DE4410262C2 - Verwendung von Vulkanisaten mit verbesserten Wärmealterungs- und Warmfestigkeitseigenschaften für dämpfungsarme Lager - Google Patents

Verwendung von Vulkanisaten mit verbesserten Wärmealterungs- und Warmfestigkeitseigenschaften für dämpfungsarme Lager

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Description

Die Verwendung von Dämpfungselementen zum Abfangen bzw. zur Modifizierung von Motor- oder Maschinenschwingungen ist für das Zustandekommen integraler technischer Lösungen oft von entscheidender Bedeutung.
Wegen seiner besonderen visko-elastischen Eigenschaften hat sich Weichgummi traditionell besonders bewährt und bis heute unentbehr­ lich gemacht. Als organischer Werkstoff ist Weichgummi im praktischen Einsatz aber einem relativ schnellen chemischen Abbau seiner Festigkeitseigenschaften unterworfen. Dieser Nachteil wird empfindlich verstärkt, wenn erhöhte Begleittemperatur diesen irreversiblen Prozeß noch forciert. Aber bereits Erwärmung als solche verändert unmittelbar die Festigkeit und andere wichtige physikalische Parameter teils reversibel, teils irreversibel, in einem empfindlichen und unter praktischen Bedingungen kaum zu kontrollierenden Ausmaß.
Klassische Gummi-Motorlager für Kraftfahrzeuge beispielsweise besitzen eine relativ hohe mechanische Dämpfung, unglücklicherweise zwangsläufig verbunden mit einem entsprechend hohen Compression- Set. Die Festigkeitseigenschaften, insbesondere ihre Temperatur­ abhängigkeit, brauchten nach den bisherigen Anforderungen nur wenig beachtet zu werden. Durch verstärkte Schallisolations­ maßnahmen, die gleichzeitig Wärmeisolation zur Folge haben, sind jedoch die Betriebstemperaturen im Motorraum von Kraft­ fahrzeugen deutlich angestiegen. Die unerwünschten Folgen sind insbesondere ein temperaturabhängiger Abfall der Festig­ keitseigenschaften und ein weiterer, nicht mehr hinnehmbarer Anstieg der Compression-Set-Werte unter den veränderten Betriebsbedingungen.
Die Forderungen der Automobilhersteller gehen nun nicht nur dahin, den beschriebenen Festigkeitsverlust unter (zumindest) voller Kompensation der Compression-Set-Zunahme auszugleichen, sondern darüberhinaus dahin, aus Sicherheitsgründen das Wärmealterungs- und Warmfestigkeitsniveau auch noch absolut zu erhöhen. Zusätzlich erschwerend wirkt sich dabei der Zwang zur Beachtung einer gleichzeitigen Forderungen nach einer Senkung des Verlustwinkels aus.
Die Bemühungen, die Warmfestigkeit unter (zumindest) Konstant­ halten des Compression-Sets zu erhöhen, mußten angesichts der Erfahrung, daß sich die Warm-Reißfestigkeit von Gummi unter Verwendung der bisher bekannten Maßnahmen nur unter Verschlechterung (Erhöhung) des Compression-Sets verbessern läßt, von vornherein als praktisch aussichtslos erscheinen.
Aus der US-Patentschrift 4 687 756 ist bekannt, bei der Herstellung von mit Polyester verstärkten Gummiartikeln, beispielsweise Reifen, Fördergurte und Schläuche, Vulkanisationsmittel der folgenden Klassen einzusetzen, wobei im folgenden lediglich einige Beispiele genannt sein sollen.
Vulkanisationsmittel I (Dithiocarbamate)
Zink-bis-(4-Methyl-piperazino-)dithiocarbamat
Vulkanisationsmittel II (Thiuramdisulfide)
Tetramethyl-thiuramdisulfid
Bis-(4-Methyl-piperazino-)thiuramdisulfid
Aus der US-Patentschrift 5 151 142 ist ferner bekannt, bei der Herstellung von mit Synthesecorden verstärkten Reifen beispielsweise Zink-N,N-dibenzyl-dithiocarbamat (Vulkanisationsmittel I) als Mischungsbestandteil zu verwenden.
Den in diesen beiden Druckschriften vorgestellten Kautschukmischungen auf Basis von Dienkautschuken können noch Sulfenamide beigefügt sein.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, Vulkanisate mit verbesserten Wärmealterungs- und Warmfestigkeitseigenschaften für dämpfungsarme Lager bereitzustellen, wobei den Kautschukmischungen auf der Basis von R, NR BR, CR, SBR und NBR sowie deren Verschnitte
N-Tertiärbutyl-2-benzothiazyl-sulfenamid (Substanzklasse u)
in Kombination mit einem
Vulkanisationsmittel I und/oder II (Substanzklasse v)
beigemischt sind, und zwar in den im Patentanspruch 1 angegebenen Mengen.
Zweckmäßigerweise sind die oben genannten Substanzklassen (u, v) in einer Gesamtmindestmenge (bezogen auf die Summe von u und v) von 2,0 phr, insbesondere 2,7 phr, vorhanden.
Im folgenden experimentellen Teil werden nun Rezepturen (Tabelle 1) und physikalische Eigenschaften (Tabelle 2) von Gummilagermaterial-Ausführungen festgehalten. Die Zusammensetzung A repräsentiert dabei den konventionellen Standard nach dem Stand der Technik, während die Zusammensetzungen B bis F erfindungsgemäße Rezepturen sowie deren Vulkanisateigenschaften dokumentieren.

Claims (2)

1. Verwendung von Vulkanisaten mit verbesserten Wärmealterungs- und Warmfestigkeitseigenschaften für dämpfungsarme Lager auf der Basis von Isopren- Kautschuk (IR), Naturkautschuk (NR), Butadienkautschuk (BR), Polychlorpren- Kautschuk (CR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Nitrilkautschuk (NBR) sowie deren Verschnitte (in phr):
Kautschukkomponente(n) 100,00 Hoch- bis Mittelaktivruß 8-50 Stearinsäure 0,5-5 Kautschukweichmacher 0-40 Kautschukalterungsschutzmittel 0-5 Zinkoxid 0,5-10 TBBS 1,3-4,5 Vulkanisationsmittel I und/oder II 0,5-6 Schwefel 0-3 Sonstige Zusätze bis 30
wobei die Vulkanisationsmittel (I, II) die folgenden Grundstrukturen besitzen:
(Σ R1, R2 ≧ 2 C-Atome, insbesondere ≧ 4; n ≧ 1, insbesondere n ≧ 2; M = Metallatom)
(Σ R1, R2, R3, R4 ≧ 4 C Atome, insbesondere ≧ 8; n ≧ 1).
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanzklassen (u, v), nämlich
(u) TBBS sowie
(v) Vulkanisationsmittel I und/oder II
in einer Gesamtmindestmenge (bezogen auf die Summe von u und v) von 2,0 phr, insbesondere 2,7 phr, vorhanden sind.
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US4687756A (en) * 1984-12-03 1987-08-18 Sumitomo Chemical Company, Limited Vulcanization accelerator, a means for accelerating vulcanization and an improved rubber product containing said accelerator therein
US5151142A (en) * 1986-01-13 1992-09-29 Bridgestone Corporation Heavy duty pneumatic radial tires using rubber reinforcing fiber cords with improved adhesion

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