DE4135355C2

DE4135355C2 - Gummimischung und deren Verwendung für Zahnriemen

Info

Publication number: DE4135355C2
Application number: DE19914135355
Authority: DE
Inventors: Georg Vasic
Original assignee: PAHL GUMMI ASBEST
Current assignee: PAHL GUMMI ASBEST
Priority date: 1991-10-26
Filing date: 1991-10-26
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2011-10-27
Also published as: DE4135355A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gummimischung für dynamisch und thermisch hoch beanspruchte Bauteile.

Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich werden immer häufiger Teile aus Gummi eingesetzt, die extremen dynamischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind.

Es sind Gummimischungen bekannt, die aus Chloropren-Polyme ren bestehen und im Handel als Chloropren-Rubber (CR) be kannt sind. Weitere bekannte Gummimischungen bestehen aus Nitrilbutadien bzw. teilhydriertem Nitrilbutadien, welche schwefelvernetzt sind.

Diese bekannten Gummimischungen sind über einen längeren Zeitraum nur als temperaturbeständig bis zu etwa 110°C anzusehen. Bei Anwendung dieser bekannten Gummimischungen in höheren Temperaturbereichen tritt mit der Zeit ein Abfall der Festigkeit und Dehnfähigkeit ein und darüber hinaus steigt die Härte an, so daß die daraus hergestellten Bautei le unbrauchbar werden.

Ferner ist aus der Zeitschrift "ELASTOMERICS", 12/1986, Seite 20 ff. eine Untersuchung mit dem Titel "Compression Set and Sealing Force Retention of HNBR" (J. R. Dunn et al) bekannt, in welcher neben dem Einfluß diverser Peroxide auf das physikalische Verhalten von hydriertem Nitril-Butadien- Kautschuk (HNBR) auf den Einfluß verschiedener Coagenzien eingegangen wird. Unter anderem werden hierbei die Coagen zien Triallylisocyanurat (TAIC) und Triallylcyanurat (TAC) diskutiert. Die Autoren kamen dabei zu dem Ergebnis, daß Triallylcyanurat (TAC) zu keiner Verbesserung der physikali schen Eigenschaften und Alterungsbeständigkeit führt und daß die Zugabe von Magnesiumoxid als Stabilisator einen negati ven Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften von auf HNBR basierenden Gummimischungen ausüben würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gummi mischung zu schaffen, die unter Beibehaltung der guten Ei genschaften bekannter Gummimischungen auch bei höheren Tem peraturen langfristig beständig ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Gummimischung gelöst, bestehend aus einem hydrierten Nitril-Butadien-Kau tschuk (HNBR), der peroxidisch vernetzt ist, 1 bis 3 Gew.- Teilen auf 100 Teile HNBR Triallylcyanurat (TAC) als Coa genz, 5 bis 30 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile HNBR Natrium- Aluminium-Silikat und mindestens 5 Gew.-Teilen auf 100 Gew.- Teile HNBR aktiver Ruß als Füllstoffe, 8 bis 12 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile HNBR Magnesiumoxid (MgO) als Stabilisa tor, 1 bis 6 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile HNBR eines modi fizierten flüssigen Polybutadienharzes als Haftvermittler und ggf. bis zu 10 Gew.-Teile Weichmacher auf 100 Teile HNBR.

Eine Gummimischung mit dieser Zusammensetzung kann für Dau ertemperatureinsatz bis zu 150°C, kurzfristig auch bis zu höheren Temperaturen, eingesetzt werden. Die Haftfähigkeit zu eventuell vorgesehenen Einlagen ist in allen Temperatur bereichen sehr gut.

Das Nitrilbutadien weist zweckmäßig einen hohen Hydrierungs grad, vorzugsweise mindestens 98%, auf.

Der Füllstoff Natrium-Aluminium-Silikat, der in der erfin dungsgemäßen Gummimischung enthalten ist, weist vorzugsweise einen pH-Wert von ca. 10 bis 12 auf. Seine Oberfläche sollte ca. 60 m²/g betragen.

Darüber hinaus sollte das Natrium-Aluminium-Silikat vorzugsweise in einer Menge von 15 Gew.-Teilen auf 100 Teile HNBR in der Mischung enthalten sein.

Die erfindungsgemäße Gummimischung kann im Kraftfahrzeug bereich zur Herstellung von Zahnriemen mit mindestens einer Einlage aus Glasfasern und/oder Polyamidgewebe verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Gummimischung weist ferner außer den angestrebten Eigenschaften, wie hohe Temperaturbeständig keit, gute Haftfähigkeit, auch eine sehr gute Ozonbeständig keit auf, so daß keine Versprödung auftritt sowie eine sehr gute Ölbeständigkeit, Kälteresistenz, geringe Nachhärtung bei Alterung und eine sehr gute Beständigkeit der Dehnfähig keit. Insgesamt weisen also Bauteile, die aus der erfindungs gemäßen Gummimischung hergestellt sind, eine höhere Lebens dauer auf. Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Gummimischung auch sehr gut bei solchen Bauteilen, die auf Verschleiß beansprucht werden, da der Abrieb relativ gering ist.

Die Herstellung von Zahnriemen aus der erfindungsgemäßen Gummimischung kann nach herkömmlichen Verfahren erfolgen, so daß keine neuen Herstellungstechnologien erforderlich sind. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Gummimischung können die bekannten Verfahren sogar noch einfacher durchgeführt wer den. Da das Vernetzungssystem die Haftfähigkeit der Gummimi schung, z. B. zu Geweben und Fasern, erheblich verbessert, ist bei der Herstellung kein Zusatz von gesonderten Haftver mittlern erforderlich, so daß bei Anwendung herkömmlicher Verfahren deutliche Vorteile erzielt werden. Darüber hinaus tritt eine geringere Formenverschmutzung und keine Fließ fehlerbildung auf.

Beispielsweise besteht eine Gummimischung zur Herstellung von Zahnriemen, die thermisch und dynamisch hoch beansprucht sind, aus HNBR, welches peroxidisch vernetzt ist. Zur Ver netzung können verschiedene Oxide verwendet werden, vorzugs weise Dicumylperoxid, 1,3-Bis-(2-tert-Butylperoxy-isopro pyl)-Benzol oder 2,5-Dimethyl-2,5-Bis(tert-Butylperoxy)- Hexan. Das verwendete Peroxid ist dabei in einer Menge von mindestens 3 Teilen, vorzugsweise von 6 bis 9 Teilen zu 100 Teilen HNBR in der Gummimischung enthalten.

Das Coagenz TAC ist in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-Teilen auf 100 Teilen HNBR in der Gummimischung enthalten.

Das als Füllstoff vorgesehene Natrium-Aluminium-Silikat, welches zur deutlichen Erhöhung der Alterungsbeständigkeit dient, weist einen pH-Wert von ca. 11 auf und hat eine Ober fläche von ca. 65 m²/g. Es wird in einer Menge von ca. 20 bis 25 Teilen auf 100 Teile HNBR zugesetzt.

Ferner ist als Füllstoff aktiver Ruß vorgesehen, welcher zur deutlichen Erhöhung der Festigkeit dient, und zwar in einer Menge von mindestens 5 Gew.-Teilen auf 100 Teile HNBR.

Das als Stabilisator dienende MgO wird in einer Menge von ca. 10 Gew.-Teilen auf 100 Teile HNBR zugegeben.

Als Haftvermittler wird der Gummimischung ferner flüssiges Polybutadienharz zugegeben, und zwar in einer modifizierten, lösungsmittelfreien Form in einer Menge von 1 bis 6, vor zugsweise 2 bis 3 Gew.-Teilen, auf 100 Teile HNBR.

Claims

1. Gummimischung für dynamisch und thermisch hoch bean spruchte Bauteile, bestehend aus

- einem hydrierten Nitril-Butadien-Kautschuk (HNBR), der peroxidisch vernetzt ist,
- 1-3 Gew.-Teilen auf 100 Teile HNBR Triallylcyanurat (TAC) als Coagenz,
- 5-30 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile HNBR Natrium- Aluminium-Silikat und
- mindestens 5 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile HNBR aktiver Ruß als Füllstoffe,
- 8-12 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile HNBR Magnesium oxid (MgO) als Stabilisator,
- 1-6 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile HNBR eines modi fizierten flüssigen Polybutadienharzes als Haftvermitt ler und
- gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Teile Weichmacher auf 100 Teile HNBR.

2. Gummimischung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der HNBR einen hohen Hy drierungsgrad aufweist.

3. Gummimischung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hydrierungsgrad minde stens 98% beträgt.

4. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß der Füll stoff Natrium-Aluminium-Silikat einen pH-Wert von 10 bis 12 aufweist.

5. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Natri um-Aluminium-Silikat eine Oberfläche von 60 m²/g auf weist.

6. Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß das Natri um-Aluminium-Silikat in einer Menge von etwa 15 Gew.- Teilen auf 100 Gew.-Teile HNBR enthalten ist.

7. Verwendung der Gummimischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von Zahnriemen mit mindestens einer Einlage aus Glasfasern und/oder Polyamidgewebe.

8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einlage vor der Kon fektionierung mit einer Imprägnierung versehen wird, die an HNBR besonders gut haftet.

9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß als Imprägnierung eine Gummimischung auf HNBR-Basis verwendet wird.