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Verfahren zum Vulkanisieren von Kautschuk Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zum Vulkanisieren von Kautschuk, bei dem als Beschleuniger ein
Produkt verwandt wird, das aus einer Anzahl von Aldehydaminreaktionsprodukten besteht,
deren Vereinigung vorzugsweise durch gemeinsames Erhitzen der Komponenten oder in
anderer Weise erfolgt ist. Erfindungsgemäß wird stets eine Komponente unter Verwendung
von n-Butyraldehyd hergestellt. Im besonderen besteht eine bevorzugte Type der Beschleuniger
aus einem Produkt, in dem mit einem Amin eine stets mehr als äquimolekulare Menge
eines den Butyraldehyd enthaltenden Gemisches von Aldehyden verbunden wird.
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Es ist bekannt, daß die aliphatischen Aldehydderivate und die aliphatischen
Aldehydreaktionsprodukte der Aldehydderivate von Schiffschen Basen eine größere
Beschleunigungskraft als die Schiffschen Basen selbst besitzen. Es wurde nun die
überraschende Tatsache gefunden, daß die Beschleunigungskraft einer aus verschiedenen
Aldehydaminprodukten bestehenden Vereinigung gesteigert und das vulkanisierte Produkt
auch in anderer Beziehung verbessert werden kann, wenn eines der zur Herstellung
des Beschleunigers verwendeten Aldehydaminprodukte aus einem Butyraldehydderivat
eines Butylidenaminreaktionsproduktes besteht. Die Herstellung derartiger Beschleuniger
und der zu seiner Bildung notwendigen Komponenten sowie die vorteilhafte Verwendung
des Beschleunigers in Kautschukmischungen ist aus. den folgenden Angaben zu ersehen.
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Beispielsweise sei für die Herstellung eines geeigneten Butyraldehydderivats
die Darstellung des Butyraldehydderivats des Butylidenanilins angeführt. Dieser
Körper wird vorzugsweise aus der entsprechenden Schiffschen Base hergestellt, deren
Bildung durch Umsetzung von Butyraldehyd (72 Teile) mit der äquimolekularen Menge
Anilin (92 Teile) erfolgt. Die Bildung der Schiffschen Base wird vorzugsweise bei
einer Temperatur von 75 bis 8o' durchgeführt, so daß ein allmähliches Rückfließen
des Aldehyds stattfindet. Das bei der Kondensation freiwerdende Wasser löst sich
nicht in dem entstehenden Produkt; es scheidet sich ab und wird aus der Reaktionszone
so vollständig wie möglich entfernt. Die Masse wird dann einige Stunden auf einer
Temperatur von ungefähr 145' gehalten, worauf man sie auf ungefähr 75' abkühlen
läßt und einige Zeit auf dieser Temperatur hält.
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Zu dem so gebildeten Butylidenanilin setzt man langsam zwei Mol (1q.4
Teile) Butyraldehyd zu. Gegebenenfalls kann eine kleine Menge einer organischen
Säure der Masse zugesetzt werden. Die Menge der angewandten Säure beträgt etwa 1
bis 6 Teile. Sie wirkt im wesentlichen als Katalysator oder Kondensationsmittel.
Nach dem Zusatz des Aldehvds wird das Produkt während mehrerer Stunden auf eine
Temperatur von 8o bis too' erhitzt und hierauf im Vakuum getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt
auf das erforderliche Minimum herabgesetzt ist. Das erhaltene Produkt ist eine gelbliche
Flüssigkeit.
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Andere Reaktionsprodukte ähnlicher Art können hergestellt werden,
indem man in der beschriebenen Art Mengen von einem halben bis zwei Mol Butyraldehyd
auf ein Mol Butylidenanilin einwirken läßt. Die angeführten Mengen
umfassen
nicht alle Grenzen, innerhalb deren die Stoffe sich verbinden, sondern nur günstige
Mengenverhältnisse für die Herstellung von wirksamen. . Kautschukvulkanisationsbeschleunigern.
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Als eine geeignete Verbindung der anderen, butyraldehydfreien Komponente
des Bescheunigers hat sich beispielsweise das Acetaldehydderivat eines Kondensationsproduktes,
das durch die Vereinigung von im wesentlichen äquimolekularen Mengen von Acetaldehyd
und Anilin erhalten wird, erwiesen. Man stellt die Verbindung in der Weise her,
daß man Dämpfe des Aldehyds bei einer Temperatur von etwa 75'
durch Anilin
leitet, bis ein Produkt erhalten wird, bei dem drei Mol des Aldehyds mit zwei Mol
Anilin verbunden sind. Es besitzt die Formel C13H2oN2, ist bei gewöhnlicher Temperatur
ein weicher, harzähnlicher Körper, der bei mäßiger Wärme zu einer viskosen Flüssigkeit
erweicht und bei Temperaturen von ungefähr 5o bis 6o' leicht flüssig ist.
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Andere Verbindungen können in ähnlicher Weise erhalten werden, indem
man im wesentlichen drei Mol aliphatischer Aldehyde mit gerader Kohlenstoffkette,
wie Propionaldehyd, Butyraldehyd und Heptaldehyd, oder ungesättigte Aldehyde, wie
beispielsweise Crotonaldehyd, Acrolein u. dgl., mit zwei Mol aromatischer primärer
Amine, z. B. mit Toluidin, Xylidin u. dgl., vereinigt.
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Das als Beschleuniger zu verwendende Produkt, das den wesentlichen
Gegenstand der Erfindung bildet, wird aus den Komponenten am zweckmäßigsten in der
Weise hergestellt, daß man bestimmte Mengen der oben beschriebenen Komponenten mischt
und auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, bis das gewünschte Produkt gebildet ist.
So gibt man beispielsweise ungefähr 45o Teile des Butyraldehydderivats von Butylidenanilin
und ungefähr 6oo Teile des Acetaldehydderivats des Acetaldehydanilinkondensationsproduktes
in einen mit einem Mantel umgebenen Behälter und läßt durch den Mantel eine hinreichende
Dampfmenge strömen, um die Masse auf ungefähr 7o' zu erwärmen. Die Masse wird kräftig
und ununterbrochen gerührt, um das Produkt durch lebhaftes Durcheinandermischen
der Bestandteile homogen zu machen. Nach einer mehrstündigen Erhitzung unter den
angeführten Bedingungen zieht man das Produkt aus dem Reaktionskessel ab und läßt
es abkühlen; es ist alsdann zur Verwendung als Beschleuniger für eine Kautschukmischung
fertig. Das Produkt bildet eine dunkelgefärbte viskose Flüssigkeit, die in Äthylalkohl,
Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Paraffinöl, Kreosotöl mit einem Siedepunkt von
etwa Zoo bis 275' und Äther löslich ist.
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Aus den folgenden Beispielen wird die Wirkung des Beschleunigers ersichtlich.
Aus einem Kautschukmaterial wurde in üblicher Weise auf einem Walzwerk mit Walzen
verschiedener Umdrehungsgeschwindigkeit ein Gemisch hergestellt, das
| xoo Teile hellen Krepp (pale crepe) Kaut- |
| schuk, |
| 5 - Zinkoxyd, |
| 3,5 - Schwefel und |
| 0,466 - eines Beschleunigers |
enthielt, der durch Vereinigung von 4o Teilen des Butyraldehydderivats des Butylidenanilins
mit 6o Teilen des Acetaldehydderivats des Äthylidenanilins erhalten wurde. Die Masse
wurde dann durch eine 3o Minuten währende Erhitzung unter Druck und bei einer Temperatur,
die einen Dampfdruck von 2,8 kg/cm2 entspricht, gehalten und vulkanisiert. Bei einer
Prüfung wurde gefunden, daß die Masse einen Elastizitätsmodul von 17,5 kg/cm' bei
3000,
1,
Dehnung, von 49,5 kg/cmz bei 5oo°/o Dehnung und von 2o2,5 kg/cm2
bei 7oo°/o Dehnung besaß, ferner eine Zerreißfestigkeit von 266 kg/cm' und eine
äußerste Dehnung von 750°/0.
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Der Beschleuniger der gleichen Zusammensetzung wurde in einer anderen
Masse verwendet, die folgende Bestandteile enthielt:
| 36,75 Teile Kautschuk (Pale Crepe) |
| 30 - - (Smoked Sheets), |
| 4 - Englischrot, |
| 2374 - Blanc fixe, |
| 3 - Zinkoxyd, |
| 2 - Schwefel, |
| 0,5 - Stearinsäure, |
| 0,25 - eines Holzdestillates mit einem |
| Siedepunkt von etwa 16o bis |
| 235 |
| 0,25 - Beschleuniger. |
Als beste Vulkanisierungsbedingungen erwiesen sich, die Mischung ungefähr
30 Minuten lang unter einem Druck und unter einer Temperatur, die einem Dampfdruck
von 2,8 kg/cm2 entspricht, zu halten und zu vulkanisieren. Die Masse besaß dann
eineZerreißfestigkeit von 287kg/cm2 und eine äußerste Dehnung von 685°/o.
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Ein weiterer Versuch wurde mit einem Beschleuniger unter Verwendung
einer Masse ausgeführt, die Regenerat enthielt. Das Gemisch enthielt im einzelnen
| 4o Teile Smoked Sheet, |
| 27,25 - "Regenerat, |
| 20 - Ruß, |
| 5,75 - Zinkoxyd, |
| 5 - Mineralkautschuk, |
| x - Mischung eines Mineral- und |
| Pflanzenöls, |
| x - Stearinsäure, |
| 2,25 - Schwefel, |
| 0,35 - eines Holzdestillats und |
| 0,35 - des Beschleunigers. |
Der Beschleuniger war durch gemeinsames Erhitzen von 6o Teilen
des Acetaldehydderivats des Äthylidenanilins und 45 Teilen des Butyraldehy dderiv
ats des Butylidenanilins erhalten. Die so behandelte Kautschukmasse wurde dann vulkanisiert,
indem man sie etwa eine Stunde unter Druck bei einer Temperatur, die einem Dampfdruck
von 2,8 kg/cm2 entspricht, erhitzte. Die Masse wurde dann geprüft und besaß einen
Elastizitätsmodul von gr kg/cm2 bei 3oo°/o Dehnung, von 198 kg/cm2 bei 5oo°/o Dehnung
sowie eine Zerreißfestigkeit von 248 kg/cm2 und eine äußerste Dehnung von 595%.
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Andere Bestandteile und andere Mengenverhältnisse können für die Herstellung
von Beschleunigern benutzt werden. Beispielsweise können zur Herstellung des Aldehydderivats
einer Schiffschen Base an Stelle des erwähnten Acetaldehyds andere Aldehyde, wie
Formaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd, Heptaldehyd, Acrolein, Crotonaldehyd
u. dgl., oder eine Mischung von gewissen Mengen derartiger Aldehyde benutzt werden.
An Stelle des im besonderen erwähnten Anilins können andere primäre aromatische
Amine, beispielsweise Toluidine, Xylidine u. dgl., verwandt werden. Das so erhaltene
Produkt wird dann mit einem Butyraldehydaminreaktionsprodukt in der oben beschriebenen
Weise verbunden, worauf der erhaltene Beschleuniger in einer Kautschukmischung zur
Verwendung kommt.