DE2358114A1

DE2358114A1 - Elastomermaterial fuer dichtringe

Info

Publication number: DE2358114A1
Application number: DE19732358114
Authority: DE
Inventors: Jaques Anglade
Original assignee: Joint Francais SNC
Current assignee: Joint Francais SNC
Priority date: 1972-12-01
Filing date: 1973-11-21
Publication date: 1974-06-27
Also published as: NL7316222A; FR2208923B1; IT1002198B; BE807635A; FR2208923A1; LU68863A1

Description

DI/F/C . ■

" - ' . .21. Nov. 1973

IE JOIKT I¹BANCAIS 10 rue-de la Baume-,, 75008 PARIS (Prankreich)

EIASTOMEBMATEBIAI FÜR DICHTRIITGE

'Die Erfindimg betrifft ein Elastomermaterial, das vor allem bei DIentringen Anwendung findet. .

In diesem Anwendungsgebiet werden als hauptsächliche Stoffe Akrylnitril-Batadien-Kopoljmiere und Polyehloropren-Elastomere verarbeitet; es wurde auch bereits die Verwendung von chlorierten Polyäthylenen vorgeschlagen.

Auf dem Gebiet der Akrylnitril-Butadien-Verbindungen sind grosse Fortschritte erzielt worden? ihre chemische Widerstandsfähigkeit hängt vom Akrylnitrilanteil ab? mit einem hohen Akrylnitrilanteil wird eine zufriedenstellende chemische Widerstandsfähigkeit erreicht, -

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ORIGINAL INSPECTED

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Jedoch sind sie gegenüber polarisierten Lösungsmitteln, wie beisp* Ketonen und Estern, empfindlich, und nicht besonders widerstandsfähig gegenüber atmosphärischen Agenzien.

Die Polychloropren-Elastomere weisen ein gutes Verhalten gegenüber atmosphärischen Einflüssen, eine vorteilhafte Widerstandsfähigkeit gegenüber Ozon und eine gute Uhdurchl&ssigkeit für Gase auf, aber ihr Kontakt mit zahlreichen chemischen Substanzen führt häufig zu starken Quellerscheinungen.

Schliesslioh wurden auch chlorierte Polyäthylene vorgeschlagen, bei denen günstige Eigenschaften festgestellt wurden, insbesondere gegenüber Flüssigkeitsmischungen.

Ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber komplexen chemischen Verbindungen ist so gross, dass sie in vielen Industriezweigen, in denen Dichtringe verwendet werden, eingesetzt werden: mit ihnen kann man verschiedene Kontaktmedien in Verbindung bringen, ohne die Art des Dichtrings zu verändern; oder sie ermöglichen eine zufriedenstellende Lösung bei Vorhandensein verschiedenster Flüssigkeiten, wie e,s in der Aerosolindustrie beispielsweise vorkommt.

Die Erfindung soll ein Material schaffen, das bessere Eigenschaften aufweist als die drei oben erwähnten Materialtypen; es soll in vorteilhafter Weise alle diese Materialien auf ihren hauptsächlichen Anwendungsgebieten, vor allem bei der Herstellung von Dichtringen, ersetzen.

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;;^V. -....■;.- α ; 23581H

Gegenstand der Erfindung ist ein Material, insbesondere für Dichtringe, dessen Grundbestandteil eine Mischling aus chloriertem Polyäthylen-Elastomer und einem GhIoropren-Elastomer ist·

Weitere Eigenschaften und Vorteile des. erfindungsgem'ässen Materials werden in der folgenden Beschreibung verdeutlicht, in denen seine bemerkenswerten physikalischen und chemischen aufgezählt werden.. Es lässt sich nämlich feststellen, dass ein Material aus einer Mischung aus einem chlorierten-Polyäthylen-Elastomer und einem Ghlöropren-Elastomer gänzlich unerwartete Eigenschaften aufweist, mit denen man angesichts der Eigenschaften ihrer einzelnen Bestandteile nicht rechnet.

Ausgegangen wird also von einer innigen Mischung von chloriertem Polyäthylen mit einem Chloropren-Elastomer· Vorteilhafterweise wird eine Mischung verwendet, in der das* Polychloropren-Elastomer in einem Anteil von 5 bis 60$ vertreten" ist,

Mischungen mit noch höherem Polychloroprenanteil können zwar vorgesehen werden, jedoch wurde festgestellt, dass die Mischung, für einen Polychloroprenanteil von mehr als.50$ schwierig herzustellen war.

Die dazwischenliegenden Mischungen, deren Eigenschaften in den Tabellen I, II und III als Beispiele aufgezeigt werden, weisen folgende Zusammensetzung auf;

chloriertes Polyäthylen	87,5$	75$ .	50$-
Polychloropren	12,5$	25$	50$

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·/■

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Dieser Mischung werden Vernetzungsmittel zugesetzt, die beispielsweise aus organischen Peroxyden oder davon abgeleiteten Stoffen gebildet werden.

Vorzugsweise fUgt man ausserdem hinzu;

- allgemein verstärkende Zusätze, wie Russ, besondere Siliziumverbindungen oder evtl. Verdünner;

- geeignete Weichmacher!

- Stabilisatoren für das chlorierte Polyäthylen wie beispielsweise Magnesiumoxyd.

Beispielsweise kann die Mischung bestehen auss

- chloriertem Polyäthylen und Polychloropren: 100 Teile '

- Ihxss ·. 80 bis 100 Teile -Magnesiumoxyd % 0 bis 5 Teile

- geeignetem Weichmacher ι 40 bis 70 Teile

- organischem Peroxyd s 2 bis 5 Teile

Der Chlorgehalt des chlorierten Polyäthylens beträgt praktisch 45$.

Die Eigenschaften einer solchen Mischung werden im folgenden mit den Eigenschaften einer Mischung verglichen, die kein Polychloropren enthält, sowie mit denen einer Mischung, die kein chloriertes Polyäthylen enthält.

Tabelle I fasst noch einmal die Messergebnisse der Quellerscheinungen (Vo lumen zunähme in Prozent) der verschiedenen Mischungen zusammen, die mit Flüssigkeiten wie beispielsweise

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ORIGINAL

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Äthylalkohol, Methanolchlorid,. Trichlormonofluom'cthon, Toluol,. Azeton in Berührung treten, wobei das Bezugslösungs mittel B 70 Gew.-fS Toluol und 30 Gew.-$ Isooktan enthält.

TABELIiE I

^chloriertes {Polyäthylen $>	100	87,5	75·	50	1 0
Mischung C
LPolychloropren fo	0	12,5	25	50	100
Äthylalkohol	- 29δ	*-21=*	- 2%	- 2<fo	+ 2fo
Methanolchlorid.	■12295	92$	76<fo	72?5	A20fo
T richlo mono f luo me than		27$	26<fo	22JS-	35fo
BezugslSsrngsnittel B	W .	2%	25fo	18^	%0<fo
Toluol .	100$	iQfo	699S'-	65$	I8O96
Azeton	*et "*		*3fo*	3·*	10?6

An Hand der Tabelle I wird der erhebliche Portschritt deutlich, der durch.das erfindungsgemässe Material erzielt wurde, soweit die Widerstandsfähigkeit gegenüber verschiedenen chemischen Flüssigkeiten betroffen ist.

So beträgt die Quellung unter dem Einfluss des Bezugsl'dsungsmittel B bei chloriertem Polyäthylen 30$, bei Polychloropren 80$ und bei der Mischung (50$ chloriertes Polyäthylen und 50$ Polychloropren) lediglich 18$.

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Ebenso beträgt im Toluol die Quellung derselben Mischung lediglich 65$, während die Volumenzunahme der einzelnen Bestandteile der Mischung 100$ bzw. 180$ beträgt.

An Hand der Tabelle II lassen sich die Quellwerte der erfindungsgemässen Mischung (50$ 50$) mit denen vergleichen, die den klassischen Zusammensetzungen auf der Basis von Butadien-Acrylnitril-Elastomeren mit hohem Acrylnitrilanteil (etwa 40$) entsprechen, die häufig bei der Herstellung von Dichtringen verwendet werden:

TABELLE II-

	Mischung chloriertes Poly— _cr.<a ä-chylen ^5ü/o Polychloropren 50$	Zusammensetzung auf Butadien-Acrylnitril- Elastomerbasis
Äthylalkohol	- 2$	- 4$ bis + 15$
Methanolchlorid	+ 72$	+ 200$ bis + 300$
Be 2Ugslosuag3- mittel B	+ 18$	+ 15$ bis + 30$
Toluol	+ 65$	+ 60$ bis + 80$
Azeton	+ 3$	+ 70$ bis + 120$

Wie aus der Tabelle II ersichtlich, übertreffen die Leistungen des erfindungsgemässen Materials deutlich diejenigen der Butadien-Acrylnitril-Elastotnere. Darüber hinaus ist es sehr gasundurchlässig und äusserst widerstandsfähig gegenüber atmosphärischen Agenzien.

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- ' -Tabelle III bringt eine Übersicht über die Ergebnisse für die'Eigenschaften des erfindüngsgemässen Materials im Ver*- gleich zu denen seiner Bestandteile:-bleibende Verformung nach Zusammendrücken (in Prozent) nach 70 Std. bei 100° C, Shores Här/te A, ..Bruchfestigkeit in Dekanewton pro cm2,. Dehnbarkeit (in Prozent), ^-Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung, in .Dekanewton pro cm2. .--■-. . ■ . ■ -."■...■■...'-..

TABELLE III	100 0 '	87,5 12,5	75 .25	50 50	Ό 100
/-chloriertes a Λ Polyäthylen '° Mischung \ i Polychloropren fo/	30	27	26	33	45
Bleibende Verformung nach Zusammendrücken \ . ■ 70 Std./100° C . %■-	74-	81	83	87	"80
Shorehärte A	150	125	125	115	100
Bruchfestigkeit dN/cm2	185	140	105	75	100
Dehnbarkeit, fo	42	81	116		100
Elastizitätsmodul bei 100% dN/cm2 ■

Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften ist eine Erhöhung der Härte und des Elastizitätsmoduls sowie vor allem eine Verringerung der bleibenden Verformung nach Zusammendrücken zu beobachten, die besonders beim Einsatz für die Herstellung von Dichtringen interessant ist.

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Das erfindungsgemässe Material weist also Eigenschaften auf, die diejenigen der für sich genommenen Bestandteile weit Übertreffen. Diese Elastomermischung verhält sich so-, als ob die Vernetsungsdichte vergrössert worden wäre. Dennoch k'dnnen mit einer Erhöhung des Anteils an Vernetzungsmitteln nicht dieselben Ergebnisse erzielt werden, was beweist, dass das erfindungsgemässe Material nicht lediglich eine einfache Mischung von Elastomeren ist, sondern dass ihre Struktur das Ergelmis einer komplexen molekularen Heuordnung ist, bei der sich zusätzliche Eigenschaften ergeben.

Wie bereits gesagt, ubertrefföil diese Eigenschaften diejenigen der z.Zt. normalerweise verwendeten Elastomere, beispielsweise die der Butadien-Akrylnitril-Elastomere sowie die der Polychloroprene*

Das erfindungsmässe Material kann also diese Elastomere auf ihren gewöhnlichen Anwendungsgebieten, vor allem bei der Herstellung von Dichtringen, ersetzen.

Im Rahmen der Erfindung können verschieden stark chlorierte Polyäthylen-^Elastomere, deren Chlorartteil zwischen 2% und 505S liegt, und Chloropren-Elastomere gewählt sowie Mischungen hergestellt werden, die andere Anteile von chloriertem Polyäthylen enthalten und bei denen ebenfalls vorteilhafte Eigenschaften beobachtet wurden.

-Patentanspruche-409826/0981

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Material, insbesondere für Dichtringe, d a d u. r c h ge kennz e i chnet, dass sein Grundbestandteil eine Mischung von chloriertem Polyäthylen-Elastomer und Chloropren-Elastomer ist.

2. Material gemäss Anspruch 1, d a d. -u r c h gekennzeichnet, dass die Mischung einen Anteil von 5 bis 60$ an Chloropren-Elastomer enthält,

3. Material gemäss Anspruch 2, d a du r c h gekennzeichnet, dass die Mischung praktisch die gleiche Menge Chloropren-Elastomer und chloriertes Polyäthylen enthält.

4. Material gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Vernetzungsmittel enthält.

5. Material gemäss Anspruch 4, d a d u r c h gekennzeichnet, dass das Vernetzungsmittel ein organisches Peroxyd ist.

6. Material gemäss einem der.Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e η η a e i c h η e t, dass es mindestens eins der Verstärkungsmittel Russ und Siliziumoxyd enthält.

7. Material gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, d a durch gekennzeichne t, dass es darüber hinaus Weichmacher enthält.

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8. Material gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, d a durch gekennzeichnet, dass es Stabilisierungsmittel enthält.

9. Material gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Chlorgehalt des chlorierten Polyäthylens zwischen 25 und 50$ liegt.

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