DE904587C

DE904587C - Verfahren zum Verbessern der physikalischen Eigenschaften von Vulkanisaten aus Mischungen von synthetischem Kautschuk

Info

Publication number: DE904587C
Application number: DEM4669D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Gross; Dr Hermann Hellwage
Original assignee: Metzeler Gummiwerke AG
Current assignee: Metzeler Gummiwerke AG
Priority date: 1943-04-01
Filing date: 1943-04-01
Publication date: 1954-03-22

Description

Verfahren zum Verbessern der physikalischen Eigenschaften von Vulkanisaten aus Mischungen von synthetischem Kautschuk Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Verbessern der physikalischen Eigenschaften von Vulkanisaten aus Mischungen von synthetischem Kau-. tschuk.
In Naturkautschukmischungen werden bekanntlich Oxyde und andere Verbindungen von Schwermetallen, insbesondere Zink, wie z. B. Zinkoxyd, Zinkstearat und Bleiglätte, als verstärkende Füllmittel verwendet.
Bei der Herstellung von Mischungen aus synthetischem Kautschuk, für die man sich an die bei Naturkautschukmischungen gewonnenen Erfahrungen anschloß, wurde dementsprechend auch ein solcher Zusatz von Oxyden und anderen Verbindungen von Schwermetallen als Mischungsbestandteil übernommen. Die verstärkenden Eigenschaften solcher Zusätze treten dabei allerdings kaum mehr in Erscheinung, sondern es kommt im wesentlichen nur deren Eigenschaft als Beschleunigungsaktivator zur Geltung.
Alle solche nach bekannten Verfahren hergestellten Mischungen aus synthetischem Kautschuk sind nun mit dem großen Nachteil behaftet, daß die aus diesen hergestellten Vulkanisate insbesondere in der Wärme nur eine geringe Strukturfestigkeit aufweisen, die im allgemeinen wohl auf den molekularen Aufbau der verschiedenen synthetischen Kautschuksorten zurückzuführen sein dürfte. Dieser Nachteil wirkt sich insbesondere auf aus solchen Vulkanisaten hergestellte Autoschläuche, Karkaß- und Polsterschichten für Autoreifen und Heizschläuche aus, welche bei ihrer praktischen Beanspruchung vor allem auch auf ihre Strukturfestigkeit erprobt werden.
Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile beheben und so die physikalischen Eigenschaften von Vulkanisaten aus Mischungen von synthetischem Kautschuk wesentlich verbessern lassen, wenn bei der Herstellung der Mischungen auf die Mitver«,endung von Oxyden und anderen Verbindungen von Schwermetallen, insbesondere Zink, vorzugsweise auch der geringsten Mengen derselben, verzichtet wird und dafür die den Mischungen einverleibten Schwefel- und Beschleunigerzusätze über den sonst üblichen Umfang hinaus um z. B. io bis 3o 0%o erhöht werden.
Aus solchen erfindungsgemäß beschaffenen Mischungen hergestellte Vulkanisate weisen im Gegensatz zu solchen der vorerwähnten bekannten Art eine wesentlich höhere Strukturfestigkeit auf, die sich in hoher Zermürbungsfestigkeit äußert. Dies gilt vor allem auch für weichere Vulkanisate, die einen geringeren Modul und eine höhere Dehnung aufweisen. Die erfindungsgemäß erzielbare verbesserte Strukturfestigkeit wirkt sich in vorteilhafter Weise insbesondere bei Autoschläuchen durch die größere Sicherheit, bei Reifen- und Autoheizschläuchen durch größere Lebensdauer aus, während die erzielbare hohe Dehnung, der niedrigere Modul und die höhere Elastizität sich besonders günstig bei der Herstellung und Verarbeitung von Kautschukfäden auswirken.

Die Vergleichs- und Ausführungsbeispiele mögen die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile im einzelnen noch näher veranschaulichen, doch sei hierzu bemerkt, daß diese Beispiele zwar dem bedeutendsten Sektor entnommen sind, daß sich jedoch die erfindungsgemäß erzielbaren Verbesserungen auf das gesamte Gebiet der Herstellung von Mischungen von synthetischem Kautschuk erstrecken.

i. Mischung für Heizschläuche

Butadien-Styrol-Misch-

polymerisat Defo x5oo .. go,o 90,0

Butadien-Polymerisat ...... io,o 10,0

Acetylenruß .............. 30,0 30,0

Ölruß ................... 2O,0 20,O

Feinteiliges Zinkoxyd ..... io,o 0,0

Stearinsäure.............. 2,o 2,0

Mineralöl

oder ein Raffinations-

produkt aus Mineralöl ... 22,O 22,0

Aldol-a-naphthylamin ..... 1,5 1,5

Mercaptobenzimidazol ..... 2,o 2,0

Schwefel................. 1,6 i,8

Vulkanisationsbeschleuniger 2,3 2,3

(bestehend aus 64 0/0 Mer-

captobenzotbiazyldisulfid,

240/0 Hexamethylentetramin,

Z00;0 Diphenylguanidin).

Vulkanisation: 60 Minuten bei i35°

Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . go kg/cm2 86 kg/cm'

Dehnung.. . . . . . . . . . . . . . . 5450/, 695 %

Weichheit . . . . . . . . . . . . . . . 49 62

Härte nach Shore ....... 62 54

Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . 43% 40%

Kerbzähigkeit. . . . . . . . . . . . 22,g kg/cm 12,7 kg/cm

Ausreißfestigkeit . . . . . . . . . 30,8 kg/cm 32,8 kg/cm

Alterung nach Geer: 3 Tage bei ioo°

Zugfestigkeit. . . . . . . . . . . . . 81 kg/crn= ioo kg/cm'-'

Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . 330')/, 505%

Weichheit . . . . . . . . . . . . . . . 43 54

Härte nach Shore ....... 68 61

Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . 440/0 390/0

Kerbzähigkeit. . . . . . . . . . . . 6,6 kg/cm 1o,8 kg/cm

Ausreißfestigkeit .. . . . . . . . a5,5 kg/cm 32,Z kg/cm

2. Mischung für Autokarkassen

Butadien-Styrol-Misch-

polymerisat Defo 2500 . . 100,0 100,0

Ölruß . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 50,0 50,0

Feinteiliges Zinkoxyd ..... 7,5 0,0

Stearinsäure............. 1,0 1,0

Kondensationsprodukt

von Acetylen mit tertiärem

Butylphenol........... 2,5 2,5

Dibenzyläther............ 12,o 12,0

Mineralöl

oder ein Raffinations-

produkt aus Mineralöl . . 8,0 8,o

Phenyl-ß-naphthylamin ... o,8 0,8

Schwefel................ 2,3 2,7

Mercaptobenzothiazol .... 1,2 Z,2

Cyclohexylbenzothiazyl-

sulfenamid ............ o,z o,25

Vulkanisation: 6o Minuten bei 13g°

Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . 71 kg/cm:> 64 kg/cm=

Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . 5910/0 770%

Weichheit . . . . . . . . . . . . . . . 68 73

Härte nach Shore ....... 51 48

Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . 54% 560/0

Kerbzähigkeit..... _ ...... 9,5 kg/cm io,g kg/cm

Ausreißfestigkeit . . . . . . . . . 27,6 kg/cm 24,1 kg/cm

Zermürbung nach Martens

bei 35 kg Belastung ... 2o ooo Umdr. 6o ooo Umdr.

Alterung nach Geer: 3 Tage bei ioo°

Zugfestigkeit. . . . . . .. . . . . . 8o kg/cm= 71 kg/cm=

Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . 2590/, 334 %

Weichheit . . . . . . . . . . . . . . . 50 56

Härte nach Shore ....... 66 6o

Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . 57% 53 %

Kerbzähigkeit. . . . . . . . . . . . 4,8 kg/cm 6 kg/cm

Ausreißfestigkeit . . . .. . . . . 24,1 kg/cm 23,6 kg/cm

3. Autoschlauchmischung

Butadien-Styrol-Misch-

polymerisat ........... ioo,o ioo,o

Butadienpolymerisat

niedermolekular ....... 1,5 1,5

Mineralöl................ 23,0 20,0

Zinkoxyd................ 5,0 0,0

Acetylenruß ............. 35,0 35,0

Stearinsäure . . . . . . . . . . . . . 0,5 0,5

Ozokerit ................ 1,5 1,5

Phenyl-ß-naphthylamin ... o,8 o,8

Phenyl-a-naphthylamin ... o,8 o,8

Schwefel................ 1,9 2,1

Vulkanisationsbeschleuniger 1,4 2,2

(bestehend aus 64 0/0 Mer-

captobenzothiazyldisulfid,

24 % Hexamethylen-

tetramin, 1o 0/0 Diphenyl-

guanidin)

Vulkanisation: 2o Minuten bei Z45°

Zugfestigkeit. . . . . . . . . . . . . 81 kg/cm2 74 kg/cm2

Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . 6837, 6700/,

Weichheit . . . . . . . . . . . . . . . 75 8o

Härte nach Shore ....... 46 42

Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . 45% 410/0

Kerbzähigkeit . . . . . . . . . . . . 8,3 kg/cm 8,3 kg/cm

Ausreißfestigkeit . . . . . . . . . 25,8 kg/cm 23,o kg/cm

Alterung nach Geer: 3 Tage bei ioo°

Zugfestigkeit. . . . . . . . . . . . . 62 kg/cm2 73 kg/cm2

Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . 33904 430%

Weichheit . . . . . . . . . . . . . . . 59 61

Härte nach Shore ....... 57 53

Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . 48% 43%

Kerbzähigkeit. . . . . . . . . . . . 7,5 kg/cm 9,7 kg/cm

Ausreißfestigkeit . . . . . . . . . 26,3 kg/cm 28,2 kg/cm

4. Mischung für Massivreifen

Butadien-Styrol-Misch-

polymerisat ........... ioo,o ioo,o

Mineralöl................ 3,0 3,0

Thioglycolsäurebutylester . 2,5 2,5

Ölruß ................... 35,0 35,0

Halbaktiver Ruß . . . . . . . . . 35,0 35,0

Zinkoxyd................ io,o 0,0

Schwefel................ 2,5 2,9

Cyclohexylbenzothiazyl-

sulfenamid ............ o,9 1,2

188,9 179,6

Vulkanisation: 70 Minuten bei 135°

Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . 107 kg/cm? 107 kg/cm2

Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . 2,43)/, --660/,

Härte nach Shore ....... 76 72

Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . 51 50

Kerbzähigkeit............ 4,4 8,6

Zermürbfestigkeit nach

Martens: bei 5o kg

Belastung .... 1o bis 12 ooo Umdr. 66 ooo Umdr.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Verbessern der physikalischen Eigenschaften von Vulkanisaten aus Mischungen von synthetischem Kautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Mischungen auf die Mitverwendung von Oxyden und anderen Verbindungen von Schwermetallen, insbesondere Zink, vorzugsweise auch der geringsten Mengen derselben, verzichtet wird und dafür die den Mischungen einverleibten Schwefel- und Beschleunigerzusätze über den sonst üblichen Umfang hinaus um z. B. ro bis 30 % erhöht werden.