DE2252124A1 - DISULFIDES - Google Patents

DISULFIDES

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DE2252124A1
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vulcanization
rubber
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disulfide
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Harry Dr Distler
Gerhard Dr Paulus
Rudi Dr Widder
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BASF SE
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BASF SE
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/45Heterocyclic compounds having sulfur in the ring
    • C08K5/46Heterocyclic compounds having sulfur in the ring with oxygen or nitrogen in the ring
    • C08K5/47Thiazoles

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Thiazole And Isothizaole Compounds (AREA)

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG ooco-io/Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG ooco-io /

ZZoZ 124 ZZoZ 124

Unser Zeichen: O.Z. 29 478 Ze/UBOur reference: O.Z. 29 478 Ze / UB

6700 Ludwigshafen,19. 10. 19726700 Ludwigshafen, 19th 10th 1972

DisulfideDisulfides

Die Erfindung betrifft neue Disulfide, ein Verfahren zu ihrer ' Herstellung und ihre Verwendung zum Vulkanisieren -von Kautschuk und synthetischem Kautschukmaterial.The invention relates to new disulfides, a process for their 'production and their use for vulcanizing rubber and synthetic rubber material.

Eine der wichtigsten Verarbeitungsstufen des .Kautschuks ist bekanntlich die Vulkanisation, bei der der Kautschuk aus dem thermoplastischen in den hochelastischen Zustand übergeht. Dabei werden ihm andere physikalische Eigenschaften verliehen, insbesondere bessere Bruchfestigkeit, Bruchdehnung, Rückprallelastizität, Abriebbeständigkeit, Härte sowie bessere Beständigkeit gegen Lösungsmittel.One of the most important processing stages of rubber is As is well known, vulcanization, in which the rubber changes from the thermoplastic to the highly elastic state. It is given other physical properties, in particular better breaking strength, elongation at break, rebound resilience, Abrasion resistance, hardness and better resistance to solvents.

Die Umsetzung des Kautschuks mit dem Vulkanisiermittel, in der Regel Schwefel, nimmt je nach den Arbeitsbedingungen und der Zusammensetzung des Vulkanisationsgemisches einen bestimmten zeitlichen Verlauf, in der die Eigenschaften sich ausbilden und in einer Phase des Optimums ihre besten Werte erreichen, um bei längerer Vulkanisation (Übervulkanisation) wieder abzusinken. Eine gegen Schwankungen der Vulkanisationstemperatur und -dauer möglichst unempfindliche Phase des Optimums (breites Vulkanisationsplateau) ist daher ein Bedürfnis der Technik.The implementation of the rubber with the vulcanizing agent, usually sulfur, decreases depending on the working conditions and the composition of the vulcanization mixture has a certain time course in which the properties develop and achieve their best values in a phase of optimum, only to return with longer vulcanization (over-vulcanization) to descend. A phase of the that is as insensitive as possible to fluctuations in the vulcanization temperature and duration Optimums (broad vulcanization plateau) is therefore a requirement of technology.

Für die Vulkanisation in industriellem Maßstab ist neben einer betriebssicheren Arbeitsweise ebenfalls die Gleichmäßigkeit der zu erzielenden optimalen Eigenschaftswerte sowohl bei jedem der im laufenden Betrieb hergestellten Pormartikel, z.B. Dichtungen, Schuhabsätze, als auch in jedem Teil eines besonders großen Artikels, z.B. Autoreifen, von Bedeutung. Durch entsprechenden Zusatz von Vulkanisationshilfsmitteln, insbesondere Vulkanisationsbeschleunigern, zur Vulkanisationsmischung und eine geeignete Mischungszusammensetzung kann die Vulkanisationszeit reduzieren bzw. eineFor vulcanization on an industrial scale is next an operationally reliable working method also the uniformity of the optimal property values to be achieved in each of the Pormartikel produced during operation, e.g. seals, shoe heels, as well as in each Part of a particularly large item, e.g. car tires, is important. By adding appropriate vulcanization auxiliaries, in particular vulcanization accelerators, to Vulcanization mixture and a suitable mixture composition can reduce the vulcanization time or one

155/71 409818/1190 - 2 -155/71 409818/1190 - 2 -

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tiefere Vulkanisationstemperatur ermöglicht werden, doch können nicht alle der geschilderten Probleme in einer für den industriellen Betrieb wirtschaftlichen Weise gelöst werden.Lower vulcanization temperature can be made possible, but not all of the problems described in one for industrial operation can be solved in an economical manner.

Eine Verbindung, die bisher diese Aufgabe schon weitgehend lösen konnte, ist das bekannte Mercaptobenzthiazol und funktioneile Derivate davon, wie Cyclohexyl-benzothiazylsulfenamid. A compound that has so far been able to solve this problem to a large extent is the well-known mercaptobenzothiazole and functional derivatives thereof, such as cyclohexylbenzothiazylsulfenamide.

Diese Verbindungen konnten aber noch nicht alle Wünsche hinsichtlich des Spannungswertes, der Festigkeit, der Dehnung, der Elastizität und der Härte, sowie der Alterungsbeständigkeit befriedigen.However, these connections could not yet relate to all wishes the tension value, the strength, the elongation, the elasticity and the hardness, as well as the aging resistance to satisfy.

Ea wurden nun neue Verbindungen der Formel I gefunden,Ea new compounds of the formula I have now been found,

- N N-R- N N-R

in der R einen gegebenenfalls in 2-Stellung durch eine Hydroxyl- oder Oyanidgruppe substituierten Alkylrest mit 1 bis 4- Kohlenstoffatomen bedeutet.in the R one optionally in the 2-position by one Hydroxyl or oyanide group-substituted alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms.

Diese neue Verbindungsgruppe stellt ebenfalls funktionelle Derivate des erwähnten Mercaptobenzthiazols dar, die nunmehr in überraschender Weise die oben genannten Kriterien im vollen Umfange zu erfüllen vermag.This new group of compounds also represents functional derivatives of the mercaptobenzothiazole mentioned, which are now surprisingly able to meet the above criteria in full.

Die Herstellung der neuen Verbindungen erfolgt nach bekannten Methoden und geschieht in der Weise, daß man stöchiometrische Mengen von Mercaptobenzthiazol, einem Piperazin der Formel IIThe new compounds are prepared by known methods and are carried out in such a way that they are stoichiometric Quantities of mercaptobenzothiazole, a piperazine of the formula II

ΕΉ N - R II, ΕΉ N - R II,

in der R die gleiche Bedeutung wie in Formel I hat und Schwefeldichlorid zur Umsetzung bringt.in which R has the same meaning as in formula I and brings sulfur dichloride to the reaction.

Auagangsprodukt für das erfindungsgemäße Verfahren ist dasThe initial product for the process according to the invention is this

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- 3 - ' ' O0Z. 29- 3 - '' O 0 line 29

Mercaptobenzthiazol. Das zweite Ausgangsprodukt setzt sich aus den gemäß obiger Definition substituierten Piperazinen zusammen, von denen Methylpiperazin, Äthylpiperazin, Propylpiperazin, Butylpiperazin sowie Cyanäthyl- und Hydroxyätbylpiperazin gesondert zu nennen sind. Technisch von "besonderer Bedeutung ist das Methyl-, Cyanäthyl- oder Hydroxyäthylpiperazin. Mercaptobenzothiazole. The second starting product is composed of the piperazines substituted according to the above definition together, of which methylpiperazine, ethylpiperazine, propylpiperazine, Butylpiperazine and cyanoethyl and hydroxyethylpiperazine are to be mentioned separately. From a technical point of view, methyl, cyanoethyl or hydroxyethylpiperazine is of particular importance.

Zu diesen im molaren Verhältnis vorliegenden Reaktionspartnern gibt man ein Moläquivalent Schwefeldichlorid. Die Umsetzung läuft im allgemeinen ohne Lösungsmittel ab, vorteilhafter jedoch ist es Lösungsmittel zu verwenden, soweit sie gegenüber den Realctionsteilnehmern inert sind, da dadurch die Wärmeabfuhr einfacher zu handhaben ist. Zweckmäßigerweise werden als Lösungsmittel solche verwendet, deren Siedepunkt zwischen 60 und 14O0C liegt. Zu nennen wären z.B. Chloroform, Äthylenchlorid, Benzol, Äthanol oder Tetrahydrofuran.One molar equivalent of sulfur dichloride is added to these reactants present in a molar ratio. The reaction generally takes place without a solvent, but it is more advantageous to use solvents if they are inert towards the participants in the reaction, since this makes the removal of heat easier to handle. Expediently, such as a solvent whose boiling point is between 60 and 14O 0 C. Examples include chloroform, ethylene chloride, benzene, ethanol or tetrahydrofuran.

Speziell kann man z.B. so vorgehen, daß man in die ca. fünffache Gewichtsmenge an Chloroform bei ca, 20 bis 300C 1 Gewichtsteil an Mercaptobenzthiazol suspendiert und bei derselben Temperatur die äquimolekulare Menge eines der oben definierten Piperazine zugibt und unter Rühren auf eine Temperatur zwischen 0 und 10°C abkühlt. Bei der letzteren Temperatur gibt man äquimolekulare Mengen an Schwefeldichlorid langsam, z.B. tropfenweise, zu. Nach ca. 1/2 bis 2 Stunden heftiger Bewegung, z.B. Rühren, wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert, bis eine feste Kristallmasse auftritt. Die Kristallmasse wird in einem Lösungsmittel, wie Benzol, aufgenommen. Die Aufarbeitung geschieht dann in an sich bekannter Weise durch Auswaschen der benzolischen Lösung und Trocknung. Nach Entfernen des Lösungsmittels erhält man ca. 60 bis 70 $> der Theorie des gewünschten Disulfida. Specifically, one can, for example, proceed by suspending in the approximately five times the amount by weight of chloroform at ca, 20 to 30 0 C. 1 part by weight of mercaptobenzothiazole and at the same temperature is added the equimolar amount of the piperazines as defined above and with stirring to a temperature between 0 and 10 ° C cools down. At the latter temperature, equimolecular amounts of sulfur dichloride are slowly added, for example dropwise. After about 1/2 to 2 hours of vigorous agitation, for example stirring, the solvent is distilled off under reduced pressure until a solid crystal mass appears. The crystal mass is taken up in a solvent such as benzene. Working up is then carried out in a manner known per se by washing out the benzene solution and drying. After removing the solvent, about 60 to 70 % of the theory of the desired disulfide are obtained.

Die neuen Stoffe erlauben, die Vulkanisation von Kautschuk in einem bezüglich Arbeitsbedingungen und Kautschukwaren weiten Anwendungsbereich in einfacher und wirtschaftlicher WeiseThe new substances allow the vulcanization of rubber in a wide range of applications in terms of working conditions and rubber goods in a simple and economical manner

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- 4 - O.Z. 29- 4 - O.Z. 29

durchzuführen. So wird z.B. bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen die Vulkanisation von Naturkautschuk beschleunigt, Schwankungen der Vulkanisationadauer oder der -temperatur wirken sich im Hinblick auf den bisherigen Stand der Technik in einem vergleichsweise wesentlich breiteren Intervall nicht oder nur geringfügig auf die Werte der verschiedenen Eigenschaften der Vulkanisate aus (breites Vulkanisationsplateau). Die bei dem Vulkanisationsprozeß verwendeten N-substituierten Piperazyl-2-benzthiazolyldisulfide können teilweise auch die Werte der verschiedenen Eigenschaften der Vulkanisate selbst verbessern, insbesondere auch eine gute Alterungsbeständigkeit erzielen. Je nach den Vulkanisationsbedingungen bzw. der Zusammensetzung der für diesen Prozeß notwendigen Substanzmischung können sie ganz oder teilweise als Vulkanisationsbeschleuniger, Beschleuniger-Aktivatoren, Alterungs- und Ermüdungsschutzmittel und/oder Schutzmittel gegen atmosphärische Risse dienen.perform. For example, when using the invention Compounds that accelerate the vulcanization of natural rubber, fluctuations in the duration of the vulcanization or the temperature have a comparatively much broader effect compared to the previous state of the art Interval not or only slightly on the values of the various properties of the vulcanizates (broad vulcanization plateau). The N-substituted piperazyl-2-benzothiazolyl disulfides used in the vulcanization process can partially also improve the values of the various properties of the vulcanizates themselves, especially one achieve good aging resistance. Depending on the vulcanization conditions or the composition of the for this The substance mixture required for the process can be used in whole or in part as vulcanization accelerators, accelerator activators, Anti-aging and anti-fatigue agents and / or protective agents against atmospheric cracks are used.

Ein hervorstechendes Merkmal der neuen erfindungsgemäßen Stoffe besteht darin, daß man mit ihnen bei Temperaturen von ca. 1400C und mehr ohne Hilfsbeschleuniger eine sehr gute Vernetzung erreicht. Bei ca. 1800G erreicht man innerhalb von wenigen Minuten (ca. 1 bis 4 Minuten) bei guter Fließzeit einen praktisch vollständigen Vernetzungsgrad, wobei ein sehr gutes Plateau bei geringer Reversion erhalten wird.A salient feature of the new substances according to the invention is that very good crosslinking is achieved with them at temperatures of about 140 ° C. and more without auxiliary accelerators. At approx. 180 ° G, a practically complete degree of crosslinking is achieved within a few minutes (approx. 1 to 4 minutes) with a good flow time, a very good plateau being obtained with little reversion.

Dieses Verhalten der neuen Stoffe erlaubt vor allem einen sehr sicheren und schnellen Verarbeitungsprozeß.This behavior of the new substances allows one thing above all very safe and fast processing process.

Im allgemeinen verwendet man die erfindungsgemäßen Stoffe in der Vulkanisationsmischung in einer Menge von ca. 0,6 bis 3, vorzugsweise von 0,8 bis 1,8 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gewichtsmenge Kautschuk in der Mischung.In general, the substances according to the invention are used in the vulcanization mixture in an amount of about 0.6 to 3, preferably 0.8 to 1.8 percent by weight on the amount of rubber by weight in the mixture.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen ist für alle mit Schwefel- und vulkanisierbaren Kautschukarten realisierbar. Es kann aber auch bei der Vulkanisation mit anderen Vulkanisiermitteln, z.B. Thiuramdi- oder Tetrasulfiden,The compounds according to the invention can be used for all types of rubber that can be sulfurized and vulcanized. But it can also be used during vulcanization with others Vulcanizing agents, e.g. thiuramdi- or tetrasulfides,

4098 18/1190 - 5 -4098 18/1190 - 5 -

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in Betracht kommen. Außerdem können synthetische Kautschukarten, z.B. Butylkautschuk, Äthylen-propylen-Kautschuk, Polymerisate auf Basis Butadien Styrol, Butadien Acrylnitril in Gegenwart der erfindungsgemäßen Verbindungen vulkanisiert werden.be considered. In addition, synthetic rubbers, e.g. butyl rubber, ethylene-propylene rubber, Polymers based on butadiene styrene, butadiene acrylonitrile in the presence of the compounds according to the invention to be vulcanized.

Neben dem Kautschuk, dem Vulkanisiermittel und dem erfindungsgemäßen Stoff sind in der Yulkanisationsmischung in der Regel die je nach dem Verwendungszweck oder der Verarbeitung erwünschten Hilfsstoffe, z.B. Treibmittel, verstärkende Füllstoffe, wie Ruß oder Kieselsäure, Aktivierungsmittel, wie jSinkoxid oder Stearinsäure, Weichmacher, wie Mineralöle oder Paraffine, schwer brennbar machende bzw. geruchsverbessernde Mittel oder Farbstoffe enthalten. Ebenfalls können die erfindungsgemäßen Stoffe und weitere Vulkanisationsbeschleuniger, Aktivatorenverzögerer, sowie Alterungs- und/oder Ermüdungsschutzmittel an der Zusammensetzung zusammen verwendet werden.In addition to the rubber, the vulcanizing agent and the inventive The material in the vulcanization mixture is usually the one depending on the intended use or processing Desired auxiliaries, e.g. blowing agents, reinforcing fillers, such as carbon black or silica, activating agents such as sink oxide or stearic acid, plasticizers such as mineral oils or Contain paraffins, substances which make them difficult to burn or which improve odor, or dyes. The invention Substances and other vulcanization accelerators, activator retarders, as well as anti-aging and / or anti-fatigue agents are used together in the composition will.

Die Vulkanisation kann in beliebiger Weise, z.B. in der Etagen-, Autoklaven-, Maul-, Kessel- bzw. Spritzpresse mit Dampf oder Heißluft in Kessel oder in kontinuierlichem Betrieb wie bei Kabeladern, in Vulkanisiermaschinen, wie bei der Herstellung von Fußbodenbelägen, nach einem Kaltvulkanisationsverfahren, durchgeführt werden. Insbesondere können alle für die Vulkanisation des Naturkautschuks mit Schwefel üblichen Verarbeitungsformen,· Maschinen, Mischungen, Temperaturen, Drucke und Hilfsstoffe bei der Vulkanisation unter Zuhilfenahme der erfindungsgemäßen Stoffe verwendet werden. Bezüglich näherer Einzelheiten über die Zusammensetzung üblicher Vulkanisationsgemische, denen die erfindungsgemäßen Stoffe zuzusetzen sind, Maschinen, Verarbeitungsarten, Vulkanisierbedingungen, wird auf Gr. Alliger and I.J. Sjothun, Vulkanisation of Elastomers (Reinhold Publishing Company, N0Y.); A. Springer, Werkstoffkunde (Fachbuchverlag Leipzig 1958); H.J; Stern, Rubber (Mac Laren & Sons Ltd., London) 1967, verwiesen, umfassend werden übliche Vulkanisationsverfahren auch im Kautschukhandbuch von S. Boström Berliner Union, Stuttgart (1959) abgehandelt.The vulcanization can be done in any way, for example in the multi-storey, autoclave, mouth, boiler or injection press with steam or hot air in the boiler or in continuous operation as with cable cores, in vulcanizing machines, as in the production of floor coverings, according to a Cold vulcanization process. In particular, all processing forms, machines, mixtures, temperatures, pressures and auxiliaries customary for vulcanizing natural rubber with sulfur can be used in vulcanization with the aid of the substances according to the invention. For more details on the composition of customary vulcanization mixtures to which the substances according to the invention are to be added, machines, types of processing, vulcanization conditions, reference is made to Gr. Alliger and IJ Sjothun, vulcanization of the elastomer (Reinhold Publishing Company, N Y. 0); A. Springer, Material Science (Fachbuchverlag Leipzig 1958); HJ; Stern, Rubber (Mac Laren & Sons Ltd., London) 1967, referenced, common vulcanization processes are also dealt with comprehensively in the rubber handbook by S. Boström Berliner Union, Stuttgart (1959).

409818/1190 . - 6 -409818/1190. - 6 -

- b - O.Z. 29 476- b - O.Z. 29 476

Die Vulkanisation kann man z.B. wie folgt durchführen: Ein Gemiach von Naturkautschuk, Schwefel, erfindungsgemäßer Verbindung und gegebenenfalls Weichmacher, Zinkoxid und Füllstoffen, wird während 1 bis 90 Minuten bei 120 bis 25O0C in einer Presse mit Dampf vulkanisiert und anschließend wird das Vulkanisat der Presse entnommen und der weiteren Verarbeitung zugeführt.The vulcanization can be for example carried out as follows: A Gemiach of natural rubber, sulfur, compound of the invention and optionally plasticizers, zinc oxide, and fillers, is vulcanized for 1 to 90 minutes at 120 to 25O 0 C in a press with steam and then the vulcanizate is the The press is removed and sent for further processing.

Die Vulkanisation unter Verwendung der erfindungsgemäßen Stoffe kommt für die Herstellung einer großen Zahl von Gummiwaren, insbesondere aller üblicherweise auf Basis von Naturkautschuk hergestellten G-ummiwaren in Betracht. Z.B. können folgende Waren in hervorragender G-üte hergestellt werden: Formartikel wie Schuhabsätze, Dichtungen, Manschetten, Spritzartikel wie Profile, Konservenringe, Dichtungsschnüre, Schlauchwaren wie Wasserschläuche, Plattenmaterialien wie Dichtungsplatten, Matten, Fußbodenbeläge, Transportbänder, Treibriemen, Gummischuhe, Kabel, Schaum- und Zellgummi, Hohlkörper wie Sitzkissen, Hartgummiwaren wie Apparateauskleidungen oder Fahrzeugreifen.Vulcanization using the substances according to the invention is used for the production of a large number of rubber goods, in particular, all rubber products usually produced on the basis of natural rubber can be considered. E.g. can The following goods are produced in excellent quality: molded articles such as shoe heels, seals, cuffs, injection molded articles such as profiles, canning rings, sealing cords, tubular goods such as water hoses, sheet materials such as Sealing sheets, mats, floor coverings, conveyor belts, drive belts, rubber shoes, cables, foam and cellular rubber, hollow bodies such as seat cushions, hard rubber goods such as equipment linings or vehicle tires.

Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile:The parts given in the examples are parts by weight:

Beispiel 1 2-Mercaptobenzthiazolyl-N-methyl-piperazyl-disulfidexample 1 2-mercaptobenzothiazolyl-N-methyl-piperazyl-disulfide

In 750 Teilen Chloroform werden bei 25°0 170 Teile Mercaptobenzthiazol suspendiert; unter Rühren gibt man bei 25 C N-Methylpiperazin zu und kühlt auf 100C ab. Bei dieser Temperatur werden 103 Teile Schwefeldichlorid unter Rühren und Kühlen tropfenweise zugesetzt. Nach einstündigem Nachrühren bei dieser Temperatur wird das Chloroform i.Vac. abdestilliert, wobei eine gelbe Kristallmasse erhalten wird. Diese wird in 500 Teilen Benzol aufgenommen, die Benzollösung zweimal mit je 500 Teilen Wasser gewaschen und getrocknet. Nach dem Entfernen des Benzols werden 180 Teile (= 63,4 ^ der Theorie) 2-Mercaptobenzthiazolyl-4'-methyl-piperazyl-disulfid als gelbe Kristalle erhalten.170 parts of mercaptobenzothiazole are suspended in 750 parts of chloroform at 25 °; under stirring, at 25 C to N-methylpiperazine and cooled to 10 0 C. At this temperature 103 parts of sulfur dichloride are added dropwise with stirring and cooling. After stirring for one hour at this temperature, the chloroform is i.Vac. distilled off, a yellow crystal mass being obtained. This is taken up in 500 parts of benzene, the benzene solution is washed twice with 500 parts of water each time and dried. After removing the benzene, 180 parts (= 63.4 ^ of theory) of 2-mercaptobenzothiazolyl-4'-methyl-piperazyl disulfide are obtained as yellow crystals.

409818/1190 -7 -409818/1190 - 7 -

— Ύ —- Ύ - , (M = 297) , (M = 297) 22 SS. O.Z. 29 478O.Z. 29 478 ,4 i> , 4 i> NN 32,32, 22521242252124 ,1 io , 1 io Ep.' 114 - 11Ep. ' 114 - 11 5°C5 ° C . 14,1 io . 14.1 io 32,32, Analyse fürAnalysis for G12H15N3S3 G 12 H 15 N 3 S 3 13,8 io 13.8 io 2-Mercaptobenzthiazolyl-N'-hydroxyäthyl-piperazyl-disulfid2-mercaptobenzothiazolyl-N'-hydroxyethyl piperazyl disulfide GG HH ber. 48,5ber. 48.5 io 5,o io io 5, o io ■ gef. 48,9■ found 48.9 io 5,3 io io 5.3 io Beispielexample

83,5 Teile Mercaptobenzthiazol werden in 500 Teilen Chloroform suspendiert. Unter Rühren werden bei Zimmertemperatur 195 Teile N-Hydroxyäthyl-piperazin zugegeben, wobei vorübergehend eine klare Lösung erhalten wird. Man kühlt auf'ca. 10 G ab und setzt bei dieser Temperatur unter Rühren und Kühlen 51,5 Teile Schwefeldichlorid zu. Die erhaltene klare Lösung wird 2 Stunden bei 40 bis 45°0 nachgerührt, das nach ca. 1 Stunde ausgefallene Hydrochlorid in 250 Teilen Wasser aufgenommen und die getrocknete organische Phase eingedampft. Man erhält als Rückstand 143 Teile (=94,7 $ der Theorie) 2-Mercaptobenzthiazolyl-N-hydroxyäthyl-piperazyl-disulfid als gelbe, kristallisierende Schmelze, die aus 350 Teilen Benzol kristallisiert anfällt.83.5 parts of mercaptobenzothiazole are suspended in 500 parts of chloroform. With stirring at room temperature 195 parts of N-hydroxyethyl piperazine were added, a clear solution being temporarily obtained. You cool down to approx. 10 G and at this temperature, while stirring and cooling, 51.5 parts of sulfur dichloride are added. The obtained clear The solution is stirred for 2 hours at 40 ° to 45 °, and the hydrochloride which has precipitated out after about 1 hour is dissolved in 250 parts of water taken up and the dried organic phase evaporated. 143 parts are obtained as residue (= 94.7 $ of theory) 2-mercaptobenzothiazolyl-N-hydroxyethyl-piperazyl-disulfide as a yellow, crystallizing melt which is obtained in crystallized form from 350 parts of benzene.

Ep. 131 - 133°GEp. 131 - 133 ° G

G13H17ON3S3 (M = 303)G 13 H 17 ON 3 S 3 (M = 303)

GG ,6, 6 HH 33 VJIVJI 00 iook NN 84 i> 84 i> SS. 77th Ber.Ber. 4343 ,3, 3 % 5,6 io % 5.6 io 22 ,26, 26 iook 13,13, ι Γ* ι Γ * 31,31, • VJl• VJl Gef.Found 5151 $> 4,2 % $> 4.2% ,8,8th 10,10, 31,31, Beispielexample

2-Mercaptobenzthiazolyl-N-cyanäthyl-piperazyl-disulfid - 2-mercaptobenzothiazolyl-N-cyanoethyl-piperazyl-disulfide -

42 Teile Mercaptobenzthiazol werden in 250 Teilen Chloroform suspendiert. Unter Rühren werden I04 Teile N-Cyanäthyl-piperazin zugegeben und die klare Lösung auf ca. 100G abgekühlt.42 parts of mercaptobenzothiazole are suspended in 250 parts of chloroform. With stirring I04 parts of N-cyanoethyl-piperazine are added and the clear solution cooled to about 10 0 G.

409818/1190409818/1190

- 3 - . O.Z. 29 478- 3 -. O.Z. 29 478

Unter Rühren und Kühlen werden bei 10 bis 15°C 25,8 Teile Schwefeldichlorid zugegeben und 3 Stunden bei 40 bis 450O nachgerührt. Das ausgefallene Hydrochlorid wird in 250 Teilen Wasser gelöst, die organische Phase abgetrennt und nach Trocknen eingedampft. Man erhält als Rückstand 82 Teile (= 97,0 io der Theorie) 2-Mercaptobenzthiazolyl-li-cyanäth.ylpiperazyl-disulfid als gelbe Kristalle, die aus Essigester umkristallisiert werden.While stirring and cooling 25.8 parts sulfur are added at 10 to 15 ° C and stirred for 3 hours at 40 to 45 0 O. The precipitated hydrochloride is dissolved in 250 parts of water, the organic phase is separated off and, after drying, evaporated. The residue obtained is 82 parts (= 97.0 io of theory) of 2-mercaptobenzothiazolyl-li-cyanäth.ylpiperazyl disulfide as yellow crystals which are recrystallized from ethyl acetate.

Fp. 122 - 123,50O
C14H18N4S3 (M = 538)
Mp 122 -. 123.5 0 O
C 14 H 18 N 4 S 3 (M = 538)

G HG H NN 6 $ $ 6 SS. ,4, 4 Be r.Be r. 49,7 5,3 $> 49.7 1 ° 5.3 $> 16,16, 2828 ,2, 2 Gef.Found 49,7 % 4,7 % 49.7% 4.7 % 15,15, 2929 Beispiel 4Example 4 Der PrüfmischungThe test mix x)
Smoked Sheets '
x)
Smoked Sheets '
100.100.
HAF-Ruß XX^HAF carbon black XX ^ 4040 ZnOZnO 55 MineralölweichmacherMineral oil plasticizers 33 Schwefelsulfur 22

wurden 2 Teile N-Alkylpiperazyl-benzthiazolyl-disulfid zugesetzt und diese Substanz im Schwingelastometer (Viskotast Fa. Frank-Birkenau) bei 1400C und 1800O getestet.2 parts of N-Alkylpiperazyl-benzothiazolyl disulfide was added and tested this substance in Schwingelastometer (Viskotast Fa. Frank-Birkenau) at 140 0 C and 180 0 O.

ErgebniResult s:s: 90 % 100 %
Ausvulkanisation
min min
90 % 100 %
Vulcanization
min min
99 21,21 22 Schubmodul
bei 100 %
Ausvulk.
mkp
Shear modulus
at 100 %
Vulcanization.
mkp
Steigungs
winkel der
VuIk. Kurve
Incline
angle of
VuIk. Curve
Tenn.
0C
Tenn.
0 C
Beginn
der
VuIk.
min
Beginning
the
VuIk.
min
13,13, 00 4,4, 44th 0,940.94 79°79 °
HOHO 5,65.6 4,4, 0,690.69 87°87 ° 180180 < 1,0<1.0

x) dünner gewalzter Naturkautschuk
xx) nach ASTM "Ruß N 330"
x) thin rolled natural rubber
xx) according to ASTM "carbon black N 330"

409818/1190409818/1190

_ α __ α _ 100100 ,5, 5 O.Z. 29 4γ8O.Z. 29 4γ8 -- 4040 ,5, 5 22521242252124 Beispiel 5Example 5 55 Me Prüfmiaphung Smoked SheetsMe test report Smoked Sheets 33 HAP-RuSHAP-RuS 11 ZnOZnO 00 MineralölweichmacherMineral oil plasticizers StearinsäureStearic acid Schwefelsulfur

wurde A mit 1,8 phr Cyclohexyl-benzothiazylsulfenamid B mit 1,8 phr N-Methylpiperazyl-benzthiazolyl-disulfidbecame A with 1.8 phr cyclohexyl-benzothiazylsulfenamide B with 1.8 phr N-methylpiperazyl-benzthiazolyl-disulfide

■beschleunigt. Man erhielt bei der gummitechnologischen Prüfung folgende physikalischen Daten:■ accelerates. The rubber technology test was obtained following physical data:

Vulkanisation SpannungswertVulcanization stress value

Festigkeit kp/cm Dehnung fo Elastizität Shore Härte 0ShStrength kp / cm elongation fo elasticity Shore hardness 0 Sh

Alterung SpannungswertAging voltage value

Festigkeit kp/cm Dehnung %Strength kp / cm elongation%

Alterung Spannungswert Aging voltage value

Festigkeit kp/cm Dehnung $Strength kp / cm elongation $

Druckverformungsrest nach ·Compression set after

Methode B 56 20,1 16,8Method B 56 20.1 16.8

(30 io Verformung 24 Std. bei 700C)(30 OK deformation 24 hours at 70 ° C)

Es zeigt sich deutlich, daß die. Prüfsubstanz bessere Alterungswerte und einen beaaeren Druckverformungsrest liefert. It is clearly shown that the. Test substance provides better aging values and a better compression set.

AA. BB. 20'/1380G -20 '/ 138 0 G - 20'/1380G20 '/ 138 0 G kp/cmkp / cm 8181 9898 245245 250250 594594 560560 4343 4646 5454 5858 48 Std. 1000G48 hours 100 0 G A& Std. 1000G A & hrs. 100 0 G ρ
kp/cm
ρ
kp / cm
9595 125 .125.
190190 206206 463463 440440 100 Std. 1000G100 hours 100 0 G 100 Std. 1000G100 hours 100 0 G p
kp/cm
p
kp / cm
9191 128128
165165 171171 451451 380380

409818/1190409818/1190

- 10 -- 10 -

- 10 - O.Z.- 10 - O.Z.

Beispiel 6Example 6

Anwendung in Styrol-Butadien-KautschukUse in styrene-butadiene rubber (SBR)(SBR) aa SBR 1500 x^SBR 1500 x ^ 64,964.9 Ruß N 220Carbon black N 220 26,026.0 Zinkoxidzinc oxide 2,02.0 StearinsäureStearic acid 1,31.3 PhenylbetanaphtylaminPhenylbetanaphtylamine 0,60.6 aromatisches Weichmacherölaromatic emollient oil 3,23.2 Schwefelsulfur 1,21.2 N-Methylpiperazyl-Benzo-N-methylpiperazyl-benzo- thiazyldisulfidthiazyl disulfide 0,80.8

100,0 Damit wurden folgende Ergebnisse erzielt:100.0 The following results were achieved:

Anvulkanisation nach Mooney bei 120 G ML-tj- min 16,5Scorch according to Mooney at 120 G ML-tj-min 16.5

Vulkanisation 151°C/3O minVulcanization 151 ° C / 3O min

Spannungswert 300 % Festigkeit Dehnung Elastizität Shore-HärteTension value 300 % strength elongation elasticity Shore hardness

x) Polymerisationsgradx) degree of polymerization

Beispiel 7 Anwendung in Nitrilkautschuk (NBR) Example 7 Application in nitrile rubber (NBR)

kp/cmkp / cm 8080 kp/cmkp / cm 290290 $>$> 600600 K>K> 4040 °Shore A° Shore A 5959

NitrilkautschukNitrile rubber 60,960.9 Ruß N 330 (ASTM)Carbon black N 330 (ASTM) 30,430.4 Zinkoxidzinc oxide 1,81.8 PhtalsäurebutylesterButyl phthalate 4,94.9 Schwefelsulfur 1,21.2 N-Methylpiperazyl-Benzo-
thiazyldisulfid
N-methylpiperazyl-benzo-
thiazyl disulfide
0,80.8

100,0 409818/1190 - 11 -100.0 409818/1190 - 11 -

151°C/3O min151 ° C / 30 min Beispiel 8Example 8 Ö.Z. 29 47SÖ.Z. 29 47S 160160 300 <fo 300 <fo 245245 -M--M- 22W12422W124 415415 ML-tt- min 15ML-tt- min 15 2525th Anvulkanisation nach Mooney "bei 1-20· GMooney Scorch "at 1-20 * G A 68A 68 Vulkanisationvulcanization kp/cmkp / cm SpannungswertVoltage value 0
kp/cm
0
kp / cm
Festigkeitstrength Dehnungstrain Elastizitätelasticity °Saore° Saore Shore-HärteShore hardness

ButylkautschukButyl rubber 61,461.4 Ruß IT 330 (ASTM)Carbon black IT 330 (ASTM) 31,031.0 Zinkoxidzinc oxide 3,03.0 StearinsäureStearic acid 0,40.4 ParaffinölParaffin oil 1,81.8 Schwefelsulfur 1,21.2 TetramethylthiuramdisulfidTetramethylthiuram disulfide 0,60.6 N-Methylpiperazyl-Benzo-N-methylpiperazyl-benzo- thiazyldisulfidthiazyl disulfide 0,60.6

Anvulkanisation nach Mooney bei 140 G Vulkanisation 161°C/3O min Spannungswert 300 fo Festigkeit Dehnung Elastizität Shore-HärteScorch according to Mooney at 140 G Vulcanization 161 ° C / 3O min Tension value 300 fo Strength Elongation Elasticity Shore hardness

100,0100.0

minmin

kp/cm'1 kp / cm ' 1

kp/cm^kp / cm ^

Shore AShore A

Beispiel 9 Anwendung in Äthylenpropylen-Kautschuk (EPDM) Example 9 Application in ethylene propylene rubber (EPDM)

Äthylenpropylen-Kautschuk 45,0 Ruß Έ 550 (ASTM) 36,0Ethylene propylene rubber 45.0 Carbon black Έ 550 (ASTM) 36.0

Zinkoxid 2,2Zinc oxide 2.2

175175

660660

409818/1190409818/1190

- 12 -- 12 -

naphtenisches Weichmacherölnaphthenic emollient oil

StearinsäureStearic acid

Schwefelsulfur

MercaptobenzothiazolMercaptobenzothiazole

N-Methylpiperazyl-Benzothlazyldisulfid N-methylpiperazyl benzothlazyl disulfide

Dipentamethylenthiuramtetraaulfid Dipentamethylene thiuram tetraulfide

TellurdiathyldithiokarbamatTellurium diethyl dithiocarbamate

Anvulkanisation nach Mooney bei 1600CScorch according to Mooney at 160 ° C

Vulkanisation 158°C/2O min Spannungswert 200 i> FestigkeitVulcanization 158 ° C / 2O min. Tension value 200 i> strength

Dehnungstrain

Elastizitätelasticity

Shore-HärteShore hardness

o.z.o.z. 29 47829 478 13,513.5 7,27.2 22521242252124 0,70.7 111111 0,70.7 HOHO 0,70.7 300300 0,50.5 4040 0,350.35 7575 0,350.35 100,00100.00 ML-tp- minML-tp- min kp/cmkp / cm kp/cmkp / cm 9696 iook °Shore A° Shore A

409818/1190 - 1-3 -409818/1190 - 1-3 -

Claims (4)

PatentansprücheClaims 1. Verbindungen der Formel I1. Compounds of formula I in der R einen gegebenenfalls in 2-Stellung durch Hydroxylgruppen oder Cyanogruppen substituierten Allcylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.in the R one optionally in the 2-position Hydroxyl groups or cyano groups substituted alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms. 2. Verbindung der Formel I, in der R eine Methylgruppe bedeutet.2. Compound of the formula I in which R is a methyl group. 3. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen gemäß Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man stöchiometrische Mengen von Mercaptobenzthiazol, einem Piperazin der Formel II3. Process for the preparation of compounds according to Claims 1 or 2, characterized in that stoichiometric amounts of mercaptobenzothiazole, a piperazine of the formula II H-ITN-R (II),H-ITN-R (II), in der R die gleiche Bedeutung wie in Formel I hat, und Schwefeldichlorid zur Umsetzung bringt.in which R has the same meaning as in formula I, and brings sulfur dichloride to the reaction. 4. Verwendung von Verbindungen gemäß Anspruch 1 oder ^, als Vullcanisationshilfsmittel.4. Use of compounds according to claim 1 or ^, as a curing aid. Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG-Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG- 409818/1190409818/1190
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