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Verfahren zur Plastizierung von-Butadien-Emulsionsmischpolymerzsaten
Die zur Verfügung stehenden - Butädienpoly-' nierisate teilen sich in zwei Grüppen:
die schwer verarbeitbiaren Butadien-Emulsionsmischpolymer.isate mit verhältnismäßig
. guten physikalischen Zahlen und die Naturkautschuk ähnlich zu verarbeitenden Natrium-Butadien-Polymerisate
-mit' nicht ausreichenden Güteeigenschaften im Fertiggegenstand.
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Butadien-Emulsionsinischpolymerisate lassen sich infolge ihrer körnigen
- Zusammensetzung, .die gekennzeichnet ist durch -eine geringe Plastizität bei verhältnismäßig
hoher Elästizität des rohen Werkstoffes, wesentlich schlechter verarbeiten als Naturkautschuk.
Die schlechtere Verarbeitung bezieht sich sowohl auf die Mischungsherstellung _als
auch auf die Weiterverarbeitung, der Mischurigenzu Halbfertigwaren. Eine der Mischungsgüte
aus--Naturkautschuk gleichwertige Mischungsgüte aus Butadien-Emulsionsmischpolymeri.saten
läßt sich bislang auf den gebräuchlichen Mischwerken nur unter einem. wesentlichen
Mehraufwand an Arbeit herstellen. Die Umwandlung der Butadien-Emulsionsmischpolymerisatmischungen
in Halbfertigwaren verlangt gleichzeitig ein Zurückgehen auf früher .ärigewandte
Herstellungsverfahren. Es ist insbesondere bislang nicht gelängen, die dem je--,veiligen
Verwendungszweck voll entsprechenden Mischungen . aus Butadien-Emulsionsmischpolymerisaten
zu spritzen oder in befriedigender Weise zu kalandrieren. Durch Verwendung von Bestandteilen,
die in der Kautschukindustrie als Weichmacher bezeichnet werden, ferner durch Lösungsmittel
und Harze gelingt es zwar, die Mischzeiten in geringem Maße zu senken und die einzelnen
Mischungen den gebräuchlichen Verarbeitungsmaschinen anzupassen, sofern eine Güteminderung
des.
Fertiggegenstandes in Kauf genommen wird. Es ist bereits vorgeschlagen; dimere Butadiene
in Kautschulcmischungen zu verwenden, die aber keine niedrigviskosen Natrium-Butadien-Polymerisate
darstellen und sich zur Plastizierung von Butadienpoly merisaten nicht eignen.
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Man hat weiter die verschiedenen Butadienpolymerisate miteinander
vermischt, um Mischungen zu erhalten, -die die gewünschten Eigenschäften der einzelnen
Butadienpblymerisatarten besitzen. Es ist ferner bekannt, durch Mitverwendung von
Natrium-Butadien-Polymerisaten gebräuchlicher K-Werte (K = 8s bzw. 115),
wobei die Größe K den Polymerisationswert (vgl. »Cellulose Chemie«, Bd. 13, 1932,
SS. 6o, und »Kolloid-Zeitschrift«, Ausg.53, S. 34) darstellt, günstiger zu
mischende und weniger besser zu verarbeitende Mischungen zu erhalten, was jeweilig
jedoch immer nur auf Kosten der Güte des Fertiggegenstandes ging.
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Die Erfindung besteht nun darin, das Plastizieren von Butadien-Emulsionsmischpolymerisaten_
dadurch zu verbessern, daß das Butadienpolymerisat mit einem Weichmachergemisch
plastiziert wird, das aus niedrigviskosem Natrium-Butadien-Polymerisat (K<65)
und an sich bekannten, eine besonders hohe D.ispers@ionswirkung auf -die in der
Mischung zu verteilenden Füllstoffe ausübenden Weichmacher besteht. Das Wesen derErfindung
liegt nämlich darin, erkannt zu haben, daß derartige niedrig-viskose Natrium-Butadien--Polymerisate
als Weichmacher für Butadien--Emulsionsmischpolymerisate wirken, wenn sie zusammen
mit an sich bekannten, guten Dispergatoren verwendet werden.
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Der Zusatz der niedrigviskosen Natrium-Butadien-Polymerisate zu den
Mischungen aus Butadien-Emulsionsmischpolymerisaten erfolgt je nach den erforderlichen
Güteeigenschaften in einem Verhältnis von etwa 5 bis 2"5 0/0. Die Erfindung bietet
den Vorteil, statt Gegenstände in umständlicher MTeise aus Platten aufbauen zu müssen,
die Butadien-Emulsionsmischpolymerisatmischungen in bekannter Weise auf Schlauchmaschinen
bzw. Kalandern zu Profilen irgendwelcher Art zu spritzen bzw. zu ziehen, wobei die
Güteeigenschaft besonders hochwertiger Butadien-Polymerisat-Gegenstände, wie z.
B. Laufflächen für Reifen, erhalten bleiben. Die entstandenen profilierten Halbfabrikate
können in der bei der Herstellung aus Naturkautschuk üblichen Weise, z. B. für Reifen
auf die auf flachen Trommeln'bzw. auf Dornen gearbeitete Karkasse aufgelegt und
geheizt werden. Gegenstände mit geringeren Anforderungen an Güte können bei Verwendung
höherer prozentualer Zusätze von niedrigviskosen Natrium-Butadienpolymerisaten nach.
den bei der Verarbeitung von Rohkautschuk üblichen einfacheren Arbeitsweisen hergestellt
werden. Die Herstellung der vorstehend genannten Mischungen ermöglicht eine Einsparung
an Zeit bei der Anfertigung, ohne die Güte der Fertigfabrikate herabzusetzen.
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Bei Verwendung von Natrium-Butadien-Polymerisaten niedrigster Polymerisationsstufen
(K < 65) als Weichmacher gelingt es schon bei verhältnismäßig niedrigen Zuschlägen,
von etwa 5 % ab, die körnige Beschaffenheit von Butadien-Emulsionsmischpolymerisaten
erstmalig grundlegend in Richtung Naturkautschuk zu verbessern. Bei steigenden Prozentsätzen
findet eine immer weitergehende Angleichung an Naturkautschuk statt, so daß nunmehr
spritzbare und gut kautsch.ukierungsfäh'ige Mischungen erhalten werden. Gleichzeitig
erfolgt eine nennenswerte Einsparung an Mischzeit. Je niedriger die Polymerisationsstufe
dieses Weichmachers ist, um so größer ist die Wirkung desselben.
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Während Natrium-Butadien-Polymerisate mit K = 65 vulkanisationsfähig
sind, bringt bei den Polymerisationsprodukten von niedrigerem K-Wert die Vulkanisation
nur eine unwesentliche Veränderüng des rohen Werkstoffes, so daß hieraus allein
keine für den praktischen Gebrauch geeigneten Vulkanisate erhalten werden können.
Die Natrium-Butadien-Polyrnerisate mit niedrigen K-Werten müssen daher als reine
Weichmacher angesprochen werden, von denen erwartet werden muß, daß sie infolge
ihrer chemischen Verwandtschaft mit den Butadien-Emulsionsmischpolymerisaten günstigste
Effekte zeigen.
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Über ioo/o liegende Zuschläge von Natrium-Butadien-Polymerisaten mit
K = 32 ergeben bereits einen Güteabfall des Vulkanisates. Von der günstigen Wirkung
der niedrigeren Polymerisate aus Natrium-Butadienpolymerisaten im Hinblick auf eine
Einsparung an Mischarbeit und auf eine Angleichung an den Charakter von Naturkautschuk
kann zweckmäßig nur so weit Gebrauch gemacht werden, als keine Schädigungen des
Fertiggegenstandes eintreten. Da hierbei aber eine normale Verarbeitungsfähigkeit
nicht gewährleistet ist, werden außerdem noch unschädlich wirkende Weichmacher verwendet,
von welchen außer der reinen Weichmacherwirkung eine hohe Dispergierungsfähigkeit
zu verlangen ist. In dieser Richtung wirkende Stoffe sind die wachsartigen hochmolekularen
Alkohole und Ester, wie z. B. Wollfett und Wollwachs.
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Durch gleichzeitige Verwendung von Niedrigpolymerisaten (K=65) als
Spritzbarmacher und Dispergatoren der - vorgenannten Art, die gleichzeitig als hervorragende
und unschädliche Weichmacher anzusprechen sind, gelingt z. B. die Herstellung i.
von spritzbaren Laufflächenmischungen höchsten Abnutzungswiderstandes, 2. von spritzbaren
Auto- und Fahrradschläuchen ausreichender Güte und 3. einwandfreien Kautschukierungsqualitäten.
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,Sämtliche vorgenannten Mischungstypen werden nach dem neuen Verfahren
unter Einsparung von Mischzeit hergestellt und gestatten insbesondere die Verwendung
der heute gebräuchlichen einfacheren Verarbeitungsverfahren. Während z. B. bislang
hochwertige Laufflächen aus Butadien-Emulsionsmischpolymerisaten für Reifen nur
durch Aufeinanderwickeln gezogener dünner Platten bis zu der gewünschten Stärke
hergestellt werden konnten, ist es nach dem neuen Verfahren möglich,
die
erforderlichen starken Profilstreifen in einem einzigen Arbeitsgange zu erhalten
und weiter zu verarbeiten, in gleicher Weise wie bisher bei Naturkautschuk.
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Die Dosierung der erforderlichen Zuschläge ist individuell und muß
den jeweils vorhandenen Arbeitsbedingungen angepaßt werden. Je höher die Zuschläge
über das Optimum hinaus sind, um so niedriger ist der Gütegrad der damit hergestellten
Vulkanisate. Da technische Mischungen aller Art geringeren Beanspruchungen unterworfen
sind, als sie z. B. für Autoreifenqualitäten verlangt werden, läßt sich das geschilderte
Verfahren mit noch größerem Erfolg in der Verarbeitung auch auf dieses Gebiet übertragen.
Es ist aber nicht unbedingt erforderlich, niedrigstpolymerisiertes Natrium-Butadien-Emulsionsmischpolymerisat
zuzugeben. Durch Herstellung eines Butadien-Emulsionsmischpolymerisatkoagulates,wobei
der Prozentsatz an Natrium-Butadien-Polymerisat K 65 im allgemeinen ioo/o zweckmäßig
nicht wesentlich übersteigt, wird ein neues Ausgangsmaterial geschaffen, was von
vornherein eine leichtere Verarbeitung in jeder Phase der Herstellung unter allen
Umständen gewährleistet.
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Als Beispiel wird eine Laufflächenmischung aufgeführt, die sich wie
folgt zusammensetzt: Butadien-Emulsionsmischpolymerisat . ioo,o Natrium-Butadien-Polymerisat
(K=32) 7,5 Dispergator Wollwachs ............. 7,5 Cyclohexanon .....................
5,0 Paraffin ..........-................ 1,2 Stearinsäure .............. . .......
2,4 Schwefel . . . . . . . . . . . . . . . 1,2 Vulkanisationsbeschleuniger .........
1,2 Zinkweiß . # #................... 6,o hochaktiver Ruß...................
52,o Es ist dabei zu erwähnen, daß das 13utadienpolymerisat in dem vom Hersteller
angelieferten Zustand ohne jede Vorbehandlung lediglich durch Vermischen einer Weichmacherkombination
gemäß der Erfindung eine derartig plastische Mischung ergibt, daß die Weiterverarbeitung
in der bei Naturkautschuk üblichen Weise erfolgen kann. Es wurden nämlich folgende
Defo-Werte dabei ermittelt: Mischung ohne Zusatz des erfindungsgemäßen Weichmachergemisches:
q.900/37,1, Mischung nach Zusatz des erfindungsgemäßen Weichmachergemi-sches : 255o/33,6.