DE641318C

DE641318C - Verfahren zur Herstellung von teilweise mikroporoesen und teilweise unporoesen Kautschuk- bzw. Hartkautschukgegenstaenden

Info

Publication number: DE641318C
Application number: DEK127999D
Authority: DE
Original assignee: KAYSAM SYNDICATE Ltd
Current assignee: KAYSAM SYNDICATE Ltd
Priority date: 1932-12-01
Filing date: 1932-12-02
Publication date: 1937-01-27

Description

Verfahren zur Herstellung von teilweise mikroporösen und teilweise unporösen Kautschuk- bzw. -Hartkautschukgegenständen Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von teilweise mikroporösen und teilweise unporösen Kautschuk-bzw. Hartkautschükgegenständen, wie z. B. Filterrohren, Ölfiltern, Elektrolysescheidewänden u. dgl. Formkörpern, aus einer nach dem Einverleiben von Schwefel durch geeignete Zusätze in eine homogene, zusammen= hängende, mikroporöse Masse verwandelten Kautschukmilch durch Vulkanisation bei Vermeidung der Verdampfung des in den Poren eingeschlossenen Wassers. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verfestigen und vor dem Vulkanisieren diejenigen Teile, welche unporös werden sollen, getrocknet werden,-währenddessen aber diejenigen Teile, welche mikroporös bleiben sollen, feuchtgehalten werden.
Man hat bereits den Vorschlag gemacht; porösen Kautschuk teilweise in nicht porösen Kautschuk umzuwandeln, und zwar dadurch, daß die unporös zu machenden Teile einem extrem hohen Druck der Größenordnung von i8oo kg/cm' unterworfen werden. Ein solches Vorgehen ist in wirtschaftlicher Weise nur dann möglich, wenn es sich um Kautschukkörper von sehr einfacher Gestaltung, wie z. B. von Platten oder Diaphragmen, handelt. Es würde dagegen praktisch völlig unmöglich sein,- durch diese Methode ein Filter- zu erzeugen, welches zum Spinnen voh Kunstseide verwendbar wäre, also ein Filter, bei welchem der geschlossene untere Teil mikroporös ist und der obere Teil massiv bzw. unporös ist, und wobei an diesem oberen Teil geeignete Verbindungsstellen, z. B. ein Schraubgewinde, vorgesehen ist, so daß es in brauchbarer Weise mit einem Zuführungsrohr o. dgl. vereinigt bzw. hieran angeschlossen werden kann.
Das vorliegende Verfahren bietet diesem bekannten Vorschlag gegenüber vor allem zwei außerordentliche Vorteile. Es gestattet nämlich einerseits, von der Verwendungsnotwendigkeit derartig hoher und unwirtschaftlicher Drucke, wie sie bei dem bekannten Vorschlag angewandt werden müssen, völlig abzusehen, also weit wirtschaftlicher zu arbeiten und kann andererseits auf Körper jeglicher Raumform ohne jede Schwierigkeit angewandt werden, ist also in keiner Weise auf flache Körper von- einfacher Gestaltung beschränkt.
Als Ausgangsmaterialien können im Rahmen des vorliegenden Verfahrens alle solche wäßrigen Kautschukdispersionen verwendet werden, welche Schwefel, und zwar zweckmäßig mindestens to °/o, vorzugsweise mehr als 270/0 Schwefel (bezogen auf ihren Trokkenkautschukgehalt) sowie gegebenenfalls auch noch Vulkanisationsbeschleuniger enthalten und in bekannter Weise mit geeigneten Mengen von unter der Einwirkung von Hitze zur Verfestigung des Kautschuks führenden Substanzen, wie Calciumsulfat oder anderen Salzen zweiwertiger Metalle, wie Magnesium, Zink u. dgl. versetzt sind, sich in diesem Zustand bei gewöhnlicher Temperatur mehr oder weniger stabil verhalten und erst durch eine entsprechende Erhitzung in mikroporöse Verfestigungsprodukte plastischer Beschau fenheit übergehen. Ferner können als -p @r`'@ artige, zur Verfestigung geeignete Kautschuk dispersionen auch solche verwendet werden, welchen neben Schwefel Zusätze geeigneter Art und Menge, wie z. B. Ammoniumnitrat, einverleibt sind, die bereits bei .gewöhnlicher Temperatur in vorher bestimmbarer Zeit zu einer Verfestigung der kautschukhaltigen Massen führen. In diesem Falle kann naturgemäß das vorerwähnte Erhitzen -in Wegfall kommen. In gegebenen Fällen ist es aber auch hierbei vorteilhaft, zusätzlich eine Erwärmung anzuwenden und den Ablauf der Verfestigung entsprechend zu regeln. Danach können also für das vorliegende Verfahren alle solchen mit Schwefel versetzten Kautschukdispersionen verwendet werden, welche durch die Einwirkung von irgendwelchen geeigneten; hierzu gegebenenfalls erst unter dem Einfluß von Wärme führenden Zusätzen instabil gemacht worden sind.
Als derartige Zusätze, welche einzeln oder auch zu mehreren Verwendung finden können, sind- außer dem bereits genannten Ammoniumnitrat auch noch sonstige Ammoniumsalze, wie Ammoniumformiat, Ammoniumchlorid und Ammoniumacetat sowie Zinksalze, wie Zinkearbonat, Zinkoleat u. dgl., Salze von Erdalkalimetallen und verschiedene Säuren, wie z. B. Essigsäure, zu erwähnen. Eine besonders geeignete Zusatzmischung, welche bereits in der Kälte zu einer schnellen und vollständigen Verfestigung führt, ist dabei z. B. ein Gemisch von Magnesiumoxyd, Trinatriumphosphat und Ammoniumchlorid.
Außer den vorerwähnten, zur Verfestigung führenden Zusätzen können den wäßrigen, mit Schwefel versetzten Kautschukdispersionen auch noch die üblichen Zusätze, wie Füllstoffe, Farbstoffe u. dgl. einverleibt werden. Bei alledem sind unter wäßrigen Kautschukdispersionen solche der verschiedensten Art zu verstehen, und zwar sowohl solche von natürlichem als auch von synthetischem Kautschuk, wie z. B. natürliche, konservierte, konzentrierte und/oder voragglomerierte Kautschukmilch, wäßrige Dispersionen von z. B. aus Isopren, Butadien u. dgl. gewonnenen synthetischen Produkten u. dgl. mehr.
Die Verfestigung und damit verbundene Formgebung der Kautschukmischungen kann in Abhängigkeit von den ihnen einverleibten Verfestigungszusätzen und der für die Endprodukte jeweils gewünschten Form nach den verschiedensten hierfür geeigneten Methoden erfolgen. Sind Zusätze verwendet worden, welche erst unter der Einwirkung von Hitze zur Verfestigung des Kautschuks führen, so kann z. B. nach dem bekannten Tauchprozeß tpit erhitzten, entsprechend gestalteten Tauch-:hßipern gearbeitet werden. Oder man kann `'die Massen in Formen einführen und diese dänn ihrerseits erhitzen oder die Massen, z. B. zwecks Erzielung von Schläuchen, Rohren, Platten u. dgl., durch erhitzte, entsprechend gestaltete- Organe auspressen, durch Heizwalzen führen u. dgl. bekannte Maßnahmen mehr anwenden. Werden Zusätze verwendet, welche auch ohne die Einwirkung von Hitze in vorher bestimmbarer Zeit zur Verfestigung der Massen führen, so empfehlen sich insbesondere entsprechende Gieß- und ähnliche Methoden.
Ist das Verfestigungsprodukt der jeweils gewünschten Form hergestellt, so wird dieser Formkörper, wie bereits gesagt, in den Teilen, welche unporös werden sollen, getröcknet, in den Teilen, welche mikroporös bleiben sollen, dabei aber feucht gehalten, was j e nach der betreffenden Gestaltung des Formkörpers ebenfalls nach den verschiedensten, sich aus dieser ohne weiteres ergebenden Maßnahmen erfolgen kann, z. B. derart, daß im Falle von Platten die mikroporös zu bleibenden Teile derselben unter Einschaltung entsprechender Trennwände feucht gehalten, z. B. mit Wasser bespült «erden, die anderen, unporos zu machenden Teile aber getrocknet, z. B. mit warmer Luft behandelt werden. Für die Trocknung ist dabei naturgemäß zu beachten, daß die Teile des Kautschukkörpers, welche im Rahmen des vorliegenden Verfahrens zu trocknen sind, selbstverständlich mehr einschrumpfen als die Teile, welche mikroporös gehalten werden. Die erstgenannten Teile sind daher anfänglich entsprechend verstärkt zu formen, so daß damit der späteren Schrumpfung der nicht porösen Teile Rechnung getragen und ein Endprodukt von genau der gewünschten Gestaltung erzielt wird.
Die vorerwähnte teilweise Trocknung geschieht mit besonderem Vorteil unter Zuhilfenahme entsprechender Formen, um etwaigen Veränderungen in der Gestaltung der teilweise zu trocknenden Formkörper vorzubeugen, im Falle von Rohren z. B. derart, daß dieselben völlig oder zum Teil auf zylindrische Kernstücke aufgezogen und in diesem Zustand der Weiterbehandlung unterworfen werden. Dabei werden diese Hilfsformen zweckmäßig derart gewählt, daß sie nicht nur zur Unterstützung der zu trocknenden bzw. unpöros zu machenden Teile, sondern auch für eine solche der restlichen, feucht zu haltenden Teile dienen können. Andererseits kann z. B. im Falle von Rohren derart gearbeitet werden, daß dieselben z. B. horizontal liegend in eine sie nur teilweise (z. B. in ihrer unteren Mantelhälfte) aufnehmende Hohlform eingelegt und in dieser der erwähnten, teilweise - trocknenden, teilweise feuchthaltenden Behandlung unteryedi#'`-@ fen werden. Am einfachsten geschieht das'< Feuchthalten der mikroporös zu haltendeü; Teile derart, daß die im übrigen zu trocknenden Formkörper in entsprechendem Ausmaße während des- Trocknungsprozesses in Wasser eingetaucht werden.
Das Trocknen der unporös zu machenden Teile ist beialledem naturgemäß derart vorzunehmen, daß dabei auch wirklich eine Abgabe des in .diesen Teilen enthaltenen Wassers ermöglicht wird. Es ist also z. B. durch zunächst nur gelindes Erwärmen dafür Sorge zu tragen, daß die Poren der betreffenden Außenschicht nicht vorzeitig verschlossen werden und dadurch dem im Innern etwa noch vorhandenen Wasser der Austritt verwehrt wird. Eine geeignete Trocknung erfolgt z. B. in der Weise, daß die verfestigten bzw. geformten Produkte zunächst zweckmäßig längere Zeit, z. B. 3 bis 4 Stunden, gewaschen und dann vorerst nur gelinde, z. B. auf :etwa 25 bis 3o°, erwärmt werden. Dann wird die Temperatur allmählich z. B. bis auf etwa 40° erhöht. Als Gesamttrockenzeit kann dann etwa eine solche von 2 Tagen gerechnet werden, wenn der Trockenprozeß nicht durch Zuhilfenahme eines Gebläses o. dgl. beschleunigt wird.
Ist die Trocknung der unporös zu machenden Teile vollendet, so werden die Formkörper schließlich noch vulkanisiert, und zwar unter Bedingungen, bei welchen die Mikrop.orosität der nichtgetrockneten Teile erhalten bleibt. Dies geschieht in bekannter Weise z. B. derart, daß die Gegenstände mit ent= sprechend temperiertem Wasser oder Dampf behandelt werden. Dabei werden j e nach den den Ausgangsgemischen zugegebenen Schwefelzusätzen Kautschukprodukte lederartiger Härte bis zu solchen von ausgesprochenere Hartkautschukcharakter erhalten. Dabei ist noch zu erwähnen, daß es im Rahmen des vorliegenden Verfahrens besonders vorteilhaft ist, als Ausgangsgemische solche zu verwenden, welche auch ohne Zuhilfenahme von Wärme bereits bei .gewöhnlicher Temperatur in vorher bestimmbarer Zeit zur Verfestigung der wäßrigen Kautschukdispersionen führen. Dies beruht darauf, daß der mit Rücksicht .auf die für die Endprodukte gewünschte Beschaffenheit den Ausgangsgemischen einverleibte, mehr oder weniger hohe Schwefelgehalt bei - Verfestigungsprozessen, welche unter Zuhilfenahme von Wärme durchgeführt werden müssen, zu Anvulkanisationserscheinungen führen kann. Diese sind aber mehr oder weniger unerwünscht, da es dann schwierig oder unter Umständen sogar unmöglich ist, dem Formkörper in der vorerwähnten Weise -durch Trocknen und entsprechendes, eine gewisse Plastizität voraus-:setzendes Zusammenziehen unporöse Teile zu geben.

. Im Rahmen des vorliegenden Verfahrens ist es weiterhin vorteilhaft, zwischen den mikroporösen und unporösen Teilen des herzustellenden Gegenstandes eine Trennungslinie bzw. -zone vorzusehen, um die verschiedenen Teile auch schon äußerlich ohne weiteres unterscheiden zu können. Zweckmäßigerweise geschieht dies derart,. daß an den entsprechenden Stellen des noch nicht teilweise getrockneten, also durchweg noch völlig plastischen Formkörpers das in ihm enthaltene Wasser z. B. durch Druckstempel, als welche auch die vorerwähnte Trennwand benutzt werden kann, ausgepreßt wird. Man erreicht so außer dem vorerwähnten noch den besonderen Vorteil, daß an den 'betreffenden ausgepreßten Grenzstellen eine massive Zone entsteht, welche jegliche Kapillarwirkung zwischen den mikroporös bleibenden, feucht zu haltenden Teilen und den unporös zu machenden, entsprechend zu trocknenden Teilen ausschließt und so die Möglichkeit der Bildung halbporöser Zwischenzonen bzw. eine wechselseitige Beeinflussung der jeweiligen Grenzgebiete durch deren verschiedene Behandlungsmaßnahmen (Trocknung einerseits und Feuchthaltung andererseits.) mit Sicherheit ausschließt.

Beispiel

Es wird eine Mischung hergestellt aus

konz. Kautschukmilch (75o/oig) . . 13o Teile,

Zinkcarbonat :............. 20 -

gepulverte Kreide ... . . . . . . . . . . 35 --

Magnesiumoxy d . . . . . . . . . . . . . 5 -

gepulverter Schwefel . ........ 5o -

2/n Lösung von Trinatrium-

phosphat . ........... 6 -

Dibenzothiazyl:disulfid .......... 2 -

Wasser ............ . ......... $o -

Dabei wird zweckmäßig in der Weise vorgegangen, daß das Magnesiumoxyd reit der Trinatriumphosphatlösung angeteigt wird. Zu je ioo g dieser Mischung werden io cm3 einer 380/,i-gen Ammoniumnitratlösung zugegeben. Man erhält so eine Mischung, welche sich bei gewöhnlicher Temperatur nach etwa 2o Minuten verfestigt.

Diese Mischung wird in eine aus Mantel und Kern bestehende Rohrgußform eingefüllt und in dieser der Verfestigung überlassen. Ist die Verfestigung erfolgt, so wird das erhaltene plastische Rohr unter Belassung auf dem Kernstück der Form aus dieser entfernt. Dann wird durch Umlegen eines PreBringes und dadurch bewirktes Auspressen des Wad= sers an dieser Stelle eine massive Trerinazilgs# #,, zone'zwischen dem mikroporös zu--l'as"s?nele.# und dem unporös zu machenden. Teil -des; Rohres geschaffen. Dieses wird dann mir ersterem bis zu dieser Trennungslinie in Wasser eingelegt, während der darüber ragende Teil durch Behandeln mit warmer, in ihrer Temperatur allmählich bis auf etwa q.0° gesteigerter Luft so lange behandelt wird, bis eine völlige Trocknung dieses Teiles erfolgt ist. Das Ganze wird -dann bei r4.5° 2 Stunden lang vulkanisiert und liefert so das gewünschte Hartkautschukfilterrohr teilweise mikroporöser und teilweise unporöser Beschaffenheit.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von teilweise mikroporösen und teilweise unporöh-en Kautschuk- bzw. Hartkautschukgegen-Länden aus einer nach dem Einverleiben ,won Schwefel durch geeignete Zusätze in eine homogene, zusammenhängende, mikroporöse Masse verwandelten Kautschukmilch durch Vulkanisation bei Vermeidung der Verdampfung des in den Poren eingeschlossenen Wassers, dadurch gekennzeichnet, dafi nach dem Verfestigen und vor dem Vulkanisieren diejenigen Teile, welche unpöros «-erden sollen, getrocknet werden, währenddessen aber diejenigen Teile, welche mikroporös bleiben sollen, feuchtgehalten werden.