DE2631691A1

DE2631691A1 - Dichtungsmassen

Info

Publication number: DE2631691A1
Application number: DE19762631691
Authority: DE
Inventors: Joel V Van Ornum; Peter L Stang
Original assignee: Rocket Research Co
Current assignee: Rocket Research Co
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1977-02-03
Also published as: GB1509843A; FR2318042A1; US4113799A; ATA518976A; BE844098A; JPS6016480B2; IT1073648B; DE2631691C2; AT368078B; FR2318042B3; CA1082384A; JPS5210354A

Description

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8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE «13

14. JuIi 1976 P 10 665~60/co

ROCIvET EESEAECH CORPORATION

11441 Willows Eoad,

Eedmond, Washington 98052, V.St.A₀

Dichtungsmasse!!

Die Erfindung betrifft Dichtungsmassen, insbesondere Reifendichtungsmassen, die bei einem durch die Lauffläche des Reifens hindurchgehenden Loch eine Selbstheilung bewirken. Die Reifendichtungsmassen werden auf die Innenfläche von Gummireifen aufgebracht und dienen zur Abdichtung von Löchern im Laufflächenbereich unter stark variierenden Temperatürbedingungen. Die Dichtungsmassen der Erfindung dienen zwar in erster Linie als Reifendichtungsmassen, sie sind jedoch selbstverständlich auch für andere Zwecke anwendbar.

Selbstheilende Reifendichtungsmassen müssen in der Praxis verschiedenen Anforderungen genügen. Sie müssen sowohl winterlichen Temperaturen, denen die Reifen im Ruhezustand ausgesetzt sind, als auch den hohen Temperaturen widerstehen, denen die Reifen beim.Fahren im Sommer ausgesetzt sind. Diese Temperaturen reichen typischerweise von etwa -30 bis 130⁰C. Weiterhin müssen Reifendichtungsmassen eine Abdichtung des Loches bewirken, und zwar unabhängig davon, ob sich das lochverursachende Objekt noch in der Lauffläche befindet oder wieder entfernt worden ist. Somit ist es erforderlich, daß die Reifendichtungsmasse an dem lochverursachen-

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den Objekt haftet, wenn sich dieses während des Fahrens gegen den flexiblen Reifen bewegt, und die Reifendichtungsmasse muß ein gutes Kohäsionsvermögen besitzen, damit das Loch nach Entfernen des lochverursachenden Objekts abgedichtet wird beziehungsweise bleibt. Schließlich muß die Dichtungsmasse längere Zeit funktionsfähig bleiben. Die vorgenannten Anforderungen stellen in der Korabination aus Flexibilität, Klebrigkeit und Festigkeit jeweils höchste Forderungen an die einzelnen Eigenschaften. Darüber hinaus versteht es sich von selbst, daß Reifendichtungsmassen einer wirtschaftlichen Formulierung und Anwendung zugänglich sein müssen.

Da Butylkautschuk eine geringe Luftdurchlässigkeit und eine hohe Alterungsbeständigkeit besitzt, hat man bisher Butylkautschuk als Grundkomponente für Dichtungsmassen verwendet. Beispiele hierfür sind in den US-PS 2 756 801, 2 765 018 und 2 782 829 beschrieben. Die bekannten Dichtungsmassen sind jedoch bei den extremen Temperaturen, denen automatische Reifen unterworfen sind, insofern nicht zufriedenstellend, weil sie nicht in ausreichendem Maß kriechbeständig und selbstheilend sind.

Die Dichtungsmassen der Erfindung enthalten nun eine kohlenstoffverstärkte, vulkanisierbare Butylkautschukmatrix und bestimmte Zusatzstoffe, um die erforderlichen Eigenschaften bezüglich mechanischer Festigkeit, thermischer Stabilität und Abdichteigenschaften zu erreichen, die für selbstheilende Reifendichtungsmassen in der Praxis erforderlich sind. Die Dichtungsmassen enthalten eine Kombination aus teilweise verletzten (das heißt teilweise vulkanisierten) Butylkautsehuken mit hohem und niedrigem Molekulargewicht, einen Klebrigmacher und ein Kohlenstoff-VerStärkungsmittel. Das Gewichtsverhältnis von Butylkautschuk mit hohem Molekulargewicht zu Butylkautschuk mit niedrigem Molekulargewicht beträgt zum Beispiel 20 : 80 bis 60 : 40. Die Anteile an Klebrigmacher und Kohlenstoff-Verstärkungsmittel betragen etwa 55 bis 70 Gewichtsprozent beziehungsweise etwa 17 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf die Masse, wobei der Rest aus den vernetzten Kautschukbestandteilen besteht. Um bei erhöhten Temperaturen eine ausreichende

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Klebrigkeit und thermische Beständigkeit aufrecht zu erhalten, kann man ein thermoplastisches und elastomeres, partiell hydriertes Blockcopolymerisat bis zu etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Masse, einverleiben, wobei das Blockcopolymerisat die allgemeine Konfiguration A-(B-A). _ besitzt, wobei vor der Hydrierung

I —D

jedes A einen polymeren Monovinylarenblock und jedes B einen polymeren konjugierten Dienblock bedeutet.

Die Dichtungsmassen können auf verschiedene Weise verwendet werden. Für das Abdichten beziehungsweise Reparieren von Reifen können die Massen als sprühbare Massen, die in situ vulkanisieren, oder als Massen formuliert werden, die zunächst als flächiges Material vulkanisiert und dann aufgebracht werden. Für andere Anwendungszwecke können die Dichtungsmassen extrudiert oder auf ein Substrat aufgebürstet werden. Zur Herstellung der Dichtungsmassen können geeignete Lösungsmittel wie Toluol Verwendung finden. Die nachfolgenden Gewichtsprozentangaben beziehen sich jedoch auf die lösungsmittelfreie Rezeptur, falls nicht anders angegeben.

Gegenstand der Erfindung sind somit Dichtungsmassen, enthaltend eine verstärkte, partiell vernetzte Matrix aus einem Copolymerisat mit hohem mittlerem Molekulargewicht, das als Hauptkomponente ein Isoolefin mit 4 bis 7 C-Atomen und als Nebenkomponente ein offenkettiges, konjugiertes Diolefin mit 4 bis 8 C-Atomen enthält, und einem Copolymerisat mit niedrigem mittlerem Molekulargewicht, das als Hauptkomponente ein Isoolefin mit 4 bis 7 C-Atomen und als Nebenkomponente ein offenkettiges, konjugiertes Diolefin mit 4 bis 8 C-Atomen enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Copolymerisat mit hohem Molekulargewicht zu Copolymerisat mit niedrigem Molekulargewicht etwa 20 : 80 bis 60 : 40 beträgt, im Gemisch mit einem Klebrigmacher in einer Menge von etwa 55 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf die Masse.

Die Copolymerisatmatrix, die die Festigkeit und Kohäsion der Dichtungsmassen der Erfindung gewährleistet, wird nachfolgend als "Butylkautschuk" bezeichnet. Dieser Ausdruck umfaßt Copolymerisate aus 96 bis 99 Gewichtsprozent Isobutylen und 4 bis 1 Gewichtsprozent 809885/1062

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Isopren (Butyl IIR) sowie andere kautschukähnliche Copolymerisate, die als Hauptkomponente (das heißt über 50 Gewichtsprozent) ein Isoolefin mit 4 bis 7 C-Atomen und als Nebenkomponente ein offenkettiges konjugiertes Diolefin mit 4 bis 8 C-Atomen enthalten. Das Copolymerisat kann bestehen aus 70 bis 99,5 Gewichtsprozent eines Isomonoolefins wie Isobutylen oder Äthylmethyläthylen, copolymerisiert mit 0,5 bis 30 Gewichtsprozent eines offenkettigen konjugierten Dioelfins wie Isopren; Butadien-1,3; Piperylen; 2,3-Dimethylbutadien-1,3; 1,2-Dimethylbutadien-1,3 (3-Methylpentadien-1,3); 1,3-Dimethylbutadien-i,3; 1-Äthylbutadien-1,3 (Hexadien-1,3); oder 1,4-Dimethylbutadien-i,3 (Hexadien-2,4); wobei die Copolymerisation in üblicher Weise erfolgt.

Der Ausdruck "Butylkautschuk mit hohem Molekulargewicht", im folgenden "hochmolekularer Butylkautschuk" genannt, bezeichnet Butylkautschuk mit einem mittleren Molekulargewicht von über 100 000. Obwohl die Verwendung von Butylkautschuk mit einem mittleren Molekulargewicht von über 300 000 bis 400 000 die Dichtungseigenschaften der Dichtungsmasse nicht beeinträchtigt, ist solcher Butylkautschuk vergleichsweise schwierig zu lösen und mit den anderen Bestandteilen zu vermischen, sowie nur schwierig durch Luftspritzung aufzubringen. Deshalb beträgt der bevorzugte Molekulargewichtsbereich für den hochmolekularen Butylkautschuk 100 000 bis etwa 300 000 bis 400 000. Der Ausdruck "Butylkautschuk mit niedrigem Molekulargewicht", im folgenden "niedrigmolekularer Butylkautschuk" genannt, bezeichnet Butylkautschuk mit einem mittleren Molekulargewicht (und somit auch Viskosität) , das erheblich niedriger (in der Größenordnung von etwa 1/10) liegt, als dasjenige des hochmolekularen Butylkautschuks. Der bevorzugte Molekulargewichtsbereich des niedrigmolekularen Butylkautschuks liegt wegen der kommerziellen Zugänglichkeit bei 10 000 bis 30 000.

Die Vernetzung der Butylkautschukbestandteile kann durch eines der bekannten Schwefel- oder chinoiden Systeme erfolgen. Butylkautschuk kann zwar nach Vulkanisationsverfahren (Schwefel und

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Beschleuniger, wie Mercaptobenzothiazol) gehärtet werden, jedoch führt diese Härtung zu einem Kautschuk, der mit der Zeit einem durch Sauerstoff oder UV-Strahlung bedingtem Abbau unterliegt. Dieser Abbau kann teilweise verhindert werden durch die Verwendung von Anti-Oxydationsmitteln, wie Diphenyl-p-phenylendiamin, Phenylß-naphthylamin oder Hydrochinon, und Antiozonisierungsmittel, wie N,N¹-Di-(2-octyl)-p-phenylendiamin und N-(1,3-Dimethylbutyl)-N¹-phenyl-p-phenylendiamin. Dessen ungeachtet, verändern sich die Eigenschaften der erhaltenen Dichtungsmassen im Verlauf der Zeit erheblich, so daß für die Verwendung als Reifendichtungsmassen vorzugsweise chinoide Härtersysteme für die Vulkanisation Anwendung finden, wenn die Dichtungsmasse mehrere Jahre unter scharfen Bedingungen funktionsfähig bleiben soll. Die chinoide Härtung hängt von der Vernetzung über die Nitrosogruppen aromatischer Nitrosoverbindungen ab. Bei dem chinoiden Härtersystem werden p-Chinondioxim (G-M-F) und ρ,ρ-Di-benzoylchinondioxim als Härter bevorzugt. Weitere geeignete Härter sind Dibenzoyl-pchinondioxim (Dibenzo G-M-F), p-Dinitrosobenzol und N-Methyl-N,4-dinitrosoanilin, wobei letztere beide im Handel auf Tonbasis unter der Bezeichnung 'Polyac" von E. I. duPont de Nemours & Co und als 'Elastopar" von Monsanto Chemical Co. erhältlich sind. Beispiele für geeignete Vernetzer-Aktivatoren, die in den Dichtungsmassen Verwendung finden können, sind anorganische Peroxide, organische Peroxide,(wie Diaroylperoxide, Diacylperoxide und Peroxyester) und Polysulfide. Spezielle Beispiele sind Blei-, Zink-, Barium-, Kupfer-, Kalium-, Silber-, Natrium- und Calciumperoxid; metallische Peroxyborate, Peroxychromate, Peroxycolumbate, Peroxydicarbonate, Peroxydiphosphate, Peroxydisulphate, Peroxygermanate, Peroxymolybdate, Peroxynitrate, Magnesiumperoxid, Natriumpyrophosphat, und dergleichen; organische Peroxide, wie Laurylperoxid, Benzoylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, Dibenzoylperoxid, Bis-(p-monomethoxybenzoyl)-peroxid, p-Monomethoxybenzoylperoxid, Bis-(p-nitrobenzoyl)-peroxid, und Phenacetylperoxid; metallische Polysulfide, wie Calcium-, Natrium-, Kalium- und Bariumpolysulfid, und organische Polysulfide, wie Alkyipolysulfide, Arylpolysulfide, und Aralkylpolysulfide, die

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die allgemeine Formel R-(S)-R besitzen, in der R einen Kohlen-Wasserstoffrest und χ eine Zahl von 2 bis 4 bedeuten. Es wird angenommen, daß es sich bei dem eigentlichen Vernetzer um das Oxydationsprodukt von Chinondioxim, p-Dinitrosobenzol handelt.

Als Härter/Vernetzeraktivator-Kombination, die die kürzeste Gelzeit bedingt, hat sich die p-Chinondioxim/Benzoylperoxid-Kombination erwiesen. Die bevorzugte Konzentration an p-Chinondioxim beträgt 2 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf Butylkautschuk. Die bevorzugte Konzentration an Benzoylperoxid beträgt 7 bis Gewichtsprozent, bezogen auf Butylkautschuk.

Gegebenenfalls werden Beschleuniger verwendet. So kann man zum Beispiel Kobaltnaphthenat in Kombination mit tert.-Butylperoxybenzoat, und Chloranil (2,3,5,6-Tetrachlor-1,4-benzochinon) in Kombination mit tert.-Butylperoxybenzoat oder Benzoylperoxid verwenden.

Der Klebrigmacher hat zwei Funktionen. Zum einen setzt er den elastischen Modul der Dichtungsmasse herab und verbessert somit ihre Fähigkeit zur Selbstheilung über einem Reifendefekt. Zum anderen erhöht der Klebrigmacher die Klebrigkeit der Masse, das heißt, ihre Fähigkeit, an anderen Objekten zu haften. Die verschiedenen Klassen von Klebrigmachern, die für die Dichtungsmassen der Erfindung geeignet sind, umfassen Niedertemperaturklebrigmacher, die sich in erster Linie mit den elastomeren Verbindungen verbinden, und Hochtemperaturklebrigmacher, die sich in erster Linie mit den steiferen Komponenten, zum Beispiel den Endblöcken der Blockcopolymerisate, verbinden. Beispiele für geeignete Klassen von Niedertemeperaturklebrigmachern sind synthetische Polyterpene, thermoplastische Olefine, Pentaerythritester von hydriertem Kolophonium, und thermoplastische Kohlenwasserstoffe. Beispiele für geeignete Klassen von Hochtemperatürklebrigmachern sind Triäthylenglykolester von hydriertem Kollophonium, Vinyltoluolcopolymerisate, Alcylaromaten und Cumaron-Inden-Harze. Es wird angenommen, daß sich die ebenfalls geeigneten Methylester von hydriertem Kollophonium

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mit beiden Phasen verbinden. Bevorzugte Klebrigmacher sind fließfähige Monoolefinpolymerisate mäßiger Viskosität, zum Beispiel solche, die im wesentlichen aus Butylen (1-Buten, 2-Buten und Isobutylen), Rest Isoparaffine, bestehen, und mittlere Molekulargewichte im Bereich von 500 bis 5000 besitzen, polymere Terpenharze, wie Polymerisationsprodukte von ß-Pinen, sowie Styrο!polymerisate mit niedrigem Molekulargewicht, zum Beispiel (X-Methylstyrolpolymerisate.

Durch die Verstärkungsmittel erhalten die Dichtungsmassen ihre Zugfestigkeit. Es können beliebige Verstärkungsmittel verwendet werden, sofern einer dieser Stoffe feinteiligen Kohlenstoff darstellt. Der Kohlenstoff, zum Beispiel Ruß, stellt Reaktionszentren für die Härtung zur Verfügung und ist vorzugsweise in einer Menge von mindestens 1 Prozent, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe, enthalten. Beiden restlichen Stoffen des Verstärkungsmittels kann es sich entweder um Ruß oder um andere Stoffe handeln, die nach Maßgabe der gewünschten Farbe der Dichtungsmasse ausgewählt werden. Das Verstärkungsmittel ist vorzugsweise in einer Menge von nicht über 17 Prozent, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe, vorhanden. Oberhalb dieser Konzentration besitzen die Dichtungsmassen eine ungeeignet hohe Zugfestigkeit. Beispiele für geeignete Verstärkungsmittel für Butylkautschuk sind Zinkoxid, Aluminiumhydrat, Lithopone, Weißpigmente, Tone, hydratisiertes Siliciumdioxid, Calciumsilikate, Silicoaluminate, Magnesiumoxid und Magnesiumcarbonat.

Der Blockcopolymerisatbestandteil besteht vor der Hydrierung aus Α-Blöcken von polymeren Monovinylarenen, wie Styrol, OC-Methyl styrol oder ringalkylierte Styrole, oder Gemischen hiervon, und B-Blöcken aus polymeren konjugierten Dienen mit 4 bis 10 C-Atomen pro Monomermolekül wie Butadien und Isopren. Die Α-Blöcke bilden die Endteile und machen typischerweise etwa 1/3 des Copolymerisat- - gewichtes aus, während die B-Blöcke die Mittelteile und den Rest des Copolymerisats bilden. Das Copolymerisat ist teilweise -hydriert, so daß die konjugierten Dien-Blocksegmente im wesentlichen vollständig gesättigt sind. Die Monovinylarenpolymerisat-

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Blocksegmente besitzen keine merkliche Ungesättigtheit. Die
Hydrierung verwässert in diesem Fall die Brauchbarkeit des Blockcopolymerisats als gegenüber oxidativem und thermischen Abbau beständigem Bestandteil der Dichtungsmasse. Das mittlere Molekulargewicht des Copolymerisats liegt im Bereich von etwa 60 000 bis
400 000. Blockcopolymerisate dieses Typs sind in der US-PS
3 595 942 beschrieben.

Die Dichtungsmassenbestandteile sind entweder löslich oder dispergierbar in Kohlenwasserstoffen und chlorierten Lösungsmitteln, wie Toluol, Hexan, Heptan, Naphta, Trichloräthylen und Cyclohexan. Auch Tetrahydrofuran ist als Lösungsmittel geeignet. Es können
auch Gemische der vorgenannten Lösungsmittel Verwendung finden. Toluol hat sich als besonders geeignet erwiesen.

Bei dem vorgenannten Verhältnis von hochmolekularem zu niedrigmolekularem Butylkautschuk von 20 : 80 bis 60 : 40 besitzen die Dichtungsmassen die gewünschten Eigenschaften, das heißt, sie
behalten ihre Haftung auf dem Reifensubstrat, während sie durch ein, die Lauffläche durchbohrendes Objekt, zum Beispiel einen
Nagel, gestreckt werden; sie haften auf dem durchbohrenden Objekt und dichten auf diese Weise das Objekt ab; und sie sind selbstheilend, das heißt, sie verschließen das durch das durchbohrende Objekt verursachte Loch nach dem Entfernen des durchbohrenden
Objekts. Bei Gewichtsverhältnissen von hochmolekularem zu niedrigmolekularem Butylkautschuk, die außerhalb des vorgenannten Bereichs liegen, erhält man keine Dichtungsmassen, die diesen Parametern über die erforderlichen Temperaturbereiche genügen oder ausreichend lange Zeit elastisch bleiben. Innerhalb der hier definierten Verhältnisse von hochmolekularem zu niedrigmolekularem Butylkautschuk erhält man Dichtungsmassen mit recht unterschiedlichem Elastizitätsmodul .

Darüber hinaus besitzen Dichtungsmassen mit einem Gewichtsverhältnis von hochmolekularem zu niedrigmolekularem Butylkautschuk von etwa 35 : 65 bis 45 zu 55 überraschend vorteilhafte Eigenschaften. Der anfängliche Elastizitätsmodul, das heißt, der Elastizitätsmodul

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während der anfänglichen Dehnung, ist recht gering. Diese Eigenschaft verbessert die Lochabdichtungseigenschaften der Dichtungsmassen dahingehend, daß ein durchbohrendes Objekt die Dichtungsmasse in geringerem Ausmaß zerreißt. Demgemäß spricht die Dichtungsmasse in der Umgebung einer Durchbohrung rascher auf Bruch oder Zerreißen beziehungsweise Unterbrechen des Zusammenhangs an, so daß das Ausmaß der durch das Durchbohren bewirkten Schädigung geringer ist.

Während die Endzugfestigkeit (das heißt der Bruch während des Dehnungsversuches) und der Elastizitätsmodul für Dichtungsmassen mit einem Verhältnis von hochmolekularem zu niedrigmolekularem Butylkautschuk im Bereich von etwa 20 : 80 bis 60 : 40 im allgemeinen gleich sind, ist die Art, in der die gehärteten Dichtungsmassen während der Dehnung und vor dem Erreichen der Endzugfestigkeit reagieren, recht unterschiedlich innerhalb des Bereiches von etwa 35 : etwa 6 5 bis 4 5 : 55. Insbesondere hat sich, wie dies in Figur 3 grafisch dargestellt ist, folgendes gezeigt: Während Dichtungsmassen mit einem Verhältnis von hochmolekularem zu niedrigmolekularem Butylkautschuk von 60 : 40 (Kurve A in Figur 3) während geringer Dehnungsvorgänge relativ fest sind, das heißt einen relativ hohen Elastizitätsmodul während der Anfangsdehnung besitzen, sind Dichtungsmassen mit einem Verhältnis von hochmolekularem zu niedrigmolekularem Butylkautschuk von etwa 35 : 65 bis 45 : 55 (Kurve B von Figur 3) bei diesen Vorgängen relativ schwach und besitzen einen relativ niedrigen Elastizitätsmodul während dieser Anfangsphasen der Dehnung. Weiterhin weist der Elastizitätsmodul der zuletzt genannten Massen (Kurve B) insgesamt eine Zunahme während der vollständigen Dehnung der gehärteten Massen bis zum Punkt der Endzugfestigkeit auf, während der Elastizitätsmodul der zuerst genannten Massen (Kurve A) insgesamt eine Abnahme während der vollständigen Dehnung bis zum Punkt der Endzugfestigkeit zeigt.Die Wichtigkeit dieser einzelnen Faktoren besteht darin, daß die Lochabdichtfähigkeit einer Dichtungsmasse während der Anfangsdehnung und geringen Dehnvorgängen wichtiger ist, als am Punkt der Endzugdehnung beziehungsweise des Bruches.

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Wenn die Dichtungsmasse während der anfänglichen Dehnung relativ fest ist, wenn ein Objekt den Reifen und die Dichtungsschicht durchbohrt, besitzt die restliche Dichtungsmasse die Neigung, sich von der Durchbohrungsstelle abzuziehen und somit keine Abdichtung der Durchbohrung zu bewirken. In letzterem Fall, wenn die Masse während der anfänglichen Dehnung nur eine geringe Festigkeit besitzt, behält die Dichtungsmasse ihre Lage bei, wenn sie durchbohrt wird, und dichtet deshalb die Durchbohrungsstelle wesentlich leichter ab. Da sich somit die Dichtungsmasse während geringer Dehnungsvorgänge dehnen muß, um eine adäquate Abdichtung einer Durchbohrung zu bewirken, kann es bei Dichtungsmassen mit hoher Zugfestigkeit während geringer Dehnvorgänge, wie bei den zuerst genannten Massen, dazu kommen, daß die Durchbohrung nicht so gut abgedichtet wird. Andererseits ist es während großer Dehnungsvorgänge, wie sie bei inneren Reifendrucken von 2,8 bis 3,5 kg/cm² gegeben sind, nicht erwünscht, daß die Dichtungsmasse fließt, wenn der Reifen aufgepumpt bleiben soll, nachdem eine Durchbohrungsstelle abgedichtet worden ist. Dies wird erfindungsgemäß errreicht, da nach der anfänglichen Abdichtungsdehnung der Elastizitätsmodul und die Zugfestigkeit der erfindungsgemäßen Massen kontinuierlich bis zum Punkt der Endzugfestigkeit ansteigen.

Da die Dichtungsmassen der Erfindung die einzigartige Fähigkeit besitzen, oxydationsbeständig zu sein und über einen weiten Temperaturbereich stabil und funktionsfähig zu bleiben, besitzen sie zahlreiche Anwendungszwecke, zum Beispiel als allgemeine Dichtungsmassen oder als Dachabdichtungsmassen, zusätzlich zu ihrer Verwendung als Reifenabdichtungsmassen. Da die Dichtungsmassen der Erfindung bei ihrer Verwendung als Reifendichtungsmassen den schärfsten Bedingungen unterworfen werden, sind die-nachfolgenden Beispiele auf diesen Verwendungszweck gerichtet- Selbstverständlich können die Verhältnisse der wesentlichen Bestandteile innerhalb der vorgenannten Bereiche variiert werden. Weiterhin können nach Maßgabe der Erfordernisse die angegebenen Materialien durch andere ersetzt und/oder ergänzt werden.

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Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Fahrzeugreifens, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei der die Schicht aus der Dichtungsmasse auf der innersten Reifenfläche, hinter der Lauffläche aufgebracht ist,

Figur 2 eine ähnliche Ansicht wie in Figur 1, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt, in der die abdichtende Schicht hinter der Lauffläche des Fahrzeugreifens und zwischen einem luftundurchlässigen Film, der üblicherweise in schlauchlosen Reifen Anwendung findet, und der Karkasse des Reifens angeordnet ist,

Figur 3 in Form einer grafischen Darstellung die Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls von der Dehnung (Spannung) für zwei Dichtungsmassen mit Verhältnissen von hochmolekularem zu niedrigmolekularem Butylkautschuk von etwa 60 : 40 beziehungsweise etwa 35 : 65 bis 45 : 55, und

Figur 4 eine Querschnittsansicht eines Fahrradreifens, der eine andere Ausführungsform der Erfindung darstellt, bei der die Schicht aus der Dichtungsmasse hinter dem Laufflächenbereich des Reifens zwischen der innersten Fläche der Karkasse des Reifens und dem Innenschlauch des Reifens angebracht ist.

Figur 1 zeigt einen Fahrzeugreifen 10, der in üblicher' Weise aus einer Lauffläche 12, einer Karkasse 14 und Seitenwänden 16 aufgebaut ist.Bei schlauchlosen Fahrzeugreifen ist es im allgemeinen erwünscht, eine Grenzschicht oder Auskleidung 18 vorzusehen, die luftundurchlässig ist. Die luftundurchlässige Auskleidung 18 erstreckt sich typischerweise über die gesamte Innenfläche des Reifens 10 von einem Wulst 20 zum anderen Wulst 22. Erfindungsge-

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maß befindet sich eine Schicht 24 aus einer erfindungsgemäßen Dichtungsmasse auf der Innenseite des Reifens 10 auf der Luftsperrschicht 18. Die Dichtungsschicht 24 ist so angeordnet, daß sie hauptsächlich hinter der Lauffläche 12 des Reifens 10 liegt, so daß die Dichtungsschicht in erster Linie dazu dient, in der Lauffläche des Reifens auftretende Verletzungen abzudichten.

In Figur 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein Fahrzeugreifen 10, ähnlich wie in Figur 1, und mit den gleichen Bezugszeichen versehen, verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch die Dichtungsschicht 24 zwischen der Karkasse 14 des Reifens 10 und der luftundurchlässigen Schicht 18 angeordnet. Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform findet normalerweise dann Anwendung, wenn die Dichtungsschicht 24 aufgebracht wird, nachdem der Reifen 10 geformt und gehärtet worden ist. Die Ausführungsform gemäß Figur 2 findet dann Anwendung, wenn die Dichtungsschicht 24 dann in dem Reifen 10 angebracht wird, wenn der Reifen 10 selbst geformt und gehärtet beziehungsweise vulkanisiert wird. Die Formung und Vulkanisation der Dichtungsschicht kann aus Gründen der Verfahrensökonomie gleichzeitig mit der Herstellung des Fahrzeugreifens erfolgen, da die Vulkanisation der Dichtungsschicht bei den Temperaturen, nämlich etwa 177°C, erfolgen kann, die bei der Vulkanisation der anderen Kautschukteile des Reifens Anwendung finden. Wenn dies geschieht, ist es möglich, die Dichtungsschicht in den beiden in Figur 1 und Figur 2 beschriebenen Positionen anzuordnen, während bei Anbringung der Dichtungsschicht nach der Herstellung des Reifens nur die Möglichkeit gemäß Figur 1, nämlich als Schicht innerhalb der luftundurchlässigen Sperrschicht, verbleibt. Schließlich sei darauf hingewiesen, daß, wenn sich die' Schicht 24 über die gesamte Innenfläche des Reifens erstrecken soll, die Luftsperrschicht 18 vollständig aus der Fahrzeugreifenkonstruktion weggelassen werden kann.

Figur 4 zeigt einen üblichen Fahrradreifen 30 mit einer Lauffläche 32 und einer Karkasse 34 sowie Seitenwänden 36. Bei Fahrradreifen

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ist innerhalb der Karkasse 34 im allgemeinen ein innerer Schlauch 38 angebracht, der den Reifen 30 nach der Druckluftfüllung stützt und seine steife Form gibt. Erfindungsgemäß ist eine Dichtungsschicht 40 auf der inneren Fläche der Karkasse 34 hinter der Lauffläche 32 so aufgebracht, daß er sich zwischen der Karkasse 34 und dem inneren Schlauch 38 befindet.

Im Gegensatz zu der Fahrzeugreifen-Dichtungsschicht wird die Fahrradreifen-Dichtungsschicht 40 im allgemeinen nicht auf die innere Fläche des Reifens 30 aufgesprüht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Fläche für das Aufsprühen zu klein ist, und der Reifen 30 nicht leicht gedreht werden kann, was normalerweise für das Aufbringen einer gleichmäßig dicken Schicht aus der Dichtungsmasse erforderlich ist. Darüber hinaus besitzt der Reifen 30 ohne den inneren Schlauch 38 keine starre Gestalt, da erst der innere Schlauch 38 die Stütze für die Karkasse 34 gibt. Deshalb wird die Dichtungsschicht 40 vorzugsweise in Schichten geformt, wie vorstehend beschrieben, und dann hinter die Lauffläche 32 zwischen die Karkasse 34 und den inneren Schlauch 38 so eingelegt, daß sie durch den inneren Schlauch fixiert wird. Die relativen Mengen der verschiedenen Fahrradreifen-Dichtungsmassenbestandteile können, ausgehend von den Fahrzeugreifen-Dichtungsmassen, nach Maßgabe der unterschiedlichen Anforderungen an Fahrradreifen, im Vergleich zu Fahrzeugreifen, variiert werden. Ein Fahrradreifen wird im allgemeinen nur bei Temperaturen von etwa 0 bis 50°C betrieben. Deshalb sind bei Fahrradreifen-Dichtungsmassen nicht die hohen Festigkeiten bei sehr hohen Temperaturen, wie bei Kraftfahrzeug-Dichtungsmassen, erforderlich. Weiterhin spielt das bei Kraftfahrzeugreifen-Dichtungsmassen auftretende Problem des Kriechens bei Fahrradreifen-Dichtungsmassen keine Rolle, da diese keinen sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden, die auf Fahrradreifen-Dichtungsmassen wirkenden Zentrifugalkräfte im Vergleich zu den bei Kraftfahrzeugreifen auftretenden Belastungen vernachlässigbar sind, und die Fahrradreifen-Dichtungsschicht sandwichartig zwischen der Reifenkarkasse und dem inneren Schlauch eingeschlossen

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und somit beidseitig abgestützt ist, während dies beim Autoreifen nicht der Fall ist. Die Fahrradreifen-Dichtungsmasse muß jedoch fest genug sein, daß sie durch den im Schlauchinneren herrschenden Druck, im allgemeinen bis zu 30 bis 40 kg, nicht in den Randbereich ausgequetscht wird. Deshalb kann der Anteil an Butylkautschuk in der Fahrradreifen-Dichtungsmasse geringer sein als bei Kraftfahrzeugreifen-Dichtungsmassen. Darüber hinaus kann auch der Anteil an dem thermoplastischen elastomeren Blockcopolymerisat geringer sein; das Blockcopolymerisat kann sogar vollständig weggelassen werden.

Die in den folgenden Beispielen verwendeten Dichtungsmassen v/erden hergestellt durch Vermischen der in Tabelle I angegebenen Bestandteile und Mengen. Alle Angaben beziehen sich auf das Gewicht.

Tabelle I Bestandteil Dichtungsmassen (Gewichtsteile)

ABC D EFGH

Hochmolekularer . 9,5 9,5 10,03 14,25 9,0 14,5 10,4 4,8 Butylkautschuk '

Niedrig- 14,5 14,5 15,04 9,5 13,0 9,5 6,9 19,2 molekularer ,,.
Butylkautschuk '

Klebrigmacher ³⁾ 61,75 61,75 65,16 62,0 63,75 61,75 60,0 61,75

9,5⁴⁾ 9,5⁴⁾ 4,76⁵⁾ 9,5⁴⁾ 9,5⁴⁾ 9,5⁴⁾17,2⁶⁾ 9,5⁴⁾

Blockcopoly- 4,75 4,75 5,01 4,75 4,75 4,75 5,0 4,75 merisat ⁷^

p-Chinonr- 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 4,0 2,5

dioxim ' ·

Benzoylperoxid ⁸⁾ 7,9 7,0 7,9 10,0 7,9 7,0 10,0 7,9

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Copolymerisat aus 98,5 Prozent Isobutylen und 1,5 Gewichtsprozent Isopren, mittleres Molekulargewicht zwischen 100 000 und 3000 000, im Handel unter der Bezeichnung "Butyl 3 65" (Hersteller Exxon Oil Company) erhältlich.

'Copolymerisat aus 96 Gewichtsprozent Isobutylen und 4 Gewichtsprozent Isopren, mittleres Molekulargewicht zwischen 10 000 und 30 000, im Handel unter der Bezeichnung "Butyl LM-430" (Hersteller Exxon Oil Company) erhältlich.

Polymerisat aus 98 Prozent Isobutylen und 2 Prozent Isoparaffinen, mittleres Molekulargewicht zwischen 500 und 5000, im Handel unter der Bezeichnung "Idopol H-300" (Hersteller American Oil Company) erhältlich.

Ofenruß mit einer spezifischen Oberfläche von 235 m²/g, einem arithmetischen mittleren Teilchendurchmesser von 17 mu und einem pH von 9,0, im Handel unter der Bezeichnung "Raven-2000" (Hersteller Cities Service Oil Company) erhältlich.

Ofenruß mit einer spezifischen Oberfläche von 96 m²/g, einem arithmetischen mittleren Teilchendurchmesser von 2 9 mu und einem pH von 8,0, im Handel unter der Bezeichnung "Raven-1000" (Hersteller Cities Service Oil Company) erhältlich.

Ruß, bestehend aus 2 Gewichtsteilen hochabriebfestem Ofenruß (HAF-Ruß), 1 Gewichtsteil halbverstärkendem Ofenruß (SRF-Ruß) und 1 Gewichtsteil mittelfeinem Thermalruß (MT-Ruß).

Blockcopolymerisat mit der Konfiguration A-(B-A)_1-1-, wobei A einen Polystyrolblock und B einen hydrierten Polyisoprenb.lock darstellt, das Isopren etwa 2/3, bezogen auf das Gesamtgewicht, ausmacht, und das mittlere Molekulargewicht zwischen 70 000 und 150 000 liegt. Im Handel unter der Bezeichnung "Kraton G-65OO" (Hersteller Shell Oil Company) erhältlich.

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In Gewichtsteilen, pro 100 Teile Gesamt-Butylkautschuk.

Beispiel 1

Es wird eine Fahrzeugreifen-Dichtungsmasse gemäß der vorstehenden Rezeptur A hergestellt. Hierzu werden der Butylkautschuk und das Blockcopolimerisat zunächst in Toluol .16 Stunden auf etwa 121 C unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Erhitzen unter Rückfluß werden die restlichen Komponenten, mit Ausnahme des Benzoylperoxids, dem Gemisch, zusammen mit zusätzlichem Toluol, zugesetzt, so daß das Toluol etwa 50 Gewichtsprozent des Gemisches ausmacht. Unmittelbar vor dem Aufbringen der Masse auf den Reifen werden 7,9 Gewichtsteile Benzoylperoxid , pro 100 Teile Butylkautschukkomponenten, in 60 Teilen Toluol gelöst und der vulkanisierbaren Kautschukmasse zugesetzt.

Es werden neue Uniroyal JR-78-15 Stahlgürtel-Radialreifen für die Untersuchung der Dichtungsmassen verwendet. Hierzu werden die Reifen zunächst gereinigt, indem man sie drehbar montiert und dann mit etwa 2 Liter Seifenlösung, die 50 ml Amway SA-8 Seifenpulver enthalten, gereinigt. Anschließend verwendet man eine auf einer biegsamen Welle befestigte drehbare Stahlbürste zum Schrubben der rotierenden Reifen mit der Seifenlösung. Jeder Reifen wird dann gründlich mit Leitungswasser gespült und bei Raumtemperatur (21⁰C) getrocknet, bevor die Innenfläche mit der Dichtungsmasse beschichtet wird.

Um die vorgenannte Masse "A" auf den Reifen aufzubringen, wird der Reifen zunächst etwa 0,5 Stunden auf etwa 52°C vorerhitzt. Nachdem man den Reifen aus dem Ofen genommen hat, wird eine bestimmte Menge der Dichtungsmasse, hergestellt wie vorstehend beschrieben, bereitgestellt, einschließlich des Benzoylperoxidaktivators. Die in Toluol dispergierte Dichtungsmasse wird dann unter Anwendung einer herkömmlichen Luftdruck-Farbspritzeinrichtung auf die innere Fläche des gereinigten und vorerhitzten Reifens gespritzt. Zur Anwendung kommt Druckluft von 3,5 kg/cm².

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Der Reifen wird gedreht, wenn die Dichtungsmasse auf die innere Fläche gespritzt und auf den Bereich hinter der Lauffläche, wie in Figur 1 gezeigt, gerichtet wird: Auf diese Weise werden 290 g, bezogen auf losungsmittelfreie Masse A, aufgebracht. Während des Aufspritzens verdampft etwas Toluol, und die aufgebrachte Masse geliert im Reifen in etwa 5 Minuten. Dann läßt man den Reifen bei Raumtemperatur etwa 0,5 Stunden stehen, um jegliches überschüssiges Toluol zu verdampfen und um die Schicht aus der Dichtungsmasse zu vulkanisieren.

Der Zyklus aus Erhitzen, Spritzen und Vulkanisieren wird zweimal identisch wiederholt, wobei jedoch nach dem dritten Spritzen der Reifen beiseite gestellt und bei Raumtemperatur etwa 30 Tage stehen gelassen wird, damit er altern und seine Vulkanisations-Endeigenschaften erreichen kann. Die erhaltene Beschichtung wiegt etwa 870 g, bezogen auf Feststoffe, und ist etwa 2,5 mm dick. Die Menge der auf den Reifen aufgebrachten Schicht kann jedoch nach Maßgabe der Reifengröße und der gewünscht®¹¹ Dicfrtungseigenschaften größer oder kleiner als 870 g sein.

Um die Fähigkeit der Dichtungsmasse bezüglich der Abdichtung eines Lochs in dem Reifen zu untersuchen, wird ein Reifen auf ein Rad montiert und mit .Luft auf etwa 2 kg/cm² aufgepumpt. Nachdem man Rad und Reifen auf eine Achse montiert hat, dreht man während des Durchbohrungstests mit etwa 8 km/Stunde gegen ein frei drehbares Rad. Hierbei wird auf die Achse gegen das frei drehbare Rad Druck ausgeübt, so daß man eine Belastung von etwa 400 bis 450 kg erhält. Dann wird der Reifen mit 2 Nägeln beziehungsweise Spikes von etwa 6,7 mm Durchmesser durchbohrt, wobei ein Nagel die mittlere Profilrippe der Lauffläche und der andere Nagel die äußere Profilrippe der Lauffläche durchbohrt. Diese dynamischen Untersuchungen werden bei Raumtemperatur (etwa 21⁰C)durchgeführt. Nach dem Durchbohren läßt man den Reifen zunächst 15 Minuten mit den Nägeln laufen, worauf die Nägel entfernt werden. Der Druck im Reifen wird dann jede Stunde für eine Dauer von etwa 8 Stunden beziehungsweise so lange gemessen, bis der Druck auf 1,05 kg/cm² abgefallen ist, wenn tatsächlich ein Loch entstanden ist.

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Weiterhin wird nach Entfernung der Nägel jedes Loch mit einem handelsüblichen Seifenlösungsdetektor (Snoop) behandelt, um visuell zu beobachten, ob tatsächlich Löcher aufgetreten sind. Weiterhin wurden statische Durchbohrungstests an dem Reifen bei Temperaturen von -29 und 132°C durchgeführt; die verwendeten Nägel besaßen Durchmesser von 9,5 mm. Hierbei zeigt sich, daß der Reifen mit der Masse A der Erfindung jede Durchbohrung ohne erheblichen Luftaustritt abdichtet.

Ein anderer Test wird durchgeführt zur Bestimmung der Stabilität der Masse A und zur Untersuchung, ob die Masse bei hoher Geschwindigkeit und hohen Temperaturen im Reifen fließt. Der mit der Dichtungsmasse ausgerüstete Reifen wird auf einem glatten Testrad mit 196,5 cm Durchmesser durchgeführt. (137 km/Stunde auf dem Testrad entsprechen mindestens 161 km/Stunde auf der Schnellstraße, und die gekrümmte Oberfläche des Rades verursacht ein stärkeres Walken des Reifens als eine flache Oberfläche.) Läßt man den mit der Masse A ausgerüsteten Reifen auf dem Rad 3 Stunden bei 145 km/Stunde und 129°C laufen, so beobachtet man nach dem Auseinanderschneiden des Reifens, daß nur ein geringes Fließen der Dichtungsmasse stattgefunden hat; die Dichtungsmasse ist somit stabil.

Beispiel 2

Reifendichtungsmassen gemäß den Rezepturen B und C (vergleiche Tabelle I) werden auf neue Reifen gemäß Beispiel 1 aufgebracht. Es wird der gleiche Reifentyp verwendet. Die Durchbohrungstests erfolgen unter Verwendung von Nägeln mit 6,8 mm Durchmesser gemäß Beispiel 1. Es zeigt sich, daß die mit den Massen B oder C ausgerüsteten Reifen ohne wesentlichen Luftaustritt abgedichtet werden.

Beispiel 3
Es werden Dichtungsmassen gemäß den Rezepturen E und F (vergleiche

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Tabelle I) hergestellt und gemäß Beispiel 1 auf Reifen angewendet. Es werden die gleichen Reifen wie in Beispiel 1 verwendet. Anschließend werden die Stabilitätstests gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Die mit den Massen F ausgerüsteten Reifen werden 2 Stunden bei 129 km/Stunde und 107 ⁰C, 2 Stunden bei 145 Jon/Stunde und 119°C, und 2 Stunden bei 153 km/Stunde und 144°C betrieben. •Es wird nur ein geringes Fließen der Dichtungsmasse beobachtet. Die mit der Masse F ausgerüsteten Reifen werden 3 Stunden bei 145 km/ Stunde und 128 C betrieben; hierbei tritt nur ein minimales Fließen der Dichtungsmasse auf.

Beispiel 4

Es wird eine Reifendichtungsmasse gemäß der Rezeptur G (vergleiche Tabelle I) hergestellt und auf einen Reifen gemäß Beispiel 1 aufgebracht, wobei jedoch 200 g der Masse, bezogen auf die lösungsmittelfreie Rezeptur, bei jedem Spritzvorgang angewendet werden, und der Reifen nach der letzten Anwendung der Dichtungsmasse nicht Tage, sondern nur über Nacht vulkanisieren gelassen wird. Abschließend wird der Reifen auf ein Rad montiert und mit Luft auf 2,1 kg/cm² aufgepumpt. Nachdem man das Rad in Rotation versetzt hat, wird der Reifen mit Nägeln von 5,1 mm und 6,4 mm Durchmesser bei Temperaturen von -29°C, Raumtemperatur und 132°C durchbohrt; anschließend werden die Nägel herausgezogen. Nach dem Durchbohren bei jeder Temperatur wird jede Durchbohrungsstelle mit 'snoop" behandelt, um zu beobachten, ob Luftaustritt stattfindet. Hierbei zeigt sich, daß der Reifen eine Selbstabdichtung ohne wesentlichen Luftaustritt bewirkt.

Beispiel 5

Es wird eine Reifendichtungsmasse gemäß der Rezeptur D (vergleiche Tabelle I) hergestellt und auf einen Reifen angewendet, wie in Beispiel 4 beschrieben, wobei jedoch nach der dritten 200 Gramm-Dichtungsmassenanwendung der Reifen beiseite gestellt, 1 Stunde bei Raumtemperatur, und dann 16 Stunden bei 52°C vulkanisiert wird. Anschließend werden die in Beispiel 4 beschriebenen Durchbohrungs-

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tests durchgeführt. In jedem Fall heilt die Dichtungsmasse die Durchbohrung ohne wesentlichen Luftaustritt.

Beispiel 6

Zusätzlich zu "Indopol H-300" wird eine Reihe Klebrigmacher zur Optimierung der Dichtungsmassen untersucht. "Indopol"-Polybutylene sind mit verschiedenem Molekulargewicht erhältlich, einschließlich einer niedrigmolekularen Variante, "Indopol· H-50" und einer hochmolekularen Variante, "Indopol· H-1900". Es zeigt sich, daß sämtiiche Typen für a^e Bedingungen, mit Ausnahme hoher Temperaturen, geeignet sind.

Polymere Terpenharze, wie "Piccoiyte S-10", ein Harz aus ß-Pinen, das im Handel· von der Firma Hercules Incorporatederhältlich ist, liefern zufriedensteliende Ergebnisse mit guter Kohäsion und Stabiiität bei hohen Temperaturen.

Niedrigmoiek^are Styrol·pol·ymerisate, wie "Piccoiastic E-50", ein eC-Methyl·styrol·pol·ymerisat, das im Handel· von der Firma Hercules Incorporated erhältlich ist, besitzen recht zufriedenstehende Eigenschaften in Kombination mit anderen Kiebrigmachern bis zu etwa 50 Gewichtsprozent des Kiebrigmacherbestandteils.

Im a^gemeinen wurde gefunden, daß geeignete Hochtemperatur-Kiebrigmacher diejenigen sind, die Erweichungspunkte von nicht über 50°C besitzen.

Beispiel· 7

Es wird eine Dichtungsmasse gemäß der Rezeptur H (vergieiche Tabeile I) in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Nachdem man diese Dichtungsmasse auf eine ebene Oberfläche aufgebracht hat, läßt man Härten beziehungsweise Vuikanisieren. Mit den erhaitenen Prüfmustern der Masse werden Zugfestigkeitsprüfungen durchgeführt. Hierbei zeigt sich, daß der

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Elastizitätsmodul im wesentlichen konstant ist, und die Masse außerordentlich weich ist. Zur Verwendung als Reifendichtungsmasse sollte der Butylkautschukgehalt (20 : 80 Verhältnis) im Bereich von 30 bis 40 Gewichtsprozent liegen, wobei gleichzeitig der Gewichtsprozentgehalt des Klebrigmachers herabgesetzt wird und alle anderen Bestandteile der Rezeptur H gleich bleiben.

Beispiel 8

Es wird eine Dichtungsmasse gemäß der Rezeptur B, in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Die erhaltene Masse wird jedoch nicht aufgespritzt sondern auf eine ebene Fläche gegossen, worauf zur Erzeugung einer ebenen Dichtungsschicht mit einer Rakel abgerakelt wird. Nach dem Vulkanisieren wird die Dichtungsschicht in Streifen geschnitten, die gemäß Figur 4 auf Fahrradreifen aufgebracht werden. Es werden Standard-Fahrradreifen mittleren Gewichts verwendet, die auf 3,15 kg/cm² aufgepumpt werden. Hierauf durchbohrt man die Reifen mit Nägeln von 2,9 mm Durchmesser, die anschließend herausgezogen werden. Hierbei wird kein wesentlicher Luftaustritt beobachtet.

Mit Ausnahme der Dichtungsmasse H besitzen die in den vorstehenden Beispielen verwendeten Dichtungsmassen Elastizitätsmodule im Bereich von 0,35 bis 0,63 kg/cm². Oberhalb von 0,63 kg/cm² wäre die Dichtungsmasse zu steif, um eine Selbstheilung nach Entfernung des Durchbohrungsobjekts zu bewirken. Unterhalb von 0,35 kg/cm² wäre ein Kriechen der Dichtungsmasse bei den Zentrifugalkräften und Temperaturen, wie sie bei Fahrzeugreifen in Kombination auftreten, zu befürchten. Der bevorzugte Bereich der wirksamsten Dichtungsmassen liegt zwischen 0,42 und 0,56 kg/cm². Durch Erhöhen des Gewichtsprozentanteils an Butylkautschuk in der Rezeptur H, wie in Beispiel 7 beschrieben, würde der Elastizitätsmodul der Rezeptur H, der noch im wesentlichen konstant bleibt, in den bevorzugten Bereich gebracht. Für andere Anwendungszwecke kann der Grad der Butylkautschukvernetzung variiert werden, um nach Maßgabe der besonderen Erfordernisse einen höheren oder niedrigeren Elastizitätsmodul zu erreichen.

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Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die Dichtungsmassen der Erfindung nicht nur das Problem des Fließens der Dichtungsmasse bei hohen Geschwindigkeiten und hohen Temperaturen und der Erzielung einer ausreichenden Zugfestigkeit lösen, sondern aufgrund ihres einzigartigen und neuen Verhältnisses von hochmolekularem zu niedrigmolekular ein vulkanisierbarem Butylkautschuk erheblich verbesserte Versiegelungseigenschaften bei Reifendurchbohrungen mit sich bringen, insbesondere wenn das Durchbohrungsobjekt im Reifen stecken bleibt. Darüber hinaus können die Dichtungsmassen der Erfindung auch für zahlreiche andere Zwecke, zum Beispiel als Reifenflicken, Autodichtungsmassen, Dachdichtungsmassen, Fugenmassen oder allgemeine Haushaltsdichtungsmassen, Verwendung finden.

Patentansprüche

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Claims

Patentan Sprüche

(ν) Dichtungsmasse, gekennzeichnet durch den Gehalt an einer verstärkten, partiell vernetzten Matrix aus einem Copolymer isat mit hohem mittlerem Molekulargewicht, das als Hauptkomponente ein Isoolefin mit 4 bis 7 C-Atomen und als Nebenkomponente ein offenkettiges, konjugiertes Diolefin mit 4 bis 8 C-Atomen enthält, und einem Copolymerisat mit niedrigem mittleren Molekulargewicht, das als Hauptkomponente ein Isoolefin mit 4 bis 7 C-Atomen und als Nebenkomponente ein offenkettiges, konjugiertes Diolefin mit 4 bis 8 C-Atomen enthält, wobei das Verhältnis von Copolymerisat mit hohem Molekulargewicht zu Copolymerisat mit niedrigem Molekulargewicht etwa 20 : 80 bis 60 : 40 beträgt, und einen Klebrigmacher in einer Menge von etwa 55 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf die Masse.
2. Dichtungsmasse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Gehalt an einem partiell hydrierten Blockcopolymerisat im Gemisch mit der Matrix, wobei das Blockcopolymerisat die allgemeine Konfiguration A-(B-A)_1-1- besitzt, in der jedes A einen polymeren Monovinylarenblock und jedes B einen irrj wesentlichen völlig hydrierten polymeren konjugierten Dienblock bedeutet.
3. Verfahren zur Herstellung von selbstabdichtenden Reifen, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine Dichtungsmasse aus

(1) e.inem Copolymerisat mit hohem mittlerem Molekulargewicht und einem Copolymerisat mit niedrigem mittlerem Molekulargewicht, die jeweils als Hauptkomponente ein Isoolefin mit 4 bis 7 C-Atomen und als Nebenkomponente ein offenkettiges konjugiertes Diolefin mit 4 bis 8 C-Atomen enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis von Copolymerisat mit hohem Molekulargewicht zu Copolymerisat mit niedrigem Molekulargewicht 20 : 80 bis 60 : beträgt, mit (2) einem Chinondioxim-Härter, (3) einem ver- .

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netzenden Aktivator aus der Gruppe organische Peroxide, anorganische Peroxide und Polysulfide, (4) einem feinteiligen Kohlenstoff-Verstärkungsmittel und (5)einem Klebrigmacher in einer Menge von etwa 55 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf die Masse, vermischt, und

(b) die so erhaltene Dichtungsmasse auf die innere Reifenfläche aufbringt.
4. Selbstabdichtender Reifen mit einem ringförmigen Mantel mit Karkasse und Sextenwänden sowie einer Schicht aus einer Dichtungsmasse gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, die zumindest auf den Karkassenbereich des Reifens aufgebracht ist.
5. Dichtungsmasse, gekennzeichnet durch das Reaktionsprodukt aus einer Masse gemäß Anspruch 3(a).
6. Dichtungsmasse nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch den Gehalt an einem Blockcopolymerisat gemäß Anspruch 2.

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