DE447651C

DE447651C - Process for vulcanizing rubber

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Publication number: DE447651C
Application number: DEC35315D
Authority: DE
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1924-08-28
Filing date: 1924-08-28
Publication date: 1927-07-30

Description

Verfahren zum Vulkanisieren von Kautschuk. Bekanntlich verwendet man Metalloxyde, vorzugsweise Zinkoxyd, mit oder ohne Zusatz von organischen Beschleunigern zur Schwefelübertragung und zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Kautschuksubstanz., ,Es wurde gefunden, daß auch die besten Zinkoxydsorten durch Zinkhydroxyd oder Zinkoxydhydrat bezüglich ihrer Einwirkung bei der Vulkamsation des Kautschuks übertroffen werden. Die erhöhte Wirksamkeit beruht auf der größeren chemischen Aktivität des Zinkhydroxyds oder -oxydhydrats.Process for vulcanizing rubber. As is well known, one uses Metal oxides, preferably zinc oxide, with or without the addition of organic accelerators for sulfur transfer and to improve the mechanical properties of the Rubber substance.,, It has been found that even the best types of zinc oxide carry through Zinc hydroxide or zinc oxide hydrate with regard to their action during vulcanization of rubber. The increased effectiveness is due to the greater one chemical activity of zinc hydroxide or oxide hydrate.

Unter Zinkhydroxyd wird hierbei die chemische Verbindung Zn(OH)2 verstanden; mit Zinkoxydhydrat dagegen werden Verbindungen bezeichnet, welche Zinkoxyd und Hydratwasser in wechselndem Gehalt enthalten (i Zn0 -1- x #H20 ). Daß es zahlreiche derartige Verbindungen gibt, ist bereits bekannt, z. B. aus der Dissertation von S i e g f r i e d Walter Kaufmann, Darmstadt (19i3), S. 57 ff., wo Zinkoxydhydrate von der Zusammensetzung: 1 Zn0 + o,1 H20, 1 Zn0 -- 1,21 H20, 1 Zn0 -f- 1,85 H20 beschrieben werden.In this context, zinc hydroxide is understood to mean the chemical compound Zn (OH) 2; Zinc oxide hydrate, on the other hand, denotes compounds which contain zinc oxide and water of hydration Contained in varying amounts (i Zn0 -1- x # H20). That there are numerous such There are connections is already known, e.g. B. from the dissertation of S i e g f r i e d Walter Kaufmann, Darmstadt (19i3), p. 57 ff., where zinc oxide hydrates from the Composition: 1 Zn0 + o, 1 H20, 1 Zn0 - 1.21 H20, 1 Zn0 -f- 1.85 H20 described will.

In dem Werk von P e a r s o n : Crude Rubber (1899), S.137, ist schon vorgeschlagen worden, als Färbemittel für Kautschukwaren wasserhaltiges Zinkoxyd zu verwenden, welches durch Einwirkung von Dampf auf Zink dargestellt werden soll. Bekanntlich reagiert Wasserdampf mit metallischem Zink erst bei sehr hoher Temperatur, wobei Wasserstoff entweicht und Zinkoxyd entsteht. Es handelt sich also hierbei um ein pyrogen hergestelltes Zinkoxyd, welches die gleichen Eigenschaften hat wie das gewöhnliche, durch Oxydation mit Luft erzeugte Zinkoxyd. P e a r s o n macht auch bezüglich der Eigenschaften als Färbemittel für Kautschukwaren keinerlei Unterschied zwischen den beiden Sorten.In the work by P e a r s o n: Crude Rubber (1899), p.137, is already has been proposed as a coloring agent for rubber goods containing hydrous zinc oxide to be used, which is to be represented by the action of steam on zinc. It is well known that water vapor only reacts with metallic zinc at a very high temperature, hydrogen escapes and zinc oxide is formed. So it is here a pyrogenic zinc oxide, which has the same properties as the common zinc oxide produced by oxidation with air. P e a r s o n makes also with regard to the properties as a coloring agent for rubber goods no difference whatsoever between the two varieties.

In dem Werk von M a r z a h n, Materialienkunde für den Kautschuktechniker (192o), z. Aufl., S.488, wird die Verwendung von basischem Zinkcarbonat als Färbemittel für Kautschukwaren erwähnt. Wenn das basische Zinkcarhonat an dieser Stelle ein Gemisch von Zinkcarbonat und Zinkhydroxyd .genannt wird, so ist diese Bezeichnung irrtümlich, weil tatsächlich basisches Zinkcarbonat eine chemische Verbindung darstellt.In the factory of M arzahn, materials science for the rubber technician (192o), z. Ed., P.488, the use of basic zinc carbonate as a colorant for rubber goods is mentioned. If the basic zinc carbonate is called a mixture of zinc carbonate and zinc hydroxide at this point, this designation is erroneous because basic zinc carbonate is actually a chemical compound.

In der britischen Patentschrift 1q.3 61 o wird vorgeschlagen, Metallhydroxyde, wie Aluminium-, Eisen- oder Bleihydroxyd, in der Form wässeriger Dispersionen dem Kautschuk einzuverleiben, um eine gleichmäßige Mischung-und feinste Verteilung der Zusatzstoffe zu gewährleisten.In the British patent specification 1q.3 61 o it is proposed to use metal hydroxides, such as aluminum, iron or lead hydroxide, in the form of aqueous dispersions Incorporate rubber to ensure an even mixture and finest distribution of the Ensure additives.

In der britischen Patentschrift 208235 wird vorgeschlagen, Kautschukmilch in Gegenwart von kolloidalem Schwefel und Zinkoxydhydrat zu vulkanisieren, welch letzteres in der Form einer ammoniakalischen Lösung der Kautschukmilch zugesetzt wird. In diesem Falle kommt also tatsächlich nicht Zinkhydroxyd, sondern ein Zinkammoniakkomplexsalz zur Anwendung.British patent specification 208235 proposes vulcanizing rubber milk in the presence of colloidal sulfur and zinc oxide hydrate, the latter being added to the rubber milk in the form of an ammoniacal solution. In this case, it is not zinc hydroxide that is actually used, but a zinc ammonia complex salt.

Aus denvorstehendangeführtenLzteraturstellen konnte indessen keineswegs die Erkenntnis entnommen werden, daß Zinkhydroxyd oder Zinkoxydhydrat bei der gewöhnlichen Vulkanisation von- Kautschukwaren an Stelle von auf pyrogenem Wege hergestelltem, handelsüblichen Zinkoxyd besondere Vorteile haben würde. Diese Vorteile bestehen einerseits in der Abkürzung der Vulkanisationszeit, anderseits in der Erhöhung der Eestigkeztseigenschaften der s>ull<anisierten Kautschukwaren.However, it was by no means possible to use the literature cited above the knowledge can be derived that zinc hydroxide or zinc oxide hydrate in the ordinary Vulcanization of rubber goods instead of pyrogenic products commercial zinc oxide have particular advantages would. These advantages consist on the one hand in the shortening of the vulcanization time, on the other hand in the increase the strength properties of completely anized rubber goods.

Um die vergleichsweise Wirkung von Zinkoxy dhydrat und Zinkweiß besonders hervorzuheben, wurden Mischungen mit hohem Zinkoxydgehalt hergestellt.About the comparative effect of zinc oxyhydrate and zinc white in particular Of particular note, mixtures with a high zinc oxide content have been made.

Die Mischungen bestanden aus 6o Teilen Blankets Crepe, 4o Teilen Zinkoxyd »Rotsiegel« bzw. 4o Teilen Zinkhydroxyd (Zn[OH]2) oder 4o Teilen Zinkoxydhydrat (Zn0 -f- o, i H20), 6 Teilen Schwefel.The mixtures consisted of 60 parts of blankets crepe and 40 parts of zinc oxide »Red seal« or 40 parts of zinc hydroxide (Zn [OH] 2) or 40 parts of zinc oxide hydrate (Zn0 -f- o, i H20), 6 parts of sulfur.

Die Eigenschaften der drei Vergleichsmischungen ergeben sich aus der nachstehenden Tabelle, aus welcher auch diie große vulkanisationsbeschleunigende Kraft von Zinkhydroxyd und Zinkoxydhydrat hervorgeht. Zeit Dehnung Festigkeit Temperatur Sorten Minuten Prozent hg,'qem Atm. 40 740 40 3 Zinkweiß »Rotsiegel« 50 78o 73 3 - - 6o 78o 86 3 - - 70 76o 97 3 - - 80 740 iio 3 - - 9o 700 94 3 - - 40 745 Ior 3 Zinkhydroxyd 50 735 111 3 - 6o 730 12.2 3 - 70 725 z25 3 - 8o 705 122 3 - 9o 68o I=9 3 - 40 I 650 z48 3 Zinkoxydhydrat 50 655 165 g - 6o 66o 174 3 - 70 625 162 3 _ - So 6o5 153 3 - 9o 578 140 3 - Weitere Vergleichsversuche wurden angestellt, die nebenZinkoxydhydratauch einen organischen Vulkanisationsbeschleuniger enthielten. Die Mischungen bestanden aus 95 Teilen heller Crepe, 2 Teilen Zinkoxyd, 2 Teilen Schwefel, i Teil. Diphenylguanidin. Vulkanisiationstemperatur: i15°. Zeitdauer Festigkeit Dehnung Minuten in kg/qcm a) Versuche mit Zinkoxydhydrat 5 133 830 Io 220 78O 15 225 76o b) Vergleichsversuch mit Zinkoxyd »Rotsiegel(t: 5 75 1000 =o 132 900 15 I32. 850 Außerdem ergaben vergleichsweise Zermürbungsversuche von Mischungen, bestehend aus 56 Prozent Kautschuk, i o Prozent Ruß, 4 Prozent Schwefel und Zuschlägen und a) 16 Prozent Zinkoxyd »Rotsiegel« bzw. b) unter Verwendung von Zinhoxydhydrat der Formel i Zn0 -!- o, i H.0 bei a) einen Gewichtsverlust von 32 Prozent, bei b) einen Gewichtsverlust von nur 2a Prozent, d. h. eine um ein Drittel geringere Abreibung der Mischung.The properties of the three comparative mixtures are shown in the table below, from which the great vulcanization-accelerating power of zinc hydroxide and zinc oxide hydrate can also be seen. Time elongation strength temperature grades Minutes percent hg, 'qem atm. 40 740 40 3 zinc white »red seal« 50 78o 73 3 - - 6o 78o 86 3 - - 70 76o 97 3 - - 80 740 iio 3 - - 9o 700 94 3 - - 40 745 Ior 3 zinc hydroxide 50 735 111 3 - 6o 730 12.2 3 - 70 725 z25 3 - 8o 705 122 3 - 9o 68o I = 9 3 - 40 I 650 z48 3 Zinc Oxide Hydrate 50 655 165 g - 6o 66o 174 3 - 70 625 162 3 _ - Sun 6o5 153 3 - 9o 578 140 3 - Further comparative tests were carried out which, in addition to zinc oxide hydrates, also contained an organic vulcanization accelerator. The mixtures consisted of 95 parts of light crepe, 2 parts of zinc oxide, 2 parts of sulfur, 1 part. Diphenylguanidine. Vulcanization temperature: i15 °. Duration of strength elongation Minutes in kg / qcm a) Experiments with zinc oxide hydrate 5 133 830 Io 220 78O 15 225 76o b) Comparative experiment with zinc oxide »red seal (t: 5 75 1000 = o 132 900 15 I32. 850 In addition, comparative attrition tests of mixtures consisting of 56 percent rubber, 10 percent carbon black, 4 percent sulfur and additives and a) 16 percent zinc oxide "red seal" or b) using tin oxide hydrate of the formula i Zn0 -! - o, i H .0 with a) a weight loss of 32 percent, with b) a weight loss of only 2a percent, ie the abrasion of the mixture is one third less.

Claims

PATFNTAnsruuciJ: Process for vulcanizing rubber schuk, characterized in that the Vulcanization in the presence of zinc hydroxide or zinc oxide hydrate will.