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Verfahren zum Einführen verschiedener Vulkanisierungsbestandteile
in verhältnismäßig dtinnwandigen Kautschuk. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren
zum Vulkanisieren von Kautschuk u. dgl., das sich auf die Beobachtung gründet, daß
die Vulkanisierung wesentlich beschleunigt und bei gewöhnlicher Temperatur leicht
durchgeführt werden kann, wenn bei der Vulkanisierung ein schwefelhaltiger Körper,
ferner ein Schwefelkohlenstoff enthaltender Stoff, ein Amin und eine Metallverbindung
bestimmter Art zugegen sind.
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Im Patent q.37 4q4 wurde schon bekanntgegeben, daß man sowohl das
Amin wie den Schwefelkohlenstoff dem Kautschuk durch Diffusion einverleiben kann
diese Stoffe also nicht, wie die sonstigen Bestandteile, in den Kautschuk einwalzen
muß. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden alle Vulkanisierungsmittel durch Diffusion
in den Kautschuk eingeführt.
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Als Metallverbindungen kommen in Betracht solche des Zinks, des Quecksilbers
(vorzugsweise Oxydverbindungen), des Bleies (vorzugsweise Oxydulverbindungen), des
Cadmiums, des Kupfers (vorzugsweise Oxydverbindungen), des Arsens (vorzugsweise
Oxydulverbindungen) und des Mangans (vorzugsweise Oxydulverbindungen). Beispiel
I.
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Zwecks Ausführung des neuen Verfahrens wird z. B. ein Kautschukblatt
oder ein sonstiger verhältnismäßig dünnwandiger Kautschukkörper, wie er z. B. durch
Eintauchen einer Form in Kautschukmilch oder eine Lösung von Kautschuk in Benzol
und darauffolgendes Trocknen erhalten wird, in eine Benzollösung folgender Stoffe
eingetaucht: 8o Gewichtsteile Benzol, o,8 Gewichtsteile Schwefel, 4 Gewichtsteile
Zinkbutylxanthogenat und 3,2 Gewichtsteile Dibenzylamin. In dieser Lösung beläßt
man den Kautschuk bis zur vollständigen Diffusion der Bestandteile, die von der
Dicke des Kautschukkörpers abhängt. Bei einem Operationshandschuh von 0,33 mm Dicke
ist die Diffusion in 9o Sekunden beendet. Der so behandelte Körper wird dann getrocknet
und durch zweistündiges Erhitzen auf ioo° C vulkanisiert. Man kann ihn aber auch
etwa eine Woche bei Zimmertemperatur liegen lassen, um dasselbe Ergebnis zu erzielen.
Will man rascher vulkanisieren, so setzt man den Körper 2o Minuten lang der gewöhnlichen
Heißluftvulkanisierungstemperatur von i i 5 bis 140 ' C aus.
Beispiel
II.
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Man löst in Kohlenstofftetrachlorid oder Benzin folgende Stoffe: 31/2
Prozent Oxynormalbutylthiocarbonsäuredisulfid, 6 Prozent Dibenzylamin, i Prozent
Zinkoxyd und i Prozent Schwefel. Der Kautschukgegenstand wird in diese Lösung 9o
Sekunden lang eingetaucht, dann getrocknet und entweder zwei Stunden bei ioo° oder
eire Woche bei Zimmertemperatur oder ao Minuten bei 1,5
bis 1.+00 C vulkanisiert.
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BeispielIII. Die Vulkanisierlösung enthält 5 Prozent Schwefelkohlenstoff,
6 Prozent Dibenzylamin, i Prozent Zinkoxyd und i Prozent Schwefel in Chloroform,
Benzol oder Kohlenstofftetrachlorid gelöst bzw. suspendiert. Auch hier diffundieren
die Bestandteile der Lösung in den Kautschuk, der dann wieder getrocknet und bei
einer der oben angegebenen oder einer anderen geeigneten Temperatur vulkanisiert
wird.
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Beispiel IV.
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Die Lösung enthält i Prozent Schwefel, a Prozent Tetramethylthiurammondsulfid,
i Prozent stearinsaures Zink in Chloroform, Benzol oder Kohlenstofftetrachlorid.
Die Tauchdauer beträgt hier 6o Sekunden, der Kautschuk ist bei etwa i5o° C in 30'
Minuten, bei niedrigerer Temperatur langsamer vulkanisiert.
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Die verwendbaren organischen Lösungsmittel sind nicht auf die in den
Beispielen angegebenen beschränkt.
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In der folgenden Liste sind einige Verbindungen aufgeführt, die einen
oder mehrere der vier Vulkanisierungsbestandteile enthalten, die in gemeinsamer
Einwirkung auf den Kautschuk dessen Vulkanisation bewirken.
| Stoffe Amine Schwefel- Schwefel Zink- |
| kohlenstoff verbindung |
| Zinkbutylxanthogenat.................... - X - X |
| C,H90CSZnSCOC,H9 (fest; wird zweckmäßig |
| " 11 in Lösung verwendet) |
| . S S |
| Oxynormalbutylthiocarbonsäuredisulfid ...... - X X |
| CIH90CSSCOC4HI (flüssig; kann in Lösung |
| " " verwendet werden) |
| S S |
| Zinkstearat............................. - - - X |
| (fest; wird zweckmäßig in Lösung verwendet) |
| Zinkoxyd .............................. -- - - X |
| (fest; wird zweckmäßig in Form einer Lö- |
| sung oder Suspension verwendet) |
| Anilin.............................. .. X - - - |
| (flüssig oder dampfförmig) |
| Dibenzylamin........................... X |
| (flüssig) |
| Schwefel...... .................... . .. - x - |
| (fest; kann in Lösung benutzt werden) |
| Schwefelkohlenstoff .. . . . . . .. . . . . . . .......
- X - - |
| (flüssig oder dampfförmig) |
Durch X sind die jeweils in den aufgeführten Verbindungen enthaltenen Vulkanisierungsbestandteile
gekennzeichnet.
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Die Lösung der vier Bestandteile ist, sofern ein Xanthogenat benutzt
wird, bei Gegenwart von aliphatischen Aminen beständiger als bei Gegenwart von aromatischen.
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Aus dem oben Gesagten geht hervor, d'aß man Schwefelkohlenstoff entweder
als solchen oder in Form eines Abkömmlings verwenden kann. Von den Abkömmlingen
des Schwefelkohlenstoffs oder auch des Kohlenstoffoxysulfids können auch andere
als die angeführten Verwendung finden, z. B. die in der französischen Patentschrift
5q.$ i8o aufgeführten. Schwefel kann als solcher oder in Form einer Verbindung Verwendung
finden die unter den üblichen Vulkanisationsbedingungen Schwefel in den Kautschuk
einführt. Für die Heißvulkanisation kann man den Schwefel durch verschiedene Nitroverbindungen
ersetzen. Ebenso kann eine große Reihe von verschiedenen Aminen verwendet werden.
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Der hauptsächliche Wert der Erfindung liegt in ihrer Wirtschaftlichkeit.
Durch den Fortfall des mechanischen Mischens werden die Kosten für diese Maßnahme
erspart und ein besserer Kautschuk erhalten, der nicht
nur größere
Lagerbeständigkeit und Biegungsfestigkeit, sondern auch eine höhere Zerreißfestigkeit
besitzt, die zum mindesten teilweise dem Fortfall des mechanischen Mischens zuzuschreiben
ist.
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Gegenüber dem bekannten Verfahren, nach dem mehrere Bestandteile (Schwefel,
Zinkoxyd und Anilin) dem Kautschuk in üblicher Weise beigemischt werden, worauf
dann Schwefelkohlenstoff von außen in die Kautschukmasse eingeführt wird, wird der
Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung besonders deutlich erkennbar. Der Kautschuk
muß bei dem bekannten Verfahren in der gewöhnlichen Weise gemischt und gewalzt werden,
was man wohl gefahrlos bei Verwendung von Beschleunigern tun kann, die bei der Walztemperatur
eine Vulkanisierung nicht hervorrufen. Von den neueren starken Beschleunigern lassen
sich aber viele so nicht verwenden. Im Gegensatz hierzu läßt sich das Verfahren
gemäß der Erfindung überall da anwenden, wo sämtliche Bestandteile durch Diffusion
eingeführt werden können, insbesondere bei der Fabrikation von Tauchware.
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Dann aber liegt ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin, daß
sie es möglich macht, Kautschukplatten und andere Gegenstände, die unmittelbar aus
Kautschukmilch geformt worden sind, zu vulkanisieren. Bei diesem Vorgehen fällt
jede mechanische Bearbeitung des Kautschuks fort und infolgedessen behält der Kautschuk
in der fertigen Ware ungeschwächt dieselben physikalischen Eigenschaften, die er
in der Milch hatte. Um diesen durch die Vermeidung der mechanischen Bearbeitung
gewonnenen Vorteil nicht wieder abzuschwächen, mußte ein geeignetes Verfahren zur
Einführung der Vulkanisierungsbestandteile in den Kautschuk gefunden werden. Die
Erfindung bietet diese Möglichkeit und erschließt damit, ganz abgesehen von der
Erzielung neuer technischer Wirkungen, für die Verwendung von Kautschukmilch Möglichkeiten
die früher nicht bestanden.
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Das neue Verfahren kann außer auf Kautschuk auch auf alle ähnlichen
Produkte, insbesondere Balata, Guttapercha und synthetischen Kautschuk Verwendung
finden.