DE2125948C3 - Wäßriges Siloxanschmiermittel für die Reifenformung - Google Patents

Wäßriges Siloxanschmiermittel für die Reifenformung

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DE2125948C3 DE2125948A DE2125948A DE2125948C3 DE 2125948 C3 DE2125948 C3 DE 2125948C3 DE 2125948 A DE2125948 A DE 2125948A DE 2125948 A DE2125948 A DE 2125948A DE 2125948 C3 DE2125948 C3 DE 2125948C3
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Description

Die Verwendung von Methylpolysiloxanen als Formtrennmittel für Reifen und andere Kunststofferzeugnisse ist bekannt. Bei der Herstellung wirt Reifen wird die Methylpolysiloxanflüssigkeil /ur Trennung des Reifens von der Metalloberflüche auf die Form gesprüht. Bei solchen Anwendungen ist Dimeihylpolysiloxan allein ein ausgezeichnetes Formtrennmittel.
Bei der Herstellung des Reifens wird jedoch die tatsächliche Formgebung des Reifens durch Aufblasen eines Kautschukbalgs in der »grünen« Reifenkarkasse
ίο bewirkt, der den Reifen in der Form verformt. Anschließend muß sich der Balg sauber von der Innenseite des vulkanisierten Reifens ohne Formfehler trennen. Das Material, das als Trennmittel zwischen der Reifenkarkasse und dem Balg verwendet wird, wird gewöhnlieh als Balg- oder Rohlingschmierrmtte! bezeichnet. Durch" die Erfindung soll die Wirksamkeit dieser Schmiermittel verbessert werden.
In der USA.-Patentschrift 3 532 624 k.. ein Balgschmiermittel beschrieben, das auf einem Lösungsmittels}stern beruht. Dieses Mittel wird in der Reifenindustrie mit großem Erfolg verwendet. Wegen der zunehmend drohenden Luftverschmutzung ist es jedoch häufig unerwünscht, 'CohlenWasserstofflosungsmittel in großem Maßstab zu verwenden. Es besteht daher Bedarf an einem wäßrigen System, mit dem ebenso gute Ergebnisse wie mit dem bekannten Mittel erzielt werden können. Durch die Erfindung wird ein solches Mittel geschaffen.
Die Erfindung bezweckt ein Balgschmiermitiel, das die Lebensdauer des Balgs verbessert, weniger Ausschußreifen bei niedrigeren Gesamtkosten für den Hersteller ergibt, lange Zeit ohne Absetzen gelagert werden kann und die Notwendigkeit der Verwendung organischer Lösungsmittel beseitigt.
Es wurde nun ein solches Mittel gefunden, das aus (A) 3 bis 40 Gewichtsprozent einsr Mischung von (1) 1 bis 20°„ einer Alkylmethslsiloxanflüssigkeit mit einer Viskosität von wenigstens lOOCO Centistoke bei 25 C, bezogen auf das gesamte Mittel, und (2) 2 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das gesamte Mittel, eines Poi\alkylenglycols mit einem Molekulargewicht von wenigstens 1000. das aus Polyalkylenglycolen mit Alk\lenoxideinhciten aus Äthylenoxid. Propylenoxid oder aus Kombinationen derselben oder aus Copolynieren dieser Polyalkylenoxide mit Alkylmetlnlsiloxancn besteht, oder (B) 3 bis 40 Gewichtsprozent eines Copolymeren eines Alk\lmeth\lsiloxans und eines Polyalkvlenoxids mit Alk\icnoxidcinheite:i aus Äth\lenoxid, Propylenoxid oder aus Kombinationen dciselbcn, das eine Viskosität \on wenigstens 10000 Cf ntisto!:e bei 25 C aufweist und 5 bis 50 Gewichtsprozent des Alkylmethylsiloxans enthält,
(C) 25 bis 50 Gewichtsprozent Glimmer mit einer Teilchengröße von Korngröße entsprechend Sieben mit lichten Maschenweiter. \onetwaO,091 bis0,021 mm,
(D) 0.25 bis 5 Gewichtsprozent feinteiligem Magncsiumsilicat, (E) 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Lecithin und (Γ) 15 bis 55 Gewichtsprozent Wasser besteht.
Wie zu ersehen ist, kann das erfindungsgemäße Mittel aus einer Kombination einer Mischung (A), Glinvipr (C), Magnesiumsilikat (D), Lecithin (E) und Wasser (F) oder aus einem Gemisch von Copolymer) B), Glimmer (C). Magnesiumsilikat (D), Lecithin (E) und Wasser (F) bestehen. Bestandteil (A) ist eine Mischung aus einem Siloxan und einem Alkylenglycol
oder eine Mischung aus einem Siloxan und einem Alkylenoxid-Siloxan-Copolymer. Gewünschtenfalls
kann (A) (2) eine Mischung aus einem Alkylenoxid
und einem Cr.polynieren aus einem Alkylmethylsiloxan und Alkylenoxid sein.
Die erilndmigsgemüß verwendeten Siloxane sind AlKylmeihvlsiloxane die von Natur aus flüssig sind und tine Viskosität von wenigstens 10000 Cc-niistokc bei 25"C haben müssen. Die ober; Grenze für die Viskosität ist nicht kritisch, so daß sie bis /u lOOOOOCOCentistoke bei 253C reichen kann. Das Siloxan (A) kann mit anderen Worten ein nichtfließender Kautschuk sein. Das Alkylmethy'hik.xan kann ein Dimethylsiloxan, was bevorzugt wird, oder ein Siloxan aus Einheiten der Formel
RCH3SiO
worin R und R' Alkylresie mil I Νί 20 ΚιιΙίΙοιι·.ι·>ΓΓ-aliimen, n eine Zahl \.in (I his .:.. m irine ~/w\\\ win <> bis 2. y 1 oder 2, Λ u odei eine ganze /aiii, ι e.iu· y:.u\/c Zahl mit wenigstens dem Wert 1 um! Ü die Gruppe
- R-'i O R-5,,OR1
bedeuten, in der R2 die oben definierte Umckengruppe,
R3 -CtLCH2 , -CH2CrLCH2-- out·;
CIl1
sein, worin R eine Alkylgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, z. B. Äthyl, Isopropyi, Butyl, Octyl, Dodecyl oder C20H11, bedeutet. Diese Alkylmethylsiloxane können hydroxylendblockiert sein, oder sie können als F.ndgruppen Trihydrocarbylsilylgruppen aufweisen. Die Alkylmethylfiüssigkeiien können auch kleinere Mengen RSiO3 »-Einheiten und SiO4 .,-Einheiten enthalten. Flüssigkeiten dieser Art sind allgemein bekannt, und Verfahren zu ihrer Herstellung brauchen nicht erläutert zu werden.
Bestandteil (A) (2) muß ein Molekulargewicht \on wenigstens 1000 aufweisen. Er k.\nn ein Polyäthylenglycol oder Polypropylenglycol oder ein Copolymeres davon sein. Es ist die Kombination aus (A)(I) und (A) (2), die dem Balg die richtige Schlüpfrigkeit \erleiht. Der bei '.er Herstellung des Polyglycols verwendete Initiator ist nicht kritisch, und gewünschtenfalls kann das Polyglycol mit r.kannten einwertigen Gruppen endblockiert seir..
Bestandteil (A) (2) kann auch ein Copolymeres aus einem Alkylmethylsiloxan und einem Polyalkylenoxid sein, dessen Einheiten aus Äthylenoxid oder Propylenoxid oder Kombinationen der beiden bestehen. Diese Stoffe sind allgemein bekannte Handelsprodukte, und Beispiele für die Strukturen, die für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignet sind, finden sich in zahlreichen Patentschriften, z. B. den USA.-Patentschriften 3 402 192, 2 846 458 und 3 057 901. der kanadischen Patentschrift 669 881, den belgischen Patentschriften 739 312 und 730 686 und den französischen Patentschriften 1 259 241 und 1 353 070: In diesen Copolymeren kann der Alkylenoxidanteil Hydroxylendgruppen aufweisen oder durch einwertige organische Gruppen, /. B. Kohlenwasserstoffreste. Halogenkohlenwasserstoffreste. Carboxylgruppen, SiR3-GrUppen, Urethangruppen oder Acylgruppen, endblockiert sein. Der Polyalkylenoxidanteil ist mit dem Siloxananteil über Silicium-Kohlenstoff-Bindungen verknüpft, die Brückengruppe zwischen dem Oxidanteil und dem Siliconanteil kann aber beispielsweise aus Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoffbrücken bestehen oder Äthef-, Ester-, Sulfid- oder andere Bindungen enthalten. Diese Copolymeren können lineare, verzweigte oder cyclische Struktur haben und an jedem Siüciumatom eine oder mehrere gebundene Alkylenoxideinheitcn aufweisen.
Der Siloxananteil des Copolymeren kann RSiO3 2-, R2SiO-, R3SiO, j- oder SiO,-Einheiten in jeder Kombination dieser Einheiten enthalten.
Die allgemeine Formel für solche Copolymeren ist
/RnSiO4 „) /RmSiB„O4-m-»|
I 2 Ib \ 2 Ie
.5 --CH2CH,-
und R* irgendeine der obengenannten einwertigen Endgruppen bedeutet und d einen solchen Wert hat, daß das Molekulargewicht der Gruppen
— (OR3),,
insgesamt wenigstens ICCO betraut.
Der für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendete
a5 Bestandteil (B) hat die im vorhergehenden Abschnitt angegebene allgemeine Formel und kann beispielsweise irgendeine der Strukturen aufweisen, die in einer der obengenannten Patentschriften angegeben sind, für (B) gibt es jedoch einige kiitische Hegren/ungen, die für (A) (2) nicht gelten. So muß die Viskosität von (B) wenigstens lOOOÜ Centistokc hei 25 C betragen. und der Siloxangchall muß im Bereich von 5 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf daN Gesamtgewicht von (B), liegen. Gewünschtenfalls kann eine Kombination von (A) und (B) für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet werden.
Das feinteilige Magnesiumsilicat, das für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet wird, ist ein übliches Handelsprodukt. Jedes dieser Produkte, die in Wasser Thixotropic bewirken (d.h., das Wasser wird in Abwesenheit von Scherkräften verdickt, unter Einwirkung von Scherkräften wird es jedoch flüssig), ist für die erfindungsgemäßen Mittel geeignet. Das Magnesiumsilicat wird in verschiedenen Formen in den Handel gebracht, und der Begriff umfaßt auch solche Magnesiumsilicate, die aus Tonerden /. H. den Saponiten, stammen. Die besten Sorten fur die ertindunesgemäßen Zwecke sind Magnesiumsilicate, welche rohr- und stabartige Kristallslruküiren aufweiten, die sich in Gegenwart von Wasser ausdehnen und sich zusammenziehen, wenn das Wasser entfernt wird. Der Begriff umfaßt ferner aluminiumhaltigc Magnesiumsilicate, in denen das Magnesium in höheren Anteilen als das Aluminium enthalten ist. Gcwünschtenfalls kann das Magnesiumsilicat zur Erhöhung der hydrophilen Natur des Silicats mit verschiedenen bekannten organischen Stoffen behandelt werden.
Das für die erfindungsgemäüen Zwecke verwendete Lecithin ist ein natürlich vorkommender Stoff und kann aus irgendeiner Quelle stammen. Zweckmäßig kann es aus Sojabohnen gewonnen werden.
Die crfindungsgemäßcn Mittel können durch Vermischen der Bestandteile in jeder gewünschten Kombination erzeugt werden. Eine Art der Zubereitung besteht darin, das Magnesiumsilicat in Wasser zu geben, dann sämtliche Bestandteile, mit Ausnahme des Glimmers, in einer wirksamen Mischvorrichtung, z. B. in irgendeinem der bekannten technischen
5 6
Mischer, einzumischen und schließlich den Glimmer Ü,4 Teiie VEEOUM werden in 7,6 Teuer, Wasser
unter intensiver Durchmischung zuzugeben. Ge- dispergiert und dann mil 5,72 Teilen e-ner 35%igen
wüiischtenfaHs kann die gesamte Kombination durch wäßrigen Emulsion einer Dirneihylpoiysiioxanflüssig-
einc Kolloidmühle geführt werden, uir. eine bessere keit mil einei Viskosität von 100000 Ccntistoke,
Dispert'ierung zu erzielen. i> 5,6 Teilen eines Silicon-Polyalkylenoxid-Copolymeren
• Die erfifidungsgemäQen Mittel zeichnen sich durch der Durchschnittsformel
große Stabilität aus und können ohne Absetzen
transportiert und lange Zeil gelagert werden. Wenn sie Me3SiO(Si(Me1)G)7U(OSiMe)7OSiMe3
dann auf die technischen Einrichtungen gesprüht wer- j
den, die in Kautschukfabriken verwendet werden, er- io (CH2I3
geben sie eine ausgezeichnete Trennung des Balgs von |
dem Reifen. Diese Kombination von Eigenschaften ,q j_[ _q>
bedeutet, daß die Reihenhersteller ein gebrauchs- · si«
fertiges Produkt beziehen können, das in ihren Fabri- ' „ _.
nationsaniagen erfolgreich arbeilet, und damit der 15 I s « «0
Notwendigkeit enthoben werden, Balgschmiermittel '
selbst zuzubereiten. ι =
Außer den obengenannten notwendigen Bestand- I
teilen können die erfindungsgemäßen Mittel kleinere Me
Mengen weiterer Füllstoffe, z. B. Taikum, Rost- ao
inhibitoren, τ. B. Natriumnitrat, Germicide, z.B. und mit einer Viskosität von i200 Cenlistoke bei
Formaldehyd, und andere Bestandteile, z. B. färbende 25" C, 0,8 Teilen Sojalecithii; und weiteren 4,68 Teilen
Mittel und Gefrierschutzmittel. enthaUen. Wasser vermischt. Das Vermachen wird in einem
In den USA.-Patentschriften 2811408 und 3406236 handelsüblichen Mischer durchgeführt. Dann werden
sind Schmier- oder Trennmittel auf Grundlage von 25 15,2 Teile Glimmer (Korngröße 0,044 mm) in die
Organopolysüoxanen beschrieben. Diese bekannten Zusammensetzung eingemischt, worauf diese durch
Mittel enthalten weder Glimmer noch feinteiliges eine auf 0,75 mm eingestellte Kolloidmühle geführt
Magnesiumsilicat noch Lecithin. Sie eignen sich recht wird.
gut als Formtrennmittel beim direkten Formpressen, Die Stabilität des Mittels gegen Verdichtung des
als Balgschmiermitlel sind sie jedoch nhht verwendbar, 30 Glimmers wird durch 5 Minuten langes Zentrifugieren
weil sich damit eine zufriedenstellende Trennung des bei 2000 UpM geprüft. Der Glimmer hat sich nicht
Balgs um der Reifeninnenscitc picht erreichen läßt. abgesetzt. Dann wird das Mittel auf einen Lastwagen
Im folgenden werden die in den Beispielen genannten verladen und etwa 800 km weit transportiert. Die
Bestandteile definiert. Stabilität ist ausgezeichnet. Das Mittel hat folgende
VULGUM (ein Produkt der Firma R. T. Vanderbilt 35 Zusammensetzung in Gewichtsprozent:
Company, das unter dieser Handelsmarke vertrieben
wird) ist em aus Saponiten erzeugtes Magnesium- 5°/0 Dimethylpolysiloxan, 100000 Centistoke,
silicat. Es ist ein anorganisches kolloidales Magne- ]4o:o Silicon-Polyalkylenoxld-Copolyiner,
siuma'ir.iiniumsilicat mit folgender Zusammenset- I0ZnVEEGUM,
<° 2% Lecithin,
Siliciumdioxid 61,1 °,'o 38° 0 Glimmer,
Magnesiumoxid 13,7°/O 40° 0 Wassc
°/0
Aluminiumoxid 9,3 °/0
Titandioxid 0,1 °/0 B e i s ρ i s 1 2
Ferrioxid 0,9°/0 45
Calciumoxid 2,2n/0 Nach der Methode von Beispiel 1 wird ein Mittel
Natriumoxid 2,9°/0 mii folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent
Kaliumoxid 0.30/ 0 hergestellt:
Kohlendioxid 1.N0O
Bindungs\.asscr 7.2°,O 5° 5-0% eines Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 100000 Ccniisloke,
BIiNTONE .T (eingetragene Handelsmarke, ein 12.00Z0 des Silicon-Polyoxyalkylen-Copolymeren
Produkt der F rma National Lead Company) ist ein von Beispiel 1,
aliiminiumficies Magncsiumsilicat mit einem spczifi- 41.00Z0 Glimmer (Korngröße 0,044 mm),
sehen Gewicht von 1.9. 55 1,0° „ Sojalecithin,
DOWCIL 100 (eingetragene Handelsmarke) ist ein 0.5° n VEEGUM,
Hexamethylentetramin - 1,3 - dichlorpropan - Addukt, 40,5n'o Wasser,
das in der USA.-Patentschrift 3 228 829 beschrieben
ist. Es ist ein Gcrmicid. Das Mittel zeigt ausgezeichnete Stabilität, wenn es
Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung 60 durch ein übliches Rohlingschmiersystem in einer
näher erläutcit. In den Beispielen wird Mc als Ab- Reifenfabrik aufgesprüht wird, und ergibt eine aus-
kiirzung für Methyl \erwendet, alle Viskositäten sind gezeichnete Trennung der Reifen von dem Balg,
bei 25"C gemessen, und alle Teile und Prozentsätze
beziehen sich auf das Gewicht. Beispiel 3
Belspicl 1 Nach der Methode von Beispiel 1 \y-\d ein Mittel
Das Beispiel zeigt die Beständigkeit der Mittel gegen mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent
Absetzen. erzeugt:
5,0°/0 des Siloxans von Beispiel 1.
12,0% CH2(OC2H1)(OC3Hn)OH. Molgewicht I 2M)O
CH(OC2H4)(OCi1HJOH
CH2(OC2H1)(OC3Hn)OH
1,0 °/o Sojalecithin,
0,5°/0 VEEGUM, ίο
41,0°/0 Glimmer (Korngröße 0.044 mm), 0,3% 30°/oige Formaldehydlösiing. 40.2% Wasser.
Dieses Mittel zeigt nach 3 Monate langer Lagerung ausgezeichnete Stabilität.
Beispiel 4
Nach der Methode von Beispiel 1 wird ein Mittel mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent bereitet:
Stelle der Mischung aus Siloxan und Polyalkylcnoxiden der Beispiele 1 bis 5.
CiLitc Stabilität wird mit folgender Zusammensetzung iii Gewichtsprozent erzielt:
23% eines Copolymere!! der Formel
Mc3Si(OSiMe2),,
OSiMcIOSiMe3
1 I
(CHj)8J80
5,0% des Siloxans von Beispiel 1.
J 2,0% des Polyalkylenglycols von Beispiel 3,
41,0% Glimmer (0,044 mm).
1,0% Sojalecithin,
1,0% VEEGUM,
0,1% Dowcil 100,
39,9% Wasser.
Dieses Mittel zeigt ausgezeichnete Stabilität und wird auf die Formbälge für Reifen in einer Reifenfabrik gesprüht. Es wird eine ausgezeichnete Trennung erzielt, und die Reifen sind ohne Fehler.
Beispiel 5
Gute Stabilität wird mit dem folgenden Mittel erzielt:
5.0% des Siloxans von Beispiel 1.
0,7% BENTONE LT,
12.0% des Polyalkylenoxids von Beispiel 3,
1,0% Sojalecithin,
35
40
41,0%
Glimmer (0,044 mm). Wasser.
45
40.3%
Die Bestandteile werden auf einem handelsüblichen Mischer gemischt.
Beispiel 6
Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeil eines Siloxan-Polyalkylenoxid-Copolymeren hoher Viskosität an (OC3H4)2B C =-- O
Me
mit einer Viskosität von 13 571 Centistoke,
41 % Glimmer (0.044 mm),
1 % Sojalecithin.
1% VEEGUM.
M% Wasser.
Dieses Mittel verleiht den bei der Reifenformung verwendeten Kautschukbälgen gute Gleitfähigkeit.
Beispiel 7
Äquivalente Ergebnisse werden erzielt, wenn an Stelle von Dimethylsiloxan folgende Alkylmethylsüoxane verwendet werden:
Centistoke
Äthylm»thylpolysiloxan 10000
Isopropylmethylsiloxan 20000
Octylmethylsiloxan 30000
Decylmethylsiloxan 30000
Dodecylmethylsiloxan 40000
Copolymer aus
50 Molprozent Dimethylsiloxan
50 Molprozent Äthylmethyl-
siloxan '. 1000000
Beispiel 8
Äquivalente Ergebnisse werden erzielt, wenn folgende Siloxan-Alkylenoxid-Copolymere verwende! werden:
["Me
Me3SiOLSiOj5SiMe3
(CH2)3
(OC2H4)12OH Me Me
Me
{C4H9O(C2H4O)20CH2CHOHCH2O(CH2)3SiMe2O}2 — SiC12H25 —\OSiCI2H2
Me2
Me3SiO(C2H5MeSiO)20(Me2SiO)20 — Si(CH2)3COO(C3HeO)I5H
309 686/4(

Claims (4)

Patentansprüche: !. Schmiermittel, bestehend aus A) 3 bis 40 Gewichtsprozent einer Mischung aus
1. I bis 20 Gewichtsprozent einer Alkylmethyl-SiloxanfUissigkeit mit einer Viskosität von wenigstens 10000 cSt bei 25'C, bezogen auf das Gewicht des gesamten Mittels, und
2. 2 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des gesamten Mittels, eines PoIyalk\lenglycols mit einem Molekulargewicht von wenigstens 1000, das ein PoKalkylenglycol ist, dessen Alkylenoxirieinheiten aus Äthylenoxid, Propylenoxid oder aus Kombinationen derselben bestehen, oder dessen Alkylenoxideinheiten aus Äthylenoxid. Propylenoxid oder aus Kombinationen derselben mit Alkylmethslsiloxanen copolymerisiert sind, oder
B) 3 bis 40 Gewichtsprozent eines Copolymeren eines Alkylmethylsiloxans und eines PoIyalkylenoxids, dessen Alkylenoxideinheiten aus Äthylenoxid, Propylenoxid oder aus Kombinationen derselben bestehen, wobei das Copolymere (B) eine Viskosität von wenigstens 10000 cSt bei 25 C aufweist und 5 bis 50 Gewichtsprozent des Alkylmethylsiloxans enthält,
C) 25 bis 50 Gewichtsprozent Glimmer mit einer Korngröße entsprechend Sieben mit lichten Maschenweiten von etwa 0,091 bis 0.021 mm,
D) 0.25 bis 5 Gewichtsprozent feinteiligem Magnesiumsilicat.
E) 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Lecithin und aus
F) 15 bis 55 Gewichtsprozent Wasser.
2. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es (1) ein Dimethylpolysiloxan und (2) ein Polyalkylenglycol enthält, dessen Alkylenoxideinheiten aus Äthylenoxid, Propvlenoxid oder aus Kombinationen derselben bestehen.
3. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es M) ein DimetlnlpoKsiloxan und (2) ein Copolymer aus Dimeth\lpoiysiloxan und Äthylenoxid oder Propylenoxid oder Kombinationen derselben enthält.
4. Schmiermittel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß es
B) ein Copolymer aus
a) Dimcthylpohsiloxnn und Äthylenoxid oder Propylenoxid oder aus
b) Dimethylpolysiloxan und einem Copolymer aus Äthylenoxid und Propylenoxid
enthält.
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