DE2323466A1 - Vulkanisierbare kautschukmasse - Google Patents
Vulkanisierbare kautschukmasseInfo
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-
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/43—Compounds containing sulfur bound to nitrogen
Description
betreffend:
"Vulkanisi erbare Kaut schul-naas se "
Die Erfindung betrifft eine vulkani si erbare Kautschukiaasse,
die zur Herstellung von Kautschukmaterialicn mit
einer ausgezeichneten Stabilität gegenüber einem vorzeitigen Vulkanisieren bzw. Verbrennen (scorching) und Alterungsbeständigkeit
in der Hitze geeignet ist.
Die Alterungsbeständigkeit in der Hitze von Kautschukmaterialien
wurde bisher verbessert durch Anwendung kleiner Mengen von Schwefel und einem Vulkanisationsbeschlouniger,
-wie Benzothiazylsulfenainid in einer größeren Menge als
sie üblicherweise als Vulkanisationsbeschleuniger verwendet wird· Ein derartiges System besitzt jedoch eine
geringe Vulkahisationsgeschwindigke.it und neigt dazu, den entstehenden vulkanisierten Kautschuk zu verunreinigen.
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Es ist außerdem bekannt, um den oben angegebenen Zweck «
zu erreichen, Schwefel ganz oder teilweise durch Schwefeldonatoren
oder organische Schwefelverbindungen zu ersetzen,
die mit Kautschuk umgesetzt werden können. Z.B. .^ ist ein Verfahren bekannt, wonach Kautschuk unter Verwendung
von Tetramethylthiuramdisulfid oder Dithiol ohne Verwendung
von Schwefel vulkanisiert wird. Diese Verbindungen neigen
Jedoch dazu, zu einer vorzeitigen Härtung bzw. Vulkanisation zum Anvulkanisieren oder Verbrennen oder zum Ausblühen
bei der Verarbeitung und Formung des Kautschuks zu führen. Von den üblichen organischen Schwefeldonatoren
ist Ν,Ν'-Dithiomorpholin am v/irksamsten gegen ein vorzeitiges
Härten und Anvulkanisieren. Bei den vulkanisierten Kautschukmassen, enthaltend Ν,Ν'-Dithiomorpholin bestehen
jedoch noch verschiedene Probleme die verbessert werden müssen. Das Ν,Ν'-Dithiomorpholin besitzt die chemische
Formel:
CH2-CH2 CH2-CH2
"^-S-S-N^
CII2-CH2 CH2-CII2
während die erfindungsgemäß verwendete Sulfenamidverbiiidung
eine Gruppe X besitzt, die ein Kohlenwasserstoffrest,
Alkyläther odqr sekundärer Alkohol mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe der allgemeinen Formel:
_ 3 _ 309847/0909
-11"-C-O-R' -0-C-R"- , -R"-0-C-R' -C-O-R"- .
I III
-R"-C-N-R'-N-C-R"-oder -R1^N-C-R'-C-N-R"-
OHHO H
Il 1 I
0 OH
ist,zwischen benachbarten Schwefelatomen und eine typische
ßulfenamidverbindung ist z.B. 1,4—Bis(morpholinthio)benzol
der Formel:
CH2-CH2 .CH2-CH2
<H2-CH>S^S-N<C,12-CH>
Es ist "bisher nicht bekannt, daß derartige Sulfenamidverbindungen
viirksam sind als Vulkanisationsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger oder Stabilisatoren.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vulkanisierbare Kautschukmasse zu entwickeln, die geeignet ist zur
Herstellung von Kautschukmaterialien mit einer ausgezeichneten Stabilität gegen ein vorzeitiges Anvulkanisieren
und Alterungsbeständigkeit in der Hitze.
Die Erfindung betrifft vulkanisierbare Kautschukmassen, die zur Herstellung von Kautschukmaterialien mit einer ausgezeichneten
Stabilität gegen Anvulkanisieren und Alterungsbeständigkeit in der Hitze geeignet sind, umfassend Kautschuk
Rohmaterial und eine SuIfenamidverbindung der allgemeinen
SOrmel:
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E3
u-s-x-s-u' (ι)
Ά2 4
in der X einen Rest bedeutet aus der Gruppe von Kohlenwasserstoffresten,
Alkyläthern und sekundären Alkoholen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen und Resten der allgemeinen
Formeln:
-R"-C-O-R'-O-C-R"-, -R"-O-C-R'-C-O-R"-,
« Il Il Il ο ο oo
-R"-C-N-R'-N-C-R"- und -R"-N-C-Rf-C-N-R"-OH
HO HO OH
wobei R' einen Kohlenxvasserstoff- oder Alkylätherrest
mit 0 bis 20 Kohlenstoffatomen und R" einen Kohlenwasser-Stoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet und
R„, R0, R2 und R, gleich oder verschieden sein können
und jeweils einen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen
oder ein Wasserstoffatom bedeuten oder Rx. und
R2 und/oder R, und R1, über das Stickstoffatom in der
allgemeinen Formel I einen Ring bilden, wobei heterocyclische Ringe mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen entstehen.
Die Erfindung betrifft besonders eine vulkanisierbare Kautschukmasse, enthaltend 100 Gew.-Teile Kautschuk-Rohmaterial
und mindestens 0,2 Gew.-Teile der SuIfenamxdverbxndung der oben angegebenen allgemeinen Formel I und mindestens
0,1 Gew.-TeileSchwefel oder organisch gebundenen Schwefel.
309847/0909 ~ 5 "
Die obere Grenze für den Gehalt an der erfindungsgemäß
verwendeten Sulfenamidverbindung und an Schwefel oder * organisch gebundenem Schwefel sind nicht besonders be- ^
grenzt. Geeignete Bereiche, in denen die Sulfenamidverbindung und der Schwefel oder die organ!sehe Schwefelverbindung
praktisch verwendet werden, können natürlich bestimmt werden in Abhängigkeit von dem Zweck der Verbesserung der
Stabilität gegen ein Anvulkanisieren, den Vernetzungseigenschaften, der Alterungsbeständigkeit in der Hitze der
Kautschukmasse. Wenn die erfindungsgemäße Sulfenamidverbindung zusammen mit Schwefel oder einer organischen Schwefelverbindung
mit dem rohen Kautschuk verarbeitet wird und die entstehende vulkanisierbare Kautschukmasse vulkanisiert wird,
können Kautschukmaterialien mit einer besonders verbesserten Stabilität gegen Anvulkanisieren und einer-ganz ausgezeichneten
Alterungsbeständigkeit in der Hitze erhalten werden.
Wie oben beschrieben, sind Kautschukmaterialien, die aus
der erfindungsgemäßen Kautschukmasse hergestellt worden sind, aufgrund ihrer ausgezeichneten Stabilität gegen ein
Anvulkanisieren und Alterungsbeständigkeit in der Hitze geeignet als Kautschukmaterialien für Reifen und andere
industrielle Verwendungszwecke.
Die Zeichnung stellt eine Vulkanisationskurve dar, die die Vulkanisationseigenschaften J gemessen mit Hilfe eines
oszillierenden Scheibenrheometers (Monsanto Co.) der
erfindungsgemäß mit Hilfe der Sulfenamidverbindung hergestellten Kautschukmasse zeigt.
Auf der Ordinate ist die Drehkraft entsprechend der Vernetzungsdichte oder dem Modul des vulkanisierten Kautschuks angegeben
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und EMT ist die maximale Drehkraft. Auf der Abszisse ist die Zeit angegeben und T0 ist die Zeit in Minuten, die
erforderlich ist, bis die Drehkraft gegenüber der minimalen Drehkraft um zwei Einheiten zugenommen hat und TgQ
die Zeit in Minuten, die erforderlich ist, bis die Drehkraft einen Wert von 90 % des Maximalwertes erreicht.
Bei der erfindungsgemäß verwendeten Sulfenamidverbindung
der allgemeinen Formel:
x3
N-S-X-S-N (I)
bedeutet die Gruppe X einen Kohlenvrasserstoffrest (A), einen
Alkylätherrest (B) oder einen sekundären Alkoholrest (0) mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einen Rest
der allgemeinen .Formeln:
-R1^C-O-R'-O-C-R"- (D),
0 0
-R"-O-C-R!-C-O-R11- (E),
Il Il ο ο
■R"-C-N-R'-K-C-R11- (F) oder
■ I., l\ l\ 1Ί
Π i.
-11"-N-C-R1-C-N-R11- (G)
I I! I I
Ii 0 0 H - ? -
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wobei R' einen Kohlenwasserstoffrest oder einen Alkylätherrest
mit 0 "bis 20 Kohlenstoffatomen und R" einen Kohlenwasserstoffrest
mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet und R., R2, R, und R^ gleich oder verschieden sein
können und jeweils einen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis · 10 Kohlenstoffatomen oder ein Wasserstoffatom bedeuten oder
Rx. mit Rp und/oder R^ mit R2^ jeweils zusammen mit dem Stickstoffatom
der allgemeinen Formel I einen Ring bilden, wobei heterocyclische Ringe mit 5 bis 7 Gliedern
gebildet v/erden, enthaltend Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und/oder Sauerstoffatome.
Der Kohlenwasserstoffrest (A) mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen umfaßt Reste von Äthan, Propan, Butan, Pentan,
Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Undecan und Dodecan, Reste von Cyclohexan und dessen Derivaten, Reste von Benzol,
Naphthalin und deren Derivaten und Reste von Aralkyl-kohlenwasserstoffen,
wie p-Xylol usw. Dabei sind Reste von Äthan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Octan, Decan,
Benzol, Naphthalin und p-Xylol besonders "bevorzugt.
Der Alkylätherrest (B) mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen
umfaßt Reste von Dimethyläther, Diäthyläther, 1,2-Diäthoxyäthan,
Diäthylformal und Diisopropyläther. Dabei sind Reste von Diäthyläther, Diäthylformal, Diisopropyläther
und 1,2-Diäthoxyäthan besonders bevorzugt.
Der sekundäre Alkoholrest (0) mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen umfaßt Reste von 2-Propanol u.a.
Die Sulfenamidverbindungen der allgemeinen Formel I, bei
denen die Gruppe X einen Rest (A), (B) oder (C) bedeutet, können nach üblichen bekannten Verfahren hergestellt werden.
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D.h. ein entsprechendes Dithiol wird mit einem Halogenierungsmittel,
wie gasförmigem Halogen oder N-ChIorsuccinimid
in einem Lösungsmittel, wie wasserfreiem Benzol oder ·
Toluol,umgesetzt und das entstehende SuIfenylehlorid
wird mit einem primären oder sekundären Amin umgesetzt.
Die Sulfenamidverbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen die Gruppe X einen Rest der allgemeinen Formel:
C-O-R1-O-C-R"- (D)
0 0
bedeutet, v/erden auf die folgende Weise hergestellt. Ein zweiwertiger Alkohol der allgemeinen ,Formel EO-R1-OH wird
umgesetzt mit einer Mercaptancarbonsäure der allgemeinen
Formel HS-R1'-COOH, das entstehende Dithiol wird umgesetzt
mit einem Halogenierungsmittel und das entstehende SuIfenylchlorid waiter umgesetzt mit einem primären oder
sekundären Amin.
Der bei der obigen Reaktion eingesetzte zweiwertige
Alkohol kann u.a. Ä'thylenglykol, Propylenglykol, Butandiol,
Pentandiol, Neopentylglykol, Hexylenglykol, Diäthylen-
formal, Dipropylenglykol, Triäthylenglykol, Methylpropylpropandiol,
1,4-Cyclohexandiol, p-Xyloldiol,
1,10-Decandiol oder 1,12-Dodecandiol sein. Die Mercaptan-
carbonsäure umfaßt Thioglykolsäure, Thiopropionsäure
und o-Thiosalicylsäure Von diesen Verbindungen sind als
zweiwertiger Alkohol Äthylenglykol, Propylenglykol,
Butandiol, Pentandiol, Neopentylglykol, Hexylenglykol,
Dipropylenglykol und Triäthylenglykol und als Mercaptancarbon-
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säure Thioglykolsäure und Thiopropionsäure besonders "bevorzugt.
Die Sulfenamidverbindung der allgemeinen Formel I, bei
der die Gruppe X den Rest der allgemeinen Formel:
C-B1-C-O-R11- I! Ii
0 0
bedeutet, kann auf die folgende Weise hergestellt werden: Eine zweibasische Carbonsäure, wie Oxalsäure, Malonsäure,
Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure,
Terephthalsäure oder Itaconsäure, ein Säurehaiogenid
oder ein Diester einer dieser Säuren oder ein Garbonsäureanhydrid,
wie Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid oder Cyclohexan-i^-dicarbonsäureanhydrid,
wird umgesetzt mit einer Verbindung, die sowohl eine Thiolgruppe
als auch eine Hydroxylgruppe besitzt, wie 2-Mercaptoäthanol, wobei ein Dithiol entsteht. Das entstehende
Dithiol wird mit einem Halogenierungsmittel umgesetzt,
um ein Sulfenylchlorid herzustellen, das weiter mit einem primären oder sekundären Amin zur Reaktion gebracht wird.
Bei dieser Reaktion werden als zweibasische Carbonsäuren Säurehalogenide oder Diester, vorzugsweise Oxalsäure,
Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure oder Terephthalsäure, deren Halogenide oder Diester verwendet.
Als Carbonsäureanhydrid ist Phthalsäureanhydrid bevorzugt.
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Die SuIfenamidverbindung der allgemeinen Formel I, in
der die Gruppe X einen Rest der allgemeinen Formel:
_Ε"-0-Ν-Ε'-K-C-E"- (F)
OH HO
bedeutet ,· kann auf die folgende Weise hergestellt werden:
Ein zweiwertiges Amin wie Äthylendiamin, 1Lrimethylendiamin,
Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, Bis(2-aminoäthyl)äther,
ΪΤ,Ν'-Bisaminopropylpiperazin, Phenylendiamin,
Benzidin, 4,4'-Methylendianilin, o-Tolidin,
3,3'-Dichlorbenzidin, 3 5 3'-Dichlor-4,4'-diaminodiphenylmethan,
4,4'-Diaminodiphenyläther, 2,4-Toluoldiamin
oder 1,3-Xylyloldiamin, wird umgesetzt mit einer Chlorcarbonsäure,
wie Chloressigsäure, a-Chiorpropionsäure,
ß-Chlorpropionsäure, iJ-Chlorvalerianöäure und Ammoniumrhodanat
und das entstehende Produkt wird unter Bildung eines Dithiols hydrolysiert. Das entstehende Dithiol wird
umgesetzt mit einem Halogenierungsmittel zur Herstellung eines Sulfenylchlorids, das weiter mit einem primären oder
sekundären Arain umgesetzt wird. Als zweiwertige Aminoverbindung, die für die oben angegebene Reaktion verwendet
v/erden kann, sind Äthylendiamin, Hexamethylendiamin,^
4,4'-Methylendianilin und 3,3'-Dichlor-4,4l-diaminodiphenylmethan
besonders bevorzugt und als Chlorcarbonsäure sind oc-Chlorpropionsäure und ß-Chlorpropionsäure
besonders bevorzugt.
Die SuIf enamidverbindung der allgemeinen Formel I, in der
die Gruppe X einen Rest der allgemeinen Formel:
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-R"-N-C-R'-C-N R"- (G)
H.O OH
bedeutet, wird auf die folgende Weise hergestellt: Ein Säurehalogenid oder ein Diester zweibasischer
Carbonsäuren, wie Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Haleinsäure,
Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Itaconsäure wird umgesetzt mit einer Verbindung,
die sowohl eine Thiolgruppe als auch eine Aminogruppe besitzt, wie 2-Mercaptoäthylamin, um ein
Dithiol herzustellen. Das entstehende Dithiol wird umgesetzt mit einem Halogenierungsmittel, um z.B. ein
Sulfenylchlorid herzustellen, das weiter mit einem primären
oder sekundären Amin umgesetzt wird. Als zweibasische Carbonsäur© für die oben angegebene Reaktion sind
Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure besonders bevorzugt.
Die Gruppen R., R~, R7 und R^, die Kohlenwasserstoffreste
mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoffatome bedeuten* umfassen Reste von Äthan, Propan, Butan, Pentan,
Hexan, Cyclohexan und deren Derivate Benzylgruppen und Wasserstoffatome. Dabei sind Reste von Athan, Propan,
Butan, Cyclohexan und Benzol besonders bevorzugt.
Die heterocyclischen Ringe mit 5 bis 7 Gliedern, bestehend
aus Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und/oder Sauerstoffatomen, die durch die Reste R^ und R0 und/oder
R, und R^ gebildet werden, umfassen Morpholin-, Dimethyl- morpholin-j-Pyrrolidir$rl-,Piperidin-5
2-Pipecolyl·-, Pyrrolyl-,
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Carbazolyl-, 6-Äthoxy-2,2,4~trimethyl-1, 2-dihydrochinolyvt-,
Phenothiazyl-, Imidazolyl-, Benz imidazo IyI-,
Phthalimide»-, Succinimido-, Maleinimido- undu-Caprolactamgruppen.
Dabei sind die Morpholin-, Dimethylmorpholin-, ν·
Garbazolyl-, Phenothiazyl-, Phthalimido-, Succinimido-, Maleimido- und 6-Caprolactamgruppe besonders bevorzugt.
Die Sulfenamidgruppe wird' erfindungsgemäß mit dem Kautschuk-Rohmaterial
allein oder zusammen mit Schwefel oder einer organischen Schwefelverbindung vermischt. Bei der
praktischen Herstellung von Kautschukmaterial kann das Vulkanisationsmittel zusammen mit üblicherweise angewandten
Hilfsmitteln (compounding agents), wie Vulkanisationsaktivatoren, Beschleunigern, Füllstoffen, Glättungsmitteln,
Weichmachern, Antioxidantien und anderen Verarbeitungshilfen eingearbeitet werden. In diesem Falle kann das
Vulkanisationsmittel im Gemisch mit den üblicherweise verwendeten Zusätzen verwendet oder nach dem Vermischen
aller anderen Zusätze eingeknetet werden.
Der Ausdruck "Kautschuk-Rohmaterial", wie er hier verwendet wird, umfaßt vulkanisierbare Kautschukarten,
wie natürlichen Kautschuk, Styrol-Butadien-Copolymer-Kautschuk,
Polybutadienkautsch.uk, Polyisoprenkautschuk, Nitrilkautschuk, GhIoroprenkautschule, Butylkautschule
und Äthylen-Propylen-Terpolymer sowie deren Gemische.
Die ßulfenamidverbindung wird erfindungsgemäß in das Kautschuk-Rohmaterial
in einer Menge von mindestens 0,2 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des rohen Kautschuk:-Rohmaterials
eingearbeitet. Wenn eine geringere Menge als 0,2 Gew.-Teile verwendet wird, tritt keine Wirkung als Vulkanisations-
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mittel auf und die erfindungsgemäßen Ziele können nicht _ ·
erreicht v/erden. Die obere Grenze für die einzuarbeitende ■
Menge ist nicht besonders begrenzt; aber sogar wenn mehr als 15 Gew.-Teile der SuIfenamidverbindung eingearbeitet
werden, kann keine Vulkanisationswirkung über ein bestimmtes Ausmaß hinaus erwartet werden. Folglich wird die Sulfenamidverbindung
üblicherweise in Mengen von 0,2 bis 15 Gew.-!eilen,
vorzugsweise 1,0 bis 8,0 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des rohen Kautschukmaterials eingearbeitet.
Wenn die erfindungsgemäße SuIfenamidverbindung zusammen mit
Schwefel oder einem organischen schwefelhaltigen·Vulkanisationsmittel
verw.endet wird, beträgt die Menge an Schwefel oder organischer Schwefelverbindung 0,1 bis 6,0 Gew.-Teile,
vorzugsweise 0,2 bis 4,0 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Kautschukrohmaterials. Wenn eine vulkanisierbare Kautschukmasse
hergestellt wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen SuIfenamidverbindung zusammen mit der oben angegebenen
Menge an Schwefel oder organischem schwefelhaltigem Vulkanisationsmittel
und diese Masse vulkanisiert wird, können Kautschukiaaterialien mit einer besonders verbesserten Beständigkeit
gegen ein Anvulkanisieren bzw. Verbrennen und einer ausgezeichneten Alterungsbeständigkeit in der Hitze
erhalten werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden. Beispiele näher
erläutert.
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173 g p-Aminobenzolsulfonsäure wurden in einer 2n wäßrigen /
CO-^-Losung gelöst und 250 g konz. HCl zugegeben und
2^
dann die Temperatur auf ungefähr 5°C erniedrigt. Anschließend wurden 350 cnr einer 20%igen wäßrigen NaNOp-Lösung unter
Kühlen zugetropft und anschließend 30 Hinuten weiter
gerührt. Die entstehende Diazοverbindung wurde mit Unterdruck
filtriert und mit kaltem Wasser und anschließend mit kaltem Methanol gewaschen. Darm wurde aus dieser Verbindung
eine 30%ige Methanollösung hergestellt und diese zu einer 30%igen KpS-Methanollösung bei 30 bis 400O nach
und nach unter Rühren zugegeben, wobei die Entwicklung von Stickstoffgas beobachtet wurde. Nach Abschluß der Stickstoffentwicklung
wurde die entstehende Lösung filtriert und der Rückstand mit Methanol gewaschen, wobei man p-Sulfenylkalium-Kaliumbenzolsulfonat
erhielt. Anschließend wurde das erhaltene p-Sulfenylkalium-Kaliumbenzolsulfonat
pulverisiert und anschließnd 138>1 g (0,52 Mol) des
entstehenden Pulvers in einen Kolben gegeben und 130. g
(0,64 Mol) PCIc nach und nach unter Rühren zugegeben. Der Kolben wurde mit einem Rückflußkühler versehen und die
entstehende Lösung 30 Minuten auf 10O0C gehalten· Das als
Nebenprodukt entstehende POGl- wurde entfernt und der
Rückstand mit Chloroform extrahiert. Dann wurde p-Mercaptobenzolsulfurylchlorid
aus der Chloroformschicht gewonnen. 100 g (0,48 Mol) des so erhaltenen p-Mercaptobenzolsulfonylchlorids
wurden in einen Kolben gegeben und 900 g (3»0 Mol) einer 33%igen wäßrigen H2SO^-Losung zugegeben und 150 g Zn-Amalgam
bei Raumtemperatur unter Rühren zugegeben. Die entstehende
Lösung wurde 6 Stunden unter Rückfluß erhitzt und über Nacht stehen gelassen· Dann wurde ein Gemisch aus
Dithiolkristallen und Zinkpulver in wäßriger NaOH-Lo sung ge-·
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löst und das Zinkpulver abfiltriert und abgetrennt und das Filtrat in überschüssige wäßrige HCl-Lösung ge- v '
gössen, wobei die Dithiolkristalle ausfielen. Die ent- \
stehenden Kristalle wurden abfiltriert und mit Wasser gewaschen,
wobei man 1,4—Benzoldithiol erhielt.
B) Synthese von 1,4-Bis(morpholinothi>o)benzol aus 1,4—Benzoldithiol
4-7 S (0,334 Mol) 1,4-Benzoldithiol wurden zu einer 30%igen
Lösung in Benzol gelöst und die entstehende Lösung zu einer Lösung von 91 g (0,674 Mol) N-ChIorsuccinimid in 300cnr
wasserfreiem Benzol bei einer Temperatur unter 100G zugetropft.
Die entstehende Sulfenylchloridlösung wurde von dem als Nebenprodukt entstehenden Succinimid abgetrennt und
118 g (0,674 Mol) Morpholin bei einer Temperatur unter 1O°C zugetropft. Das als Nebenprodukt entstehende Morpholinhydrochlorid
wurde abfiltriert und das Filtrat destilliert, um das Benzol zu entfernen, wobei man rohe Kristalle von
1,4-Bis(morpholinothio)benzol erhielt. Diese rohen
Kristalle wurden aus Äthanol uiiikristallisiert und gereinigt.
Die gereinigten Kristalle besaßen einen Schmelzpunkt von 95°Q· Die Ausbeute betrug 70 %. Sie wurden durch das
NMR- und Iß-Spektrum und die Elementaranalyse als 1,4-Bis-(morpholinothio)benzol
identifiziert.
Synthese von 1,10-Bis(phthalimidothio)decan
32,3 6 (0,243 Mol) N-ChIorsuccinimid wurden in 150 cnr wasserfreiem
n-Pentan . gelöst und dann 25 g (0,121 Mol) 1,10-Decanthiol
bei Ü bis 5°C unter Rühren zugetropft. Nach vollständiger
- 16 309847/0909
Umsetzung wurde das als Nebenprodukt gebildete Succinimid :
abfiltriert und das Filtrat zu einer Lösung von 120 cur Di- ·'
methylformamid,35,75 g (0,243 Mol) Phthalimid und
33,13 g (0,328 Mol) Triäthylamin innerhalb von 30 Minuten ■
zugetropft. Nach vollständiger Umsetzung wurde die entstehende Lösung in 2 1 kaltes V/asser gegossen, wobei
Kristalle von 1,iO-Bis(phthalimidothio)decan|auafielen.
Dann wurden diese Kristalle aus Benzol umkristallisiert. Es wurde durch das NMR- und ΙΕ-Spektrum und die Elementaranalyse bestätigt, daß diese Kristalle 1,10-Bis(phthaliminothio)decan
waren.
Synthese von Äthyl en-di-ß-(morpholinothio)propionat
Ein Kolben wurde beschickt mit 129,5 g (1,22 Mol) ß-Mercaptopropionsäure,
25,22 g (0,407 Mol) Äthylenglykol und 7,97 g (0,081 Mol)ikonz. H2SO^ und die entstehende
Lösung 3 Stunden bei 11O°G weitergerührt. Die Lösung wurde
mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von NaIiCO7 neutralisiert
und mit Benzol extrahiert. Der Benzolauszug wurde mit Wasser gewaschen und über MgSO^ getrocknet und anschließend
destilliert, wobei man Äthylen-di-ß (mercapto)propionat
(145 bis 150°C/1 mm Hg) erhielt. Das entstehende Äthylendi-ß(mercapto)propionat
wurde jsulferiylchloriert und mit Morpholin umgesetzt, auf die in Herstellungsbeispiel 1
beschriebene Weise, wobei man Äthylen-di-ß(morpholinothio)-pröpionat
erhielt.
Synthese von Di-ß(morpholinothio)äthyladipat
50 g (0,273 Mol) Adipinsäurechlorid wurden zu 48 g (0,55 Mol)
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2-Mercaptoäthanol bei O bis ^0C in einen Sticksloffstrom
unter Rühren zugetropft. Anschließend wurde die Temperatur
nach und nach auf 40°G erhöht und die Reaktion vervollständigt, Das Reaktionsprodukt wurde mit Benzol extrahiert, mit Wasser
gewaschen, über MgSO^ getrocknet und destilliert, wobei man
Di-ß-mercaptoäthyladipat (147°C/1 mm Hg) erhielt. Das entstehende Di-ß-mercaptoäthyladipat wurde sulfenyl- /
chloriert und umgesetzt mit Morpholin auf die im Herstellungsbeispiel 1 beschriebene Weise, wobei man Di-ß-(morpholinothio)äthyladipat
erhielt.
Zu 100 Teilen natürlichem Kautschuk oder SBR-15OO (Emulsionspolymerisation; Styrol-Butadien-Gopolymer, enthaltend
23,5 % Styrol) wurden 1,4-Bis(morpholinothio)benzol und
andere Zusätze in der in der folgenden Tabelle I angegebenen Menge eingearbeitet. Die entstehende Kautschükmasse
wurde vulkanisiert. Zum Vergleich wurde das oben angegebene Beispiel wiederholt mit der Ausnahme, daß kein 1,4-Bis(morpholinothio)benzol
verwendet wurde. Die Vulkanisationseigenschaften wurden für Jede Kautschukmasse bestimmt, wobei man die in
Tabelle I angegebenen Ergebnisse erhielt.
- 18 -
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Versuch Nr. | 1 | 2 | - | 4 | 5 | 6 | - | 323 | |
100 | |||||||||
Rezeptur (Teii) | 3 | ||||||||
Natürlicher Kautschuk | 100 | 100 | - | 4?0 | |||||
SBR-1500 | _ | 100 | 2,0 | ||||||
100 | |||||||||
co O |
ZnO | 4,0 | 4,0 | _ | 4,0 | 0,8 | |||
CD | Stearinsäure | 2,0 | 2,0 | 2,0 | (Vergleich Nr. ) 1 | ||||
OO | * | 4,0 | |||||||
■Ρ- | Beschleuniger | 0,8 | 0,8 | 2,0 | 0,8 | 100 | |||
■»J | 1,4-Bis(morpholino- | 4 0 | 8 0 | 4 0 | _ | 4,0 | |||
O | thio)benz öl | H-,U | 0,8 | Mu | 5,0 | ||||
(O | Ergebnis:Rheometer(18O0C) | 12 0 | 4,0 | ||||||
O (D |
Minimale Drehkraft | 2,0 | 2,0 | 4,0 | 2,0 | ||||
RiMT | 19,5 | 21,0 | 47,1 | ||||||
T2 (min.) | 15,0 | 20,0 | 2,0 | ■ 6,0 | 0,8 | ||||
vulkani-· . siert |
vulkani.--. siert |
21.0 | vulkani- '. siert |
||||||
32,0 | |||||||||
siert | |||||||||
2,0 | |||||||||
2,0 | |||||||||
>60 | |||||||||
nicht vulkani- ' siert |
|||||||||
>60 ■ M | |||||||||
nicht vul kani- siert |
N-Oxydiäthylene-2-benzothiazol - sulfenamid
Wie aus Tabelle I hervorgeht, führen die Vergleichs- ,
beispisle, die kein 1,4-Bis(morpholinothio)benzol enthalten,
nicht zu Vulkanisaten, während eine deutliche Erhöhung des Wertes für die Drehkraft sich in den Beispielen 1 bis 4
zeigt, die 1,4-Bis(morpholinothio)benzol enthalten. Daraus geht deutlich hervor, daß 1,4-Bis(morpholinothio)~
benzol die Wirkung als Vulkanisationsmittel für Kautschuk gut erfüllt.
Die zugegebene Henge 1,4-Bis(morpholinothio)benzol beeinflußt
den KMT-Wert, der der Vernetzungsdichte oder dem Modul der Kautschukmasse entspricht und der RMT-Wert
steigt mit zunehmender Menge der Verbindung von 4 bis 8 !Teilen, aber die Wirkung der Zugabe der Verbindung bleibt
unverändert, selbst wenn die Menge auf 12 Teile gesteigert wird. Andererseits neigt T2 dazu, größer zu werden,
mit einer größeren Menge.
BeisOiel 2
Zu 100 Teilen natürlichem Kautschuk wurde 1,4-Bis(morpholinothio)benzol
oder ein Gemisch dieser Verbindung mit Schwefel oder Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD) als organische
schwefelhaltige Verbindung in einer in der folgenden Tabelle II angegebenen Menge eingearbeitet. Die entstehende Kautschukmasse
wurde vulkanisiert. Zum Vergleich wurde das oben angegebene Verfahren wiederholt mit der Ausnahme, daß nur
TMTD als Vulkanisationsmittel zugegeben wurde. Die Vulkanisationseigenschaften wurden für jede Kautschukmasse
gemessen. Man erhielt die in Tabelle II angegebenen Ergebnisse.
- 20 -
309847/0909
co O CD CO
CD CD O (D
I Versuch Nr. |
1 | 2 | Ξ | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 j 10 | 11 | 12 | 100 S 2 1 0,4 |
100 5 ' 2 1 1,0 |
100 5 2 1 2,0 |
13 | 14 ' |
Rezeptur (Teils) Natürlicher Kautschuk ZnO Stearinsäure Beschleuniget 1,4- B.s(morpholino- thio)benz-ol Schwefel Organisches *2 S?fe'?!elEäkanisa- |
100 5 2 1 4 |
100 5 2 1 4 0,2 |
100 5 2 1 4 0,4 |
100 5 2 .1 4 0,6 |
100 5 2 1 4 0,8 |
100 5 2 1 4 1,2 |
100 5 2 1 4 1,6 |
100 5 2 1 4 2,0 |
(,Vergleich-Nr. ) | 4 22 3 11 |
5 35 2 7 |
6 51 1 6 |
100 5 2 • 4 -1 |
(Ver- -- gleich^ |
||
Eretnis: Rh.eometer(lSO°C) Minimale Drehkraft RMT Ti (min.) T90 (min.) |
2 20 54 80 |
2 34 55 80 |
2 42 36 SS |
2 50 28 47 |
2 57 26 41 |
2 61 20 34 |
2 68 20 29 |
2 72 18 26 |
100 5 2 1 1 0,2 |
5.0 42.0 15 28 |
100 5 2 1 |
|||||
4 15 6 20 |
6.0 40 3 . 6 |
*1
*2 TMTD
CJ CO
Bei den Versuchen Nr. 1 bis 8 ist QJ2* gemessen mit einem
Rheometer, sehr hoch. Das zeigt, daß die Stabilität gegen ' das Anvulkanisieren hoch ist. Außerdem ist ^, selbst
wenn die Menge an Schwefel, die zusammen mit 1,4-Bis(morpholinothio)benzol
verwendet wird, von 0,2 auf 2,0 Teile zunimmt, sehr lang und das zeigt die "hohe Stabilität gegen
ein Anvulkanisieren, verglichen mit den Vergleichsversuchen 9 bis 12, bei denen nur Schwefel als Vulkanisationsmittel
verwendet wird. Ferner ist, wie aus Versuch 13 und dem Vergleichsversuch 14 hervorgeht, die Stabilität
gegen das Anvulkanisieren wesentlich besser, wenn TMTD zusammen mit 1,4-Bis(morpholinothio)benzol als Vulkanisationsmittel
verwendet wird.
Aus den Ergebnissen der Beispiele 1 und 2 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Sulfenamidverbindungen selbst
als Vulkanisationsmittel für Kautschuk dienen können, aber man eine besonders stark verbesserte Stabilität i^egen
das Anvulkanisieren und eine hohe Vernetzungsdichte erreicht, wenn sie zusammen mit Schwefel oder einer organischen
Schwefelverbindung verwendet werden.
In natürlichen Kautschuk wurden übliche Zusätze eingearbeitet und 17 verschiedene Sulfenamidverbindungen nach der Erfindung
zugegeben. Die Wirkung der Zugabe dieser Verbindungen wurde mit Hilfe eines oszillierenden Eheometers (Monsanto Co.)
bei einer Temperatur von 1500O gemessen, wobei man die in der folgenden Tabelle III angegebenen Ergebnisse erhielt.
TABELLE III: .
— 22 — 309847/0909
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 1 | 2 | 3 | -gleich | 100 | 100 | |
. Versuch Nr. | (Ve: | Kr.) | 45 - | 45 | |||||||||||||||||||
5 | 5 | ||||||||||||||||||||||
Rezeptur | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 1,5 | 1,5 | |||
Natürlicher Kautschuk | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 - | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 2 | 2 | |||
ISAF Ruß | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | S | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | 6 | |||
ZnO | 1,: | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | i'.s | 1,5 | -1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2 | ||||
Beschleuniger
*2 Antioxidans |
2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 4 | ||||
Steari-nsäure | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | |||||
Aromatisches Öl | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 1 | |||||
Schwefel | |||||||||||||||||||||||
Organisches Schwefelvulkanr- | |||||||||||||||||||||||
sationsaittel | 4 | ||||||||||||||||||||||
1-, 10 -Bis (morpholinothio)
decan |
A | ||||||||||||||||||||||
l.lO-BisCN.N'-diethylamino- | ** | ||||||||||||||||||||||
thio)decan | M | ||||||||||||||||||||||
1,10-Bis CN1N'-dicyclohexyl- | 4 | ||||||||||||||||||||||
aminothio)decan | 4 | ||||||||||||||||||||||
1,10- Ssfphthaliininothio)
decan |
4 | ||||||||||||||||||||||
1,10- BisCsucciniininothio)
decan , |
4 | ||||||||||||||||||||||
1,4- EJsC^orpholinothio) | 4 | ||||||||||||||||||||||
1,3- iis(norpholinothio) | 4 | ||||||||||||||||||||||
1,4- *is Cphenylaminothio)
benzol |
|||||||||||||||||||||||
l^-BisCdimethylmorpholino- | |||||||||||||||||||||||
thio) benzol | * | ||||||||||||||||||||||
1,5-Bis(rcorpholinothio) | |||||||||||||||||||||||
naphtha!in | 4 | ||||||||||||||||||||||
3is CN,K'-diethylaminothio) | |||||||||||||||||||||||
paraxylol | 4 | ||||||||||||||||||||||
2,2'- 31s (niorpholinothio)äthy;
äther |
4 | ||||||||||||||||||||||
2,2 '-Sis(carbazolylthio)
gthyl äther |
4 | ||||||||||||||||||||||
2,2'- Eis(phenothiazylthio) | |||||||||||||||||||||||
äthyl äther | 4 | ||||||||||||||||||||||
2,2'- Bis(e-Ciprolactamthio) | |||||||||||||||||||||||
äthyl ;:ther | 4 | ·- | |||||||||||||||||||||
Äthylene-fS-(inorpholinothj.o) | |||||||||||||||||||||||
propior.at | 4 | 3,3 | 2,3 | ||||||||||||||||||||
Di-B-(10rpholinothio) | 12,0 | 7,2 | |||||||||||||||||||||
ilthyl adipat | 56,0 | 63,0 | |||||||||||||||||||||
Ergebnis Rheometer (150"C) | 21,0 | 11,0 | 13,2 | 23,3 | 8,6 | 11,6 | 15,0 | 13,1 | 13,1 | 9,3 | 10,0 | 10,3 | 9,1 | 9,6 | 4,3 | 5,2 | 9,5 | 4,0 | |||||
T2 (min.) | 23,7 | 21,1 | 28,8 | 89,0 | (1,0 | 23,8 | H1I | 18,8 | 28,7 | 14,4 | 21,3 | 17,S | 50,5 | 24,8 | 38,0 | 11,5 | 17,0 | 12,6 | |||||
T11 (min.) | ;o,o | U,5 | (6,0 | 47,9 | (5,7 | 57,0 | 53,4 | 42,0 | 53,9 | 54,5 | 47,2 | 52,5 | 42,5 | 40,1 | 44,8 | 46,2 | 43,0 | 42,2 | |||||
RKT | |||||||||||||||||||||||
*1 Nercaptobenzothiazol
*2 N-Hienyl-N'-Isopropyl-p-phenylenediaain 1
*3 Tetraraethylthiuram-disulfid
309847/0909
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle III hervorgeht, ist Tp bei den Versuchen 1 bis 17 wesentlich größer als bei*
den Vergleichsversuchen 2 und 3· Das zeigt, daß die SuIfen-·
endverbindungen nach der Erfindung eine verbesserte Stabilität gegen ein Anvulkanisieren ergeben.
Außerdem ist EMT,selbst wenn die Menge an Schwefel in den Versuchen
1 bis 17 ungefähr 1/2 bis 1/4, bezogen auf die Menge an Schwefel in den Vergleichsversuchen 1 und 2
beträgt, im wesentlichen gleich. Das zeigt, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen eine sehr hohe Vernetzungswirkung besitzen.
B e i s ρ i el 4
In natürlichen Kautschuk oder SBH 1712 (ölgestreckte Emulsionspolymerisation;
Styrol-Butadienkautschuk, enthaltend 37 »5?«
eines Öls) wurden übliche Zusätze eingearbeitet und ein Gemisch der erfindungsgemäßen SuIfenanridverbindung
und Schwefel in der in Tabelle IV angegebenen Menge. Die entstehende Kautschukmasse wurde vulkanisiert. Die
Alterungseigenschaften in der Hitze wurden in Beziehung auf den vulkanisierten Kautschuk gemessen, wobei man die
in Tabelle IV angegebenen Ergebnisse erhielt.
Die Untersuchung der Alterung in der Wärme wurde mit Hilfe einer Alterungsuntersuchungsvorrichtungvom Reagensglastyp
bei 120°C 24 Stunden im ]?alle von natürlichem Kautschuk oder bei 120°C 48 Stunden im Falle von SBR-Kautschuk
durchgeführt. Die Erhaltung der Zugfestigkeit und Bruchdehnung
sind als Prozentsatz der Zugfestigkeit und Bruchdehnung des Vulkanisats nach der Alterung in der Hitze,
bezogen auf das Vulkanisation vor der Alterung in der Hitze, angegeben, nämlich: 3 0 9 8 A 7 / 0 9 0 9 . 24 -
Zugfestigkeit oder Bruchdehnung nach dem Altern in der Hitze
Erhaltung der Zugfestig-= - χ
keit oder Bruchdehnung Zugfestigkeit oder Bruchdehnung ■'
dem Altern in der Hitze
Daher bedeuten hohe Werte für die Erhaltung der Zugfestigkeit oder Bruchde.hnung, daß das Vulkanisat eine ausgezeichnete
Alterungsbeständigkeit in der Hitze besitzt.
- 25 -
309847/Q9Q9
O (O O
Versuch Kr. | 1 | 0 | 2 | 0 | 3 | 4 | ,0 | 5 | 6 | . | 7 | h | »o | 8 i | 9 | 10 | 100 | 100 | 255 | 1 | 0 | 11 | i | ,0 | 12 | 13 | 209 | 206 | S | 14 | 5 | 15 | 5 | j |
Rezeptur | 0 | 0 | ,0 | 144 | ,0 | (Vergleich Nr.) | 600 | 0 | ,0 | 570 | 580 |
(Ver
gleich |
1 | |||||||||||||||||||||
Natürlicher Kautschuk | 100 | 5 | 100 | 5 | 100 | 100 | ,5 | 100 | 100 | 290 | ,5 | 45 | 45 | 78 | 5 | ,5 | - | - | 0 | 0 | 0 | |||||||||||||
SBR 1712 | 0 | 0 | ♦° | 100 | - | ,0 | 100 | 5,0 | s» | 0 | 100 | ,0 | 137.5 | 137. | 91 | 94 | 0 | 137. | 0 | 0 | ||||||||||||||
ISAF Ruß | 45 | 4 | 45 | 4 | 45 | 45 | ,4 | 45 | 45 | 58 | 1,0 | 1, | 224 | 50 | 50 | 76 | 69 | 5 | SO | S | 137. | 5 | ||||||||||||
ZnO | 5, | 0 | S. | 5,0 | S | 5,0 | 5,0 | 225 | 45 | 50 | 45 | 1,5 | 1, | 410 | 45 | 5,0 | 5, | 0 | 5, | 0 | 50 | 0 | ||||||||||||
Beschleuniger | 1, | 1, | 0 | 1,0 | 1 | 1,0 | 1,0 | 600 | S | 5,0 | 2,0 | 2, | 134 | 5 | 1,0 | 4 | 4 | s» | 0 | |||||||||||||||
*2
Antioxidans |
1, | 1, | 1,5 | 1 | 1,5 | 1,5 | 67 | 1 | 1,0 | - | - | 88 | 1 | 1,5 | X, | 1, | ||||||||||||||||||
Stearinsäure | 2, | 2, | 2,0 | 2 | 2,0 | 2,0 | χ 24 | 1 | I7S | - | - | 58 | 1 | 2,0 | h | 0 | 2, | Ij | ||||||||||||||||
Schwefel | 0, | °l | 0,4 | 0 | η | 0,4 | 0,4 | 187 | 2 | 2,0 | - | - | 2 | 0,4 | 0, | 0, | 2, | |||||||||||||||||
1,4 -B is (morpholinothio)-
benzol |
4, | - | - | - | 550 | 2 | - | - | 4,0 | - | - | 2, | ||||||||||||||||||||||
1,10-3 is (morpholinothio)-
decan |
- | 4, | - | - | - | - | 76 | - | - | - | - | 4, | - | - | ||||||||||||||||||||
2,2' -3 is(morpholinothio) - | 4 0 | 83 | - | - | - | |||||||||||||||||||||||||||||
Äthyl äther | 92 | o | ||||||||||||||||||||||||||||||||
1,5-3 is (morpholinothio) - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
naphthalin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
1,10-Bis(N,N-diethyl- | A Ω | |||||||||||||||||||||||||||||||||
aminothio) decan | 8 | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
1,4-3 is(phenylaminothio) | 4 0 | V | - | |||||||||||||||||||||||||||||||
benzol | J | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Organisches Schvefelvulkcnl- | - | - | 3. | - | - | - | ||||||||||||||||||||||||||||
sationsmittel | - | 3,7 | t | - | - | |||||||||||||||||||||||||||||
Organisches Schwefelvul- *4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
kanisationsmittel | 250 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Ergebnisse: | 420 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Zugfestigkeit (kg/cn1) | 237 | 258 | 254 | 268 | 221 | 166 | .229 | 219 | 206 | |||||||||||||||||||||||||
Bruchdehnung (t) | 590 | 600 | 620 | 620 | 620 | 250 | 307 | 236 | 750 | 840 | 900 | 201 | ||||||||||||||||||||||
300t Modul (kg/cm*) | 75 | 75 | 70 | 79 | 62 | 580 | 540 | 115 | 500 | 43 | 36 | 25 | 650 | |||||||||||||||||||||
Altern in der Warm· | 120-C | 84 | 125 | 140 | 105 | 120°C > | 48 h | 51 | ||||||||||||||||||||||||||
Zugfestigkeit (kg/cm1) | 196 | 216 | 213 | 203 | 181 | - | ||||||||||||||||||||||||||||
Bruchdehnung (t) | 580 | 510 | 570 | 650 | 580 | 196 | 46 | 168 | 110 | |||||||||||||||||||||||||
300*K odul (kg/cm2) | 77 | 88 | 89 | 89 | 70 | 370 | 33 | 270 | 220 | |||||||||||||||||||||||||
Erhaltung der Zugfestigkeit Ct) |
83 | 84 | 84 | 76 | 82 | 154 | - | |||||||||||||||||||||||||||
Erhaltung der Bruchdehnung | 98 | 85 | 92 | 105 | 94 | 64 | 71 | 55 | ||||||||||||||||||||||||||
68 | 54 | 226 | 34 | |||||||||||||||||||||||||||||||
570 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
110 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
63 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
*1 μ ercaptobenzothiazol
*2 ρ henylisopropyl p-phenylen diamin
*3 N1N'-Dtthiomorpholine
*4 1 etramethylthiuram-disulfid
2323486
Aus Tabelle IV geht hervor, daß die Kautschukmassen der . :
Vergleichsversuche 8 und 9> bei denen Ν,Ν'-Dithiomorpholin
verwendet worden ist, das neben dem organischen ·, schwefelhaltigen Vulkanisationsmittel eine ausgezeichnet
gute Stabilität gegen das Anvulkanisieren ergibt, wesentlich schlechter sind in der Alterungsbeständigkeit in der Hitze verglichen
mrfcKautschukmassen, die mit den SuIfenamidverbindungen
nach der Erfindung verarbeitet worden sind.
Wie aus den Beispielen 2, 3 und 4- hervorgeht, wird die
Stabilität gegen ein Anvulkanisieren der vulkanisierbaren Kautschukmasse wesentlich verbessert durch Verwendung von
Schwefel zusammen mit der SuIf enamidverbindurig nach der
Erfindung, verglichen mit der üblichen Verwendung von Schwefel,'organischem Beschleuniger oder organischem
Schwefelvulkanisationsmittel allein. Die Alterungsbeständigkeit in der Hitze ist erfindungsgemäß ebenfalls auilerordentlich
gut.
PATENTANSPRÜCHE:
309847/0909
Claims (19)
1) Vulkanisierbare Kautschukmasse, enthaltend 100 Gew.-Teile Kautschuk-Rohmaterial und mindestens
0,2 Gew-i-Teile einer Sulfenamidverbindung der allgemeinen
Formel:
N-S-X-S-N
(D
in der X einen Kohlenwasserstoffrest (A), einen Alkylätherrest
(B), einen sekundären Alkoholrest (C) mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Rest der allgemeinen Formeln:
-11"-C-O-R'-O-C-R"-
-R"-O-C-R'-C-O-R"-
Il
11"-C-N-R1 -N-C-R"-
Ul I Μ
oh ΙΙΟ309Θ47/0909
— 2 —
-R"-N-C-R!-C-N-R"-
IS Il I
HO OH
wobei R1 ein Kohlenwasserstoffest oder ein Alkylätherrest
mit 0 bis 20 Kohlenstoffatomen und R" ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, bedeutet und R.,
Rp, R-, und R2. gleich oder verschieden sind und jeweils
einenKohlenwasserstoffrest mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Wasserstoff atom bedeuten oder R,. und R2 und/oder
R^ und R^, über das Stickstoffatom in der allgemeinen Formel I
einen heterocyclischen Ring mit 5 bis 7 Gliedern bilden, enthaltend Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel-und/oder Sauerstoffatome.
2) Masse nach Anspruch 1, dadurch gekenn-. \
ζ e ic h η e t , daß sie 100 Gew.-Teile Kautschukrohmaterial
und 0,2 bis 15 Gew.-Teile der Sulfenamidverbindung der allgemeinen i'ormel I enthält.
3) Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie zusätzlich 0,1 bis 6 Gew.-Teile
Schwefel oder organische Schwefeiverbindung enthält.
4) Masse nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet , daß der Kohlenwasserstoffrest (A)
mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, ein aliphatischer Kohlenwasserstoff rest, alicyclischer Kohlenwasserstoffrest,
aromatischer Kohlenwasserstoffrest oder eine Aralkylgruppe ist.
5) Masse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich-
— 3 —
309847/0909
2323468 13
net , daß der aliphatische Kohlenwasserstoffrest
2 bis 12 Kohlenstoffatome besitzt.
6) Masse nach Anspruch. 4-, dadurch gekennzeichnet , daß der aromatische Kohlenwasserstoffrest
ein Benzol- oder Naphthalinrest ist.
7) Masse nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß die Aralkylgruppe eine p-Xylylgruppe
ist.
8) Masse nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Alkylätherrest (B) mit 2 bis
20 Kohlenstoffatomen ein Diäthyläther; Diäthylforraal·? Triäthylglykol-oder
Diisopropylätherrest ist.
9) Masse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der sekundäre Alkoholrest (G)
mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ein 2-Propanolrest
10) Masse nach Anspruch Λ bis 55 dadurch gekennzeichnet , daß in dem Rest der allgemeinen
Formel:
-Rn-C-O-R1-O-C-R"- (D)
Ii
\l
0 0
R1 ein aliphaLisolier Kohlenwasserstoffreste oder ein Alkylätherrest
mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen und R" ein aliphatischer
Kohlenwasserstoffrest oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff re;5t mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.
_ 4 —
3098A7/0909
11) Masse nach Anspruch 1 bis 35 dadurch gekennzeichnet , daß in dem Rest der allgemeinen
Formel:
-E^O-C-E1-C-O-E"- (E)
!I Ii O O
E1 ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, ein alicyclischer
Kchlenwasserstoffrest oder ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit O bis 8 Kohlenstoffatomen
und E" ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest oder ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen
ist.
12) Masse nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß in dem Rest der allgemeinen Formel;
-Ε"-σ-Ν-Ε·-N-C-R"- (F)
Il I II» OH II 0
E1 ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest oder ein
aromatischer--Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 13 Kohlenstoffatomen
und E" ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest oder ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6
Kohlenstoffatomen ist.
13) Masse nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß in dem Rest dor allgemeinen Formel:
3098A7/Ü909
:' -G-Ii-R".
(G) HO OH
R1 ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest oder ein
aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 0 bis 8 Kohlenstoffatomen und R" ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest
oder ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.
14) Masse nach Anspruch 1 bis 13 5 dadurch gekennzeichnet , daß R., Ro, R7, und/oder R^
die Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder H
sind, Reste von Äthan, Propan, Butan, Dyclohexan oder Benzol oder Benzylgruppen oder Wasserstoffatome sind.
15) Hasse nach Anspruch 1 bis 1J, dadurch gekennzeichnet , daß der heterocyclische Ring mit
5 bis 7 Gliedern, enthaltend Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und/oder Sauerstoffatome, ein heterocyclescher
Ring ist, der nur aus Kohlenstoff- und-Stickstoffatomen
besteht, ein heterocyclischer Ring, dor besteht aus Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Stickstoffatomen, ein heteroeyclischer
Ring, der besteht aus Schwefel-, Kohlenstoff- und Stickstoffatomen oder ein heterocyclischer Ring mit
Carbonylgruppen neben dem Stickstoffatom ist.
16) Masse nach Anspruch 15» dadurch g e k e η η zeichnet
, daß der heterocyclische Ring, der nur aus Kohlenstoff- und Stickstoffatomen besteht, eine Carba?olylgruppe
ist.
17) Masse nach Anspruch. 15, dadurch g e k e η η -
- 6 309847/0909
7323466
zeichnet , daß der heterocyclische Ring, der aus Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Stickstoffatomen besteht,
eine Morpholino-oder Dxmethylmorpholinogruppe ist.
18) Masse nach Anspruch 15}- dadurch gekennz eichnet
, daß der heterocyclische Ring, der aus Schwefel-, Kohlenstoff- und Stickstoffatomen besteht, eine Phenothiazylgruppe
ist. '
19) Hasse nach Anspruch 15» dadurch gekennzeich
net , daß der heterocyclische Ring mit Carbonylgruppen
neben dem Stickstoffatom eine Phthalimido-, Succiniiaido-
oder £-Caprolactamgruppe ist.
62 XXIV
309847/0909
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP47046081A JPS5110620B2 (de) | 1972-05-10 | 1972-05-10 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2323466A1 true DE2323466A1 (de) | 1973-11-22 |
DE2323466B2 DE2323466B2 (de) | 1979-06-21 |
DE2323466C3 DE2323466C3 (de) | 1980-02-21 |
Family
ID=12737024
Family Applications (1)
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