DE2708269C2 - - Google Patents

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DE2708269C2 DE2708269A DE2708269A DE2708269C2 DE 2708269 C2 DE2708269 C2 DE 2708269C2 DE 2708269 A DE2708269 A DE 2708269A DE 2708269 A DE2708269 A DE 2708269A DE 2708269 C2 DE2708269 C2 DE 2708269C2
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Description

Die Erfindung betrifft kompoundierte Elastomermassen mit verminderter Mooney-Viskosität sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Elastomermassen.
Die Mooney-Viskosität einer kompoundierten Elastomermasse ist ein Parameter, der zur Ermittlung ihrer Verarbeitungseigenschaften dient. In der Elastomerindustrie wird die Viskosität einer kompoundierten Elastomermasse oft auf einen verminderten Wert eingestellt, um den Mischvorgang und die Handhabung beim Walzen, Extrudieren oder Kalandrieren zu erleichtern. Die verschiedenen bekannten Kompoundierungsverfahren zur Verminderung der Viskosität bringen jedoch eine gewisse Verschlechterung der Gummieigenschaften im gehärteten Zustand mit sich. Aromatische und paraffinische Öle, Weichmacher wie z. B. Dioctylphthalat oder Dioctyladipat und gewisse Kohlenwasserstoffharze müssen in relativ hohen Konzentrationen verwendet werden, damit eine beträchtliche Verminderung der Viskosität erzielt wird. Diese Zusätze können den weiteren Nachteil haben, daß sie extrahierbar und schwierig zu handhaben oder zu vermischen sind und zum Wandern neigen.
In den letzten Jahren sind verschiedene chemische Verarbeitungshilfsmittel eingeführt worden, bei denen es sich meistens um gesetzlich geschützte Mischungen von Fettsäuren und/oder ihren Metallsalzen handelt. Die meisten Verarbeitungshilfsmittel sind Flüssigkeiten oder Pasten, die bei den gebräuchlichen Elastomer-Mischeinrichtungen schwierig zu handhaben sind. Sie haben oft auch die gleichen Nachteile wie gewisse Öle oder Weichmacher, d. h., sie sind extrahierbar, neigen zum Wandern und Ausschwitzen und zu Verfärbungen und führen oft zu einer Verminderung der Modul-Werte, der Härte und der Zugfestigkeit der kompoundierten Elastomermasse, in die sie eingemischt werden.
Aus der GB-PS 13 64 138 ist eine Elastomermasse bekannt, die einen Polybutadienkautschuk (100 Teile) mit darauf aufgepfropften 10 bis 25 Teilen einer ungesättigten Carbonsäure und Metallionen zum Neutralisieren von mindestens 10% der Carbonsäure enthält. Metallionen zum Neutralisieren der Carboxylgruppe sind z. B. Zink- und Magnesiumionen in Form der Oxide, die in einem Anteil von 5 bis 10 Gew.-% vorliegen können. Die ungesättigte Carbonsäure (z. B. Methacrylsäure) und das Metalloxid (z. B. Zinkoxid) werden als solche mit den anderen Bestandteilen vermischt.
Aus der US-PS 38 23 122 ist eine Elastomermasse auf Basis von Styrol-Butadien-Kautschuk und Neoprenkautschuk bekannt, die 1 bis 15 Gew.-Teile eines Zusatzstoffes wie z. B. Zinkmethacrylat enthalten kann, der zur Verbesserung der Öl- oder Lösungsmittelfestigkeit des Styrol-Butadien-Kautschuks dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompoundierte Elastomermasse bereitzustellen, die eine verminderte Mooney- Viskosität und verbesserte Verarbeitungseigenschaften hat, ohne daß die anderen physikalische Eigenschaften der Elastomermasse nach der Härtung beeinträchtigt sind.
Diese Aufgabe wird durch eine kompoundierte Elastomermasse mit verminderter Mooney-Viskosität gelöst, die durch eine Mischung von
  • (A) 100 Gew.-Teilen Elastomeren
  • (B) 40 bis 140 Gew.-Teilen an teilchenförmigem anorganischem Füllstoff und
  • (C) 0,1 bis 7 Gew.-Teilen eines fein zerteilten, teilchenförmigen basischen Zinkmethacrylats
gekennzeichnet ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen kompoundierten Elastomermasse sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen kompoundierten Elastomermasse, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das basische Zinkmethacrylat (C) gleichmäßig mit einer Mischung von (A) und (B) bei einer Temperatur vermischt, die unter der Temperatur liegt, bei der das Elastomere (A) vulkanisiert.
Das fein zerteilte, teilchenförmige basische Zinkmethacrylat (C) kann als Reaktionsprodukt von Zinkoxid und Methacrylsäure mit einem annähernd 1 : 1 betragenden Molverhältnis von Zink und dem Methacrylsäurerest beschrieben werden.
Die rheologischen Eigenschaften von kompoundierten Elastomermassen, die (A) ein oder mehr als ein Elastomeres (B) einen anorganischen Füllstoff und gewünschtenfalls andere Materialien enthalten, die gebräuchlicherweise in kompoundierten Elastomermassen angewandt werden, können durch die Zugabe von 0,1 bis 7 Gewichtsteilen (bezogen auf 100 Gewichtsteile Elastomer), vorzugsweise 1 bis 6 Teilen und insbesondere 5 Teilen des fein zerteilten, teilchenförmigen basischen Zinkmethacrylats beachtlich verbessert werden.
Das Elastomere (A) kann irgendein herkömmliches Elastomeres oder eine Elastomermischung (Blend) sein, beispielsweise (a) ein Polymerkautschuk vom Konjugierten Dientyp (wie z. B. vom Butadien-, Isopren- oder Chloroprentyp) entweder in Form eines Homopolymeren eines konjugierten Diens, z. B. in Form von Polybutadien oder Polyisopren (natürlich oder synthetisch), oder in Form eines Copolymeren eines konjugierten Diens mit einem copolymerisierbaren monoäthylenisch ungesättigten Monomeren wie z. B. einer Vinylarylverbindung (z. B. Styrol, alpha-Methylstyrol), einem acrylischen Nitril (z. B. Acrylnitril) oder Vinylpyridin, wofür Butadien/Styrol-Copolymere, Butadien/Acrylnitril- Copolymere und Isobutylen/Isopren-Copolymere Beispiele sind. Weitere Beispiele für solche Polymerkautschuke vom konjugierten Dientyp sind aus der US-PS 38 37 993, Spalte 3, Zeilen 10-36 bekannt. Ebenfalls als Elastomeres (A) geeignet sind alpha-Monoolefincopolymer- Elastomere wie (b) Kautschuke vom Äthylen-Propylen-Typ, z. B. Äthylen/Propylen-Copolymere mit copolymerisierbarem nicht-konjugiertem Dien (oder ohne ein solches), das ein offenkettiges Dien wie 1,4-Hexadien oder ein cyclisches Dien, z. B. eine Mehrringverbindung wie Dicyclopentadien, Methylen-norbornen oder Alkylidennorbornene (z. B. 5-Äthyliden-2-norbornen) sein kann. Für weitere Beschreibungen und Beispiele herkömmlicher Monoolefincopolymer-Elastomere kann auf die US-PS 38 35 201, Spalte 3, Zeilen 19-57 verwiesen werden. Mischungen (Blends) von Elastomeren miteinander oder mit anderen Polymeren sind auch geeignet, insbesondere elastomere Mischungen von Butadien/ Acrylnitril-Kautschuk mit Polyvinylchloridharz oder elastomere Mischungen von Kautschuk vom alpha- Monoolefincopolymertyp mit Polybutadienharz.
Die angewandten, teilchenförmigen anorganischen Füllstoffe (B) sind fein zerteilte Füllstoffe und umfassen (i) Kieselsäure-Füllstoffe wie ausgefällte hydratisierte Kieselsäure, (ii) Silicat-Füllstoffe wie Ton oder hydratisiertes Aluminiumsilicat (unbehandelt oder mit einem funktionellen Organosilan-Haftvermittler beschichtet), (iii) Calciumcarbonat- Füllstoffe (z. B. beschichtete gemahlene Austernschalen) oder Mischungen derselben. Die angewandte Menge an teilchenförmigem anorganischem Füllstoff (B) liegt bei 40 bis 140 Gewichtsteilen, vorzugsweise 50 bis 100 Teilen pro 100 Gewichtsteile des Elastomeren (A). In vielen Fällen enthält die erfindungsgemäße Elastomermasse zusätzlich Ruß (z. B. 20 bis 150 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Elastomeres) neben dem teilchenförmigen anorganischen Füllstoff (B).
Zu weiteren - je nach besonderer Zusammensetzung und gewünschtem Endgebrauch - wahlweise anzuwendenden Bestandteilen der kompoundierten Elastomermasse gehören andere Füllstoffe, wie organische Füllstoffe, Zinkoxid, Calciumstearat, Härter oder Vulkanisationsmittel (z. B. Peroxid- Härtungssysteme, Schwefel-Härtungssysteme), Beschleuniger, Verarbeitungsöl, Antioxidantien, Wachse, Pigmente und andere herkömmliche Bestandteile in üblichen Mengen. Für die Vulkanisation oder Härtung der Elastomeren enthält die Zusammensetzung Schwefel (oder Schwefel liefernde Vulkanisationsmittel) oder Peroxid-Härtungsmittel in geeigneter Menge zur Härtung des speziellen Elastomeren.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind Elastomermassen, die für die Schwefel-Vulkanisation (mit Schwefel selbst oder mit einem Schwefel abgebenden Vulkanisationsmittel) gewöhnlich zusammen mit einem oder mehr als einem der üblichen konventionellen organischen Beschleuniger für die Schwefel-Vulkanisation sowie mit konventionellen aktivierenden Substanzen (z. B. Zinkoxid-Stearinsäure) für die Schwefel-Vulkanisation jeweils in den üblichen Mengen zur Herbeiführung einer Schwefel-Vulkanisation des Elastomeren kompoundiert sind. Zu hervorragenden Vorteilen, die durch Anwendung des fein zerteilten, teilchenförmigen basischen Zinkmethacrylats bei der Schwefel-Härtung von Elastomermassen erzielt werden, gehören nicht nur eine ausgeprägte Verminderung der Viskosität der kompoundierten Elastomermasse bei Anwendung von nichtschwarzen Füllstoffen, sondern auch eine bemerkenswert verbesserte Mooney-Scorchbeständigkeit, während gleichzeitig ausgezeichnete Modul-, Zugfestigkeits- und Härtewerte beim schwefel-vulkanisierten Endprodukt erzielt werden. Die geringere Viskosität und längere Anvulkanisationszeit (Scorchzeit) der erfindungsgemäßen kompoundierten Elastomermassen für die Schwefel-Vulkanisation machen solche Elastomermassen besonders brauchbar für die Erzeugung von extrudierten Gegenständen.
Die kompoundierten Elastomermassen können unter Anwendung gebräuchlicher Vorrichtungen wie eines Innenmischers (z. B. eines Banbury-Mischers) oder von Doppelwalzmühlen hergestellt werden. Üblicherweise werden das eine oder mehr als eine Elastomere, Füllstoffe, Öle und andere Bestandteile in Abwesenheit von Vulkanisations- oder Härtungsmitteln unter Verwendung eines Banbury-Mischers bei Mischtemperaturen von 121,1°C bis 160°C vereinigt. Die erhaltenen Masterbatches werden als Felle von den Doppelwalzenmühlen abgegeben und gekühlt.
Die Vulkanisationsmittel können dann in einem zweiten Banbury-Mischer oder auf einem Doppelwalzwerk bei normalen Kautschuk-Verarbeitungstemperaturen, die zur Vermeidung einer vorzeitigen Härtung nicht über 121°C hinausgehen, zum gemischten Masterbatch hinzugefügt werden.
Basisches Zinkmethacrylat (C) kann entweder im Masterbatch- Zustand (das heißt, wenn das Vulkanisationsmittel noch nicht zugesetzt ist) oder vorzugsweise im endgültigen Mischzustand (wenn das Vulkanisationsmittel zugesetzt ist) hinzugefügt werden.
Es ist zu bemerken, daß das basische Zinkmethacrylat (C) nach Vermischen von Elastomer (A) und anorganischem Füllstoff (B) zugegeben wird. Das basische Zinkmethacrylat wird bei einer Temperatur zugemischt, die nicht ausreicht, eine Vulkanisation oder Härtung herbeizuführen.
Als Vorteile, die mit den erfindungsgemäßen Elastomermassen erzielbar sind, können erwähnt werden:
  • 1. Verminderte Mooney-Viskosität der kompoundierten Elastomermasse;
  • 2. Verbesserte Extrusionseigenschaften der kompoundierten Elastomermasse;
  • 3. Aktivierung und Steigerung des endgültigen Härtungszustands von mit Peroxid gehärtetem synthetischen Kautschuk;
  • 4. Aktivierung der Schwefel-Vulkanisation von mit Ton gefüllten kompoundierten Elastomeren auf Basis von Naturkautschuk;
  • 5. Eine mögliche Verbesserung der Scorchbeständigkeit bei der Schwefel-Vulkanisation von kompoundiertem Naturkautschuk- oder Nitrilkautschuk-PVC-Blend-Elastomermassen.
Das fein zerteilte, teilchenförmige basische Zinkmethacrylat (C) kann wie folgt hergestellt und charakterisiert werden:
18,15 kg Zinkoxid und 20,42 kg Wasser werden in einem ummantelten Mischer mit Umwälz- und Hack- oder Schneideinrichtung bei einer Manteltemperatur von 30°C zur Bildung einer Aufschlämmung durchgemischt. Danach werden innerhalb von etwa 30 s 19,05 kg wasserfreie Methacrylsäure zugesetzt. Diese Mischung wird dann etwa 20 min lang gerührt. Das Reaktionsprodukt wird bei 100°C getrocknet und gemahlen. Bei diesem Produkt wird ein 92,2%iger Gehalt an basischem Zinkmethacrylat gefunden (nach dem in den US-PS 40 82 288 und 41 00 182 beschriebenen Verfahren) mit einem in Tetrahydrofuran löslichen Anteil von 3,7% und 0,6% flüchtigen Anteilen (3 h lang bei 110°C). Weitere Einzelheiten finden sich in Beispiel III der US-PS 40 82 288. Die Bezeichnung "basisches Zinkmethacrylat" soll lediglich besagen, daß das Produkt Zink und Methacrylsäurerest im Molverhältnis 1 : 1 enthält. Über die Strukturformel des Produkts soll dadurch nichts ausgesagt werden. Das typische basische Zinkmethacrylat ist ein weißes Reaktionsprodukt von Zinkoxid mit Methacrylsäure, dessen Analyse einen Wert von zumindest 90 Gew.-% basischem Zinkmethacrylat ergibt und das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm und vorzugsweise von 44 µm oder geringerer Maschenweite hindurchgeht. Es hat eine Dichte von 2,1 und einen pH-Wert von 6,0 bis 6,25 in wäßriger Aufschlämmung. Bei der Thermowaagenanalyse zeigt es einen Gewichtsverlust von 5% zwischen 120 und 140°C, einen weiteren Verlust von 10% zwischen 180 und 240°C sowie einen zusätzlichen Gewichtsverlust von 35% zwischen 320 und 430°C. Bei der Differentialthermoanalyse läßt es einen ausgeprägten Peak endothermer Veränderung bei 180°C mit nachfolgender geringerer endothermer Veränderung bei 235°C erkennen. Bei der Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme zeigt sich eine charakteristische faserige Struktur, die durch längere übermäßige Erhitzung zerstört werden kann.
Die folgenden Beispiele, bei denen alle Mengenangaben auf das Gewicht bezogen sind, dienen einer detaillierteren Erläuterung der praktischen Durchführung der Erfindung.
Beispiel I
Dieses Beispiel zeigt eine 47 Teile teilchenförmigen anorganischen Füllstoff (Kieselsäure) pro 100 Teile Elastomere (EPDM plus Polybutadien) enthaltende Elastomermasse.
Die folgenden Bestandteile wurden in den in Tabelle I angegebenen Mengenverhältnissen angewandt:
EPDM: Äthylen-Propylen-5-Äthyliden-2-norbornen-Terpolymerkautschuk, Ä/P-Verhältnis: 56/44; ÄNB-Gehalt: 10%; Viskosität: 55 ML-4 bei 125°C;
Harz: 1,2-Polybutadienharz MG 3000 ± 300; Viskosität 15-35 Pa · s bei 45°C);
Ruß: schnell spritzbarer Ofenruß;
Kieselsäure-Füllstoff: ausgefällte, hydratisierte Kieselsäure;
Zinkoxid: (hier als Aktivator verwendet; üblicherweise nicht als Teil des Füllstoffes berechnet, wenn nicht sehr große Mengen verwendet werden);
Calciumstearat;
basisches Zinkmethacrylat (Charakterisierung s.o.);
Härter: Dicumylperoxid (40% aktives Material).
Alle vorstehenden Bestandteile (außer dem basischen Zinkmethacrylat und dem Härter) wurden in einen #2-Touren- B-Typ-Banbury-Mischer mit vollem Wasserzulauf in den in Tabelle I aufgeführten Mengen gegeben, wobei die Masse A (ohne basisches Zinkmethacrylat) außerhalb der Erfindung liegt und zu Vergleichszwecken dient, während die Massen B und C (mit dem basischen Zinkmethacrylat) Beispiele für die Erfindung sind. EPDM und Harz wurden zum Zeitpunkt 0 eingegeben - der Stempel abwärts bewegt - und nach einer Minute werden der Stempel angehoben und die restlichen Bestandteile eingegeben; der Stempel wird abwärts bewegt, und es wird bis zum Ablauf von drei Minuten gemischt; dann wird alles lose Material nach unten gewischt und der Mischvorgang bis zum Ablauf von vier Minuten weitergeführt und die Masse dann (üblicherweise bei 148,9°C) ausgegeben. Eine Schicht sammelte sich am warmen Mischer an. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und dann auf ein auf eine Temperatur von 37,8 bis 76,7°C eingestelltes Doppelwalzwerk gegeben. Das basische Zinkmethacrylat und der Härter wurden dann auf der Walze in die Masse eingemischt. Die Masse wurde dann mit einem 0,203-cm-Spalt zu einem Fell ausgewalzt und für die Prüfung zerschnitten.
Die rheologischen Eigenschaften der kompoundierten Elastomermassen sowie die physikalischen Eigenschaften nach Härtung sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Aus den Meßwerten geht hervor, daß der Zusatz von basischem Zinkmethacrylat zu einer beachtlichen Verminderung der Mooney-Viskosität von kompoundierten, Kieselsäure/Ruß-gefüllten EPDM- Elastomermassen führt. Das basische Zinkmethacrylat wirkt sich auch günstig auf die Festigkeit der gehärteten kompoundierten EPDM- Elastomermassen aus.
Diese kombinierte Wirkung der verminderten Viskosität der kompoundierten Elastomermasse und höheren Festigkeit nach dem Härten sind durchaus ungewöhnlich und erwünscht.
Tabelle I
Beispiel II
Es wurden die gleichen Verfahrensweisen und Bestandteile wie in Beispiel I angewandt, nur daß das Kieselsäure/Ruß-Verhältnis und ihre Gehalte bei einem Gehalt des basischen Zinkmethacrylats von 1,5 bzw. 5,0 Gew.-Teilen je 100 Gew.-Teile Elastomere (s. Tab. II) verändert wurden.
Die Meßwerte von Tabelle II zeigen, daß basisches Zinkmethacrylat viskositätsmindernd und als Härtungsmittelergänzung zu Peroxid bei unterschiedlichen Ruß/Kieselsäure- Verhältnissen und -Gehalten wirkt. Kompoundierte Elastomermassen mit höheren Kieselsäuregehalten zeigen eine besonders bemerkenswerte Viskositätsverminderung mit basischem Zinkmethacrylat.
Tabelle II
Beispiel III
Die folgenden Bestandteile (sowie weitere, wie in Tabelle III angegeben ist) wurden verwendet:
Naturkautschuk:Standard-Malaysia-Kautschuk mit konstanter Viskosität; SBR:Butadienstyrol-Copolymerkautschuk; etwa 23% Styrolanteil, Viskosität 52 ML-1 + 4, 100°C; Butylkautschuk:Isopren/Isobutylen-Copolymerkautschuk; 0,7 Mol-% ungesättigte Bindungen, Viskosität 46 ML-1 + 4, 100°C; NBR:Butadien/Acrylnitril-Copolymerkautschuk; etwa 32% Acrylnitrilanteil, Viskosität 50 ML-1 + 4, 100°C; cis-Polybutadien:Polybutadienkautschuk mit hohem cis-Anteil; Viskosität 45 ML-1 + 4, 100°C Prozeßöl:leichtes naphthenisches Petrolkohlenwasserstofföl; Beschleuniger A:Benzothiazyldisulfid-Beschleuniger; Beschleuniger B:N-tert.-Butyl-2-benzothiazol-sulfenamid- Beschleuniger; Beschleuniger C:Tetramethylthiuramdisulfid-Beschleuniger.
Die Bestandteile wurden in den in Tabelle III angegebenen Mengenverhältnissen gemischt (entsprechend geeigneten ASTM-Polymertestrezepturen, wobei allerdings der Ruß durch äquivalente Volumina Kieselsäure ersetzt wurde), um die Wirkung von basischem Zinkmethacrylat in einigen verschiedenen Elastomeren festzustellen. Die angewandte Verfahrensweise war die gleiche wie in Beispiel I.
Die Meßwerte von Tabelle III zeigen eine beachtliche Verminderung der Viskosität bei verschiedenen Elastomersystemen durch die Wirkung des zugesetzten basischen Zinkmethacrylats.
Tabelle III
Beispiel IV
Die folgenden teilchenförmigen Füllstoffe wurden zusätzlich zu den in Tabelle IV angegebenen Bestandteilen verwendet:
Calciumcarbonat
Ton:harter Ton aus Südcarolina (weitgehend Aluminiumsilicat) Aluminiumsilicat:Aluminiumsilicat, modifiziert mit einem Silan-Haftvermittler Austernschalen:natürliche, beschichtete, gemahlene Austernschalen (im wesentlichen Calciumcarbonat).
Die Verfahrensweisen entsprachen Beispiel I.
Die Meßwerte von Tabelle IV zeigen eine bemerkenswerte Verminderung der Viskosität von kompoundierten Elastomermassen mit unterschiedlichen nicht-schwarzen Füllstoffen durch den Zusatz von basischem Zinkmethacrylat.
Das basische Zinkmethacrylat führt auch zu einer verbesserten Mooney-Scorchbeständigkeit und zu einer Zunahme der Modul-, Zugfestigkeit- und Härtewerte bei gleichwertigen Härtungen.
Tabelle IV
Beispiel V
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Vormischungen von Butadien/Acrylnitril-Kautschuk mit Polyvinylchloridharz (üblicherweise in Gewichtsverhältnissen innerhalb eines Bereichs von 80 : 20 bis 20 : 80), die gewöhnlich mit 5 bis 20 Teilen eines Weichmachers wie Dioctylphthalat vorgeschmolzen werden. Solche Vormischungen haben bei Füllung mit Kieselsäure wegen der zähen Natur des Polyvinylchloridpolymeren und der Bindungseigenart des Kieselsäure-Füllstoffs eine ihnen eigene hohe Viskosität. Beispiel V zeigt die praktische Anwendung der Erfindung auf solche eine Mischung von Butadien/Acrylnitril-Kautschuk und Polyvinylchloridharz (mit einem Gewichtsverhältnis von 50 : 50), die mit Dioctylphthalat-Weichmacher (15 Teile) vorgeschmolzen worden war. Zwei Massen V-A und V-B, die sich nur dadurch unterschieden, daß die Masse V-A kein basisches Zinkmethacrylat enthielt, während solches in der Masse V-B enthalten war, wurden wie folgt hergestellt:
Die angewandten Verfahrensweisen entsprachen Beispiel I unter Erzielung der in Tabelle V zusammengefaßten Meßwerte.
Die Meßwerte von Tabelle V zeigen, daß basisches Zinkmethacrylat zu einer wesentlichen Verbesserung der Verarbeitungs- Scorchbeständigkeit einer mit Schwefel vulkanisierten kompoundierten Nitrilkautschuk/PVC-Elastomermasse ohne erhebliche Beeinflussung der Modul-Entwicklung der kompoundierten Elastomermasse führt. Das "basische" Zinkmethacrylat verringert auch die Viskosität der kompoundierten Elastomermasse. Eine geringe Viskosität und längere Vorvulkanisationszeit sind für eine Verbesserung der Extrusionseigenschaften des Basiskompounds besonders nützlich.
Tabelle V
Beispiel VI
Es wurden drei Massen mit den folgenden Rezepturen hergestellt, bei denen lediglich der Gehalt an basischem Zinkmethacrylat verändert wurde. Die Meßwerte von Tabelle VI wurden unter Anwendung der Verfahrensweisen von Beispiel I erhalten.
Die in Tabelle VI angegebenen Werte zeigen, daß "basisches" Zinkmethacrylat die Extrusionsgeschwindigkeit einer kompoundierten Naturkautschuk- Elastomermasse erhöht. Das "basische" Zinkmethacrylat vermindert auch die Mooney-Viskosität und bietet eine erhöhte Scorchbeständigkeit.
Tabelle VI
Beispiel VII
Die folgenden drei Massen wurden hergestellt und geprüft, wobei die in Tabelle VII angegebenen Meßwerte erhalten wurden.
Die Werte von Tabelle VII zeigen, daß "basisches" Zinkmethacrylat zu einer Verbesserung der Extrusionsgeschwindigkeit einer kompoundierten, mit Kieselsäure gefüllten EPDM-Kautschukmasse führt. Die Mooney-Viskosität und die Anvulkanisationswerte waren ebenfalls durch den Zusatz des "basischen" Zinkmethacrylats verbessert.
Tabelle VII
Beispiel VIII
Die folgenden Massen wurden wie in den vorangehenden Beispielen hergestellt und verarbeitet unter Erzielung der in Tabelle VIII angegebenen Ergebnisse.
Da die NBR : PVC-Vormischung 15 Teile Dioctylphthalat- Weichmacher enthält, beträgt die Menge der vorhandenen Elastomermischung 85 Teile (100 - 15 = 85), so daß die Menge des Füllstoffs (Kieselsäure) pro 100 Teile Elastomeres bei 41 Teilen liegt.
Die Werte von Tabelle VIII zeigen, daß zwei Teile "basisches" Zinkmethacrylat anstelle von 10 Teilen Dioctylphthalat (Weichmacher) für eine Verbesserung von Modul und Festigkeit unter Aufrechterhaltung einer ähnlichen Mooney- Viskosität benutzt werden können.
"Basisches" Zinkmethacrylat (ein Pulver) hat die zusätzlichen Vorteile, daß es leichter zu handhaben und zu vermischen sowie auch nicht-extrahierbar ist und nicht wandert.
Tabelle VIII

Claims (12)

1. Kompoundierte Elastomermasse mit verminderter Mooney-Viskosität, gekennzeichnet durch eine Mischung von
  • (A) 100 Gew.-Teilen Elastomeren;
  • (B) 40 bis 140 Gew.-Teilen an teilchenförmigen anorganischem Füllstoff und
  • (C) 0,1 bis 7 Gew.-Teilen eines fein zerteilten, teilchenförmigen basischen Zinkmethacrylats.
2. Elastomermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere (A) aus der Gruppe (a) Polymerkautschuk vom konjugierten Dientyp und (b) Kautschuk vom Äthylen-Propylen- Typ ausgewählt ist.
3. Elastomermasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere aus einem Homopolymeren eines konjugierten Diens und einem Copolymeren eines konjugierten Diens mit einem copolymerisierbaren monoäthylenisch ungesättigten Monomeren ausgewählt ist.
4. Elastomermasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Homopolymere aus der Gruppe Naturkautschuk, cis- Polybutadienkautschuk, Butadien/Styrol-Copolymerkautschuk und Butadien/Acrylnitril-Copolymerkautschuk ausgewählt ist.
5. Elastomermasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Butadien/Acrylnitril-Copolymerkautschuk mit Polyvinylchloridharz in einem Gewichtsverhältnis von 80 : 20 bis 20 : 80 gemischt ist.
6. Elastomermasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß (b) ein ungesättigtes Terpolymeres von Äthylen, Propylen und einem copolymerisierbaren nicht-konjugierten Dien, vorzugsweise 5-Äthyliden-2-norbornen, ist.
7. Elastomermasse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 20 bis 125 Gew.-Teile Ruß enthält.
8. Elastomermasse nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der teilchenförmige, anorganische Füllstoff (B) aus der Gruppe (i) Kieselsäure-Füllstoffe, (ii) Silicat-Füllstoffe und (iii) Calciumcarbonat-Füllstoffe ausgewählt ist und vorzugsweise Aluminiumsilicat ist.
9. Elastomermasse nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vulkanisationsmittel für das Elastomere (A) in ausreichender Menge zur Vulkanisation des Elastomeren zugemischt ist, wobei als Vulkanisationsmittel vorzugsweise Schwefel dient.
10. Elastomermasse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der teilchenförmige, anorganische Füllstoff (B) in einer Menge von 50 bis 100 Gew.-Teilen und das basische Zinkmethycrylat (C) in einer Menge von 1 bis 6 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 Gew.-Teilen, vorliegt.
11. Elastomermasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das basische Zinkmethacrylat ein weißes Reaktionsprodukt von Zinkoxid mit Methacrylsäure ist, dessen Analyse einen Wert von zumindest 90 Gew.-% basisches Zinkmethacrylat ergibt und das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 44 µm hindurchgeht, ein spezifisches Gewicht von 2,1 und einen pH-Wert in wäßriger Aufschlämmung von 6,0 bis 6,25 ergibt, bei der Thermowaagenanalyse einen Gewichtsverlust von 5% zwischen 120 und 140°C, einen weiteren Verlust von 10% zwischen 180 und 240°C sowie einen zusätzlichen Gewichtsverlust von 35% zwischen 320 und 430°C zeigt und bei der Differentialthermoanalyse einen ausgeprägten Peak endothermer Veränderung bei 180°C mit nachfolgender geringerer endothermer Veränderung bei 235°C erkennen läßt.
12. Verfahren zur Herstellung einer kompoundierten Elastomermasse nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß man das basische Zinkmethacrylat (C) gleichmäßig mit einer Mischung von (A) und (B) bei einer Temperatur vermischt, die unter der Temperatur liegt, bei der das Elastomere (A) vulkanisiert.
DE19772708269 1976-02-25 1977-02-25 Elastomermasse mit verminderter mooney-viskositaet und verfahren zur herstellung derselben Granted DE2708269A1 (de)

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