DE898511C

DE898511C - Verfahren zur Herstellung hochwertiger Kautschukmischungen unter Verwendung hydrophiler Fuellstoffe

Info

Publication number: DE898511C
Application number: DEL3316A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr Behre
Original assignee: Lehmann and Voss and Co KG
Current assignee: Lehmann and Voss and Co KG
Priority date: 1949-09-27
Filing date: 1950-08-12
Publication date: 1953-11-30

Description

Verfahren zur Herstellung hochwertiger Kautschukmischungen unter Verwendung hydrophiler Füllstoffe Bei- der Herstellung von Kautschukmitschungen unter Verwendung hochdisperser Füllstoffe macht man immer wieder die Feststellung, daß diese Füllstoffe stark, zu Zusammenballungen, in der Kautschukmischung neigen; es ist daher schwer, eine gleichmäßige Verteilung derselben im Kautschuk zu erzielen. Besonders durch mikroskopische Studien kann man feststellen, wie stark selbst in, modernen. Mischungen diese! Aggregate sind. Daraus ergeben sich wesentlicheNachtei,le.Die physikalischenWerte der Vulkanisate, wie Zerreißfestigkeit, Einreißw:iderstan.d, Abrieb und Wid erseland gegen. Ermüdung, erreichen oft nicht den höchst Stand, sondern, zeigen große Schwankungen.. Auch bei der Herstellung von Kabeln macht sich dias bemerkbar: Die elektrische Durchschlagstfestigkeit sinkt stark ab. Während es, nun bei rußhaltigen Mischungen, im Laufe der letzten Jahre gelungen sist, die Verteilung dieser feinstteiligen Füllstoffe dadurch zu. verbessern, d.aß man hochmolekulare Fettsäure,, gleichzeitig mit einmischt, i:st diesesi Problem bei den hellen Venstärkerfülls.toffen, z. B. Kieselsäuregel, Tonardegel, noch weit von einer Lösung entfernt. Dies, hat folgende Ursachen.: Die Rußteilchen adsorbieren bevorzugt die Fettsäuren und laden sich dadurch elektrisch negativ auf. Damit entsteht das Bestreben., die Aggregatb,nldun.g zu lösen und im Disperslionsmi'ttel, in diesem Fall Kautschuk. sich gleichmäßig zu verteilen.
Von hydrophilen, Füllstoffen dagegen, die auch nach der Trocknung immer noch 1o bis zo°/o. Wasser absorbilert enthalten, können die Fettsiäuren infolge der Wasserhülle nicht adsorbiert werden; die Aggregate werden daher nicht gelöst, Die Folge davon ist eine starke Bildung von Füllstoffnestern im Kautschuk, die bei der Vulkanisation zu schwammartigen Gebilden führen. Auch eine Verzögerung der Vulkani:sation kann eintreten.
Es wurde in neuerer Zeit gefunden, daß man. diese Fehler dadurch beheben kann, daß man den Mischungen auf der Walze Wasser zusetzt. Dadurch wird zwar eine wesentliche Steigerung der physikalischen Werte der Vulkanisate erzielt; nachteilig i-st jedoch, daß einmal das Einmischen einer bestimmten. Menge Wasser sehr schwer ist, da dies infolge seiner hohen Oberflächenspannung sehr schlecht vom hydrophoben Kautschuk aufgenommen ward. Außerdem wird es nicht gleichmäßig in der Mischung verteilt, ebenfalls infolge seiner hohen Oberflächenspannung und seines geringen Benetzungsvermögensi, so daß die Gefahr besteht-, daß nur ein kleiner Teil des Wassers an den Füllstoff gelangt und daher oft nur eine mangelhafte Dispersion im Kautschuk eintritt.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daP diese Schwierigkeiten vermieden werden., wenn man einen Füllstoff zusetzt, der so viel Wasser enthält, daß mindestens, die Kapillaren weitgehend mit Wasser gefüllt siihd und höchstens, an dar äußeren Oberfläche adsorptiv gebunden wird. Zweckmäßig wird der Füllstoff bei. seiner Herstellung nur bis zu einem innerhalb dieser Grenzen liegenden Wassergehalt getrocknet.
Der Punkt der Füllung der Kapiillaren mit Wasser läßt sich an Hand der Dampfdruckkurve für jeden Füllstoff sehr genau beistimmen, und zwar folgendermaßen: Beim langsamenFüllen der Kapillaren mit Wasserdampf stellt man eine deutliche Dampfdruckerniedrigung fest. Kommt man nun zu dem Punkt, an dem alle Kapillaren mit Wasser gefüllt sind, so erreicht der Dampfdruck dem normalen Wert. Bei. der z. B. nach der Patentschrift 572 266 hergestellten Kieselsäure liegt dieser Punkt bei 33%, d. h. in zoo g Substanz befinden. sich 33 0/0 Wasser. Daß hierbei eine Aufspaltung in die Primärteilchen erfolgt, kann durch elektronenoptische Aufnahmen bewiesen. werden.
Im Sinne der Erfindung ist es ausreichend, wenn die Kapillaren mindesitens weitgehend mit Wasser gefüllt,sind; für die nach der genanntenPatenschriift hergestellte Kieselsäure kann ein; Wassergehalt von etwa 27% noch als ausreichend: angesehen werden. Die obere Grenze für die an der äußeren Oberfläche adsorpüiv gebundene Wassermenge liegt etwa bei dem Punkt, bei: dem der Füllstoff den anscheinend trockenen Zustand verläßt und der bröckelige Zustand beginnt. Für eine nach der Patentschrift 572:266 hergestellte Kieselsäure ist dieser Punkt beji. etwa 65 % Wasser erreicht!.
Bei Anwendung der Erfindung ist es nicht erforderlich, :den Mischungen auf der Walze Wasser in der zur Höchsittsteigerung der physikalischen. Werte notwendigen Menge bzw. Wasser überhaupt zuzusetzen; man erreicht dadurch auch die erwünschte wesentliche Steigerung der physikalischen Werte der Vulkanisate; außerdem vermeidet man die Nachteile, die der Zusatz einer erheblichen Wassermenge auf der Walze mit sich bringt. Ein. weiterer Vorteil liegt darin, daß bei- der Herstellung der Füllstoffe Wärmeenergie eingespart wird, je nach dem angestrebten Wassergehalt des Füllstoffes.
Es isst ohne weiteres möglich, Wasser ganz oder tei'lwei;se durch andere Dispersiionsmittel im Füllstoff durch Verdrängen zu ersetzen. Ein unmittelbarer Ersatz kann allerdings nur dann. erfolgen, wenn das neue Dispersionsmittel mit. Wasser mischbar ist; ein. mittelbarer dagegen ist auch mit anderen Flüssigkeiten möglich; der Mittler muß nur sowohl miiti Wasser als auch mit dem neuen Dispersionsmittel mischbar sein. Wasser kann z. B. durch Methanol und dieses durch Nitrobenzol verdrängt werden. Zweckmäßig werden. Dispers,ionsmittel mit hoher Dielektrizitätskonstante ausgewählt, da die Verteilerwirkung um so, günstiger ist, je höher die DK ist. Als, Beispiele seien angeführt: Ameisensäure= 5$,5, Acetonitril=43.6, Nitrobenzol = 37,6, Methanol =.345.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung hochwertiger Kautschukmischungen unter Verwendung hydrophiler Füllstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man, dem Kautschuk einen Füllstoff zusetzt, der so viel Wasser enthält, als mindestens zur weitgehenden Füllung der Kapillaren, erforderlich ist, und höchstens an der äußeren Oberfläche adsorptiv gebunden wird. z. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß man an Stelle von oder neben Wasser als Dispers,fonsrnitttel andere Flüssigkeiten, zweckmäßig mit hoher Dielektrizitätskonstante, verwendet, z. B. Ameisensäure, Methanol, Nitrobenzol.