DE2733617A1

DE2733617A1 - Vorgemisch, das zur gleichmaessigen einarbeitung kritischer chemikalien in eine kautschuk- oder kunststoffmasse geeignet ist, verfahren zu seiner herstellung und bindemittel zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2733617A1
Application number: DE19772733617
Authority: DE
Inventors: Thomas Joseph Leo; Michael Junke Reynolds
Original assignee: Wyrough and Loser Inc
Current assignee: Wyrough and Loser Inc
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1977-07-26
Publication date: 1978-02-02
Also published as: GB1551499A; NL186093B; DE2733617C2; CA1115890A; FR2359870A1; IT1080790B; BR7704985A; US4092285A; NL186093C; BE857358A; JPS5440577B2; JPS5341342A; FR2359870B1; NL7708258A

Description

BEIL, WOLFF & BEIL _{25 JulM977}

RECHTSANWÄLTE
ADELONSTRASSE 58
6230 FRANKFURT AM MAIN 80

Ec/m Unsere Nr. 21 245

Wyrough and Loser, Inc.

Trenton, N.J., V.St.A.

Vorgeraisch, das zur gleichmäßigen Einarbeitung kritischer Chemikalien in eine Kautschuk^_c ^f-er Kunststoffmasse geeignet ist, Verfahren zu seiner Herstellung und Bindemittel zur Durchführung des Verfahrens.

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Die Erfindung betrifft ein Vorgemisch, das zur gleichmäßigen Einarbeitung kritischer Chemikalien in eine Kautschuk- oder Kunststoffmasse geeignet ist, und etwa 60 bis etwa 95 Gew.-% an kritischen Chemikalien und etwa 5 bis etwa ^O Gew.-? eines Bindemittels enthält, wobei das Bindemittel (a) mindestens einen Bestandteil ausgewählt aus (1) Flüssigkeiten, die mit dem Kautschuk oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträglich sind, und (2) Wachsen mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von 55 bis 80°C, sowie (b) ein Polymerisat mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 50 000 enthält, das bei Kombination mit den anderen Bindemittelbestandteilen ein Bindemittel ergibt, das bei Temperaturen unterhalb etwa 53°C ein nicht klebriges Gel darstellt. Das Bindemittel kann zusätzlich ein feinpulverisiertes Verstärkungsmittel enthalten, das auch als Stabilisierungsmittel für das Bindemittel dienen kann.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des Vorgemisches und ein Bindemittel zur Durchführung dieses Verfahrens.

Das erfindungsgemäße Vorgemisch läßt sich rasch und homogen mit den Kautschuk- oder Kunststoffmassen, denen es zugesetzt wird, vermischen.

Bei der Bearbeitung von Kautschuk- und Kunststoffmassen müssen bestimmte Chemikalien, die für das Endprodukt eine bedeutende Rolle spielen, in verhältnismäßig geringen Mengen, im allgemeinen in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-ί des Endproduktes, wenn auch gelegentlich Mengen bis zu 20 Gew.-$ eingesetzt werden können, zugesetzt werden. Diese Chemikalien müssen in bestimmten kritischen Anteilen zugesetzt werden, damit die gewünschten Bearbeitungsbedingungen und/oder physikalischen Eigenschaften des fertigen oder hergestellten Produktes gleichförmig reproduzierbar sind. Geringe Abweichungen in der Menge oder Verteilung dieser Chemikalien im

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Endprodukt verursachen schwerwiegende Abweichungen in den Bearbeitungs- und/oder physikalischen Eigenschaften des Endproduktes. Wegen der Genauigkeit, mit der diese Chemikalien den Kautschukoder Kunststoffmassen zugesetzt werden müssen, wurden sie hier als "kritische Chemikalien" bezeichnet. Beispiele für kritische Chemikalien sind u.a. Vulkanisationsmittel, Härtungsmittel, Vernetzungsmittel, Beschleuniger und Verzögerer für derartige Mittel, Mittel zur Verhinderung der Zersetzung, Antioxidationsmittel, Mittel gegen den Einfluß von Ozon, Treibmittel, Aktivatoren für Treibmittel, Pigmente, Färbemittel, die Härtung modifizierende Mittel, Flammverzögerungsmittel, chemische und Wärmestabilisatoren, Verstärkungsmittel, Harze, Inhibitoren, Katalysatoren, die die Polymerketten verlängern, und dergleichen. Tone oder öle werden beispielsweise nicht als kritische Chemikalien für einen typischen Ansatz von 0,5 kg einer Kautschukmasse betrachtet, da sie als Verdünnungsmittel wirken, und Abweichungen um 2,5 bis 5 kg von Ansatz zu Ansatz kaum bemerkt werden. Bei einem Beschleuniger oder Vulkanisationsmittel können jedoch Abweichungen um 85 oder 115 g in einem typischen Ansatz ein bedeutende Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Endproduktes und/oder seiner Bearbeitungseigenschaften hervorrufen.

Bisher wurden zum Dispergieren oder Einkapseln kritischer Chemikalien verschiedene Methoden angewendet. Eine derartige Methode besteht in der Herstellung besonderer Vorgemische, die als "masterbatches" bezeichnet werden. Diese besonderen Vorgemische werden im allgemeinen sowohl mit Kautschuk als auch mit Kunststoffen auf Zweiwalzenstühlen oder in Innenmischern, wie z.B. einem Banbury-Mischer, hergestellt. Die auf diese Weise erhaltenen Produkte können anschließend in zweckmäßige Formen zum Verpacken und Wiegen gebracht werden. Wenn Zweiwalzenstühle eingesetzt werden, sind die Haltezeiten verhältnismäßig lang. Wenn Innenmischer eingesetzt werden, sind zwar die Laborkosten niedriger, jedoch treten im allgemeinen höhere Temperaturen und daher eine größere Wärmeentwicklung auf. Außerdem sind die Energiekosten hoch, und die Qualität der chemischen Dispersion ist im allgemeinen nicht so gut wie die der Produkte von Zweiwalzenstühlen.

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Bei einer anderen bekannten Methode wurden Pasten der kritischen Chemikalien gebildet. Die Bindemittel für derartige Pasten enthielten verschiedene öle und andere Weichmacher, nichtkristalline Polymerisate mit niedrigem Molekulargewicht und Wachse. Die Pasten können in Vorrichtungen, wie z.B. Kollergängen und Dreiwalzenstühlen, hergestellt werden und können anschließend durch Strangpressen oder Formpressen in verschiedene Formen gebracht werden. Die Herstellung derartiger Pasten ist in der US-PS 3 000 841 beschrieben.

Eine weitere bekannte Methode besteht in der Oberflächenbehandlung. Dieses Verfahren ergibt keine echte Dispersion und führt im allgemeinen nur zu einer teilweisen Einkapselung. Die Behandlung wird mit verschiedenen Flüssigkeiten, wie z.B. ölen oder Propionsäure, und in einer Vorrichtung, wie z.B. Bandmischern oder Doppelkonusmischern nach Patterson-Kelly, durchgeführt .

Die Nachteile und Beschränkungen der bekannten Methoden werden durch die vorliegende Erfindung ausgeräumt. Erfindungsgemäß werden kritische Chemikalien in ein Bindemittel eingekapselt, das eine verhältnismäßig geringe Menge eines Polymerisates mit hohem Molekulargewicht, eine verhältnismäßig große Menge einer Flüssigkeit, die mit dem Kautschuk oder Kunststoff, dem die kritischen Chemikalien zugesetzt werden sollen, verträglich ist, und/oder eine verhältnismäßig große Menge eines Wachses enthält. Das Bindemittel kann zusätzlich eine sehr geringe Menge eines feinpulverisierten Verstärkungsmittels enthalten, das auch als Stabilisierungsmittel für das Bindemittel dienen kann.

Geeignete Bindemittel werden nach folgenden Verfahren hergestellt. Zuerst wird der aus der Flüssigkeit oder dem Wachs bestehende Bestandteil auf etwa 60 bis 150⁰C erhitzt. Dann werden die anderen Bestandteile des Bindemittels unter vorsichtigem Rühren der erhitzten Flüssigkeit oder dem erhitzten Wachs zugesetzt. Wenn eine geringe Menge eines feinpulverisierten Verstärkungsmittels zuge-

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setzt werden soll, sollte es den anderen Bestandteilen zugesetzt werden, so daß es damit ein gleichförmiges Gemisch bildet und sich nicht absetzt. In einem Bindemittelsystem, das als Bestandteile nur ein wärmebeständiges Polymerisat mit hohem Molekulargewicht und ein Wachs enthält, wird das Polymerisat dem erhitzten Wachs unter vorsichtigem Rühren zugesetzt. Wenn darüberhinaus eine geringe Menge eines feinpulverisierten Verstärkungsmittels erforderlich ist, kann es eben vor der Zugabe des Polymerisates oder gleichzeitig mit der Zugabe des Polymerisates zugegeben werden. In Bindemittelsystemen, die nur ein Polymerisat und eine Flüssigkeit enthalten, oder in solchen, die ein Polymerisat, eine Flüssigkeit und ein Wachs enthalten, wird das Polymerisat der erhitzten Flüssigkeit unter vorsichtigem Rühren zugesetzt, und anschließend wird gegebenenfalls das Wachs zugesetzt. Wenn ein feinpulverisiertes Verstärkungsmittel eingesetzt werden soll, so kann es der erhitzten Flüssigkeit gleichzeitig mit dem Polymerisat zugesetzt werden.

Wenn das in dem Bindemittel als Bestandteil eingesetzte Polymerisat mit hohem Molekulargewicht wärmeempfindlich ist, z.B. Naturkautschuk oder Neopren, wird das Polymerisat und auch der für ein geeignetes Bindemittel erwünschte hohe Grad der Kristallinität durch die zur Verflüssigung des Polymerisates erforderliche Wärme gleichzeitig zerstört. Um diese Schwierigkeit zu umgehen und ein geeignetes Bindemittel herzustellen, wird erfindungsgemäß ein Latex des Polymerisates gemeinsam mit einer ölemulsion ausgefällt, wobei das Verhältnis von Kautschuk zu öl das gleiche ist wie in dem unter Erhitzen durchgeführten Verfahren.

Die kritischen Chemikalien oder auch nur eine kritische Verbindung werden dann in dem Bindemittel eingekapselt, indem man das erhitzte Bindemittel in einen mit hohen Geschwindigkeiten betriebenen Mischer einführt, der die kritischen Chemikalien in feinteiliger fester Form enthält. Ein rasches Mischen wird fortgesetzt,

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bis die kritischen Chemikalien dispergiert und nicht mehr agglomeriert sind. Die eingekapselten kritischen Chemikalien können dann zu Pellets, Streifen, Bändern, Brikett- oder Ziegelform, Stäben, Zylindern und dergleichen geformt werden.

Kritische Chemikalien, die gemäß vorliegender Erfindung eingekapselt sind, sind nicht nur gleichförmig, gut vordispergiert und nahezu vollständig eingekapselt, sondern auch nicht blockierend, d.h. freifließend, und können daher genau abgewogen und rasch, gleichmäßig und sorgfältig in der Kautschuk- oder Kunststoffmasse, der sie letztlich zugesetzt werden, dispergiert Werden.

Gemäß vorliegender Erfindung werden kritische Chemikalien in einem Bindemittel eingekapselt, das ein Polymerisat mit einem hohen Molekulargewicht und mindestens einen weiteren Bestandteil ausgewählt aus Flüssigkeiten, die mit dem Kautschuk oder Kunststoff, dem die kritischen Chemikalien zugesetzt werden sollen, verträglich sind, und Wachsen enthält. Gegebenenfalls kann das Bindemittel auch eine geringe Menge eines feinpulverisierten Verstärkungsmittels enthalten.

Das Bindemittel enthält im allgemeinen etwa 80 bis etwa 98 Gew.-%

(1) einer Flüssigkeit, die mit dem Kautschuk oder Kunststoff, dem die kritischen Chemikalien zugesetzt werden sollen, und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträglich ist, und/oder

(2) eines Wachses. Zu den geeigneten Flüssigkeiten gehören aromatische, naphthenische und paraffinische Kautschukbearbeitungsöle und Verschnittöle, chemische Weichmacher, wie z.B. Dioctylphthalat, und dergleichen. Geeignete Wachse haben einen scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 8O⁰C.

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Das Bindemittel enthält weiterhin ein Polymerisat mit hohem Molekulargewicht. Die chemische Zusammensetzung des Polymerisates kann beträchtlich schwanken, solange das daraus hergestellte Bindemittel bestimmte wichtige physikalische und chemische Eigenschaften aufweist. Gemäß vorliegender Erfindung enthält das Bindemittel eine verträgliche Flüssigkeit und/oder ein Wachs gemäß vorstehender Definition sowie irgendein Polymerisat mit hohem Molekulargewicht, das bei Kombination mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels entweder durch Vermischen oder durch Koagulation ein bei Temperaturen unterhalb etwa 53°C nicht klebriges Gel ergibt und das bei Erhitzen auf Temperaturen oberhalb etwa 53°C wieder flüssig wird und sich rasch in die Grundmasse des Kautschuks oder Kunststoffs einlagert, in die die kritischen Chemikalien eingearbeitet werden sollten. Die disperse Phase des Gels, d.h. das Polymerisat mit hohem Molekulargewicht, sollte ein Molekulargewicht von mindestens etwa 50 000 aufweisen und vorzugsweise Kristallite mit einer gewißen Gelbildungstendenz enthalten, um eine möglichst hohe Viskosität bei möglichst geringer Konzentration des Polymerisates zu erreichen. Zu den geeigneten Polymerisaten mit hohem Molekulargewicht gehören ein Polymerisat aus Ethylen, Propylen und monomeren Dienen (EPDM), chlorsulfoniertes Polyethylen (Hypalon), Naturkautschuk und ein Neopren mit hoher Festigkeit und rascher Kristallisationsgeschwindigkeit. Das Bindemittel enthält im allgemeinen etwa 2 bis etwa 20 Gew.-J6 des hochkristallinen Polymeren. Wenn ein kristallines Polymerisat aus Ethylen, Propylen und monomeren Dienen (EPDM) verwendet wird, sind nur etwa 3 bis 10 Gew.-Ϊ erforderlich, um ein geeignetes Bindemittel zu erhalten, während bei Verwendung von Naturkautschuk oder Neopren ein höherer Prozentsatz in der Größenordnung von 12 bis 15 Gew.-it erforderlich ist. Wegen des geringeren spezifischen Gewichtes und der längeren Kettenlänge des Polymerisates aus Ethylen, Propylen und monomeren Dienen ist in diesem Fall zur Herstellung des Bindemittels ein geringerer Prozentsatz erforderlich.

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In bestimmten Fällen ist es vorteilhaft, in das Bindemittel eine sehr geringe Menge eines feinpulverisierten Verstärkungsmittels einzuarbeiten. Die Einarbeitung dieser geringen Menge eines Materials mit einer Teilchengröße, die im wesentlichen im Submikronbereich liegt, verstärkt die kautschukartige Natur des Bindemittels bei Raumtemperatur, ohne die Fähigkeit des Bindemittels, bei erhöhten Temperaturen zu erweichen, zu beeinträchtigen, wobei dieses Verstärkungsmittel auch als Stabilisator für das Bindemittel dienen kann. Das Verstärkungsmittel kann auch eingesetzt werden, um die Fließeigenschaften des Bindemittels zu kontrollieren und somit die Kontrolle der freifließenden Eigenschaften der eingekapselten kritischen Chemikalien zu unterstützen. Geeignete Verstärkungsmittel sind u.a. abgerauchte kolloidale Kieselsäure (fumed colloidal silica), z.B. Cab-O-Sil, hydratisierte amorphe Kieselsäure, z.B. Hi SiI, Ruß, Bontonit, abgerauchte Bleiglätte (fumed litharge) oder andere Metalloxide mit hoher spezifischer Oberfläche sowie Attapulgit. Im allgemeinen enthalten die Bindemittel weniger als etwa 3 Gew.-55 derartiger Verstärkungsmittel.

Die durch Einkapselung der kritischen Chemikalien gemäß vorliegender Erfindung erhaltenen Produkte enthalten etwa 60 bis etwa 95 Gew.-Jt der kritischen Chemikalien und etwa 5 bis etwa ^O Gew.-? des Bindemittels. Mindestens etwa 5 Gew.-? des Bindemittels sind erforderlich, um eine vollständige Einkapselung der kritischen Chemikalien mit mindestens einer monomolekularen Schicht des Bindemittels sicherzustellen. Mehr als diese minimale Menge ist erforderlich, um zu ermöglichen, daß die sehr feinen Chemikalien in ihrer Umhüllung aus Bindemittel sich etwaizusammenballen und dadurch eine Staubbildung auf ein Minimum herabsetzen. Im allgemeinen sind 5 Gew.-? Bindemittel alles, was erforderlich ist, um kritische Chemikalien mit großer Teilchengröße und hohem spezifischem Gewicht, wie z.B. calcinierte Bleiglätte, einzukapseln. Kritische Chemikalien mit geringerem spezifischen Gewicht und

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größerer spezifischer Oberfläche können bis zu 40 Gew.-? Bindemittel erfordern. Wenn es auch im allgemeinen erwünscht ist, die höchstmögliche Konzentration an kritischen Chemikalien mit der geringstmöglichen Menge an Bindemittel, die die Chemikalien vollständig einkapselt, zu erhalten, so kann es doch in bestimmten Fällen erwünscht sein, geringe Konzentrationen der kritischen Chemikalien zu erhalten. In diesen Fällen kann ein inerter Bestandteil zum Verdünnen der kritischen Chemikalien eingesetzt werden, um den Gehalt des Bindemittels bei unterhalb etwa 40 Gew.-? zu halten.

Die vorstehenden Bindemittel werden nach einem der folgenden Verfahren hergestellt. Zuerst wird in jedem Verfahren der zur Bildung des Bindemittels verwendete flüssige oder Wachsbestandteil auf etwa 60 bis 150°C, vorzugsweise etwa 110 bis 135°C, erhitzt. In Bindemittelsystemen, bei denen die primären Bestandteile aus einem wärmebeständigen Polymerisat mit hohem Molekulargewicht und einem Wachs bestehen, wird das Polymerisat dem erhitzten Wachs unter vorsichtigem Rühren bei einer Temperatur zugesetzt, die ausreicht, um das Polymerisat zu verflüssigen, bis ein homogenes Gemisch der Bindemittelbestandteile erhalten ist. Gegebenenfalls kann dem erhitzten Wachs eben vor der Zugabe des Polymeren oder gleichzeitig mit der Zugabe des Polymeren eine geringe Menge des feinpulverisierten Verstärkungsmittels zugesetzt werden. Bei Bindemittelsystemen, die ein wärmebeständiges Polymerisat mit hohem Molekulargewicht und eine Flüssigkeit enthalten, und bei Bindemittelsystemen, die das Polymerisat, die Flüssigkeit und ein Wachs als primäre Bestandteile enthalten, wird das Polymerisat der erhitzten Flüssigkeit unter vorsichtigem Rühren bei einer Temperatur zugesetzt, die ausreicht, um das Polymerisat zu verflüssigen. Das gegebenenfalls zuzusetzende Wachs wird dann unter vorsichtigem Rühren zugesetzt. Wenn das Bindemittel eine geringe Menge eines feinpulverisierten Verstärkungsmittels aufweisen soll, so wird dieses der erhitzten Flüssigkeit gleichzeitig mit dem Polymerisat zugesetzt.

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Wenn wärmeempfindliche ungesättigte Polymerisate mit hohem Molekulargewicht, wie z.B. Naturkautschuk oder Neopren, in den erfindungsgemäßen Bindemitteln als Bestandteil eingesetzt werden sollen, werden die Polymerstruktur sowie ihre hohe Kristallinität während der langen Dauern bei erhöhten Temperaturen, die zur Lösung des Polymeren erforderlich sind, zerstört. Unter Verwendung dieser Polymerisate kann ein geeignetes Bindemittel zum Einkapseln kritischer Chemikalien gemäß vorliegender Erfindung, das neben diesen Polymerisaten eine verträgliche Flüssigkeit und/oder ein Wachs gemäß vorstehender Definition enthält, hergestellt werden, indem man die Polymerisate in Latexform zusetzt. Das Polymerisat und die verträgliche Flüssigkeit und/oder das Wachs sind in dem Bindemittel in den gleichen Gewichtsprozenten vorhanden, die vorstehend für die anderen Bindemittel angegeben wurden. Dabei wird zuerst eine Emulsion der verträglichen Flüssigkeit und/oder des Wachses hergestellt, indem man eine heiße Seifenlösung, die Fettsäureseifen enthält, in einen Mischer einführt und dort mit der erhitzten verträglichen Flüssigkeit und/oder dem erhitzten Wachs versetzt, während mit hoher Geschwindigkeit gerührt wird. Die so hergestellte Emulsion der verträglichen Flüssigkeit und/oder des Wachses wird dann mit dem Polymerlatex vermischt, und das Gemisch wird mit einem Koagulierungsmittel koaguliert. Die dabei erhaltene halbfeste gelierte Dispersion wird anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet. Bei Anwendung jedes der vorstehend beschriebenen Verfahren wird ein homogenes Bindemittel gebildet, das bei Temperaturen unterhalb etwa 53°C ein nicht klebriges Gel darstellt und das bei Erhitzen auf Temperaturen oberhalb etwa 53°C wieder flüssig wird und sich rasch in die Grundmasse des Kautschuks oder Kunststoffs einlagert, in den es letztlich eingearbeitet werden soll.

Die kritischen Chemikalien werden dann in eines der nach den vorstehenden Verfahren hergestellten Bindemittel eingekapselt, indem man ein erhitztes Bindemittel in einen Mischer, der mit

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hoher Geschwindigkeit betrieben wird, z.B. einen Henschel-Mischer, einführt, der.die kritischen Chemikalien oder die eine kritische Chemische Verbindung in fester feinteiliger Form enthält. Dieses rasche Mischen hält die Teilchen der Chemikalien getrennt, so daß tatsächlich während des MischVorganges jedes Teilchen einzeln eingekapselt und keine Agglomerate gebildet werden. Dieses Mischen wird fortgesetzt für eine Dauer von etwa 0,5 bis 10 Minuten, bis ein gleichförmiges Produkt erhalten ist. Das erhaltene Produkt besteht aus einem hohen Gewichtsprozentsatz an kritischen Chemikalien, die in einem Bindemittel eingekapselt sind, und liegt in Form unregelmäßig geformter Teilchen vor.

Djie Teilchen, die aus dem hochtourigen Mischer erhalten werden, können als solche eingesetzt werden oder können gegebenenfalls in eine andere Form gebracht werden. Sie können in die Form kleiner nichtblockierender, gleichmäßig geformter Masseteilchen, die staubfrei sind, gebracht werden, wie z.B. Perlen, Granulate, Pellets, Streifen, Bänder, brikett- oder ziegeiförmige Teilchen, Stäbe oder Zylinder. Diese Formgebung kann auf irgendeine der bekannten Weisen, z.B. Walzen, Scheibenbildung, Brikettbildung oder Strangpressen, erfolgen. Das gebildete Material wird bei einer Temperatur, bei der das Bindemittel formbar,weich und klebrig ist, geformt. Unterhalb etwa 53°C stellt das Bindemittel ein nicht klebriges Gel dar. Die Temperatur wird jedoch im allgemeinen bei unterhalb 80°C gehalten, um die Wärmeentwicklung der kritischen Chemikalien auf ein Minimum herabzusetzen. Wenn die geformten Teilchen zu hoch erhitzt werden und zu lange abgekühlt werden müssen, können sie sich zu größeren als den gewünschten Teilchen zusammenballen und dadurch mehr Energie verbrauchen, als dies erforderlich wäre. Wenn diese geformten Teilchen hergestellt und anschließend abgekühlt werden, wiesen sie einen unerwarteten Widerstand gegenüber einer erneuten Zusammenballung, d.h. kaltem Fluß, auf. Wenn sie auch bei Raumtemperatur fest sind, so sind sie doch weich genug, um rasch in einen Ansatz einer Kunststoff- oder Kautschukmasse eingearbeitet zu werden und die kritischen Chemikalien gleichmäßig und vollständig darin zu verteilen.

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Erfindungsgemäß eingekapselte kritische Chemikalien weisen verschiedene hervorragende Vorteile auf. Da ist zunächst eine ausgezeichnete Vordispergierung einer hohen Konzentration an kritischen Chemikalien in einem Bindemittelsystem, das nicht nur die Chemikalien benetzt, sondern auch sehr gut verträglich mit der Kautschuk- oder der Kunststoffmasse ist, der die Chemikalien letztlich zugesetzt werden sollen. Da die Teilchen der kritischen Chemikalien nahezu vollständig durch mindestens eine monomolekulare Schicht des Bindemittels eingekapselt sind, ist das Produkt staubfrei und leicht zu handhaben. Die Einkapselung schafft eine physikalische Barriere gegen Gefahren der Umgebung, wie Feuchtigkeit, Oxidation oder Carbonisierung, die eine Veränderung oder einen Abbau der Chemikalien verursachen könnten. Sie schafft auch eine Barriere gegen die Freisetzung von Staub und/oder chemischen Reaktionsprodukten und Nebenprodukten der kritischen Chemikalien an die Umgebung, wodurch diejenigen, die das Produkt handhaben, gegen reizende oder giftige Chemikalien geschützt werden. Abgesehen davon, daß die eingekapselten Chemikalien staubfrei sind, sind sie auch sehr lagerbeständig.

Bisher konnten die als "masterbatches" bezeichneten besonderen Vorgemische kritischer Chemikalien auf Pellet-Größe zerkleinert werden, um die Handhabung und das Abwiegen zu erleichtern. Derartige Pellets wiesen jedoch häufig kalten Fluß auf und ballten sich erneut zusammen, wodurch eine genaue Handhabung und ein genaues Abwiegen, insbesondere in automatischen Wägevorrichtungen, verhindert wurde. Die Pellets, Granulate und andersgeformten Teilchen gemäß vorliegender Erfindung weisen unerwarteterweise eine gute Thermoplastizität und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber einem erneuten Zusammenballen auf und fließen bei Raumtemperatur nicht unter Bildung großer Masseteilchen zusammen.

Wegen der geringen Teilchengröße, auf die die kritischen Chemikalien vermählen werden, und ihrer ausgezeichneten Vordispergierung werden die eingekapselten Chemikalien nicht teilweise agglomeriert und sind daher in der Lage, schneller mit der

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Kautschuk- oder Kunststoffmasse zu reagieren, der sie zugesetzt werden. Daher ist eine geringere Menge der kritischen Chemikalien erforderlich, um das gleiche Ergebnis zu erreichen, und damit werden die Kosten zur Umwandlung der Kautschuk- oder Kunststoffmassen in Fertigprodukte vermindert.

Das Produkt der vorliegenden Erfindung liegt in der gleichen Form oder im gleichen Zustand wie die Kautschuk- oder Kunststoffmasse vor, der es letztlich zugesetzt werden soll, d.h. es hat die Form eines thermoplastischen Feststoffes mit verhältnismäßig geringer Viskosität, der bei Temperaturen in dem zur Bearbeitung der Polymeren angewendeten Bereich zu einem Zustand in der Nähe des flüssigen Zustandes erweicht, wobei er unerwarteterweise Klebrigkeit entwickelt. Daher wird das Produkt rasch und homogen in der Kautschuk- oder Kunststoffmasse dispergiert, der sie letztlich zugesetzt werden soll. Die Fertigprodukte weisen gleichmäßigere physikalische und elektrische Eigenschaften und eine größere Homogenität auf.

Die Erfindung wird durch die Beispiele näher erläutert. Beispiel 1

Es wurde ein Bindemittel zum Einkapseln kritischer Chemikalien hergestellt, wobei zuerst 69,7 Gew.-? eines paraffinischen Kautschukbearbeitungsöls (Flexon 8^5, spezifisches Gewicht 0,868, hergestellt von Exxon) unter vorsichtigem Rühren auf eine Temperatur von 110 bis 135°C erhitzt wurden. Dieser Temperaturbereich wurde dann während der gesamten Bindemittelherstellung aufrechterhalten. Das erhitzte öl v/urde dann unter vorsichtigem Rühren mit 8,3 Gew.-? eines Ethylen-Propylen-Terpolymerisates (Nordel I56O, spezifisches Gewicht 0,86, hergestellt von der E.I. duPont de Nemours and Co.) versetzt. Das Mischen wurde etwa 2h Stunden lang fortgesetzt, bis ein gleichmäßiges Gemisch erhalten worden war. Dann wurden 22,0 Gew.-? Wachs (Paraffinwachs ¹J¹IlS, Schmelz-

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punkt 6l°C, spezifisches Gewicht 0,78, hergestellt von Sunoco) zu dem Gemisch gegeben, und das Mischen wurde 30 Minuten lang fortgesetzt, bis ein homogenes Bindemittel erhalten worden war.

Beispiel 2

Zur Herstellung eines Bindemittels zum Einkapseln kritischer Chemikalien wurden zuerst 45,2 Gew.-% eines paraffinischen Kautschukbearbeitungsöls (Flexon 8^5) unter vorsichtigem Rühren auf eine Temperatur von 110 bis 135°C erhitzt. Diese Temperatur wurde während der gesamten Herstellung des Bindemittels aufrechterhalten. Das erhitzte öl wurde sodann mit 4,0 Gew.-JS eines Ethylen-Propylen-Terpolymerisates (Nordel 156O) und 0,8 Gew.-Jt einer abgerauchten kolloidalen Kieselsäure (Cab-O-Sil M5, spezifisches Gewicht 2,20, hergestellt von Cabot) versetzt. Das Mischen wurde etwa 16 Stunden lang fortgesetzt, bis ein gleichmäßiges Gemisch erhalten worden war. Dieses Gemisch wurde dann mit 50,0 Gew.-? Wachs (Paraffinwachs M15) versetzt, und das Mischen wurde 30 Minuten lang fortgesetzt, bis ein homogenes Bindemittel erhalten worden war.

Beispiel 3

Zur Herstellung eines Bindemittels zum Einkapseln kritischer Chemikalien wurden zuerst 89,0 Gew.-J eines paraffinischen Kautschukbearbeitungsöls (Flexon 845) unter vorsichtigem Rühren auf eine Temperatur von 110 bis 135°C erhitzt. Diese Temperatur wurde während der Herstellung des Bindemittels aufrechterhalten. Das erhitzte öl wurde sodann mit 9,0 Gew.-Ϊ eines Ethylen-Propylen-Terpolymerisates (Nordel 156O) und 2,0 Gew.-Jt abgerauchter kolloidaler Kieselsäure (Cab-O-Sil M5) versetzt und das Mischen wurde etwa 16 Stunden lang fortgesetzt, bis ein homogenes Bindemittel erhalten worden war.

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Beispiel 4

Zur Herstellung eines Bindemittels zur Einkapselung kritischer
Chemikalien wurden zuerst 11,7 Gew.-* chlorsulfoniertes Polyethylen (Hypalon 45, spezifisches Gewicht 1,27» hergestellt von der E.I. duPont de Nemours and Co.), 2,3 Gew.-Z dreibasisches
Bleisulfat (Tribase, spezifisches Gewicht 6,40, hergestellt von der National Lead) und 5,5 Gew.-* Dioctylphthalat (spezifisches Gewicht 0,985, hergestellt von Harwick) in einem Mischer (mill) zu einem besonderen Vorgemisch (masterbatch) vermischt. Dieses
besondere Vorgemisch wurde dann in Würfel mit einer Kantenlänge von 1,27 cm zerschnitten. Dann wurden weitere 55,5 Gew.-J
Dioctylphthalat auf 110 bis 135°C erhitzt, die anschließend
unter vorsichtigem Rühren mit den Würfeln des besonderen Vorgemisches versetzt wurden. Das Mischen wurde etwa 8 bis 10 Stunden fortgesetzt, bis ein gleichmäßiges Gemisch erhalten worden war. Dann wurden 25,0 Gew.-Ϊ Wachs (Paraffinwachs 4415) zu dem Gemisch gegeben, und das Mischen wurde 30 Minuten lang fortgesetzt, bis ein homogenes Bindemittel erhalten worden war.

Beispiel 5

Zur Herstellung eines Bindemittels zur Einkapselung kritischer
Chemikalien wurden zuerst 6,0 Gew.-ί chlorsulfoniertes Polyethylen (Hypalon 45), 0,8 Gew.-ί Magnesiumoxid (Elastomag 100, spezifisches Gewicht 3,10, hergestellt von Morton Chemical) und 1,2 Gew.-* eines aromatischen KautschukbearbeitungsÖls (Sundex 790, spezifisches Gewicht 0,981, hergestellt von Sunoco) miteinander zu
einem besonderen Vorgemisch (masterbatch) vermischt, das anschließend in Würfel mit einer Kantenlänge von 1,27 cm zerschnitten wurde. Dann wurden weitere 67,0 Gew.-* des aromatischen
Kautschukbearbeitungsöls auf 110 bis 135°C erhitzt, und zu dem
erhitzten öl wurden sodann unter vorsichtigem Rühren die Würfel des besonderen Vorgemisches gegeben. Das Mischen wurde etwa 24-36 Stunden fortgesetzt, bis ein gleichmäßiges Gemisch erhalten worden war. Anschließend wurden 25,0 Gew.-* Wachs (Paraffinwache 4415)

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zu dem Gemisch gegeben, und das Mischen wurde 30 Minuten lang fortgesetzt, bis ein homogenes Bindemittel erhalten worden war.

Beispiel 6

Zur Herstellung eines Bindemittels zur Einkapselung kritischer Chemikalien wurden zunächst in einer Mahlvorrichtung 6,8 Gew.-JS chlorsulfoniertes Polyethylen (Hypalon ^5), 0,7 Gew.-% abgerauchte Bleiglätte (spezifisches Gewicht 9,50, hergestellt von National Lead) und 1,0 Gew.-? aromatisches Kautschukbearbeitungsöl (Sundex 790) miteinander zu einem besonderen Vorgemisch (masterbatch) vermischt. Das besondere Vorgemisch wurde dann in Würfel mit einer Kantenlänge von 1,2? cm zerschnitten. Anschliessend wurden weitere 66,5 Gew.-Ϊ des aromatischen Kautschukbearbeitungsöls (Sundex 790) auf 110 bis 135°C erhitzt, und zu diesem erhitzten öl wurden sodann unter vorsichtigem Rühren die Würfel des besonderen Vorgemisches gegeben. Das Mischen wurde etwa 2¹» bis 36 Stunden lang fortgesetzt, bis ein gleichmäßiges Gemisch erhalten worden war. Anschließend wurden 25,0 Gew.-ί Wachs (Paraffinwachs ¹J415) zu dem Gemisch gegeben, und das Mischen wurde 30 Minuten lang fortgesetzt, bis ein homogenes Bindemittel erhalten worden war.

Beispiel 7

Zur Herstellung eines Bindemittels zur Einkapselung kritischer Chemikalien unter Verwendung von Neoprenkautschuk wurde die Arbeitsweise der Beispiele 1 bis 6 modifiziert. Zuerst wurde eine 25 iige Emulsion von Dioctylphthalat hergestellt, indem man 300,0 g einer heißen Seifenlösung, die 5,0 g eines Gemisches aus Fettsäureseifen (CP-64, spezifisches Gewicht 0,93, hergestellt von Procter & Gamble) enthielt, in einen Waring-Mischer gab, und sodann unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit langsam 100,0 g heißes Dioctylphthalat zugab. Dann wurde eine Dispersion von 85 % Dioctylphthalat mit 15 % Neoprenkautschuk hergestellt, indem man 15,0 g eines Polymerlatex von Polychloropren (Neopren ¹IOO, spezifisches Gewicht 1,15, hergestellt von E. I. duPont

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de Nemours, Gesamtfeststoffgehalt 50,0 %) in einem 1 Liter Becherglas mit 170,0 g der 25 ?igen Dioctylphthalat-Emulsion vermischte und das Gemisch sodann mit 400,0 ml einer Magnesiumsulfatlösung, die 30,0 g MgSO₂J^H₂O enthielt, koagulierte. Als Koagulierungsmittel wurde das Magnesiumion ausgewählt, um dem Neopren-Bindemittel einen größeren Grad der Beständigkeit und damit eine größere Lagerbeständigkeit zu verleihen. Die erhaltene halbfeste gelierte ölsdispersion wurde dann aus dem Becherglas entnommen, mit V/asser gewaschen und über Nacht in einem Gebläselufttrockner bei etwa 50°C getrocknet.

Beispiel 8

Zur Herstellung eines Bindemittels zur Einkapselung kritischer Chemikalien unter Verwendung von Naturkautschuk wurde die Arbeitsweise von Beispiel 7 angewendet. Zuerst wurde eine 25 %ige Emulsion eines naphthenischen Kautschukbearbeitungsöls (Circosol 4240, spezifisches Gewicht 0,949, hergestellt von Sun Oil) hergestellt, indem man 300,0 g einer heißen Seifenlösung, die 5,0 g eines Gemisches von Fettsäureseifen (CP-64^in*eineh Waring-Mischer gab und sodann unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit langsam 100,0 g heißes naphthenisches Kautschukbearbeatungsöl zugab. Dann wurde eine Dispersion aus 85 % naphthenischem Kautschukbearbeitungsöl mit 15 % Naturkautschuk hergestellt, indem man 11,54 g Naturkautschuk-Latex (Gesamtfeststoffgehalt 65 %) in einem 1 1 Becherglas mit 170,0 g der 25 #igen Emulsion des naphthenischen Kautschukbearbeitungsöls mischte und das Gemisch sodann mit 400,0 ml einer Zinksulfatlösung, die 15,0 g ZnSO₁₁^H₃O enthielt, koagulierte. Die erhaltene halbfeste gelierte öldispersion wurde aus dem Becherglas entnommen, mit Wasser gewaschen und über Nacht in einem Gebläselufttrockner bei etwa 50⁰C getrocknet.

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Beispiel 9

Ein Bindemittel zur Einkapselung kritischer Chemikalien wurde unter Verwendung von Neoprenkautschuk wie folgt hergestellt. Zuerst wurde eine 25 iige Emulsion eines naphthenischen Kautschukbearbeitungsöls (Flexon 641, spezifisches Gewicht 0,90, hergestellt von Exxon) hergestellt, indem man 300,0 g einer heißen Seifenlösung, die 5»0 g eines Gemisches von Fettsäureseifen (CP-6U)/^^heineft Waring-Mischer gab und unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit langsam 100,0 g des heißen naphthenischen Kautschukbearbeitungsöls zugab. Dann wurde eine 25 {ige Emulsion eines Wachses (Paraffinwachs 4415) hergestellt, indem man 300,0 g einer heißen Seifenlösung, die 5,0 g eines Gemisches von Fettsäureseifen (CP-64)/in einen Waring-Mischer gab und die Lösung unter Rühren bei hoher Geschwindigkeit langsam mit 100,0 g des geschmolzenen Vachses versetzte. Anschließend wurde eine Dispersion von 80 % des naphthenischen Kautschukbearbeitungsöls mit 15 % Neoprenkautschuk und 5 % Wachs hergestellt, indem man 15,0 g eines Polymerlatex von Polychloropren (Neopren 400), 10,0 g der Paraffinwachs-Emulsion und 160,0 g der Emulsion des naphthenischen Kautschbearbeitungsöls in einem 1 1 Becherglas miteinander vermischte und das Gemisch sodann mit 400,0 ml einer Magnesiumsulfatlösung, die 30,0 g MgSO₁J.7H₂O enthielt, koagulierte. Als Koagulierungsmittel wurde das Magnesiumion ausgewählt, um dem Neopren-Bindemittel einen größeren Grad der Beständigkeit zu verleihen. Die erhaltene halbfeste gelierte öldispersion wurde aus dem Becherglas entnommen, mit Wasser gewaschen und über Nacht in einem Gebläselufttrockner bei etwa 50⁰C getrocknet.

Beispiel 10

Das in Beispiel 1 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung von Schwefel als kritischer Chemikalie verwendet. Zuerst wurden 88 Gew.-* Schwefel in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 30 Sekunden lang bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Schwefelklumpen zu zerbrechen. Dann wurden 12 Gew.-%

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des in Beispiel 1 hergestellten Bindemittels auf 122°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 90 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Dann wurde noch zweimal je 15 Sekunden bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um ein gleichmäßiges Produkt zu erhalten. Die letzte Temperatur des Produktes beim Auskippen betrug 48⁰C.

Beispiel 11

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 10 wurden 84,0 Gew.-55 Schwefel in einen hochtourigen Mischer eingefüllt und 30 Sekunden lang bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Schwefelklumpen zu zerbrechen. Dann wurden 16 Gew.-% des in Beispiel 9 hergestellten Bindemittels auf 108°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 90 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt, und dann wurde noch zweimal jeweils 15 Sekunden lang bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um ein gleichmäßiges Produkt zu erhalten. Die letzte Temperatur des Produktes beim Auskippen betrug 45°C.

Beispiel 12

Die folgenden kritischen Chemikalien wurden in der angegebenen Reihenfolge in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 20 Sekunden bei 750 Umdrehungen pro Minute miteinander vermischt:

-y kritische Chemikalien

9,2 Stearinsäure

9,2 Schwefel

3,7 Tetramethylthiuramdisulfid

(spez. Gew. 1,41)

3,7 Tellurdiethyldithiocarbamat

(spez. Gew. 1,42)

3,7 Depentamethylenthiuramdisulfid

(spez. Gew. 1,50)

*»,6 BenzothiazoVldisulfid (spez.Gew.1,44)

*»5,9 Zinkoxid

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Dann wurden 20 Gew.-Ϊ des in Beispiel 3 hergestellten Bindemittels auf 122°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 90 Sekunden fortgesetzt. Dann wurde noch zweimal jeweils 15 Sekunden lang bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um ein gleichmäßiges Produkt herzustellen. Die letzte Temperatur des Produktes beim Auskippen betrug 49⁰C.

Beispiel 13

Nacjider Arbeitsweise von Beispiel 12 wurden 44 Gew.-? Mercaptobenzothiazol (spezifisches Gewicht 1,47) und 44 Gew.-? Tetramethylthiuramdisulfid (spezifisches Gewicht 1,41) in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 20 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt. Dann wurden 12 Gew.-? des in Beispiel 1 hergestellten Bindemittels auf 122°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 75 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Dann wurde nochmal 60 Sekunden lang bei 1500 Umdrehungen pro Minuten gemischt, um sicherzustellen, daß ein gleichförmiges Produkt erhalten wurde. Die letzte Temperatur des Produktes beim Auskippen betrug 38°C.

Beispiel 14

Das in Beispiel 1 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung von Zinkoxid verwendet. Zuerst wurden 92 Gew.-ί Zinkoxid in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 20 Sekunden lang bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Zinkoxidklumpen zu zerbrechen. Dann wurden 8 Gew.-ί des in Beispiel 1 hergestellten Bindemittels auf 122°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 90 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Dann wurde noch zweimal jeweils 30 Sekunden lang bei 1500 Umdrehungen pro Minute gemischt, um ein gleichförmiges Produkt herzustellen. Die letzte Temperatur des Produktes beim Auskippen betrug 4l°C.

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Beispiel 15

Das in Beispiel 8 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung von Zinkoxid verwendet. Zuerst wurden 92 Gew.-? Zinkoxid in einer, hochtourigen Mischer eingeführt und 15 Sekunden lang bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Klumpen zu zerbrechen. Dann wurden 8 Gew.-? des in Beispiel 8 hergestellten Bindemittels auf 95°C erhitzt und in den Mischer eingspritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 90 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Dann wurde noch zweimal jeweils 20 Sekunden lang bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um sicherzustellen, daß ein gleichförmiges Endprodukt erhalten wurde. Die letzte Temperatur des Produktes beim Auskippen betrug 38⁰C.

Beispiel 16

Das in Beispiel 2 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung des Beschleunigers 4,4^f-Dithiomorpholin (Sulfasan R, spezifisches Gewicht 1,35, hergestellt von Monsanto) verwendet. Zuerst wurden 80 Gew.-? 4,4'-Dithiomorpholin in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 10 Sekunden lang bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Klumpen zu zerbrechen. Dann wurden 20 Gew.-? des in Beispiel 2 hergestellten Bindemittels auf 122°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 75 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Dann wurde noch zweimal jeweils 20 Sekunden lang bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um sicherzustellen, daß ein gleichförmiges Endprodukt erhalten wurde. Die letzte Temperatur des Produktes beim Auskippen betrug 41⁰C.

Beispiel 17

Das in Beispiel 5 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung eines Gemisches aus 40 Gew.-? Benzothiazolyldisulfid (spezifisches Gewicht 1,44) und 40 Gew.-? Nickel-dibutyldithiocarbamat (spezifisches Gewicht 1,26) verwendet. Der Beschleuniger und das Mittel

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gegen Zersetzung wurden in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 20 Sekunden lang bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Klumpen zu zerbrechen. Dann wurden 20 Gew.-? des in Beispiel 5 hergestellten Bindemittels auf 12¹I⁰C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 60 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Dann wurde nochmals 10 Sekunden bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um sicherzustellen, daß ein gleichförmiges Endprodukt erhalten wurde. Die Temperatur des Endproduktes beim Auskippen betrug Ί5°0.

Beispiel 18

Das in Beispiel Ί hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung von dreibasischem Bleisulfat (Tribase) verwendet. Zuerst wurden 92 Gew.-i dreibasisches Bleisulfat in einen hochtrourigen Mischer eingeführt und 5 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Klumpen zu zerbrechen. Dann wurden 8 Gew.-2 des in Beispiel U hergestellten Bindemittels auf 12i<^oC erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 30 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Die Temperatur des Endproduktes beim Auskippen betrug Ul⁰C.

Beispiel 19

Das in Beispiel 5 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung eines Gemisches aus ¹JO Gew.-JE Dipentamethylenthiuramdisulfid (Tetron A, spezifisches Gewicht 1,50, hergestellt von E.I. duPont de Nemours) und ^O Gew.-Ϊ N,N'-m-Phenylendimalemid (HVA-2, spezifisches Gewicht Ι,ΊΊ, hergestellt von E.I. duPont de Nemours and Co.) verwendet. Die Beschleuniger wurden in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 15 Sekunden bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Klumpen zu zerbrechen. Dann wurden 20 Gewichtsprozent des in Beispiel 5 hergestellten Bindemittels auf 12¹I⁰C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für

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insgesamt 75 Sekunden bei 750 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt, Dann wurde nochmals 15 Sekunden lang bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um sicherzustellen, daß ein gleichförmiges Endprodukt erhalten wurde. Die Temperatur des Endproduktes beim Auskippen betrug ¹Il⁰C.

Beispiel 20

Das in Beispiel 9 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung des Vulkanisationsmittels Ethylenthioharnstoff verwendet. Zuerst wurden 80 Gew.-? Ethylenthioharnstoff in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 10 Sekunden bei 7ö0 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Klumpen zu zerbrechen. Dann wurden 20 Gew.-? des in Beispiel 9 hergestellten Bindemittels auf 108°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 75 Sekunden bei 750 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Die Temperatur des Endproduktes beim Auskippen betrug 35°C.

Beispiel 21

Das in Beispiel 9 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung von Phenyl-ß-naphthylamin (spezifisches Gewicht 1,21) verwendet. Zuerst wurden 80 Gew.-ί des Mittels gegen Zersetzung in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 10 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Klumpen zu zerbrechen. Dann wurden 20 Gew.-ί des in Beispiel 9 hergestellten Bindemittels auf 108°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt. Das Mischen wurde für insgesamt 60 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Dann wurde nochmals 20 Sekunden lang bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um sicherzustellen, daß ein gleichförmiges Endprodukt erhalten wurde. Die Temperatur des Endproduktes beim Auskippen betrug ¹Il⁰C.

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Beispiel 22

Das in Beispiel 7 hergestellte Bindemittel wurde zur Einkapselung von Azodicarbonamid (Celogen AZ, spezifisches Gewicht 1,63, hergestellt von üniroyal) verwendet. Zuerst wurden 80 Gew.-t des Fließmittels in einen hochtourigen Mischer eingeführt und 5 Sekunden bei 750 Umdrehungen pro Minute gemischt, um die Klumpen zu zerbrechen. Dann wurden 20 Gew.-ί des in Beispiel 7 hergestellten Bindemittels auf 105°C erhitzt und in den Mischer eingespritzt, Das Mischen wurde für insgesamt 60 Sekunden bei 750 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Die Temperatur des Endproduktes beim Auskippen betrug 35°C.

Für: Wyrough and Loser, Inc. Trenton, New Jersey, V.St.A.

Dr.H.JYWolff Rechtsanwalt

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Claims

Patentansprüche :

1. Vorgeroisch, das zur gleichmäßigen Einarbeitung kritischer Chemikalien in eine Kautschuk- oder Kunststoffmasse geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß» es etwa 60 bis etwa 95 Gew.-? an kritischen Chemikalien und etwa 5 bis etwa ¹JO Gew.-? eines Bindemittels enthält, wobei das Bindemittel (a) mindestens einen Bestandteil ausgewählt aus (1) Flüssigkeiten, die mit dem Kautschu oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Binde-

. mittels verträglich sind, und (2) Wachsen mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 80°C, sowie (b) ein Polymerisat mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 50 000 enthält, das bei Kombination mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels ein Bindemittel ergibt, das bei Temperaturen unterhalb etwa 53°C ein nicht klebriges Gel darstellt.

2. Vorgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat (b) etwa 2 bis etwa 20 Gew.-? des Bindemittels ausmacht.

3. Vorgemisch nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat (b) aus cblorsulfoniertem Polyethylen, Ethylen-Propylen-Terpolymerisaten, Naturkautschuk oder Neopren besteht.

k. Vorgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zusätzlich ein feinpulverisiertes Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel enthält.

5. Vorgemisch nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel weniger als etwa 3 Gew.-? des Bindemittels ausmacht.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Vorgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit im Bindemittel ein Kautschukbearbeitungs- oder VerschnittÖl und/oder einen chemischen Weichmacher enthält.

7. Vorgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Bestandteil (a) eine mit dem Kautschuk oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträgliche Flüssigkeit enthält.

8. Vorgemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel etwa 80 bis etwa 98 Gew.-? der Flüssigkeit und etwa 2 bis etwa 20 Gew.-? des Polymei-isates enthält.

9. Vorgemisch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit Dioctylphthalat und als Polymerisat Neoprenkautschuk enthält.

10. Vorgemisch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl und als Polymerisat Naturkautschuk enthält.

11. Vorgemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl, als Polymerisat ein Ethylen-Propylen-Terpolymerisat und als Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel kolloidale Kieselsäure (fumed colloidal silica) enthält.

12. Vorgemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit Dioctylphthalat, als Polymerisat chlorsulfoniertes Polyethylen und als Verstärkungs- oder Stabilisferungamittel dreibasisches Bleisulfat enthält.

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13· Vorgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Bestandteil (a) ein Wachs
mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 8O°C enthält.

I¹I. Vorgemisch nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zu etwa 80 bis etwa 98 Gew.-JS aus dem Wachs und
zu etwa 2 bis etwa 20 Gew,-J5 aus dem Polymerisat besteht.

15. Vorgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Bestandteil (a) eine mit dem Kautschuk oder Kunststoff oder mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträgliche Flüssigkeit und ein Wachs mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 80°C enthält.

16. Vorgemisch nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zu etwa 80 bis etwa 98 Gew.-Ϊ aus der Flüssigkeit und dem Wachs und zu etwa 2 bis etwa 20 Gew.-% aus dem Polymerisat besteht.

17. Vorgemisch nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl und
als Polymerisat ein Ethylen-Propylen-Terpolymerisat enthält.

18. Vorgemisch nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl und
als Polymerisat Neoprenkautschuk enthält.

19. Vorgemisch nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl, als Polymerisat ein Ethylen-Propylen-Terpolymerisat und als Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel kolloidale Kieselsäure enthält.

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20. Vorgemisch nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl, als Polymerisat chlorsulfoniertes Polyethylen und als Verstärkungsoder Stabilisierungsmittel Magnesiumoxid enthält.

21. Vorgemisch nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl, als Polymerisat chlorsulfoniertes Polyethylen und als Verstärkungsoder Stabilisierungsmittel Bleiglätte (fumed litharge) enthält.

22. Bindemittel zum Einkapseln kritischer Chemikalien, die gleichmäßig in einer Kautschuk- oder Kunststoffmasse dispergiert werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß es (a) mindestens einen Bestandteil ausgewählt aus (1) Flüssigkeiten, die mit dem Kautschuk oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträglich sind und (2) Wachsen mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 80°C, sowie (b) ein Polymerisat mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 50 000 enthält, das bei Kombination mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels ein Bindemittel ergibt, das bei Temperaturen unterhalb etwa 53°C ein nicht klebriges Gel darstellt.

23. Bindemittel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat etwa 2 bis etwa 20 Gew.-Ϊ ausmacht.

24. Bindemittel nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß es als Polymerisat chlorsulfoniertes Polyethylen, Ethylen-Propylen-Terpolymerisate, Naturkautschuk und/oder Neopren enthält.

25. Bindemittel nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein feinpulverisiertes Verstärkungsoder Stabilisierungsmittel enthält.

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26. Bindemittel nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß es das Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel in einer Menge
von weniger als etwa 3 Gew.-? enthält.

27. Bindemittel nach einem der Anspruch 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit Kautschukbearbeitungsöle,Verschnittöle und/oder chemische Weichmacher enthält.

28. Bindemittel nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bestandteil (a) eine mit dem Kautschuk
oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträgliche Flüssigkeit enthält.

29. Bindemittel nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 80 bis etwa 98 Gew.-% der Flüssigkeit und etwa 2 bis etwa 20 Gew.-> des Polymerisates enthält.

30. Bindemittel nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit Dioctylphthalat und als Polymerisat Neoprenkautschuk enthält.

31. Bindemittel nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl und als Polymerisat Naturkautschuk enthält.

32. Bindemittel nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl, als Polymerisat ein Ethylen-Propylen-Terpolymerisat und als Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel colloidale Kieselsäure enthält.

33. Bindemittel nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß es

als Flüssigkeit Dioctylphthalat, als Polymerisat chlorsulfoniertes Polyethylen und als Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel dreibasisches Bleisulfat enthält.

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3Ί. Bindemittel nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bestandteil (a) ein Wachs mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 80°C enthält.

35. Bindemittel nach Anspruch 3^, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 80 bis etwa 98 Gew.-? Wachs und etwa 2 bis etwa 20 Gew.-2 Polymerisat enthält.

36. Bindemittel nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bestandteil (a) eine Flüssigkeit, die mit dem Kautschuk oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträglich ist, und ein Wachs mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 8O⁰C enthält.

37. Bindemittel nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß es die Flüssigkeit und das Wachs in einer Menge von etwa 80 bis etwa 98 Gew.-? und das Polymerisat in einer Menge von etwa 2 bis etwa 20 Gew.-? enthält.

38. Bindemittel nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl und als Polymerisat ein Ethylen-Propylen-Terpolymerisat enthält.

39. Bindemittel nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl und als Polymerisat Neoprenkautschuk enthält.

¹IO. Bindemittel nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl, als Polymerisat ein Ethylen-Propylen-Terpolymerisat und als Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel colloidale Kieselsäure enthält.

¹Jl. Bindemittel nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl, als Polymerisat chlorsulfoniertes Polyethylen und als Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel Magnesiumoxid enthält.

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H2. Bindemittel nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß es als Flüssigkeit ein Kautschukbearbeitungsöl, als Polymerisat chlorsulfoniertes Polyethylen und als Verstärkungs- oder Stabilisierungsmittel Bleiglätte enthält.

43. Verfahren zur Herstellung des Bindemittels nach einem der Ansprüche 22 bis k2, dadurch gekennzeichnet, daß nan (1) eine mit dem Kautschuk oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträgliche Flüssigkeit oder ein Wachs mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 8O⁰C unter vorsichtigem Rühren auf eine Temperatur von etwa 60 bis 150⁰C erhitzt und diese Temperatur während des gesamten Verfahrens beibehält, (2) unter vorsichtigem Rühren ein wärmebeständiges Polymerisat mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 50 000 zusetzt, das bei Kombination mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels ein Bindemittel ergibt, das bei Temperaturen unterhalb etwa 53°C ein nicht klebriges Gel darstellt, und (3) die Bestandteile des Bindemittels mischt, bis ein homogenes Bindemittel erhalten wird.

44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhitzte Flüssigkeit oder das erhitzte Wachs gleichzeitig mit dem Polymerisat mit einem feinpulverisierten Verstärkungsoder Stabilisierungsmittel versetzt.

45. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis ¹I¹I, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die mit dem Kautschuk oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträgliche Flüssigkeit unter vorsichtigem Rühren auf etwa 60 bis 150⁰C erhitzt, dann das wärmebeständige Polymerisat zusetzt, anschließend ein Wachs mit einem scharfen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 55 bis 8O⁰C zusetzt und die Bestandteile des Bindemittels mischt, bis ein homogenes Bindemittel erhalten ist.

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46. Verfahren zur Herstellung des Bindemittels nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß man (1) eine Emulsion einer mit dem Kautschuk oder Kunststoff und mit den anderen Bestandteilen des Bindemittels verträglichen Flüssigkeit herstellt, (2) die in Stufe (1) erhaltene Emulsion mit einem Latex eines wärmeempfindlichen Polymerisates mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 50 000 versetzt, das beim Mischen mit den anderen Bindemittelbestandteilen und Koagulieren ein Bindemittel ergibt, das bei Temperaturen unterhalb etwa 53°C ein nicht klebriges Gel ergibt, und (3) das Gemisch aus der Emulsion und dem Latex koaguliert.

47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß man das koagulierte Gemisch mit Wasser wäscht und trocknet.

48. Verfahren nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die Emulsion der mit dem Kautschuk oder Kunststoff und mit den anderen Bindemittelbestandteilen verträglichen Flüssigkeit herstellt, dann eine Emulsion eines Wachses mit einem scharfen Schmelzpunkt im Eereich von etv;a 55 bis 80°C herstellt, darauf die beiden Emulsionen mischt, dann das Gemisch der beiden Emulsionen mit dem Latex des wärmeempfindlichen Polymerisates versetzt und schließlich das Gemisch aus den Emulsionen und dem Latex koaguliert.

49. Verfahren zum Einkapseln kritischer Chemikalien, die gleichmäßig

in einer Kautschuk- oder Kunststoffmasse dispergiert werden sollen, mit einem Bindemittel nach einem der Ansprüche 22 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß man (1) die in feinteiliger fester Form vorliegenden kritischen Chemikalien oder auch eine einzige kritische chemische Verbindung in feinteiliger fester Form in einen hochtourigen Mischer einführt und darin mischt, bis die Chemikalien im wesentlichen frei von Klumpen sind, (2) das Bindemittel erhitzt, bis es flüssig ist, und (3) das erhitzte Bindemittel in den Mischer einspritzt und mit den Chemikalien vermischt, bis ein gleichförmiges Produkt erhalten wurde.

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50. Verfahren nach Anspruch I9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt anschließend zu einer nicht blockierenden, gleichmäßig geformten Masse formt.

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