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Kautschukschlauch
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kautschukschlaue"; mit ölUest,ndigen
Innen- und Aussenschichten, die ein verbessertes Widerstandsverrnögen gegenüber
qualìtätsverschlechtertem Benzin und niedrgen Temperaturen aufweisen.
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Bei Automobilen wird die Kraftstoffpumpe öfter in den Kraftstofftank
eingebaut. In diesen Fällen muß der an die Kraftstoffpumpe angeschlossene Schlauch
ölbeständige Innen- und Aussenschichten aufweisen.
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Darüberhinaus muß der Kraftstoffschlauch ein gutes Widerstandsvermögen
gegenüber qualitätsverschlechtertem Benzin und niedrigen Temperaturen besitzen.
Die Qualitätsverschlechterung des Benzins wird durch die hohen Temperaturen im Motorraum
verursacht. Das Widerstands-
vermögen gegenüber niedrigen Temperaturen ist aufgrund
der Verbreitung von Kraftfahrzeugen in kalten Gegenden erforderlich geworden. Bislang
existiert kein Kautschukschlauch mit Innen- und Aussenschichten, die diesen Anforderungen
gerecht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ölbeständigen Kautschukschlauch
mit Innen- und Aussenschichten zu schaffen, die aus einem Vulkanisat aus teilweise
hydriertem, ungesättigten Nitril-konjugiertem Dien-Copolymerisat hergestellt sind,
wobei mindestens 50% der konjugierten Dien-Einheiten hydriert sind, oder aus einem
Vulkanisat aus diesem Copolymerisat und PVC-Harz und/oder f!;i ,ig>m N.
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Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines ölbeständigen Kautschukschlauches
mit ölbeständigen Inn- und Aussens@nichten, die ein gutes Wie @standsvermögen gegen
qualitätsverschlechtertes Benzin und nied@ige Temperaturen aufweisen.
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Ferner soll durch die Erfindung ein Kautschukschlauch geschaffen werden,
d: in einem an eine in einen Kraftstofftank eingebaute Kraftstoffpumpe angeschlossenen
Zustand eine lange nutzbare Lebensdauer besitzt.In einen derartigen Zustand ist
sowohl die Innenschicht a. auch die Aussenschicht des Schlauches Benzin ausgesetzt.
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Schlieβlich soll durch die die Erfindung ein Kautschukschlauch
geschaffen werden, der bei Verwendung in extrem kalten Gegenden eine lange nutzbare
Lebensdauer besitzt.
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Die vorstehend genau nute Aufgabe wird durch einen Kautschukschlauch
nach den Paüentänsp küchen gelöst. Der erfindungsgemäße Schlauch ist nicht nur in
bezug auf sein Widerstandsvermögen gegenüber qualitätsverschlechteftem Benzin sondern
auch in bezug auf sein Widerstandsvermögen gegenüber derFortpflanzung von Rissen
überlegen. Dieses Verhalten wird erreicht, indem in den Kautschukanteil Polyv inylchlorid
und/oder flüssiges NBR eingearbeitet wird.
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Die Er#indungwird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Die einzige Figur zeigt eine
perspektivische Ar sicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kautschukschlauches.
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Die Innenschicht 1 und die Aussenschicht 3 des in Figur 1 dargestellten
Kautschukschlauches b stehen aus einem Vulkanisat aus teilweise hydriertem, ungesättigten
Nitril-Copolymet-Kautschuk (hiernach als hydrierter NBR bezeichne) oder aus einem
Vulkanisat eines Polymers, das sich aus hydriertem NBR und/oder flüssigem NBR zusa
mensetzt, wie nachfolgend erläuterlt. ;
(a) Hydrierter NBR bei NBF
handelt es sich um einen Kautschuk au; der Basis eines unter sättigen Nitril-konjugierten
Dien-Copolymerisates, das in üblicher Weise durch EmlJlsiorlspolymerisation oder
LösunqsDolymerisation hergestellt ist, wobei mindestens 50% der konjugierten Dien-Einheiten
hydriert sind. Weng der Grad der Hydrierung geringer ist als 50%, werden die Eigensch
octen der Erfindung nicht erzielt. 100% Hydrierung sin möglich; es ist jedoch eine
geringere Hydrierung als 98% wünschenswert, um bei einer Schwefetvulkanisierung
eine geeignete A@swertungsgeschwindigkeit zu erreichen.
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Der zu hydrierende Copolymer-Kautsch.< wird hergestellt, indem
eine ungesättigtes Nitril, beispielsweise Acrylnitril und Methacrylnitril, mit mindestens
einem konjugierten Dien, beis@@elsweise 1,3-Butadien, Isopren und 1,3-Pe-itadien
copolymerisiert wird oder indem das vorstehend erwähnte ungesattigto Nitril mit
einem konjugierten Dien copolymerisiert wird, das teilweise durch einen Methylester,
Butylester und 2-Rithylhesylester von ungesättigten Karbon@äuren substituiert ist,
wie beis@ielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure und Itaconsäure, oder
mit N-Methnlolacrylamid. Beispiele von derartigen Copolymer-Kautschukarten umfassen
Acrynitril-Butadien Cupolymerkautschuk, Acrylnitril-Isoprencopolymerkautschuk, Acrynitril-Butaklen-Isoptencopolymerkautschuk,
Acrylnitril-Butaddien-Methylacrylatcopolymerkautschuk, Acrylnitril-Butadien-Methylacrylatte
rpolymerkautschuk und Acrylnitril-Butadlen-Butylacrylate rpolymerkautschuk. Besonders
geeignet ist ein Actyinitril-Butaoïencopolymerkautschuk. Der Anteil des ungesättigten
Nitrils im hydrierten NBR beträgt normalerweise 10 - 70 Gewichtsprozent und wird
in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck und der Mischbarkeit mit PVC bei den nachstehend
erwähnten Polymerisaten (b), (c) und (d) festgelegt.
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(b) Polymerlsat aus dem vorstehend erwähnten hydrierten NBR (a) und
Polyvi nylchloridharz (hiernach als PVC bezeichnet)
das PVC umfasst
Polyvi nylchlorid und Copolymerisate von Vi nylchlorid sowie Vi nylacetat oder andere
monoolefinischen Mount zieren. Das PVC wird in den hydrierten NBR in einer Menge
eingearbeitet, die größer ist als 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 20 Gewicht«prozent
(bezogen auf das Gesa-ntgewicht). Wenn die Menge. geringer ist als 5 Gewichtsprozent,
besitzt der entstehende ';chlaG n kei, zilfriedenstellendes Widerstandsvermögen
gegen. ber qualitätsverschlechtertem Benzin. Je größer die eingearbeitete PVC-Menge
ist, desto stärker werden di- dem Harz zuzuschreibende Eigenschaften in den Vordergrund
gerückt. t'aturgerriäß ist jedoch eine Grenze vorhanden, an der die Kautschukkomposition
zwar noch vulkanisiert werden kann, der vulanisierte Kautschuk jedoch schlechte
Eigenschaften aufweist. Die Menge an PVC soll in Abhängigkeit von dem Einsatzzweck
und den entsprecnenden Erfordernissen festgelegt werden. Die Obergrenze liegt normalerweise
bei 60 Gewichtsprozent. Das PVC wird unter Verwendung eines Rollen-oder Banburymicchers
oder durch Mischen in Lösung mit nachfolgender Ausfällung und Trocknung in den hydrierten
NBR eingearbeitet.
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(c) Polymerisat aus dem hydrierten NBR (a) und einem flüssigen ungesättigten
Nitril-konjugiertem Dien-Copolymer mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
500 - 10.00kl (hiernach als flüssiger NBR bezeichnet).
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Jeder flüssige NBR, der ein durchschnittliches Molekulargewicht besitzt,
das geringer ist als 500, wird in einfacher Wo :sie durch Lösungsmittel aus dem
Polymerisat extrahiert und besitzt kein Widerstandsvermögen in bezug auf die Fortpflanzung
von Rissen. Andererseits verbessert auch flüssiger NBR mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht größer als 10.000 nicht das Widerstandsvermögen gegenüber der Fortpflanzung
von Rissen etc. Ein bevorzugter Wert ist daher 1.000 - 5.000.
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Um eine gute Mischbarkeit mit dem hydrierten NBR und die verbesserten
Eigenschaften der Erfindung zu erreichen, sollte der flüssige NBR zu 10 - 70 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 20 - 50 Gewichtsprozent, aus ungesättigtem Nitril, 20 - 80 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 25 - 75 Gewichtsprozent, aus konjugiertem Dien und 0 - 20 Gewichtsprozent,
vorzugsweise
0,1 - 15 Gewichtsprozent, aus einem Vioylmonomeren bestehen, das mit dem ungesättigtE
Nitril und dem koniugierten Dien copolymerislerbar ist. Das ung@ät@@@e Nit@il und
das konj@@@te Di@@ so@@@@ @abei wie unter dem K@pit@@ hydrierte@ NBR'erwähnt beschaffen
sein. Ein bevorzugtes ungesättig@@@ Nit@il ist Acryinit@@l, und ein bevorzugtes
konj@giertes Dien ist Butadien oder Isopren. Das Vi nyl@onomer, @@@ mit dem ungesältigten
Nitril und dem @onjugierten Dien copolyme@@-sier@ar ist, umf @st beispielsweise
ungesättigte Karborsäuren, wie Acrvlsäure, Methacrylsäure und Itaconsäure cowie
deren Ester 1; Vinylpyridinmonomere, beispielsweise 2-Vinylpyridin; und N-Methyloacrylamid.
Bevorzugt werden Acryls#ur@ und Methacrylsäure. Der flüssige N' wird in de hydrierten
NBR in einer Menge eingearbeitet, die größer ist als 2 Gewichtsp@@ent (bezogen au
das Gesamtgewicht). Wenn die Menge geringer ist als 2 Gewichtsprozent, reicht die
Wirkung des flüssigen NBR nicht aus. Die Obergrenze liegt bei etwa 50 Gewichtsprozent
(bezogen auf das Gesam jewicht), bei der das entstehende Polymerisat: eine äußerst
nledrige V@@@@si@ät und schlechte physikalische E@ @schafter, beispielweise unter
Dauerdruckbelastung, besitzt. Der flüssige NBR kann inder speichen Weist wie unter
(b) erwähnt in den hydrierten NBR eingearbeitet werden.
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(d) Polymerisat bestehend aus dem Polymerisat (c) (das sich aus dem
hydrierten NBR und dem flüssigen NBR zusammensetzt) und PVC Das PVC, dessen Menge
und Einbringungsverfahren entsprechen Kapitel (b). Mit anderen Wortn, das PVC umfasst
Polyvinylchlorid, Copolymerisate von Vinylchlorid und Vinylacetat oder andere monoolefinische
Monomere. Das PVC wird in das Polymerisat aus dem hydrierten NBR und dem flüssigen
NBR in einer Menge eingearbeitet, die größer ist als 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise
etwa 20 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht).
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Der vorstehend erwähnte hydrierte NBR (a) und die Polymerisate (b),
(c) und (d), die in erster Linie aus hydriertem iBP bestehend, können zusammen mit
üblichen Hilfsmatenalien eingearbeitet werden, wie beispielsweise anorganischen
Füllmaterialien, wie Russ, Siliciumdioxid
und Metalloxiden; organischen
Füllmaterialien, wie Lignin; Weichmachern; Flastifikatdren; Farbmitteln, zusammen
mit einer geeigneten Menge ar Schwefel oder peroxidischen Vulkanisationsmitteln
und Vulkanisationsbeschleunigern.
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Der erfindungsgemäße Kautschukschlauch wird in der fol ,enden Weise
hergestellt: Zuerst wird die Innenschicht 1 durch Extrudieren des vorstehend erwähnten
Polymerisates geformt, dann die beflochtene Verstärkungsschicht 2, dann wird ein
Klebemittel aufgebracht, dann die Aussenschicht 3 durch Extrudieren des vorstehend
erwähnten Polymerlsates geformt und schließlich der Schlauch vulkanisiert.
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Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einem
dreischichtigen Kautschukschlauch beschrieben, der aus einer Innenschicht 1, einer
beflochtenen Verstärkungsschicht 2 und einer Aussenschicht 3 besteht. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf einen derartigen Schlauch beschränkt. Vielmehr soll die Erfindung
alle mehrschichtigen Kautschukschläuche abdecken, die beispielsweise zusätzlich
zu der Innenschicht und der Aussenschicht eine Zwischenschicht aufweisen.
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Erfindungsgemäß wird somit ein ölbeständiger Kautschukschlauch vorgeschlagen,
der eine Innen- und eine Aussenschicht aufweist, die aus einem Vulkanisat einer
Kautschukverbinoung aus teilweise hydriertem, ungesättigten Nitril-konjugiertem
Dien-Copolymerisat bestehen, bei der mindestens 50% der konugierten Dien-Einheiten
hydriert sind, oder die aus einem Vulkanisat einer Kautschukverbindung bestehen,
die sich aus dem erwähnten Copolymerisat und Polyvi nylchloridharz und/oder flüssigem
NBR zusammensetzt. Ein derartiger Kautschukschlauch weist ein verbessertes Widerstandsvermögen
gegenüber qualitätsverschlechtertem Benzin und niedrigen Temperaturen auf und ist
für Kraftstoffleiturigen von Automobilen geeignet, bei denen die Kraftstoffpumpe
in den Kraftstofftank eingebaut ist und sowohl die Innenseite als auch die Aussenseite
des Kraftstoffschlauches Benzin ausgesetzt sind.