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"Trennmittel für Elastomere"
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Gegenstand der Erfindung sind Trennmittel für vulkanisierte bzw. uraulkanisierte
synthetische Elastonere auf Basis von oberflächenaktiven Verbindungen.
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Bei der Herstellung beispielsweise von Gunin1iwaren aus natürlichem
und synthetischem Kautschuk werden Trennmittel benötigt, die einmal nach der Herstellung
der unvulkanisierten KautschukS mischung das Zusammenkleben der Felle oder Rohlinge
bis zur Weiterverarbeitung verhindern und zum anderen das Haften der vulkanisierten
Kautschukmischung in der Vulkanisationsform unterbinden und damit eine leichte Entformung
des Vulkanisats ermöglichen.
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Als Trennmittel für Elastomere ist bereits eine größere Zahl von verschiedenen
Produkten bekannt geworden, die sich bei grober Einteilung zwei Klassen, den pulverförmigen
und den flüssigen Trennmittel, zuordnen lassen. Als bekannteste Vertreter der pulverförmigen
Trennmittel sind z.B. Talkum oder Zinkstearat zu nennen. Die Nachteile dieser Pudermittel
sind im wesentlichen in deren Staubenwicklung im Fabrikationsbetrieb sowie in der
zum Teil schlechten Verschweißbarkeit der mit Talkum oder Itaispuder behandelten
Rohlinge während der Vulkanisation zu sehen, Eine andere Möglichkeit, den genannten
Nachteilen zu begegnen, besteht darin, daß man auf Pudermittel ganz verzichtet und
flüssige
Trennmittel einsetzt, unter denen solche auf Fettsäurebasis wegen ihrer Wirtschaftlichkeit
und der Möglichkeit, in wäßriger Lösung eingesetzt zu werden noch immer die größte
Bedeutung besitzen. In vielen Fällen, in denen Trennnittel auf Fettsäurebasis keine
ausreichende Trerniwirkung entwickeln, z.B. als Formeneinstreichmittel, werden vor
allem Silikonöle und fluorierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt. Neben den höheren
Preisen besitzen diese Produkte jedoch den Nachteils daß auf das Vulkanisat übertragene
Trennmittelanteile die Haftung von nachträglich aufgebrachtem Finish oder einer
Lackierung nachteilig beeinflussen und auch die Verklebung des Vulkanisats zu einem
zusammengesetzten Artikel behindern.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Trennmittel
aufzufinden, die eine sehr gute Trennwirkung aufweisen, aber die vorstehend geschilderten
Nachteile nlcht besitzen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man als Trennmittel bzw. Formtrennmittel
Addukte von Äthylenoxid an Fettalkoholen einer Kettenlänge von 8 bis 22, insbesondere
12 bis 18 Kohlenstoffatomen verwendet, wobei etwa 2 bis 100, insbesondere 4 bis
20 Äthylenoxidrest angelagert wurden.
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Die Fettalkohole sind aus den entsprechenden in der Natur vorkommenden
Säuren durch Umwandlung der Esterfunktionen in eine OH-Gruppe herstellbar. Somit
kommen als eigentliche Ausgangsmaterialien Myristinsäure, Arachinsäure, Behensäure
sowie Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure oder dergleichen infrage. Selbstverständlich
kann man auch synthetisch hergestellte, gegebenenfalls verzweigte Fettsäuren der
angegebenen Länge in die Fettalkohole umwandeln. Ferner kommen geradkettige oder
verzweigtkettige Alkohole mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen infrage, wie sie aus Olefinen
nach verschiedenen Synthesen hergestellt werden.
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So gelangt man nach der Ziegler-Synthese Uber die Aluminium-Alkyle
unter Luftoxidation und anschließender Hydrolyse zu brauchbaren Fettalkoholen. Andere
Verfahren zur Herstellung geeigneter Fettalkohole sind das Alfolverfahren, das Epalverfahren
sowie die Oxo-Synthese und das Paraffin-Oxidationsverfahren. Eine weiter Möglichkeit
besteht in der Epoxidation entsprechender Olefine und Überführung der erhaltenen
Epoxide in die Fettalkohole. -In die Fettalkohole wird dann in bekannter Weise 2
bis 100, insbesondere 4 bis 20 Mol Äthylenoxid pro Mol Fettalkohol addiert. Die
Menge des Äthylenoxids soll so bemessen sein, daß noch wasserlösliche bzw. wasseremulgierbare
und mit anderen mehrwertigen Alkoholen gut mischbare Addukte anfallen. Die Hydroxylzahl
der Äthylenoxidaddukte liegt im allgemeinen unter einem Wert von 250, vorzugsweise
Jedoch etwa unter 150.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen
Trennmittel zusätzlich noch Addukte des Äthylenoxids an Alkylphenolen, wobei die
Alkylkette etwa zwischen 3 und 12 Kohlenstoffatome aufweist. In diesem Fall sollte
so viel Xthylenoxid angelagert worden sein, daß zumindest eine gute Mischbarkeit
mit den Äthylenoxidaddukten der Fettalkohole vorliegt. Im allgemeinen verwendet
man Addukte mit etwa 2 bis 18 Mol Xthylenoxid pro Mol Alkylphenol.
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Es hat sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, wenn die Formtrennmittel
auf 100 Gewichtsteile der Xthylenoxidaddukte 20 bis 45 Gewichtsteile Polyalkylenglykol,
insbesondere Polyäthylenglykol, eines Molgewichts zwischen 200 und 2000 enthalten.
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Nach einer weiteren günstigen Ausführungsform für die erfindungsgemäßen
Trennmittel setzt man noch, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Tensids 10 bis 45
Gewichtsteile eines niederen polyfunktionellen Alkohols zu. Derartige Alkohole sind
beispielsweise Glycerin, Trimethylolpropan, Cyclohexantriol, Mannit, Sorbit und
andere mehr.
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Die erfindungsgemäßen Gleitmittel werden durch einfaches mechanisches
Vermischen der Komponente und ggf. der erforderlichen Menge Wasser hergestellt.
Wenn die Gleitmittel mit dem Pinsel aufgetragen werden sollen, stellt man eine Viskosität
von 700 bis 1000 cP ein. Für das Auftragen mit der Spritzpistole werden Gleitmittel
mit einer Viskosität von 50 bis 100 cP verwendet.
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Die erfindungsgemäßen Trennmittel lassen sich für die verschiedensten
Typen von Elastomeren verwenden, wie etwa bei natürlichem Kautschuk, Butylkautschuk,
Äthylenpropylenterpolymerisaten, Polychloropren, Butadflen-Styrol-Kautschuk soe
Nitrilkautschuk mit verschieden hohen Gehalten an Acrylnitril.
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Bewährt haben sich die erfindungsgemäßen Gleitmittel, insbesondere
bei der Herstellung von Gummischläuchen und Krümmern.
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Dabei werden durch Extrudieren Schlauch bzw. Krümmerrohlinge hergestellt,
die, auf Kunststoff- oder Metalldorne aufgetragen, vulkanisiert werden.
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Diese Gleitmittel ermöglichen nicht nur das Gleiten der Form teile
auf den kalten sowie heißen Dornen ohne großen Kraftaufwand, sondern beeinflussen
auch das Vulkanisationsverhalten und die physlkalisch-mechanischen Eigenschaften
der Vulkanisate nicht negativ, WeiterhIn verursachen sie an Metalldornen keile Korrosionen
und keine Verschmutzungen. Auch werden helle Mischungen nicht vererbt. Ferner lassen
sich die erfindungsgewären Trennmittel uehr leicht von den Vulkanisatoberflächen
wieder entfernen, so daß bei der Montage eine Schwierigkeiten auftreten. Auch die
universellen Einsatsmöglichkeiten für Natur-und Synthesekautschuk, d.h. praktisch
alle gebräuchlichen Kautschuknischungen, sind von großer Bedeutung.
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Beispiele Die Wirkung der erfindungsgemäßen Trennmittel wurde an Äthylen-Propylen-Terpolymeren,
Polychloropren und einer hellen Kautschukmischung aus Naturkautschuk und Polybutadienkautschuk
untersucht, Mischung A 1000 g Äthylen-Propylen-Terpolymeres 50 g Zinkoxid 750 g
SRF-Ruß 300 g aromatisches Mineralöl 10 g Diphenylamin 15 g Triallylisocyanurat
30 g Dicumylperoxid 15 g Mercaptobenzimidazol -schung 8 1000 g Polychloroprenkautschuk
50 g Zinkoxid 110 g Magnesiumoxid 15 g Stearinsäure 500 g MT-Ruß 250 g FEF-Ruß 50
g Faktis 100 g aromatisches Mineralöl 20 g Diphenylamin 20 g Paraffin 250 g Kaolin
6 g Mercaptobenzimidazol
Mischung C 600 g Naturkautschuk 40 g Polybutadienkautschuk
10 g Stearinsäure 50 g Zinkoxid 300 g Kieselsäure 200 g Kaolin 50 g Titandioxid
200 g Faktis 12 g Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid 5 g Diphenylguanidin 18 g
Schwefel Zur Vulkanisation wurden die Rohlinge 30 Minuten lang mittels Wasserdampf
auf 150 bis 155°C erhitzt.
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Zur Beurteilung der Trennmittel wurden folgende Kriterien herangezogen:
1. Gleitwirkung Die Gleitwirkung wurde an U-förming gebogenen Kr@@@erdornen mit
einem Durchmesser von ca. 40 mm geprüft. Die Gleitmittel wurden vor dem Aufziehen
der Rohlinge mit einem Pinsel auf die Dorne aufgetragen. Die Gleitwirkung beim Aufziehen
wurde an kalten und an heißen Dornen geprüft, d,h, bei Raumtemperatur und bei ca,
123- bis 150°C. Die Gleitwirkung beim Abziehen wurde nch der Vulkanisation bei einer
Dorntemperatur von ca. 120 bis 160°C getestet. Das Gleitverhalten wurde nach folgender
Skala bewertet: 1 = Auf-/Abziehen mit geringem Kraftaufwand 2 = Auf-/Abziehen mit
mittlerem Kraftaufwand 3 = Auf-/Abziehen mit großem Kraftaufwand 4 = Abziehen unmöglich.
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2. Abwaschbarkeit der vulkanisierten Krümmer Nach der Vulkanisation
wurden die Krümmer bei Raumtemperatur mit Wasser abgewaschen und getrocknet. Die
Reinheit dar Krümmeroberfläche wurde nach folgender Skala bewertet: 1 = gut 2 befriedigend
3 = nicht befriendigend 3. Dornverschmutzung Nach jeweils 10 Vulkanisationszyklen
wurde die Verschmutzung der Dorne wie folgt bewertet 1 = keine Verschmutzung 2 =
geringe Verschmutzung 3 = starke Verschmutzung 4. Korrodierende Wirkung Entfettete
Streifen aus kalt gewalzt er: Stahlblech wurden zur Hälfte in das jeweilige Gleitinittel
getaucht und 11 Tage 1 lang bei Raumtemperatur darin belassen . Die korrodierende
Wirkung der Gleitmlttel wurde wie folgt beurteilt: 1 = keine Korrosion 2 = schwache
Korrosion an der Grenze zwischen Luft und @l@itmittel 3 = starke Korrosion, auch
am eingetauchten Teil 5. Abwaschbarkeit der vulkanisierten Krümmer Nach der Vulkanisation
wurden die Krümmer bei Raumtemperatur mit kaltem Wasser abgewaschen und getrocknet.
Die Reinheit der Krümmeroberfläche wurde wie folgt bewertet: 1 = gut 2 befriedigend
- 3: nicht befriedigend
Folgende Gleitmittel wurden getestet 1.
Fettalkohol (C14-C18)polyglykoläther(8 ÄO) 2. Fettalkohol(C16)polyglykoläther(12
ÄO) 3. Fettalkohol(C12-C18)polyglykoläther(14 ÄO) 4. 100 Gewicht steile Fettalkohol(C14-
C18)polyglykoläther (8 ÄO) 40 Gewicht steile PolyEthylenglykol (Mol-Gew. 400) 5i
100 Gewichtsteile Fettalkohol(C12-C18)polyglykoläther(12ÄO) 60 Gewichtsteile NonylphenolpolyglykolEther(12
ÄO) 40 Gewichtsteile Polyä.thylenglykol(Mol-Gew. 800) 6. 100 Gewichtsteile Fettalkohol(C14-C18)polyglykoläther(8
ÄO) 40 Gewichtsteile Polyäthylenglykol( Mol-Gew. 400) 20 Gewicht steile Glycerin
Tabelle
| Gleitmittel Gleitwirkung Dornverschmutzung Korrosion Verfärbung
Abwaschbarkeit |
| EPDM-Mischung CR-Mischung |
| Aufzeihen Abziehen Aufzeihen Abziehen |
| 1 2 3 2 3 1 2 2 1 |
| 2 2 2 2 2 1 2 2 1 |
| 3 2 2 2 2 1 1 1 1 |
| 4 2 2 2 2 1 2 1 2 |
| 5 2 1 2 1 1 2 1 2 |
| 6 2 1 2 1 1 2 1 1 |