DE3343184C2 - Vulkanisierbare Polymermasse, Verfahren zu deren Herstellung sowie aus dieser Masse hergestelltes Vulkanisat - Google Patents
Vulkanisierbare Polymermasse, Verfahren zu deren Herstellung sowie aus dieser Masse hergestelltes VulkanisatInfo
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Description
Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen
Gegenstand.
Gemisch aus Polyvinylchlorid und Nitrilkautschuk (Copolymere)
von Butadien und Acrylonitril) sind bekannt und finden die
verschiedensten Anwendungen.
In der japanischen Patentanmeldung Nr. 57072/855 wird eine
antistatische Beschichtung für einen gedehnten Polyethylenterephthalatfilm
angegeben, die eine Nitrilkautschukbeschichtungszusammensetzung
enthält, welche ein antistatisches Mittel
umfaßt. Der Nitrilkautschuk ist ein Acrylnitrilbutadiencopolymer.
Die Nitrilkautschuk-Beschichtungszusammensetzung
kann ebenfalls Polyvinylchlorid, Vinylchloridvinylacetatcopolymere
und ähnliche Copolymere enthalten.
Derartige Gemische
werden oftmals mit üblichen Schwefel- oder Peroxid-Härtungsmittelsystemen
vermischt und gehärtet zur Bildung von
Vulkanisaten, die eine gute Lagerungs- und Farbstabilität,
gute Ozon- und Wetterbeständigkeit, gute Ölbeständigkeit,
Hitzebeständigkeit und Abriebfestigkeit aufweisen. Derartige
Vulkanisate sind auf den verschiedensten Anwendungsgebieten
einsetzbar, z. B. als Draht- und Kabelummantelungen,
Schuhsohlen, Schlauchbeschichtungen, Druckwalzenüberzüge
und die als "spinning cots" bekannten Spinnwalzenüberzüge.
Carboxylierter Nitrilkautschuk (Copolymere aus Butadien,
Acrylonitril und einer oder mehreren α-β-ungesättigten
Carbonsäuren) ist zum Ersatz eines Teils oder der Gesamtmenge
des Nitrilkautschuks in diesen Gemischen verwendbar
unter Erzielung von Vulkanisaten, die für Anwendungsgebiete
geeignet sind, in denen hohe Zugfestigkeit erforderlich ist,
z. B. in den genannten Spinnwalzenüberzügen.
Gemische aus Polyvinylchlorid mit Nitrilkautschuk und/oder
carboxyliertem Nitrilkautschuk werden in der Regel hergestellt
durch trockenes Vermischen der Polymere, gewünschtenfalls
zusammen mit Kompoundier-Komponenten, bei erhöhten
Temperaturen für eine ausreichend lange Zeitspanne und
bei einer ausreichend hohen Temperatur, um das Aufschmelzen
oder Fließfähigmachen des Polyvinylchlorids und das innige
Vermischen der Komponenten sicherzustellen. Auf diese
Weise gewonnene Gemische werden von der Fachwelt als Flax- oder
Schmelzflußmischungen bezeichnet und in der Regel Gemischen
dieser Polymere vorgezogen, die durch Vermischen in Latexform
hergestellt sind. Die Schmelzflußmischungen können
anschließend mit üblichen Schwefel- oder Peroxyd-Härtungsmittelsystemen
und anderen Kompoundierkomponenten vermischt,
in die gewünschte Gestalt des Endproduktes verformt
und zur Härtung desselben erhitzt werden.
Auf bestimmten Anwendungsgebieten erweist es sich als
wünschenswert, Vulkanisate von Schmelzflußmischungen
einzusetzen, die eine verbesserte Kombination von Eigenschaften
in bezug auf Ozonbeständigkeit, Beibehaltung der
Bruchdehnungsfestigkeit beim Altern, und hohe Zugfestigkeit
im gealterten und ungealterten Zustand im Vergleich
zu den üblichen bekannten Vulkanisaten aufweisen.
Die Erfindung betrifft daher die in den Patentansprüchen
angegebenen vulkanisierbaren Polymermassen, das Verfahren
zu deren Herstellung und die Verwendung derselben zur Gewinnung
der Vulkanisate sowie die durch Erhitzen gewonnenen
Vulkanisate.
Die erfindungsgemäßen Vulkanisate haben in der Regel eine
höhere Zugfestigkeit sowohl im gealterten als auch im ungealterten
Zustand, sowie eine bessere Beibehaltung der
Bruchdehnungsfestigkeit beim Altern im Vergleich mit
Vulkanisaten, die aus bekannten Schmelzflußmischungen von
Polyvinylchlorid und carboxyliertem Nitrilkautschuk hergestellt
sind. Das Vorliegen der Polyvinylchloridkomponente
in den Schmelzflußmischungen verleiht außerdem
den erfindungsgemäßen Vulkanisaten eine bessere Ozonbeständigkeit
im Vergleich zu bekannten Vulkanisaten,
die aus Schmelzflußmischungen von carboxyliertem Nitrilkautschuk
und Nylon gewonnen sind.
Beim erfindungsgemäß eingesetzten Polyvinylchlorid kann es
sich um jedes beliebige bekannte Polyvinylchloridharz
handeln. Für die meisten Anwendungszwecke erweist es sich
jedoch als erforderlich, daß die Polymermasse in irgendeiner
Verfahrensstufe vor der Vulkanisation in verschiedene
Gestalten verformt werden muß. Aus diesem Grunde
wird es daher vorgezogen, ein Polyvinylchloridharz mit
niedrigem Molekulargewicht einzusetzen, das eine leichte
Verarbeitbarkeit ermöglicht. Zahlreiche derartige Harze
sind im Handel verfügbar. Polyvinylchlorid, das unter dem
Handelsnamen "Esso PVC 360" von der Esso Chemical Canada
vertrieben wird, liefert zum Beispiel befriedigende
Resultate beim erfindungsgemäßen Einsatz. Die Menge an
Polyvinylchlorid in einer erfindungsgemäßen
Polymermischung beträgt etwa 5-50 Gew.-Teile pro 100
Gew.-Teile des im Polymergemisch vorliegenden Polymeren,
wobei das Gewicht des gesamten Polymeren die Summe der
Gewichte von Polyvinylchlorid, carboxyliertem Nitrilkautschuk
und Nylon ist.
Der erfindungsgemäß eingesetzte carboxylierte Nitrilkautschuk
kann ein üblicher bekannter Kautschuk sein.
Dabei handelt es sich um Copolymere aus Butadien, Acrylonitril
und einer oder mehreren α,β-ungesättigten Carbonsäuren.
Die Carbonsäuren können eine oder mehrere Carboxylgruppen
aufweisen. Im Hinblick auf Kosten und Verfügbarkeit
werden Carbonsäuren bestehend aus Acryl-, Methacryl-,
Fumar-, Malein- und Itaconsäure bevorzugt. Die Copolymere
können nach dem wohlbekannten Freie-Radikal-Emulsionsverfahren
hergestellt werden. Der Acrylonitrilgehalt des
Copolymeren kann etwa 20-40 Gew.-% des Copolymeren ausmachen.
Der Gesamtgehalt an Carbonsäure im Copolymer kann
etwa 0,5-10 Gew.-% des Copolymeren betragen. Butadien
stellt den Rest zu 100 Gew.-% des Copolymeren dar. Das
Molekulargewicht des Copolymeren liegt in der Regel im
Mooney-Bereich (ML 1+4 bei 100°C) von etwa 40 bis 80.
Die Menge an carboxyliertem Nitrilkautschuk in einer
erfindungsgemäßen Polymermasse beträgt etwa 35-75 Gew.-Teile
pro 100 Gew.-Teile des gesamten im Polymergemisch
vorliegenden Polymer.
Beim erfindungsgemäß eingesetzten Nylon kann es sich um
ein beliebiges Nylonprodukt handeln, dessen Schmelzpunkt
weniger als etwa 210°C, vorzugsweise weniger als etwa
195°C beträgt. Nylonprodukte werden bekanntlich auch als
Polyamide bezeichnet und es handelt sich dabei um Kondensationsprodukte
mit wiederkehrenden Amidgruppen. Bei den
Nylonprodukten kann es sich um Homopolymere von Aminosäuren
oder um Copolymere eines oder mehrerer Diamine mit
einer oder mehreren Dicarbonsäuren handeln, wie dem Fachmann
bekannt ist. Unter Verwendung des Standard-Zahlensystems
zur Identifizierung der Nylontypen ist festzustellen,
daß erfindungsgemäß geeignete Nylonprodukte z. B. Nylon-11,
Nylon-12 und Nylon-6,9 sind, deren Schmelzpunkt etwa 194,
179 bzw. 205°C betragen und ebenso die bekannten Mehrkomponenten-
Nylons mit Schmelzpunkten von weniger als
etwa 210°C, z. B. Nylon-6,6/6,10/6 (40/30/30), das einen
Schmelzpunkt von etwa 160°C hat. Die Nylonprodukte mit
niedrigerem Schmelzpunkt werden bevorzugt, da zweckmäßiger
weise die niedrigst mögliche Temperatur beim Schmelzfluß
angewandt wird, um jeden nennenswerten thermischen Abbau
der Komponenten des Polymergemisches, der aufgrund der
erhöhten Temperatur eintreten kann, minimal zu halten.
Im Hinblick auf Kosten und Verfügbarkeit werden Nylon-11
oder Nylon-12 bevorzugt. Die Menge an Nylonprodukt im
erfindungsgemäßen Polymergemisch beträgt etwa 5 bis 50
Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des gesamten im Polymergemisch
vorliegenden Polymer.
Bei den erfindungsgemäß für das Polyvinylchlorid eingesetzten
Stabilisatoren kann es sich um eine oder mehrere
einer beliebigen im Handel verfügbaren Verbindungen bestehend
aus Metallsalzen, organo-metallischen Salzen oder
Seifen oder metallorganischen Verbindungen handeln, die
auf dem Gebiete der Polyvinylchlorid-Stabilisatoren wohl
bekannt sind. Da es sich bei diesen Stabilisatoren um
warenzeichenrechtlich geschützte Materialien handelt, wird
deren exakte chemische Zusammensetzung häufig nicht angegeben.
Eine Beschreibung geeigneter verfügbarer Stabilisatoren
und ein Schema für deren Klassifikation findet sich in
Kapitel 9 der "Encyclopedia of PVC", herausgegeben von
Leonhard I. Nass und erschienen im Verlag Marcel Dekker Inc.
Unter Verwendung des dort angegebenen Klassifikationsschemas
können als erfindungsgemäß geeignete Stabilisatoren
z. B. Bleisalze, gemischte Metallsalze, Organotin-Stabilisatoren
und für spezielle Zwecke geeignete Antimonmercaptide
und Organonickel-Stabilisatoren genannt werden. Bevorzugte
Stabilisatoren sind z. B. die gemischten Metallsalze von Barium/Cadmium
Barium/Cadmium/Zink und Barium/Zink sowie die organotin-
Stabilisatoren. Die Gesamtmenge an Stabilisatoren in einer
erfindungsgemäßen Polymermasse beträgt etwa 1,5-4 Gew.-Teile,
vorzugsweise etwa 2-3 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile
des gesamten im Polymergemisch vorliegenden Polymer.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Antioxidantien für
den carboxylierten Nitrilkautschuk kann es sich um eines
oder mehrere der üblichen bekannten, zum Kompoundieren
von hitzebeständigem Nitrilkautschuk oder carboxyliertem
Nitrilkautschuk verwendeten Antioxidantien handeln. Geeignete
Antioxidantien sind z. B. p-Cumyldiphenylamin,
octyliertes Diphenylamin, polymerisiertes 1,2-Dihydro-
2,2,4-trimethylchinolin, Nickelsalze von Dibutyl- und
Dimethyl-dithiocarbamat, 2-Mercaptobenzimadazol und
Mercaptotolylbenzimidazol und deren Zinksalze, Tris(nonyliertes phenyl)phosphit,
p-Phenylendiamin-Derivate wie z. B.
Di-β-naphthyl, N-Isopropyl-N′-phenyl und N-Phenyl-N′-cyclohexyl-
Derivate, sowie sterisch gehinderte phenolische Antioxidantien
wie z. B. Thiodiethylen-bis(3,5-di-t-butyl-
4-hydroxy)hydrocinnamat und Gemische derselben. Die Gesamtmenge
an Antioxidans im erfindungsgemäßen Polymergemisch
beträgt etwa 0,25-3 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile
des gesamten in der Polymermasse vorliegenden Polymer.
Vorzugsweise wird ein Gemisch von Antioxidantien verwendet,
das etwa 0,4-1 Gew.-Teil Tris(nonyliertes phenyl)phosphit
und etwa 0,5-1 Gew.-Teil Thiodiethylen-bis(3,5-di-t-
butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat aufweist.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymergemische
werden Polyvinylchlorid, karboxylierter Nitrilkautschuk,
Nylon, Stabilisatoren und Antioxidantien vermischt und
aufgeschmolzen zur Erzeugung eines Schmelzflußmischungs-
Grundansatzes. Kleine Mengen an Vernetzungsmitteln für
das Polyvinylchlorid, z. B. 6-Dibutylamino-1,3,5-triazin-
2,4-dithiol und Weichmacher wie z. B. Dioctylphthalat,
Dioctylsebacat und epoxidiertes Sojabohnenöl können der
zur Herstellung des Schmelzflußmischungs-Grundansatzes
verwendeten Formulierung ebenfalls einverleibt werden.
Geeignete Mengen an Vernetzungsmittel sind etwa 0,2-
0,5 Gew.-Teile und geeignete Mengen an Plastifiziermittel
sind etwa 2-5 Gew.-Teile, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile
des gesamten im Polymergemisch vorliegenden Polymer.
Zur Herstellung des Schmelzflußmischungs-Grundansatzes
werden alle Komponenten in einen geeigneten Innenmischer,
z. B. einen Banbury-Mischer, eingebracht und mit dem Dampf
während einer Gesamtzeit von 5-6 min vermischt. Die erzielte
Kammertemperatur muß ausreichen, um den Schmelzfluß
des Nylonproduktes zu bewirken, sie sollte jedoch
etwa 210°C nicht überschreiten. Derartige Bedingungen
sind ausreichend, um das Vermischen aller Komponenten
des Polymergemisches zu bewirken, ohne jedoch einen merklichen
thermischen Abbau der Komponenten herbeizuführen.
Der Grundansatz wird dann isoliert und gekühlt, z. B. durch
Auswalzen der Masse auf einer Kautschukmühle.
Der Schmelzflußmischungs-Grundansatz wird vermischt mit
einem Härtungsmittelsystem und gegebenenfalls Kompoundierkomponenten
zur Bildung einer vulkanisierbaren Polymermasse.
Das Härtungsmittelsystem kann ein organisches
Peroxyd für sich allein oder in Kombination mit einem
oder mehreren schwefelhaltigen Beschleunigern aufweisen
oder es kann elementaren Schwefel in Kombination mit
einem oder mehreren schwefelhaltigen Beschleunigern und
gegebenenfalls mit einem anorganischen Peroxyd aufweisen.
Geeignete organische Peroxyde sind z. B. Dicumyl-, Benzoyl-
und Laurylperoxyd. Geeignete schwefelhaltige Beschleuniger
sind z. B. Beschleuniger vom Benzothiazyl-, Thiuram- und
Guanidintyp. Ein geeignetes anorganisches Peroxyd ist
Zinkperoxyd, das vorzugsweise in Form eines Grundansatzes
aus etwa gleichen Gewichtsteilen Zinkperoxyd und einem
Butadien-Acrylonitril-Kautschuk verwendet wird. Ein bevorzugtes
Härtungsmittelsystem weist elementaren Schwefel, einen
Zinkperoxyd/Butadien-Acrylonitril-Kautschuk-Grundansatz
und die Beschleuniger Dibenzothiazyldisulfid, Diphenylguanidin
und Tetramethylthiuram-mono- oder -disulfid auf.
Andere Kompoundierkomponenten können Aktivatoren wie
Zinkoxyd und Stearinsäure, Antioxidantien, Antiozonantien,
Füllstoffe und Plastifiziermittel aufweisen. Das Vermischen
kann auf einer Mühle oder in einem Banbury-Mischer
unter Anwendung einer Mischungstemperatur von etwa 90-
140°C, vorzugsweise von etwa 105-120°C erfolgen. Die
Menge an Compoundierbestandteilen und Komponenten des
Härtungsmittelsystems entspricht derjenigen, wie sie bekanntermaßen
in Schmelzflußmischungs-Grundsätzen aus
Polyvinylchlorid und Nitril- oder carboxyliertem Nitrilkautschuk
zum Einsatz gelangt. Die Polymermasse kann durch
Extrusion in die verschiedensten Profile, Röhren und
Bahnen verformt werden, bevor sie gehärtet wird. Die
Polymermasse wird zur Bildung eines Vulkanisats erhitzt,
was normalerweise bei Temperaturen von etwa 145-180°C,
vorzugsweise bei etwa 160-170°C während einer Zeitspanne
von etwa 2-25 min, vorzugsweise von etwa 3-10 min erfolgt.
Die erfindungsgemäßen Vulkanisate sind besonders
in den genannten Spinnwalzenüberzügen brauchbar, wo hohe Zugfestigkeit,
Beibehaltung der Bruchdehnungsfestigkeit nach
Alterung und Ozonbeständigkeit gewünscht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat
die carboxylierte Nitrilkautschuk-Komponente (II) des
Polymergemisches einen Acrylnitrilgehalt von etwa 25-
35 Gew.-% und einen Carbonsäuregehalt von etwa 4-8 Gew.-%,
bezogen auf das Copolymer. Die Menge an Komponente (I) im
Polymergemisch beträgt etwa 5-50, vorzugsweise etwa 5-
35 Gew.-Teile und die Menge an Komponente (III) beträgt
etwa 5-50, vorzugsweise etwa 15-35 Gew.-Teile, wobei
der Rest zu 100 Gew.-Teilen die Komponente (II) ausmacht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
hat die Komponente (II) des Polymergemisches einen
Acrylonitrilgehalt von etwa 25-35 Gew.-% und einen
Carbonsäuregehalt von etwa 0,5-2 Gew.-%, bezogen auf
das Copolymer. Die Menge an Komponente (I) im Polymergemisch
beträgt etwa 20-35 Gew.-Teile, die Menge an (II)
etwa 35-50 Gew.-Teile und die Menge an (III) etwa
20-35 Gew.-Teile.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern
ohne sie zu beschränken:
Die in diesem und in den folgenden Beispielen eingesetzten
Polymere sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt. Die
angegebenen Zahlen bedeuten Gew.-%.
Polymer | |
Zusammensetzung | |
XNBR-I | |
Ein carboxylierter Nitrilkautschuk mit einem Gehalt an etwa 29% Acrylonitril und etwa 7% Carbonsäure. | |
XNBR-II | Ein carboxylierter Methylkautschuk mit einem Gehalt von etwa 33% Acrylonitril und etwa 0,5-1% Carbonsäure. |
PVC | Ein Polyvinylchlorid, das unter dem Handelsnamen "Esso PVC 360" von Esso Chemical Canada gehandelt wird. |
Nylon-I | Ein Nylon-11, das unter dem Handelsnamen BESNO TL von Rilsan Canada gehandelt wird. |
Nylon-II | Ein pulverförmiges Nylon-11, das unter dem Handelsnamen RDP 15-10 von Rilsan Canada gehandelt wird. |
NBR | Ein Nitrilkautschuk mit einem Gehalt an 34% Acrylonitril. |
Es wurden sechs Schmelzflußmischungs-Grundansätze hergestellt
unter Anwendung der gleichen Verfahrensweise. Das
Mischen erfolgte in einem Laboratorium im Banbury-Mischer
bei 77 UpM. Die in Tabelle 2 aufgeführten Komponenten
wurden zur Zeit 0 min in den auf einer Temperatur von 80°C
befindlichen Banbury-Mischer eingebracht und der Dampf
wurde angestellt. Das Mischen wurde begonnen und fortgesetzt
während insgesamt 5-6 min. Sobald die Kammertemperatur
etwa 165°C erreicht hatte, wurde der Stempel
angehoben und der Banbury-Mischer abgestrichen.
Die maximale Temperatur, die erreicht wurde, ist die in
der Tabelle angegebene. Nach dem Vermischen wurden die
Massen entladen und ausgewalzt unter Verwendung einer
Laboratoriumsmühle bei einer Walzentemperatur von etwa
80°C unter Erzielung der Grundansätze. Die Mooney-Viskosität
wurde nach der ASTM-Testmethode D1646-81 bestimmt.
Bei den Grundansätzen 1 und 2 handelte es sich um Vergleichsgemische,
während die Grundansätze 3 bis 6 Polymergemische
gemäß der Erfindung sind.
Jeder der Schmelzflußmischungs-Grundansätze wurde sodann
wie in Tabelle 3 gezeigt kompoundiert. Die Komponenten
wurden in einem Laboratoriums-Banbury-Mischer bei 77 UpM
gemischt. Die als Teil A bezeichneten Komponenten wurden
bei der Zeit 0 min bei einer Temperatur von 70°C eingebracht.
Zur Zeit 1 min wurde Teil B und die Hälfte von
Teil C zugesetzt und zur Zeit 2,5 min wurde der Rest von
Teil C und der gesamte Teil D zugegeben. Zur Zeit 4 min
wurde der Stempel geliftet und der Banbury-Mischer
abgestrichen. Das Mischen wurde bis zur Zeit 5 min fortgesetzt,
wobei die maximale Temperatur 110-115°C betrug.
Die Massen wurden dann entladen und auf eine Laboratoriumsmühle
gebracht, deren Walzentemperatur etwa 80°C betrug.
Die Massen wurden auf der Mühle gründlich mit Teil E der
Komponenten vermischt und ausgewalzt. Die in Tabelle 4
aufgeführten physikalischen Eigenschaften der erhaltenen
Polymermassen wurden nach den Standardmethoden ASTM-D1646-81
(Viskosität und die als Scorch bezeichnete Anvulkanisation)
und ASTM-D2230-78 (Extrusion) bestimmt.
Die Polymermassen wurden sodann 7 min bei 166°C druckgehärtet
und die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen
Vulkanisate wurden bestimmt nach den Standardmethoden
ASTM-D2240-81 (Härte), ASTM-D412-80 (Modul, Zugfestigkeit
und Dehnung), ASTM-D624-81 (Reißfestigkeit),
ASTM-D395-78 (Kompressionsverdichtung), ASTM-D573-81
(Heißluftalterung) und ASTM-D471-79 (Öl- und Treibstoffbeständigkeit).
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der
Tabelle 5 aufgeführt.
Die Ergebnisse zeigen klar, daß die aus den Grundansätzen
3 bis 6 hergestellten erfindungsgemäßen Vulkanisate eine
überlegene Zugfestigkeit sowohl im gealterten als auch im
ungealterten Zustand haben im Vergleich zu Vergleichsvulkanisaten,
die aus den Grundansätzen 1 und 2 hergestellt
wurden. Obwohl die erfindungsgemäß erzielten
Vulkanisate eine relativ niedrige Bruchdehnung im ungealterten
Zustand haben, behalten sie einen hohen Anteil
dieser Bruchdehnungsfestigkeit bei der Alterung bei.
Es wurden fünf Schmelzflußmischungs-Grundansätze nach der
in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise hergestellt
unter Verwendung der in Tabelle 5 aufgeführten Komponenten.
Die Grundansätze 1, 2 und 3 sind Polymergemische gemäß
der Erfindung, während die Grundansätze 4 und 5 Vergleichsproben
sind.
Jeder der Grundansätze wurde, wie in Tabelle 6 gezeigt,
identisch nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise
kompoundiert. Die Massen wurden bei 165°C 6 min
lang druckgehärtet. Die physikalischen Eigenschaften
wurden wie in Beispiel 1 bestimmt und die erhaltenen
Ergebnisse sind in Tabelle 7 aufgeführt.
Es wurden sechs Schmelzflußmischungs-Grundsätze nach
der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise hergestellt
unter Verwendung der in Tabelle 8 aufgeführten
Komponenten. Die Grundansätze 1, 2 und 3 sind erfindungsgemäße
Polymergemische, während die Grundansätze 4, 5 und
6 Vergleichsansätze sind.
Jeder der Grundansätze wurde wie in Beispiel 2 beschrieben
kompoundiert und druckgehärtet. Die physikalischen Eigenschaften
wurden wie in Beispiel 1 bestimmt und die erhaltenen
Ergebnisse sind in Tabelle 9 aufgeführt.
Claims (17)
1. Verfahren zur Herstellung einer vulkanisierbaren Polymermasse
und gegebenenfalls eines Vulkanisats daraus, gekennzeichnet
durch
- - Vermischen von
- (I) 5 bis 50 Gew.-Teilen Polyvinylchlorid,
- (II) 35 bis 75 Gew.-Teilen eines carboxylierten Nitrilkautschuks,
- (III) 5 bis 50 Gew.-Teilen eines Nylonproduktes mit einem Schmelzpunkt von unter 210°C, wobei die Gesamtmenge von (I), (II) und (III) 100 Gew.-Teile ausmacht,
- (IV) insgesamt 1,5 bis 4 Gew.-Teile eines oder mehrerer Stabilisatoren für (I) und
- (V) insgesamt 0,25 bis 3 Gew.-Teile eines oder mehrerer Antioxydantien für (II),
- wobei sich die Mengenangaben für (IV) und (V) auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge an (I), (II) und (III) beziehen, bei einer zur Bewirkung des Schmelzflusses von (I) und (III) und zum Vermischen aller Komponenten ausreichenden Temperatur und während einer zur Bewirkung dieses Mischens ohne Herbeiführung eines nennenswerten thermischen Aufbaus der Komponenten ausreichenden Zeitspanne,
- - Isolierung und Kühlung des dabei gebildeten Polymergemisches,
- - Vermischen des Polymergemisches mit einem Härtungsmittelsystem zur Bildung der Polymermasse und gegebenenfalls
- - zusätzliches Erhitzen dieser Polymermasse auf eine Temperatur von 145-180°C während einer Zeitspanne von 2-25 min, insbesondere auf eine Temperatur von 160-170°C während einer Zeitspanne von 3-10 min, zur Bildung eines Vulkanisats.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man als Kautschuk (II) ein Copolymer aus Butadien,
Acrylonitril und einer oder mehreren -β-ungesättigten
Carbonsäuren bestehend aus Acryl-, Methacryl-, Fumar-,
Malein- oder Itaconsäure, und als Nylonprodukt (III)
Nylon-11 oder Nylon-12 einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im
eingesetzten Kautschuk (II) der Acrylonitrilgehalt 25-35
Gew.-% und der Carbonsäuregehalt von (II) 4-8 Gew.-%,
bezogen auf das Copolymer, beträgt, die Menge an
eingesetztem Polyvinylchlorid 5-35 Gew.-Teile und die
Menge an eingesetztem Nylon (III) 15-35 Gew.-% ausmacht.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im
eingesetzten Kautschuk (II) der Acrylonitrilgehalt 25-35 Gew.-%
und der Carbonsäuregehalt von (II) 0,5-2 Gew.-%,
bezogen auf das Copolymer, beträgt, die Menge an
eingesetztem Polyvinylchlorid (I) 20-35 Gew.-Teile, die
Menge an eingesetztem Kautschuk (II) 35-50 Gew.-Teile und
die Menge an eingesetztem Nylon (II) 20-35 Gew.-Teile
ausmacht.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Stabilisator (IV) 2-3 Gew.-Teile
eines gemischten Metallsalzes aus Barium/Cadmium
und als Antioxidans (V) ein Gemisch aus 0,4-
1 Gew.-Teilen Tris(nonyliertes phenyl)phosphit und
aus 0,5-1 Gew.-Teilen Thiodiethylen-bis(3,5-
di-t-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat einsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Härtungsmittelsystem mit einem Gehalt
an einem organischen Peroxyd einsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das eingesetzte Härtungsmittelsystem zusätzlich
einen oder mehrere schwefelhaltige Beschleuniger enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das eingesetzte Härtungsmittelsystem elementaren
Schwefel und einen oder mehrere schwefelhaltige Beschleuniger
enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das eingesetzte Härtungsmittelsystem zusätzlich
eine Grundmischung aus etwa gleichen Gewichtsteilen
Zinkperoxid und einem Butadien-Acrylnitril-Kautschuk
aufweist.
10. Vulkanisierbare Polymermasse aus einem Polymergemisch
und einem Härtungsmittelsystem, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymergemisch eine Schmelzflußmischung ist
aus
- (I) 5-50 Gew.-Teilen Polyvinylchlorid,
- (II) 35-75 Gew.-Teilen eines carboxylierten Nitrilkautschuks,
- (III) 5-50 Gew.-Teilen eines Nylonproduktes mit einem Schmelzpunkt von unter 210°C,
wobei die Gesamtmenge von (I), (II) und (III) 100 Gew.-Teile
ausmacht,
- (IV) insgesamt 1,5-4 Gew.-Teile eines oder mehrerer Stabilisatoren für (I) und
- (V) insgesamt 0,25-3 Gew.-Teile eines oder mehrerer Antioxidantien für (II)
wobei sich die Mengenangaben für (IV) und (V) auf
100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von (I), (II) und (III)
beziehen.
11. Polymermasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kautschuk (II) ein Copolymer aus Butadien,
Acrylonitril und einer oder mehreren α-β-ungesättigten
Carbonsäuren bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure,
Fumarsäure, Maleinsäure oder Itaconsäure ist und das
Nylon (III) aus Nylon-11 oder Nylon-12 besteht.
12. Polymermasse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Acrylonitrilgehalt des Kautschuks (II)
25-35 Gew.-% und der Carbonsäuregehalt von (II)
4-8 Gew.-%, bezogen auf das Copolymer, ausmacht, die
Menge an Polyvinylchlorid (I) 5-35 Gew.-Teile,
die Menge an Nylon (III) 15-35 Gew.-Teile beträgt,
der Stabilisator (IV) aus 2-3 Gew.-Teilen
eines gemischten Metallsalzes von Barium/Cadmium und
das Antioxidans (V) aus einem Gemisch von 0,4-
1 Gew.-Teilen Tris(nonyliertes phenyl)phosphit und
0,5-1 Gew.-Teilen Thiodiethylen-bis(3,5-di-t-butyl-4-
hydroxy)hydrocinnamat besteht.
13. Polymermasse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Acrylonitrilgehalt des Kautschuks (II)
25-35 Gew.-% und der Carbonsäuregehalt von (II)
0,5-2 Gew.-%, bezogen auf das Copolymer, ausmacht, die Menge
an Polyvinylchlorid (I) 20-35 Gew.-Teile, die Menge
an Kautschuk (II) 35-50 Gew.-Teile und die
Menge an Nylon (III) 20-35 Gew.-Teile beträgt,
der Stabilisator (IV) aus 2-3 Gew.-Teilen eines
gemischten Metallsalzes von Barium/Cadmium und das
Antioxidans (V) aus einem Gemisch von 0,4-1
Gew.-Teilen Tris(nonyliertes phenyl) phosphit und
0,5-1 Gew.-Teilen Thiodiethylen-bis(3,5-di-t-butyl-
4-hydroxy)hydrocinnamat besteht.
14. Vulkanisat, das aus der Polymermasse gemäß Anspruch 10
durch Erhitzen derselben auf eine Temperatur von 145-
180°C während einer Zeitspanne von 2-25 min gewonnen ist.
15. Vulkanisat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
es durch Erhitzen der Polymermasse gemäß Anspruch 10 auf
eine Temperatur von 160-170°C während einer Zeitspanne
von 3-10 min gewonnen ist.
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