DE2328037C3 - Process for the fluorination of the surface of vulcanized rubber moldings - Google Patents

Process for the fluorination of the surface of vulcanized rubber moldings

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DE2328037C3 DE19732328037 DE2328037A DE2328037C3 DE 2328037 C3 DE2328037 C3 DE 2328037C3 DE 19732328037 DE19732328037 DE 19732328037 DE 2328037 A DE2328037 A DE 2328037A DE 2328037 C3 DE2328037 C3 DE 2328037C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Fluorierung der Oberfläche von vulkanisierten Kautschukformkörpern mit Antimonpentafluorid.The invention relates to methods for fluorinating the surface of vulcanized rubber molded articles with antimony pentafluoride.

Vulkanisierter Kautschuk mit fluorierter Oberfläche besitzt eine niedrige Reibungszahl, wobei Erzeugnisse aus solchem Material, z. B. bewehrte Dichtungsmanschetten, zur Hermetisierung von Reibungsbaugruppen verwendet werden.Vulcanized rubber with a fluorinated surface has a low coefficient of friction, whereby products made of such material, e.g. B. reinforced sealing sleeves, for hermetic sealing of friction assemblies be used.

Es ist ein Verfahren zur Fluorierung der Oberfläche von Kautschukformkörpern durch deren Eintauchen in ein Bad mit einem Fluorierungsmittel, dem flüssigen Antimonpentafluorid, und anschließendes Waschen der Erzeugnisse mit Wasser, einer 5- bis 20%igen wässerigen Lösung von Alkalimetallcarbonat und wieder mit Wasser bekannt (siehe SU-PS 3 30 177).It is a process for fluorinating the surface of rubber molded articles by immersing them in a bath with a fluorinating agent, the liquid antimony pentafluoride, and then washing the Products with water, a 5 to 20% aqueous solution of alkali metal carbonate and known again with water (see SU-PS 3 30 177).

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist ein sehr großer Verbrauch von Antimonpentafluorid infolge seines Mitreißens durch die Oberfläche der Formkörper. Besonders große Mengen von Antimonpentafluorid werden durch Figuren mitgerissen. Wenn man solche Formkörper nach dem Herausnehmen aus dem Bad über diesem Bad zum möglichst vollständigen Abfließen der Flüssigkeit beläßt, nimmt dies viel Zeit in Anspruch, was zu einer ungleichmäßigen Fluorierung der Oberfläche des Formkörpers und sogar zu seiner Zerstörung führt.A disadvantage of this process is a very large consumption of antimony pentafluoride as a result of it Entrainment through the surface of the molded body. Particularly large amounts of antimony pentafluoride are carried away by figures. If you have such moldings after taking them out of the bathroom leaves over this bath for the most complete possible drainage of the liquid, this takes a lot of time. resulting in uneven fluorination of the surface of the molded body and even its destruction leads.

Im Mittel werden pro 1 m2 der Oberfläche der Formkörper (beispielsweise bewehrter Dichtungsmanschetten aus Gummi mit einem Außendurchmesser von etwa 100 mm) 2 bis 4 kg Antimonpentafluorid verbraucht. Infolge eines so hohen Verbrauchs des Fluorierungsmittels ist eine großtechnische Anwendung des bekannten Verfahrens zur Fluorierung der Oberfläche von vulkanisiertem Kautschuk unrentabel.On average, 2 to 4 kg of antimony pentafluoride are consumed per 1 m 2 of the surface of the shaped bodies (for example reinforced rubber seals with an outside diameter of about 100 mm). As a result of such a high consumption of the fluorinating agent, it is unprofitable to use the known method for fluorinating the surface of vulcanized rubber on an industrial scale.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß sich beim Eintauchen eines Formkörpers komplizierter Konfiguralion in das Bad mit dem Antimonpentafluorid an seiner Oberfläche an einzelnen Stellen Luftbeutel bilden können, die den Zutrit! des Fluorierungsmittels an diese Stellen verhindern. Dadurch wird die Fluorierung der Oberfläche ungleichmäßig.Another disadvantage of the known method is that when immersing a Molded body with a complicated configuration in the bath with the antimony pentafluoride on its surface individual places can form air bags, which the access! of the fluorinating agent in these areas. This makes the fluorination of the surface uneven.

Noch ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist auch mit dem Mitreißen des Antimonpentafluorids durch den Formkörper besonders an den Stellen verbunden, wo ein längeres Haften der Flüssigkeit möglich ist. Beim Übertragen des Körpers aus dem Bad mit dem Antimonpentafluorid ins Wasser zum Waschen reagiert das Antimonpeniafluorid heftig mit Wasser unter Entwicklung von Fluorwasserstoff und einer bedeutenden Wärmemenge. Diese zwei Faktoren wirken intensiv auf den Kautschuk ein und führen zu seiner stellenweisen Beschädigung.Another disadvantage of the known method is the entrainment of the antimony pentafluoride through the Shaped body connected especially at the points where a longer adhesion of the liquid is possible. At the Transferring the body from the bath with the antimony pentafluoride reacted into the water for washing the antimony penia fluoride violently with water with evolution of hydrogen fluoride and a significant Amount of heat. These two factors have an intense effect on rubber and lead to its localization Damage.

Außerdem sind einige Nachteile der Fluorierung mit dem flüssigen Antimonpentafluorid mit der Notwendigkeit verbunden, mit größeren Massen der aggressiven Flüssigkeit zu arbeiten (Aufwand für den Transport der Flüssigkeit, für deren Erhitzung usw.).In addition, some disadvantages of fluorination with the liquid antimony pentafluoride are necessary associated with working with larger masses of the aggressive liquid (effort for the transport of the Liquid, for heating it, etc.).

Das in »Sovjet Rubber technology« 3, 1969, 25-26, beschriebene Fluorierungsverfahren besteht darin, daß man Kautschukformkörper unmittelbar über der Oberfläche von flüssigem Antimonpentafluorid, wo die Konzentration der Dämpfe desselben für die Fluorierung ausreicht, hält.The fluorination process described in "Sovjet Rubber technology" 3, 1969, 25-26 consists in that one rubber molded body immediately above the surface of liquid antimony pentafluoride, where the Concentration of the vapors is sufficient for the fluorination to hold.

Es ist aus folgenden Gründen technisch undurchführbar: It is technically impracticable for the following reasons:

1. Infolge der nicht kontrollierbaren Konvektionsströme ist es nicht möglich, an der Stelle, an der sich der zu fluorierende Körper befindet, die erforderliche Antimonpentafluoridkonzentration konstant zu halten, weshalb auch eine konstante Verfahrensführung ausgeschlossen ist. 1. As a result of uncontrollable convection currents it is not possible to obtain the required amount at the point where the body to be fluorinated is located To keep the antimony pentafluoride concentration constant, which is why a constant process management is also excluded.

2. Für die Behandlung einer großen Zahl von Kautschukformkörpern sind riesige freie Flächen an Antimonpentafluorid erforderlich, da die Fluorierung nur in unmittelbarer Nähe dieser Flächen durchgeführt werden kann.2. There are huge free areas for the treatment of a large number of rubber moldings of antimony pentafluoride is required, since the fluorination only takes place in the immediate vicinity of these surfaces can be carried out.

3. Es kommt zu einer raschen Verunreinigung der gesamten Antimonpentafluoridmasse durch die Fluorierungsprodukte des vulkanisierten Kautschuks (FH, SbF3, Sb-Fluorchloride bei Behandlung Cl-haltiger vulkanisierter Kautschuke usw.), was einen starken Verbrauch bedeutet, sowie einen häufigen Ersatz in der Reaktionszone.3. The entire mass of antimony pentafluoride is quickly contaminated by the fluorination products of the vulcanized rubber (FH, SbF 3 , Sb fluorochlorides when treating vulcanized rubbers containing Cl, etc.), which means heavy consumption and frequent replacement in the reaction zone .

Ganz anders ist die Situation bei Verwendung von SbF5-Dämpfen im Gemisch mit einem Trägergas, Dieses Gemisch (im folgenden als Gasreagens bezeichnet) läßt sich leicht in den Fluorierungsreaktor befördern, d. h., die Herstellung des Gasreagens und die Fluorierung des vulkanisierten Kautschuks erfolgen in verschiedenen Apparaturen. Die Konzentration der SbFs-Dämpfe im Gasreagens läßt sich leicht regulieren und konstant halten.The situation is completely different when using SbF 5 vapors mixed with a carrier gas.This mixture (hereinafter referred to as the gas reagent) can easily be conveyed into the fluorination reactor, i.e. the production of the gas reagent and the fluorination of the vulcanized rubber take place in different ways Apparatus. The concentration of the SbFs vapors in the gas reagent can easily be regulated and kept constant.

Zum technischen Fortschritt ist noch zu sagen, daC dieser im wesentlichen darin besteht, daß man nach derr ertindungsgemäßen Verfahren die Fluorierung ir großtechnischem Maßstab durchführen kann. Die Anwendung der Dämpfe mit einem Trägergas wit Stickstoff macht es möglich, dieses in einfacher Weise durch Leitungen zu transportieren, es leicht zu dosierer und zu thermostatieren. Durch die Möglichkeit, da: Verfahren in gewünschtem Umfang zu steuern, wird dei Prozentsatz an Abfall erheblich vermindert.Regarding technical progress, it should also be said that this essentially consists in the fact that one According to the invention, the fluorination can be carried out on an industrial scale. the Application of the vapors with a carrier gas wit nitrogen makes it possible to do this in a simple manner can be transported by cables, it is easy to dose and thermostate. By being able to: Controlling processes to the extent desired will significantly reduce the percentage of waste.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die ,enannten Nachteile zu vermeiden
' Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, in , m verfahren zur Fluorierung der Oberflächen von ulkanisierten Kautschukformkörpern, welches in ihrer Behandlung mit einem Fluorierungsmittel, dem Antionpentafluorid, bei einer Temperatur von 20 bis 140c C nd anschließendem Waschen mit einer 5- bis 20%igen ^ässerigen Lösung von Alkalimetallcarbonat und mit Wasser besteht, die Bedingungen der Behandlung der Formkörper mit dem Antimonpentafluorid derart zu erändern, daß das unproduktive Mitreißen durch die Formkörper praktisch vollständig ausgeschlossen, der Zutritt des Fluorierungsmittels an eine beliebige Stelle Her Oberfläche des zu fluorierenden vulkanisierten Kautschukformkörpers ermöglicht wird, lokalt Beschädigungen des fluorierten Formkörper infolge einer Überhitzung und der Einwirkung von Fluorwasserstoff heim Waschen ausgeschlossen werden sowie die Notwendigkeil vermieden wird, mit größeren Massen des flüssigen Antimonpentafluorids zu arbeiten.
The purpose of the present invention is to avoid the disadvantages mentioned
'The invention was based on the object in, m method for fluorinating the surfaces of ulcanized rubber moldings, which in their treatment with a fluorinating agent, the anti-ion pentafluoride, at a temperature of 20 to 140 c C n d subsequent washing with a 5- to 20% igen ^ aqueous solution of alkali metal carbonate and with water is to change the conditions of the treatment of the moldings with the antimony pentafluoride in such a way that the unproductive entrainment by the moldings is practically completely excluded, the access of the fluorinating agent to any point on the surface of the to be fluorinated vulcanized rubber molded body is enabled, local damage to the fluorinated molded body as a result of overheating and the action of hydrogen fluoride during washing are excluded and the necessity of working with larger masses of the liquid antimony pentafluoride is avoided.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Fluorierung der Oberfläche von vulkanisierten Kautschukformkörpern durch Behandlung mit dampfförmigem Antimonpentafluorid im Gemisch mit einem Trägergas bei einer Temperatur von 20 bis 140'C und Waschen der fluorierten Oberfläche mit einer 5- bis 20%igen wässerigen Lösung von Alkalicarbonat und mit Wasser, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Formkörper mit einem Gemisch aus Antimonpentafluoriddämpfen und Stickstoff oder Luft als inertes Trägergas bei einer Konzentration von 150 bis 310 mg/1 des Antimonpentafluorids im Gasgemisch im Fluorierungsreaktor bei einem Austauschgrad von 10 bis 20 Volumen/Stunde bei einer Temperatur von 40 bis tOO°C behandelt, wobei der zur Behandlung der Formkörper geleitete Strom des Reaktionsgases durch kontinuierliches Verdampfen eines in den Strom des Trägergases bei einer Temperatur von 150 bis 170° C eingeleiteten Stroms des Antimonpentafluorids erzeugtThe invention therefore relates to a process for fluorinating the surface of vulcanized rubber moldings by treatment with vaporous antimony pentafluoride mixed with a carrier gas at a temperature of 20 to 140'C and Washing the fluorinated surface with a 5-20% aqueous solution of alkali carbonate and with water, which is characterized in that one the moldings with a mixture of antimony pentafluoride vapors and nitrogen or air as the inert carrier gas at a concentration of 150 to 310 mg / l of the antimony pentafluoride in the gas mixture in the fluorination reactor with a degree of exchange of 10 to Treated 20 volumes / hour at a temperature of 40 to tOO ° C, with the treatment of the Shaped body directed flow of the reaction gas by continuous evaporation of one in the flow of the Carrier gas at a temperature of 150 to 170 ° C Generated introduced stream of antimony pentafluoride

Eine solche Gasphase-Behandlung macht es möglich, den unproduktiven Verbrauch von Antimonpentafluorid infolge des Mitreißens durch die Oberfläche der genannten Formkörper praktisch vollständig auszuschließen und den Verbrauch des Fluorierungsmittels von 2 bis 4 kg/m2 vulkanisierten Kautschuks, wie dies in dem bekannten Fliissigphase-Verfahren der Fall ist, auf 100 bis 200 g/m2 zu senken.Such a gas phase treatment makes it possible to practically completely exclude the unproductive consumption of antimony pentafluoride as a result of being carried away through the surface of the moldings mentioned and the consumption of the fluorinating agent of 2 to 4 kg / m 2 of vulcanized rubber, as in the known liquid phase process is the case to decrease to 100 to 200 g / m 2.

Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist es, daß das Antimonpentafluorid in der Gasphase den gleichen Zutritt an die ganze Oberfläche des Formkörpers unabhängig von seiner Konfiguration besitzt, wodurch eine gleichmäßige Fluorierung dieser Oberfläche herbeigeführt wird. Bei der Durchführung der Fluorierung unter den Bedingungen des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Möglichkeit einer Beschädigung des fluorierten Formkörpers beim Waschen vollständig ausgeschlossen, weil an der Oberfläche nach dem Austragen aus dem Fluorierungsreaktor nur Spuren von Antimonpentafluorid hinterbleiben, deren Anwesenheit nicht zu einer heftigen Reaktion mit Wasser führt. Das vorgeschlagene Verfahren besitzt gegenüber dem bekannten noch einige Vorteile, die mit dem Ausschluß aus der Arbeit größerer Massen des flüssigen Antimonpentafluorids verbunden sind (Wirtschaftlichkeit des Transportes des flüssigen Anlimon-Dentafluorids und geringer Energieverbrauch für dessen Erhitzen).Another advantage of the proposed method is that the antimony pentafluoride in the gas phase has equal access to the entire surface of the molding regardless of its configuration, whereby a uniform fluorination of this surface is brought about. When performing the Fluorination under the conditions of the proposed process increases the possibility of damage of the fluorinated molding completely excluded during washing, because on the surface after only traces of antimony pentafluoride remain after the discharge from the fluorination reactor Presence does not lead to a violent reaction with water. The proposed method possesses compared to the known some advantages, which with the exclusion from the work of larger masses of the liquid antimony pentafluoride are connected (economy of the transport of the liquid antimony dentafluoride and low energy consumption for heating it).

Der Strom des Reagenzgases, geleitet zur Behandlung der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk, kann durch Durchsprudeln des Trägergases durch flüssiges Antimonpentafluorid, das eine Temperatur von 20 bis 80° C aufweist, oder durch kontinuierliches Verdampfen eines Strahls des flüssigen Antimonpentafluorids erzeugt werden, das in den Strom des Trägergases bei einer Temperatur von 150 bis 1700C ίο eingeleitet wird.The flow of the reagent gas, passed for the treatment of the molded bodies made of vulcanized rubber, can be generated by bubbling the carrier gas through liquid antimony pentafluoride, which has a temperature of 20 to 80 ° C., or by continuously evaporating a jet of the liquid antimony pentafluoride which is introduced into the flow the carrier gas is introduced at a temperature of 150 to 170 0 C ίο.

Als Trägergas kann ein beliebiges Gas, welches unter den Behandlungsbedingungen mit dem Fluorierungsmittei inert ist, z. B. Helium, Argon, Stickstoff, verwendet werden. Der letztere ist infolge seiner Zugänglichkeit bevorzugt. Bei der Fluorierung der Oberfläche von gegen Oxydation beständigem vulkanisiertem Kautschuk, ζ B. auf der Basis der Fluorkautschuke, kann als Trägergas auch Luft verwendet werden.Any gas which under the treatment conditions with the fluorinating agent can be used as the carrier gas is inert, e.g. B. helium, argon, nitrogen, can be used. The latter is due to it Accessibility preferred. In the process of fluorinating the surface of vulcanized material resistant to oxidation Rubber, e.g. based on fluororubbers, can also use air as a carrier gas will.

D;is erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt.The method of the invention is as follows accomplished.

Das flüssige Antimonpentafluorid bringt man in einen Verdampfer ein. Als Verdampfer dient ein Behälter, der aus einem gegen die Wirkung des Antimonpentafluorids beständigen Material, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt ist. Der Behälter kann innen rau Polytetrafluoräthy'en ausgekleidet sein. Der genannte Behälter wird mit einem Druckmischer zum Einleiten des Trägergases und einer Rohrleitung zum Herausleiten des Reagenzgases versehen. Der genannte Behälter besitzt auch einen Heizmantel, vorzugsweise mit elektrischer Heizung, zum Halten des flüssigen Antimonpentafluorids im Verdampfer bei der erforderlichen Temperatur (in einem Bereich von 20 bis 8O0C) in Abhängigkeit von dem Typ des zu fluorierenden Kautschuks.The liquid antimony pentafluoride is introduced into an evaporator. A container made of a material resistant to the action of antimony pentafluoride, for example aluminum, serves as the evaporator. The inside of the container can be lined with rough polytetrafluorethylene. Said container is provided with a pressure mixer for introducing the carrier gas and a pipe for leading out the reagent gas. Said container also has a heating mantle, preferably with electric heating, for holding the liquid antimony pentafluoride in the evaporator at the required temperature (in a range of 20 to 8O 0 C) depending on the type of rubber to be fluorinated.

Dem beschriebenen Verdampfer mit dem flüssigen Antimonpentafluorid führt man mit konstanter Geschwindigkeit das Trägergas zu und leitet aus dem Verdampfer das Reagenzgas heraus, welches ein Gemisch eier Antimonpentafluoriddämpfe mit dem Trägergas darstellt. Die Konzentration des Antimonpentafluorids in dem Reagenzgas kann in Abhängigkeit von dem Typ des zu fluorierenden vulkanisierten Kautschuks durch die Geschwindigkeit des Durchsprudelns des Trägergases durch das flüssige Antimonpentafluorid sowie durch die Temperatur des Antimonpentafluorids in dem Verdampfer, vorzugsweise nach dem letzteren Verfahren, geregelt werden, indem die Geschwindigkeit des Durchsprudelns des Trägergases konstant und für das jeweilige konkrete Volumen des Fluorierungsreaktors optimal gehalten wird. Die bevorzugte Konzentration des Antimonpentafluorids in dem Trägergas liegt in einem Bereich von 150 bis 310 mg/1 5:ü Reagenzgas.The described evaporator with the liquid antimony pentafluoride is run at constant speed the carrier gas and leads the reagent gas out of the vaporizer, which is a Is a mixture of antimony pentafluoride vapors with the carrier gas. The concentration of antimony pentafluoride in the reagent gas may be vulcanized depending on the type of the to be fluorinated Rubber by the rate of bubbling of the carrier gas through the liquid antimony pentafluoride as well as by the temperature of the antimony pentafluoride in the evaporator, preferably after the latter method, can be controlled by adjusting the rate of bubbling of the carrier gas is kept constant and optimal for the particular volume of the fluorination reactor. The preferred one The concentration of the antimony pentafluoride in the carrier gas is in a range from 150 to 310 mg / l 5: ü reagent gas.

Das aus dem Verdampfer in Form eines kontinuierlichen Stroms austretende Reagenzgas führt man dem Fluorierungsreaktor zur Behandlung der Formkörper zu.The reagent gas emerging from the vaporizer in the form of a continuous stream is fed to the Fluorination reactor for treating the molded body.

Neben dem beschriebenen Verfahren kann der Strom des Reagenzgases, das dem Fluorierungsreaktor zugeführt wird, wie folgt erzeugt werden. Durch einen Verdampfer, der einen aus einem gegen die Wirkung des Antimonpentafluorids beständigen Material ausge-65 führten beheizten Behälter geringer Abmessungen darstellt, leitet man bei einer oberhalb des Siedepunktes des Antimonpentafluorids liegenden Temperatur, und zwar bei 150 bis 1700C mit konstanter GeschwindigkeitIn addition to the method described, the flow of the reagent gas which is fed to the fluorination reactor can be generated as follows. An evaporator, which is a heated container of small dimensions made of a material resistant to the action of antimony pentafluoride, is passed at a temperature above the boiling point of the antimony pentafluoride, namely at 150 to 170 ° C. at constant speed

den Slrom des Reagenzgases durch. In den genannten Strom leitet man kontinuierlich in Form eines Strahls flüssiges Antimonpentafluorid ein, welches beim Eintritt in den erhitzten Verdampfer momentan verdampft, von dem Strom des Reagenzgases mitgerissen und aus dem Verdampfer herausgeleitet wi. d.the flow of the reagent gas through. In the mentioned Current is continuously introduced in the form of a jet of liquid antimony pentafluoride, which upon entry momentarily evaporated into the heated vaporizer, entrained by the flow of reagent gas and out of the Evaporator led out wi. d.

Die zu fluorierenden Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk sollen eine reine Oberfläche aufweisen, die frei von den mechanischen Beimengungen, von dem aus dem Kautschuk migrierenden öl (Weichmachungsmittel) ist. Deshalb wäscht man erforderlichenfalls die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk vor der Fluorierung mit einer wässerigen Lösung von Seife oder eines anderen oberflächenaktiven Stoffes, beispielsweise des polyoxyäthylierten Alkylphenols, oder mit einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise Aceton, und trocknet danach.The vulcanized rubber molded bodies to be fluorinated should have a clean surface that free from mechanical impurities, from the oil migrating from the rubber (softening agent) is. Therefore, if necessary, the molded articles made of vulcanized rubber are washed before the Fluorination with an aqueous solution of soap or other surfactant, for example of the polyoxyethylated alkylphenol, or with an organic solvent, for example acetone, and then dries.

Die Fluorierung der Oberfläche von Formkörpern aus vulkanisiertem Kautschuk wird in einem Reaktor durchgeführt, welcher einen Behälter darstellt, der aus einem gegen die Wirkung des Antimonpentafluorids beständigen Material ausgeführt, mit einem hermetisch verschließbaren Deckel, Rohrleitungen zum Einleiten des Reagenzgases und zum Herausleiten des Abgases sowie mit einem Heizmantel, vorzugsweise mit elektrischer Heizung, versehen ist. Vor dem Einbringen in den Reaktor werden die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk in einem Behälter untergebracht, der Aluminiumscheiben darstellt, die in dem Mittelpunkt mit einem Stahl- oder Aluminiumstab zusammengezogen yo sind. Die Formkörper werden in dem Reaktor so angeordnet, daß ein freier Zutritt des Reagenzgases an alle zu fluorierenden Flächen gewährleistet wird. Dann werden die Formkörper zwischen den genannten Scheiben eingespannt und der Behälter zusammen mit den Formkörpern aus vulkanisiertem Kautschuk in den Fluorierungsreaktor eingebracht. Der Reaktor wird verschlossen und in diesem die für die Durchführung des Fluorierungsprozesses notwendige Temperatur erzeugt. Wie oben hingewiesen, liegt die Fluorierungstemperatur in einem Bereich von 20 bis 1400C, vorzugsweise von 40 bis 100°C, und wird in Abhängigkeit von dem Typ des zu fluorierenden vulkanisierten Kautschuks gewählt. Dann leitet man durch den Reaktor einen Strom des aus dem Verdampfer tre^nden Reagenzgases mit einer Geschwindigkeit durch, die dem vorgegebenen Austauschgrad des Reagenzgases im Reaktor entspricht, welche vorzugsweise 10 bis 20 Volumen/Std. beträgt. Der Austauschgrad des Reagenzgases im Reaktor kann gegenüber der genannten optimalen Grenze erhöht oder gesenkt werden. Jedoch kann die Senkung des Austauschgrades auf weniger als 10 Volumen/Std. zur Verschlechterung der Gleichmäßigkeit der Fluorierung führen, während eine Erhöhung des Austauschgrades auf mehr als 20 VoIumen/Std. zu einem unproduktiven Durchbruch größerer Mengen des unumgesetzten Antimonpentafluorids durch den Fluorierungsreaktor und einer großen Belastung der das Antimonpentafluorid auffangenden Einrichtung führt.The fluorination of the surface of molded bodies made of vulcanized rubber is carried out in a reactor, which is a container made of a material resistant to the action of antimony pentafluoride, with a hermetically sealable lid, pipelines for introducing the reagent gas and for discharging the exhaust gas as well as with a heating jacket, preferably with electrical heating, is provided. Before they are introduced into the reactor, the molded bodies made of vulcanized rubber are placed in a container that represents aluminum disks which are drawn together in the center with a steel or aluminum rod. The shaped bodies are arranged in the reactor in such a way that free access of the reagent gas to all surfaces to be fluorinated is ensured. The molded bodies are then clamped between the aforementioned disks and the container is introduced into the fluorination reactor together with the molded bodies made of vulcanized rubber. The reactor is closed and the temperature necessary for carrying out the fluorination process is generated in it. As pointed out above, the fluorination temperature is in a range from 20 to 140 0 C, preferably from 40 to 100 ° C, and is selected depending on the type of the vulcanized rubber to be fluorinated. A stream of the reagent gas emerging from the evaporator is then passed through the reactor at a rate which corresponds to the predetermined degree of exchange of the reagent gas in the reactor, which is preferably 10 to 20 volumes / hour. amounts to. The degree of exchange of the reagent gas in the reactor can be increased or decreased compared to the aforementioned optimal limit. However, lowering the exchange rate to less than 10 volumes / hour. lead to a deterioration in the uniformity of the fluorination, while an increase in the degree of exchange to more than 20 volumes / hour. leads to an unproductive breakthrough of larger amounts of the unreacted antimony pentafluoride through the fluorination reactor and a great burden on the device collecting the antimony pentafluoride.

Die Fluorierung wird unter den obengenannten Bedingungen während einer Zeitdauer durchgeführt, die durch den Typ des zu fluorierenden vulkanisierten Kautschuks bestimmt wird und vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 60 Minuten liegt. Nach Beendigung 6s der Fluorierung wird der Reaktor mit reinem Trägergas zum Abblasen des unumgesetzten Antimonpentafluorids und anderer flüchtiger Fluorverbindungen von der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk und von den Innenwandungen des Reaktors gespült. Das Abblasen wird zweckmäßig bis zur Erzielung einer Konzentration des Antimonpentafluorids in der Atmosphäre des Reaktors von weniger als 0,003 mg/1 durchgeführt.The fluorination is carried out under the above-mentioned conditions for a period of time is determined by the type of vulcanized rubber to be fluorinated, and preferably in one Range from 10 to 60 minutes. After the fluorination has ended for 6 seconds, the reactor is filled with pure carrier gas to blow off the unreacted antimony pentafluoride and other volatile fluorine compounds from the Surface of the molded body made of vulcanized rubber and of the inner walls of the reactor flushed. Blowing off is expedient until a concentration of the antimony pentafluoride has been achieved carried out in the atmosphere of the reactor of less than 0.003 mg / l.

Die aus dem Reaktor während der Fluoricrung und des Abblasens tretenden Gase leitet man durch Einrichtungen durch, die unurngesetztes Antimonpentafluorid und für das Abführen in die Atmosphäre unerwünschte Beimengungen (Fluorwasserstoff) auffangen und das Anlimonpemafiuorid in den Verdampfer zurückleiten. Das reine Trägergas, abgetrennt von dem unumgesetzten Antimonpentafluorid und den anderen flüchtigen Fluorverbindungen, kann in die Atmosphäre abgeführt oder in den technologischen Zyklus zurückgeleitet (dem Verdampfer zur Herstellung von Reagenzgas und dem Fluorierungsreaktor zum Abblasen zugeführt) werden.The gases emerging from the reactor during fluorination and purging are passed through Facilities by the unreacted antimony pentafluoride and for the discharge into the atmosphere Catch unwanted additions (hydrogen fluoride) and the Anlimonpemafiuorid in the evaporator redirect. The pure carrier gas, separated from the unreacted antimony pentafluoride and the others volatile fluorine compounds, can be discharged into the atmosphere or returned to the technological cycle (the vaporizer for producing reagent gas and the fluorination reactor for venting supplied).

Nach Beendigung des Abblasens wird der Reaktor geöffnet, aus diesem der Behälter mit den Formkörpern aus vulkanisiertem Kautschuk herausgetragen und in ein Waschbad gebracht, welches eine 5- bis 20%ige wässerige Lösung von Alkalin.etallcarbonat, beispiels· wusc Natriumcarbonat, darstellt. Die Zweckbestimmung des Waschbades ist es, die Fluor- und Antimonverbindungen von der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk zu entfernen, die dort nach dem Abblasen hinierbleiben. Den Behälter hält man in dem genannten Bad 5 bis 10 Minuten, bringt dann ins Wasser ein, wo die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk während 5 bis 10 Minuten gewaschen werden. Dann nimmt man den Behälter aus dem Wasser heraus, trägt aus diesem die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk heraus und trocknet diese, z. B. an der Luft oder in einer Trockentrommel (mit warmer Luft).After the blow-off has ended, the reactor is opened, from which the container with the shaped bodies is opened Carried out of vulcanized rubber and placed in a washing bath, which has a 5- to 20% aqueous solution of alkali metal carbonate, for example sodium carbonate. The intended purpose of the wash bath is to remove the fluorine and antimony compounds from the surface of the molded body to remove vulcanized rubber that remain there after blowing off. The container is held in the said bath 5 to 10 minutes, then brings into the water where the molded body is made of vulcanized Wash rubber for 5 to 10 minutes. Then you take the container out of the water out, carries out of this the molded body made of vulcanized rubber and dries it, for. B. at in the air or in a drying drum (with warm air).

Der Fluorierung nach dem vorgeschlagenen Verfahren können vulkanisierte Kautschukarten, die gegen die Wirkung starker heterolytischer Reagenzien (das Antimonpentafluorid ist ein solches Reagens) beständig sind, z. B. vulkanisierter Kautschuk auf der Basis von Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoffpolymeren (z. B. von Naturkautschuk, stereoregulären Butadien- und Isoprenkautschuken, Butadien-Styrol-, Chloroprenkautschuk, Äthylen-Propy ten-Kautschuk und Copolymerisaten fluorhaltiger Monomerer) und Butadien-Acrylnitril unterworfen werden.The fluorination according to the proposed method can vulcanized rubbers that are against the The action of strong heterolytic reagents (antimony pentafluoride is one such reagent) is persistent are e.g. B. vulcanized rubber based on hydrocarbon or halogenated hydrocarbon polymers (e.g. from natural rubber, stereoregular butadiene and isoprene rubbers, butadiene-styrene, Chloroprene rubber, ethylene propylene rubber and copolymers of fluorine-containing monomers) and butadiene-acrylonitrile.

In dem vorgeschlagenen Verfahren hängt der Verbrauch des Antimonpentafluorids von dem Typ des zu fluorierenden vulkanisierten Kautschuks ab. So beträgt bei der Fluorierung von vulkanisiertem Kautschuk auf der Basis von Natur-, Butadien-Styrol- und Butadien-Acrylnitril-Kautschuk der Verbrauch von Antimonpentafluorid gegen 50 bis 100 g/m2 der fluorierten Oberfläche und bei der Fluorierung von vulkanisiertem Kautschuk auf der Basis von Chloroprenkautschuk 200 g/m2 der fluorierten Oberfläche.In the proposed method, the consumption of the antimony pentafluoride depends on the type of vulcanized rubber to be fluorinated. For example, in the fluorination of vulcanized rubber based on natural, butadiene-styrene and butadiene-acrylonitrile rubber, the consumption of antimony pentafluoride is around 50 to 100 g / m 2 of the fluorinated surface and in the fluorination of vulcanized rubber on the base of chloroprene rubber 200 g / m 2 of the fluorinated surface.

Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden folgende Beispiele für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens angeführt.For a better understanding of the present invention, the following examples of the implementation of the proposed procedure.

Beispiel 1example 1

Zur Herstellung von Reagenzgas verwendete man einen Verdampfer, der einen Aluminiumbehälter von 30 cm Durchmesser und 40 cm Höhe darstellt, der mit einem Mantel mit elektrischer Heizung und Rohrleitungen zum Einleiten des Trägergases (des trockenenFor the production of reagent gas one used a vaporizer, which an aluminum container of Representing 30 cm in diameter and 40 cm in height, the one with a jacket with electric heating and piping for introducing the carrier gas (the dry

Stickstoffs) und Herausleiten des Reagenzgases versehen ist. An die Rohrleitung zum Einleiten von Stickstoff wurde ein Druckmischer angeschlossen, welcher fast bis an den Boden des Verdampfers reichte.Nitrogen) and leading out the reagent gas is provided. To the pipeline for introducing nitrogen a pressure mixer was connected, which reached almost to the bottom of the evaporator.

In den Verdampfer brachte man 10 kg flüssiges Anümonpentafluorid ein und schaltete die elektrische Heizung ein. Nach der Erzielung einer Temperatur des flüssigen Antimonpentafluorids in dem Verdampfer von 400C blies man durch diesen Stickstoff durch. Das sich dabei bildende Reagenzgas, das ein Gemisch der Dämpfe von Antimonpentafluorid mit dem Trägergas darstellt, trat aus dem Verdampfer aus und gelangte als kontinuierlicher Strom in den Fluorierungsreaktor zur Behandlung der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk, ι S10 kg of liquid ammonium pentafluoride were introduced into the evaporator and the electric heater was switched on. After the liquid antimony pentafluoride had reached a temperature of 40 ° C. in the evaporator, nitrogen was blown through it. The resulting reagent gas, which is a mixture of the vapors of antimony pentafluoride with the carrier gas, emerged from the evaporator and entered the fluorination reactor as a continuous stream for treating the molded articles made of vulcanized rubber, ι S

Der Fluorierung wurde die Oberfläche unterworfen, die aus vulkanisiertem Kautschuk auf der Basis von Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, welcher 40% Acrylnitrilglieder enthält, hergestellt wurden. Die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk stellten mit Metall bewehrte Dichtungsmanschetten von 100 mm Außendurchmesser und Platten mit den Abmessungen 14Ox 140x2 mm dar. Die genannten Dichtungsmanschetten in einer Anzahl von 300 Stück und die Platten in einer Anzahl von 3 Stück brachte man in einem Behälter unter, der Aluminiumscheiben darstellt, die in dem Mittelpunkt mit einem Stahl- oder Aluminiumstab zusammengezogen sind. Diese Körper wurden in dem Behälter so angeordnet, daß ein freier Zutritt des Reagenzgases an alle zu fluorierenden Flächen gewährleistet wird. Dann wurden die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk zwischen den obengenannten Aluminiumscheiben eingespannt und der Behälter zusammen mit diesen in den Fluorierungsreaktor eingebracht. Der Reaktor wurde verschlossen und bis zur Einstellung einer Innentemperatur von 500C erwärmt. Dann leitete man durch den Reaktor bei der genannten Temperatur während 40 Minuten einen Strom des aus dem Verdampfer tretenden Reagenzgases durch. Der Austauschgrad des Reagenzgases in dem Fluorierungsreaktor betrug 20 Volumen/Std., die Konzentration des Antimonpentafluorids in dem Reagenzgas 250 mg/1 Rcagenzgas.Surfaces made of vulcanized rubber based on butadiene-acrylonitrile rubber containing 40% acrylonitrile members were subjected to fluorination. The molded bodies made of vulcanized rubber were metal-reinforced sealing collars with an outer diameter of 100 mm and plates with the dimensions 140x 140x2 mm. The aforementioned sealing collars in a number of 300 pieces and the plates in a number of 3 pieces were placed in a container which Represents aluminum disks pulled together at the center with a steel or aluminum rod. These bodies were arranged in the container in such a way that free access of the reagent gas to all surfaces to be fluorinated is ensured. The molded bodies made of vulcanized rubber were then clamped between the abovementioned aluminum disks and the container was placed together with them in the fluorination reactor. The reactor was closed and heated until an internal temperature of 50 ° C. was established. A stream of the reagent gas emerging from the evaporator was then passed through the reactor at the temperature mentioned for 40 minutes. The degree of exchange of the reagent gas in the fluorination reactor was 20 volumes / hour, and the concentration of the antimony pentafluoride in the reagent gas was 250 mg / l of the reagent gas.

Nach der Beendigung der Fluorierung wurde der Reaktor mit reinem Stickstoff bei 50r'C während 40 Minuten gespült. Dann wurde die Stickstoffzufuhr unterbrochen, der Reaktor geöffnet und der Behälter mit den Formkörpern aus vulkanisiertem Kautschuk in ein Gefäß mit 10%iger wässeriger Lösung von Natriumcarbonat eingebracht, wo dieser während 5 bis 10 Minuten unter Rühren der Lösung gehalten wurde. Dann brachte man den Behälter in ein Gefäß mit Wasser ein, wo die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk während 5 bis 10 Minuten gewaschen wurden, wonach man den Behälter aus dem Wasser herausnahm, aus diesem die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk heraustrug und diese an der Luft oder ein einer Trockentrommel (mit warmer Luft) trocknete.After the completion of the fluorination, the reactor was purged with pure nitrogen at 50 ° C. for 40 minutes. The supply of nitrogen was then interrupted, the reactor was opened and the container with the molded bodies made of vulcanized rubber was placed in a vessel with a 10% strength aqueous solution of sodium carbonate, where this was kept for 5 to 10 minutes while the solution was stirred. Then the container was placed in a vessel with water, where the vulcanized rubber moldings were washed for 5 to 10 minutes, after which the container was taken out of the water, the vulcanized rubber moldings were carried out therefrom and exposed to air or in a drying drum (with warm air) dried.

Die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk mil ho fluorierter Oberfläche unterwarf man einer Prüfung zur Ermittlung der Gleitreibungszahl, der Temperatur in der Kontaktzonc »Kautschuk/Metall« (in der Reibungszone) und der Zugfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks. Dabei wurde die Gleitrcibungszahl und die <>5 Temperatur in der Reibungszone bei einer Glcilgeschwindigkeit von 2 m/s und einem Andruck des vulkanisierten Kautschuks an das Metall von 2 kp/cm2 gemessen.The molded bodies made of vulcanized rubber with a fluorinated surface were subjected to a test to determine the coefficient of sliding friction, the temperature in the "rubber / metal" contact zone (in the friction zone) and the tensile strength of the vulcanized rubber. The coefficient of sliding friction and the temperature in the friction zone were measured at a speed of 2 m / s and a pressure of the vulcanized rubber against the metal of 2 kp / cm 2 .

Es wurden folgende Ergebnisse erhalten (in den Klammern sind dieselben Kennwerte für nichtfluorierten vulkanisierten Kautschuk angeführt):The following results were obtained (in brackets are the same characteristic values for non-fluorinated vulcanized rubber):

Gleitreibungszahl 0,3 (1,4); Temperatur in der Reibungszone 880C (210°C); Zugfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks 140 kp/cm2 (150 kp/ cm2). Der mit flüssigem Anlimonpentafluorid fluorierte vulkanisierte Kautschuk wies bei derselben Gleitreibungszahl eine Zugfestigkeit von 110 kp/cm2 auf.Coefficient of sliding friction 0.3 (1.4); Temperature in the friction zone 88 0 C (210 ° C); Tensile strength of the vulcanized rubber 140 kgf / cm 2 (150 kgf / cm 2 ). The vulcanized rubber fluorinated with liquid ammonium pentafluoride had a tensile strength of 110 kgf / cm 2 with the same coefficient of sliding friction.

Die Lebensdauer der Dichtungsmanschetten mit fluorierter Oberfläche in einer Automobilbaugruppe bis zum Auftreten eines Lecks verbunden mit dem Platzen und der Verhornung der Arbeitskante der Manschette, betrug 160 000 km und für ähnliche Manschetten mit nichtfluorierter Oberfläche 80 000 km.The life of the sealing sleeves with fluorinated surface in an automotive assembly is up to to the occurrence of a leak associated with the bursting and keratinization of the working edge of the cuff, was 160,000 km and for similar sleeves with a non-fluorinated surface 80,000 km.

Beispiel 2Example 2

Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk, die aus vulkanisiertem Kautschuk auf der Basis von Butadien-Acrylnitril, der 40% Acrylnitrilglieder enthält, mit einem großen Gehalt an Weichmacher (30% Dibutylsebazinat) hergestellt wurden, wusch man vor der Fluorierung mit Aceton zum Entfernen des an die Oberfläche des vulkanisierten Kautschuks ausgetretenen Weichmachers und hielt während 15 Minuten an der Luft zum Entfernen von Aceton.Moldings made of vulcanized rubber, which are made of vulcanized rubber on the basis of butadiene-acrylonitrile, which contains 40% acrylonitrile members, with a large content of plasticizer (30% dibutyl sebazinate) were washed before fluorination with acetone to remove the surface of the vulcanized rubber leaked plasticizer and held for 15 minutes in the air Removal of acetone.

Die Bereitung des Reagenzgases sowie die Fluorierung der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk unter anschließendem Spülen des Fluorierungsreaktors und Waschen der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt.The preparation of the reagent gas and the fluorination of the surface of the vulcanized molded body Rubber with subsequent rinsing of the fluorination reactor and washing of the moldings Vulcanized rubber was carried out as described in Example 1.

Bei der Prüfung der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk mit fluorierter Oberfläche unter den im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen wurden folgende Resultate erhalten (in Klammern sind dieselben Kennwerte für nichtfluorierten vulkanisierten Kautschuk angeführt):When testing the molded body made of vulcanized rubber with a fluorinated surface under the im In the conditions described in Example 1, the following results were obtained (in brackets are the same Characteristic values listed for non-fluorinated vulcanized rubber):

Gleitreibungszahl 0,3 (1,5); Temperatur in der Reibungszone 860C (2200C); Zugfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks 150 kp/cm2 (150 kp/ cm2).Coefficient of sliding friction 0.3 (1.5); Temperature in the friction zone 86 0 C (220 0 C); Tensile strength of the vulcanized rubber 150 kgf / cm 2 (150 kgf / cm 2 ).

Beispiel 3Example 3

Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk, die aus vulkanisiertem Kautschuk auf der Basis von Butadien-Acrylnitril, der 40% Acrylnitrilglieder enthält, hergestellt wurden und eine stark verunreinigte Oberfläche aufwiesen,wusch man vorder Fluorierung unter Rühren mit wässeriger Lösung eines oberflächenaktiven Stoffes (des Natriumstearats oder des Polyoxyäthylcnoctylphenols) und dann mit Wasser und trocknete an der Luft.Moldings made of vulcanized rubber, which are made of vulcanized rubber on the basis of butadiene-acrylonitrile, containing 40% acrylonitrile members and a heavily contaminated surface had, they were washed with stirring before fluorination with an aqueous solution of a surfactant (sodium stearate or polyoxyethyl octylphenol) and then with water and air dried.

Die Bereitung des Rcagenzgases sowie die Fluoricrung der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk unter anschließendem Spülen des Fluorierungsreaktors und Waschen der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk wurde wie im Beispiel I beschrieben durchgeführt.The preparation of the gas as well as the fluorination the surface of the molded body made of vulcanized rubber with subsequent rinsing of the The fluorination reactor and the washing of the vulcanized rubber moldings were carried out as in Example I. described carried out.

Bei der Prüfung der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk mit fluorierter Oberfläche unter den im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen wurden folgende Resultate erhalten (in Klammern sind dieselben Kennwerte für nichtfluorierten vulkanisierten Kautschuk angeführt):When testing the molded body made of vulcanized rubber with a fluorinated surface under the im In the conditions described in Example 1, the following results were obtained (in brackets are the same Characteristic values listed for non-fluorinated vulcanized rubber):

Glciircibungszahl 0,3 (1,4); Temperatur in der Reibungszone 810C (210T); Zugfestigkeit desEquation number 0.3 (1.4); Temperature in the friction zone 81 0 C (210T); Tensile strength of

709 441/293709 441/293

ίοίο

vulkanisierten Kautschuks 150kp/cm2 (150 kp/ cm2).vulcanized rubber 150kp / cm 2 (150 kgf / cm 2).

Beispiel 4Example 4

Der Fluorierung wurde die Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk unterworfen, die aus vulkanisiertem Kautschuk auf der Basis von Äthylen-Propylen-Kautschuk hergestellt wurden und Platten mit den Abmessungen 140 χ 140 χ 2 mm darstellten.The surface of the molded articles made of vulcanized rubber, which consists of Vulcanized rubber on the basis of ethylene-propylene rubber were made and sheets with represented the dimensions 140 χ 140 χ 2 mm.

Die Bereitung des Reagenzgases sowie die Fluorierung der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk unter anschließendem Spülen des Fluorierungsreaktors und Waschen der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk wurde analog zu Beispiel 1 durchgeführt.The preparation of the reagent gas and the fluorination of the surface of the vulcanized molded body Rubber with subsequent rinsing of the fluorination reactor and washing of the moldings Vulcanized rubber was carried out analogously to Example 1.

Dabei betrug die Temperatur des flüssigen Antimonpentafluorids in dem Verdampfer 3O0C, die Temperatur in dem Fluorierungsreaktor 7O0C, der Austauschgrad des Reagenzgases in dem Fluorierungsreaktor 10 VoIumen/Std., die Konzentration des Antimonpentafluorids in dem Reagenzgas 200 mg/1 Reagenzgas, die Dauer des Fluorierungsprozesses 10 Minuten, die Dauer des Spülens des Fluorierungsreaktors bei einer Temperatur von 700C 30 Minuten.In this case, the temperature of liquid antimony pentafluoride was in the evaporator 3O 0 C, the temperature in the fluorination 7O 0 C, the degree of exchange of the reagent gas in the fluorination reactor 10 VoIumen / hr., The concentration of antimony pentafluoride in the reagent 200 mg / 1 reagent, the duration of fluorination 10 minutes, the duration of rinsing the Fluorierungsreaktors at a temperature of 70 0 C for 30 minutes.

Die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk mit fluorierter Oberfläche unterwarf man einer Prüfung,The molded bodies made of vulcanized rubber with a fluorinated surface were subjected to a test,

Tabelle ITable I.

indem man den Koeffizienten der statischen Reibung auf einem Tribometer sowie die Zugfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks ermittelte. Es wurden folgende Resultate erhalten (in Klammern sind dieselben Kennwerte für nichtfluorierten vulkanisierten Kautschuk angeführt):by looking at the coefficient of static friction on a tribometer as well as the tensile strength of the vulcanized rubber determined. The following results were obtained (in brackets are the same Characteristic values listed for non-fluorinated vulcanized rubber):

Koeffizient der statischen Reibung 0,15 (1,0);Static friction coefficient 0.15 (1.0);

Zugfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks l20kp/cm2(l20kp/cm2).Tensile strength of the vulcanized rubber was 120 kg / cm 2 (120 kg / cm 2 ).

Beispiel 5Example 5

Der Fluorierung unterwarf man die Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk, hergestellt aus vulkanisierlem Kautschuk auf der Basis von Chloroprenkautschuk.The surface of the moldings made from vulcanized rubber was subjected to the fluorination Made of vulcanized rubber based on chloroprene rubber.

Die Bereitung des Reagenzgases sowie die Fluorierung der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk unter anschließendem Spülen des Fluorierungsreaktors und Waschen der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk wurde analog zu Beispiel 1 durchgeführt. Die Bedingungen, unter denen die Bereitung des Reagenzgases, die Fluorierung der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk und die Spülung des Fluorierungsreaktors durchgeführt wurden, sind in der Tabelle 1 angeführt.The preparation of the reagent gas and the fluorination of the surface of the vulcanized molded body Rubber with subsequent rinsing of the fluorination reactor and washing of the moldings Vulcanized rubber was carried out analogously to Example 1. The conditions under which the Preparation of the reagent gas, the fluorination of the surface of the molded body made of vulcanized rubber and the flushing of the fluorination reactor are carried out are listed in Table 1.

Nr. des
Versuches
No. of
Try it

Temperatur des
flüssigen Antimonpemafluorids
im Verdampfer
Temperature of
liquid antimony pema fluoride
in the evaporator

(0C)( 0 C)

Temperatur im Vielfachheit des Aus- Konzentration des Dauer der Fluorierungs- tausches des Reagenz- Antimonpcnta- Fluo-Temperature in the multiple of the concentration of the duration of the fluorination exchange of the reagent antimony pcnta- fluo-

gases im Fluorierungs- fluorids imgases im fluorinating fluoride im

reaktor Reagenzgasreactor reagent gas

(Volumen/St)(Volume / h)

reaktorreactor

rc)rc)

2020th

25
30
25th
30th

40
45
55
40
45
55

(mg/1)(mg / 1)

20 20 1020 20 10

150
180
200
150
180
200

rieningriening

(min)(min)

30
45
60
30th
45
60

Bedingungen der
Spülung des
Fluorierungsreaktors
Conditions of
Flushing the
Fluorination reactor

Temperatur
("C)
temperature
("C)

40
45
55
40
45
55

Dauer derDuration of

SpülungFlushing

(min)(min)

30
30
30
30th
30th
30th

Die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk mit angeführt 7,,™ ν ι ■ u · . ■ jThe molded bodies made of vulcanized rubber are listed with 7 ,, ™ ν ι ■ u ·. ■ j

fluorierter Oberfläche unterwarf man einer Prüfung Ereebni "- Sn V<Tg'Clch D Smd '" der ^fluorinated surface was subjected to a test Ereebni "- Sn V < T g ' Clch D Smd '" der ^

unter den im Beispiel I und 4 beschriebenen Bcdingun 4s vufkti erlernT"? Tu "!ΐ"" F?rmköAP K Cr T under the conditions described in Example I and 4 Bcdingun 4 s vufkti learned? "Tu"! ΐ "" F? rmkö A P K Cr T

gen. Die Prüfungsergebnisse sind in der Tabelle 2 cheangc?üiT Kai"SChuk mM mchtfluonerlcr Obcrfla-The test results are shown in Table 2 chea n gc? üiT Kai " SChuk mM mchtfluonerlcr Obcrfla-

Tabcllc 2Tabcllc 2

Bezeichnung der KennwerteDesignation of the characteristic values

^ΓοΑιιΓγ^11^'1!^^111^11111^11^ " ^rmk^pVr aus vi.lk-.ni-~" wrschiedencr ν! 'suche """ ™ BcdineunS<=n «erlern Kaulschuk mil »ich. ' fluorierter Oberfläche^ ΓοΑιιΓγ ^ 11 ^ ' 1 ! ^^ 111 ^ 11111 ^ 11 ^ "^ rmk ^ pVr from vi.lk-.ni- ~" wrschiedencr ν! 'search """™ Bcdin e un S <= n« learn Kaulschuk mil »i.' fluorinated surface

Versuch IAttempt I.

Versuch 2Attempt 2

Versuch 3Attempt 3

Koeffizient der statischen Reibung 0,12Static friction coefficient 0.12

Gleilrcibungszahl 0,3Equal friction factor 0.3

Temperatur in der Kontaktzone »vulkani- 95 siertcr Kautschuk/Metalle ("C)Temperature in the contact zone »vulcanized rubber / metals (" C)

Zugfestigkeit des vulkanisierten 170 Kautschuks (kp/cm2)Tensile strength of the vulcanized 170 rubber (kp / cm 2 )

Beispiel b Example b

Der Fkioricriing unterwarf man die Oberfläche der Formkörper aus vulkanisierlem Kautschuk, hergestellt ms vulkanisiertem Kaulschuk auf der Basis von Naturkautschuk.The Fkioricriing one subjected the surface of the Molded body made of vulcanized rubber, manufactured from vulcanized rubber on the basis of Natural rubber.

0,120.12 0,120.12 1,21.2 0,30.3 0,250.25 1,71.7 8181 7575 230230 170170 155155 17i)17i)

Die Bereitung des Reagenzgases sowie die lluoric-Jiing der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisieren Kautschuk unter anschließendem Spülen des Huorierungsrcaktors und Waschen der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk wurde analog zu Beispiel I durchgeführt. Dabei betrug die Temperatur desThe preparation of the reagent gas as well as the lluoric-jiing the surface of the molded body made of vulcanize rubber with subsequent rinsing of the Huorierungsrcaktors and washing of the molded body vulcanized rubber was carried out analogously to Example I. The temperature was des

flüssigen Antimonpentafluorids in dem Verdampfer 30°C,die Temperatur in dem Fluorierungsreaktor 45°C, der Austauschgrad des Reagenzgases in dem Fluorierungsreaktor 20 Volumen/Std., die Dauer des Fluorierungsprozesses 60 Minuten, die Dauer der Spülung des Fluorierungsreaktors bei einer Temperatur von 45°C 60 Minuten.liquid antimony pentafluoride in the evaporator 30 ° C, the temperature in the fluorination reactor 45 ° C, the degree of exchange of the reagent gas in the fluorination reactor 20 volume / hour, the duration of the fluorination process 60 minutes, the duration of the flushing of the fluorination reactor at a temperature of 45 ° C 60 minutes.

Die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk mit fluorierter Oberfläche unterwarf man einer Prüfung, indem man den Koeffizienten der statischen Reibung auf einem Tribometer sowie die Zugfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks und die Bruchdehnung ermittelte. Man erhielt folgende Resultate (in Klammern sind dieselben Kennwerte für nichtfluorierten vulkanisierten Kautschuk angeführt):The molded bodies made of vulcanized rubber with a fluorinated surface were subjected to a test, by looking at the coefficient of static friction on a tribometer as well as the tensile strength of the vulcanized rubber and the elongation at break. The following results were obtained (in brackets the same characteristic values are given for non-fluorinated vulcanized rubber):

Koeffizient der statischen Reibung 0,15 (1,0); Zugfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks 2l0kp/cm2 (220kp/ciri2); Bruchdehnung 430% (460%).Static friction coefficient 0.15 (1.0); Tensile strength of the vulcanized rubber 220 kg / cm 2 ; Elongation at break 430% (460%).

Beispiel 7Example 7

Für die Herstellung von Reagenzgas verwendete man einen Verdampfer, der eine 300 mm lange Aluminiumröhre mit einem Innendurchmesser von 50 mm und einer Wanddicke von 20 mm darstellt. An den Stirnflächen besaß der Verdampfer an einer Seite einen Stutzen mit einer Röhre zum Einleiten des Trägergases und an der anderen Seite einen Stutzen zum Herausleiten des Reagenzgases. An der Außenfläche des Verdampfers war ein Heizelement mit Wärmeisolation angeordnet und in der Wand des Verdampfers ein Widerstandthermometer eingebaut. In einem Abstand von 50 mm von der Stirnfläche mit dem Stutzen zum Einleiten des Antimonpentafluorids gab es in der Wand des Verdampfers eine öffnung, in die eine Polytetrafluoräthylenkapillare von 0,1 min Durchmesser eingesetzt war, die mit einem Behälter, der flüssiges Antimonpentafluorid enthielt, verbunden war.For the production of reagent gas one used an evaporator, which is a 300 mm long aluminum tube with an inner diameter of 50 mm and a wall thickness of 20 mm. To the The vaporizer had end faces on one side with a nozzle with a tube for introducing the carrier gas and on the other side a nozzle for leading out the reagent gas. On the outside surface of the evaporator was a heating element with thermal insulation arranged and built into the wall of the evaporator a resistance thermometer. At a distance of 50 mm from the end face with the nozzle for introducing the antimony pentafluoride there was in the wall of the evaporator has an opening into which a polytetrafluoroethylene capillary 0.1 min diameter that was used with a container that was liquid Containing antimony pentafluoride.

Der Verdampfer wurde bis zur Erzielung einer Temperatur von 1600C erhitzt. Dann leitete man durch den Verdampfer das Trägergas (Luft) durch und führte durch die Kapillare flüssiges Antimonpentafluorid in Form eines dünnen Strahls mit einer Geschwindigkeit von 2 g/min ein. Das in dem Verdampfer gebildete Reagenzgas führte man in Form eines kontinuierlichen Stroms dem Fluorierungsreaktor zu, indem man dieses vorher durch einen zwischengeschalteten Behälter von ίο 50 Liter Fassungsvermögen durchleitete, wo das Reagenzgas auf eine Temperatur erwärmt wurde, die der Temperatur in dem Fluorierungsreaktor gleich ist.The evaporator was heated until a temperature of 160 ° C. was reached. The carrier gas (air) was then passed through the evaporator and liquid antimony pentafluoride was introduced through the capillary in the form of a thin jet at a rate of 2 g / min. The reagent gas formed in the evaporator was fed in the form of a continuous stream to the fluorination reactor by previously passing it through an intermediate container with a capacity of 50 liters, where the reagent gas was heated to a temperature which is equal to the temperature in the fluorination reactor.

Die aus dem vulkanisierten Kautschuk auf der Basis von Fluorkautschuk (Copolymerisat von Vinylidenfluorid mit Trifluorchloräthylen) hergestellten Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk brachte man in den Reaktor ein und führte die Fluorierung der Oberfläche der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk unter anschließendem Spülen des Reaktors und Waschen der Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk analog zu Beispiel 1 durch. Dabei betrug die Temperatur in dem Fluorierungsreaktor 100° C, der Austauschgrad des Reagenzgases in dem genannten Reaktor 20 Volumen/Std., die Konzentration des Antimonpentafluorids in dem Reagenzgas 310 mg/1 Reagenzgas, die Dauer des Fluorierungsprozesses 15 Minuten, die Dauer der Spülung des Fluorierungsreaktors bei einer Temperatur von 100°C 30 Minuten.Made from vulcanized rubber based on fluororubber (copolymer of vinylidene fluoride with trifluorochloroethylene) molded bodies made of vulcanized rubber were brought into the Reactor and introduced the fluorination of the surface of the molded body made of vulcanized rubber subsequent rinsing of the reactor and washing of the molded bodies made of vulcanized rubber analogously to Example 1 through. The temperature in the fluorination reactor was 100 ° C. and the degree of exchange was Reagent gas in said reactor 20 volumes / hour, the concentration of antimony pentafluoride in the reagent gas 310 mg / 1 reagent gas, the duration of the fluorination process 15 minutes, the duration of the Flush the fluorination reactor at a temperature of 100 ° C for 30 minutes.

Die Formkörper aus vulkanisiertem Kautschuk mit fluorierter Oberfläche unterwarf man einer Prüfung unter den im Beispiel 1 und 4 beschriebenen Bedingungen. Es wurden folgende Resultate erhalten (in Klammern sind dieselben Kennwerte für nichtfluorierten vulkanisierten Kautschuk angeführt):
Koeffizient der statischen Reibung 0,11 (1,0); Gleitreibungszahl 0,28 (1,5); Temperatur in der Kontaktzone »vulkanisierter Kautschuk/Metall« 75°C (19O0C); Zugfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks 220 kp/cm2 (230 kp/cm2).
The molded bodies made of vulcanized rubber with a fluorinated surface were subjected to a test under the conditions described in Examples 1 and 4. The following results were obtained (the same characteristic values for non-fluorinated vulcanized rubber are given in brackets):
Static friction coefficient 0.11 (1.0); Coefficient of sliding friction 0.28 (1.5); Temperature in the contact zone "vulcanized rubber / metal" 75 ° C (19O 0 C); Tensile strength of the vulcanized rubber 220 kgf / cm 2 (230 kgf / cm 2 ).

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Fluorierung der Oberfläche von vulkanisierten Kaut"chukformkörpern durch Be- > handlung mit dampfförmigem Antimonpentafluorid im Gemisch mit einem Trägergas bei einer Temperatur von 20 bis 140°C und Waschen der fluorierten Oberfläche mit einer 5- bis 20%igen wässerigen Lösung von Alkalicarbonat und mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man die Formkörper mit einem Gemisch aus Antimonpentafluoriddämpfen und Stickstoff oder Luft als inertes Trägergas bei einer Konzentration von 150 bis 310 mg/1 des Antimonpentafluorids im Gasgemisch im Fluorierungsreaktor bei einem Austauschgrad von 10 bis 20 Volumen/Stunde bei einer Temperatur von 40 bis 100° C behandelt, wobei der zur Behandlung der Formkörper geleitete Strom des Reaktionsgases durch kontinuierliches Verdampfen eines in den Strom des Trägergases bei einer Temperatur von 150 bis 1700C eingeleiteten Stroms des Antimonpentafluorids erzeugt wird.1. Process for the fluorination of the surface of vulcanized rubber moldings by treatment with vaporous antimony pentafluoride mixed with a carrier gas at a temperature of 20 to 140 ° C and washing of the fluorinated surface with a 5 to 20% aqueous solution of Alkali carbonate and water, characterized in that the shaped bodies are treated with a mixture of antimony pentafluoride vapors and nitrogen or air as the inert carrier gas at a concentration of 150 to 310 mg / 1 of the antimony pentafluoride in the gas mixture in the fluorination reactor at an exchange rate of 10 to 20 volume / hour treated at a temperature of 40 to 100 ° C, wherein the current conducted to treat the shaped body flow of reaction gas is generated by continuously vaporizing a in the flow of carrier gas at a temperature of 150 to 170 0 C introduced stream of antimony pentafluoride. 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom des Reaktionsgases, der zur Behandlung über die Formkörper geleitet wird, durch Durchsprudeln des Trägergases durch das flüssige Antimonpentafluorid, welches eine Temperatur von 20 bis 80°C aufweist, erzeugt.2, method according to claim 1, characterized in, that the flow of the reaction gas, which is passed over the shaped body for treatment is, by bubbling the carrier gas through the liquid antimony pentafluoride, which is a Has a temperature of 20 to 80 ° C is generated. 3 °
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