DE2053445A1 - Synthetischer Gummi - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 205

DR. ING. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER

21 HAMBURG 90 8 MÜNCHEN 80

Wl LSTO R FER STR. 3 2 - TEL. «O4I1» 77 08 61 LUC1J.I-GR AHN-STR. 32 - TIL. (0»ll> 44 08

München, den 29. Oktober 1970 P/S

Anmelder: BP CHEMICALS LBSIEED,

Britannic House, Moor Lane, London E«0« 2, England

Synthetischer Gummi

Die vorliegende Erfindung betrifft mit Euss verstärkte synthetische Gummis und im besonderen mit Kuss verstärkte NitrilgusimiSo

Unter "Uitrilgummi" wird hier das gummiartige Polymerisat Terstanden, welches man durch Copolymerisation von Acrylnitril und 1,3-Butadien in «äseriger Emulsion erhalte Die Herstellung geeigneter Nitrilgummis ist allgemein bekannt und s.B₀ in den britischen Patentschriften 636,238, 636,361 und 647_f729 beschrieben·

Ross ist in der Fachwelt als Verstärkungsmittel für sowohl natürlichen als auch synthetischen Gumni allgemein bekannt. Es ist bequem, den mit Ruse verstärkten Gummi

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über "Stammpartien" herzustellen, worunter man Mischungen von Gummi und Russ mit einer hohen Russfüllung versteht, welche in einem späteren 3tadium In Zuge .der Fabrikation mit blankem Gummi vermischt werden können, um ein Endprodukt mit der gewünschten Russfüllung zu erzeugen.

Im allgemeinen wurde gefunden, dass 30 - 200 Gewichteteile Bass su ^e 100 Gewichtstellen Kitrilgummi zugesetzt werden können. Jedoch schwanken die Mengen und hangen von der Art des Nltrllgummls und des verwendeten Busses ab·

Ein bequemer feg ssur Herstellung dieser Stammpartien besteht darin, dass man den Rues ale Aufschlämmung in Wasser dem in Latexform befindlichen Gummi zugibt und die Latex-Stammpartie hernach zur Koagulation bringt und trocknet» Es ist jedoch gefunden worden, dass die sich ergebenden Stammpartien schlechte Verarbeitungseigenschaften besitzen, wenn Nitrilgummilatex-Stammpartien in Krumenform durch herkömmliche Methoden getrocknet werden·

Demgemäss betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren asur Herstellung von Russ-Nitrilgummi-Stammpartien, welches dadurch gekennzeichnet 1st, dass man einen Nitrilgummi in Form eines wässrigen Latex mit einer wässrigen luJTschlamraung von Base vermischt, das Gemisch eur Koagulation bringt und das koagulierte Gemisch durch ein Extrusionsverfahren trocknet·

Pur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignete Russe sind in der Fachwelt allgemein bekannt und zu ihnen zählen ülofenruss, "Thermal-Black" und Gaeruas. Diese drei Kategorien sind in viele verschiedene Arten von Buss

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mit weit unterschiedlichen Eigenschaften unterteilt und die \7ahl des Russes wird von der Verwendung abhängen, welche die ihiss-Nitrilg^iffiM-Staiiaapartie finden soll.

Der Russ kann durch eine beliebige der bekannten Methoden mit Wasser auf geschlämmt werden. Me Aufschlämmung wird im allgemeinen durch Anwendung von Wasser, welches ein Dispergierungsmittel enthält» stabilisiert. Die Anteile von Wasser und Buss sollten so gewählt werden, dass sie eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 30 - 45 %, vorzugsweise von 38 - 42 % ergeben.

Die Russauf schlämmung und der Nitrilgummilatex können durch eine beliebige der bekannten Methoden gemischt werden· Geeigneterweise sollte der Nitrilgummilates: einen Feststoffgehalt von 20 - 40 %, vorzugsweise 26 - 34 % besitzen» Die Menge des zugegebenen Latex hängt vom Feststoff gehalt des Latex und dem gewünschten Anteil Bues in der fertigen Stammpartie ab.

Die Russ-Nitrilgummi-Stanapartie kann durch die Einarbeitung von anderen Zusatzstoffen vor Koagulation und Trocknung modifiziert werden, z«B„ von Weichmachern und untergeordneten Mengen anderer gummiartiger Polymerer, wie z.B. Styrol-Butadien-Miscl^olyaerisaten.

Die Rusaauf schlämmung-Nitrilgummilatex-Mischung kann durch eine, beliebige der in der Fachwelt bekannten Methoden zur Koagulation gebracht werden, siehe z.B. die britische Patentschrift 634,680· Besonders geeignet ist ein Koagulationsverfahren, bei welchem die Emulgatoren chemisch inaktiviert werden, z.B. durch Verwendung von Oalciumchlo-

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ridlb'sung als Koagulierungsmittel. Das koagulierte Gemisch wird von der wässrigen Phase abgetrennt und mit Wasser zur Entfernung von Emulgatoren etc. gewaschen.

Das koagulierte Gemisch wird geeigneterweise in einem Extruder getrocknet, weichereine Schnecke besitzt, so konstruiert, dass der Gummi durch Ausquetschen des Was» sers aus der koagulierten Guimaikrume in einem konischen Schneckenabschnitt getrocknet und dann der Rest der Feuchtigkeit in einem durch Vakuumkammern laufenden geraden ßchneckenabschnitt verdampft wird· Die Geschwindigkeit des Flusses der koagulierten Buss-Guimni-Mischung, das Vakuum in den Takuumabschnitten und das Temperaturprofil des Zylinders können alle variiert werden, um eine Variierung des Feuchtigkeitsgehaltes und der Eigenschaften der getrockneten Stammpartie au ermöglichen» Das Extrudat kann in für Verpackung und anschliessende Verarbeitung zusagende Längen geschnitten werden_o

Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels weiter erläutert.

Beispiel

A Herstellung von Russauf BchlSayung 92 Gewichtsteile kaltes weiches Wasser wurden in einen Riihrwerksmi scher eingebracht, 1,2 Gewicht steile Natrium« dinaphthylmethansulfonat wurden zugegeben und vollständig dispergiert. 40 Gewichtsteile ßSF-Russ wurden srugefilgt und es wurde gerührt, bis eine glatte, sohwarse Aufechlänsmng erhalten war· Von der Aufechläeisung wurden Muster gesogen und es wurde ein feststoffgehalt von 39 - 41 % festgestellte

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B Vermischungvon Nli^lgummllatexund Ihiseauf schlämmung

Die laut obigem hergestellte Rusaaufschlämmung und ein UitrilgumadLlatex von angenähert 35 % Pe st st off gehalt, hergestellt durch Copolymerisation von 63 Gewichtsteilen Butadien und 37 Gewichtsteilen Acrylnitril» wurden in Mengenverhältnissen gemischt, um ein 1:1 Verhältnis von Buss zu ftitrilgummi zu ergeben. Die Latex-Rusa-Hischung wurde mit warmer Calciumchloridlösung zur Koagulation gebracht und die erhaltene Staimapartiekrume geseiht und zur Entfernung von Seifen gewaschen«

Ein Extruder mit einem ersten Speisungs- und konischen Abschnitt und folgenden Vakuumabschnitten wurde mittels Dampf vorgeheizt· Die Krume wurde dem Extruder zugeführt und wenn das Extrudat auezutreten begann, wurde der Dampf abgestellt und mit Wasserkühlung begonnen. Der Vakuumabschnitt wurde bei dem höchsten erzielbaren Vakuum betrieben, zur Entfernung des Wassers aus der Stammpartie· Das Produkt wurde in Schlauchform erhalten, die dann aufgeschnitten wurde und einen zusammenhängenden flachen Bogen ergab, der gekühlt und für anschliessende Verarbeitung in zusagende Längen geschnitten wurde·

Vergleichsweise wurde eine Menge der koagulierten Stamm-Partie von B ofengetrocknet und die Eigenschaften wurden in einer plastifizierten Auswertungsmischung verglichen mit denjenigen der

a) Extruder-getrockneten Russ-Stammpartie laut obiger Herstellung und

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b) einem koapoimdierten Nitrilgnmai-Ruas-Gemisch, hergestellt aus dem gleichen Hitrilgummi und Ross ohne Anwendung einer Stammpartie-Methode.

Me Komponenten der Mischungen sind in Gewichtsteilen in der folgenden Tabelle I angerührt, das Bischen wurde in einem Banbury-Hiacher ausgeführt.

Tabelle I

ponente

ι- Mischung auf Basis von Er

g neter Ruas-

Mischung auf Geradewegs- Basis -von Mischung,

ofengetrock- hergestellt

aeter Buss- ohne Stamm-

Stamnrpartie partie

1:1 Nitril-

gummi-ERP-Buse-

Stammpartie

Nitrilgummi* SKF-Buss

gemischter

Alkohol-Phthalat- Weichmacher

Zinkoxyd Stearinsäure

Dibenzthiazyldisulfid

Schwefel, Oberfläche behandelt mit

130 35 15

5 1

1,5

130 35 15

5 1

1,5 1,5

100 65 15

5 1

1,5 1,5

*) eine koaguliert^ und extrudierte Form des für die Herstellung der Stammpartie verwendeten Nitri !gummi s.

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Die folgende tabelle II seigt die Eigenschaften der Mischungen,,

Tabelle II

Verarbeitungs- Mischung auf eigenschaft Basis von Ex-	Mischung auf Basis von	Mischung her gestellt ohne
truder-ge- troekneter Stanaapartie	ofengetrock neter Stamm- Partie	Stammpartie
Mooney Viskosi- 54 tat ML2J 100° G	55	51
ilooney-Scorch
120° C Uimiten bis 5 Punkte Steigerung 38	■y+7	35
10 " " 45	52	39
30 " " 40	60	44
Aushärtungsge- schwindigkeit bei 153Ö G
Uinuten bis 80 % Quervernetzung 12	20	12
90 % n 18	32	20
95 % n 26	45	33
l/alzenscnrumpfung % 39»2	39,6	46
Formschwellung % 175	180	154
Extrudat-Aussehen glatt	rauh	glatt

Aus Tabelle II ist ersichtlich, dass das ofengetrocknete Material eine geringere Ausnärtungs- und Scorch-Geschwin« digkeit besass. Es wurden an ihm auch schlechte Extrudnteigenschaften festgestellt, höhere Formschwellung und

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rauhes Extrudat mit minderen physikalischen Eigenschaftenο Vergleichsweise gab das Extruder-getrocknete Material ein Gemisch, welches Verarbeitungssio;«nscha.ften besaas, die denjenigen bei Anwandung der Gtaiidardmefchode ohne Stammpartie vergleichbar waren, und diesem Material hatte noch dazu den Vorteil, dass das IIisehen leichter» rascher und sauberer vor sich ging und dass die physikalischen Eigenschaften, besonders die Zugfestigkeit hoher waren*

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BAD

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung einer Russ-IIitrilgummi-Stammpartie, dadurch gekennzeichnet, dass man einen üfitrilgumml in Form eines wässrigen Latex mit einer wässrigen Auf sohl amimng von Russ vermischt, das Gemisch zur Koagulation bringt und das koagulierte Gemisch durch ein ShctrttJ&ap.everfahren trocknet·
2. 2. Verfahren gexnäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 50 - 200 Gewichtsteile Euas mit 100 GewichtBteilen Hitrilguinmi. vermischt werden«

   3« Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die koagulierte Stammpartie in einem Extruder mit einer Schnecke mit einem ersten konischen Abschnitt und einem zweiten, durch VakuumkamQiern führenden geraden Abschnitt getrocknet wird«

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