweicht werden, als es
erwünscht ist, und sie sind im allgemeinen in ausgewählten Lösungsmitteln löslich. Vernetzte oder
vulkanisierte Polymerisate sind hingegen im allgemeinen wärmehärtend, d. h. sie sind in den meisten
Lösungsmitteln unlöslich und lassen sich nicht ohne Zersetzung wieder erweichen, da sie dauerhaft gehärtet
sind. Ein lineares Polymerisat kann trotzdem eine kleine Anzahl von Vernetzungen aufweisen, ohne seine
thermoplastischen Eigenschaften zu verlieren. Häufig ist es e.-wünscht, thermoplastische Polymerisate in
vernetzte Polymerisate oder teilweise vernetzte Polymerisate umzuwandeln, um ihre Löslichkeit und ihre
thermoplastischen Fließeigenschaften zu vermindern und ein härteres und zäheres Produkt zu erhalten. Die
Vernetzung von Elastomeren wird üblicherweise als Vulkanisation bezeichnet.
Zu denjenigen thermoplastischen Polymerisaten, die sich am schwierigsten vulkanisieren lassen, gehören
diejenigen, die durch Polymerisation von halogenierten Monoolefinen hergestellt worden sind, z. B. die Mischpolymerisate
von Chlortrifluoräthylen und Vinylidenfluorid, die Mischpolymerisate von Perfluorpropen,
Vinylidenfluorid, sowie die Terpolymerisate von Perfluorpropen, Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen. Viele
dieser fluorierten thermoplastischen Polymerisate besitzen jedoch einzigartige und wertvolle Eigenschaften. In
einigen Fällen werden die Polymerisate vernetzt, wenn es erwünscht ist, diese Eigenschaften beizubehalten und
gleichzeitig den thermoplastischen Fluß und die Löslichkeit herabzusetzen. So hat man nach der GB-PS
10 95 836 derartigen Polymerisaten quaternäreTrialkylammoniumsalze
als Vernetzungsmittel zugesetzt, um Vulkanisate mit verbesserten Eigenschaften bei höheren
Temperaturen, insbesondere günstige Werte für den Druckverformungstest aufzufinden. Eine solche Vernetzung
hat bisher stets zu einer relativ hohen bleibenden Druckverformung des Endproduktes geführt, z. B. einer
bleibenden Verformung von mehr als 30% nach 24 Stunden bei 205"C.
Ein Hauptverwendungszweck der vulkanisierten, hochfluorierten Elastomere besteht in ihrer Verwendung
als Dichtungen, O-Ringe und dergleichen, für Behälter zum Aufbewahren von Flüssigkeiten unter
Druck und bei erhöhten Temperaturen, z, B. in den hydraulischen Systemen von Flugzeugen, oder als
Bestandteile von Reaktionsgefäßen bei der Herstellung von Chemikalien. Während seiner Anwendung wird das
Elastomer über längere Zeiträume kontinuierlich zusammengepreßt. Wenn das elastomere Teil während
seiner Verwendung permanent verformt wird, d. h. einer
bleibenden Druckverformung unterliegt, versagt der Verschluß, und Flüssigkeit kann hindurchdringen. Je
höher die Temperatur ist und je langer das Elastomer unter Druck steht, desto größer ist im allgemeinen der
Grad der bleibenden Verformung und entsprechend ist auch die Gefahr eines Versagenf. der Vorrichtung
größer.
Aufgabe der Erfindung war es daher, verbesserte, härtbare, fluorierte Polymerisate, insbesondere vu'kanisierbare,
fluorierte Elastomere zur Verfügung zu stellen, die eine siedrige bleibende Verformung aufweisen und
bei dem relativ geringe Konzentrationen an Härtungsmittel verwendet werden, um dadurch die unerwünschte
Neigung des gehärteten Elastomers während der tatsächlichen Anwendung, während der Alterung oder
Prüfung weiter zu härten, herabzusetzen. Die Erfindung löst diese Aufgabe.
Gegenstand der Erfindung ist eine härtbare Masse aus einem elastomeren Mischpolymerisat aus Vinylidenfluorid
und mindestens einem endständig ungesättigten Fluormonoolefin, welches mindestens einen Fluoratomsubstituenten
an jedem doppelt gebundenen Kohlenstoffatom enthält, wobei jedes Kohlenstoffatom des
Fluormonoolefins nur mit Fluor, Chlor, Wasserstoff oder einem niederen Fluoralkyl- oder Fluoralkoxyrest
substituiert ist, und wobei mindestens 10% der Kohlenstoffatome in der Kette des Mischpolymerisates
—CH2-Einheiten sind, und gegebenenfalls üblichen Zusätzen und Verarbeitungshilfsmitteln, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Masse ein Gemisch bekannter Vernetzungsmittel aus
(a) 0,05 bis 0,5 Gewichtsteilen mindestens einer quaternären Verbindung der Formel
oder
2-QRi]+2 [X""] 2/
worin Q ein Phosphor- oder Stickstoffatom, R2 ein
Alkylenrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen oder ein Phenylendialkylenrest mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen,
R4 ein Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder ein Aralkylrest mit "/ bis 12
Kohlenstoffatomen und R1, R! und R5 Alkylreste 4l
mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, X ein Anion und m
die Wertigkeit des Anions X bedeuten;
(b) 0,1 bis 2 Gcwichtsteilen mindestens einer aromatischen Hydroxy- oder Aminoverbindung, die ein Oxydationspotential von nicht mehr als 1,5 Volt, bezogen auf eine Standard-Kalomelelektrode, aufweist,
(b) 0,1 bis 2 Gcwichtsteilen mindestens einer aromatischen Hydroxy- oder Aminoverbindung, die ein Oxydationspotential von nicht mehr als 1,5 Volt, bezogen auf eine Standard-Kalomelelektrode, aufweist,
wobei im Falle von X = OH das Gemisch frei von Verbindungen ist, die in Abwesenheit von Wasser
bei Temperaturen unterhalb 75°C stabil sind und die bei einer Temperatur oberhalb 125°C in
Gegenwart von Wasser eine ein basisches Stickstoffatom enthaltende Verbindung freisetzen, in
der mindestens ein Wasserstoffatom an das basische Stickstof fate m gebunden ist, enthält, WI
wobei die Gewichistwie jeweils auf 100 Gewichtsteile Vinylidenfluorid-Mischpolymerisat bezogen
sind.
Vorzugsweise werden solche quaternären Ammoni- hi
umverbindungen bei den erfindungsgemäß härtbaren Massen verwendet, bei denen die Reste R2 und RA 1 bis 6
Kohlenstoffatome und die Reste R1, RJ und R'1 1 bis 12,
besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen. Das Anion X kann beispielsweise Sulfat, Acetat,
Phosphat, Halogenid, Hydroxid, Alkoxid oder Phenoxid bedeuten.
Obgleich die Funktionsweise nicht vollständig geklärt
ist, zeigt die Kombination der obigen Komponenten in einem Vulkanisationssystem eine Wirkung, die keiner
der einzelnen, speziellen Komponenten oder keiner Kombination, die weniger als die erforderlichen
Komponenten des obigen Härtungssystems aufweist, zugeschrieben werden kann, und führt zu der drastischen
Herabsetzung der bleibenden Verformung des gehärteten Produktes, d. h. die bleibende Verformung
liegt bei weniger als 20% und gewöhnlich bei weniger als etwa 10% nach 24 Stunden bei 2050C; gleichzeitig
ergibt sich eine vollständige Härtung, wobei im wesentlichen kein restliches wirksames Härtungsmittel
zurückbleibt. Alle diese Ergebnisse werden mit einer geringen Konzentration an Härtungsbestandteilen
erreicht, wie nachfolgend im einzelnen erörtert wird. Ein weiteres wertvolles Merkmal des obigen Härtungssystems ist der bei der Zubereitung zulässige größere
Spielraum, da kleinere Veränderungen der Mengenanteile der Komponenten innerhalb der angegebenen
Grenzen die Verarbeitbarkeit, insbesondere die Eigenschaft, sich vermählen zu lassen, ohne zu versengen und
dennoch rasch zu härten, nicht wesentlich beeinflussen.
Die gemäß der Erfindung zu härtenden vulkanisierbaren Polymerisate sind lineare, gesättigte, fluorierte
Polymerisate, die reaktionsfähige Substituenten enthalten, welche Wasserstoff, Fluor oder Chlor sein können,
wobei die Polymerisate mindestens zur Hälfte halogenisiert sind. »Zur Hälfte halogeniert« bedeutet, daß
mindestens die Hälfte der an Kohlenstoff gebundenen Wasserstoffatome des analogen, nicht halogenierten
Polymerisates durch Halogenatome ersetzt sind. Die bevorzugten vulkanisierbaren Polymerisate· sind mindestens
zur Hälfte fluoriert; es ist jedoch ein kritischer Faktor, daß die Polymerisatkette —CH2-Einheiten
enthält. Homopolymerisate von Tetrafluoräthylen oder anderen perfluorierten Olefinen sowie Mischpolymerisate
davon mit anderen perfluorierten Comonomeren benötigen zur Vernetzung sehr hohe Temperaturen und
fallen nicht ;n den Geltungsbereich der Erfindung.
Lineare, fluorierte Elastomere enthalten im allgemeinen ungeordnete, gesättigte fluorierte Kohlenstoffketten,
welche eine wesentliche Anzahl an —CH2-Einheiten aufweisen, und zwar gewöhnlich mindestens 10%
der Kettenkohlenstoffatome. Die Ungeordnetheit in den Kohlenstoffketten wird im allgemeinen erreicht,
indem man mindestens zwei monoolefinische Verbindungen des nachstehend beschriebenen Typs mischpolymerisiert.
Wenn eine der monoolefinischen Verbindungen eine ungesättigte Kette aus drei oder mehr
Kohlenstoffatomen aufweist, sind in dem fertigen Polymerisat Alkylseitengruppen, z. B. Methyl-, Äthylgruppen
usw., vorhanden, und diese Alkylgruppen sind vorzugsweise perhalogenierl, speziell perfiuoriert. Stel
len von unausgeglichenem Zustand in der Kohlenstoffkette, die für elastomere Eigenschaften erforderlich
sind, werden durch diese Seitengruppen geschaffen. Solche Seitengruppen verursachen eine Krümmung der
linearen Kohlenstoffkette und schaffen somit zusätzliche Raumfreiheit, wobei ein asymmetrisches Ketten·
kohlenstoffatom erzeugt wird, an das sie gebunden sind. Der unausgeglichene Zustand wird jedoch auch durch
das Vorhandensein von anderen unsymmetrischen Einheiten in der linearen Kohlenstoffkette erzeugt, z. B.
-CFCl-. Unabhängig von den Einheiten, die solche
Punkte der Unausgeglichenheit durch zwei physikalisch unterschiedliche Substituentenatome oder durch eine
Seitengruppe an einem Kettenkohlenstoffatom erzeugen, sollten mindestens 10% der Kettenkohlenstoffatome
unausgeglich η sein.
Die lineare, gesättigte, fluorierte Kohlenstoffkette in den Elastomeren kann auch Chlorsubstituenten enthalten,
vorausgesetzt, daß ein einzelnes Kettenkohlenstoffatom nicht mehr als ein Chloratom gebunden hat, um
nicht Instabilität zu erzeugen oder die chemische Natur des Elastomers zu beeinflussen. Das Vorhandensein von
mehr als einem Chlorsubstituenten an einem einzelnen Kettenkohlenstoffatom erzeugt einen Punkt der Starrheit
in der Kette, wodurch die Biegsamkeit der Kette und entsprechend auch die elastomeren Eigenschaften
vermindert werden.
Zu den gesättigten Polymerisaten, die gemäß der Erfindung vernetzt werden können, gehören die
fluorierten, elastomeren Mischpolymerisate von Chlortrifluorethylen, Vinylidenfluorid, 2-Chlorperfluorpropen,
ein fluorierter Methylvinyläther, Perfluorpropen, Tetrafluoräthylen, 1-Hydroperfluorpropen, (d.h.
CFH = CFCF3), Dichlordifluoräthylen, Trifluoräthylen,
1,1-Chlorfluoräthylen und Vinylidenchlorid. Diese Monoolefine können miteinander in Gruppen von zweien
oder mehreren mischpolymerisiert werden. Sie können auch mit anderen olefinischen Verbindungen, z. B.
Äthylen, mischpolymerisiert werden. Die bevorzugten Elastomere sind Mischpolymerisate von Vinylidenfluorid
und mindestens einem endständig ungesättigten Fluormonoolefin, das mindestens einen Fluoratomsubstituenten
an jedem doppelt gebundenen Kohlenstoffatom aufweist, wobei jedes Kohlenstoffatom des
Fluormonoolefins nur mit Fluor, Chlor, Wasserstoff oder einem niederen Fluoralkyl- (z. B. Perfluoralkyl-)
oder Fluoralkoxyrest substituiert ist, insbesondere Perfluorpropen, Tetrafluoräthylen, Chlortrifluoräthylen
und 1-Hydroperfluorpropen. Besonders bevorzugt werden die fluorierten Elastomere, die durch Mischpolymerisation
von Perfluorpropen und Vinylidenfluorid gemäß den USA-Patentschriften 30 51677 und
33 18 854 hergestellt worden sind, sowie diejenigen Terpolymerisate, die durch Mischpolymerisation von
Perfluorpropen, Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen gemäß der US-Patentschrift 29 68 649 hergestellt
worden sind. Die elastomeren Mischpolymerisate aus Perfluorpropen und Vinylidenfluorid mit zwischen etwa
15 und 50 Mol-% Perfluorpropen sind für die erfindungsgemäßen Zwecke hervorragend geeignet.
Ein kritischer Bestandteil der endgültigen, härtbaren Masse ist mindestens eine oxydierbare, aromatische
Hydroxy- oder Aminoverbindung, die ein Oxydationspotential von nicht mehr als 1,5 Volt, vorzugsweise nicht
mehr als 1 Volt, bezogen auf eine gesättigte Standard-Kalomelelektrode, hat, und die frei von
Elastomeren anziehenden Gruppen als Substituenten am aromatischen Kern ist. Die Oxydationspotentiale
werden geeigneterweise mittels der üblichen Voltametrie gemessen, und zwar unter Verwendung einer
Platinelektrode und bei Konzentrationen der Verbindungen von etwa 10~3 Mol/Liter in praktisch wasserfreiem
Dimethylformamid, das 0,2 Mol/Liter einer löslichen Leitfähigkeitshilfe, z.B. Natriumperchlorat,
enthält Zu den Verbindungen, die bei dieser Prüfung Oxydationspotentiale zwischen etwa 1 und 13 Volt
ergeben, gehören Phenol, m-Kresol, Resorcin, Katechol,
Bisphenol A [d.h. 2,2-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan]
und p-Bromphenol. Zu den Verbindungen mit einem Oxydationspotential von nicht mehr als etwa 1 Volt
gehören p-Dihydroxybenzol, o-Dihydroxybenzol und Pyrogallol. Die bevorzugten aromatischen Hydroxy-
oder Aminoverbindungen werden durch die allgemeine Formel
ArZn
dargestellt, worin Z einen -OH- oder — NH2-Substituenten
am aromatischen Ring, η von 1 oder 2 und Ar einen n-wertigen aromatischen Kern (ζ. Β. Phenyl,
Naphthal) bedeuten. Vorzugsweise ist der aromatische Kern unsubstituiert, er kann jedoch auch substituiert
sein. Wenn er substituiert ist, werden Elektronendonorgruppen wie Alkyl-, Alkoxy-, Aryl-, Aryloxy- und
Aralkylgruppen bevorzugt, da Elektronen anziehende Gruppen wie Halogen-, Nitro-, Carboxylgruppen und
dgl. zu einer aromatischen Verbindung führen, die, falls sie nicht einer intensiveren Härtungsbehandlung unterworfen
wird, ein gehärtetes Elastomer mit höherer bleibender Verformung ergibt. Hydrochinon, d. h.
p-Dihydroxybenzol, ist eine besonders bevorzugte Verbindung.
Die härtbare Masse enthält außerdem mindestens eine quaternäre Ammonium- oder quaternäre Phosphorverbindung
entsprechend der oben angegebenen Formel. Typische quaternäre Ammoniumverbindungen
sind:
-, [(C4H^)4N]+ [OH"],
[(CH3J3NCH2QH5] + [OH~],
[(CH3J3NCH2QH5] + [OH~],
+2 [OH-]2,
r2 [OH^]2
r2 [OH^]2
und die entsprechenden Salze davon, wie z. B. Tetrabutylammoniumbromid.
Quaternäre Phosphorverbindungen sind beispielsweise
[(C4H9UP+]Br", und
[(C4H9J4P+]
CH
S-C
N-C
S-C
CH"
CH
CH
[(CH3UP+I [acetal"]
[(C4H9UP+][OH-].
[(C4H9UP+][OH-].
Die quaternären Verbindungen werden geeigneterweise mit dem Fluorelastomer als Lösung in einem
inerten, flüchtigen Lösungsmittel, wie z. B. Methanol
vermischt, obgleich viele der Verbindungen auch in das härtbare Elastomer in Form von fein verteilter
Feststoffen eingeführt werden können. Die Salze diesel quaternären Verbindungen werden im allgemeinen der
entsprechenden Hydroxiden vorgezogen, da sie größere Stabilität besitzen.
Die erfindungsgemäßen härtbaren Massen können als weitere Komponente einen anorganischen Säureakzeptor
enthalten, der bei der Umsetzung mit Fluorwasserstoff Wasser zu erzeugen vermag. Geeignete Säureakzeptoren
sind Basen wie Magnesiumoxid, Bleioxid (Bleiglätte, PbO), zweibasisches Bleiphosphit und
Zinkoxid, wobei Magnesiumoxid bevorzugt wird. Die Säureakzeptoren werden in Mengen im Bereich von 2
bis 25 Teilen pro 100 Teile Polymerisat angewendet. Zusätzlich ist im allgemeinen eine »gegebenenfalls
anzuwendende Base« als Härtungsbeschbuniger erwünscht. Diese gegebenenfalls anzuwendenden Basen
sind basische Verbindungen, z. B. anorganische Oxide und Hydroxide, wie Calciumhydroxid, Bariumcarbonat,
Strontiumhydroxid und dgl. Diese gegebenenfalls anzuwendenden Basen werden in Mengen im Bereich
von 0,5 bis 10 Teilen pro 100 Teile Polymerisat angewendet.
Obgleich es nicht notwendig ist, enthält die Masse vorzugsweise mindestens ein aromatisches Amin
(primär, sekundär oder tertiär), ein aliphatisches Amin
oder eine Verbindung, die in Abwesenheit von Wasser bei Temperaturen unterhalb etwa 75°C stabil ist, und die
bei Temperaturen oberhalb etwa 125°C in Gegenwart von Wasser eine ein basisches Stickstoffatom enthaltende
Verbindung erzeugt (d. h. eine Verbindung, die in Wasser einen pKb von nicht mehr als etwa 14 aufweist),
wobei mindestens ein Wasserstoffatom an das basische Stickstoffatom gebunden ist (vorzugsweise sollte ein
primäres oder sekundäres Amin, ein Hydrazin oder Ammoniak entstehen); alle diese Bedingungen entsprechenden
Verbindungen werden nachfolgend als »Amine« bezeichnet. Amine mit einem zu hohen Molekulargewicht
verteilen sich in dem Fluorkohlenstoffpolymerisat während des Härtungsprozesses weniger wirksam
und führen so zu ungleichmäßiger Härtung und unterlegenen physikalischen Eigenschaften des erhaltenen
Vulkanisats. Im allgemeinen kann eine zufriedenstellende Härtung am wirksamsten mit einem Amin
erreicht werden, das ein Molekulargewicht von nicht mehr als etwa 1000 aufweist, wobei in den meisten
Fällen ein Amin mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als etwa 500 bevorzugt wird. Um optimale
physikalische Eigenschaften, insbesondere Widerstandsfähigkeit gegen Veränderungen bei der Alterung
und Lösungsmittelfestigkeit, zu erzielen, ist es erwünscht, daß das Amin-Äquivalentgewicht (d. h. das
Gesamtmolekulargewicht, geteilt durch die Anzahl der basischen Stickstoffatome in dem Molekül) in dem
freien Amin nicht mehr als 500, vorzugsweise nicht mehr als etwa 300 beträgt.
Während Verbindungen, die eine ein basisches Stickstoffatom enthaltende Verbindung liefern, in der
vorliegenden Beschreibung wie oben angegeben als »Amine« angesehen werden, werden sie speziell auch
als »Amin-Lieferanten« bezeichnet, wobei die bevorzugten Amin-Lieferanten weiterhin als »Amin-Addukte«
oder »Carbonyl-Addukte« gekennzeichnet werden. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß, während die
erfindungsgemäßen Amin-Lieferanten in Gegenwart von Wasser ein Amin liefern können müssen, bestimmte
der brauchbaren Amin-Lieferanten auch imstande sind, ein Amin in Abwesenheit oder in Gegenwart von
Wasser zu liefern, z. B. Carbamate, Urethane, Carbodiimide, Thiourethane, usw.
Die Funktionsweise der Härtung von gesättigten Mischpolymerisaten von Vinylidenfluorid mit beispielsweise
Perfluorpropen ist nicht vollständig geklärt Es sind jedoch Anzeichen dafür vorhanden, daß die
anfängliche Druckhärtung eine durch Basen katalysierte Freisetzung von Fluorwasserstoff unter Bildung von
Doppelbindungen in dem Polymerisat umfaßt, wobei diese Doppelbindungen dann eine begrenzte Anzahl
von Vernetzungen zwischen den Polymerisatketten bilden, welche zur Stabilisierung der Form des
Polymerisates dienen, während die anschließende Nachhärtung zur Bildung von weiteren äthylenisch
ungesättigten Strukturen führt, ,die sich unter Bildung ■>
von Benzoid-Vernetzungen mit hoher Wärmestabilität vereinigen. Diese Theorie stimmt mit den erfindungsgemäßen
Ermittlungen überein, daß eine Vielzahl von Verbindungen als Härtungs- oder Vernetzungsmittel
wirken, die die Freisetzung von Fluorwasserstoff
ι» unterstützen. Die meisten freien primären oder
sekundären aliphatischen Amine (sofern sie nicht selbst Amin-Lieferanten sind), freies Hydrazin und freier
Ammoniak sind als Härtungsmittel nicht geeignet, und ihre Verwendung als solche ergibt entweder eine zu
!5 hohe Härtungsgeschwindigkeit oder überhaupt keine
Härtung.
Es ist angemessen anzunehmen, daß das bevorzugte Carbonyl-Addukt sich aus der Umsetzung einer
Carbonylverbindung mit einem Amin ableitet, und in
2c den meisten Fällen kann das Addukt auf diese Weise
hergestellt werden. Jedoch können auch erfindungsgemäße Carbonyl-Addukte durch alternative, chemisch
äquivalente Synthesen hergestellt werden. Carbonyl-Addukte, die durch Wärmeeinwirkung oder durch
2") Umsetzung mit einem oder mehreren Wassermolekülen
dasselbe Amin erzeugen, sind hinsichtlich ihrer Wirkung in der Zubereitung äquivalent. Beispielsweise werden
Hexylisocyanat und Hexancarbodiimid sowie auch Hexylcarbamat und N-Hexylacetamid hier als äquiva-
V) lente Carbonyl-Addukte für Hexylamin und entweder
Kohlendioxid oder Essigsäure angesehen, da sie dasselbe Amin freisetzen, wie in den folgenden
Umsetzungen gezeigt wird:
j-, [QH13NHCO2]" [C6H13NH3] +
2QH13NH2 + CO2
QH13N=C=NQH13 + 2H2O
QH13N=C=NQH13 + 2H2O
2QH13NH2 + CO2
QH13NCO + H2O QH13NH2 + CO2
(QH13NCO)2 + 2H2O 2QH13NH2 + 2CO2
CH3CONHQH13 + H2O
v> C6H13NH2 + CH3CO2H
(QH13NCO)2 + 2H2O 2QH13NH2 + 2CO2
CH3CONHQH13 + H2O
v> C6H13NH2 + CH3CO2H
(C6Hi3NH)3P = O ist kein äquivalentes Carbonyl-Addukt
für Hexylamin, da es kein Carbonylderivat freisetzt, aber es wird als brauchbare, Amin liefernde
Verbindung angesehen, da sie ein geeignetes Amin liefert.
Die Carbonyleinheit in dem Carbonyl-Addukt leitet sich im allgemeinen von Kohlendioxyd, Carbonsäuren
(einschließlich Polycarbonsäuren), Aldehyden oder
5i Ketonen ab. Die bevorzugten Aldehyde, Ketone und
Carbonsäuren werden durch die allgemeinen Formeln
RlC=O und R6(COOH)i _4
wiedergegeben, worin R6 Wasserstoff, einen Alkylrest mi (einschließlich Cycloalkylrest) mit 1 bis 25 (vorzugsweise
1 bis 12) Kohlenstoffatomen, einen Aralkylrest mit 7 bis 25 Kohlenstoffatomen oder einen Arylrest (einschließlich
Alkarylrest) mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen bedeutet Zwei Alkylreste können unter Bildung eines
M alicyclischen zweiwertigen Restes vereinigt sein, z.B. Cyclohexanon,
I I
CH2(CH2VC=O.
Beispiele für Addukte sind:
1. Aldehyd—Ammoniak-Addukle, ζ. B.
6CH2O + 4NH,
N + 6H2O
CH2
(Hexamethylentetramin)
2. Aldehyd — primäres Amin-Addukte, z. B.
R6CH = O + H2NR7 ->
R6CH = NR7 + H2O
3. Aldehyd — sekundäres Amin-Addukte, z. B. RtCHCH=O + HNR7R" ♦ R2 1C = CHNR7R8 + H2O
4. Keton — primäres Amin-Addukte, z. B.
R]C=O + H2NR7 > RjC=NR7 + H2O
R]C=O + H2NR7 > RjC=NR7 + H2O
5. Keton sekundäres Amin-Addukte, z. B.
R5CHCOR7 + HNR7R8 ► R6X-=CR7NR7R" + H2O
6. CO, + 2H,NR7
[R7NHCO2-] [R7NH3 +]
In der obigen Formel ist Rb wie oben definiert; R7 und
Rö können unabhängig unter aromatischen Resten mit 6 bis 25 (vorzugsweise 6 bis 12) Kohlenstoffatomen,
unsubstituierten, gesättigten aliphatischen Resten mit 1 bis 25 (vorzugsweise 1 bis 18, speziell 1 bis 6)
Kohlenstoffatomen (z. B. Alkyl- und Cycloalkylresten) und araliphatischen Resten mit 7 bis 25 (vorzugsweise 7
bis 12) Kohlenstoffatomen ausgewählt werden.
Während die obigen Beispiele Monoaminoverbindungen erläutern, sind Polyaminoverbindimgen (einschließlich
Diaminoverbindungen) gleichermaßen geeignet und in einigen Fällen bevorzugt. Anstelle von Ammoniak
kann beispielsweise Hydrazin (H2N-NH2) verwendet
werden; anstelle von Hexylamin, H2N-(CH2)SCHj,
kann Hexamethylendiamin, H2N(CH2JsCH2NH2, verwendet
werden; anstelle von C6HsNHCibH37 kann
C6H5NHC36H72NHC6H5 verwendet werden; usw. Mindestens
eine der Aminogruppen wird zu einem Carbonyl-Addukt umgewandelt, jedoch können alternativ
auch mehrere oder sämtliche Aminogruppen in dieser Weise kombiniert werden. Aus Gründen der
Einfachheit und Bequemlichkeit werden symmetrische Verbindungen bevorzugt, jedoch sind auch unsymmetrische
Verbindungen, z. B. 6-Methylaminohexylamin, in gleicher Weise geeignet.
Es ist darauf hinzuweisen, daß Aldehyd- und Ketonverbindungen, damit sie mit einem sekundären
Amin unter Bildung eines Carbonyl-Adduktes umgesetzt werden können, mindestens einen Wasserstoffsubstituenten
an mindestens einem Kohlenstoffatom angrenzend an das Carbonylkohlenstoffatom aufweisen
müssen. An den Kohlenstoff gebundene Substituenten wie Hydroxyl oder Halogen (z. B. Chlor oder Fluor)
stören im allgemeinen weder die Bildung von Carbonyl-Addukten noch die Fähigkeit solcher Addukte, als
Härtungsmittel zu wirken.
Die am meisten bevorzugten Amin-Lieferanten gemäß der Erfindung sind entweder Addukte aus
Dialdehyden und aliphatischen Diaminen (d. h. Dialdimine) gemäß der allgemeinen Formel:
R7-CH=(CH-CH = )mN(C„H2n)N(=CH-CH)m=CHR7,
worin R7 wie oben definiert ist, m null oder 1 und π 2 bis
36, vorzugsweise 2 bis 6 ist; oder Carbamate gemäß der Formel
YHN-CnH2n-X,
worin Y ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest mit 1 bis 6 Wasserstoffatomen oder ein Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen (vorzugsweise ist Y ein Wasserstoffatom), X ein Carbaminsäurerest und π 2 bis 36, vorzugsweise 2 bis 6 ist.
worin Y ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest mit 1 bis 6 Wasserstoffatomen oder ein Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen (vorzugsweise ist Y ein Wasserstoffatom), X ein Carbaminsäurerest und π 2 bis 36, vorzugsweise 2 bis 6 ist.
Der Amin-Lieferant kann direkt in das zu härtende elastomere Material eingeführt werden, oder im Falle
von Carbonyl-Addukten können die entsprechenden Komponenten oder Vorläufer davon in das härtbare
elastomere Material eingeführt werden, wenn ihre Umsetzung in situ unter Bildung des gewünschten
Amin-Adduktes stattfindet, wobei die Einführung z. B. während des Vermahlens oder Vermischens der
Kautschukzubereitung vor der Härtung erfolgt.
Ein besonders geeigneter Amin-Lieferant gemäß der Erfindung ist Cinnamylidentrimethylendiamin. Die am
meisten bevorzugten Amin-Lieferanten werden in bekannter Weise durch Umsetzung eines aliphatischen
oder cycloaliphatischen Diamins mit einem Aldehyd oder mit Kohlendioxid hergestellt. Beispiele für
Addukte des Diamins mit Kohlendioxid (d. H. Carbamate) werden in der US-Patentschrift 30 96 314 in
ri Verbindung mit der Härtung von hochfluorierten
Elastomeren beschrieben.
Die folgende Aufstellung zeigt Aldehyd-Diamin-Addukte,
die gemäß der Erfindung brauchbar sind, und auch die Aldehyde und Amine, aus denen sie hergestellt
ίο werden:
Aldehyde
Amine
Addukte
C=O
H,NCH,CH,NH,
H,N(CH2).,NH,
CH2CH2 C--O
H2N(CH,)_,NH,
H2NCH(CH1)CH2NH2
II,N(CH,),NH,
\ ν
C = N CH,-- CH,
OCH,
C=N CH2JCH2
OH
H H
H H
CH,C -NCH(CHUCH2N -CCH,
H \
CH, CH1C = NCH,
H,N(CH,).,NH:
H2N(CH2J2NH2
Weitere geeignete Amin-Lieferanten sind beispielsweise Komplexe von Aminen mit Obergangselementen,
wie z. B. Nickel, Eisen und Kobalt (beispielsweise die Komplexe, die durch Umsetzung von 3 Mol Äthylendiamin
mit 1 Mol Nickel- oder Kobaltacetat in alkoholischer Lösung hergestellt werden), sowie auch
\C5H„C=N CH, λ ( H2
/ HHH
/ HHH
! I I
C=C-C = N-CH,
Komplexe mit Metallen wie Silber und Zink, Verbindungen, die den Aminen äquivalent sind, z. B. Triphenylstibin,Tnphenylwismuthin,
Triphenylarsin, Dibutylzinnsulfid und Tributylphosphin, können ebenfalls analog dem
»Amin« verwendet werden.
Die quaternäre Verbindung kann allein oder mit
einem geeigneten Amin vorgemischt mit der elastomeren Kautschukmasse vermählen werden. So vermischt,
kann die Masse bei Raumtemperatur (d. h. bei etwa 27°C) über längere Zeiträume. z.B. mindestens 6
Monate lang, gelagert werden. Vor dem Härten werden die oxydierbare, aromatische Hydroxy- oder Aminoverbindung
und die Säureakzeptoren mit der Masse vermählen, wonach die Lagerfähiekeit bei Umgebungstemperatur
begrenzter ist und das Formen oder Verpressen des Produktes innerhalb von etwa 2 bis 3
Wochen empfohlen wird. Selbstverständlich können sämtliche Komponenten des Härtungssystems vor ihrer
Einführung in das Elastomer vermischt werden, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Es
kann auch in einigen Fällen erwünscht sein. Verzögerungsmittel. Weichmacher, Füllstoffe und andere übliche
Zusätze hinzuzugeben.
Die Mengenanteile der Komponenten des Härtungssystems werden im folgenden in Gew.-Teilen angegeben.
(Sämtliche hier angegebenen Mengen sind Teile pro 100 Teile Polymerisat, abgekürzt »pph«. falls nicht
anders angegeben). Diese Mengenanteile erstrecken sich im allgemeinen über einen gewissen Bereich, und
die für jede spezielle Härtung anzuwendenden Mengen, die Dauer und die Temperatur wird der Fachmann :?>
auswählen.
Komponente | pph-Bereich |
Amin | 0-2,5 |
(vorz. 0,1-2,5) | |
Quaternäre Verbindung | 0,05-0,5 |
Säureakzeptor | 2-25 |
Gegebenenfalls anzuwendende Base | 0-10 |
Oxydierbare Hydroxy- oder | 0,1-2 |
Aminoverbindung |
Obgleich Elastomere mit niedriger bleibender Druckverformung innerhalb der oben angegebenen Grenzen
der Mengenbereiche erhalten werden, können Elastomere mit Druckverformungswerten von 10 oder
darunter erhalten werden, indem man die in Tabelle 1 angegebenen relativen Mengen der Komponenten
innerhalb der Bereiche variiert. Vorzugsweise wird die quaternäre Ammoniumverbindung oder die quaternäre
Phosphoniumverbindung in Lösung in einem Lösungsmittel, wie Methanol, hinzugefügt.
Die Verwendung größerer Mengen an Amin führt zu einer Erhöhung der Härtungsgeschwindigkeit und zu
einer intensiveren Härtung. Überschüssige Mengen können jedoch eine übermäßige Härtung bei der
Alterung fördern und beispielsweise höhere Druckverformungswerte und niedrigere Dehnungswerte bewirken.
Wenn ein Amin verwendet wird, wird im allgemeinen die geringste Menge an Amin, die die
gewünschte Härtungsgeschwindigkeit und die Höhe der bleibenden Druckverformung bei praktischen Härtungstemperaturen
bewirkt, bevorzugt, und in der Tat sind Mengen erheblich über etwa 2,5 pph wegen der
nachteiligen Wirkung auf die Wärmealterungseigenschaften unerwünscht.
Wenn quaternäre Ammonium- und Phosphoniumverbindungen in Mengen von nur 0,05 pph verwendet
werden, besitzen sie eine meßbare Beschleunigungswirkung auf die HärUsngsgeschwindigkeit bei einer
gegebenen Aminkonzentration. Ein Überschuß dei quaternären Verbindung, d. h. mehr als 0,4 pph unc
insbesondere mehr als 0.5 pph, bewirkt ein übermäßig gehärtetes Vulkanisat, obgleich im allgemeinen quaternäre
Verbindungen mit größerem Molekulargewicht ir größeren Mengen angewendet werden können al«
solche mit geringerem Molekulargewicht. Je niedrigei
im allgemeinen die angewendete Menge an Amin liegt desto höher liegt die optimale Menge der quaternärer
Verbindung. Die bevorzugten Mengenanteile in einerr System mit beispielsweise Tetrabutylammoniumhyciroxyd
und Cinnamylidentrimethylendiamin werden in der Zeichnungen erläutert, wobei sie durch den schattierter
Bereich in der graphischen Darstellung wiedergegeber werden. Die folgende Gleichung beschreibt diese
bevorzugten Mengenanteile:
x±0,l = 03(1 -yl2).
worin χ die Menge an Hydroxyd in pph,ydie Menge ar
Amin in pph, χ größer als oder gleich 0,05 und y größer
als oder gleich 0.25 ist.
Unter den Säurcacceptoren wird Magnesiumoxid bevorzugt. Mincestens etwa 2 pph sind erforderlich, um
eine angemessene Härtung und Härtungsgeschwindigkeit zu erzielen. Die maximale Menge des Säureakzeptors,
wie sie in Tabelle I angegeben ist, ist kein kritischei Faktor, wobei sogar 50 bis 60 pph eine verwendbare
aber harte Masse ergeben. Im allgemeinen sind jedoch nicht mehr als etwa 25 Teile für eine angemessene
Härtung notwendig. Alternativ können Zinkoxid Bleiglätte oder zweibasisches Bleiphosphit in etwa der
gleichen Mengenanteilen verwendet werden: Gelegentlich kann auch Calciumoxid verwendet werden. Sollte
gegebenenfalls eine Base als Beschleuniger erwünschi sein, kann diese zusätzlich zu dem obigen Säureakzep
tor in Mengen von etwa 0,5 bis 10,0 pph vorhanden sein Calciumhydroxid wird bevorzugt, wobei Bariumcarbo·
nat eine mildere Wirkung zeigt und gewöhnlich in etwa: höheren Mengen verwendet wird.
Zu den oben erörterten Polymerisaten werden häufig Füllstoffe hinzugefügt, um die Formgebungseigenschaf
ten und andere Merkmale zu verbessern. Wenn eir Füllstoff verwendet wird, so wird er zu der härtbarer
Masse in Mengen bis zu etwa 100 pph, vorzugsweise zwischen etwa 15 und etwa 50 pph hinzugegeben
Beispiele für verwendbare Füllstoffe sind verstärkend« Rußarten oder nichtschwarze Pigmente mit relati\
geringen Verstärkungseigenschaften wie Tone, Baryt« usw. Weichmacher, Erweichungsmittel und Verarbei
tungshilfen, vorzugsweise Ester und Ketone, könner erwünschtenfalls ebenfalls hinzugegeben werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die ge wünschte Menge der Komponenten des Vernetzungssy
stems zu dem unvulkanisierten Fluorkohlenstoffpo lymerisat (d. h. der Kautschukmasse) hinzugesetzt unc
innig damit vermählen oder unter Verwendung eine: der üblichen Kautschukvormischungen, wie z. B. eine!
Banbury-Mischers, einer Walzenmühle, oder einei anderen geeigneten Mischvorrichtung gemischt. Ei
wurde gefunden, daß eine Zwei-Walzen-Kautschuk mühle, die mit einer Wärmeaustauschvorrichtung, ζ. Β
mit durchbohrten Kammern zur Kühlung, versehen ist besonders geeignet ist, da die durch die hoher
Scherkräfte beim Mischen erzeugte Wärme abgeleite und die Temperatur mit dieser Vorrichtung genaue]
geregelt werden kann; dies kann auch mit Vorrichtun gen, die andere Mittel zur Temperaturregelung
aufweisen, erfolgen.
Zur Erzielung der besten Ergebnisse sollte die Temperatur des Gemisches auf der Mühle nicht über
etwa 12O0C ansteigen und nbht unter 00C abfallen.
Während des Mahlens ist es erforderlich, das Vernetzungsmittel gleichmäßig in der gesamten härtbaren
Masse zu verteilen. Es ist jedoch außerdem erwünscht, eine übermäßige Vernetzung während des Mischvorganges
zu verhindern, da die meisten dieser fluorierten Polymerisate nicht geformt oder extrudiert werden
können, nachdem eine wesentliche Vernetzung stattgefunden hat.
Beim Härtungsvorgang wird das vermahlene Gemisch typischerweise in einer Form gepreßt und der
Preßling dann in einem Ofen nachgehärtet. Das Pressen des vermahlenen Gemisches (Druckhärtung) wird bei
einer Temperatur zwischen etwa 950C und etwa 23O0C,
vorzugsweise zwischen etwa 1500C und etwa 205° C
während eines Zeitraumes von 1 Minute bis zu etwa 15
Stunden, gewöhnlich 5 Minuten bis 30 Minuten, durchgeführt. Ein Druck zwischen etwa 7 und etwa 210,
vorzugsweise zwischen etwa 35 und etwa 70 kg/cm2 wird auf das vermahlene Gemisch in der Preßform
ausgeübt. Die Preßform kann zuvor mit einem Trennmittel, z. B. einem Siliconöl, beschichtet und
vorgebrannt werden. Das geformte Vulkanisat wird dann im allgemeinen nachgehärtet (im Ofen gehärtet),
und zwar bei einer Temperatur zwischen etwa 1500C und etwa 315°C, normalerweise bei etwa 2050C,
während eines Zeitraums von 2 Stunden (oder kurzer) bis zu 50 Stunden, abhängig von der Querschnittsdicke
der Probe. Die Temperatur wird während der Nachhärtung im allgemeinen von der unteren Grenze
des Bereiches allmählich bis zu der ausgewählten, gewünschten maximalen Temperatur erhöht. Die
maximale Temperatur liegt vorzugsweise bei etwa 260° C und wird auf dieser Höhe mindestens 24 Stunden
lang gehalten.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die in den Beispielen angegebenen Ergebnisse wurden unter
Verwendung der folgenden Prüfverfahren erhalten:
Mooney-Scorch:
ASTM D 1646-63 unter Verwendung des kleinen Rotors.
Bleibende Druckverformung
ASTM D 395-61, Verfahren B, unter Verwendung einei Probe von 25 mm Durchmesser und 12,5 mm
Dicke, die während der angegebenen Zeit bei der angegebenen Temperatur auf 9,5 mm zusammengepreßt
wird. Nach der Aufhebung des Druckes wurde 30 Minuten l?ng abgewartet zur Erholung
und zum Temperaturausgleich.
Zugfestigkeit bis zum Bruch
Bruchdehnung
Modul bei 100% Dehnung
ASTM D412-62T mit einer Probe, die von einem • 1,8 mm-Blatt mittels einer Form mit den folgenden
Abmessungen abgeschnitten wurde:
A = 3,5 mm
L= 19 mm
C= 51 mm
Beschleunigte Alterung
ASTM D 573-53; 16 Stunden lange Einwirkung von
315°C.
Druckhärtung
Falls nicht anders angegeben, wurden Blätter von 75 χ 150 χ 1,8 mm hergestellt und 20 Minuten
lang bei 70 kg/cm2 bei 1600C gepreßt zur Ermittlung
der physikalischen Eigenschaften; Zapfen für die Druckverformung waren 25 mm im Durchmesser
und 12,5 mm dick, wurden bei etwa 140 kg/cm2
30 Minuten lang bei 1600C gepreßt.
Nachhärtung
Die Proben wurden aus der Presse entfernt und in einen Umluftofen eingebracht, Der Ofen wurde bei
1500C 2 Stunden lang gehalten, dann wurde die Temperatur auf 175°C erhöht, dort 2 Stunden
gehalten, auf 2050C erhöht, dort 20 Stunden gehalten, schließlich auf 2600C erhöht, und dort 24
Stunden lang gehalten. (Falls nicht anders angegeben, vgl. Beispiele IX-XII).
Die untereinander in Beziehung stehenden Wirkungen auf die Härtungsgeschwindigkeit, die physikalischen
Eigenschaften und die Alterungsstabilität, die sich aus Veränderungen der Mengen an Amip, quaternären
Verbindungen, oxydierbarer aromatischer Hydroxy- oder Aminoverbindung und der gegebenenfalls anzuwendenen
Base ergeben, werden durch die Ergebnisse der in Tabelle A angegebenen Versuche erläutert.
Die Ergebnisse in Tabelle A zeigen die Bedeutung der gleichzeitigen Verwendung eines Amins und einer
r> quaternären Verbindung sowie einer oxydierbaren,
aromatischen Hydroxyverbindung. Versuch I zeigt die Ergebnisse, die bei Fortlassen der quaternären Verbindung
erhalten wurden, und die Versuche II bis V zeigen Ergebnisse, die bei unterschiedlichen Mengen an
■i" quaternärer Verbindung in der Zubereitung gemäß der
Erfindung erhalten wurden. In Versuch I ist die bleibende Verformung wesentlich höher als in den
Versuchen II bis V. Außerdem bewirkt die bei Versuch I erforderliche größere Menge an Amin wesentlich
4ί schlechtere Alterungsmerkmale, was sich in einer
wesentlich verminderten Bruchdehnung, stark erhöhter Härte und der Unfähigkeit, einen Modul von 100%
wegen der sehr niedrigen Dehnung aufgrund der Alterung nach der Nachhärtung zu erhalten, ergibt.
>" Diese Alterung gibt einen Hinweis darauf, in welcher
Weise sich das gehärtete Elastomer bei einer tatsächlichen Anwendung verhält.
In Beispiel 1 der US-Patentschrift 29 51 832 werden aus einer Zubereitung unter Verwendung eines
■*'■· Diamin-Adduktes sowohl zusammen als auch in
Kombination mit einem Diamincarbamat gehärtete fluorierte Elastomere erzeugt, welche nach 70 Stunden
bei nur 1200C bleibende Druckverformungswerte von 30 bis 60% besitzen. Aus den Druckverformungswerten
"» in Tabelle A des vorliegenden Beispiels geht hervor, daß
eine Herabsetzung der Temperatur von 205°C auf 1750C zu einer Verminderung der Druckverfcrmung
von 14 bis 24% auf 9 bis 12% führt, und eine weitere Herabsetzung der Temperatur auf 1200C würde die
■ Druckverformungswerte zweifellos weiter erniedrigen.
Dies zeigt di^ wesentliche Verbesserung der Druckverformungsmerkmale
bei den Härtungssystemen gemäß der Erfindung.
j | 20 32 | 287 | III | 1 | lach beschltuniglci Alterung (16 Std. bei 316 C). | den folgenden | Tabelle | B | 8 | 20 min | V |
I i7 | 100 | B angegebenen | Probe | Hydro | 5 min | 100 | |||||
I Tabelle A | 10 | .;; Die Wirkung auf die Härtungsergebnisse bei Verän- ,, | chinon | 10 | |||||||
1 | Versuch | 20 | fe' derung der Menge an Hydrochinon wurde unter | (pph) | IV | 20 min | 20 | ||||
ι | I | H | 0,3 | JU Verwendung einer Zubereitung mit | 100 Teile | 100 | 20 min | 0,5 | |||
Jf Elastomer (C3F6ZCF2, Mol-Verhältnis | 24/76) 100 | 100 | 0,3 | ;', Komponenten und den in Tabelle | IO pph | 1 | 0 | 10 | 5 min | 0,2 | |
I MgO | 10 | 10 | 2 | f Mengen an Hydrochinon ermittelt: | 20 pph | 2 | 0 | 20 | 5 min | 1 | |
~ύ Ruß | 20 | 20 | 1 | ;:' EIaStOmBr(C)F6ZCF3 = CF2, | 1 pph 0,5 pph |
0,5 | 5 min | 1 | |||
1 Cinnamylidentrimethylendiamin | 2 | 0,7 | - | Mol-Verhältnis 24/76 | 0,2 pph | 3 | 0,25 | 0,2 | 0,5 | ||
ψ Tetrabutylammoniumhydroxid | - | 0,1 | MgO | 0.5 nnh | 4 | 0,5 | 2 | ||||
Jf Hydrochinon | 1 | 0,5 | - | Ruß | 5 | 0,5 | 1 | >25 min | |||
I Ca(OH)2 | 1 | 3 | - | Ca(OH)2 Cinnamylidcntrimclhylcndiumin |
6 | 1,0 | 0,5 | 6,0 | |||
I CaS | 0,5 | - | Tetrabutylammoniumhydroxid | 7 | 2.0 | ||||||
* Mooney, 10 Teilstücke Anstieg bei | 4,5 | CaS | >25 min | 6 | |||||||
120C | >25min | - | 6,5 | 14 | |||||||
165 C | 3,0 | - | 9 | ||||||||
Bleibende Verformung: | - | 6 | 6 | ||||||||
1 Tag bei 205' C | 10 | 18 | |||||||||
7 Tage bei 205 C | 32 | 7 | 140 | ||||||||
7 Tage bei 175 C | 18 | 3 | 29 | ||||||||
3 Tage bei 25 C | 7 | ||||||||||
Zerreißfestigkeit, kg/cm2 | 145 | 330 | |||||||||
A*) | 148 | 36 | 220 | ||||||||
B**) | 45 | ||||||||||
ff Bruchdehnung, (%) | 270 | ||||||||||
I; a | 220 | 160 | 68 | ||||||||
U B | 80 | 68 | |||||||||
B | |||||||||||
fi\ Shore A2-Härte | >25min | 70 | 22 | ||||||||
$ A | 71 | 2,5 | 71 | 18 | |||||||
j£ Β | 78 | ||||||||||
Pi Modul bei 100% Dehnung | 7 | 33 | |||||||||
1 a | 15 | 24 | 26 | ||||||||
I b | gebrochen | 12 | lliirlungs- | ||||||||
|j *) A - Werte der nachgehärteten Probe. | 5 | ergebnis | |||||||||
If **) B - Werte der nachgehärteten Probe I |
|||||||||||
W Beispiel 2 | 132 | Ilärlungsbcdingungcn | |||||||||
38 | blasig | ||||||||||
keine | |||||||||||
260 | Härtung | ||||||||||
180 | 160 C | gut | |||||||||
200 C, | gut | ||||||||||
gut | |||||||||||
69 | 160 C, | gut | |||||||||
69 | 160 C, | cut | |||||||||
200 C, | |||||||||||
32 | 200 C, | ||||||||||
29 | 200 C. | ||||||||||
Bei 0,1 pph Hydrochinon sind etwas höhere Mengen
an Diamin-Addukt, Tetrabutylammoniumhydroxid und/ oder Calciumhydroxid erforderlich, um annehmbare
Härtungsergebnisse zu erhalten.
Beispiel i
Unter Verwendung der folgenden Zubereitung:
Unter Verwendung der folgenden Zubereitung:
Elastomer (C FtJCF2=CF2, | 100 Teile |
Mol-Verhältnis 24/76 | 10 pph |
MgO | 20 pph |
Ruß | 1 pph |
Ca(OH)2 | 0,5 pph |
CaS | 2 pph |
Hydrochinon | |
wurden mehrere Proben mit unterschiedlichen Mengen an Hexamethylendiamincarbamat hergestellt, die 0,5,1,0
bzw. 1,5 Gew.-Teile enthielten. Jede Probe wurde wie in Beispiel 1 30 Minuten lang bei 165° C einer Druckhärtung
unterworfen. Bei keiner der Proben wurde eine Härtung erzielt. Diese Proben zeigen, daß das
quaternäre Ammoniumhydroxid notwendig ist. um eine
zufriedenstellende Härtung in einem Hydrochinon enthaltenden System zu erreichen, um einen Kautschuk
mit guten physikalischen Eigenschaften, einschließlich bleibender Verformung, zu erzeugen.
Dieser Versuch zeigt die Wirkung der Verwendung unterschiedlicher Diamin-Addukte in einer Standardzubereitung,
die aus folgenden Komponenten besteht:
Elastomer (C3Fb/CF2 = CF2, | 100 Teile |
Mol-Verhältnis 24/76) | 20 pph |
Ruß | 10 pph |
MgO | 1 pph |
Ca(OH)2 | 0,2 pph |
Tetrabutylammoniumhydroxid | 1 pph |
Hydrochinon | |
Die Addukte wurden in etwa äquimolaren Mengen hinzugegeben, die vermischte Masse wurde vermählen,
geformt und wie in Beispiel 1 nachgehärtet; folgende Eigenschaften wurden ermittelt:
Cinnamylidenäthylendiamin 0,5 pph
Cinnamylidentrimethylendiamin -
Cinnamylidenhexamethylendiamin -
Trimethylendiamincarbamat Hexamethylendiamincarbamat
Mooney, 10 Teilstriche Anstieg bei 167 C,
Minuten
Minuten
Bleibende Verformung, %, 1 Tag bei 205 C
Zerreißfestigkeit, kg/cm2, A
Zerreißfestigkeit, kg/cm2, B
100% Modul, kg/cm2, A
100% Modul, kg/cm2, B
Bruchdehnung in %, A
Bruchdehnung in %, B
Shore A2-Härte, A
Shore A2-Härte, B
Zerreißfestigkeit, kg/cm2, A
Zerreißfestigkeit, kg/cm2, B
100% Modul, kg/cm2, A
100% Modul, kg/cm2, B
Bruchdehnung in %, A
Bruchdehnung in %, B
Shore A2-Härte, A
Shore A2-Härte, B
A - Werte der nachgehärteten Probe.
B - Werte der nachgehärtelen Probe nach beschleunigter Alterung. 0,5 pph
0,6 pph
0,25 pph
— | - | - | — | 0,25 pph |
4,7 | 4,5 | 3,4 | 4,2 | 3,5 |
6 | 6 | 5 | 7 | 6 |
142 | 165 | 140 | 146 | 147 |
41 | 39 | 50 | 44 | 38 |
31 | 36 | 50 | 27 | 39 |
41 | - | - | 32 | - |
240 | 2i3O | 220 | 260 | 210 |
100 | 90 | 90 | 160 | 95 |
70 | 70 | 70 | 71 | 70 |
75 | 71 | 73 | 70 | 74 |
Um die Gleichwertigkeit verschiedener Aldehyd-Addukte
zu zeigen, wurden Gemische gemäß der Zubereitung in Tabelle B hergestellt, mit der Abwandlung,
daß das Hydrochinon in einer Menge von 1 pph und verschiedene Dialdehyd-Addukte von Trimethylendiamiri
jeweils in einer Menge von 0,5 pph verwendet wurden. Die Materialien wurden geformt und nachgehärlet.
Die Werte der bleibenden Verformung sind in Tabelle C angegeben.
Adiliikl
Bleibende Verformung. %
I Tag hei 205 C
I Tag hei 205 C
7Tiige hei 175 C
CII ( Il CH NCH, \ CH
(C„H,.,C'H NCH, >, CII,
Fortsct7uni!
Aililiikl
Hlcihoiule Veriiimuiiii!. "»
I I ;iu hoi :il> (
I I ;iu hoi :il> (
7 lime bei 17·; C
CH = NCH,-
OCH3 J2
CH = NCH7
CH2
( Y
-CH,
rissie
CH = NCH,
OH
-CH,
Die Wirkung verschiedener leicht oxydierbarer aromatischer Amine und Phenole wird in Tabelle D
gezeigt.
Eine Standardzubereitung wurde aus folgenden Komponenten zubereitet:
Ca(OH)2 1 pph
Tetrabutylammoniumhydroxid 0,2 pph
Cinnamylidentrimethylendiamin 0,5 pph
Aromatische Verbindung 1 pph
Die Materialien wurden bis zur gleichmäßigen Verteilung gemahlen, dann wurden wie oben beschrieben
Blätter und Zapfen hergestellt, Die Blätter wurden
Elastomer (C3F6ZCF2 = CF2. Mol-Verhältnis 24/76) Ruß MgO |
100 Teile r, 20 pph 10 pph |
20 Minuten lang bei 165°C unter Druck Zapfen wurden 30 Minuten lang bei 160°i gehärtet, dann nachgehärtet und geprüft, se sind in Tabelle D zusammengefaßt. |
100% Modul | ; gehärtet, die C unter Druck Die Ergebnis- |
Tabelle D | kg/cm2 | |||
Aromatische Verbindung | Bleibende Verformung |
Zugfestigkeit | 29 | Dehnung |
%*) | kg/cm2 | 24 | %**) | |
Phenol | 15 | 132 | 31 | 270 |
o-Dihydroxybenzol | 16 | 140 | 36 | 270 |
m-Dihydroxybenzol | 12 | 144 | 52 | 230 |
p-Dihydroxybenzol | 6 | 165 | 43 | 200 |
m-Methy!phenol | 13 | 179 | 112 | 260 |
p-Methylphenol | 13 | 182 | 66 | 230 |
m-Aminophenol | 10 | 177 | 90 | 140 |
m-Phenylendiamin | 14 | 152 | 32 | 190 |
p-Phenylendiamin | 12 | 175 | 26 | 180 |
2,2-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan | 11 | 157 | 250 | |
p-Bromphenol***) | 19 | 175 | 320 | |
*) 24 Std. bei 205 C.
**) Bruchdehnung.
·**) Die Zubereitung enthält 3 pph Ca(CH)2.
**) Bruchdehnung.
·**) Die Zubereitung enthält 3 pph Ca(CH)2.
Aromatische Hydroxy- und Aminoverbindungen, die eine Elektronen anziehende Gruppe enthalten (z. B.
p-Bromphenol), machen im allgemeinen entweder größere Mengen an gegebenenfalls anzuwendender
Base erforderlich, um eine zufriedenstellende Härtung unter Standardhärtungsbedingungen zu erzielen, oder
eine Härtung unter Druck über längere Zeit oder bei höheren Temperaturen wird notwendig.
Dieses Beispiel vergleicht die Ergebnisse, die bei Verwendung verschiedener Amin-Carbonyl-Addukte
erhalten werden.
Die Grundzubereitung wurde aus den folgenden Komponenten hergestellt:
Elastomer (C3Fb/CF2 = CF2, | 100 Teile |
Mol-Verhältnis 24/76) | 20 pph |
Ruß | 10 pph |
MgO | 1 pph |
Ca(OH)2 | 0,2 pph |
Tetrabutylammoniumhydroxid | 1 pph |
Hydrochinon | |
aus
Diese Zubereitung wurde unter Zusatz der in Tabelle E angegebenen Mengen an Amin-Lieferant bis zur
gleichförmigen Verteilung vermählen, und Proben wurden wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Ergebnisse sind
in Tabelle E zusammengefaßt. Das durch die entsprechenden Amin-Lieferanten gemäß Tabelle E freigesetzte
Amin ist jeweils in Tabelle F angegeben.
CFH = CFCF3ZCF2 = Cf2
in einem Mol-Verhältnis von 20/80 und besitzt ein spezifisches Gewicht von 1,816 bei 25° C und eine
Mooney-Viskosität (ML 1+4, 1000C) von 90; dieses
Produkt ist unter der Bezeichnung »Tecnoflon-T« von Montecatini Edison, S. P. A., Mailand, Italien, erhältlich.
Eine aus folgenden Komponenten bestehende Zubein reitung wurde hergestellt:
Elastomer (C3F5H/CF2 = CF2, | 100 Teile |
Mol-Verhältnis 20/80) | 20 pph |
Ruß | 10 pph |
MgO | 2 pph |
Ca(OH)2 | 0,2 pph |
Tetrabutylammoniumhydroxid | 0,5 pph |
Cinnamylidentrimethylendiamin | 1 pph |
Hydrochinon | |
Die Zubereitung wurde wie in Beispiel 6 vermählen und gehärtet. Die folgenden Eigenschaften wurden
ermittelt:
Dieses Beispiel zeigt die Eigenschaften, die bei Verwendung des folgenden elastomeren Mischpolymerisates
erhalten werden: das Mischpolymerisat besteht
Bleibende Druckverformung | 18% |
(24Std.bei205°C) | 215 kg/cm2 |
Zugfestigkeit | -75 kg/cm2 |
100% Modul | 190% |
Bruchdehnung | 70 |
Shore A-Härte | |
Versuch Amin-Lieferant
10
11
12
13
14
15
16
11
12
13
14
15
16
Cyclohexylamin
2-OH-Äthylamin
Cinnamylidencyclohexylamin Cinnamylidenanilin
Cinnamyliden-o-N O2-anilin
2-OH-Äthylamin
Cinnamylidencyclohexylamin Cinnamylidenanilin
Cinnamyliden-o-N O2-anilin
CH3CH=N—CH(CH2)4CH2
C6H13CH=NCH(CH2)4CH2
(C6Hs)2C=N-CH(CH2VCH2
HOCONCH2(CH2)3CH2***)
HOCONHCH(CH2VCh2****)
Cinnamylidenmethylamin
Cinnamyliden-2-OH-äthylamin
Cinnamyliden-2-methoxyäthylamin
Cinnamylidentrimethylendiamin
QH5(CH3)C=N(CH2)3N=C(CH3)C6H5 0,5
[(CH3)2C(OH)CH2 -η
Menge | Bleibende Zugfesligke | kg/cm2 |
Verformung*) | Härtung | |
pph | Härtung | |
0,25 | keine | 175 |
0,25 | keine | 161 |
0,5 | 11 | 183 |
0,5 | 8 | 192 |
0,5 | 8 | 202 |
0,5 | 8 | 200 |
0,5 | 8 | 173 |
0,75 | 7 | 202 |
0,25 | 7 | 175 |
0,25 | 7 | 159 |
0,25 | 10 | 151 |
0,5 | 7 | 157 |
0,5 | 6 | 134 |
0,5 | 7 | 154 |
0,5 | 6 | |
0.5 | 6 |
kg/cm-
31 | 260 |
68 | 150 |
76 | 170 |
46 | 230 |
30 | 300 |
62
190
220
36 | 300 |
46 | 240 |
29 | 250 |
32 | 200 |
98 | 140 |
89 | 170 |
80 | 170 |
C(CH3)=NCH2]2CH2
Fortsetzung
Versuch Amin-Licfcruiil
17 | C2H5C(CHj)=N-NHQH5 |
18 | 1 sophthalylhydrazid |
19 | Dimethylglyoxim |
20 | OCNC36H68NCO |
21 | C18H37NCO |
·) Nach 24Std. bei 205 C.
**) Bruchdehnung.
**·) Als Piperidinsalz.
**··) Als Cyclohexylaminsal?..
**) Bruchdehnung.
**·) Als Piperidinsalz.
**··) Als Cyclohexylaminsal?..
Menge ρ ph |
Weihende Verformung'! |
/.ugfcsligkeii kg cnr |
KK)11U Modul ki! cnr |
Dehnung**! |
0,5 | 8 | 189 | 76 | 160 |
0,5 | 8 | 160 | 55 | 190 |
0,2 | 12 | 166 | 66 | 170 |
1,0 | 9 | 168 | 100 | 140 |
0,5 | 11 | 175 | 114 | 140 |
Die folgende Aufstellung gibt die Amine, die durch die entsprechenden Amin-Lieferanten gemäß Tabelle E
freigesetzt werden, sowie das Molekulargewicht und das Amin-Äquivalentgewicht wieder.
Ver- Amin
such
such
Molekular- Amingewicht Äquivalentgewicht
1 | Cyclohexylamin | 99 | 99 |
2 | 2-OH-Äthylamin | 61 | 61 |
3 | Cyclohexylamin | 99 | 99 |
4 | Anilin | 93 | 93 |
5 | o-NO2-Anilin | 138 | 138 |
6 | Cyclohexylamin | 99 | 99 |
7 | Cyclohexylamin | 99 | 99 |
8 | Cyclohexylamin | 99 | 99 |
9 | Piperidin | 85 | 85 |
10 | Cyclohexylamin | 99 | 99 |
11 | Methylamin | 31 | 31 |
12 | 2-OH-Äthylamin | 61 | 61 |
13 | 2-Methoxyäthylamin | 75 | 75 |
14 | Trimethylendiamin | 74 | 37 |
15 | Trimethylendiamin | 74 | 37 |
16 | Trimethylendiamin | 74 | 37 |
17 | C6H5NHNH2 | 108 | 54 |
18 | Hydrazin | 32 | 16 |
19 | Hydroxylamin | 33 | 33 |
20 | H2NC36H68NH2 | 532 | 266 |
21 | C18H37NH, | 269 | 269 |
Die Werte in Tabelle G zeigen die Verwendung von Hydrochinon und verschiedenen quaternären Verbindungen
in einer härtbaren Zubereitung, die keine Aminverbindungen enthält Wie aus der Tabelle
ersichtlich ist, wurden niedrige Druckverformungswerte erhalten. Die Mengen der Komponenten in der
Zubereitung sind als Gew.-Teile angegeben, wobei die quaternären Verbindungen als etwa 25°/oige Lösung in
Methanol verwendet wurden.
Beispiel 10
Die Notwendigkeit, sowohl eine quaternäre Verbindung als auch eine oxydierbare aromatische Hydroxy-
oder Aminoverbindung anzuwenden, wird durch die Vergleichswerte in Tabelle H erläutert. Sämtliche
Mengenangaben sind Gew.-Teile, und die quaternäre Verbindung wurde als etwa 25%ige Lösung in Methanol
verwendet Es ist signifikant, daß quaternäre Verbindungen in den relativ niedrigen Konzentrationen gemäß der
Erfindung keine Härtung bewirken, wenn keine oxydierbare aromatische Hydroxy- oder Aminoverbin-
ji dung vorhanden ist. Die Anwendung großer Mengen an
Härtungsmittel (d.h. quatemärer Verbindung) zur Erzielung annehmbarer Härtungsgeschwindigkeiten,
wie sie in der US-Patentschrift 34 03 127 beschrieben wird, ist wegen der hohen bleibenden Druckverformung
und der schlechten Alterungseigenschaften unerwünscht. Die Mengen sind als Gew.-Teile angegeben.
Beispiel 11
Die Werte in Tabelle I zeigen die schlechten 4r>
Ergebnisse, die erhalten werden, wenn keine oxydierbare, aromatische Hydroxy- oder Aminoverbindung in der
Zubereitung enthalten ist Keine Härtung wurde erreicht, wenn nur 1 Teil der quaternären Verbindung
angewendet wurde, und die bei Verwendung der höheren Konzentrationen an quaternären Verbindung
erzielte Härtung ergab ein Produkt mit einer Druckverformung von 44%. Die Versuche 1 und 2 der Tabelle i
entsprechenden Beispielen l(b) und l(c) der US-Patentschrift 34 03 127.
Beispiel 12
Die Werte in Tabelle j zeigen die Verwendung verschiedener quaternärer Phosphoniumverbindungen.
Alle Konzentrationen sind Gew.-Teile und die Phosphow) niumverbindungen wurden als 25%ige Lösung in
Methanol verwendet Jede Zubereitung wurde auf einer Kautschukmühle vermählen. 30 Minuten lang bei 169° C
geformt und 20 Stunden lang bei 160° C nachgehärtet
Beispie! 13
Versuche, die die Verwendung verschiedener Aminverbindungen,
einschließlich aromatischer Amine und tertiärer Amine, in der härtbaren Zubereitung zusam-
men mit der quaternären Verbindung und der oxydierbaren, aromatischen Amino- oder Hydroxyverbindung
erläutern, sind in Tabelle K verzeichnet, Die
28
quaternäre Verbindung wurde als 25%ige Lösung in Methanol verwendet. Alle Konzentrationen sind Gew.-Teile.
Fluorelastomer
(C3F6ZCF2=CH2, Mol-Verhältnis 24/76)
[(C4H9UN+][OCH,-]
[(C4H9J4N + ][OQH5-]
[(C4H9J4N+][OH-]
CH
/ \ N-C CH"
[(C4H9UN+]
S~C
S-C
CH
CH
Nachhärtung: 260" C (20 Std.)
100
0,4
IOC
0.5
[(C4H9J4N+][Br-] | 30 | 30 | 30 | 30 | 0,5 |
Ruß | 10 | 10 | K) | 10 | 30 |
Magnesiumoxid | 2 | 2 | -ι | 2 | 10 |
Ca(OH)2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 |
Hydrochinon | 1 | ||||
Härtung: Blatt 168 C (30 Minuten) | |||||
Za pfen 160 C (30 M i η u ten) | |||||
Bleibende Verformung (%) 205"C (22 Std.) | Ursprünglich | 7 | 7.4 | Il | 6.3 | 8 |
Mooney (10 Teilstriche Anstieg bei 121 C. min | Zerreißfestigkeit (kg/cm2) | 25 + | 25 + | 1,4 | 25 + | 25 + |
(Teilstriche Anstieg in 25min bei 121 C) | Modul 100% Dehnung (kg/cm2) | 4 | 0 | Λ | ||
Mooney, 168"C 15 min | Bruchdehnung {"'.,) | 3,9 | 5,4 | 0,3 | 3,0 | 4,7 |
30 min | Shore A.--Här1e | 4,5 | 6.1 | 0,4 | 3.3 | 5.4 |
Wärmegealtert (275' C, 72 Std.) | ||||||
Zerreißfestigkeit (kg/cm2) | 142 | 148 | 104 | 141 | 150 | |
Modul bei 100% Dehnung (kg/cm2) | 101 | 93 | 91 | 102 | 70 | |
Bruchdehnung (%) | 135 | 145 | 150 | 140 | 175 | |
Shore A2-Härte | 7! | 7? | 72. | 73 | 72 | |
99 | 102 | 98 | 114 | 105 | ||
95 | — | — | 114 | 97 | ||
115 | 90 | 90 | 100 | 120 | ||
83 | 81 | 84 | 80 | 79 |
100 | 100 |
0,5 | 0,5 |
1.0 |
100
a,o
20 32 287 | 29 | Fortsetzung | Ursprünglich | 1 | 30 | 3 | keine Härtune | 200 |
Zerreißfestigkeit (kg/cm2) | 30 | 30 | bei Blättern | 69 | ||||
Ruß | Modul bei 100% Dehnung (kg/cm2) | 10 | 10 | oder Zapfen | ||||
Magnesiumoxid | Bruchdehnung (%) | 2 | 30 | 2 | 91 | |||
Calciumhydroxid | Shore A2-Härte | 10 | 45 | |||||
Härtung: Blätter - 168°C (30 Min.) | Wärmegealtert (275°C, 72 Std.) | 2 | 88 | |||||
Zapfen - 1600C (30 Min.) | Zerreißfestigkeit (kg/cm2) | |||||||
Nachhärtung: 2600C (20 Std.) | Bruchdehnung (%) | 6 | ||||||
Bleibende Verformung, %, 2050C, 22 Std. | Shore A2-Härte | 25+ | ||||||
Mooney, 10 Teilstriche Anstieg bei 12TC, min | Tabelle I | 1 | ||||||
Teilstriche Anstieg in 25 min bei 121'C | 4,4 | |||||||
Mooney, 168· C, 15 min | Vinylidenfluorid/Hexafiuorpropen-Mischpolymerisat (»Viton A«) | 5,1 | ||||||
30 min | Ruß | keine Härtung |
||||||
Magnesiumoxid | 141 | |||||||
Calciumoxid | 88 | keine Härtung |
||||||
l,4-Phenylendimethylen-bis-(triäthylammonium)-chlorid | 140 | |||||||
Hä-tung: Blätter - 1680C, 45 min | 71 | |||||||
Zapfen - 1600C, 45 min | ||||||||
Ofenhärtung: | 97 | |||||||
lOOX (1 Std.), 120°C (1 Std.), 1400C (1 Std.), | 95 | |||||||
160 C (1 Std.), 1800C (1 Std.), 2000C (19 Std.) | 81 | |||||||
Mooney, 168CC, 15 min | ||||||||
30 min | 2 | |||||||
Bleibende Verformung, %, 205°C, 24 std. | 100 | |||||||
Ursprünglich | 20 | |||||||
Zerreißfestigkeit (kg/cm2) | 15 | |||||||
Modul bei 100% Dehnung (kg/cm2) | 2 | |||||||
Bruchdehnung (%) | 2 | |||||||
Shore A2-Härte | ||||||||
Wärmegealtert (275 C, 72 Std.) | ||||||||
Zerreißfestigkeit (kg/cm2) | ||||||||
Bruchdehnung (%) | ||||||||
Shore A2-Härte | ||||||||
6,5 | ||||||||
9,8 | ||||||||
44°/ | ||||||||
121 | ||||||||
1 | ||||||||
100 | ||||||||
20 | ||||||||
15 | ||||||||
1 | ||||||||
1 | ||||||||
13,7 | ||||||||
22+ | ||||||||
Härtung und Nachhärtung wie in Tabelle G 32
Fluorelastomer (C3F6ZCF2=CH2, Mol-Verhältnis 24/76)
[(C4H9I4P+][Br-]
CH
■/ \ N-C CH
[(C4H9UP+]
"S-C
S-C
CH
CH
Magnesiumoxid
Hydrochinon
Calciumhydroxid
Bleibende Verformung (%) bei 204C (24 Std.)
Ursprünglich
Zerreißfestigkeit (kg/cm2)
Modul bei 100 % Dehnung (kg/cm2) Bruchdehnung (%)
Shore A2-Ha rte
Zerreißfestigkeit (kg/cm2)
Modul bei 100 % Dehnung (kg/cm2) Bruchdehnung (%)
Shore A2-Ha rte
Wärmegealtert, (276 C, 72 Std.)
Zerreißfestigkeit (kg/cm2)
Modul bei 100% Dehnung (kg/cm2) Bruchdehnung (%)
Shore A2-Ha rte
Zerreißfestigkeit (kg/cm2)
Modul bei 100% Dehnung (kg/cm2) Bruchdehnung (%)
Shore A2-Ha rte
Mooney, 10 Teilstriche Anstieg bei 12PC, min
Mooney, 169CC 15 min
30 min
30 min
100 0,53
100
0,58
30 | 30 |
10 | 10 |
1 | 1 |
2 | 2 |
6,5% | 4,2% |
141 82 160 73 |
150 56 190 70 |
96 83 135 79 |
95 54 190 73 |
25 + | 25 + |
4,6 5,2 |
7,7 8,75 |
C,Fh/CF2=CHrE1astcmer Mol-Verhältnis 24/76
Menge des Amins
Tetrabutylammoniumhydroxid
Magnesiumoxid
Hydrochinon
H2N
100
0,5 0,2 30 10
C-NH2
h,n/
100 | 100 |
0,5 | 0,5 |
0,2 | 0,2 |
30 | 30 |
10 | 10 |
I | I |
NH,
Fortsetzung
34
Calciumhydroxid 2
Bleibende Verformung (%) (2040C, 24 Std.) 9
Ursprünglich
Zerreißfestigkeit (kg/cm2) 178
Modul bei 100 % Dehnung (kg/cm2) 160
Bruchdehnung (%) 120
Shore A2-HaHe 77
Wärmegealtert, (72 Std. bei 276° C)
Zerreißfestigkeit (kg/cm2) 2030
Modul bei 100 % Dehnung (kg/cm2) 1930
Bruchdehnung (%) HO
Shore A2-HaHe 80
2
8,5
8,5
165
113
135
69
113
135
69
120
89
140
72
89
140
72
2 7
164 114 140 70
120 101 130 76
Tabelle K (Fortsetzung)
Amin
C3F„/CF2=CH2-Elastomer Mol-Verhältnis 24/76
Menge des Amins
Tetrabutylammoniumhydroxid
Ruß
Magnesiumoxid
Hydrochinon
Calciumhydroxid
Bleibende Verformung (%) (204° C, 24 Std.)
Ursprünglich
Zerreißfestigkeit (kg/cm2)
Modul bei 100 % Dehnung (kg/cm2) Bruchdehnung (%)
Shore A2-H arte
Zerreißfestigkeit (kg/cm2)
Modul bei 100 % Dehnung (kg/cm2) Bruchdehnung (%)
Shore A2-H arte
Wärniegeailert, (72 Std. bei 276°C)
Zerreißfestigkeit (kg/cm2)
Modul bei 100 % Dehnung (kg/cm2) Bruchdehnung (%)
Modul bei 100 % Dehnung (kg/cm2) Bruchdehnung (%)
Shore A->-Härte
Z = CH2N(CH3J2
100
0,5
0,2
30
10
8,5
186 41 230 65
124 50 190 68 H2C
H2C
100
0,5
0,2
30
10
14
141
60
80
80
95
20
94
94
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
N(C2H5J3
100
0,5
0,2
30
10
180 49 210 65
120 50 250 68
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Härtbare Masse aus einem elastomeren Mischpolymerisat aus Vinylidenfluorid und mindestens
einem endständig ungesättigten Fluormonoolefin, welches mindestens einen Fluoratomsubstituenten
an jedem doppelt gebundenen Kohlenstoffatom enthält, wobei jedes Kohlenstoffatom des
Fluormonoolefins nur mit Fluor, Chlor, Wasserstoff oder einem niederen Fluoralkyl- oder Fluoralkoxyrest
substituiert ist, und wobei mindestens 10% der Kohlenstoffatome in der Kette des Mischpolymerisats
—CHi-Einheiten sind, und gegebenenfalls üblichen Zusätzen und Verarbeitungshilfsmitteln,
dadurch gekennzeichnet, dcß die Masse ein Gemisch an sich bekannter Vernetzungsmittel
aus
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