DE60314071T2 - Schlauchaufbau enthaltend eine Polymerzusammensetzung - Google Patents

Schlauchaufbau enthaltend eine Polymerzusammensetzung Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Elastomermischungen, die bei der Fertigung von Kraftfahrzeugschläuchen nützlich sind, umfassen chloriertes Polyethylen, chlorsulfoniertes Polyethylen und Epichlorhydrinelastomere, wie beispielsweise in US-A-5,683,773 offenbart. Unter Verwendung dieser Polymere hergestellte Mischungen besitzen gute mechanische Eigenschaften, eine niedrige Druckverformung, gute Niedertemperaturflexibilität und gute dynamische Ermüdungsbeständigkeit. Diese Mischungen weisen aufgrund ihrer gesättigten Rückgrate auch eine ausgezeichnete Alterungs-, Verwitterungs-, chemische und Ozonbeständigkeit auf, und die von den Chlor- und Etherkomponenten beigetragene Polarität verschafft eine gute Öl-Quellbeständigkeit.
  • Neuere Spezifikationen für Kraftfahrzeugschlauchmischungen erfordern Luft- und Ölbeständigkeit bei Temperaturen von bis zu 175 °C. Mischungen, die chlorierte Polyethylen- und chlorsulfonierte Polyethylenmischungen umfassen, können auf diesen höheren Temperaturen nicht verwendet werden. Copolymere und Terpolymere von Ethlyen und Alkylacrylaten sind als Schlauchmischungen bei höheren Temperaturen gebrauchsgeeignet, sind jedoch teuer in der Anwendung.
  • US-A-4,759,388 offenbart einen Schlauch, der Innen- und Außenschläuche aus einem Acrylkautschuk umfasst. Der Acrylkautschuk kann nur Acrylsäureniederalkylester sein, oder der Ester als Hauptbestandteil polymerisiert mit copolymerisierbarem Monomer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels. Der Acrylkautschuk kann ein Copolymer sein, das Acrylsäureniederalkylester als Hauptkomponente und Ethylen und Vinylacetat als Copolymerkomponenten enthält. Das Vernetzungsmittel kann ein Acrylsäurederivat sein, das eines von Carboxylgruppe, Epoxygruppe und Chloratomen aufweist, oder ein Methacrylsäurederivat.
  • EP-A-0 370 361 offenbart weiche, elastische Polymermischungen auf Basis vernetzter, teilchenförmiger Alkylacrylatkautschuke und hydrolysierter Ethylen-Vinylacetat-Copolymere.
  • US-A-5,274,035 offenbart Ethylen-Vinylacetat-Zusammensetzungen und daraus hergestellte medizinische Schlauchleitungen. Die Zusammensetzungen umfassen eine größere Menge an Ethylenvinylacetat und eine kleinere Menge eines oder mehrerer anderer Polymere. Die anderen Polymere können ein Terpolymer eines Alphaolefins, eines Acrylesters, und einer olefinisch ungesättigten Dicarboxylsäure beinhalten, wie etwa Ethylen-Methylacrylat-Maleinsäureanhydrid. Geeignetes Ethylenvinylacetat umfasst 5 bis 50 Gewichtsprozent Vinylacetat.
  • US-A-5,492,971 offenbart eine vulkanisierte Ethylencopolymergemischzusammensetzung, welche ein Gemisch aus einem Ethylendipolymer, einem Ionomer eines Ethylen-ungesättigte Säure-Copolymers und einem Peroxidaushärtemittel ist. Das Ethylendipolymer kann Ethylenvinylacetat sein. Das Ionomer kann Ethylen-Methylacrylat-Ethylwasserstoffmaleat sein.
  • Das beim Treffen der Rubber Division, American Chemical Society, Orlando, Florida, 21. bis 24. September 1999 vorgelegte Papier Nr. 187 offenbart die Verwendung von Ethylenvinylacetat in Mischungen, die zur Verwendung in Kraftfahrzeugschläuchen geeignet sind. Die offenbarten Ethylenvinylacetatmischungen nutzen Ethylenvinylacetat mit verbesserter Viskosität, das mittels Peroxid oder Strahlung teilweise vernetzt worden ist. Es zeigt sich, dass die Ethylenvinylacetatmischungen darin eine überlegene Hochtemperatureigenschaftsretention im Vergleich mit Mischungen von chlorsulfoniertem Polyethylen oder Ethylen-Methylacrylat-Terpolymer haben.
  • US-A-4,309,332 offenbart einen Schlauch aus einer Kautschukzusammensetzung, die Ethylenvinylacetat und einen vernetzbaren Polyacrylkautschuk umfasst.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schlauch, spezieller einen Kraftfahrzeugschlauch, der wenigstens eine Kautschukschicht aufweist, die 60 bis 95 Gewichtsteile EVM und 5 bis 40 Gewichtsteile ACM umfasst.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Schlauchs.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Wenn ein Schlauch, beispielsweise wie in 1 gezeigt, produziert wird, können eine oder mehrere Komponenten aus einer Polymerzusammensetzung gebildet sein, die ein Copolymer von Ethylen und Vinylacetat (Ethylenvinylacetat oder EVM) und einen vernetzbaren Polyacrylkautschuk (ACM) umfasst.
  • Vorzugsweise zur Verwendung in der Zusammensetzung geeignetes Ethylenvinylacetat kann durch in der Technik bekannte Verfahren produziert werden, beispielsweise wie in US-A-5,093,450 , 5,089,579 oder 5,135,988 gelehrt. Geeignetes EVM enthält vorzugsweise 40 bis 80 Gewichtsprozent Vinylacetat. In einer Ausführung enthält das EVM 50 bis 70 Gewichtsprozent Vinylacetat. Geeignetes EVM ist von verschiedenen kommerziellen Quellen erhältlich, einschließlich DuPont, Millennium Petrochemicals, Nova-Borealis Compounds LLC, AT Plastics Inc., Exxon, ATO Chem, Bayer AG und anderen. In einer Ausführungsform ist das EVM aus der Levapren-Serie von Bayer. Das EVM kann in der Zusammensetzung in einer Menge vorhanden sein, die sich auf 60 bis 95 Gewichtsteile beläuft. Alternativ kann das EVM in einem Bereich von 70 bis 90 Gewichtsteilen, alternativ von 80 bis 90 Gewichtsteilen vorhanden sein.
  • Zur Verwendung in der Zusammensetzung geeigneter vernetzbarer Polyacrylkautschuk kann durch Verfahren produziert werden, wie sie in der Technik bekannt sind, beispielsweise wie in US-A-5,250,644 gelehrt. Vernetzbarer Polyacrylkautschuk ist in der Technik auch als ACM, acrylbasiertes Elastomer, Alkylacrylat-Copolymer, Poly(alkylacrylat), Poly[(1-alkoxycarbonyl)ethylen] oder Polyacrylatkautschuk bekannt. Geeignetes ACM kann durch freie radikalische Polymerisation jedes der Acrylsäureester, die üblicherweise bei der Herstellung von Acrylkautschuken verwendet worden sind, produziert werden. Repräsentative Beispiele für die Acrylsäureester sind zum Beispiel ein Alkylacrylat, wie etwa Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat, ein Alkoxyalkylacrylat, wie etwa Methoxyethylacrylat, und dergleichen. Alkylacrylate mit einer C1- bis C8-Alkylgruppe und Alkoxyalkylacrylate mit einer C2- bis C8-Alkoxyalkylgruppe, wobei die Alkoxyalkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist, werden generell verwendet. Diese Acrylsäureester können allein oder in Beimischung davon verwendet werden. In einer Ausführungsform ist das ACM ein Copolymer von Ethylacrylat, Butylacrylat und Methoxyethylacrylat.
  • ACM wird vorzugsweise mit Aushärtestellen-Comonomeren copolymerisiert, um eine Vernetzbarkeit zu verleihen. Beispielsweise werden Acrylsäureester mit halogenhaltigen Aushärtestellen-Monomeren, wie etwa 2-Chlorethylvinylether und Vinylchloracetat, Epoxymonomeren, wie etwa Allylglycidylether, Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, oder Alkylacrylsäurederivaten copolymerisiert, sodass die erhaltenen Acrylkautschuke mit einem Vernetzungsmittel oder Vulkanisationsmittel vernetzt werden können, z.B. einer Fettsäureseife oder einer Aminverbindung, wie etwa Ethyltetramin oder Tetraethylpentamin. Vulkanisationsstellenmonomere vom Carboxylattyp können auch verwendet werden, sowie Doppelaushärtestellenmonomere, beispielsweise halogenhaltige Monomere und Carboxylatmonomere in demselben ACM. In einer Ausführungsform enthält das ACM Vinylchloracetat als Vulkanisationsstellenmonomer.
  • Geeignetes ACM ist kommerziell von mehreren Quellen erhältlich, einschließlich Hytemp 4053EP, Nipol AR74, Nipol AR72AF und dergleichen. ACM kann in der Zusammensetzung in einem Bereich von 5 bis 40 Gewichtsteilen verwendet werden. Alternativ kann ACM in einem Bereich von 10 bis 30 Gewichtsteilen verwendet werden; alternativ von 10 bis 20 Gewichtsteilen.
  • EVM und ACM machen somit zusammen 100 Gewichtsteile Kautschuk aus, wie in der Zusammensetzung verwendet. Zusätzliche Komponenten, wie sie der Zusammensetzung zugesetzt werden können, werden auf einer Grundlage von Teilen pro hundert Teile Kautschuk (ThK) bezeichnet, basiert auf den 100 Teilen von EVM und ACM.
  • Zusätzlich zu EVM und ACM kann die Kautschukzusammensetzung herkömmliche Additive enthalten, einschließlich Verstärkungsmitteln, Füllstoffen, Pigmenten, Beschleunigungsmitteln, Ozonschutzmitteln, Antioxidantien, Prozessölen, Aktivatoren, Initiatoren, Weichmachern, Wachsen, Vorvulkanisationsinhibitoren, Streckölen und dergleichen.
  • Repräsentative Verstärkungsmittel beihalten Carbon Black, das typischerweise in sich auf 5 bis 200 Gewichtsteile, basiert auf 100 Gewichtsteilen Gesamtkautschuk (ThK), belaufenden Mengen zugesetzt wird. In einer Ausführungsform wird Carbon Black in sich auf 10 bis 120 ThK belaufenden Mengen zugesetzt; in einer anderen Ausführungsform wird Carbon Black in einem Bereich von 35 bis 90 ThK zugesetzt. Typische Carbon Black-Arten, die verwendet werden, beinhalten N110, N330, N332, N472, N550, N630, N642, N650, N762, N770, N907, N908, N990 und N991.
  • Die üblicherweise eingesetzten siliziumhaltigen Pigmente, die in der Kautschukzusammensetzung verwendet werden können, umfassen herkömmliche pyrogene und ausgefällte siliziumhaltige Pigmente (Silika), obwohl ausgefällte Silikas bevorzugt werden. Die vorzugsweise in dieser Erfindung eingesetzten siliziumhaltigen Pigmente sind ausgefällte Silikas, wie beispielsweise die durch die Säuerung eines löslichen Silikats, z.B. Natriumsilikat, erhaltenen.
  • Solche Silikas könnten beispielsweise dadurch gekennzeichnet sein, dass sie ein BET-Oberflächengebiet, gemessen unter Verwendung von Stickstoffgas, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 600, und üblicher in einem Bereich von 50 bis 300 Quadratmetern pro Gramm aufweisen. Das BET-Verfahren zur Messung von Oberflächengebiet ist in dem Journal of the American Chemical Society (Journal der Amerikanischen Chemischen Gesellschaft), Band 60, Seite 304 (1930) beschrieben.
  • Das herkömmliche Silika kann auch typischerweise dadurch gekennzeichnet sein, dass es einen Dibutylphthalat(DBP)-Absorptionswert in einem Bereich von 100 bis 400 und üblicher von 150 bis 300 aufweist.
  • Von dem herkömmlichen Silika wäre zu erwarten, dass es eine durchschnittliche Höchstpartikelgröße beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 0,05 Mikron, ermittelt mit dem Elektronenmikroskop, hat, obwohl die Silikateilchen sogar noch kleiner, oder eventuell größer, sein können.
  • Verschiedene kommerziell erhältliche Silikas können zur Verwendung in dieser Erfindung in Betracht gezogen werden, wie beispielsweise, hier nur als Beispiel und ohne Einschränkung aufgeführt, von PPG Industries unter dem Markennamen Hi-Sil kommerziell erhältliche Silikas mit den Bezeichnungen 210, 243, 532 EP usw.; von Rhodia erhältliche Silikas mit beispielsweise den Bezeichnungen Z1165MP und Z165GR, und von der Degussa AG erhältliche Silikas mit beispielsweise den Bezeichnungen VN2 und VN3, usw.
  • Andere Füllstoffe, die verwendet werden können, beinhalten Talk, Ton, Kalziumkarbonat und dergleichen. Andere Füllstoffe können in einer sich auf 5 bis 150 ThK belaufenden Menge verwendet werden. Öldispersionen, die solche Füllstoffe enthalten, können auch verwendet werden.
  • Organosilane, wie etwa 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid können in Mengen verwendet werden, die sich von 0,1 bis auf 20 ThK belaufen. Geeignete Beispiele solcher Organosilane sind in US-A-4,128,438 offenbart, das hierin in seiner Gesamtheit als Referenz aufgenommen ist. Repräsentative Antidegradantien, die in der Kautschukzusammensetzung vorkommen können, umfassen mikrokristallines Wachs, paraffinisches Wachs, Monophenole, Bisphenole, Thiobisphenole, Polyphenole, Hydrochinonderivate, Phosphite, Phosphatgemische, Thioester, Naphthylamine, Diphenolamine, substituierte und unsubstituierte Diarylaminderivate, Diarylphenylendiame, Paraphenylendiamine, Chinoline und gemischte Amine. Antidegradantien werden generell in einer Menge verwendet, die sich von 0,1 ThK bis auf 10 ThK beläuft, wobei ein Bereich von 2 bis 6 ThK bevorzugt wird. Repräsentative Prozessöle, die in der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen aktiviertes Dithiobisbenzanilid, Poly-para-dinitrosobenzol, Xylylmercapane, aliphatisch-naphthenische Aromatenharze, Polyethylenglykol, Petroleumöle, Esterweichmacher, vulkanisierte Pflanzenöle, Nadelholzteer, phenolische Harze, synthetische Öle, Petroleumharze, polymere Ester und Kiefernharze. Diese Prozessöle können in einer herkömmlichen Menge verwendet werden, die sich auf Null bis 140 ThK beläuft. Die Kautschukschicht kann Magnesiumoxid in herkömmlichen Mengen enthalten. Es ist jedoch festgestellt worden, dass das Vorhandensein von Magnesiumoxid in der Kautschukschicht schädlich für die Haftung und/oder das Ausbluten der Schlauchkomponenten sein kann. Daher enthält in einer bevorzugten Ausführungsform die Kautschukschicht kein Magnesiumoxid. Diese Additive werden herkömmlich in Mengen verwendet, die sich auf 0,1 bis 25 ThK belaufen.
  • Die Elastomerzusammensetzungen zur Verwendung in der Überzugsschicht können mittels verschiedener peroxidhaltiger Vulkanisationshilfsmittel vernetzt werden. Vulkanisationshilfsmittel, die in den Zusammensetzungen der Erfindung eingesetzt werden können, umfassen beispielsweise Di-tertbutylperoxid, Dicumylperoxid, Benzoylperoxid, 2,4-Dichlorbenzolperoxid, t-Butylcumylperoxid, t-Butylperbenzoat, t-Butylperoxid, t-Butylperoxy(2-ethylhexanoat), 2,5- Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)-hexan, Benzoylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-(t-butylperoxy)-hexan, 1,1-Ditertbutylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan, 4,4-Ditertbutylperoxy-n-butylvalerat und n-Butyl-4,4-bis(5-butylperoxy)valerat. Zusätzliche Vulkanisationshilfsmittel, die eingesetzt werden können, umfassen Diacyl- oder Dialkylperoxide, wie etwa α,α'-Bis(t-butylperoxy)isopropylbenzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, Di-t-butylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)hexyn-3, Lauroylperoxid, t-Butylhydroperoxid, t-Amylhydroperoxid, Cumenhydroperoxid, t-Butylperbenzoat, t-Butylperoxid, t-Butylperoxy(2-ethylhexanoat), 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)-hexan und Benzoylperoxid. Alle obengenannten Vulkanisationshilfsmittel sind kommerziell erhältlich.
  • Die Menge von Vulkanisationshilfsmittel, die verwendet werden kann, kann schwanken. Allgemein gesprochen wird sich der Gehalt auf 0,1 bis 15 ThK (auf Basis von aktiven Teilen von Peroxid) belaufen. Bevorzugt beläuft sich der Gehalt auf 2 bis 10 ThK.
  • Der Kautschukzusammensetzung können Vernetzungs-Coagentien zugesetzt werden. Repräsentative Beispiele solcher Coagentien umfassen Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallylphosphat, Triallyltrimellitat, Diallylidenpentaerithryt, Diallylterephthalat, Tetraallyloxyethan, Triallylcitrat, Acetyltriallyloxyethan, Acetyltriallylcitrat, di-, tri-, tetra- und penta-funktionelle Acrylate, di-, tri-, tetra- und penta-funktionelle Methacrylate, n,n'-m-Phenylendimaleimid, 1,2-cis-Polybutadien und Mischungen davon. Typische Mengen solcher Coagentien belaufen sich auf 1 bis 20 ThK. Bevorzugte Bereiche von Coagentien umfassen 2 bis 10 ThK.
  • Das Mischen der Kautschukzusammensetzung kann durch den Fachleuten in der Kautschukmischtechnik bekannte Verfahren vollzogen werden. Beispielsweise können die die Inhaltsstoffe in einer Stufe gemischt werden, werden jedoch typischerweise in mindestens zwei Stufen gemischt, nämlich mindestens einer nicht-produktiven Stufe, gefolgt von einer produktiven Mischstufe. Die Endaushärtemittel, einschließlich Vulkanisationsmitteln, werden typischerweise in der Endstufe gemischt, die konventionell die "produktive" Mischstufe genannt wird, worin das Mischen typischerweise auf einer Temperatur, oder Höchsttemperatur, stattfindet, die niedriger ist als die Mischtemperatur(en) der vorangehenden nicht-produktive(n) Mischstufe(n).
  • Das Vulkanisieren der Kautschukzusammensetzung wird bevorzugt auf herkömmlichen Temperaturen, die sich von 160 °C bis auf 190 °C belaufen, durchgeführt. Bevorzugter wird das Vulkanisieren auf Temperaturen vollzogen, die sich von 170 °C bis auf 180 °C belaufen.
  • Die Zusammensetzungen können bei der Fertigung von Schläuchen und dergleichen verwendet werden, wie etwa Schläuchen, die in Kraftfahrzeuganwendungen gebrauchsgeeignet sind. Die Zusammensetzungen können extrudiert werden oder anderweitig als eine oder mehrere Schichten eines einzel- oder mehrlagigen Schlauchs gefertigt werden. Andere Schichten in dem Schlauch können aus Materialien, wie sie in der Technik bekannt sind, gefertigt werden.
  • Bezugnehmend auf 1 ist dort ein gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruierter Getriebeölkühlerschlauch 10 gezeigt. Der Schlauch 10 umfasst eine Innenschicht 11, eine Verstärkungslage 10, die über der Innenschicht 11 liegt und vorzugsweise an diese geheftet ist, und eine äußere Deckschicht 15, welche über der Verstärkungslage 10 liegt und vorzugsweise an diese geheftet ist. Die Verstärkungslage 13 ist aus einem geeigneten Verstärkungsmaterial gebildet, das organische oder anorganische Fasern oder messingplattierte Stahldrähte umfassen kann. Das verstärkungsmaterial ist vorzugsweise ein organisches Fasermaterial, wie etwa Nylon, Polyester, Aramid, Baumwolle oder Rayon. Die Verstärkungskonstruktion kann von jeder geeigneten Art sein, wie etwa geflochten, spiralförmig, gewirkt oder herumgeschlagen, ist jedoch in der dargestellten Ausführung von einer Flechtkonstruktion. Die Verstärkung kann weiter mit einem Schlichten behandelt werden, wie etwa einer Behandlung vom RFL-Typ, um die Haftung zwischen der Verstärkung und der Innen- bzw. der Außenschicht zu fördern.
  • Die Innenschicht 11 kann aus mehrfachen Elastomerlagen bestehen, die dieselbe Zusammensetzung haben können oder nicht, obwohl in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform die gesamte Innenschicht aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
  • Die äußere Elastomerdeckschicht 15 ist aus geeigneten Materialien hergestellt, die dazu gestaltet sind, der angetroffenen äußeren Umgebung zu widerstehen. In der dargestellten bevorzugten Ausführung ist die äußere Deckschicht 15 aus der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt.
  • Andere Ausführungsformen sind vorstellbar, einschließlich Schlauchkonstruktionen mit mehrfachen Verstärkungslagen und mehrfachen Elastomerlagen. Eine oder mehrere der Elastomerlagen können die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfassen.
  • Die nachfolgenden Beispiele sind zur Illustration der vorliegenden Erfindung vorgesehen und es ist nicht beabsichtigt, letztere dadurch einzuschränken. Alle Teile sind Gewichtsteile, wenn nicht anderweitig aufgeführt.
  • BEISPIEL I
  • In diesem Beispiel wurden Kautschukzusammensetzungen, die ein Gemisch von EVM und ACM umfassten, mit Kautschukzusammensetzungen verglichen, die ein Gemisch von EVM und Vamac G, identifiziert als ein Terpolymer von Ethylen, Methylacrylat und ein Vulkanisationsstellenmonomer, enthielten. Mischungen wurden gemäß den in Tabelle 1 angedeuteten Zusammensetzungen hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften wurden ausgewertet, wie in Tabelle 2 angedeutet. Tabelle 1
    Proben
    Materialien 1 2 3 4 5 6 7 8
    EVM (Levaprem 600) 70 70 70 70 70 70 70 70
    AEM (Vamac G) 30 30 30 30 0 0 0 0
    ACM 0 0 0 0 30 30 30 30
    Carbon Black N550 40 40 20 20 40 40 20 20
    Carbon Black N990 20 20 40 40 20 20 40 40
    Harter Ton 20 40 20 40 20 40 20 40
    Silankopplungsmittel 0,5 1 0,5 1 0,5 1 0,5 1
    Octyldecylamin 1 1 1 1 1 1 1 1
    Kalziumstearat 4 4 4 4 4 4 4 4
    Polyethylen LWM 1 1 1 1 1 1 1 1
    Polycarbodiimid 50 % 3 3 3 3 3 3 3 3
    Hydrochinolin 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
    MgO (Maglite D) 5 0 0 5 5 0 0 5
    Peroxid (Dicup 40 KE) 8 8 8 8 8 8 8 8
    Triallylcyanurat 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
    Tabelle 2
    Proben
    Eigenschaften 1 2 3 4 5 6 7 8
    Ursprüngliche Eigenschaften
    Zugfestigkeit (MPa) 14,9 15,9 14,6 14,9 12,7 13,0 11,4 11,3
    Verlängerung bei Bruch (%) 200 130 184 123 124 134 136 145
    Shore A-Härte 85 86 79 85 79 84 76 82
    Reißfestigkeit (N/mm) 23,2 27,6 23,9 2,77 21,7 23,9 19,5 17,9
    Druckverformung B, 70 Stunden bei 150 °C
    % Verformung 37 38 40 39 33 27 37 33
    Luftgealtert, 70 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 15,0 17,6 15,2 16,4 13,6 13,7 12,5 12,5
    Verlängerung bei Bruch (%) 118 78 116 122 124 88 164 119
    Luftgealtert, 168 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 15,4 16,0 14,2 15,4 12,3 12,3 12,2 12,2
    Verlängerung bei Bruch (%) 97 67 94 74 79 57 110 85
    Shore A-Härte 84 86 80 85 83 84 75 82
    Ölgetaucht (IRM 903), 168 Stunden bei 150 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 9,4 10,6 10,2 8,8 7,7 7,7 8,0 7,4
    Verlängerung bei Bruch (%) 102 91 127 73 88 72 119 82
    Shore A-Härte 57 62 52 58 57 56 50 57
    Volumenquellung (%) 60 52 58 55 54 46 52 47
    Ölgetaucht (TOC), 168 Stunden bei 150 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 10,8 12,9 11,4 11,4 8,6 9,4 9,4 8,9
    Verlängerung bei Bruch (%) 128 105 154 99 113 104 147 126
    Shore A-Härte 66 71 58 71 63 67 59 64
    Volumenquellung (%) 27 23 26 26 24 21 22 22
    Ölgetaucht (TOC), 168 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 12,6 13,0 10,4 10,6 10,4 9,8 9,5 8,5
    Verlängerung bei Bruch (%) 80 101 141 76 118 127 166 120
    Shore A-Härte 71 62 55 66 59 54 51 58
    Volumenquellung (%) 30 30 33 30 27 25 27 26
  • Wie in den Daten von Tabelle 2 ersichtlich, kann EVM (Levapren 600HV) mit AEM und ACM gemischt werden, um Mischungen herzustellen, die in der Lage sind, Luftalterungs- und Eintauchvorgänge bei Temperaturen von bis zu 175 °C zu handhaben. AEM-Gemische verschaffen geringfügig höhere Zug- und Modulwerte, während ACM-Gemische geringfügig besser in Hinsicht auf Ölbeständigkeit, zurückbehaltene Verlängerung und Druckverformung waren.
  • BEISPIEL II
  • In diesem Beispiel wurden Kautschukzusammensetzungen, die ein Gemisch von EVM und ACM enthielten, mit Kautschukzusammensetzungen verglichen, die EVM ohne zugesetztes ACM enthielten. Mischungen wurden gemäß den in den Tabellen 3A und 3B angedeuteten Zusammensetzungen hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften wurden ausgewertet, wie in den Tabellen 4A und 4B angedeutet. Tabelle 3A
    Proben
    Materialien 9 10 11 12 13 14 15 16
    EVM, Levapren 600HV, 60 % Vinylacetat 100 100 100 100 90 90 90 90
    ACM, Nipol AR72HF, Cl-Vulk.stelle 0 0 0 0 10 10 10 10
    N550 10 10 30 30 10 10 30 30
    N990 40 40 40 40 40 40 40 40
    Armeen 18D 1 1 1 1 1 1 1 1
    Kalziumstearat 4 4 4 4 4 4 4 4
    Polyethylen LWM 1 1 1 1 1 1 1 1
    Polycarbodiimid 3 0 0 3 3 0 0 3
    TMQ 0,5 0 0 0,5 0,5 0 0 0,5
    Irganox 1010, CIBA 0 2 2 0 2 0 0 2
    DLTDP, Struktol 0 1 1 0 0 1 1 0
    MgO 0 2 2 0 2 0 0 2
    Dicup-Peroxid, 265F Autoinitiation 8 8 8 8 8 8 8 8
    Triallylcyanurat 2,5 0 2,5 0 2,5 0 2,5 0
    SR521, Sartomer 0 2 0 2 0 2 0 2
    Tabelle 3B
    Proben
    Materialien 17 18 19 20 21 22 23 24
    EVM, Levapren 600HV, 60 % VA 80 80 80 80 70 70 70 70
    ACM, Nipol AR72HF, Cl-Vulk.stelle 20 20 20 20 30 30 30 30
    N550 10 10 30 30 10 10 30 30
    N990 40 40 40 40 40 40 40 40
    Armeen 18D 1 1 1 1 1 1 1 1
    Kalziumstearat 4 4 4 4 4 4 4 4
    Polyethylen LWM 1 1 1 1 1 1 1 1
    Polycarbodiimid 0 3 3 0 0 3 3 0
    TMQ 0 0,5 0,5 0 0 0,5 0,5 0
    Irganox 1010, CIBA 2 0 0 2 2 0 0 2
    DLTDP, Struktol 1 0 0 1 1 0 0 1
    MgO 0 2 2 0 2 0 0 2
    Dicup-Peroxid, 265F Autoinitiation 8 8 8 8 8 8 8 8
    Triallylcyanurat 2,5 0 2,5 0 2,5 0 2,5 0
    SR521, Sartomer 0 2 0 2 0 2 0 2
    • SR521 – Sartomer zweiwertiges Acrylatcoagens (gesetzlich geschützt)
    • TMQ – Trimethyldihydrochinolin Irganox 1010 – Tetrakis[methylen(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat)]methan
    • DLTDP – Dilaurylthiodipropionat
    Tabelle 4A
    Proben
    Eigenschaften 9 10 11 12 13 14 15 16
    Ursprüngliche Eigenschaften
    Zugfestigkeit (MPa) 15,0 11,8 14,4 14,7 14,3 11,3 15,5 14,0
    Verlängerung bei Bruch (%) 177 408 193 269 160 383 173 246
    Shore A-Härte 62 60 74 71 64 58 73 71
    Reißfestigkeit (N/mm) 16 29 23 33 16 23 23 28
    Druckverformung B, 70 Stunden bei 150 °C
    % Verformung 7 11 15 11 12 11 13 14
    Luftgealtert, 70 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 14,6 11,8 15,6 13,4 13,8 12,1 15,0 13,6
    Verlängerung bei Bruch (%) 193 361 160 253 169 311 148 226
    Shore A-Härte 67 62 77 75 66 60 76 75
    Luftgealtert, 168 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 13,5 6,9 7,4 11,3 10,5 9,6 12,4 13,4
    Verlängerung bei Bruch (%) 171 136 51 146 110 164 87 168
    Shore A-Härte 68 63 78 75 69 62 76 75
    Ölgetaucht (IRM 903), 168 Stunden bei 150 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 7,8 6,5 9,6 9,0 8,2 6,4 9,1 8,4
    Verlängerung bei Bruch (%) 115 259 130 187 116 238 119 166
    Shore A-Härte 50 33 55 46 52 33 53 48
    Volumenquellung (%) 69,6 91,2 63,43 73,73, 60,62 80,97 61,56 65,37
    Ölgetaucht (TOC), 168 Stunden bei 150 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 9,5 8,6 12,1 10,7 9,5 7,9 11,8 10,2
    Verlängerung bei Bruch (%) 155 373 186 245 152 324 178 224
    Shore A-Härte 53 41 59 54 55 43 57 54
    Volumenquellung (%) 35 39 31,9 35,3 30,1 35 29,6 30,7
    Ölgetaucht (TOC), 168 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 11,2 9,6 11,6 10,8 11,5 9,1 12,4 11,1
    Verlängerung bei Bruch (%) 203 426 212 258 178 328 193 234
    Shore A-Härte 47 38 49 46 50 41 49 46
    Volumenquellung (%) 38 45 39 40 34 41 33 35
    Tabelle 4B
    Proben
    Eigenschaften 17 18 19 20 21 22 23 24
    Ursprüngliche Eigenschaften
    Zugfestigkeit (MPa) 12,0 11,9 13,1 10,4 11,6 10,7 13,2 10,6
    Verlängerung bei Bruch (%) 210 288 157 373 226 320 142 311
    Shore A-Härte 61 61 74 64 61 56 73 65
    Reißfestigkeit (N/mm) 17 21 20 31 14 17 17 25
    Druckverformung B, 70 Stunden bei 150 °C
    % Verformung 21 27 23 27 36 35 25 35
    Luftgealtert, 70 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 12,9 11,3 12,8 11,0 11,5 10,2 13,6 11,1
    Verlängerung bei Bruch (%) 195 249 157 282 205 271 136 221
    Shore A-Härte 62 60 76 69 64 59 76 72
    Luftgealtert, 168 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 7,3 10,8 12,2 7,6 8,3 8,4 12,6 11,3
    Verlängerung bei Bruch (%) 92 195 116 102 100 169 98 131
    Shore A-Härte 66 63 75 72 66 60 74 72
    Ölgetaucht (IRM 903), 168 Stunden bei 150 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 7,2 5,6 7,7 5,7 4,8 4,9 7,0 5,9
    Verlängerung bei Bruch (%) 150 176 112 245 129 197 97 195
    Shore A-Härte 41 37 53 30 36 33 53 35
    Volumenquellung (%) 65 68 58 82 69 70 51 71
    Ölgetaucht (TOC), 168 Stunden bei 150 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 8,4 6,7 9,6 7,7 7,7 6,5 9,0 7,8
    Verlängerung bei Bruch (%) 204 223 142 339 202 248 128 272
    Shore A-Härte 47 44 56 39 42 38 57 44
    Volumenquellung (%) 30 31 30 34 33 31 25 33
    Ölgetaucht (TOC), 168 Stunden bei 175 °C
    Zugfestigkeit (MPa) 10,1 8,7 11,5 8,7 8,6 8,2 10,5 9,2
    Verlängerung bei Bruch (%) 247 257 266 388 210 287 148 277
    Shore A-Härte 45 44 50 37 43 35 51 46
    Volumenquellung (%) 35 35 33 40 34 34 27 35
  • In nahezu allen Fällen war die Zugfestigkeit verringert, wenn der ACM-Gehalt anstieg, obwohl jedoch selbst bei einem Gehalt von 30 ThK die Werte ausreichend für typische Spezifikationen waren. Die Modulwerte nahmen ebenso bei zunehmendem ACM geringfügig ab. Die Druckverformung wurde durch den ACM-Gehalt stark beeinflusst, indem diejenigen Mischungen, die kein ACM enthielten, einen Durchschnitt von 11 Prozent hatten, während diejenigen, die 30 ThK enthielten, einen Durchschnitt von 33 Prozent hatten. Die Volumenquellungen sowohl in IRM903 als auch TOC-Flüssigkeit nahmen beide bei ansteigendem ACM-Gehalt ab.
  • Der Zusatz von ACM zu diesem EVM-Mischungen verschaffte eine erhöhte Beständigkeit gegen Volumenquellung und geringfügig niedrigere Tg, jedoch werden solche Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Druckverformung negativ beeinflusst. Ein gutes Gleichgewicht zwischen diesen Eigenschaften wurde beobachtet, wenn das ACM im Bereich von 10 bis 20 ThK lag.

Claims (11)

  1. Schlauch, umfassend mindestens eine Kautschukschicht (11, 15), wobei der Schlauch eine Innenschicht (11), eine Verstärkungslage (13), die über der Innenschicht (11) liegt und vorzugsweise an diese geheftet ist, und eine Außenschicht (16), die über der Verstärkungslage (13) liegt und vorzugsweise an diese geheftet ist, umfasst, wobei die Innenschicht (11) umfasst: (A) 60 bis 95 Gewichtsteile Ethylenvinylacetat (EVM), und (B) 5 bis 40 Gewichtsteile eines vernetzbaren Polyacrylkautschuks (ACM).
  2. Schlauch von Anspruch 1, wobei besagte Innenschicht (1) 70 bis 90 Gewichtsteile EVM und 10 bis 30 Gewichtsteile ACM umfasst.
  3. Schlauch von Anspruch 1 oder 2, wobei besagte Innenschicht (11) 80 bis 90 Gewichtsteile EVM und 10 bis 20 Gewichtsteile ACM umfasst.
  4. Schlauch von Anspruch 1, wobei besagtes EVM 40 bis 80 Gewichtsteile Vinylacetat umfasst.
  5. Schlauch von Anspruch 4, wobei besagtes EVM 50 bis 70 Gewichtsteile Vinylacetat umfasst.
  6. Schlauch gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei besagtes ACM ein oder mehrere Monomere umfasst, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylacrylaten mit einer C1-C8-Alkylgruppe und Alkoxyalkylacrylaten mit einer C2- bis C8-Alkoxyalkylgruppe, wobei die Alkoxygruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist.
  7. Schlauch von Anspruch 6, wobei besagtes ACM weiter mindestens ein Vulkanisationsstellenmonomer umfasst.
  8. Schlauch von Anspruch 6 oder 7, wobei besagtes ACM weiter mindestens ein Vulkanisationsstellenmonomer umfasst, gewählt aus der Gruppe bestehend aus halogenhaltigen Vulkanisationsstellenmonomeren, Epoxymonomeren und Vulkanisationsstellenmonomeren vom Carboxylattyp.
  9. Schlauch von Anspruch 8, wobei besagtes halogenhaltiges Monomer Vinylchloracetat oder 2-Chlorethylvinylether ist.
  10. Schlauch von einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei besagtes ACM ein Copolymer ist, das Ethylacrylat, Butylacrylat, Methoxyethylacrylat und ein Vulkanisationsstellenmonomer umfasst.
  11. Schlauch von Anspruch 1, wobei die Verstärkungslage (13) an die Innenschicht (11) geheftet ist und wobei die Außenschicht (15) an die Verstärkungslage geheftet ist.
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