DE2123214A1

DE2123214A1 - Verfahren zum Herstellen von Kautschukmischungen

Info

Publication number: DE2123214A1
Application number: DE19712123214
Authority: DE
Inventors: Helfried 6720 Speyer; Morohe Klaus Dipl.-Phys. Dr.-Ing. 6800 Mannheim; Punessen Rudolf 6831 Brühl. P Ehrend
Original assignee: Rhein Chemie Rheinau GmbH
Current assignee: Rhein Chemie Rheinau GmbH
Priority date: 1971-05-11
Filing date: 1971-05-11
Publication date: 1972-11-23
Also published as: GB1389342A; DE2123214B2; FR2139409A5; IT957776B

Description

Shein-Cbemie Rheinau GmbH ROE 111

Mannheim

Verfahren zum Herstellen von Kautschukmischungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kautschukmischungen aus Elastomeren, Kautschukchemikalien und ggf. anderen üblichen Zusatzstoffen.

In der Kautschukindustrie werden Chemikalien verschiedenster Art benötigt. Diese Chemikalien werden häufig pulverförmig verwendet. Dies hat verschiedene Nachteile. So bringen die Pulver Schwierigkeiten beim Einmischen, sie verteilen sich nieht sehr gut und erfordern relativ lange Mischzeiten. Darüber hinaus führen sie zu Belästigungen durch Staub und Geruch; dies ist besonders bei gesundheitsschädlichen Chemikalien sehr nachteilig.

Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man unter Verwendung von etwa 2 bis 5 Gew.-^ Ölen oder Latex Pulverpresslinge herge stellt. Diese Presslinge sind jedoch bei Lagerung im allgemeinen nicht stabil; entweder sie zerfallen wieder zu Pulver, was die vorerwähnten Nachteile mit sich bringt oder sie verhärten und sind dann Anlaß für verstärkte Einmisch- und Verteilungsschwierigkeiten.

Es ist auch schon versucht worden, aus den Chemikalien unter Verwendung von Ölen Pasten herzustellen. Diese Pasten vermeiden zwar die Belästigung durch Staub, doch sind sie relativ schwer dosierbar und benötigen gegenüber den Pulvern längereEinmischzeiten.

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Es sind in der Gummiindustrie auch Vorbat.che aus Kautschuk, Chemikalien und ggf. Dispergatoren oder Weichmachern bekannt, die in Fellform verwendet werden. Solche Felle sind nicht silierfähig und damit auch nicht automatisch dosierbar. Darüber hinaus erfordern diese fellartigen Vorbatche Einmischzeiten, die wünschenswerterweise verkürzt werden sollten.

Es besteht also nach wie vor das Problem, ein Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen zu schaffen, das weder die Nachteile der mit pulverförmigen Chemikalien arbeitenden, noch die Nachteile der mit den bekannten Pasten oder Vorbatchen durchgeführten Verfahren aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Kautschukchemikalien in Form granulierter Mischungen aus valenzmäßig im wesentlichen gesättigten, mit anderen in der Kautschukindustrie üblichen, gut mischbaren und verträglichen Elastomeren mit ausgeprägten thermoplastischen Eigenschaften, den jeweiligen Kautschukchemikalien und ggf. Dispergatoren zusetzt.

Dieses Granulat kann aus verschieden geformten Teilchen bestehen, z.B. aus zylinderförmigen Teilchen, aus kubischen Teilchen, insbesondere würfelförmigen Teilchen, aber auch aus rhombischen Teilchen. Das erfindungsgemäß verwendete Granulat enthält■die Chemikalien vorteilhaft in einer Menge von etwa 40 bis 90 Gew.-?£ und dementsprechend etwa 5 bis etwa 60 Gew.-$ Elastomer-sowie etwa 5 bis 0 Gew.-$S Dispergator. Es können grundsätzlich alle in der Kautschukindustrie verwendeten Chemikalien in dieser Granulatform vorteilhaft Anwendung finden. Insbesondere jedoch solche, bei denen die genannten Einmisch- und/oder Verteilungsschwierigkeiten oder Belästigungen durch Staub und/oder Geruch vorliegen. Beispiele für solche in Granulatform verwendbaren Chemikalien sind Treibmittel, wie Natriumbicarbonat, Vuükanisationsbeschleuniger, wie Hexamethylentetramin, Tetramethylthiuramdisulfid, Diäthylthioharnstoff, Vernetzungsmittel, wie Schwefel, Alterungs-

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Schutzmittel, wie N-isopropyl-N-phenyl-p-phenyld.ia.min und Aktivatoren der verschiedensten Art, wie Bleioxid, Bleidioxid, Mennige und Zinkoxid. Es ist möglich, solche Granulate sowohl mit nur einer als auch mehreren Chemikalien in einem Granulat herzustellen und zu verwenden. Beispiele für Elastomere zur Herstellung der granulierten Mischungen sind Äthylenvinylacetatcopolymerisat, Athylenpropylencopolymerisat, Polyisobutylen und Mischungen davon.

Die Mischungen können auch Dispergatoren enthalten. Diese Dispergatoren haben nicht nur den Vorteil, daß sie für eine bessere Verteilung der Chemikalien sorgen, sondern sind auch geeignet, eine gewünschte Konsistenz der erfindungsgemäß verwendeten granulierten Mischungen einzustellen. So werden zu M Mischungen, die aufgrund der Art und Menge der in ihr enthaltenen Chemikalien fest und hart sind, flüssige Dispergatoren, wie Ester oder Fettalkohole hinzugegeben, während bei weicheren Mischungen feste Dispergatoren verwendet werden können, wie z.B. Zinkoleat. Dies gestattet es, Mischungen mit den verschiedensten Kautschukchemikalien mit gleichem Chemikaliengehalt herzustellen und so dem Verbraucher die Dosierung zu erleichtern.

Die erfindungsgemäß verwendeten Mischungen in Granulatform sind nicht klebrig, sondern gut rieselfähig, daher können sie siliert und automatisch dosiert werden. Darüber hinaus zeigen sie eine gute Einmisch- und Verteilbarkeit} es wird im allge- ™ meinen zum Einmischen weniger Zeit benötigt als für die bekannten, pulverförmigen Chemikalien, die Pasten und die Vorbat ehe.

Es war überraschend, festzustellen, daß nach dem erfindungsgemäßen Mischverfahren die Einmischzeit und die Verteilbarkeit der Kautschukchemikalien in der oben beschriebenen Granulatform erheblich günstiger lag als bei Verwendung der bisherigen Mischverfahren, bei denen pulverförmige oder mit Öl und Dispergatoren angepastete Chemikalien sowie Vorbatehe verwendet werden.

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Die Granulate können mit in der Kautschukindustrie üblichen Granulatoren hergestellt werden. Die erfindungsgemäß verwendeten Granulate haben als Würfelform vorteilhaft eine Kantenlänge von etwa 2 bis etwa 10 mm und als Zylinder einen Durchmesser von etwa 2 bis etwa 10 mm und eine Länge von etwa 2 bis etwa 10 mm. Die Mischungen aus dem Elastomer, der Kautschukchemikalie und-ggf. Dispergator können mit Hilfe in der Kautschukindustrie üblicher Mischer hergestellt werden, z.B. mit Hilfe eines Stempelkneters oder eines Mi s chwalzwe rkes.

In den nachfolgenden Beispielen wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Beispiel 1

In eine helle, unter Verwendung hochaktiver Kieselsäure hergestellte Styrolbutadienkautscnuk-Formsohlenmischung wird aus Gründen der Verarbeitungssicherheit nach Fertigstellung der Mischung auf der Walze Tetramethylthiuramdisulfid als Vulkanisationsbeschleuniger eingemischt. Als Pulver und als Presspulver hat sich selbst nach 5-minutiger Mischzeit eine brauchbare Verteilbarkeit des !Thiurams nicht erreichen lassen. Mit einer Paste, die 70 Gew.-Ji des Thiurams und 30 Gew.-J^ Öle und Dispergatoren enthielt, waren für eine gute Verteilung des Thiurams 3 Minuten Mischzeit erforderlich. Dabei fiel jedoch das Pell von der Walze ab, so daß das Bedienungspersonal während des ganzen Mischvorganges anwesend sein mußte, um das Pell wieder auf die Walze zu legen. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem im vorliegenden Falle ein würfelförmiges Granulat verwendet wurde, das 80 Gew.-# Tetramethylthiuramdisulfid, 16 Gew.-j£ Äthylvinylacetatcopolymerisat (EVA) sowie 4 Gew.-?6 Zinkoleat enthielt, wurde eine sofortige Aufnahme des Granulates erzielt und nach 50 Sekunden eine homogene Verteilung. Im Gegensatz zu der Pasteneinmischung fiel das Pell bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht von der Walze ab.

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Beispiel 2

Für die Herstellung von Moosgummi wurden Kautschukmischungen der nachfolgenden Zusammensetzung einmal mit feinstgemahlenem Bicarbonatpulver und einmal nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung von Granulat hergestellt.

Naturkauts chuk	100	100
Zinkoleat	3	3
Zinkoxid	5	5
Paraffin	5	5
Faktis halbfest	20	20
OaCO₃	60	60
Mineralöl	20	20
Blähmittelaktivator	6	6
Schwefel	2.5	2.5
2-Merkaptobenzthiazol	1.5	1.5
Na-HCO,-Pulver	10	_

Na HCO^-Granulat -

(80 Gew.-?i Na HCO, 16 Gew.-^ EVA ^p 4 Gew.-# Zinkoleat)

Vulkanisation 30 min/143⁰C

Porenstruktur der Vulkanisate ungleich- gleichmäßig

mäßig

fein bis fein grob

spez. Gewicht (g/cm^) 0.520 0.458

Die vorliegenden Angaben zeigen, daß das Bicarbonat in Granulatform besser dispergiert ist, zu einer gleichmäßigeren Porenstruktur führt und darüber hinaus einen Moosgummi geringeren spezifischen Gewichtes ergibt, obwohl insgesamt im

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Granulat lediglich 80 Gew.-# an Bicarbonat vorhanden sind. Darüber hinaus hat sich das Granulat schneller einmischen lassen als das pulverförmige Bicarbonat. Für ersteres wurde 1 Minute Mischzeit benötigt, für das pulverförmige Bicarbonat dagegen 3 Minuten.

Beispiel 3

Eine Kautschukmischung der nachfolgenden Zusammensetzung wurde sowohl unter Verwendung von Schwefelpulver, Schwefelpaste als auch granulatförmigem Schwefel hergestellt.

Sm. Sheets	100	100	100
Stearinsäure	1	1	1
Kieselsäure-Kaolinit- Füllstoff	25	25	25
ZnO	5	5	5
Merkapto-benzthiazol- disulfid	1.5	1.5	1.5
Diphenylguanidin	0.5	0.5	0.5
Schwefelpulver (100 $>)	2.5	-	-
Schwefelpaste (90 #)	-	2.5	-
Schwefelgranulat (80 i>)	-	-	2.5
Vulkanisation 10 min/H3°C
Härte (ShA)	50	50	50
Zugfestigkeit (kp/cm²)	219	222	253

Die Härte ist bei allen drei Proben gleich, während die hohe Zugfestigkeit der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Probe zeigt, daß die Verteilung des Schwefels bei Verwendung des Granulats besser ist als bei Verwendung von Schwefelpulver oder Schwefelpaste. Es ist zu beachten, daß das Schwefelgranulat lediglich 80 i» Schwefel enthielt und somit zu einer besseren Ausnutzung des Schwefels führte,

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Claims

~7~ 21232U Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Kautschukmischungen aus Elastomeren, Kautschukchemikalien und ggf. anderen üblichen Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kautschukchemikalien in Form granulierter Mischungen aus valenzmäßig im wesentlichen gesättigten Elastomeren mit ausgeprägten thermoplastischen Eigenschaften, den jeweiligen Kautschukchemikalien und ggf. Dispergatoren zusetzt.

2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungen aus etwa 5 bis etwa 60 Gew.-^ Elastomer, etwa 90 bis etwa 40 Gew.-^ Kautschukchemikalie und etwa 5 bis 0 Gew.-jS Dispergator bestehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Äthylenvinylacetat-Gopolymerisat als Elastomer für die Mischung.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Äthylen-Propylen-Copolymerisat als Elastomer für die Mischung.

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