DE2363310B2 - Furnace-Ruß und seine Verwendung - Google Patents
Furnace-Ruß und seine VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft neue Ruße mit verbesserten Eigenschaften sowie die Verwendung solcher Ruße als
verstärkender Füllstoff in natürlichem und synthetischem Kautschuk. Dabei handelt es sich um Rußprodukte,
deren verbesserte Eigenschaften nicht durch eine besondere Nachbehandlung bewirkt werden.
Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Ruße und ihr Einfluß auf die Eigenschaften der sie enthaltenden
Kautschukvulkanisate werden durch eine Reihe von Parametern beschrieben, von denen ein Teil durch die
analytischen Eigenschaften der Ruße gegeben ist. Wesentlich für die Kennzeichnung der Ruße nach der
Erfindung ist, daß alle in Kombination vorhandenen Parameter innerhalb gewisser definierter Grenzen
liegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der Technik Ruße zur Verfügung zu stellen, die den mit
ihnen gefüllten Kautschukvulkanisaten verbesserte Werte für die Zugfestigkeit, Elastizität, Härte und
insbesondere für das Abriebverhalten verleihen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Ruße, deren Färbefaktor zwischen 311 und 316 liegt und
bei denen das Verhältnis von Färbewert zu Färbefaktor, das auch als Färbeverteilung bezeichnet wird, zwischen
0,76 und 0,82 beträgt. Weiterhin sind diese Ruße gekennzeichnet durch einen pH-Wert von wenigstens 4,
eine Jod-Oberfläche von 67 vorzugsweise 69 bis l<5 Ti2/g und eine BET-Gesamtoberfläche unter
160m2/g. Besonders günstige Eigenschaften weisen
solche Ruße nach der Erfindung auf, bei denen der Wert für die Färbeverteilung zwischen 0,76 und 0,80 liegt.
Ausgezeichnet sind auch solche Ruße, die eine Jod-Oberfläche zwischen etwa 75 und 135m2/g
aufweisen.
Zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften
der erfindungsgemäßen Ruße und zur Feststellung der für deren Charakteristik geeigneten Parameter wurden
nachstehend erläuterte Verfahren verwendet.
Gesamtoberfläche
Die Gesamtoberfläche der Ruße wird nach dem gut bekannten BET-Verfahren unter Benutzung der Stickstoff-Isotherme
bestimmt Das BET-(Brunauer-Emmet-Teller)-Verfahren ist vollständig in Journal of the
American Chemical Society, 60,309 (1938) beschrieben. Zu der auf übliche Weise nach dem BET-Verfahren
bestimmten Oberfläche gehören sowohl die äußeren Oberflächenbereiche wie die inneren Oberflächenbereiche,
welche aufgrund der Poren vorliegen.
DBP-Absorption
Nach der ASTM-Testnorm D-2414-65 T (welche jetzt
als ASTM D-2414-70 bezeichnet wird) wurden die Absorptionseigenschaften der pelletisierten Ruße bestimmt
Dieses Prüfverfahren besteht darin, dem pelletisierten Ruß Dibutyl-phthalat (DBP) zuzusetzen,
bis der Übergang von einem freifließenden Pulver in ein quasi plastisches Agglomerat eintritt Der entsprechende
Meßwert wird angegeben als ml Dibutyl-phthalat (DBP) auf 100 Gramm Ruß.
Jod-Oberfläche
Diese Oberflächenzahl wird an pelletisierten Rußprouuklen
nach dem folgenden Verfahren zur Absorption von Jod bestimmt. Eine Rußprobe wird in einen
Porzellan mörser gegeben, der mit einer losen Abdekkung versehen ist, um das Entweichen von Gas zu
ermöglichen und wird in einem Muffelofen sieben Minuten lang auf 9300C erwärmt, um flüchtige Produkte
auszutreiben und anschließend abgekühlt Die oberste Schicht des kalzinierten Rußes wird bis zu einer Tiefe
von ungefähr 6 Millimeter verworfen und ein Anteil des verbleibenden Rußes gewogen. Dieser Probe werden
100 Milliliter 0,01 n-|odlösung zugesetzt und die erhaltene Mischung 30 Minuten lang gerührt. Ein Anteil
von 50 Milliliter aus dieser Mischung wird anschließend zentrifugiert, bis die Lösung klar geworden ist,
daraufhin werden 40 Milliliter dieser klaren zentrifugierten Lösung mit 0,01 η Natriumthiosulfat-Lösung
unter Verwendung von l%iger löslicher Stärkelösung als Endpunkt-Indikator titriert, bis das freie Jod
absorbiert ist. Durch Titration einer Blindprobe wird der Anteil an adsorbiertem Jod quantitativ bestimmt.
Abschließend wird die Jod-Oberfläche, ausgedrückt in m2 pro Gramm, nach der folgenden Formel bestimmt
.lod-Onerfiächc =
(%-adsorbiertcs.lod χ 0,937)-4.5 Gewicht der Probe
Dieses Verfahren zur Bestimmung der Jod-Oberfläche von pelletisiertem Ruß wird als Cabot-Prüfverfahren
Nr. 23.1 bezeichnet. In der Veröffentlichung der Anmelderin TG-70-1 mit dem Titel »Industry Reference
B'ack Nr. 3« von Juengel und O'Brien, vom 1. April 1970
wird die Jod-Oberfläche von IRB Nr. 3 nach dieser Methode zu 66,5 m2/g bestimmt.
Färbefaktor und Färbekraft
Der Färbefaktor ergibt sich aus der Färbekraft und dem scheinbaren Durchmesser D3, der dem in nm
ausgedrückten Durchmesser einer festen Kohlenstoffkugel, die dieselbe Menge Kohlenstoff enthält wie ein
Ruß-Agglomerat, entspricht.
D, = 2270 + 63,5 (DBP)/Jod-Oberfläche in m2/g
Für den Färbefaktor gilt folgende Beziehung:
Färbefaktor = Färbekraft + 0,6 D„
Für den Färbefaktor gilt folgende Beziehung:
Färbefaktor = Färbekraft + 0,6 D„
Die vorstehenden Formeln sind erläutert in einem Aufsatz von Avrom J. Medalia und L. Willard Richards
»Tinting Strength of Carbon Black«, der bei einer Tagung der American Society, Division of Coatings and
Plastic Chemistry, vorgetragen wurde.
Die Färbekraft, die auch als Färbewert bezeichnet wird, stellt die relative Deckkraft eines pelletisierten
Rußes dar, der im Gewichtsverhältnis 1 :37,5 mit einem
Standard-Zinkoxid vermischt und in einem epoxidierten Sojabohnenöl-Weichmacher dispergiert ist und sodann
mit einer Reihe von Standard-Bezug-Rußen verglichen ist, die unter den gleichen Bedingungen untersucht sind.
Als Zinkoxid dient ein von der New Jersey Zinc Corporation hergestelltes Florence Green Seal No. 8,
das Weichmacher-Öl wird unter der Bezeichnung Paraplex® G-62 von Rohm & Haas Co. hergestellt und
verkauft Die Untersuchungsmethode besteht also in dem innigen Vermischen von Ruß, Zinkoxid und
Weichmacher in solchen Anteilen, daß das sich ergebende Verhältnis zwischen Ruß und Zinkoxid
1 :37,5 beträgt Die Reflektion wird mit einem
Welch-Densichrom gemessen an einem Film, der auf eine Glasplatte ausgegossen ist Die abgelesenen Werte
werden dann verglichen mit Standard-Rußcn mit
bekannten Färbekraftwerten. Hierfür wird der Standard-Ruß SRF der Anmelderin benutzt, dem willkürlich
der Färbekraftwert 100% beigelegt wird. Üblicherweise
ist dies der von der Anmelderin hergestellte halbverstärkende Ruß-Sterling"1 S oder R. Die beiden
Sterling*-Ruße weisen eine BET-Stickstoff-Oberfläehe von ungefähr 23 mVg, einen Öl-Absorptionswert von
ungefähr 65 bis 70 g öl/lOOg Ruß und einen
durchschnittlichen, durch Elektronenmikroskopie bestimmten Teilchen-Durchmesser von etwa 80 nm auf.
Der einzige Unterschied besteht darin, daß der Sterling R in flockiger Focm und der Sterling S in peiletisierter
Form vorliegt Der Bezugs-Ruß wird ausgewählt nach der Art des Rußes, an dem die Färbekraft gemessen
werden soll. Die halbverstärkenden Sterling R- oder Sterling S-Ruße werden als grundlegender Vergleichsstandard für die Bestimmung der Färbekraft von
anderen Rußen betrachtet
Es werden aber auch andere Ruße als Bezugs-Ruße benutzt, um Färbekraftwerte zu erhalten, die den
Bereich von ungefähr 3Ο9Ό bis 250% abdecken. Diese werden gemessen in bezug auf den grundlegenden
Standard mit der Färbekraft 100%. Auf diese Weise ist eine Reihe von Rußen verfügbar, die einen weiten
Bereich der Färbekraft aufweisen, so daß Bezugs-Ruße ausgewählt werden können, die so dicht wie möglich an
dem zu messenden Ruß liegen. Beispiele für derartige Bezugs-Ruße, die hilfsweise zum Vergleich herangezogen
werden, sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.
Färbekraft, % 31
Jod-Ooerfläche, m2/g 5,0
DBP-Absorption, ml/iOOg 33,6
56
8,4
35,9
8,4
35,9
Vulcan 6 H Vulcan 9
220
109,6
131,4
252
118,5
116,9
Für Vergleichszwecke wurde die Färbekraft des Rußes IRB Nr. 3 nach dem oben angegebenen
Verfahren zu 208% im Vergleich zu halbverstärkendem Ruß Sterling-S bestimmt. Dies wird ebenfalls in der
oben genannten Veröffentlichung von Juengel und O'Brien beschrieben.
Für das Verhalten der erfindungsgemäßen Ruße in Kautschuk-Vulkanisaten wurde neben der Zugfestigkeit,
dem 300%-Modul, der Dehnung und der Shore-Härte auch das Abriebverhalten einer Laufflächenmischung
auf der Straße ermittelt. Das hierbei angewendete Verfahren ist nachstehend beschrieben.
Abnutzung auf der Straße (Roadwear Rating)
Das Verfahren zur Messung und Auswertung dor Abnutzung auf der Straße, bzw. der Abnutzung der
Lauffläche ist bei der Fachwelt gut bekannt und in einer Publikation der Cabot Corporation (Technical Service
Report Nr.TG-67-1) mit dem Titel »The Use of Multi-Section Treads in Tire Testing« von F. E. Jones
(196/) ausführlich und vollständig beschrieben. Wie bei jedem Verfahren zur Bestimmung der Abnutzung
werden die Auswertungen relativ zu einem standardisierten Vergleichsruß durchgeführt, dessen Abnutzung
willkürlich gleich 100% gesetzt wird. In diesem Fall wird
als Vergleichsstandard zur Ermittlung der Abnutzung auf der Straße lSAF-Ruß (intermediate super abrasion
furnace) verwendet, welcher nach den ASTM-Richtlinien
mit N-220 bezeichnet, von der Cabot Corporation hergestellt wurde und weiter dadurch gekennzeichnet
ist, daß er eine Färbekraft von 232%, eine Jod-Oberfläche von 97,9 mVg, eine DBP-Absorption von 114,9 ml/
100 g und eine Dichte von 0355 g/cm3 aufweist. Zur Erleichterung des Vergleichs wird dieser Vergleichsruß
zur Bestimmung der Abnutzung an der Lauffläche als
w Cabot-ISAF-Vergleichsruß Nr D-66r7 bezeichnet. Das
oben beschriebene Verfahren zur Bestimmung der relativen Abnutzung der Laufflächen wird bei Laborversuchen
zur Messung der Abnutzung bevorzugt, da es ja bekanntlich schwierig ist, solche Ergebnisse bis zur
•4 j tatsächlichen Leistungsfähigkeit zu extrapolieren. Folglich
geben die hier enthaltenen Ergebnisse für die Abnutzung der Lauffläche genau die Leistung der
Laufflächenmischungen relativ zu dem Cabot-Vergleichsruß IASF Nr. D 6607 wieder, dessen Wert
V) willkürlich mit 100% bezeichnet wird.
Bei der Durchführung der oben genannten Bestimmungen der Abnutzungsbeständigkeit der Lauffläche
wu-de eine Mischung der folgenden Bestandteile verwendet, welche in einem Banbury-Mischer vermischt
Vj wurden.
Styrol-butadien
cis-4-Polybutadien
Ruß
»Sundex 790«
Zinkoxid
»Sunproof Improved«
»Wingstay 100«
Stearinsäure
»Santocure(CBS)«
Schwefel
89,38
35
75
25,62
35
75
25,62
2,5
1,4
1,75
Bei der oben genannten Mischung für die Benutzung bei Straßentests, die im folgenden als RTF-I bezeichnet
wird, bedeuten »Santocure (CBS)« die Handelsbezeichnung für N-Cylohexyl^-benzothiazoI-sulfenamid, ein
Aushärtemittel für Kautsehukmischungen; »Sundex
790« die Handelsbezeichnung für einen von der Sun Oil Company vertriebenen Weichmacher; »Sunprof Improved«
die Handelsbezeichnung für ein von der Uniroyal Chemical Company vertriebenes Antiozon-Mittel; und
»Wingi'.ay 100« die Handelsbezeichnung für einen von der Goodyear Tire and Rubber Company vertriebenen
Stabilisator, welcher gemischte Diaryl-p-phenylen-diamine
enthält
Die erfindungsgemäßen, neuen Rußprodukte mit den oben angegebenen Eigenschaften werden hergestellt,
indem Ruß bildendes Ausgangsmaterial mit einem Strom heißer Verbrentiungsgase zusammengebracht
wird, der sich mit einer mittleren linearen Geschwindigkeit von wenigstens 30 m/sec
Zu diesem Zweck wird in einer beliebigen üblichen Verbrennungskammer flüssiger oder gasförmiger
Brennstoff mit einem geeigneten Oxydationsmittel wie
etwa Luft, Sauerstoff oder Mischungen aus Sauerstoff und Luft verbrannt Geeignete Brennstoffe sind
beliebige leicht brennbare Gase oder Flüssigkeiten, wie etwa Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Methan, Acetylen,
Alkohole, Kerosin. Vorzugsweise werden Brennstoffe verwendet welche einen hohen Kohlenstoffanteil
aufweisen, insbesondere Kohlenwasserstoffe. Methanreiche Gase wie etwa Naturgas und modifiziertes oder
angereichertes Naturgas sind ausgezeichnete Brennstoffe, ebenso andere Brennstoffe mit einem hohen
Anteil an Kohlenwasserstoffen, wie etwa verschiedene bei der Destillation von Erdöl anfallende Gase und
Flüssigkeiten und Raffinerie-Nebenprodukte, einschließlich Äthan, Propan, Butan und Pentan enthaltende
Fraktionen, Heizöle und dergleichen.
Die Menge des gegebenenfalls vorgeheizten Oxydationsmittels wie Luft oder Sauerstoff soll ungefähr 50 bis
500% der zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffes erforderlichen Menge ausmachen, wobei die
Verbrennung in einem üblichen bekannten Brenner erfolgen kann, der für die Erzeugung hoher linearer
Gasgeschwindigkeiten ausgelegt ist. Die dabei erzeugten Verbrennungsgaso verlassen die Verbrennungszone
mit einer Temperatur von wenigstens 13000C, in den meisten Fällen von über 1650° C. Diese heißen
Verbrennungsgase strömen mit hoher linearer Geschwindigkeit, welche dadurch erzeugt werden kann,
daß die Gase einen geeigneten Durchlaß oder Einlaß passieren, welcher beliebig verjüngt oder anderweitig
eingeschnürt ist, wie etwa eine übliche Venturi-Düse. An einem Punkt, wo die Verbrennungsgase mit hoher
Geschwindigkeit strömen und wo eine Druckdifferenz zwischen Verbrennungskammer und Reaktionskammer
von über ungefähr 0,069 bar vorzugsweise von 0,1 bis 0,69 bar besteht, wird ein geeigneter rußbildender
Kohlenwasserstoff eingeführt, wodurch eine innige Durchmischung und Ineinanderverteilung der heißen
Verbrennungsgase mit dem zugeführten Rußrohstoff gewährleistet wird, so daß dieser rasch und vollständig
zersetzt und in hohen Ausbeuten in die neuen Ruße umgewandelt wird. Der Rußrohstoff wird im wesentlichen
senkrecht von außen in den Strom der heißen Verbrennungsgase in Form eines einzelnen oder
bevorzugt einer Vielzahl kleiner kohärenter Strahlen eingeführt, welche bis in den inneren Bereich der
strömenden Ve: brennungsgase eindringen. Der Anteil an benötigtem Rußrohstoff wird im Hinblick auf die
Menge an verwendetem Brennstoff und Oxydationsmittel so eingestellt, daß insgesamt eine Verbrennung von
ungefähr 12 bis 65% erhalten wird, wobei diese Verbrennung bevorzugt zwischen ungefähr 20 und 50%
liegt. Nach einer Verweilzeit in der Reaktionszone von ungefähr 1 bis 100 Millisekunden passieren die
ausströmenden Gase mit dem suspendierten Ruß beliebige übliche Kühl- und Trenneinrichtungen, in
in denen der Ruß gewonnen wird. Zur Abtrennung des Rußes aus dem Gasstrom können beispielsweise
Niederschlagvorrichtungen, Zyklone oder Sackfilter verwendet werden.
Die für die Erreichung der bestimmten physikalischen
is Eigenschaften und diesen entsprechenden Parametern
der erfindungsgemäßen Ruße erforderlichen Mengen an Brennstoff, oxydierendem Gas und Rußausgangsstoff
sowie die sonstigen Reaktiojisbedingungen im Rahmen der vorstehend allgemein dargelegten Verfahrensweise
:o sind den nachstehenden Beispielen zu entnehmen.
Beim Einarbeiten der er'Indungsgemäßen Ruße in
natürlichen oder synthetische.! Kautschuk werden etwa
10 bis 250 Gewichtsteile Ruß je 100 Gewichtsteile Kautschuk verwendet. Vorzugsweise wird der Anteil an
r> Ruß mit etwa 20 bis 100 Gewichtsteilen, insbesondere mit etwa 40 bis etwa 80 Gewichtsteilen je 100 Teile
Kautschuk bemessen.
Zu den Kautschuksorten, bei denen die erfindungsgemäßen Ruße als Verstärkungsmitte! wirksam sind,
ίο gehören natürliche und synthetische Kautschuke, wie
natürlicher Kautschuk und seine Derivate, etwa chlorierter Kautschuk, Copolymere aus ungefähr 10 bis
70 Gewichtsprozent Styrol mit etwa 90 bis 30 Gewichtsprozent Butadien. z.B. Copolymere aus 19
π Gewichtsprozent Styrol und 81 Gewichtsprozent Butadien, aus 30 Teilen Styrol und 70 Teilen Butadien,
aus 43 Teilen Styrol und 57 Teilen Butadien und aus 50 Teilen Styrol und 50 Teilen Butadien. Ferner gehörten
dazu Polymere und Copolymere au', konjugierten
κι Dienen, wie etwa Polybutadien, Polyisopren, Polychloropren
und ähnliche Verbindungen, ferner Copolymere solcher konjugierten Diene mit Äthylen-Gruppen
enthallenden, damit copolymerisierbaren Monomeren, wie etwa
ι -, Styrol, Methylstyrol, Chlorstyrol.
Acrylnitril, !-Vinylpyridin,
5-Methyl-2- vinylpyridin,
5-Äthyl-2-vinylpyridin.
2-Methyl-5-vinylpyridin,
5-Methyl-2- vinylpyridin,
5-Äthyl-2-vinylpyridin.
2-Methyl-5-vinylpyridin,
vi alkyl-substituierte Acrylate, wie etwa
Vinylketon, Methylisopropeny!-keton,
Methyl-vinyl-äther,
Alphamethylen-Carbonsäuren
und die Ester und Amide solcher Säuren, wie etwa
Methyl-vinyl-äther,
Alphamethylen-Carbonsäuren
und die Ester und Amide solcher Säuren, wie etwa
r> Acrylsäure und Dialkylacrylsäureamide, schließlich auch
Copolymer von Äthylen und anderen Alpha-Olefinen,
wie etwa Propylen, Buten(i) und Penten(l); besonders
zu erwähnen sind Copolymere aus Äthylen und Propylen, bei denen der Äthylengehalt 20 bis 90
wi Gewichtsprozent ausmacht, ferner Polymere aus Ätnylen
und Propylen mit Zusätzen eines dritten Monomeren wie etwa Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien und
Methylennorbornen.
Für Kautsehukmischungen mit den erfindungsge'tiä-
Für Kautsehukmischungen mit den erfindungsge'tiä-
h) Ben Rußen können zahlreiche Vulkanisationsmittel
verwendet werden. Als Beispiele seien genannt Merkaptobenzothiazyl-disulfid (MBTS), N-Cyclohexyl-2-benzothiazol-sulfenamid
und Tetramethylthiuramdi-
sulfid (TMTD).
Den Kautschukmischungen können auch andere übliche Zusätze zugegeben werden. Beispiele dafür sind
Titandioxid, Siliziumdioxid, Zinkoxid, Calciumcarbonat, Ton, Calciumsilikat. Zinksulfid, wasserhaltiges Aluminiumoxid
und calciniertes Magnesiumoxid; thermoplastische Harze wie etwa Polyvinylchlorid und Epoxyharze;
Vulkanisiermittel, Vulkanisierbeschleuniger; Beschleunigungs-Aktivatoren; schwefelhaltige Aushärtemittel,
Antioxidationsmittel, Verzögerer; Wärmestabilisatoren. Weichmacher, weichmachende oder als Streckmittel
verwendete Öle. wie etwa Mineralöle. Harze.
Fette. Wachse. Erdöldestillate, pflanzliche öle wie ζ. Β
l.cinsamcnöl und Sojabohnenöl, Butyl-cellosolv-pelargonat.
Di-n-hexyladipat, Trioctylphosphat. chlorierte Kohlenwasserstoffe, Äther. Ketone. Terpene. Gummiterpentin.
Harze. Teeröl. Kohlenteerprodukte, einschließlich Alkylnaphthalenen und vielkernigen Aroma-
jri-. -: r»_» :.i. — : : —* — r-v:
ICII Il [(U IUl>M£Cir t UtJiiriCltH Hill IVWIIJUg ILI H. 11 L^It-IIt-II.
Der weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Ruße und ihrer Verwendung mit Kautschukmischungen
dienen die nachstehenden Beispiele.
Es wird eine geeignete Reaktionsvorrichtung verwendet
mit Zuführungen für den Brennstoff und das Oxydationsmittel entweder in gesonderten Strömen
oder im vorverbrannten gasförmigen Zustand und mit Mitteln für die Einführung des rußbildenden kohlcnwasserstoffhaltigen
Ausgangsstoffes. Die Vorrichtung kann aus beliebigem, geeignetem Material, wie etwa Metall,
hergestellt sein, und sie kann entweder mit einer
hochhitzebeständigen Isolierung oder von einem Kühlsystem, etwa mit rezirkuliercncl :r Kühlflüssigkeit,
bevorzugt Wasser, umgeben sein. Zusätzlich ist die Reaktionsvorrichtung mit Einrichtungen zur Bestimmung
von Temperatur und Druck, mit Einrichtungen zur Kühlung der Reaktionszone, etwa mit Sprühdüsen
und zum Abkühlen der Rußprodukte sowie mit Einrichtungen zum Abtrennen und Gewinnen des Rußes
versehen, /.ur Erzeugung der gewünschten Flamme
wird in die Verbrennungszone der Vorrichtung durch einen oder mehrere Einlasse Sauerstoff in einer Menge
von 56.Om1ZSId. (2000 SCFH) und Naturgas in einer
Menge von 17,6 mVStd. (625 SCFH) eingeführt, was zu einem Strom von Verbrennungsgasen führt, der mit
hoher linearer Geschwindigkeit stromabwärts strömt und dabei einen dynamischen Druckanteil von wenigstens
0.069 bar (kinetic head 1,0 psi) über dem Druck in der Reaktionskammer aufweist. Daher wird bei der
bevorzugten Au'führungsform der vorliegenden Erfindung
der Strom von Verbrennungsgasen durch einen verengten oder kegelförmigen Abschnitt der Vorrichtung
geführt, welcher einen bestimmten Querschnitt aufweist, oder durch eine Düse, wie etwa eine übliche
Venturi-Düse, um die lineare Geschwindigkeit des Stroms der Verbrennungsgase zu erhöhen. Dort wird
anschließend senkrecht zum resultierenden Strom der heißen Verbrennungsgase, welcher den gewünschten
dynamischen Druckanteil aufweist, durch einen oder mehrere Durchlässe oder Einlasse Rußrohstoff in einer
Menge von 61 I/Std. (16,2 gallons per hour) eingeführt.
Als Brennstoff wird Sunray DX verwendet, ein Öl mit einem Kohlenstoffgehalt von 91,1 Gew.-%, einem
Wasserstoffanteil von 7,9 Gew.-% und einem Schwefelgehalt von 13 Gew.-%, wobei das Verhältnis Wasserstoff
zu Kohlenstoff 1,04 beträgt. Weitere Daten sind: B.M.C.I.-Korrelationsindex 133, spezifisches Gewicht
1,09 nach der ASTM-Testnorm D-287, das API-Gewicht nach der ASTM-Testnorm D-287 -2,6, die SSU-Viskosität
(ASTM-Testnorm D-88) bei 54°C 350 und bei 990C
58, ein Asphaltgehalt 5,7%. Die Reaktionsbedingungen , führten zu einer Gesamtverbrennung von 30.3%. Die
Rußbildungsreaktion wird dann nach einer Verweilzeit von 5 Millisekunden in einer getrennten Zone unterhalb
der Reaktionszone auf eine Temperatur von 480~C abgeschreckt und das dabei erhaltene rußhaltige Gas
in wird in üblichen Verfahrensstufen abgekühlt, der Ruß
abgetrennt und gewonnen, wobei eine Rußausbeute von 0,48 kjr/l Rohstoff (4 pounds per gallon) erzielt wurde.
Das dabei erhaltene Rußprodukt ist gekennzeichnet durch einen Färbewert von 257%, eine |od-Oberflächc
:. von 129m2/g, einen DBP-Absorptionswert von 155.
einen pH-Wert von 6.5. einen scheinbaren Durchmesser I), von 93,9, einen Wert für den Färbefaktor von 313.3.
eine BET-Oberfläche (Stickstoff) von 146 m2/g und ein
*■ \-\ 11« it ι π λ >
k>\ ι i'ni u\. wvt ι /.u ι aiui-iaiMui vxjtt y,ui,
Eine, wie in Beispiel 1 beschriebene Reaktionsvorrichtmg
wird mit Sauerstoff in einer Menge von 56.6 m' Std. (2000 SCFH) und Erdgas in einer Menge
. von IO,2m'/Std. (360 SCFH) beschickt. Nachdem die
Verbr<;nnungsgase den eingeengten oder kegelförmigen Bereich der Vorrichtung passiert haben, wird dort
der K .hlenwasserstoff »Sunray DX« in einer Menge von 72 I/Std. (19,2 gall./hr) eingeführt. Bei diesem
;<> Versuch werden Versuchsbedingungen für eine Gesamtverbrennung
von 27% gewthlt und im Anschluß an die Reaktionszone wird mit Wasser auf eine Temperatur
von 363~C abgeschreckt. Bei Abschluß der Reaktion wurde hierbei Ruß in einer Ausbeute von 0,43 kg/l
; Rohstoff (3,6 pounds per gallon) hergestellt, wobei der
Ruß einen Färbewert von 242%, eine Jod-Oberfläche von 11)3 m2/g. einen DBP-Absorptionswert von 164.
einen scheinbaren Durchmesser D., von 123,1, einen Wert für den Färbefaktor von 316. einen pH-Wert von
:.. 6.8. eine BET-Oberfläche (Stickstoff) von 118 m2/g und
einen Wert für das Verhältnis von Färbewert zu Färbefaktor von 0,77 aufweist.
:i Entsprechend dem Verfahren nach Beispiel 1 wurde
vorgewärmte Luft bei 4040C in einer Menge von 9630mVStd. (340 000 SCFH) und Naturgas in einer
Menge von 660 mVStd. (23 800 SCFH) in die Verbrennungszone der Reaktionsvorrichtung eingeführt. In den
in erhaltenen Strom der heißen Verbrennungsgase wird
unter einem Überdruck von 15,7 bar (22b psig) Rußrohstoff (Enjay) in einer Menge von 2000 I/Std. (533
gallons per hour) eingeführt. Vor der Zugabe des Rußrohstoffes wird Kaliumchlorid in einer Menge von
r. 1,14 g pro 100 Liter öl (43 grams per 100 gallons) dem
Strom der heißen Verbrennungsgase zugesetzt. Im einzelnen besteht der verwendete Rußrohstoff (Enjay)
aus einem Öl mit einem Kohlenstoffgehalt von 89,8 Gew.-%, einem Wasserstoffgehalt von 8,6 Gew-%,
,o einem Schwefelgehalt von 1,5 Gew.-%, mit einem
Verhältnis Wasserstoff zu Kohlenstoff von 1,15, einem B.M.C.I.-Korrelationsindex von 123, einem spezifischen
Gewicht (nach ASTM-Testnorm D-287) von 1,08, einem API-Gewicht (nach ASTM-Testnorm D-287) von -03,
b=> einer SSU-Viskosität (nach ASTM-Testnorm D-88) bei
54° C von 569,2 und bei 99° C von 67,5, wobei das Öl
einen Asphaltgehalt von 0,6% aufwies. Die Reaktion wird bei einer Gesamtverbrennung von 31,8% durchge-
führt, mit Wasser auf eine Temperatur von 760°C abgeschreckt. In einer Ausbeute von 0,60 kg/l Öl (5
pounds per gallon) wird ein Rußprodukt erhalten, das einen Färbewert von 239%, eine Jod-Oberfläche von
74,6 m Vg, einen DBP-Absorptionswert von 112, einen pH-Wert von 6,7, einen scheinbaren Durchmesser D3
von 126, einen Wert für den Färbefaktor von 314, eine BET-Oberfläche (Stickstoff) von 92 mVg und einen
Vvert für das Verhältnis von Färbewert zu Färbefaktor
von 0,76 aufweist.
Gemäß dem in Beispiel I angegebenen Verfahren
wird auf 3770C vorgewärmte Luft in einer Menge von 963Om'/Std. (340000 SCFH) und Naturgas in einer
Menge von 679 mVStd. (24 000 SCFH) in die Verbrenniingszone
der Reaktionsvorrichtung eingeführt. In den erhaltenen Strom heißer Verbrennungsgase wird der
Rußrohstoff (Enjay-Öl) in einer Menge von 1800 1/Sld.
(476 gallons per hour) unter einem überdruck von i/,2
bar (250 psig) eingeführt. Die Reaktion verläuft bis zu einer Gesamtverbrennung von 34,8% und dabei wird
ein Rußprodukt in einer Ausbeute von 0,6 kg/l Öl (5 pounds per gallon) erhalten, welches eine Jod-Oberfläche
von 78.6 m2/g, einen DBP-Absorptionswert von 121,
einen Färbewert von 240%, einen pH-Wert von 6,7, einen scheinbaren Durchmesser D., von 127, einen
Färbefaktor-Wert von 316, eine BET-Oberfläche (Stickstoff) von 102 m2/g und einen Wert für das
Verhältnis Färbewert zu Färbefaktor von 0,76 aufweist. Die Eignung der RuBe nach der vorliegenden
, Erfindung als Verstärkungsmittel für Gummimischungen ergibt sich aus den folgenden Beispielen. Bei der
Ausführung dieser Beispiele wurden die Gummimischungen nach üblichen mechanischen Verfahren
hergestellt. Zum Beispiel wurden Gummi und der als
in Verstärkungsmittel dienende Ruß in einer üblichen
Mischvorrichtung des Typs, wie sie üblicherweise zum Mischen von Gummi oder Kunststoffen verwendet
werden, etwa in einem Banburry-Mischer und/oder in einem Walzwerk innig gemischt, um eine ausreichende
ι , Dispergierung zu gewährleisten. Die Gummimischungen bestanden aus industriellen Standardmischungen
sowohl für die natürlichen wie die synthetischen Kautschuk enthaltende Mischung. Die erhaltenen, für
den Test vorgesehenen Vulkanisate wurden für 30
.'Ii Minuten bei i45"C ausgehärtet, wenn natürlicher
Kautschuk eingesetzt wurde, und für 50 Minuten bei dieser Temperatur, wenn synthetischer Kautschuk, in
diesem Falle Styrol-butadien-Gummi, eingesetzt wurde. Bei der Bestimmung der Brauchbarkeit der neuen
_>-. erfindungsgemäßen Ruße wurden die folgenden Mischungen verwendet, wobei die einzelnen Bestandteile
in Gewichtsteilen angegeben sind.
Bestandteil
Polymer
Zinkoxid
Schwefel
Stearinsäure
»Flexamine«
»Santocure (CBS)«
»Altax (MBTS)«
»Sundex 790«
»Wingstay 100«
»Sunproof Improved«
Ruß
Schwefel
Stearinsäure
»Flexamine«
»Santocure (CBS)«
»Altax (MBTS)«
»Sundex 790«
»Wingstay 100«
»Sunproof Improved«
Ruß
Naturkautschuk | SynthelisLher | Synthetischer |
Kautschuk I | Kautschuk 11 | |
100 | KX) | 89,38 |
(Naturkautschuk) | (Styrolbutii lien) | (Styrol- |
butadien) | ||
35 | ||
(cis-4-Poly- | ||
butadien) | ||
5 | 5 | 3 |
2.5 | 2.0 | 1,75 |
3 | 1.5 | 2 |
0,6
50 2,0
50
1,4
25,6
2.5
75
75
Zur Erläuterung: »Altax (MBTS)« ist der Handelsname
für einen Mercaptobenzothiazyl-disulfid-Beschleuniger der R.T. Vanderbilt Company; »Flexamine« ist der
Handelsname für ein von der U.S. Rubber Company vertriebenes Antioxydationsmittel; »Santocure (CBS)«
ist die Handelsbezeichnung für N-cycIohexyl-2-benzothiazol-sulfenamid,
ein Vulkanisationshilfsmittel für Gummisysteme; »Sundex 790« ist der Handelsname für
einen von der Sun Oil Company vertriebenen Weichmacher; »Sunproof Improved« ist der Handelsname
für ein von der Uniroyal Chemical Company vertriebenes Antiozonmittel; »Wingstay 100« ist der
Handelsname für einen von der Goodyear Tire and Rubber Company vertriebenen Stabilisator, welcher
gemischte Diaryl-p-phenylen-diamine enthält.
In einem üblichen Walzwerk wurde eine homogene Mischung aus 100 Gewichtsteilen natürlichem Naturkautschuk,
5 Gewichtsteilen Zinkoxid, 3 Gewichtsteilen Stearinsäure, 2,5 Gewichtsteilen Schwefel, 0,6 Gewichtsteilen
Mercaptobenzothiazyl-disulfid (MBTS) und 50 Gewichtsteilen des Rußes nach Beispiel 2 hergestellt.
Im Anschluß daran wurde die erhaltene Mischung 30 Minuten lang bei 145°C vulkanisiert Diese Mischung
wird entsprechend den ASTM-Normen als Naturkautschuk-Mischung bezeichnet Die Bestimmung der
Eigenschaften dieses Vulkanisats ergab für die Mooney-Viskosität ML-4' bei 1200C einen Wert von 49,3, eine
Zugfestigkeit von 2560 N/cm*, einen 300%-Modul von
I960 N/cm2, eine Dehnung von 400% und eine Shore-Härte von 67.
Nach dem Verfahren in Beispiel 5 wurden anstelle des dort angegebenen Rußes 50 Gewichtsteile des Rußes
nach Beispiel 3 eingesetzt und dabei eine Gummimischung erhalten, welche einen 300%-Modul von
1770 N/cm2, eine Zugfestigkeit von 2840 N/cm2, eine
Bruchdehnung von 463%, eine Shore-Härte von 67,3 und eine Mooney-Viskosität ML-4' bei 120°C von 41,6
aufweist. „ . . , ,
Nach dem in Beispiel 6 angegebenen Verfahren wurde ein Vulkanisat hergestellt, wobei 50 Gewichtsteile
des Rußes aus Beispiel 4 eingesetzt wurden. Die an diesem Vulkanisat durchgeführten Messungen ergaben
einen 300%-Modul von 1850 N/cm2, eine Zugfestigkeit von 3020 N/cm2, eine Bruchdehnung von 488%, eine
S'nore-A-Härie von 67,1 und emc 'viuuucy-Viikuiiiät
ML-4'bei 1200C von 43,9.
Aus 100 Gewichtsteilen eines Copolymeren aus 23,5 Teilen Styrol und 76,5 Teilen Butadien, 5 Gewichtsteilen
Zinkoxid, 2 Gewichtsteilen Schwefel, 1,5 Gewichtsteilen Stearinsäure, 2 Gewichtsteilen Mercaptobenzothiazyldisulfid
und 50 Gewichtsteilen Ruß nach Beispiel 2 wurde in einem Walzwerk eine homogene Mischung
hergestellt, welche als synthetischer Kautschuk I bezeichnet wurde. Diese Mischung ist in dem industriellen
ASTM-Standard als Synthesekautschuk-Mischung bekannt. Nachdem die Mischung 50 Minuten lang wie
üblich vulkanisiert worden war, wurden die physikalischen Eigenschaften des Vulkanisats bestimmt; dabei
wurde eine Zugfestigkeit von 3080 N/cm2, ein 300%-Modul von 2240 N/cm2, eine Bruchdehnung von 410%
und eine Shore-A-Härte von 67 festgestellt.
Gemäß dem in Beispiel 8 angegebenen Verfahren wurde ein Synthesekautschuk-Vulkanisat hergestellt,
wobei anstelle des dort verwendeten Rußes der Ruß nach Beispiel 3 eingesetzt wurde. Die an diesem
Vulkanisat durchgeführten Messungen ergaben einen 300%-Modul von 1880 N/cm2, eine Zugfestigkeit von
3180 N/cm2, eine Bruchdehnung von 480%, eine
Mooney-Viskosität ML-4' bei 1000C von 83,9 und eine
Shore-A-Härte von 70.
Beispiel 10
Nach dem in Beispiel 8 angegebenen Verfahren wurde ein Vulkanisat hergestellt, wobei 50 Gewichtsteile
Ruß nach Beispiel 4 verwendet wurden. An diesem Vulkanisat wurde eine Mooney-Viskosität ML-4' bei
100°C von 86,9, eine Zugfestigkeit von 3120 N/cm2, ein 300%-Modul von 2000 N/cm2 und eine Bruchdehnung
von 456% gemessen. n . . . ,,
6 Beispiel 11
6 Beispiel 11
Bei diesem Beispiel wurde zur Bestimmung der Gummieigenschaften die Mischung eingesetzt, welche
oben als synthetischer Kautschuk 11 bezeichnet wurde. Im einzelnen wurde hierbei in einem Banbury-Mischrr
bei 150 U/min eine homogene Mischung hergestellt au 89,38 Gewichtsteilen eines Copolymers aus 23,5 Teilen
Styrol und 76,5 Teilen Butadien, 35 Gewichtsteilen
»Sundex 790«, 3 Gewichtsteilen Zinkoxid, 2,5 Gewichtsteilen »Sunproof Improved«, 2 Gewichtsteilen »Wingstay
100«, 2 Gewichtsteilen Stearinsäure, 1,5 Gewichtsteilen Schwefel, 1,4 Gewichtsteilen »Santocure (CBS)«
-'"> und 75 Gewichtsteilen des Rußes aus Beispiel I. Nach
dem diese Mischung 60 Minuten lang vulkanisiert worden war, wurden an dem Vulkanisat eine Mooney-Viskosität
ML-4' bei 1000C von 50, ein Mooney-Scorch-WertT5/T
10 von 18/19, eine Extrusions-Schrumpfung
in von 37,9%, eine Zugfestigkeit von 1860 N/cm2, ein
300%-Modul von 895 N/cm2, eine Bruchdehnung von 460% und eineShort-Härte von 60gemessen.
Beispiel 12
r> Zur Bestimmung der Abnutzung an Laufflächen
wurden Kautschuk-Vulkanisate aus den oben beschriebenen Mischungen hergestellt, wobei jeweils die Ruße
nach den Beispielen 1 bis 4 eingesetzt wurden. Die erhaltenen Versuchsergebnisse sind in der folgenden
4i) Tabelle I aufgeführt und beziehen sich auf den
Cabot-Standard-ISAF-Ruß, dessen Abnutzung willkürlich gleich 100% gesetzt wurde. Für Verglerhszwecke
enthält die Tabelle ί auch die Abnutzungswerte einer umfassenden Gruppe von Vulkanisaten, welche mit
4j solchen Rußen hergestellt worden sind, die von der
Anmelderin unter der Handelsbezeichnung »Vulcan« vertrieben werden.
Bezeichnung | Repräsentative Rußtype | Jod-Oberfläche | Abnutzungsbeständig |
keit, relativ zu ISAF- | |||
[m2/g] | Ruß = 100% | ||
Beispiel 1 | 129 | 105 | |
Beispiel 2 | 103 | 108 | |
Beispiel 3 | 74,6 | 100 | |
Beispiel 4 | 78,6 | 102 | |
Vulcan 3*) | HAF | 65 | 86 |
Vulcan 3 H*) | HAF-HS | 70 | 93 |
Vulcan 5 H*) | 80 | 98 | |
Vulcan 6*) | ISAF | 98 | 100 |
Vulcan 6 H*) | ISAF-HS | 104 | 102 |
Vulcan 9*) | SAF | 114 | 102 |
Vulcan 9 H*) | SAF-HS | 118 | 103 |
*) Von der Anmelderin hergestellte und vertriebene Ruße.
Aus den in Tabelle I aufgeführten Versuchsergebnissen
ist zu entnehmen, daß die Ruße mit den Bezeichnungen »Vulcan 3 bis Vulcan 9 Η« den Bereich
der HAF-Ruße bis zu den hochstrukturierten SAF-Rußen abdecken. Wie weiterhin aus der Tabelle zu
entnehmen ist, liegt die Abnutzung der Laufflächen für diese konventionell zugänglichen, als Verstärkungsmittel
eingesetzten Ruße im Bereich von 86 bis 103%. Damit wird evident, daß die neuen erfindungsgemäßen
Ruße eindeutig überlegene Abnutzungsbeständigkeit der Laufflächen aufweisen, wenn sie mit dem nächstkommenden
üblichen Ruß verglichen werden. Der Vergleich erfolgt am zweckmäßigsten derart, daß die
mit einem erfinclungsgemäßen Ruß erhaltene Abnutzi.ngi^eständigkcit
mit der Abnutzungsbeständigkeit eines konventionellen Rußes verglichen wird, der eine
ähnliche Jod-Oberfläche aufweist.
Um einen noch überzeugenderen Vergleich /u liefern, wurden die erfindungsgemäßen Ruße mit üblichen
(jumrr,'-Rußen verglichen, welche von der Anmelderin
hergestellt und vertrieben werden; die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen Il und III aufgeführt. Hierbei
bringt Tabelle Il die analytischen Daten der Ruße. während die Meßergebnisse von industriellu" Natur-
und Synthesekautschuk-Mischungen, welche diese Ruße enthalten, in Tabelle III aufgeführt sind. Die Daten zu
den üblichen Gummi-Rußen sind von der Anmelderin veröffentlicht und in weitem Umfang bekanntgemacht
worden, insbesondere in der Firrr ;ncchvift »Technical Report RG-130« mit dem Tkal »Cabot Carbon Blacks in
a Variety of Elastomers« (Januar 1970). In diesem Bericht werden auf den Seiten 4 und 6 die physikalischen
Eigenschaften natürlicher und synthetischer (SBR) Gummi-Mischungen genannt. Diese Angaben sind auch
in die vorliegende Tabelle III für jeden der üblichen Ruße aufgenommen worden, wobei diese hier als
Kontrollruße betrachtet werden. Zusätzlich sind in diese Tabellen Il und III die Referen/angaben über ti,n
Industrie-Ruß Nr. 3 (im folgenden als IRH Nr. 3 bezeichnet) aufgenommen, da dieser Ruß seit |uni 1970
in weitem Umfang als Vergleichs-Standard angesehen wird. Die über IRB Nr. 3 aufgenommenen Daten
wurden ursprünglich in dem weiter oben erwähnten »Technical Service Report TG-70-1 von |uengel und
O'ßncn veröffentlicht.
Tabelle II | iTic hafte η eier | Ruße | HF.T-Oherll. | DBI'-AbMirption | l-arbekral't | HirhelaUor | l-iirbc- |
Analytische lüge | Joil-Ohcrll | xerteilung' I | |||||
Hc/cichnung | nr/g | ml/KK) g | ", SRI | ·:„ | |||
nr'/g | 146 | 155 | 257 | 313.3 | 82 | ||
129 | 118 | 164 | 242 | 3 16 | 77 | ||
Beispiel 1 | 103 | 92 | 112 | 239 | 314 | 76 | |
Beispiel 2 | 74.6 | 102 | 121 | 240 | 316 | 76 | |
Beispiel 3 | 78.6 | 82 | 102 | 203 | 284 | 71 | |
Beispiel 4 | 65 | 90 | 122 | 205 | 291 | 70 | |
Vulcan 3*) | 70 | 101 | 130 | 225 | 304 | 74 | |
Vulcan 31!*) | 80 | 118 | 115 | 232 | 291 | 80 | |
Vulcan 5H*> | 98 | 116 | 126 | 243 | 302 | 80 | |
Vulcan 6*) | 104 | 142 | 114 | 250 | 300 | 83 | |
Vulcan 6H*) | 114 | 124 | 135 | 231 | 286 | 81 | |
Vulcan 9*) | 118 | 82 | 100 | 208 | 285 | 73 | |
Vulcan 9H*) | 67 | ||||||
IRB Nr. 3 | |||||||
*) Von der Anmelderin hergestellte und vertriebene Ruße
') Die Färbeverteilung ist hier als Prozentzahl ausgedrückt: Färbewert: Färbefaktor x 100.
Im Hinblick auf die obige Tabelle II ist festzuhalten, daß der Versuch unternommen worden ist, die neuen
erfindungsgemäßen Ruße mit üblicherweise zugänglichen Rußen zu vergleichen, wobei zwischen beiden eine
möglichst weitgehende Übereinstimmung bestehen sollte. Bei der Auswahl der Vergleichsruße wurde
deshalb eine repräsentative Gruppe zugänglicher Ruße, welche von der Anmelderin hergestellt und unter dem Handelsnamen »Vulcan« vertrieben werden, ausgewählt, die hinsichtlich der Jod-Oberfläche ähnlich sind.
Diese Auswahl an Rußen ist ausreichend repräsentativ, um eine wirksame Abschätzung ihrer Brauchbarkeit als
Verstärkungsmittel in Mischungen mit natürlichem und synthetischem Kautschuk zu erlauben, wie das in
Tabelle III dargelegt ist
15 16
Physikalische Eigenschaften natürlicher und synthetischer Gummivulkanisate
Rußbezeichnung
Beispiel »Vulcan« IRB
1 2(5) 3(6) 4(7) 3*) 3H*) 5H») 6») 6H*) 9·) 9Η*) Nr. 3
NaturkautFchuk-Mischung | (11) | 2560 | I | (8) | II | 108 | 2840 | - | 100 | 3020 | 102 | 2760 | 2650 | 2650 | 2810 | 2820 | 3040 | 2860 | - | 103 | 2850 | - |
Zugfestigkeit N/cm2 | 1860 | 1960 | 3080 | 1770 | - | 1850 | 1655 | 1790 | 1760 | 1585 | 1725 | 1550 | 1760 | - | 1585 | - | ||||||
300%-Modul bei | 895 | 2240 | - | - | - | - | ||||||||||||||||
N/cm2 | 460 | 400 | 410 | - | 463 | - | 488 | 470 | 460 | 480 | 530 | 490 | 530 | 510 | - | 495 | - | |||||
Bruchdehnung % | 60 | 67 | 67 | - | 67 | 67 | 65 | 67 | 67 | 66 | 67 | 66 | 68 | 67 | - | |||||||
Shore Härte | 105 | - | ||||||||||||||||||||
(9) | (10) | |||||||||||||||||||||
3180 | 3120 | 2790 | 2720 | 2790 | 2930 | 2860 | 3240 | 3100 | 2930 | |||||||||||||
1880 | 2000 | 1690 | 1930 | 1895 | 1760 | 1895 | 1790 | 1930 | 1690 | |||||||||||||
480 | 456 | 500 | 470 | 470 | 520 | 490 | 510 | 490 | 483 | |||||||||||||
70 | - | 67 | 69 | 69 | 68 | 69 | 69 | 71 | 70 | |||||||||||||
Synthesekautschuk-Mischung | ||||||||||||||||||||||
Zugfestigkeit N/cm2 | - | 1830 | 1800 | 1840 | 192«..ι | 1895 | 2010 | |||||||||||||||
300%-Modul N/cnr | - | 587 | 740 | 760 | 711.· | SOO | 566 | |||||||||||||||
Bruchdehnung % | - | 650 | 600 | 580 | 59(J | 570 | 630 | |||||||||||||||
Shore-Harte | - | 51 | 53 | 53 | 55 | 57 | 56 | |||||||||||||||
86 | 93 | 98 | 100 | 102 | 102 | |||||||||||||||||
Synthesekautschuk-Mischung | ||||||||||||||||||||||
Zugfestigkeit N/cm: | ||||||||||||||||||||||
300%-Modul N/cm2 | ||||||||||||||||||||||
Bruchdehnung % | ||||||||||||||||||||||
Shore-llärte | ||||||||||||||||||||||
Abnutzung relativ | ||||||||||||||||||||||
zu ISAF = 100% |
*) Von der Anmelderin hergestellte und vertriebene Ruße.
Aus obigen Versuchsergebnissen geht hervor, daß die neuen erfindungsgemäßen Ruße im allgemeinen zumindest
genauso wirksam sind wie die konventionellen Gummi-Ruße zur Verstärkung natürlicher Gummivulkanisate
und synthetischer Gummivulkanisate. Während die wichtigen physikalischen Eigenschaften für
Zugfestigkeit, Elastizität und Bruchdehnung bei ähnlichen Werten liegen, wie sie für übliche Gummiruße
erhalten werden, ist darüber hinaus festzustellen, daß andere angestrebte Eigenschaften der Mischungen nach
der vorliegenden Erfindung durch die Einarbeitung der erfindungsgemäßen Ruße verbessert werden. Zu einem
speziellen Fall zeigt der Vergleich des Rußes nact Beispiel 4 mit dem üblichen »Vulcan 5 Η-Ruß«, dai
Zugfestigkeit und Elastizität der damit hergestellter Mischung für das entsprechende Produkt mit den
erfindungsgemäßen Ruß in der Tat deutlich höhei liegen. Darüber hinaus ist es von größter Bedeutung
und wird durch die Angaben in den Tabellen I und Il eindeutig belegt, daß die Abnutzungsbeständigkeit dei
Laufflächen dann deutlich verbessert wird, wenn al Verstärkungsmittel die erfindungsgemäßen Ruße an
stelle üblicher Gummi-Rußc verwendet werden.
909 582/19
Claims (6)
1. Furnace-Ruß, gekennzeichnet durch einen Färbefaktor von 311 bis 316, durch einen Wert ϊ
für das Verhältnis von Färbewert zu Färbefaktor von 0,76 bis 0,82, durch einen pH-Wert von
wenigstens 4, eine )od-Oberfläche von 67 bis etwa 145 m2/g und durch eine BET-Gesamtoberfläche
unter 160 m2/g. \o
2. Ruß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Verhältnisses von Färbewert zu
Färbefaktor zwischen 0,76 und 0,80 liegt
3. Ruß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Jod-Oberfläche 69 bis 145 m2/g beträgt
4. Ruß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Jod-Oberfläche 75 bis 135 m2/g beträgt
5. Verwendung des Rußes nach Ansprüchen 1 bis 4 als Verstärkungsmittel für natürlichen Kautschuk.
6. Verwendung des Rußes nach den Ansprüchen 1 >n
bis 4 als Verstärkungsmittel für synthetischen Kautschuk.
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