DE2949341A1 - Kautschukmasse - Google Patents
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L31/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L31/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
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Description
— O —
Die vorliegende Erfindung betrifft Kautschukmassen mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und Beständigkeiten, wie Hitzebeständigkeit, ulbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit, die durch Vernetzen eines Copolymeren
eines Vinylcarboxylats und eines Alkoxyalkylacrylats als Hauptkomponenten erhalten werden.
Für Kautschukteile, beispielsweise Teile von Kraftfahrzeugen und anderer Maschinen, werden gute mechanische Eigenschaften, z.B. hinsichtlich Zugfestigkeit und elastischem Verhalten, sowie ein hohes Maß an Beständigkeit gegenüber
beispielsweise Hitze, Ol und Witterung gefordert. In letzter Zeit haben sich die Anforderungen hinsichtlich der Beständigkeiten erhöht.
Bisher wurde für Kautschukteile, die eine ulbeständigkeit
aufweisen sollen, gewöhnlich ein Chloroprenkautschuk oder
ein Nitrilkautschuk verwendet. Die Anforderungen bezüglich
Wännebeständigkeit und Witterungsbeständigkeit (Ozonbeständigkeit) haben jedoch weiter zugenommen. Es wurden
daher Acrylkautschuke oder Epichlorhydrinkautschuke verwendet, welche diese Eigenschaften aufweisen. Der Acrylkautschuk weist jedoch den Nachteil auf, daß er in HeIzOl
in hohem MaBe quillt und demgemäß nicht für solche Teile verwendet werden kann, die eine hohe Heizölbeständigkeit
aufweisen sollen. Andererseits weist ein Epichlorhydrinkautschuk den Nachteil eines geringen Fließwiderstandes auf
und wird durch Erhitzen erweicht. Ein Kautschuk, welcher gleichzeitig ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und
gute Beständigkeiten aufweist, ist bisher nicht bekannt. Die Erfinder haben daher verschiedene Kautschukarten hinsichtlich ausgewogener mechanischer Eigenschaften und Beständigkeiten untersucht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kautschukmasse zu schaffen, die ausgezeichnete Beständigkeiten,
wie Wärmebeständigkeit, Olbeständigkeit (Heizölbeständlgkeit) und Witterungsbeständigkeit, sowie ausgezeichnete
mechanische Eigenschaften aufweist. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man eine Kautschukmasse
schafft, die durch Vernetzen eines Copolymeren, umfassend die im folgenden genannten Komponenten, erhalten wird.
15 bis AO Gew.Teile eines Vinylcarboxylats der Formel (i);
60 bis 85 Gew.Teile eines Alkoxyalkylacrylats der Formel (II);
0 bis 15 Gew.Teile Äthylen; (100 Gew.Teile der Gesamtmenge
der genannten drei Komponenten);
0 bis 5 Gew.Teile Komponenten der Formeln (III), (IV) oder
(V);
Typ II
15 bis 55 Gew.Teile eines Vinylcarboxylats der Formel (I);
5 bis 20 Gew.Teile Äthylen; ein Alkylacrylats der Formel (II·); ein Alkoxyalkylacrylats der Formel (II) (100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der genannten vier Komponenten und
mit einem Gewichtsverhältnis von Alkoxyalkylacrylat (II) zu Alkylacrylat (II.1) von mehr als 0,8);
0 bis 5 Gew.Teile Komponenten der Formeln (III), (IV) oder
(V)
(I) RCOO-CH=CH2
wobei R für eine C1-pZf-Alkylgruppe steht;
(II) CH2=CHCOO-R1-0-R2
wobei R1 für eine C1_^-Alkylengruppe steht und R2
eine C^^-Alkyl- oder Alkoxyalkylgruppe bedeutet;
(III) CH2=CHCOO-R6
wobei R^ für eine C, 8-Alky!gruppe steht;
0 3 : :· 3 9 / 0 5 9 8
.β-
(III) CH5=C-COO-CH9-CH-CH9
K3 0
wobei R, für ein Wasseretoffatorn oder eine Methylgruppe steht;
(IV) R.-O-CH9-CH-CH9
wobei R4 für eine Vinyl-, Allyl- oder Methallylgruppe steht;
(V) CH2=CH-0-Rr
wobei Rc fUr eine CH2Cl-CH2- oder CH^l-CO-Gruppe
steht.
R-COOCH=CH2 ' (I)
auf, wobei R für eine C1_^-Alkylgruppe steht. Geeignete
Vinylcarboxylate umfassen Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbutyrat. Falls Vinylcaproat (R » Cc-Alkylgruppe) verwendet wird, wird keine zufriedenstellende ölbeständigkeit
erreicht.
auf, wobei R1 für eine C1-Zf-Alkylengruppe steht und R2
eine C^-Alkyl- oder Alkoxygruppe bedeutet. Geeignete
Alkoxyalkylacrylate umfassen Methoxyäthylacrylat, Methoxymethylacrylat, Äthoxyäthylacrylat, Butoxyäthylacrylat,
Methoxyäthoxyäthylacrylat und Äthoxyäthoxyäthylacrylat.
auf, wobei R^ für eine C, 8-Alkylgruppe steht. Geeignete
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Alkylacrylate umfassen n-Butylacrylat, n-Hexylacrylat,
n-Octylacrylat und 2-Äthylhexylacrylat.
Bei Typ I umfaßt das Copolymer als Komponenten 15 bis
40 Gew.Teile eines Vinylcarboxylats (I), 60 bis 85 Gew.Teile
eines Alkoxyalkylacrylats (II) und O bis 15 Gew.Teile
Äthylen, wobei die Gesamtmenge der drei Komponenten 100 Gew,-Teile ausmacht. Falls der Gehalt an Vinylcarboxylat geringer als 15 Gew.Teile ist, sind die mechanischen Eigenschaften der Masse schlecht und unbefriedigend, während andererseits bei einem Gehalt von mehr als 40 Gew.Teilen die Kältefestigkeit der Masse unbefriedigend ist. Unter "Kältefestigkeit" werden in der Beschreibung die Eigenschaften bei
tiefen Temperaturen verstanden.
Falls der Gehalt an Alkoxyalkylacrylat geringer als 60 Gew.Teile ist, ist die ülbeständigkeit der Masse unbefriedigend, während andererseits bei einem Gehalt von mehr
als 85 Gew.Teilen die mechanischen Eigenschaften der Masse
schlecht und unbefriedigend sind.
Äthylen wird nicht immer einverleibt. Um die Kältefestigkeit der Masse zu verbessern, kann Äthylen in einem Verhältnis
von weniger als 15 Gew.Teilen einverleibt werden. Falls der Gehalt an Äthylen mehr als 15 Gew.Teile beträgt,
ist die Unbeständigkeit der Masse ungenügend. Der Gehalt
an Äthylen liegt vorzugsweise unter 10 Gew.Teilen.
Bei Typ II umfaßt das Copolymere als Komponenten 15 bis 55 Gew.Teile eines Vinylcarboxylats (I), 5 bis 20 Gew.Teile
Äthylen und ein Alkylacrylats (II1) und ein Alkoxyalkylecrylats (II), wobei eine Gesamtmenge von 100 Gew.Teilen der vier Komponenten gebildet wird und das Gewichtsverhältnis von Alkoxyalkylacrylat (II) zu Alkylacrylat (II1)
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mehr als 0,8 beträgt. Falls der Gehalt an Vinylcarboxylat (I) weniger als 15 Gew.Teile beträgt, sind die mechanischen
Eigenschaften der Masse schlechter und unbefriedigend. Wenn andererseits der Gehalt mehr als 55 Gew.Teile beträgt,
ist die Kältefestigkeit der Masse unbefriedigend.
Falls der Gehalt an Äthylen unter 5 Gew.Teilen liegt, ist
die Kältefestigkeit der Masse unbefriedigend. Falls andererseits der Gehalt mehr als 20 Gew.Teile beträgt, 1st
die ölbeständigkeit der Masse unbefriedigend. Der Gehalt
an Äthylen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 10 Gew.Teilen.
Das Gewichtsverhältnis von Alkoxyalkylacrylat (II) zu Alkylacrylat (II*) beträgt mehr als 0,8. Falls es weniger
als 0,8 beträgt, ist die ölbeständigkeit unbefriedigend.
Das Alkylacrylat (II*) wird dem Copolymeren einverleibt,
um der Masse eine überlegene Kältefestigkeit zu verleihen, verglichen mit einer solchen Masse, der nur Alkoxyalkylacrylat einverleibt wird. Dabei wird das Alkylacrylat
(II') in einen Verhältnis einverleibt, um eine befriedigende ölbeständigkeit der Masse zu gewährleisten. Der Gehalt an Alkylacrylat (II1) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 35 Gew.Teilen, speziell 15 bis 35 Gew,-Teilen.
Das Alkoxyalkylacrylat wird dem Copolymeren einverleibt, um ihm eine überlegene ölbeständigkeit zu verleihen. Der
Gehalt des Alkoxyalkylacrylats liegt gewöhnlich in den genannten Bereich und vorzugsweise in einem Bereich von 15
bis 65 Gew.Teilen.
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Sowohl bei Typ I als auch bei Typ II werden 0 bis 5 Gew.-Teile
der Komponenten mit den Formeln (III), (IV) oder (V) einverleibt. Geeignete Verbindungen der Formel (III)
umfassen Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat. Geeignete Verbindungen der Formel (IV) umfassen Vinylglycidylather,
Allylglycidylather und Methallylglycidylather. Geeignete
Verbindungen der Formel (V) umfassen Vinylchloracetat und 2-Chloräthylvinylather.
Die Verbindungen (III), (IV) und (V) schaffen die Vernetzungsetellen
in der erfindungsgemäßen Masse, wodurch das Vernetzen der Masse mit einer polyfunktionellen Verbindung,
wie einem Polyamin, sowie Peroxiden durchgeführt werden kann. Das Vernetzen kann in heißer Luft durchgeführt werden.
Falls der Gehalt an den Verbindungen (III), (IV) oder (V) zu hoch ist, ist Jedoch auch der Vernetzungsgrad
zu hoch, um eine befriedigende mechanische Festigkeit zu erreichen. Daher liegt der Gehalt an den Verbindungen (III),
(IV) oder (V) gewöhnlich in einem Bereich von 0 bis 5 Gew,-Teilen
und bevorzugt 0,3 bis 3 Gew.Teilen. Falls mehr als 5 Gew.Teile verwendet werden, ist der Vernetzungsgrad zu
hoch, um noch eine befriedigende mechanische Festigkeit des Produktes zu erhalten.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Copolymere
kann durch Copolymerisation von Monomeren hergestellt werden, wobei die Monomeren im wesentlichen in gleichen Verhältnissen
wie die Bestandteile der Masse vorliegen. Die Copolymerisation kann mittels Emulsionspolymerisation, substanzpolymerisation,
Polymerisation in Lösungsmitteln oder dergl. durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die
Copolymeren durch Emulsionspolymerisation hergestellt.
Um ein Copolymeres mit einer Äthylen-Komponente herzustellen, kann die Polymerisation in einer ÄthylenatmosphMre
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unter Druck durchgeführt werden. Die Polymerisation wird gewöhnlich nach einem Verfahren durchgeführt, das ähnlich
dem der herkönunlichen Copolymerisation von Äthylen-Vinylacetat ist. Auf die detaillierte Beschreibung des Polymerisationsverfahrens wird verzichtet.
Das Copolymer weist bei 1000C eine Mooney-Viskosität (ML1+/f)
von 35 bis 50 auf, gemessen mit dem Mooney-Viskosimeter (hergestellt von Toyo Seiki K.K.). Das Vernetzen wird durchgeführt, indem man dem Copolymeren 0,3 bis 10 Gew.#, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Copolymere,
eines Vernetzungsmittels einverleibt. Falle der Gehalt an dem Vernetzungsmittel geringer als 0,3 Gew.% ist, wird
keine befriedigende Vernetzung bewirkt, während andererseits bei einem Gehalt von mehr als 10 Gew.% ein Übermaß
an Vernetzung oder ein Anvulkanisieren bewirkt wird. Geeignete Vernetzungsmittel umfassen Peroxide, wie Benzoylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, 1,i-Di-(t-butylperoxy)-313»5-trimethylcyclohexan, n-Butyl-4,4-bis-(t-butylperoxy)-valerat, Dicumylperoxid, Di-t-butylperoxy-diisopropylbenzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexin-3, usw..
Als Vernetzungsmittel für ein Copolymerisat, welches irgendeine der Komponenten (III), (IV) oder (V) aufweist, kann
ein epoxidringspaltendes Mittel verwendet werden. Geeignete Mittel zur Aufspaltung des Epoxidrlngs umfassen Polyamine,
wie Tetraäthylenpentamin, Hexaäthylentetramin, Hexamethylendiamlncarbamat, N,N'-Dicinnamyliden-1,6-hexandiamin,
und thermisch zersetzbare Ammoniumsalze, wie Ammoniumbenzoat, Ammoniumeitrat und Ammoniumtartrat. Das Vernetzungsmittel kann mit einem Dithiocarbamat (Metallsalzen),
einem Thiuraro oder Schwefel und dergl. kombiniert werden.
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-13- 29A9341
Um den Kautschukprodukten besonders vorteilhafte Eigenschaften zu verleihen, werden der Kautschukmasse vorzugsweise
Füllstoffe mit Verstärkerwirkung einverleibt. Derartige Füllstoffe umfassen Ruß (carbon black), Kieselsäureanhydrid
,Kieselsäurehydrat, harten Ton, oberflächenbehandeltes Calciumcarbonat und Mikrotalkum. Die Füllstoffe
werden in einem Verhältnis von 10 bis 200 Gew.Teilen und
speziell 30 bis 100 Gew.Teilen/100 Gew.Teile den Copolymeren
zusammen mit dem Vernetzungsmittel der Kautschukmasse einverleibt.
Um die Bearbeitbarkeit und andere Eigenschaften zu modifizieren, kann man der Kautschukmasse ein Gleitmittel, wie
Stearinsäure und deren Metallsalz; einen Füllstoff, wie weichen Ton, ausgefälltes Calciumcarbonat, gemahlenes Calciumcarbonat
und Talkum; einen Weichmacher vom Petroleumtyp; einen Weichmacher, wie z.B. einen synthetischen Polyester,
einen Polyoxyäthylenester oder einen Weichmacher vom Äthertyp; und ein Antioxidans einverleiben.
Wenn die Copolymerisation dadurch ausgeführt wird, daß man mit der Verbindung (V) die Vernetzungsstellen bildet, kann
ein Stearinsäuresalz die Funktion eines Vernetzungsmittels übernehmen. Es ist jedoch bei dieser Kombination Vorsicht
geboten.
Als Antioxidans kann eines der zur Stabilisierung von Polymeren üblichen Antioxidantien verwendet werden. Geeignete
Antioxidantien umfassen Antioxidantien vom Amintyp, wie
N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin, Phenyl-a-naphthylamin,
Acrylsäureester mit einer aromatischen Aminkomponente,
(NOCRAC G-1, hergestellt von Ouchi Shinko Kagaku K.K.), ein polykondensiertes Trimethyldlhydrochinolin-Produkt;
Antioxidantien vom Phenoltyp, wie 3,5-Dl-t-butyl-A-hydroxy-
'■■>
■ . .; 9 / 0 5 9 8
toluol, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-benzol, Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat, 4,4·-Thio-bis-(6-t-butyl-3-methylphenol); Antioxidantien vom Dithiosäuretyp, wie Nickeldlbutyldithiocarbamat und Dilauryldithiopropionat; Antioxidantien vom Phosphorsäureestertyp,wie Tris-(nonylphenyl)-phosphit und dergl.. Man kann ein oder mehrere Antioxidantien einverleiben.
Das Einverleiben der verschiedenen Additive in die Copolymermasse kann nach herkömmlichen Knetverfahren, wie sie
in der Kautschukindustrie gebräuchlich sind, durchgeführt werden. Gegebenenfalls ist es möglich, ein Naß -Masterbatchverfahren durchzuführen, bei dem Ruß und andere Additive
einer Aufschlämmung des Copolymeren, wie sie durch die Polymerisation zur Herstellung des Copolymeren erhalten wird,
einverleibt werden, woraufhin man die Mischung trocknet.
Die erfindungsgemäße Kautschukmasse kann durch Vernetzen der Mischung, welche durch Kneten des Copolymeren, der Additive
und des Vernetzungsmittels erhalten wurde, mittels eines beliebigen, herkömmlichen Vulkanisation^verfahrene, wie es
in der Kautschukindustrie verwendet wird, erhalten werden. Die Reaktionsbedingungen bei der Vernetzung, d.h. Vulkanisation, hängen von der Art und der Menge des Vernetzungemittels ab. Das Vernetzen wird gewöhnlich bei 120 bis 2000C
während etwa 2 bis 200 Minuten durchgeführt. Das Copolymere kann mit unterschiedlichen Vernetzungsgeschwindigkeiten
vernetzt werden. Dabei hängt die Vernetzungsgeschwindigkeit von der Art des Vernetzungsmittels ab. Es ist möglich, dem
Copolymeren Schwefel zusammen mit dem Vernetzungsmittel einzuverleiben.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmasse
durch die Vernetzungsreaktion ist es auch möglich, d«s
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Copolymere anderen Kautschukpolymerisaten, wie EPDM, NBR, Chloroprenkautschuk, Naturkautschuk, Styrol-Butadlen-Kautschuk, Butadienkautschuk, Butylkautschuk und Isoprenkautschuk, zuzumischen. Dadurch kann die ölbeständigkeit und
die Witterungsbeständigkeit der Nasse verbessert werden, während die mechanischen Eigenschaften des Kautschukpolymerisats auf einem geeigneten Niveau gehalten werden.
Die resultierende erfindungsgemäße Kautschukmasse kann vor oder während der Vernetzung mittels eines beliebigen Kautschukformverfahrens geformt werden, um Kautschukteile
(Gummiteile) zu erhalten, die für Verwendungszwecke geeignet sind, bei denen eine hohe ölbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und Witterungsbeständigkeit zusammen mit guten
mechanischen Eigenschaften gefordert wird. Derartige Verwendungszwecke sind z. B. Gummiteile für Kraftfahrzeuge,
insbesondere solche Teile, die wie Treibstoffschläuche
eine hohe Unbeständigkeit aufweisen müssen, sowie Maschinenteile, die mit einem heißen Schmieröl in Berührung kommen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert. In den Beispielen
und Vergleichsbeispielen wurden die Copolymerstrukturen
mittels der im folgenden beschriebenen Analysenverfahren für die Komponenten bestimmt.
Es wird eine Lösung des Copolymeren hergestellt und eine wäßrige Lösung von Natriumhydroxid zugesetzt. Dabei tritt
eine Hydrolyse des Copolymeren ein. Nach der Hydrolyse wird der Gehalt an -COONa in der Lösung durch potentiometrische Titration bestimmt. Die freie Carbonsäure, der
Alkohol und der Alkoxyalkohol in der Lösung werden von dem hydrolysierten Copolymeren vollständig abgetrennt. Die
freie Carbonsäure wird durch Titration bestimmt. Der Alkohol wird durch Gaschromatographie bestimmt. Die Gehalte an
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Vinylcarboxylat, Alkylacrylat und Alkoxyalkylacrylat werden berechnet. Falls als Komponente die Verbindung (III),
(IV) oder (V) eingeschlossen ist, werden die Verbindungen (III) und (IV) durch quantitative Analyse der Epoxygruppe
bestimmt, und die Verbindung (V) wird durch quantitative Analyse des Chloratoms bestimmt. Der Gehalt an der
Äthylenkomponente wird durch Subtraktion der Gehalte aller übrigen Komponenten von dem Gesamtgewicht des Copolymeren berechnet.
In einen AO 1 Autoklaven werden 16,2 kg einer wäßrigen
Lösung, enthaltend 530 g Polyvinylalkohol (im folgenden als FVA bezeichnet) und 21, 6 g Natriumacetat, gegeben.
Daraufhin setzt man 2,16 kg Vinylacetat und 8,64 kg 2-Methoxyäthylacrylat unter Rühren zu, um die Mischung zu emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoffgas gespUlt und
Äthylenmonomeres von oben unter Druck eingeleitet. Der Partialdruck des Äthylens wird bei einer Polymerisationstemperatur von 65°C auf 55 kg/cm eingestellt.
Dann wird während etwa 10 h mehrmals eine 1#lge wäBrige
Lösung von Ammoniumpersulfat zugegeben und die Polymerisation durchgeführt.Das restliche Monomere wird entfernt,
und die resultierende Emulsion des Copolymeren wird mit
einer 3#igen wäßrigen Lösung von Borax koaguliert. Dann
wird das Produkt abgetrennt, entwässert und auf Walzen getrocknet, um das Copolymere zu erhalten. Die Ausbeute an
Copolymer beträgt 10,4 kg. Das Copolymer weist eine Struktur auf, die 18 Gew.Teile der Vinylacetatkomponente,
76 Gew.Teile der 2-Methoxyäthylacrylatkomponente und
6 Gew.Teile der Äthylenkomponente umfaßt. Das Copolymere wird mit den folgenden Additiven vermischt. Die Mischung
wird bei 40°C mit 8 Zoll (ca. 20 cm)-Walzen geknetet und
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anschließend 30 min bei 16O°C preßvulkanisiert, wobei man
eine vulkanisierte Platte mit den Abmessungen 15 cm χ 15 cm und einer Dicke von 2 mm erhält. Die physikalischen Eigenschaften
der Probe werden gemessen. DLe Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
| Gew.Teile | |
| Copolymeres | 100 |
| Antioxidans (NOCRAC 224,Ouchishinko Kagaku) | 1 |
| Stearinsäure | 1 |
| Ruß SRF-LM | 60 |
| DicumyIperoxid | 1,5 |
| Trlallylcyanurat | 2 |
| VerKleichsbeispiel 1 |
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch Epichlorhydrinkautschuk (Hydrin 200, hergestellt von
Goodrich Co.Ltd.) verwendet wird. Die folgenden Komponenten werden vermischt, geknetet und vulkanisiert. Die physikalischen
Eigenschaften der Probe werden bestimmt und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Gew.Teile
Eplchlorhydrinkautschuk 100
Antioxidans (NOCRAC 224) 1
Stearinsäure 1
Ruß SRF-LS 60
Mennige 5
Vulkanisationsbeschleuniger
(NOCCELER-22, hergestellt von
Sanshln Kagaku Co.Ltd.) 1,3
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch
Acrylkautsch.uk (AR-31» hergestellt von Nippon Zeon Co.,
Ltd.) verwendet wird. Die folgenden Komponenten werden
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vermischt, verknetet und vulkanisiert. Die physikalischen Eigenschaften der Probe werden bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 aufgeführt.
| Tabelle 1 | 145 | Gew.Teile | K 6301 | |
| Acrylkautschuk | Beispiel 1 1 | 300 | 100 | |
| Antioxidans (NOCRAC 224) | 67 | 1 | ||
| Stearinsäure | 107 | 1 | ||
| Ruß SRF-IM | 230 | 87 | 60 | |
| Ammoniuabenzoat | 56 | 67 | 1 | |
| -2 | ||||
| 108 | Bsp.1 Verjtl.BsD.2 | |||
| Phvsikal.Eigenschaft^ ' | 67 | 40 | ||
| TB (kg/cmz) | +6 | 87 | 118 | |
| EB (X) | -18 | 250 | ||
| Hs | 102 | 62 | ||
| WärmebeständlKkeit-1^ | 68 | 39 | ||
| Ar (Tb) (*) | +7 | 93 | ||
| AR (EB) (X) | Indus tri es tandard | 66 | ||
| Δ Hs | 41 | T„ Zugfestigkeit | +7 | |
| WärmebeständiÄkelt-2 ^3 * | ||||
| Ar (Tb) (X) | 95 | |||
| Ar (EB) <*> | 64 | |||
| +7 | ||||
| ölbeständiKkeit^^ | ||||
| AV (X) | 77 | |||
| Bemerkungen: | ||||
| (1) Japanischer | ||||
bleibende Verformung
Hs Härte, gemessen mit einem Härtemeßgerät vom Federtyp (Japanischer Industriestandard)
03Ü039/0598
_19_ 29A93A1
(2) Japanischer Induetri«standard K 6301 6.3 o
(gemessen nach 96 h Wärmealterung bei 130 C)
AR(Tg) prozentualer Restwert von Tg nach Wärrne
alterung, bezogen auf TB vor Wärmealterung (%)
AR(Eß) prozentualer Restwert von Eß nach Wärme
alterung, bezogen auf E„ vor Wärmealterung (%)
£ Hs Differenz zwischen Hs vor Wärmealterung
und He nach Wärmealterung
(3) Japanischer Industriestandard K 6301 6.3 (gemessen nach 192 h Alterung bei 15(X>C)
B RB Δ Hs haben die oben angegebene Bedeutung
(4) Japanischer Industriestandard K 63OI
A V prozentuale Volumenzunahme nach 48stündigem Eintauchen in ein Heizöl-C bei 200C.
Diese Definitionen gelten auch für die in den folgenden Tabellen aufgeführten Werte.
In einen 40 1 Autoklaven werden jeweils 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g FVA, 21,6 g Natriumacetat,
34,2 g Rongalit, 1,08 g Äthylendiamin-tetraesslgsäure und 0,54 g Eleen(II)-sulfat, gegeben. Zu dieser wäßrigen Lösung gibt man 2,16 kg des jeweiligen Vinylcarboxylats zu
und rührt dabei, um die Mischung zu emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoff gas gespült und auf 4f>°C erhitzt.
Dann werden eine Mischung von 8,64 kg 2-Methoxyäthylacrylat und 162 g Glycidylmethacrylat sowie eine 1#ige
wäßrige Lösung von Ammoniumpersulfat jeweils tropfenweise
durch getrennte Einlasse zugegeben. Die Zugabe erfolgt während 8 bis 16 h, wobei die Polymerisation abläuft. Nach
der Polymerisation wird das restliche Monomere entfernt und die resultierende Emulsion des Copolymeren mittels
einer wäßrigen Lösung von Borax koaguliert. Das Produkt
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wird abgetrennt, entwässert und auf Walzen getrocknet, um das Copolymere zu erhalten. In Tabelle 2 sind Jeweils die
Struktur (Zusammensetzung) der Copolymeren sowie deren Ausbeute zusammengestellt. Das Jeweilige Copolymere wird
mit den folgenden Additiven vermischt, die Mischung wird mittels 8 Zoll (etwa 20 cm)-Walzen bei 50°C geknetet und
anschließend während 30 min bei 1600C preßvulkanisiert.
Dabei wird eine vulkanisierte Platte mit den Maßen 15 cm χ 15 cm und einer Dicke von 2 mm hergestellt. Von
jeder Probe werden die physikalischen Eigenschaften bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Gew.Teile
Copolymer 100
Ruß HAF 40
0 3 " ■■ ? 9 / 0 5 9 8
| Vinylcarboxylat | Beisp.2 |
Beisp.3
Vinyl |
Beisp.4 | Vergl.B.3 |
| Vinyl | propionat | Vinyl- | Vinyl- | |
| Zusammensetzung | acetat | butyrat | caproat | |
| (Gew.feile) | ||||
| Vinylcarboxylatkomp. | 21 | |||
| 2-Methoxyäthyl- | 19 | 17 | 22 | |
| acrylatkomp. | 79 | |||
| Glycidylmethacrylat- | 81 | 83 | 78 | |
| komp. | 0,9 | |||
| Ausbeute (kg) | 1,0 | 10,6 | 1,1 | 1,0 |
| Physik. Eigensch.. | 10,5 | 10,1 | 10,2 | |
| τ« (Kg/cm / | 111 | |||
| EB (X) | 145 | 170 | 83 | 85 |
| Hs | 170 | 64 | 190 | 130 |
| Wärmebeständigk.-1 | 66 | 57 | 58 | |
| AR(TB) (X) | 100 | |||
| AR(EB) (X) | 104 | 77 | 121 | 100 |
| L Hs | 71 | +7 | 69 | 81 |
| ölbeständlgkeit | +9 | +12 | +7 | |
| Δ V (X) | 35 | |||
| Kältefestigkeit^5' | 30 | 43 | 66 | |
| Tb (0C) | -33 | |||
| Ozonbeständigkeit' ' | -23 | keine | -36 | -39 |
| keine | Risse | keine | keine | |
| Risse | Risse | Risse |
(5) Japanischer Industriestandard K 6301 14 T^ Versprödungstemperatur
(6) Die Probe wird auf Rißbildung untersucht, nachdem sie bei 40°C unter Spannung (2OX Dehnung) in einer
Atmosphäre gelagert wurde, die 100 TpM Ozon enthält.
Die hier gegebenen Definitionen gelten auch für die in den folgenden Tabellen aufgeführten Werte.
o:-; " .·· ίί / ο 5 9 8
In einen 40 1 Autoklaven werden ,Jeweils 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g PVA, 21,6 g Natriumacetat,
32,4 g Rongalit, 1,08 g Äthylendiamin-tetraessigsäure und 0,54 g Eisen(II)-sulfat, gegeben. Zu der Lösung wird jeweils Vinylacetat gegeben, wobei man rührt, um die Mischung zu emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoffgas
gespült und im Falle einer Copolymerisation von Äthylen von oben unter Druck mit Athylenmonomer beschickt. Bei
den Beispielen wird der Partialdruck des Äthylens in einem Bereich von 20 bis 150 kg/cm bei einer Polymerisationstempera tür von 450C variiert. Anschließend werden eine
Mischung von 2-Methoxyäthylacrylat und 162 g Glycidylmethacrylat sowie eine 1961 ge wäßrige Lösung von Ammoniumpersulfat Jeweils durch verschiedene Einlasse tropfenweise
zugegeben. Die Zugabe erfolgt während 8 bis 16 h, wobei
die Polymerisation abläuft. Die Gesamtmenge an 2-Methoxyäthylacrylat und Vinylacetat beträgt 10,8 kg. Nach der
Polymerisation wird Monomeres entfernt und die resultierende Emulsion des Copolymeren mittels einer wäßrigen Lösung von
Borax koaguliert. Das Produkt wird abgetrennt, entwässert und auf Walzen getrocknet, wobei man das Copolymere erhält.
Die Struktur (Zusammensetzung) und die Ausbeute der Jeweiligen Copolymeren sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Jedes
Copolymere wird mit den folgenden Additiven vermischt. Die Mischung wird mittels einer 8 Zoll (etwa 20 cm)-Walze bei
500C geknetet und anschließend preßvulkanisiert. Dabei werden vulkanisierte Platten mit den Abmessungen 15 cm χ 15 cm
und einer Dicke von 2 mm hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften Jeder Probe werden bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
0 3 ;: 0 3 9/0598
Gew.Teile
Copolymeres 100
Antioxidans (NOCRAC 224) 1
Stearinsäure 1
Ruß HAF 40
Tetraäthylenpentamin 1
| Bsp. | 5 Bsp.6 | Bsp. 7 | VgIB.4 | VgIB.5 | VgIB | |
| Zusammens.( Gew.Teile) | ||||||
| Vinylacetatkomp. | 36 | 24 | 18 | 47 | 24 | 5 |
| 2-Methoxyäthyl- | ||||||
| acrylatkomp. | 64 | 65 | 78 | 53 | 57 | 92 |
| Äthylenkomp. | 0 | 11 | 4 | 0 | 19 | 3 |
| Glycidylmethacryla t- | ||||||
| komp. | 1 | .0 1.0 | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 1.1 |
| Ausbeute (kg) | 9 | .9 10.3 | 10.1 | 9.8 | 10.3 | 9.5 |
| Physik.Eigensch. | ||||||
| T-n \kg/cm ) | 115 | 121 | 125 | 123 | 117 | 97 |
| EB (96) | 240 | 250 | 220 | 240 | 260 | 70 |
| Hs | 58 | 56 | 56 | 61 | 53 | 50 |
| Wärmebeständigkeit | ||||||
| AR(TB) (96) | 101 | 108 | 105 | 106 | 109 | 117 |
| AR(EB) (96) | 63 | 67 | 61 | 68 | 65 | 55 |
| Δ Hs | +8 | +7 | +8 | +6 | +8 | +13 |
| ölbeetändigkeit | ||||||
| ΔΥ (96) | 35 | 47 | 38 | 28 | 90 | 41 |
| Kältefestigkeit | ||||||
| Tb (0C) | -15 | -31 | -30 | -5 | -36 | -35 |
| Ozonbeständigkeit | bei | allen Proben keine Rißbildung | ||||
| Beispiele 8 bis 11 und | Vergleichsbeispiel 7 | |||||
In einen 40 1 Autoklaven werden 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g PVA, 21,6 g Natriumacetat, 32,4 g
Rongalit, 1,08 g Äthylendiamin-tetraessigsäure und 0,54 g
03" j 39/0598
Eisen(II)-sulfat gegeben. Zu der Lösung gibt man 2,7 kg
Vinylacetat unter Rühren, um die Mischung zu emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoffgas gespült und Äthylenmonomer von oben unter Druck eingeleitet. Der Partialdruck
des Äthylens wird bei einer Polymerisationstemperatur von 55°C auf 50 kg/cm eingestellt. Dann werden eine Mischung
von 8,1 kg 2-Methoxyäthylacrylat und Glycidylmethacrylat
(die Menge variiert in einem Bereich von 60 bis 900 g) sowie eine 19iige wäßrige Lösung von Ammoniumpersulfat jeweils durch verschiedene Einlasse tropfenweise zugesetzt.
Die Zugabe geschieht während θ bis 10 h, wobei die Polymerisation stattfindet. Nach der Polymerisation wird restliches Monomeres entfernt und die resultierende Emulsion
des Copolymeren mittels einer wäßrigen Boraxlösung koaguliert. Das Produkt wird abgetrennt, entwässert und auf
Walzen getrocknet, um das Copolymere zu erhalten. Zusammensetzungen und Ausbeuten der Copolymeren sind in Tabelle 4
zusammengestellt. Jedes Copolymere wird mit den folgenden Additiven vermischt. Die Mischung wird mittels 8 Zoll (ca.
20 cm)-Walzen bei 500C geknetet und daraufhin während 31 min
bei 1600C preßvulkanisiert und in einem Geerofen 15 h bei
1500C nachvulkanisiert. Dabei werden vulkanisierte Platten
mit einer Fläche von 15 cm und einer Dicke von 2 mm erhalten. Die physikalischen Eigenschaften jeder Probe werden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt.
Gew.Teile
Ruß SRF-LM 60
03 0 0 39/0598
- 25 -Tabelle 4
| Bsp. 8 | ) | 23 | 12 | Bsp. 9 | Bps.10 | Bsp.11 | VäIB. 7 | |
| Zusammens.(Gew.T. | 70 | |||||||
| Vinylacetatkomp. | 7 | 21 | 22 | 21 | 20 | |||
|
2-Methoxyäthyl-
acrylatkomp. |
0.4 | 73 | 70 | 72 | 74 | |||
| Äthylenkomp. | 10,1 | 6 | 8 | 7 | 6 | |||
|
Glycidylmeth-
acrylatkomp. |
0, | 7 1.6 | 4,2 | 6,1 | ||||
| Ausbeute (kg) | 108 | 10. | 3 10,4 | 10,2 | 10,5 | |||
| Physik.Eigenseh. | 330 | |||||||
| TB (kg/cm^) | 52 | 117 | 125 | 121 | 87 | |||
| EB («) | 260 | 210 | 120 | 60 | ||||
| Hs | 59 | 62 | 68 | 79 | ||||
| Beispiel |
In einen 40 1 Autoklaven werden 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g PVA, 21,6 g Natriumacetat, 32,4 g
Rongalit, 1,08 g Äthylendiamin-tetraessigsäure und 0,54 g
Eisen(II)-sulfat gegeben. Zu der Lösung gibt man 2,7 kg
Vinylacetat unter Rühren, um die Mischung zu emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoffgaa gespült und Äthylenmonomer von oben unter Druck eingeleitet. Der Partialdruck des Äthylens wird bei einer Polymerisationstemperatur
von 55°C auf 55 kg/cm eingestellt. Dann werden eine Mischung von 8,1 kg 2-Methoxyäthylacrylat und 216 g Vinylchloracetat sowie eine 1#ige wäßrige Lösung von Ammoniumpersulfat jeweils durch verschiedene Einlasse tropfenweise
zugesetzt. Die Zugabe geschieht während 10 h, wobei die Polymerisation stattfindet. Nach der Polymerisation wird
restliches Monomeres entfernt und die resultierende Emulsion des Copolymeren mittels einer wäßrigen Boraxlösung
koaguliert. Das Produkt wird abgetrennt, entwässert und auf Walzen getrocknet. Man erhält 10,2 kg des Copolymeren.
030 039/0598
Die Copolymermasse umfaßt 20 Gew.Teile Vinylacetatkomponente, 73 Gew.Teile 2-Methoxyäthylacrylat, 7 Gew.Teile
Äthylen und 1,3 Gew.Teile VlnyIchloracetat. Das Copolymere
wird mit den folgenden Additiven vermischt. Die Mischung wird bei 500C mittels 8 Zoll (ca. 20 cm)-Walzen geknetet
und anschließend 30 min bei 1700C unter der Presse vulkanisiert. Dabei erhält man eine vulkanisierte Platte mit
den Maßen 15 cm χ 15 cm und einer Dicke von 2 mm. Die physikalischen Eigenschaften der Probe werden bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
Gew.-Teile
Copolymeres 100
Antioxidans (NOCRAC 224) 1
Stearinsäure 1
Ruß SRF-LM GO
Tetraäthylenpentaniin 1
| Tabelle 5 | Physikalische Eigenschaft | Beispiel 12 |
| TB (kg/cm2) | ||
| Eg (X) | 109 | |
| Hs | 230 | |
| Wärmebeständigkeit | 58 | |
| AR(TB) (X) | ||
| AR(Eß) (X) | 110 | |
| Δ Hs | 56 | |
| Unbeständigkeit | +8 | |
| Δ V (X) | ||
| Kältefestigkeit | 41 | |
| Tk (°C) | ||
| -24 |
0 3.: : 3 9 / ο 5 9 8
Das In Beispiel 9 erhaltene Copolymere wird mit den folgenden
Additiven vermischt. Die Mischung wird mittels θ Zoll (ca. 20 cm)-Walzen bei 40°C geknetet und unter den in Tabelle
6 gezeigten Bedingungen vulkanisiert. Man erhält jeweils eine vulkanisierte Platte mit den Maßen 15 cm χ 15 cm
und einer Dicke von 2 nun. Die physikalischen Eigenschaften jeder Probe werden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle
7 aufgeführt.
| 100 | Vulkanisa tionsbediiur. | 160 30 |
Bei | spiel | e | 16 | 17 | 1 | 18 | |
| Preßvulkanisation Temp.(6c; Zeit (min) |
150 8 |
14 | 15 | 1 | ||||||
| 1 | Nachvulkanisation Temp.(°c; Zeit (min) |
100 | 100 | 100 | ||||||
| 13 | 1 | 100 | 100 | 1 | - | |||||
| Zusammens.(Gew.Teile) | 40 | 0,5 | 1 | |||||||
| Copolymeres | 1 | 1 | 1 | 80 | 1 | |||||
| Antioxidans (NOCRAC TNP) |
1 | 1 | 40 | |||||||
| Antioxidans (NOCRAC 224) |
||||||||||
| Stearinsäure | 80 | 60 | ||||||||
| Ruß ISAF | ||||||||||
| Ruß FEF | 1 | |||||||||
| Ruß FT | 80 | 10 | ||||||||
| Calciumcarbonat | 1 | 1 | ||||||||
| harter Ton | 160 30 |
|||||||||
| Weichmacher | 1 | 150 15 |
1 | |||||||
| Ammonlumbenzoat | 1 | |||||||||
| Hexamethylendi- amincarbamat |
2 | |||||||||
| Triäthylentetramin | 170 30 |
160 30 |
||||||||
| Diäthylenglykol | 160 30 |
160 30 |
150 8 |
150 15 |
||||||
| 150 8 |
150 15 |
Π 3 (i !"· "9/0598
| 13 | WärmebeständiKkeit | 97 | 14 | - 28 - | JL | i e 1 | 29A9341 | 18 | |
| AR(TB) (96) | 80 | Tabelle | i s ρ | 17 | |||||
| 153 | AR(EB) (tf) | +4 | 162 | B e | 1b | e | 139 | ||
| 210 | Δ Hs | 120 | 15 | 100 | 230 | ||||
| Phsyik.Eigensch. | 67 | ölbeständißkeit | 43 | 85 | 102 | 450 | 64 | ||
| TB (kg/cnT) | A V (96) | 121 | 270 | 54 | |||||
| EB <*) | Kältefestinkeit | -25 | 95 | 150 | 52 | 100 | |||
| Hs | Tb (0C) | 19 | 77 | 60 | 102 | 78 | |||
| Beispiel | +3 | 110 | 67 | +2 | |||||
| 103 | 63 | +8 | |||||||
| 38 | 71 | +6 | 35 | ||||||
| +5 | 46 | ||||||||
| -13 | 40 | -33 | |||||||
| 44 | -21 | ||||||||
| -23 | |||||||||
| -22 | |||||||||
In einen 40 1 Autoklaven werden 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g PVA, 21,6 g Natriumacetat, 32,4 g
Rongalit, 1,08 g Äthylendiamin-tetraessigsäure und 0,54 g
Eisen(II)-sulfat gegeben. Dann werden 5,4 kg Vinylacetat unter Rühren zugesetzt, um die Mischung zu emulgieren. Der
Autoklav wird mit Stickstoffgas gespült und ithylenmonomer von oben unter Druck eingeleitet. Der Partialdruck des
Äthylens wird bei einer Polymerisationstemperatur von 55°C auf 50 kg/cm eingestellt. Dann werden eine Mischung von
2,7 kg n-Butylacrylat, 2,7 kg 2-Methoxyäthylacrylat sowie
eine 196ige wäßrige Lösung von Ammoniumpersulfat jeweils durch verschiedene Einlasse tropfenweise zugesetzt. Die Zugabe geschieht während 8 bis 10 h, wobei die Polymerisation stattfindet. Nach der Polymerisation wird restliches
Monomeres entfernt und die resultierende Emulsion des Copolymeren mittels einer 396igen wäßrigen Boraxlösung koaguliert. Das Produkt wird abgetrennt, entwässert und auf zwei
Walzen bei 120 bis 130°C getrocknet, um das Polymere zu
0 3 L. 0 5 9/0598
erhalten. Die Zusammensetzungen und die Ausbeuten der
Copolymeren sind In Tabelle 8 zusammengestellt. Das Copolymere wird mit den folgenden Additiven vermischt. Die Mischung wird mittels 8 Zoll (ca. 20 cm)-Walzen bei 40°C
geknetet und daraufhin 30 min bei 1600C preßvulkanisiert.
Man erhält eine vulkanisierte Platte mit den Maßen 15 cm χ 15 cm und einer Dicke von 2 mm. Die physikalischen
Eigenschaften Jeder Probe werden bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 8 aufgeführt.
Gew.Teile
Copolymer 100 Antioxidans (NOCRAC 224) 1
Ruß SRF-Uf 60 Dlcumylperoxid 1,5
Das Verfahren und die Eigenschaftsbestimmungen werden gemäß Beispiel 19 wiederholt, wobei man jedoch das Verhältnis der Monomeren (10,8 kg der Gesamtmenge an Vinylacetat,
n-Butylacrylat und 2-Methoxyäthylacrylat) und den Partialdruck des Äthylens in einem Bereich von 30 bis 70 kg/cm
variiert. In Tabelle 8 sind die Ergebnisse zusammengestellt.
030039/0598
| Bsp, | - 30 | — | Bsp | . VgIB. | VgIB. | VgIE | >. VgIB | |
| 19 | Tabelle 8 | 21 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||
| Bsp. | ||||||||
| 51 | 20 | 19 | 62 | 7 | 75 | 45 | ||
| Zusammens.(Gew.Teile) | 19 | 37 | 15 | 41 | 8 | 43 | ||
| Vinylacetatkomp. | 32 | |||||||
| n-Butylacrylatkomp. | 23 | 28 | 38 | 17 | 44 | 0 | 0 | |
| 2-Methoxyäthyl- | 7 | 6 | 6 | 8 | 17 | 12 | ||
| acrylatkomp. | 10, | 31 | 10, | ,3 10,8 | 9,9 | 10, | 9 10,3 | |
| Äthylenkomp. | 9 | |||||||
| Ausbeute (kg) | 120 | ,4 10,6 | 103 | 118 | 50 | 132 | 101 | |
| Phvs ik.Eigens ch. | 220 | 250 | 230 | 310 | 210 | 320 | ||
| TB (kg/cnT) | 60 | 113 | 52 | 65 | 51 | 87 | 68 | |
| E5 (56) | 240 | |||||||
| HS | 107 | 58 | 111 | 109 | 115 | 98 | 104 | |
| Wärmebeständlriceit | 60 | 61 | 67 | 47 | 65 | 72 | ||
| AR(TB) (Ji) | +9 | 102 | +9 | +7 | +15 | +6 | +10 | |
| AR(EB) (*) | 62 | |||||||
| AHs | 23 | +7 | 26 | 18 | 29 | 25 | 47 | |
| ölbeständickei", | ||||||||
| Δ V (96) | -11 | 24 | -35 | +1 | -40 | 0 | -20 | |
| Kältefestiekeit | Beispiele 22 bis 24 und Verbleichsbeispiel 12 | |||||||
| Tb (0C) | -25 | |||||||
In einen 40 1 Autoklaven werden 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g Natriumdodecylbenzolsulfonat, 21,6 g
Natriumacetat, 32,4 g Rongalit, 1,08 g Äthylendiamintetraessigsäure und 0,54 g Eisen(II)-sulfat,gegeben. Vinylacetat wird unter Rühren zugesetzt, um die Mischung zu
emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoffgas gespült und das Äthylenmonomere von oben unter Druck eingeleitet. Der
Partialdruck des Äthylens bei einer Polymerisationstemperatur von 45°C variiert bei diesen Beispielen im Bereich
von 60 bis 150 kg/cm . Dann werden eine Mischung aus n-Butyl-
030 ύ 39/0598
acrylat, 2-Methoxyäthylac/lat und 162 g Glycidylmethacrylat
sowie eine 196ige wäßrige Lö3ung von Ammoniumpersulfat
aus verschiedenen Einlassen tropfenweise zugegeben. Die Zugabe erfolgt während 8 bis 12 h, wobei die Polymerisation
stattfindet. Die Gesamtmenge an Vinylacetat, n-Butylacrylat und 2-Methoxyäthylacrylat beträgt 10,8 kg,
jedoch wird das Verhältnis der Monomeren in den Beispielen variiert. Gemäß dem Verfahren von Beispiel 2 werden die
physikalischen Eigenschaften der unter Verwendung des resultierenden Copolymeren erhaltenen, vulkanisierten
Platte bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 aufgeführt.
| 41 | Bsp.23 | Bsp.24 | VkIB.12 | |
| Bsp.22 | 8 | |||
| Zusammensetzung(Gew.Teile) | . 35 | 37 | 23 | 22 |
| Vinylacetatkomp. | 16 | 17 | 32 | 36 |
| n-Butylacrylatkomp. | 1,0 | 28 | 28 | 24 |
| 2-Methoxyäthylacrylatkomp | 10.8 | 18 | 17 | 18 |
| Äthylenkomp. | 1,1 | 1,0 | 0,9 | |
| Glycidylmethacrylatkomp. | 123 | 10.6 | 10,4 | 10.3 |
| Ausbeute (toc) | 200 | |||
| Physik.Eigenschaften | 66 | 131 | 113 | 115 |
| TB (kg/cnT) | 230 | 250 | 240 | |
| EB (96) | 115 | 67 | 67 | 68 |
| Hs | 58 | |||
| WärmebeständiKkeit | +8 | 110 | 121 | 114 |
| Ar <Tb> (96) | 62 | 61 | 55 | |
| AR (EB) (96) | 20 | +9 | +9 | +7 |
| Δ Hs | ||||
| ölsbeständifckeit | -26 | 26 | 30 | 41 |
| AV (96) | ||||
| Kältefestipkeit | -27 | -37 | -39 | |
| Tb (°c) |
0 3 ; Γ 3 9/0598
29A93A1
In einen 40 1 Autoklaven werden 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g PVA, 21,6 g Natriumacetat, 32,4 g
Rongalit, 1,08 g Äthylendiamin-tetraessigsäure und 0,54 g Eisen(II)-sulfat,gegeben. Vinylacetat wird unter Rühren
zugesetzt, um die Mischung zu emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoffgas gespült und das Äthylenmonomere von oben
unter Druck eingeleitet. Der Partialdruck des Äthylens variiert in den Beispielen in einem Bereich von 30 bis
150 kg/cm bei einer Polymerlsationstemperatur von 45°C.
Dann werden eine Mischung von n-Butylacrylat, 2-Methoxyäthylacrylat und 162 g Glycidylmethacrylat sowie eine
1#ige wäßrige Lösung von Ammoniumpersulfat durch verschiedene Einlasse tropfenweise zugegeben. Die Zugabe erfolgt
während θ bis 12 h, wobei die Polymerisation stattfindet. Die Gesamtmenge an Vinylacetat, n-Butylacrylat und 2-Methoxyäthylacrylat beträgt 10,8 kg, wobei die Verhältnisse
der Monomeren in den Beispielen variieren. Nach der Polymerisation wird restliches Monomeres entfernt und
die resultierende Emulsion mittels einer wäßrigen Boraxlösung koaguliert. Das Produkt wird abgetrennt, entwässert
und auf Walzen getrocknet, um das Copolymere zu erhalten. Die Zusammensetzungen und Ausbeuten der Copolymeren sind
In Tabelle 10 zusammengestellt. Jedes Copolymere wird mit den folgenden Additiven vermischt. Die Mischung wird mittels 8 Zoll (ca. 20 cm)-Walzen bei 40°C verknetet, 30 min
bei 1700C preßvulkanisiert und 8 h bei 150°C in einem Geerofen nachvulkanisiert. Man erhält vulkanisierte Platten
mit den Abmessungen 15 cm χ 15 cm und einer Dicke von 2 mm. Die physikalischen Eigenschaften jeder Probe werden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 aufgeführt.
0 3 P .■ .5 3 / 0 5 9 8
| - 33 - | 19 | 21 | 2949341 | 5 | 32 | |
| Bsp.25 Bsp.26 | 30 | 23 | ||||
| 32 | Gew.Teile | 19 | ||||
| Copolymer es | 53 | 17 | 100 | 26 | ||
| Antioxidans (NOCRAC TNP) | 20 | 0.9 | 1 | 1.0 | ||
| Stearinsäure | 17 | 11,1 | 1 | 11,3 | ||
| Ruß FEF | 10 | 1 | ||||
| Ammoniumbenzoat | Tabelle | 0.9 | 115 | 1 | 108 | |
| 10,5 | 200 | 210 | ||||
| 61 | 58 | |||||
| Zusammensetzung (Gew.T.) | 129 | |||||
| Vinylacetatkomp. | 190 | 100 | 111 | |||
| n-Butylacrylatkomp. | 68 | 83 | 85 | |||
| 2-Methoxyäthylacrylatkomp | +2 | +4 | ||||
| Äthylenkomp. | 103 | |||||
| Glvcidvlmethacrylatkomp. | 87 | 28 | 43 | |||
| Ausbeute (kg) | +2 | |||||
| Physik.Eigensch. TB (kg/cnr) |
-39 | VrIB.13 VßlB.14 | -38 | |||
| E3 (96) | 21 | Beispiele 27. 28 und Vereleichsbeisüiel 1 | ||||
| Hs | 53 | |||||
| Wärmebeständi&keit | -11 | 19 | ||||
| Ar (I8) <*> | 26 | |||||
| Ar (Eb) (96) | 2 | |||||
| 1.1 | ||||||
| ölbeständißkeit | 10,0 | |||||
| üV (56) | ||||||
| Kältefestiekeit | 124 | |||||
| Tb (0C) | 180 | |||||
| 75 | ||||||
| 109 | ||||||
| 90 | ||||||
| +2 | ||||||
| 13 | ||||||
| -4 |
Gemäß dem Verfahren von Beispiel 25 werden Jeweils Copolymere hergestellt, wobei jedoch Äthylen unter einem Partialdruck von 50 kg/cm bei einer Polymerisationstemperatur
von 55°C eingeleitet wird und wobei die Verhältnisse von
Vinylacetat, n-Butylacrylat, 2-Methoxyäthylacrylat, Äthylen
und Glycidylmethacrylat variiert werden. Durch Vermischen
030039/0598
des Copolymeren mit den folgenden Additiven werden jeweils
vulkanisierte Platten hergestellt und deren physikalische Eigenschaften bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11
| MMah QW* «H«* «· V | Zusammensetzung(Gew.Teile) | her- | Gew.Teile | 16 | VkIB.15 |
| Copolymeres | Vinylacetatkomp. | 100 | |||
| Antioxidans (NOCRAC NS-6) | n-Butylacrylatkomp. | 1 | 44 | ||
| Stearinsäure | 2-Methoxyäthylacrylatkomp. | rabelle 11 | 1 | 21 | |
| Ruß SRF-LM | Äthylenkomp. | Bsp. 27 | 60 | 25 | |
| Weichmacher (Emuigen 109P, | Glycidylmethacrylatkomp. | 10 | |||
| gestellt von Kao Soap) | Ausbeute (kg) | 45 | 7 | 5.7 | |
| Hexamethylendiamlncarbamat |
Physik.Eigenschaften
TB (kg/cm2) |
22 | 1 | 10,9 | |
| r | EB (96) | 24 | |||
| Hs | 9 | Bsp.28 | 130 | ||
| ölbeständi/dceit | 0,7 | 75 | |||
| Δ V (*) | 10,7 | 49 | 79 | ||
| Kältefestigkeit | 17 ' | ||||
| Tb (0C) | 102 | 21 | 19 | ||
| 260 | 13 | ||||
| 57 | 4,1 | -18 | |||
| 10,6 | |||||
| 20 | |||||
| 113 | |||||
| -17 | 160 | ||||
| Beispiele 29 bis 31 und Vergleichsbeispiel | 72 | ||||
| 21 | |||||
| -16 |
In einen 40 1 Autoklaven werden jeweils 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g PVA, 21,6 g Natriumacetat,
34,2 g Rongalit, 1,08 g Äthylendiamin-tetraessigsäure und
030039/0598
0,5Ag Eisen(II)-s\ilfat,gegeben. Die Lösung wird jeweils
mit 5,A kg Vinylcarboxylat versetzt, wobei man rührt, um die Mischung zu emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoffgas gespült und das Äthylenmonomere von oben unter
Druck eingeleitet. Der Druck des Äthylens wird bei 45°C auf 50 kg/cm eingestellt. Dann werden eine Mischung ν ·η
2,7 kg n-Butylacrylat, 2,7 kg 2-Methoxyäthylacrylat un'i
162 g Glycidylmethacrylat sowie eine 1#ige wäßrige Lösung
von Ammoniumpersulfat durch verschiedene Einlasse tropfenweise zugegeben. Die Zugabe erfolgt während 8 bis 10 h,
wobei die Polymerisation stattfindet. Nach der Polymerisation wird das restliche Monomere entfernt und die resultierende Emulsion des Copolymeren mittels einer wäßrigen
Boraxlösung koaguliert. Da« Produkt wird abgetrennt, entwässert und auf Walzen getrocknet, um das Copolymere zu
erhalten. Die Zusammensetzung und die Ausbeuten an Copolymeren sind in Tabelle 12 zusammengestellt. Jedes Copolymere
wird mit den folgenden Additiven vermischt. Die Mischung wird mittels 8 Zoll (ca. 20 cm)-Walzen bei 50°C geknetet
und 30 min bei 16O°C preßvulkanisiert. Man erhält eine vulkanisierte Platte mit den Maßen 15 cm χ 15 cm und
einer Dicke von 2 mm. Die physikalischen Eigenschaften jeder Probe werden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12
aufgeführt.
Gew. Teile
Ruß HAF 40
0 3 " ? 9 / 0 5 9 8
| - 36 · | 30 | 12 | 2949341 | VkIB.16 | |
| Tabelle | 28 | Bsp.30 | Vinyl- | ||
| Bsp.29 | . 33 | Vinyl | caproat | ||
| Vinyl | 9 | propionat | Bsp.31 | ||
| Typ des Vinylcarboxylats | acetat ] | 0,9 | Vinyl | 27 | |
| Zusammensetzunß_(Gew.Teile) | 10,5 | 30 | acetat | 27 | |
| Vinylcarboxylatkomp. | 27 | 38 | |||
| n-Butylacrylatkomp. | 132 | 34 | 29 | 8 | |
| 2-Methoxyäthylacrylatkomp | 190 | 7 | 28 | 0,9 | |
| Äthylenkomp. | 62 | 0,9 | 35 | 9,7 | |
| Glycidylmethacrylatkomp. | 9,9 | 8 | |||
| Ausbeute (kg) | 105 | 1,0 | 72 | ||
| Physik.Eigenschaften | 63 | 115 | 10,1 | 300 | |
| TB (kg/cm2) | +7 | 210 | 47 | ||
| EB (#) | 59 | 98 | |||
| Hs | 25 | 250 | 119 | ||
| WärmebeständlRkeit | 107 | 53 | 53 | ||
| AR (TB) (%) | -26 | 60 | +14 | ||
| AR (EB) (#) | +8 | 112 | |||
| Δ Hs | 59 | 42 | |||
| Ölbeständiflkeit | 27 | +11 | |||
| Δ V (#) | -49 | ||||
| Kältefestißkeit | -38 | 30 | |||
| Tb (0C) | |||||
| Beispiel 32 | -42 | ||||
In einen 40 1 Autoklaven gibt man 16,2 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 530 g PVA, 21,6 g Natriumacetat, 32,4 g
Rongalit, 1,08 g Äthylendiamin-tetraessigsäure und 0,54 g Eisen(II)-sulfat. Dann werden 5,4 kg Vinylacetat unter
Rühren zugesetzt, um die Mischung zu emulgieren. Der Autoklav wird mit Stickstoffgas gespült und das Äthylenmonomere
von oben unter Druck eingeleitet. Der Partialdruck des Äthylens wird bei einer Polymerisationstemperatur Von 45°C
03. ; 9/0598
auf 50 kg/cm eingestellt. Sodann werden eine Mischung aus
2,7 kg 2-Äthylhexylacrylat und 2,7 kg 2-Methoxyäthylacrylat
und 216 g Vinylchloracetat sowie eine 1#ige wäßrige Lösung von Ammoniumpersulfat durch verschiedene Einlasse tropfenweise eingeleitet. Die Zugabe erfolgt während 8 bis 10 h,
wobei die Polymerisation stattfindet. Nach der Polymerisation wird das restliche Monomere entfernt und die resultierende Emulsion des Copolymeren mittels einer 3#igen wäßrigen
Boraxlösung koaguliert. Das Produkt wird abgetrennt, entwässert und auf Walzen getrocknet, um das Copolymere zu
erhalten. Die Zusammensetzung des Copolymeren ist in Tabelle 13 aufgeführt. Die Ausbeute beträgt 10,7 kg. Das
Copolymere wird mit den folgenden Additiven vermischt. Die Mischung wird bei 50°C mittels 8 Zoll (ca. 20 cm)-Walzen
verknetet und dann 30 min bei 16O°C preßvulkanisiert. Man erhält eine vulkanisierte Platte mit den Abmessungen
15 cm χ 15 cm und einer Dicke von 2 mm. Die physikalischen Eigenschaften der Probe werden bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 13 aufgeführt.
03UU39/0598
| - 38 - | Zusammensetzung (Gew.Teile) | 2949341 | ■■ | 111 |
| Tabelle 13 | Vinylacetatkomp. | 420 | ||
| 2-Äthylhexylacrylatkomp. | Beispiel 32 | 57 | ||
| 2-Methoxyäthylacrylatkomp. | ||||
| Äthylenkomp. | 43 | 98 | ||
| Vinylchloracetatkomp. | 21 | 83 | ||
| Additive (Gew.Teile) | 24 | +3 | ||
| Copolymeres | 12 | |||
| Antioxidans (NOCRAC 224) | 1,4 | 30 | ||
| Stearinsäure | ||||
| Ruß FEF | 100 | -20 | ||
| Calciumcarbonat | 1 | |||
| Triäthylentetramin | 1 | |||
| Phvsik. Eigenschaften | 20 | |||
| TB (kg/cm*) | 60 | |||
| EB (X) | 1 | |||
| Hs | ||||
| WärmebeständiKkeit | ||||
| AR (TB) (X) | ||||
| AR (EB) (%) | ||||
| Δ Η8 | ||||
| ölbestöndifckeit | ||||
| Δ V W) | ||||
| Kältefestißkeit | ||||
| Tb (0C) |
03ÜÜ39/0598
Es wird eine Kautschukmasse geschaffen, die ein vernetztes
Copolymeres enthält, welches folgende Komponenten umfaßt: Typ I
15 bis 40 Gew;Teile eines Vinylcarboxylats der Formel (I);
60 bis 85 Gew.Teile eines Alkoxyalkylacrylats der Formel (II);
0 bis 15 Gew.Teile Äthylen; (100 Gew.Teile einer Gesamtmenge
der genannten drei Komponenten);
0 bis 5 Gew.Teile Komponenten der Formeln (III), (IV) oder
(V);
Typ II
15 bis 55 Gew.Teile eines Vinylcarboxylats der Formel (I);
5 bis 20 Gew.Teile Äthylen; ein Alkylacrylata der Formel
(II'); «in Alkoxyalkylacrylat der Formel (II) (100 ,Gew.-Teile einer Gesamtmenge der genannten vier Komponenten,
wobei das Gewichtsverhältnis des Alkoxyalkylacrylats (II) zu dem Alkylacrylat (II') größer als 0,8 ist);
0 bis 5 Gew.T.Komponenten der Formeln (III), (IV) oder (V);
(I) RCOO-CH=CH2
wobei R für eine C, ^-Alkylgruppe steht;
(II) CH2=CHCOO-R1-0-R2
wobei R1 für eine C^-Alkylengruppe steht und R2
eine C1-Zf-Alkyl- oder Alkoxyalkylgruppe bedeutet;
(III) CH2=CHCOO-R6
wobei Rg für eine C, Q-Alkylgruppe steht;
(III) CH9=C-COO-CH5-CH-CH0
R \ /
R3 0
wobei R-, fUr ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe steht;
030039/0598
(IV) Ra-O9
wobei R4 für eine Vinyl-, Allyl- oder Methallylgruppe steht;
(V) CH2=CH-O-R5
wobei R5 für eine CH2Cl-CH2- oder OlgCl-CO-Gruppe
steht.
030039/0598
Claims (11)
1A-3068
DKK-24
DENKI KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Tokyo, Japan
Kaut a chukmas sβ
Patentansprüche
. 1. Kautschukinasse, umfassend ein vernetztes Copolymeres, dadurch gekennzeichnet, daß es die Komponenten
des Typs I oder des Typs II umfaßt: Typ I
15 bis 40 Gew.Teile eines Vinylcarboxylats der Formel (I);
60 bis 85 Gew.Teile eines Alkoxyalkylacrylat der Formel(II); 0 bis 15 Gew.Teile Äthylen; (lOOGew.Teile einer Gesamtmenge
der drei Komponenten);
0 bis 5 Gew.Teile der Komponenten der Formel (III), (IV)
oder (V);
Typ II
15 bis 55 Gew.Teile eines Vinylcarboxylats der Formel (I);
5 bis 20 Gew.Teile Äthylen; ein Alkylacrylat der Formel
030039/0598
ORIGINAL INSPECTED
(II1); ein Alkoxyalkylacrylat der Formel (II) (100 Gew.Teile einer Gesamtmenge der genannten vier Komponenten, wobei
das Gewichtsverhältnis des Alkoxyalkylacrylats (II) zu dem Alkylacrylat (II1) mehr als 0,8 beträgt);
0 bis 5 Gew.Teile Komponenten der Formel (III), (IV) oder (V);
(I) RCOO-CH=CH2
wobei R für eine Cj^-Alkylgruppe steht;
(II) CH2=CHCOO-R1-0-R2
wobei R1 für eine C^^-Alkylengruppe steht; und
R2 eine C1-^-AIkVl- oder Alkoxyalkylgruppe bedeutet;
(III) CH2=CHCOO-R6
wobei Rg für eine C, Q-Alkylgruppe steht;
(III) CH5=C-COO-CHp-CH-CH5
R \ /
R3 0
wobei R, für ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe steht;
(IV) R.-0-CHp-CH-CH-p
wobei R^ für eine Vinyl-, Allyl- oder Methallylgruppe steht;
(V) CH2=CH-O-R5
wobei R5 für eine CH2Cl-CH2- oder CH2Cl-CO-Gruppe
steht.
2. Kautschukmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymere die Komponenten des Typs I
umfaßt:
Typ I
15 bis 40 Gew.Teile eines Vinylcarboxylats der Formel (I);
60 bis 85 Gew.Teile eines Alkoxyalkylacrylats der Formel(II);
0 bis 15 Gew.Teile Äthylen; (100 Gew.Teile einer Gesamtmenge der drei Komponenten);
0 3 0 ' '-i 9 / 0 5 9 8
O bis 5 Gew.Teile Komponenten der Formel (III), (IV)
oder (V);
(I) RCOO-CH=CH2
wobei R für eine C1 -/(-Alkylgruppe steht;
(II) CH2=CHCOO-R1-0-R2
wobei R1 für eine C^^-Alkylengruppe steht und R2
eine C1_^-Alkyl- oder Alkoxyalkylgruppe bedeutet;
(III) CH5=C-COO-CH5-CH-CH5
R3 V
wobei R, für ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe steht;
(IV) R^1-O-CH5-CH-CH5
wobei R^ für eine Vinyl-, Allyl- oder Methallylgruppe steht;
(V) CH2=CH-O-R5
wobei R5 für eine CH2Cl-CH2- oder CH2Cl-CO-Gruppe
steht.
3. Kautschukmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymere die Komponenten des Typs II
umfaßt:
Typ II
15 bis 55 Gew.Teile eines Vinylcarboxylats der Formel (I);
5 bis 20 Gew.Teile Äthylen; ein Alkylacrylat der Formel
(II1)» «in Alkoxyalkylacrylat der Formel (II) (100 Gew.-Teile einer Gesamtmenge der vier Komponenten, wobei das Gewichts verhältnis des Alkoxyalkylacrylats (II) zu dem Alkylacrylat (II1) mehr als 0,8 beträgt);
0 bis 5 Gew.Teile Komponenten der Formel (III), (IV) oder
(V);
030-9/0598
(I) RCOO-CH=CH2
wobei R für eine C1^^-Alkylgruppe steht;
(II1) CHgCHCOO-R6
wobei Rg für eine C, Q-Alkylgruppe steht;
(II) CH2=CHCOO-R1-O-R2
wobei R1 für eine C1 /-Alkylengruppe steht und R0
eine C1_^-Alkyl- oder Alkoxyalkylgruppe bedeutet;
(III) CH0=C-COO-CH0-CH-CH0
h V
wobei R, ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet;
(IV) RA-0-CHo-CH-CH0
4 2 \ / 2
wobei R4 für eine Vinyl-, Allyl- oder Methallylgruppe steht;
(V) CH2=CH-O-R5
wobei R5 für eine CH2Cl-CH2- oder CH2Cl-CO-Gruppe
steht.
4. Kautschukmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3»
dadurch gekennzeichnet, daß ihr ein Vernetzungsmittel in einem Verhältnis von 0,3 bis 10 Gew.96, bezogen auf das
Copolymere, einverleibt ist.
5. Kautschukmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel vom Peroxidtyp ist oder ein
epoxldringspaltendes Mittel ist.
6. Kautschukmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihr ein verstärkender Füllstoff in einem Verhältnis von 10 bis 200 Gew.Ji, bezogen auf
das Copolymere, einverleibt ist.
0 3·,: 3 3/0598
29A9341
7. Kautschukmasse nach Anspruch c>, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkende Füllstoff
Ruß, Rieselsäure, Ton, Calciumcarbonat oder Talkum 1st.
8. Kautschukmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ihr ein Antioxidans einverleibt
ist.
9. Kautschukmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Additive mittels eines nassen Masterbatchverfahrens einverleibt sind.
10. Kautschukmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 9»
dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kautschuk, welcher aus der Gruppe EPDM-Kautschuk, NBR-Kautschuk, Chloroprenkautschuk,
Naturkautschuk, SB-Kautschuk, Butadienkautschuk, Butylkautschuk und Isoprenkautschuk ausgewählt
wird, dem Copolymeren zugemischt ist.
11 . Kautschukmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man sie durch
Vulkanisation in der Presse erhält.
0 3 ■; ; ? 9 / ο 5 9 8
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