Verfahren zur Herstellung von Kautschukvulkanisaten Gegenstand der
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kautschukvulkanisaten mit hohen
Festigkeitseigenschaften. Zur Erzielung guter mechanischer Eigenschaften, wie hoher
Zerreißfestigkeit, Kerbzähigkeit usw., bediente man sich bekanntlich bei der Herstellung
von Kautschukgegenständen, wie Autoreifen, aktiver Füllstoffe, insbesondere Ruß,
feinverteilter Metalloxydpe od. dgl. Einige dieser Füllstoffe haben die unangenehme
Eigenschaft, daß sie hei Verwendung der üblichen Rezepturen der Gummimischung eine
hohe D'eformationshärte verleihen, die diese Mischung dann schlecht verarbeitbar
macht. Ferner haben die Füllstoffe hoher Deformationshärte, insbesondere über 5-ooo,
den Nachteil, da3 ihre Festigkeitseigenschaften bei Verwendung der bisherigen Rezeptur
sehr gering sind, so daß z. B. mit einer Mischung mit pyrogen gewonnenem feinverteiltem
Siliciumdioxyd nur die Festigkeitseigenschaften eines Schwerrußes, d. h. eines inaktiven
Füllstoffes, erzielt werden. Verringert man den Füllstoffanteil in der Mischung,
so wird, zwar die Verarbeitbarkeit erleichtert, man muß jedoch gleichzeitig ein
weiteres Absinken der Festigkeitseigenschaften in Kauf nehmen. Hierdurch sind der
Verwendung derartiger Füllstoffe für Kautschukerzeugnisse verhältnismäßig enge Grenzen
gesetzt.Process for the production of rubber vulcanizates
Invention is a process for the production of rubber vulcanizates with high
Strength properties. To achieve good mechanical properties such as high
As is known, tensile strength, notch toughness, etc., were used in production
of rubber items such as car tires, active fillers, especially carbon black,
finely divided metal oxide or the like. Some of these fillers have the unpleasant
Property that when using the usual recipes of the rubber compound it is a
give high deformation hardness, which makes this mixture difficult to process
power. Furthermore, the fillers have high deformation hardness, in particular over 5,000,
the disadvantage that their strength properties when using the previous formulation
are very low, so that z. B. with a mixture with pyrogenic finely divided
Silica only has the strength properties of heavy carbon black, i.e. H. an inactive one
Filler, can be achieved. If you reduce the filler content in the mixture,
so, although the processability is facilitated, one must, however, at the same time
accept a further decrease in the strength properties. This is the
Use of such fillers for rubber products has relatively narrow limits
set.
Es wurde überraschenderweise gefunden, da.ß, mit derartigen Füllstoffen,
die mit Kautschuk bisher normalerweise hohe Deformationshärten ergaben, dennoch
ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden können, wenn der Anteil an V'ulkanisationsmittel,
wie.'
Schwefel :bzw., Vulkanisationsbeschleuniger, gegenüber dem üblichen auf den Kautschuk
abgestimmten Gehalt erheblich, und zwar um 5!o.% oder mehr erhöht wird. So wurde
z: B" bei Verwendung von 4o °/o pyrogen gewonnenem feinverteiltem Siliciumdioxyd
auf iu#o Teile Naturkautschuk bei der für die Reifenherstellung üblichen Rezeptur
eine .Zerreißfestigkeit von aoo kg/cm2 festgestellt. Wird nun der Anteil an Schwefel
auf das Dbppelte und dieMenge desJBeschleunigers, z.B.dasUmsetzungsprodukt von Mercaptobenzothiazol
und Cyclohexylamin, auf das Vierfache erhöht, so erhält man eine wesentlich erhöhte
Zerreißfestigkeit von 3,iokg/cm2.It has surprisingly been found that, with such fillers,
which up to now normally resulted in high deformation hardness with rubber, nevertheless
excellent results can be achieved if the proportion of vulcanizing agent,
how.'
Sulfur: or, vulcanization accelerator, compared to the usual on rubber
coordinated content is increased significantly, namely by 5! o.% or more. So became
z: B "when using 40% pyrogenically obtained finely divided silicon dioxide
on iu # o parts of natural rubber in the usual recipe for tire manufacture
a tensile strength of aoo kg / cm2 was found. Will now the percentage of sulfur
on the double and the amount of the accelerator, e.g. the reaction product of mercaptobenzothiazole
and cyclohexylamine, increased four times, the result is a substantially increased
Tensile strength of 3.10g / cm2.
Bisher hat man den Vulkanisationsmitteln wie dem Schwefel und dem
Beschleuniger nur eine wesentliche Bedeutung im Hinblick auf den verwendeten Kautschuk
zugesprochen. Es war 1ceineswegs vorauszusehen, daß eine, Erhöhung des Anteils an
Beschleuniger einen- derartigen Einfiußauf die Eigenschaften dieser Mischungen bei
Verwendung ' von Füllstoffen mit hohen D'eformationshärten haben würde.So far one has the vulcanizing agents like the sulfur and the
Accelerators only have an essential meaning with regard to the rubber used
awarded. It was inevitable that an increase in the proportion of
Accelerators have such an impact on the properties of these blends
Use of fillers with high deformation hardness would have.
Es hat sich ferner gezeigt, daß( der Anteil an Vulkanisationsmitteln
in Abhängigkeit von der Dfeformationshärte des Füllstoffanteils um so stärker erhöht
werden muß, j e höher der Füllungsgrad der Mischung ist. Weitere Untersuchungen
mit Füllstoffen der oben gekennzeichneten Art ergaben den sehr wesentlichen Fortschritt,
däß' man. auch mit einem geringeren Füllungsgrad als es den üblichen -Rezepturen
entspricht, nicht nur zu einer ausgezeichneten Verarbeitbarkeit der Msschüng, sondern
auch zu sehr guten Festigkeitseigenschaften der Vulkanisate gelangen kann., wenn
man in wenigen Vergleichsversuchen den optimalen Anteil an Vulkanisationsmitteln
feststellt, der jedoch stets erheblich über der bisher üblichen Dbsierung liegen
wird. So wurde z. B. mit der erwähnten feinverteilten Kieselsäure und einem Füllungsgrad
von 22 Gewichtsprozent eine Mischung hergestellt, die sehr,gut verarbeitbar war
und Vulkanisate mit einer unveränderten Zerreißfestigkeit von 31o kg/cm2 ergab.
Hierbei wurde die .dreifache Menge an Bfeschleuniger verwendet, während der Schwefel
etwa auf den normalen Gehalt gesenkt werden konnte. Im allgemeinen haben sich Füllungsgrade
unter 3'5'/0, vorzugsweise 2o bis 3o %, bei derartigen Füllstoffen für die Reifenherstellung
bewährt. Ähnliche Ergebnisse wurden bei Wrwendung von feinverteiltem Al-uminium;silicat
erzielt.It has also been shown that (the proportion of vulcanizing agents
depending on the deformation hardness of the filler component, the greater the increase
must be, the higher the degree of filling of the mixture is. Further investigations
with fillers of the type identified above resulted in the very significant progress,
that one. also with a lower degree of filling than the usual recipes
corresponds not only to excellent processability of the Msschüng, but
can also achieve very good strength properties of the vulcanizates., if
you can find the optimal proportion of vulcanizing agents in a few comparative tests
notices, which, however, are always considerably higher than the usual absorption
will. So was z. B. with the mentioned finely divided silica and a degree of filling
of 22 percent by weight produced a mixture that was very, well processable
and vulcanizates with an unchanged tensile strength of 31o kg / cm2 resulted.
Here, three times the amount of accelerator was used, while the sulfur
could be reduced to about the normal salary. In general, degrees of filling have become
less than 3'5 '/ 0, preferably 2o to 3o%, for such fillers for tire manufacture
proven. Similar results were obtained when using finely divided aluminum silicate
achieved.
Auch Rußeorten, die wegen, ihrer hohen Deformationshärte und der damit
verbundenen geringen Festigkeit und schlechten Verarbeitbarkeit in Gummimischungen
bisher nur begrenzt anwendbar waren, können auf Grund der Erfindung bei geregelter
Erhöhung der Vulkanisationsmittel einwandfreie Vulkanisate ergeben, die sich z.
B. zur Herstellung von Autoreifen als sehr geeignet erwiesen haben. Hierzu gehören
z. B. Spaltruße aus Kohlenwasserstoffen, z. B. Methan, .die zum Teil wegen der erwähnten
l#Jächteile überwiegend nur als Farbruße Anwendung finden konnten. Auch bei derartigere
Rußsorten haben sich Füllungsgrade unter 315%, zweckmäßig von 25 bis 300/0, sehr
gut bewährt. Es wurde eine ähnliche überraschende EYrhöhung der gummitechnischen
Eigenschaften, wie Zerreißfestigkeit, Bruchdehnung, Kerbzähigkeit, erzielt. Besonders
wichtig ist die Tatsache, daß gemäß der Erfindung bei den beschriebenen ried@riggefüllten
Vulkanisaten unter entsprechender Steigerung des Anteils an Vulkanisationsmitteln
sowohl mit anorganischen Füllstoffen, wie dem ob:engenannten Siliciumdioxyd, als
auch mit derartigen Rußen eine wesentliche Erhöhung der Stoßelastizität auftritt,
die eine deutlich geringere Erwärmung solcher Produkte durch innere Reibung verursacht,
was be.Isp@elsrveise in der Reifenproduktion von außerordentlicher Biedeutung ist.
Weiterhin wird der Modul wesentlich geringer als bei den heute üblichen Reifenmischungen,
wodurch die Fahreigenschaften verbessert werden.Also carbon black because of their high deformation hardness and the associated
associated low strength and poor processability in rubber compounds
were previously only applicable to a limited extent, can due to the invention at regulated
Increase in the vulcanizing agent result in perfect vulcanizates that z.
B. have proven to be very suitable for the production of car tires. These include
z. B. split soot from hydrocarbons, z. B. methane,. Which partly because of the mentioned
l # Jächteile could mainly only be used as carbon black. Even with such
Types of carbon black have degrees of filling below 315%, expediently from 25 to 300/0, very much
well proven. There was a similar, surprising increase in rubber technology
Properties such as tensile strength, elongation at break, notch toughness achieved. Particularly
What is important is the fact that according to the invention in the described ried @ riggefüllten
Vulcanized products with a corresponding increase in the proportion of vulcanizing agents
both with inorganic fillers, such as the above-mentioned silicon dioxide, as
Even with such carbon blacks, there is a significant increase in the impact elasticity,
which causes such products to heat up significantly less due to internal friction,
what be.Isp@elsrveise is of extraordinary importance in tire production.
Furthermore, the module is significantly lower than with the tire compounds commonly used today,
whereby the driving characteristics are improved.
Im allgemeinen haben sich bei der Durchführung der Erfindung basisch
wirkende Vulkanisationsbeschleun,iger gut bewährt, wie Diphenylguanidin u. a.In general, when practicing the invention, we found to be basic
acting vulcanization accelerator, iger well proven, such as diphenylguanidine and others.