DE4129023A1 - Nicht-nitrosamintoxisches vernetzungssystem mit verminderter metallaggressivitaet und verbesserter waermealterungsbestaendigkeit - Google Patents
Nicht-nitrosamintoxisches vernetzungssystem mit verminderter metallaggressivitaet und verbesserter waermealterungsbestaendigkeitInfo
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Description
Die Schwierigkeiten, mit den bisher existierenden, nicht
nitrosamintoxischen Kautschukvernetzungsmitteln dem Stand der
Technik entsprechende, gleichwertige Gummiprodukte herzustellen,
insbesondere solche mit überdurchschnittlicher Vernetzungs
dichte, sind bekannt. Diese Vulkanisationsmittel sind in
allen bisher bekannten Fällen deutlich vernetzungsschwächer
als z. B. die bisher als unentbehrlich geltenden nieder
molekularen Thiurame bzw. Dithiocarbamate, d. h. sie sind
äquimolekular nicht austauschbar und sogar in höherer Dosis
technisch nicht gleichwertig einsetzbar. Lediglich durch die
Ausnutzung bestimmter synergistischer Kombinationen mit - in
der Regel einzeln je schwächeren - nicht-nitrosamintoxischen
Covulkanisationsmitteln ist es gelungen, diesen Mangel
auszugleichen und damit eine praktisch gleichwertige, neue,
nicht-nitrosamintoxische Kombinationsklasse zu etablieren
(DE-A-40 27 114, DE-A-40 36 420, DE-A-40 38 946).
Besondere Bedeutung hat dies für den nur mäßig reaktiven EPDM-
Kautschuk, da für diesen selbst die potentiell überlegenen
klassischen Vernetzer sowohl in einer größeren Anzahl als
auch in einer sehr hohen Gesamtdosierung (bis zum 10fachen
gegenüber anderen Dienkautschuken) eingesetzt werden müssen.
Allein dies unterstreicht die Schwierigkeit zur Lösung
dieses Problems.
Ein Nachteil jedoch, der auch den neuen, nicht-nitrosamin
toxischen Systemen anhaftet, ist die unerwünschte Kontakt
korrosivität der betreffenden Gummiprodukte gegenüber Metallen,
ein Faktor, der besonders in der Automobilindustrie eine
bedeutende Rolle spielt und in der Regel der Aggressivität
des freien und/oder primär gebundenen Schwefels zuzuschreiben
ist.
Zielsetzung ist es dementsprechend, einen neuen, nicht
nitrosamintoxischen Vernetzer oder eine nicht-nitrosamin
toxische Kombination zu erfinden, die in der Lage ist, diesen
Mangel zu beseitigen. Für eine Konkretisierung kann die
Vorstellung herangezogen werden, daß neue in Frage kommende
Vernetzer bzw. Reaktionspartner eine Art moderierende Funktion
übernehmen, um bei gleichem Vernetzungsgrad eine Reduzierung
des freien, freizusetzenden und/oder in irgendeiner Form
vorläufig gebundenen (labilen) Schwefels zu ermöglichen,
und zwar dadurch, daß diese
- 1) selbst keinen oder nur wenig freisetzbaren Schwefel enthalten und dennoch unmittelbar eine hohe Kautschuk reaktivität aufweisen,
- 2) gleichzeitig oder alternativ auf die noch benötigten schwefelhaltigen Covernetzer und den freien Schwefel aktivierend einwirken, so daß man in der Lage ist, die Anzahl und Menge letzterer bzw. die Menge des verfügbaren Schwefels infolge relativ höherer Vernetzungsausbeute zu begrenzen.
Darüber hinaus muß im Hinblick auf eine geforderte universale
Anwendungsmöglichkeit eines solchen Gummimaterials auf eine
entscheidende Verbesserung der Hitzealterungsbeständigkeit
besonderer Wert gelegt werden, an der es insbesondere beim
Einsatz in Motorkombinationsteilen empfindlich mangelt.
Solche Schwächen werden heute in dem Maße spürbarer, als
die Motorraumtemperaturen infolge immer mehr in den Vorder
grund rückender Schalldämpfungsmaßnahmen tendenziell immer
weiter ansteigen. Bei Realisieren des postulierten
Mechanismus sollte auch eine hierfür geeignete Vernetzungs
struktur auftreten können.
Ein solches Schlüsselagens dazu stellt erfindungsgemäß die
schwefelfreie Verbindung der folgenden Grundstruktur dar,
wobei NH₃ durch primäre Amine und/oder nicht-nitrosamintoxische
sekundäre Amine ganz oder teilweise und Zink durch ein anderes
zweiwertiges Metallatom, insbesondere Nickel, Kobalt und Mangan,
substituierbar ist. Zur Lösung des Problems wird diese
Verbindung erfindungsgemäß in Kombination mit
- a) 2-Mercapto-benzothiazol bzw. dessen Salze und/oder -thiazyldisulfid und/oder andere geeignete Kombinations vernetzer (z. B. Sulfenamide) sowie
- b) N,N′-Bis-(caprolactam-)monosulfid oder -polysulfid,
gegebenenfalls zusammen mit Schwefel, eingesetzt.
Im Rahmen des experimentellen Teils ist die Wirkung der Substanz
in einer Mustermischung den graphischen Darstellungen (Fig. 1
bis 4) zu entnehmen.
Das Diagramm (Fig. 1) beschreibt den positiven Einfluß des
Bis-(ammoniakato-)Zink-diisocyanats (Abszisse: Menge in phr)
auf die Oberflächenveränderung (Ordinate: Korrosionsgrad) eines
Kupferbleches.
Das Diagramm (Fig. 2) zeigt prinzipiell den gleichen günstigen
Trend bezüglich einer metallhaltigen PVC-Zierleiste (Abszisse
wie Fig. 1; Ordinate: Verfärbungsgrad).
In dem Diagramm (Fig. 3) ist die quantitative Änderung der
Zugdehnung (Ordinate: Δ Zugdehnung in %) infolge einer Heiß
luftalterung (168 h, 100°C) in Abhängigkeit von zunehmender
Konzentration an Bis-(ammoniakato-)diisocyanat in phr (Abszisse)
graphisch dargestellt. Es zeigt sich, daß eine Zunahme der
Menge dieser Substanz den Abfall verringert und somit die
Alterungsbeständigkeit erhöht. Der Abfall der Zugfestigkeit
(Ordinate: Δ Zugfestigkeit in %) gemäß Diagramm (Fig. 4)
verringert sich ebenfalls und entwickelt sich ab etwa 3 phr des
Bis-(ammoniakato-)diisocyanats (Abszisse) sogar zu positiven
Werten (Zunahme der Zugfestigkeit) hin.
Den Diagrammen (Fig. 1 bis 4) liegt folgende Grundrezeptur
(in phr) zugrunde:
| EPDM-Kautschuk (ölgestreckt) | |
| 150 | |
| Gummiruß (N 550) | 100 |
| Kreide | 100 |
| Paraffinisch-naphthenischer Kautschukweichmacher | 40 |
| Calciumoxiddispersion (80%ig) | 6 |
| Zinkoxid | 5 |
| 2-Mercapto-benzothiazol | 3,8 |
| Bis-(Ammoniakato-)Zink-diisocyanat | variabel |
| N,N′-Bis-(caprolactam-)disulfid | 1,8-3,0 |
| 1,8 (Kurve a) | |
| 3,0 (Kurve b) | |
| 2,4 (Kurve c) | |
| Schwefel | 0,95 |
Konkrete Anwendungsfälle (Erfindungsbeispiele) werden in den
Tabellen 1a, 1b (Beispiel: Profil) und 2a, 2b (Beispiel:
Hitzefester Schlauch) demonstriert. Die unter A und D aufge
führten nitrosamintoxischen Zusammensetzungen repräsentieren
Mischungen des Standes der Technik, während B und C bzw.
E und F jeweils erfindungsgemäße, nicht-nitrosamintoxische
Zusammensetzungen darstellen. Letzere erfüllen nicht nur ein
wandfrei die in den rechten Spalten zur Anschauung enthaltenen,
oft außergewöhnlich hohen physikalischen Leistungsgrenz
forderungen (Tabellen 1b, 2b) der industriellen Technik,
sondern stellen in überraschender Weise auch insgesamt deutlich
verbesserte Versionen ihrer - bis dato unter Inkaufnahme von
"Schwachstellen" oft nur ausdrücklich tolerierten - Leitbilder
dar. Dies drückt sich insbesondere in der Stabilisierung der
Eigenschaften nach drastischen Wärmealterungsprozessen aus.
Claims (1)
- Nicht-nitrosamintoxisches Vernetzungssystem mit verminderter Metallaggressivität und verbesserter Wärmealterungsbeständig keit, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung (in phr):
Kautschuk 100 Gummiruß 50-150 Füllstoffe (inaktiv) 0-200 Kautschukweichmacher 0-120 Calciumoxid 0-10 Zinkoxid 0-20 2-Mercapto-benzothiazol bzw. dessen Salze und/oder -thiazyldisulfid und/oder andere geeignete Kombinationsvernetzer (z. B. Sulfenamide) 0,5-6,5 Bis-(ammoniakato-)Zink-diisocyanat und Analoga (auch mit anderem Zentralatom) 0,5-10 N,N′-Bis-(caprolactam-)monosulfid oder -polysulfid 0,1-6 Schwefel 0-3 Kautschukzuschlagstoffe bis 100
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| DE19914129023 Withdrawn DE4129023A1 (de) | 1990-09-05 | 1991-08-31 | Nicht-nitrosamintoxisches vernetzungssystem mit verminderter metallaggressivitaet und verbesserter waermealterungsbestaendigkeit |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0735085A1 (de) * | 1995-03-30 | 1996-10-02 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Mit Kieselsäure verstärkte Kautschukzusammensetzung und Reifen mit Lauffläche |
| EP1707350A2 (de) | 2005-03-30 | 2006-10-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Gummischlauch für ein Kraftstoffsystem |
| WO2014118120A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | Rhein Chemie Rheinau Gmbh | New compositions, cross-linkable rubber mixtures containing these compositions, process for their production and their use |
-
1991
- 1991-08-31 DE DE19914129023 patent/DE4129023A1/de not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0735085A1 (de) * | 1995-03-30 | 1996-10-02 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Mit Kieselsäure verstärkte Kautschukzusammensetzung und Reifen mit Lauffläche |
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| WO2014118120A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | Rhein Chemie Rheinau Gmbh | New compositions, cross-linkable rubber mixtures containing these compositions, process for their production and their use |
| EP2774924A1 (de) * | 2013-01-29 | 2014-09-10 | Rhein Chemie Rheinau GmbH | Neue Zusammensetzungen, vernetzbare Kautschukmischungen, die diese Zusammensetzungen enthalten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
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