EP3464452A1 - Verwendung von vulkanisierbaren zusammensetzungen und vulkanisaten in kontakt mit kühlmittel enthaltend silan-beschichteten wollastonit - Google Patents

Verwendung von vulkanisierbaren zusammensetzungen und vulkanisaten in kontakt mit kühlmittel enthaltend silan-beschichteten wollastonit

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EP3464452A1
EP3464452A1 EP17725997.5A EP17725997A EP3464452A1 EP 3464452 A1 EP3464452 A1 EP 3464452A1 EP 17725997 A EP17725997 A EP 17725997A EP 3464452 A1 EP3464452 A1 EP 3464452A1
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EP
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parts
weight
coolant
contact
rubber
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Withdrawn
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EP17725997.5A
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Ulrich Frenzel
Susanna Lieber
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Arlanxeo Deutschland GmbH
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Arlanxeo Deutschland GmbH
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Publication date
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    • B29C35/16—Cooling
    • B29C2035/1616—Cooling using liquids

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of a vulcanizate which is in contact with coolant and the use of a vulcanizable
  • Composition containing rubber, silane-coated wollastonite and peroxide compound for the preparation of vulcanizates in contact with coolant is a compound that has been modified by a chemical vapor deposition.
  • silane-coated wollastonite for the preparation of vulcanizates in contact with coolant.
  • peroxide compound for the preparation of vulcanizates in contact with coolant.
  • the invention further relates to a process for the preparation and the use of a vulcanizate prepared from a vulcanizable composition containing rubber, silane-coated wollastonite and peroxide compound, as a component, preferably as a gasket or as a hose, which is in contact with coolant.
  • a vulcanizate prepared from a vulcanizable composition containing rubber, silane-coated wollastonite and peroxide compound, as a component, preferably as a gasket or as a hose, which is in contact with coolant.
  • suitable vulcanizates must have sufficient aging resistance in both hot air and coolant, i. 25% or less change in breaking elongation after 21 days (504 hours) at 150 ° C in hot air and 25% or less change in breaking elongation after 21
  • coolant a liquid substance or a mixture of substances which is used for the removal of heat.
  • the coolant is capable of transporting the enthalpy along the temperature gradient to a location of lower temperature in a cooling cycle. Coolants can cool the chilled goods directly or via a heat exchanger.
  • coolants for compositions containing water preferably a freezing point depressant, preferably alkyl glycol or salts, more preferably ethylene glycol or propylene glycol, and a corrosion inhibitor, preferably neutralized organic acids, more preferably sodium ethylhexanoate.
  • a freezing point depressant preferably alkyl glycol or salts, more preferably ethylene glycol or propylene glycol
  • a corrosion inhibitor preferably neutralized organic acids, more preferably sodium ethylhexanoate.
  • Vulkanisaten lead An example of a coolant concentrate with OAT technology is G13 from Volkswagen, which contains as main components ethylene glycol and sodium ethylhexanoate and mixed with water gives a coolant according to the invention.
  • WO-A-2010/030860 discloses in Examples 2 and 3 a hydrogenated nitrile rubber (HNBR) vulcanizable composition containing silane-coated wollastonite (400 Wollastocoat 10022), an acid acceptor, a metal salt and a stabilizer. This composition has rapid vulcanization, as well as improved processability, heat stability and low compression set. The composition of Example 3 additionally has a reduced and thus improved swelling in water.
  • WO-A-2010/030860 has zinc oxide (ZnO) and Therban HT in addition to the silane-coated wollastonite both in the compositions of Example 2 and in Example 3.
  • vulcanizable compositions containing HNBR and silane-coated wollastonite in combination with a metal salt and an acid acceptor for increasing the aging stability is described.
  • WO-A-2010/030860 provides no indication of the use of the vulcanizable composition and its vulcanizates in contact with coolant and their resistance to coolants.
  • WO-A-2015/146862 discloses HNBR compositions containing 3 to 20 phr wollastonite and 72 to 87 phr carbon black for abrasion resistance and pressure resistance. The Use of these compositions in contact with coolants and their swelling behavior therein are not disclosed.
  • CN-A-103408810 discloses a gasket based on a composition containing, inter alia, nitrile rubber (NBR) and modified wollastonite having improved mechanical properties as well as improved abrasion resistance and heat resistance. The use of this composition in contact with coolants and their swelling behavior therein are not disclosed.
  • NBR nitrile rubber
  • KR20130003554 discloses a sealant composition containing HNBR and ethylene glycol as antifreeze additive. Silane-coated wollastonite is not disclosed.
  • the object of the present invention was thus to provide vulcanizable compositions and methods for producing vulcanizates which have an aging resistance of 25% or less change in elongation after 21 days (504 hours) at 150 ° C in hot air and 25% or less change in the Elongation after 21 days (504 hours) at 150 ° C in coolant, and thus can be used in contact with coolants with OAT technology.
  • vulcanizable compositions as well as processes which result in vulcanizates having comparable or improved swelling in the coolant as prior art vulcanizable compositions.
  • vulcanizable compositions and methods which result in vulcanizates which additionally have a Shore A hardness of less than 70 in order for the material to be sufficiently elastic.
  • compositions are obtained which lead to vulcanizates which meet the stated requirements and are therefore suitable for use in contact with coolants.
  • the invention relates to the use of a vulcanizable composition, for producing a vulcanizate, which is in contact with coolant, characterized in that the vulcanizable composition
  • Nitrile rubber or EPDM more preferably hydrogenated
  • the invention thus also provides processes for the preparation of a vulcanizate which is in contact with coolant, comprising the step of vulcanizing a vulcanizable composition, characterized in that the vulcanizable composition
  • Coolant resistance was known, for the high demands on the use of vulcanizates in contact with coolant is suitable.
  • vulcanizable compositions and their vulcanizates as well as processes for their preparation according to the present invention, cause the components produced from the vulcanizates to have a lower degree of aging than conventional vulcanizates without silane-coated wollastonite.
  • a vulcanizable composition for the preparation of a vulcanizate, which is in contact with coolant, and a process for the preparation of a vulcanizate, characterized in that the vulcanizable composition (A) 100 parts by weight of at least one rubber, in particular hydrogenated nitrile rubber or EPDM, particularly preferably hydrogenated nitrile rubber
  • TMQ styrenated diphenylamine
  • OCD octylated diphenylamine
  • CDPA cumylated diphenylamine
  • vulcanizable compositions for producing a vulcanizate which is in contact with coolant and a process for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, comprising the step of vulcanizing a vulcanizable composition containing
  • one or more customary rubber additives preferably one or more fillers, in particular carbon black, silica, magnesium oxide or aluminum oxide, one or more filler activators, in particular based on an organic silane, of one or more anti-aging agents, in particular oligomerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro-quinoline (TMQ), styrenated diphenyl
  • Methylmercaptobenzimidazole (Vulkanox ZMB2) or 4- and 5-methylmercaptobenzimidazo and / or one or more mold release agents or processing aids.
  • Coolant is in contact, causes a comparatively low swelling of the vulcanizate in the coolant and a smaller change in the elongation of the vulcanizate when stored in hot air and coolant occurs in comparison to known vulcanizable compositions.
  • component (a) at least one typical rubber is used.
  • Rubber as component (a) is, for example, nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (HNBR), ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), ethylene-vinyl acetate (EVA; EVM), natural rubber ( NR), chloroprene rubber (BR), butyl rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), ethylene-acrylate
  • NBR nitrile rubber
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • EPM ethylene-propylene rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • EVM ethylene-vinyl acetate
  • natural rubber NR
  • chloroprene rubber BR
  • NR butyl rubber
  • IR polyisoprene rubber
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • CR chloroprene
  • Rubber or acrylate rubber (ACM) and any mixtures of the aforementioned rubbers.
  • component (a) The use of hydrogenated nitrile rubber, EPM or EPDM as component (a) is preferred.
  • the use of hydrogenated nitrile rubber as component (a) is particularly preferred.
  • the total mixture of all rubbers (a) is in a range from 10 to 120, preferably in one Range of 20 to 1 10, more preferably in a range of 30 to 100.
  • the determination of the Mooney viscosity is carried out according to ASTM standard D 1646.
  • Said rubbers (a) are commercially available in part, but further in all cases accessible to those skilled in the literature on the literature accessible manufacturing process.
  • HNBR hydrogenated nitrile rubbers
  • hydrolysis or “hydrogenation” is understood as meaning a conversion of the double bonds originally present in the nitrile rubber to at least 50%, preferably at least 85%, particularly preferably at least 95%.
  • any known ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile can be used, preferred are (C 3 -C 5 ) -a, ß-unsaturated nitriles such as acrylonitrile, methacrylonitrile, ethacrylonitrile or mixtures thereof. Particularly preferred is acrylonitrile.
  • the conjugated diene can be of any nature. Preference is given to using (C 4 -C 6 ) conjugated dienes. Particular preference is given to 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene, piperylene or mixtures thereof. Particular preference is given to 1,3-butadiene and isoprene or mixtures thereof. Very particular preference is 1,3-butadiene.
  • the proportions of conjugated diene and ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile in the hydrogenated nitrile rubbers can be varied widely.
  • the proportion of or the sum of the conjugated dienes is usually in the range of 40 to 90 wt .-%, and preferably in the range of 50 to 80 wt .-%, based on the total polymer.
  • the proportion of or the sum of the ⁇ , ⁇ -unsaturated nitriles is usually in the range of 10 to 60 wt .-%, and preferably in the range of 20 to 50 wt .-%, based on the total polymer.
  • the additional monomers may be present in amounts ranging from 0.1 to 40% by weight, preferably in the range of from 1 to 30% by weight, based on the total polymer.
  • corresponding proportions of the conjugated diene (s) and / or the ⁇ or ⁇ -unsaturated nitriles are replaced by Substitutes replaced the additional monomers, wherein the proportions of all monomers add up to 100 wt .-% each.
  • the selective hydrogenation can be achieved, for example, in the presence of a rhodium-containing catalyst. It is possible, for example, to use a catalyst of the general formula
  • R 1 are the same or different and represent a C 1 -C 8 alkyl group, a C 4 -C 8 cycloalkyl group, a C 6 -C 15 aryl group or a C 7 -C 15 aralkyl group,
  • X is hydrogen or an anion, preferably halogen and particularly preferably chlorine or bromine
  • I is 2,3 or 4
  • m is 2 or 3
  • n is 1, 2 or 3, preferably 1 or 3.
  • Preferred catalysts are tris (triphenylphosphine) rhodium (I) chloride, tris (triphenylphosphine) rhodium (III) chloride and tris (dimethylsulfoxide) rhodium (III) chloride and tetrakis (triphenylphosphine) rhodium hydride of the formula ((C 6 H 5) 3 P) 4 RhH and the corresponding compounds in which the triphenylphosphine has been wholly or partly replaced by tricyclohexylphosphine.
  • the catalyst can be used in small quantities.
  • An amount in the range of 0.01 to 1 wt .-%, preferably in the range of 0.03 to 0.5 wt .-% and particularly preferably in the range of 0.1 to 0.3 wt .-% based on the Weight of the polymer are suitable.
  • cocatalyst which is a ligand of the formula R 1 m B, where R 1 , m and B have the meanings given above for the catalyst.
  • R 1 , m and B have the meanings given above for the catalyst.
  • m is 3
  • B is phosphorus and the radicals R 1 may be the same or different.
  • co-catalysts with trialkyl, tricycloalkyl, triaryl, triaralkyl, diarylmonoalkyl, diarylmonocycloalkyl, dialkylmonoaryl, dialkylmonocycloalkyl, dicycloalkylmonoaryl or dicyclalkylmonoaryl radicals.
  • co-catalysts can be found, for example, in US Pat. No. 4,631,315.
  • Preferred co-catalyst is triphenylphosphine.
  • the co-catalyst is preferably used in amounts ranging from 0.3 to 5 wt .-%, more preferably in the range of 0.5 to 4 wt .-%, based on the weight of the nitrile rubber to be hydrogenated.
  • the weight ratio of the Rhodium-containing catalyst to co-catalyst in the range of 1: 3 to 1:55, particularly preferably in the range of 1: 5 to 1: 45.
  • 0.1 to 33 parts by weight of the co-catalyst preferably 0.5 to 20 and most preferably 1 to 5 parts by weight, especially more than 2 but less than 5 parts by weight of co-catalyst are suitably obtained used for 100 parts by weight of the nitrile rubber to be hydrogenated.
  • heterogeneous catalysts for the preparation of hydrogenated nitrile rubbers by hydrogenation of the corresponding nitrile rubbers is usually supported catalysts based on palladium.
  • the Mooney viscosity (ML 1 +4 measured at 100 ° C.) of the hydrogenated nitrile rubber (a) used or, if several hydrogenated nitrile rubbers (a) are used, of the total mixture of all hydrogenated nitrile rubbers (a) is in the range from 10 to 120, preferably in a range of 15 to 100.
  • the determination of the Mooney viscosity is carried out according to ASTM Standard D 1646.
  • the hydrogenated nitrile rubber according to the invention has a content of residual double bonds (RDB) of 10% or less, preferably 7% or less, particularly preferably 1% or less.
  • RDB residual double bonds
  • the hydrogenated nitrile rubbers which can be used in the vulcanizable composition according to the invention have a glass transition temperature of less than -10 ° C., preferably less than -15 ° C., more preferably less than -20 ° C., measured by DSC at a heating rate of 20 K / min.
  • Examples of commercially available hydrogenated nitrile rubbers are fully and partially hydrogenated nitrile rubbers with acrylonitrile contents in the range 17 to 50 wt .-% (Therban ® range of ARLANXEO Germany GmbH and Zetpol ® - range of Nippon Zeon Corporation).
  • An example of hydrogenated butadiene / acrylonitrile / acrylate polymers is the Therban ® LT series of ARLANXEO Germany GmbH, For example Therban ® LT 1707 VP, Therban ® LT 2157 and Therban ® LT 2007.
  • An example of carboxylated hydrogenated nitrile rubbers is the Therban ® XT series of ARLANXEO Germany GmbH.
  • An example of hydrogenated nitrile rubbers with low Mooney viscosities and therefore with improved processability are products from the Therban ® AT-series, for example Therban ® AT 3404th
  • the hydrogenated nitrile rubber may contain, in addition to repeating units of at least one unsaturated nitrile and at least one conjugated diene, one or more further copolymerizable monomers in the form of carboxylic acids or carboxylic acid esters.
  • Suitable einpolymerisierbare carboxylic acids are mono- or dicarboxylic acids having 3 to 18 carbon atoms, which are unsaturated in ⁇ , ⁇ -position, and their esters.
  • Preferred ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids are acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, crotonic acid and mixtures thereof.
  • Esters of the ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids having 3 to 18 carbon atoms preferably include the alkyl esters and the alkoxyalkyl esters of the aforementioned carboxylic acids.
  • Preferred esters of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids having 3 to 18 carbon atoms are methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate and polyethylene glycol (meth) acrylate (PEG (meth) acrylate) having 1 to 8 ethylene glycol repeating units
  • Preferred alkoxyalkyl esters are polyethylene glycol (meth) acrylate (PEG (meth) acrylate) having 1 to 8 ethylene glycol repeating units and butyl acrylates.
  • esters of the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid Monoester for example, o alkyl, preferably C 4 -C 8 alkyl, preferably n-butyl, tert-butyl, n-pentyl or n-hexyl, especially preferably mono-n-butyl maleate, mono-n-butyl fumarate, mono-n-butylcitraconate, mono-n-butyl itaconate; o Alkoxyalkyl, in particular CrCl 8 -alkoxyalkyl, preferably C 4 -C 2 -alkoxyalkyl, o Polyethylenglycolester (PEG) with 1 to 8 ethylene glycol repeating units o hydroxyalkyl, in particular C 4 -C 8 -hydroxyalkyl, preferably C 4 -Ci 2 - hydroxyalkyl, Cycloalkyl, in particular C 5 -C 18
  • Alkylcycloalkyl in particular C 6 -C 2 -Alkylcycloalkyl-, preferably C 7 -C 0 - alkylcycloalkyl, particularly preferably Monomethylcyclopentylmaleat and Monoethylcyclohexylmaleat, Monomethylcyclopentylfumarat and
  • Aryl especially C 6 -C 4 -aryl monoesters, preferred
  • Maleic monoaryl esters, fumaric monoaryl esters, citraconic monoaryl esters or itaconic monoaryl esters more preferably monophenyl maleate or monobenzyl maleate, monophenyl fumarate or monobenzyl fumarate, monophenyl citrate or monobenzyl citraconate, monophenyl itaconate or monobenzyl itaconate or mixtures thereof, unsaturated polycarboxylic acid polyalkyl esters such as dimethyl maleate, dimethyl fumarate, dimethyl itaconates or diethyl itaconates; or amino group-containing ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acid esters such as dimethylaminomethyl acrylate or diethylaminoethyl acrylate.
  • the vulcanizable composition according to the invention contains as component (b) at least one silane-coated wollastonite.
  • the silanes used to coat the wollastonites are silanes having at least one functionalization which can react with the filler surface, and preferably with a second functionalization which occurs after vulcanization associates the modified filler with the polymer matrix, such as vinyl groups.
  • Preferred silanes are epoxysilane, methacrylsilane, vinylsilane or aminosilane.
  • silanes are epoxysilane, methacrylsilane and vinylsilane.
  • Very particularly preferred silane is vinylsilane.
  • compositions containing rubber, peroxide compound and wollastonite with Vinylsilan coating lead to a further improvement of aging.
  • Vulcanizates containing vinylsilane-coated wollastonite show the best balance between change in elongation at break, volume swelling and change in tensile strength after aging for 1008 hours in G13, and are therefore better than vulcanizates with epoxysilane-coated wollastonite or methacylsilane-coated wollastonite.
  • Wollastonites are naturally occurring calcium silicate minerals of the formula CaSiO 3 . Wollastonites have a white color and a basic pH of greater than 7. The wollastonites used in the examples have an aspect ratio of 3: 1 to 5: 1. Silane-coated wollastonite is commercially available under the brand name Tremin ® from quartz movements.
  • compositions according to the invention based on 100 parts by weight of the rubbers (a), 35 to 150 parts by weight, particularly preferably 50 to 100 parts by weight, of at least one silane-coated wollastonite are used.
  • At least one peroxide compound is used as crosslinking agent.
  • peroxide compound (c) for example, the following peroxide compounds are suitable:
  • the at least one peroxide compound of the vulcanizable composition according to the invention is preferably an organic peroxide, in particular dicumyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide, bis (tert-butyl-peroxy-isopropyl) benzene, di-tert-butyl peroxide, 2,5-dimethylhexane-2,5- dihydroperoxide, 2,5-dimethylhexine-3,2,5-dihydroperoxide, dibenzoyl peroxide, bis (2,4-dichlorobenzoyl) peroxide, tert-butyl perbenzoate, 4,4-di (tert-butylperoxy) valeric acid butyl ester and / or 1 , 1 - bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane.
  • organic peroxide in particular dicumyl peroxide, tert-butylcum
  • the component (c) is preferably present in the vulcanizable compositions according to the invention in an amount of from 1 to 20 parts by weight, more preferably in an amount of from 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubbers (a). , in front.
  • the vulcanizable composition may contain other rubber additives.
  • Typical rubber additives include, but are not limited to, polymers not falling within the definition of component (a), filler activators, oils, especially processing oils or extender oils, plasticizers, processing aids, accelerators, multifunctional crosslinkers, antiwear agents, antiozonants, antioxidants, mold release agents, retarders, others Stabilizers and antioxidants, dyes, fibers comprising organic and inorganic fibers and fiber pulp, vulcanization activators, and additional polymerizable monomers, dimers, trimers or oligomers.
  • Suitable filler activators are, in particular, organic silanes, for example vinyltrimethyloxysilane, vinyldimethoxymethylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N-cyclohexyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylethoxysilane,
  • organic silanes for example vinyltrimethyloxysilane, vinyldimethoxymethylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N-cyclohexyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysi
  • filler activators are, for example, surfactants such as triethanolamine or ethylene glycols having molecular weights of 74 to 10,000 g / mol.
  • the amount of filler activators is usually 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the
  • Suitable anti-aging agents are, in particular, those which scavenge as few radicals as possible during peroxidic vulcanization. These are in particular oligomerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro-quinoline (TMQ), styrenated diphenylamine (DDA), octylated diphenylamine (OCD) cumylated
  • TMQ 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro-quinoline
  • DDA styrenated diphenylamine
  • OCD octylated diphenylamine
  • CDPA Diphenylamine
  • MB2 4- and 5-methylmercaptobenzimidazole
  • ZMB2 zinc salt of 4- and 5-methylmercaptobenzimidazole
  • CDPA Diphenylamine
  • MB2 4- and 5-methylmercaptobenzimidazole
  • ZMB2 zinc salt of 4- and 5-methylmercaptobenzimidazole
  • the anti-aging agents are usually used in amounts of from 0.1 to 5 parts by weight, preferably from 0.3 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubbers (a).
  • Suitable mold release agents are, for example: saturated or partially unsaturated fatty and oleic acids or their derivatives (in the form of fatty acid esters, fatty acid salts, fatty alcohols or fatty acid amides), furthermore products applicable to the mold surface, such as products based on low molecular weight silicone compounds, products based on of fluoropolymers as well as products based on phenolic resins.
  • the mold release agents are used as a blend component in amounts of 0.2 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubbers (a). It is also possible to reinforce the vulcanizates with glass strengtheners according to the teaching of US Pat. No. 4,826,721 and also to reinforce them with aromatic polyamides (aramid).
  • a vulcanizable composition is used to prepare a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that the vulcanizable composition
  • (D) 0 to 100 parts by weight, preferably 1 to 80 parts by weight of one or more conventional rubber additives, preferably one or more fillers, in particular carbon black, silica, magnesium oxide or aluminum oxide, one or more filler activators, in particular based on an organic Silanes, one or more anti-aging agents, in particular oligomerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro-quinoline (TMQ), styrenated diphenylamine (DDA), octylated diphenylamine (OCD), cumylated diphenylamine (CDPA) or zinc salt of 4- and 5-methylmercaptobenzimidazole (Vulkanox ZMB2) or 4- and 5-methylmercaptobenzimidazole and / or one or more mold release agents or processing aids based on 100 parts by weight of the rubbers (a),
  • one or more conventional rubber additives preferably one or more fillers, in particular carbon black, silica, magnesium oxide or aluminum oxide, one or more filler activators,
  • the content of zinc ions is less than 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubbers (a), and the vulcanizable composition is preferably free of zinc ions.
  • Such preferred embodiments have improved hot air aging after 504 hours at 150 ° C.
  • a particularly preferred embodiment provides the use of vulcanizable compositions for the preparation of a vulcanizate, which with Coolant is in contact and a method for producing a vulcanizate, which is in contact with coolant, comprising the step of vulcanizing a vulcanizable composition, containing
  • composition has a content of zinc ions of less than 1, 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubbers (a).
  • the invention further provides a process for preparing the abovementioned vulcanizable compositions according to the invention by mixing all components (a), (b) and (c) and, if appropriate, (d). This can be done using devices and mixing apparatuses known to those skilled in the art.
  • the order in which the components are mixed with each other is not fundamental, but is always tailored to the available mixing units and temperature control.
  • the mixture of components (a), (b) and (c) and optionally (d) can be carried out, depending on the temperature, using the typical, common in the rubber industry mixing systems. It is possible to use i) discontinuously mixing aggregates in the form of mixing rolls or internal mixers, and ii) continuously mixing aggregates such as mixing extruders.
  • the rubber (a) is initially charged, masticated and then all other components are added except for the vulcanization chemicals (peroxide compound and coagent). After a suitable mixing time, the mixture is ejected. The peroxide compound and the coagent are mixed in a second step on a roller.
  • the vulcanizable compositions are obtained, for example, in the form of so-called “skins", feeding strips or feed bodies, or else as pellets or granules. These can then be pressed into molds or injection molded and are crosslinked according to the radical donors used under suitable conditions.
  • the invention further relates to the preparation of vulcanizates by subjecting the aforesaid vulcanizable compositions to vulcanization, i. an energy input, in particular a temperature treatment subject.
  • the energy input can take place, for example, in the form of thermal energy.
  • the preparation of the vulcanized products by means of temperature treatment is carried out by reacting the vulcanizable compositions according to the invention in a customary manner, i. for a period of one minute to 300 minutes, in suitable molds a temperature in the range of preferably 120 to 200 ° C, particularly preferably from 140 to 180 ° C exposes.
  • the vulcanization may be effected by any method such as press vulcanization, steam vulcanization and the like.
  • crosslinking the vulcanizable invention In the context of crosslinking the vulcanizable invention
  • Composition lead the peroxide compounds (c) to a radical crosslinking between and with the rubbers used (a).
  • the invention furthermore also relates to the crosslinked rubbers, i. Vulcanizates obtained by crosslinking the aforesaid vulcanizable
  • compositions are available and the use of vulcanizates for the preparation of a component which is in contact with coolant.
  • the invention relates to the use of a vulcanizate prepared from a vulcanizable composition for the preparation of a
  • the vulcanizable composition (a) at least one rubber, preferably at least one hydrogenated nitrile rubber or EPDEM, particularly preferably hydrogenated nitrile rubber,
  • (c) contains at least one peroxide compound.
  • the invention also relates to components comprising a vulcanizate which is in contact with a coolant, prepared from a vulcanizable composition, characterized in that the vulcanizable composition
  • (c) contains at least one peroxide compound.
  • compositions comprising a vulcanizate which is in contact with a coolant, prepared from a vulcanizable composition, characterized in that the vulcanizable composition
  • These components are preferably seals, radiator seals, hoses, radiator hoses, automotive coolant hoses,
  • Heating hoses and radiator housing are Heating hoses and radiator housing.
  • the invention thus also provides methods for producing a component which is in contact with coolant, comprising the step of vulcanizing a vulcanizable composition according to the invention and contacting it with coolant.
  • the vulcanizates obtained by vulcanizing the vulcanizable composition can be processed into a radiator hose, a heater hose, a radiator housing, a radiator seal or the like by a conventional method, and these products are particularly excellent products having the above-described properties.
  • such a radiator hose, a heater hose, a radiator housing, a radiator seal or the like can be processed into a radiator hose, a heater hose, a radiator housing, a radiator seal or the like by a conventional method, and these products are particularly excellent products having the above-described properties.
  • Vulkanisate an improved aging resistance Vulkanisate an improved aging resistance.
  • the invention further provides the use of a vulcanizable composition for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that the vulcanizable composition
  • (c) contains at least one peroxide compound.
  • the invention furthermore relates to the use of a vulcanizable composition mentioned above for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that the at least one rubber (a) is at least one hydrogenated nitrile rubber, which is a whole or partially hydrogenated co- or terpolymer based on at least one conjugated diene and at least one ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile monomer and optionally other copolymerizable monomers.
  • the at least one rubber (a) is at least one hydrogenated nitrile rubber, which is a whole or partially hydrogenated co- or terpolymer based on at least one conjugated diene and at least one ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile monomer and optionally other copolymerizable monomers.
  • the invention furthermore relates to the use of a vulcanizable composition mentioned above for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that the at least one rubber (a) is at least one hydrogenated nitrile rubber in which the Mooney viscosity (ML 1 +4 @ 100 ° C) in the range of 10 to 120 ME, preferably in the range of 15 to 100 ME, wherein the determination of the Mooney viscosity according to ASTM Norm D1646 takes place.
  • the at least one rubber (a) is at least one hydrogenated nitrile rubber in which the Mooney viscosity (ML 1 +4 @ 100 ° C) in the range of 10 to 120 ME, preferably in the range of 15 to 100 ME, wherein the determination of the Mooney viscosity according to ASTM Norm D1646 takes place.
  • the invention further relates to the use of a vulcanizable composition for the production of a vulcanizate, which with
  • Coolant is in contact, characterized in that the amount of at least one silane-coated wollastonite (b) 35 to 150 parts by weight, preferably 50 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubbers (a).
  • the invention further provides the use of a vulcanizable composition for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that the at least one peroxide compound (c) is an organic peroxide, preferably dicumyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, bis (t -butyl peroxy-isopropyl) benzene, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 2,5-dimethylhexine-3,2,5-dihydroperoxide, dibenzoyl peroxide, bis (2, 4-dichlorobenzoyl) peroxide, t-butyl perbenzoate, 4,4-di (t-butylperoxy) valeric acid butyl ester or 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane.
  • the invention further provides the use of a vulcanizable composition for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that at least one filler which is a carbon black or mineral filler is used as further component (d) , preferably a basic mineral filler.
  • the invention further provides the use of a vulcanizable composition for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that as component (d) at least one anti-aging agent is used, which is selected from the group consisting of diphenylamine, mercaptobenzimidazole , substituted phenols and mixtures thereof.
  • the invention further provides the use of a previously mentioned vulcanizable composition for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that the composition
  • one or more customary rubber additives preferably one
  • the invention further relates to the use of a vulcanizable composition for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, characterized in that the vulcanizable composition
  • Filler activators in particular based on an organic silane, one or more anti-aging agents, in particular oligomerized 2,2,4-trimethyl-1, 2-dihydro-quinoline (TMQ), styrenated diphenylamine (DDA), octylated diphenylamine (OCD), cumylated diphenylamine (CDPA) or zinc salt of 4- and 5-methylmercaptobenzimidazole (Vulkanox ZMB2) or 4- and 5-
  • the invention further relates to the use of a vulcanizate prepared from a vulcanizable composition mentioned above for producing a component of which at least the vulcanizate is in contact with coolant.
  • the invention further provides for the use of a vulcanizate prepared from a vulcanizable composition mentioned above, characterized in that the component is a hose, a heating hose, a cooling hose, a gasket or a cooling gasket.
  • the invention furthermore relates to the use of a vulcanizable composition mentioned above for producing a vulcanizate which is in contact with coolant, the coolant being water, a freezing point depressant, preferably alkyl glycol or salts, more preferably ethylene glycol or propylene glycol, and a corrosion inhibitor, preferably neutralized organic Acids, more preferably sodium ethylhexanoate.
  • the invention thus further provides for the use of 35 to 150 parts by weight of silane-coated wollastonite, preferably vinylsilane-coated wollastonite, based on 100 parts by weight of the rubbers (a) in a vulcanizable composition comprising at least one rubber (a). and at least one
  • the invention furthermore relates to cooling units which i) comprise at least one vulcanizate prepared from a vulcanizable mixture comprising the abovementioned component (a), (b) and (c) and ii) coolant.
  • cooling units which i) comprise at least one vulcanizate prepared from a vulcanizable mixture comprising the abovementioned component (a), (b) and (c) and ii) coolant.
  • refrigeration units are cooling devices for motor vehicles.
  • the invention thus further comprising vulcanizable compositions (a) 100 parts by weight hydrogenated nitrile rubber,
  • Parts of the rubbers (a) is.
  • Examples 7 * and 8 * are comparative examples not according to the invention, examples 1 to 6 and 9 are examples according to the invention.
  • the comparative examples are identified in the following tables with a * after the example number.
  • the primary mixing unit used was an internal mixer of the type GK 1, 5 E (manufacturer: HF Mixing Group). The speed was 40 min "1 , the cooling water inlet temperature 40 ° C.
  • the rubber (a) was initially masticated for 1 minute, then all other components were added except for the vulcanization chemicals (peroxide compound and coagens). 3 minutes after the beginning of the mixture, the stamp was pulled and swept. After 250 seconds of mixing, the mixture was ejected.
  • the peroxide compound and the coagent were mixed in a second step at 30 ° C on the roller. (Manufacturer comforter, roll diameter 20 cm). The friction was 1: 1, 1 1.
  • Maglite ® DE magnesium oxide available from CP Hall.
  • Zinc Oxide Active Zinc Oxide commercially available from LANXESS
  • Rhenofit ® TRIM / S 70% trimethylolpropane trimethacrylate 30% silica
  • silica available from Akzo Nobel Polymer Chemicals BV
  • the amount amount of the parts by weight in the examples refers to 100 parts by weight of the rubber (a).
  • the MDR (Moving Die Rheometer) cure and its analytical data were measured on a Monsanto MDR 2000 rheometer according to ASTM D5289-95.
  • Shore A hardness was measured according to ASTM-D2240-81.
  • Hot air aging was carried out in accordance with DIN 53508/2000.
  • the procedure 4.1 .1 "Storage in the oven with positive ventilation" was used.
  • the storage in the G13 / water mixture was carried out in pressure vessels with a ratio of liquid to sample of 150: 1.
  • Table 1 Composition of vulcanizable compositions.
  • Example 7 * serves as a comparative experiment to Examples 1 to 6, since it contains no silane coated wollastonite (Tremin ®).
  • Temin ® silane coated wollastonite
  • the amount of 65 parts by weight of wollastonite based on 100 parts by weight of HNBR in Examples 1 to 6 was compensated in Example 7 * by the filler N990.
  • Example 8 * serves as a comparative experiment to Example 9, since it contains no silane coated wollastonite (Tremin ®).
  • the amount of 65 parts by weight of wollastonite in Example 9 was balanced in Example 8 * by 50 parts by weight of the filler N550 to achieve similar tensile strength values. You need significantly less N550 than Tremin ® to get similar hardness and tensile strength.
  • the vulcanization measurement was carried out in a Monsanto rheometer MDR 2000 at a test temperature of 180 ° C over a test time of 15 min.
  • S 'max is the maximum torque of the cross-linking isotherm
  • compositions (1 to 6) prepared according to the invention have a vulcanization behavior comparable to Comparative Example (7 * ).
  • inventive Rubber mixture (9) comparable to Comparative Example (8 * ) vulcanization behavior.
  • the vulcanizable compositions were then vulcanized in a platen press under a pressure of 170 bar at 180 ° C for 10 min.
  • the unaged comparative vulcanizate 7 * has a lower elongation at break and tensile strength than the vulcanizates 4 to 6 according to the invention.
  • the unagedindexvulkanisat 8 * has a much lower
  • the two comparative vulcanizates have a hardness (H) of 70 or more, while the vulcanizates 1 to 6 and 9 according to the invention have a hardness of less than 70.
  • Example 6 with EST-coated wollastonite and without zinc has the lowest value with -8% change in elongation at break, thus providing the best hot air aging.
  • Table 6 Properties of the vulcanized compositions 8 and 9 and their modification after aging in ethylene glycol / water / 2-ethylhexanoic acid at 120 ° C./504 h (test temperature: 23 ° C.)
  • Example 9 according to the invention with silane-coated wollastonite has one compared to comparative example 8 * without silane-coated wollastonite markedly improved elongation at break after aging for 504 hours in an ethylene glycol / water / 2-ethylhexanoic acid mixture.
  • Example 9 according to the invention has an improved swelling (AV).
  • Vulcanizates with VST-coated wollastonite exhibit the best balance between change in elongation at break, volume swelling and change in tensile strength after aging for 1008 hours in G13, and are thus better than vulcanizates with epoxysilane-coated wollastonite or methacylsilane-coated wollastonite.
  • Comparative Example 7 * has the highest and thus worst value with a change in the elongation at break of 19% after aging for 504 hours in G13.
  • Examples 4 to 6 according to the invention have a significantly lower change in the elongation at break.
  • the vulcanization measurement was carried out in a Monsanto rheometer MDR 2000 at a test temperature of 180 ° C over a test time of 20 min.
  • the two vulcanizates have a hardness of less than 70.
  • Table 16 Properties of the vulcanized composition 10 and its modification after aging in Glysantin G64 / water at 150 ° C./504 h (test temperature: 23 ° C.)
  • Vulcanizates of hydrogenated acrylate-containing nitrile rubber with VST-coated wollastonite show a small change in the elongation at break after hot air aging of -12% and a small change in the elongation at break after storage in coolant (G64 / water) of 4%.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht und die Verwendung einer vulkanisierbaren Zusammensetzung enthaltend Kautschuk, Silan-beschichteten Wollastonit und Peroxidverbindung zur Herstellung von Vulkanisaten die in Kontakt mit Kühlmittel stehen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung sowie die Verwendung eines Vulkanisats, hergestellt aus einer vulkanisierbaren Zusammensetzung enthaltend Kautschuk, Silan-beschichteten Wollastonit und Peroxidverbindung, als Bauteil, bevorzugt als Dichtung oder als Schlauch, das in Kontakt mit Kühlmittel steht.

Description

Verwendung von vulkanisierbaren Zusammensetzungen und Vulkanisaten in
Kontakt mit Kühlmittel enthaltend Silan-beschichteten Wollastonit
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht und die Verwendung einer vulkanisierbaren
Zusammensetzung enthaltend Kautschuk, Silan-beschichteten Wollastonit und Peroxidverbindung zur Herstellung von Vulkanisaten die in Kontakt mit Kühlmittel stehen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung sowie die Verwendung eines Vulkanisats, hergestellt aus einer vulkanisierbaren Zusammensetzung enthaltend Kautschuk, Silan-beschichteten Wollastonit und Peroxidverbindung, als Bauteil, bevorzugt als Dichtung oder als Schlauch, das in Kontakt mit Kühlmittel steht. Die Anforderungen an Vulkanisate zur Verwendung als Kühlerschlauch,
Heizungsschlauch, Kühlergehäuse oder Kühlerdichtung werden immer höher. So müssen zur Erfüllung von Sicherheitsnormen geeignete Vulkanisate eine ausreichende Alterungsbeständigkeit sowohl in Heißluft als auch in Kühlmittel, d.h. 25 % oder weniger Änderung der Bruchdehnung nach 21 Tagen (504 Stunden) bei 150 °C in Heißluft und 25 % oder weniger Änderung der Bruchdehnung nach 21
Tagen (504 Stunden) bei 150 °C in Kühlmittel aufweisen.
Der Fachmann versteht unter Kühlmittel einen flüssigen Stoff oder ein Stoffgemisch, das zum Abtransport von Wärme eingesetzt wird. Das Kühlmittel ist in der Lage, in einem Kühlzyklus die Enthalpie entlang des Temperaturgradienten zu einer Stelle niedrigerer Temperatur zu transportieren. Kühlflüssigkeiten können dabei das Kühlgut direkt oder über einen Wärmetauscher kühlen.
Im Rahmen dieser Erfindung stehen Kühlmittel für Zusammensetzungen enthaltend Wasser, einen Gefrierpunktserniedriger, bevorzugt Alkylglycol oder Salze, besonders bevorzugt Ethylenglycol oder Propylenglycol, und einen Korrosionsinhibitor, bevorzugt neutralisierte organische Säuren, besonders bevorzugt Natriumethylhexanoat.
In herkömmlichen Kühlmitteln wurden früher Silikate als Zusatz eingesetzt. Das Silikat verhindert durch den Aufbau einer Al-Silikat-Schutzschicht auf Aluminiumteilen zwar Korrosion, allerdings baut es schnell ab und muss daher regelmäßig erneuert werden. Neuere Kühlmittelgenerationen enthalten daher statt des Silikats organische Verbindungen für den Korrosionsschutz, da diese länger vorhalten. Seit einiger Zeit wird dabei die sogenannte OAT (organic acid technology) in Kühlmitteln eingesetzt. Bei dieser Technologie werden neutralisierte organische Säuren, wie zum Beispiel Natriumethylhexanoat als Zusatz verwendet. Bei erhöhter Temperatur entsteht allerdings im Laufe der Zeit aus dem Salz der Ethylhexansäure die freie Säure. Diese Säure kann zu vorzeitiger Alterung bei herkömmlichen
Vulkanisaten führen. Ein Beispiel für ein Kühlmittelkonzentrat mit OAT-Technologie ist G13 von Volkswagen, das als Hauptkomponenten Ethylenglykol und Natriumethylhexanoat enthält und mit Wasser vermengt ein erfindungsgemäßes Kühlmittel ergibt.
Es besteht somit eine Nachfrage nach Vulkanisaten, die die hohen Anforderungen an die Alterungsbeständigkeit sowohl in Heißluft als auch in Kühlmittel erfüllen. Insbesondere ist eine hohe Alterungsbeständigkeit in solchen Kühlmitteln erstrebenswert, die hohe Mengen an organischen Säuren wie beispielsweise 2- Ethylhexansäure oder Sebacinsäure aufweisen. Darüber hinaus müssen die weiteren typischen Gummieigenschaften wie etwa Zugfestigkeit, Dehnung und Druckverformungsrest verglichen mit herkömmlichen Standardtypen ausreichend gut sein.
WO-A-2010/030860 offenbart in den Beispielen 2 und 3 eine vulkanisierbare Zusammensetzung auf Basis von hydriertem Nitrilkautschuk (HNBR) enthaltend Silan-beschichteten Wollastonit (400 Wollastocoat 10022), einen Säureakzeptor, ein Metallsalz und einen Stabilisator. Diese Zusammensetzung weist eine schnelle Vulkanisation auf sowie verbesserte Verarbeitbarkeit, Hitzestabilität und einen niedrigen Druckverformungsrest. Die Zusammensetzung des Beispiels 3 weist zusätzlich auch eine verringerte und somit verbesserte Quellung in Wasser auf. WO- A-2010/030860 weist sowohl in den Zusammensetzungen des Beispiels 2 als auch in Beispiel 3 neben dem Silan-beschichteten Wollastonit Zinkoxid (ZnO) und Therban HT auf. Mit anderen Worten wird die Verwendung von vulkanisierbaren Zusammensetzungen enthaltend HNBR und Silan-beschichteten Wollastonit in Kombination mit einem Metallsalz und einem Säureakzeptor zur Erhöhung der Alterungsstabilität beschrieben. Die WO-A-2010/030860 liefert keinen Hinweis auf die Verwendung der vulkanisierbaren Zusammensetzung und ihrer Vulkanisate in Kontakt mit Kühlmittel sowie deren Beständigkeit gegenüber Kühlmitteln.
WO-A-2015/146862 offenbart HNBR Zusammensetzungen enthaltend 3 bis 20 phr Wollastonit sowie 72 bis 87 phr Ruß für Abriebfestigkeit und Druckbeständigkeit. Die Verwendung dieser Zusammensetzungen in Kontakt mit Kühlmitteln und ihr Quellverhalten darin sind nicht offenbart.
CN-A-103408810 offenbart eine Dichtung basierend auf einer Zusammensetzung enthaltend unter anderem Nitrilkautschuk (NBR) und modifizierten Wollastonit mit verbesserten mechanischen Eigenschaften sowie verbesserter Abriebfestigkeit und Wärmebeständigkeit. Die Verwendung dieser Zusammensetzung in Kontakt mit Kühlmitteln und deren Quellverhalten darin sind nicht offenbart.
KR20130003554 offenbart eine Dichtungszusammensetzung enthaltend HNBR und Ethylenglycol als Frostschutzadditiv. Silan-beschichteter Wollastonit wird nicht offenbart.
Allen Dokumenten des Standes der Technik ist gemein, dass keine vulkanisierbaren Zusammensetzungen auf Basis von HNBR bekannt sind, die den aktuellen, hohen Anforderungen der Anwendung in Kontakt mit Kühlmitteln entsprechen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, vulkanisierbare Zusammensetzungen sowie Verfahren zur Herstellung von Vulkanisaten bereitzustellen, die eine Alterungsbeständigkeit von 25 % oder weniger Änderung der Bruchdehnung nach 21 Tagen (504 Stunden) bei 150 °C in Heißluft und 25 % oder weniger Änderung der Bruchdehnung nach 21 Tagen (504 Stunden) bei 150 °C in Kühlmittel aufweisen, und somit in Kontakt mit Kühlmitteln mit OAT Technologie verwendet werden können.
In einer weiteren Aufgabe werden bevorzugt solche vulkanisierbaren Zusammensetzungen sowie Verfahren bereitgestellt, die zu Vulkanisaten führen, die eine vergleichbare oder verbesserte Quellung in Kühlmittel aufweisen als vulkanisierbare Zusammensetzungen des Standes der Technik.
In einer weiteren Aufgabe werden besonders bevorzugt solche vulkanisierbaren Zusammensetzungen sowie Verfahren bereitgestellt, die zu Vulkanisaten führen, die zusätzlich eine Shore A Härte von weniger als 70 aufweisen, damit das Material ausreichend elastisch ist.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch Kombination von Kautschuk mit Silan-beschichtetem Wollastonit und Peroxidverbindungen Zusammensetzungen erhalten werden, die zu Vulkanisaten führen, die die genannten Anforderungen erfüllen und somit für die Verwendung in Kontakt mit Kühlmitteln geeignet sind. Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) mindestens einen Kautschuk, bevorzugt mindestens einen hydrierten
Nitrilkautschuk oder EPDM, besonders bevorzugt hydrierten
Nitrilkautschuk
(b) mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonit, bevorzugt mindestens einen Vinylsilan-beschichteten Wollastonit, und
(c) mindestens eine Peroxidverbindung
enthält.
Gegenstand der Erfindung sind somit auch Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, umfassend den Schritt der Vulkanisation einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) mindestens einen Kautschuk, bevorzugt mindestens einen hydrierten Nitrilkautschuk oder EPDM, besonders bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonit, bevorzugt mindestens einen Vinylsilan-beschichteten Wollastonit, und
(c) mindestens eine Peroxidverbindung
enthält.
Diese Lösung war insofern überraschend, als nicht jede vulkanisierbare Zusammensetzung, die bereits für gute Alterungsbeständigkeit oder gute
Kühlmittelbeständigkeit bekannt war, für die hohen Anforderungen an die Verwendung von Vulkanisaten im Kontakt mit Kühlmittel geeignet ist.
Die Verwendung von vulkanisierbaren Zusammensetzungen und deren Vulkanisaten sowie Verfahren zu deren Herstellung gemäß der vorliegenden Erfindung bewirken, dass die aus den Vulkanisaten hergestellten Bauteile eine geringere Alterung aufweisen als herkömmliche Vulkanisate ohne Silan-beschichteten Wollastonit.
Bevorzugt ist die Verwendung einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung (a) 100 Gew.-Teile mindestens eines Kautschuks, insbesondere hydrierten Nitrilkautschuk oder EPDM, besonders bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuk
(b) 35 bis 150 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichteten Wollastonites, insbesondere Epoxysilan-,
Methacrylsilan- oder Vinylsilan-beschichteten Wollastonits oder Mischungen davon,
(c) 1 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
(d) 0 bis 100 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 80 Gew.-Teile eines oder mehrerer üblicher Kautschukadditive, bevorzugt eines oder mehrerer Füllstoffe, insbesondere Ruß, Kieselsäure, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, eines oder mehrerer Füllstoffaktivatoren, insbesondere auf Basis eines organischen Silans, eines oder mehrerer Alterungsschutzmittel, insbesondere oligomerisiertes 2,2,4-Trimethyl-1 ,2-dihydro-chinolin
(TMQ), styrolisiertes Diphenylamin (DDA), octyliertes Diphenylamin (OCD), cumyliertes Diphenylamin (CDPA) oder Zinksalz von 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol (Vulkanox ZMB2) oder 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol und/oder eines oder mehrerer Formtrennmittel oder Verarbeitungshilfsmittel bezogen auf 100 Gew.-
Teile der Kautschuke (a), enthält.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von vulkanisierbaren Zusammensetzungen zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, umfassend den Schritt der Vulkanisation einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, enthaltend
(a) 100 Gew.-Teile eines hydrierten Nitrilkautschuks,
(b) 35 bis 150 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichteten Wollastonites, insbesondere Epoxysilan-, Methacrylsilan- oder Vinylsilan-beschichteten Wollastonites oder Mischungen davon,
(c) 1 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
(d) 0 bis 100 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 80 Gew.-Teile eines oder mehrerer üblicher Kautschukadditive, bevorzugt eines oder mehrerer Füllstoffe, insbesondere Ruß, Kieselsäure, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, eines oder mehrerer Füllstoffaktivatoren, insbesondere auf Basis eines organischen Silans, eines oder mehrerer Alterungsschutzmittel, insbesondere oligomerisiertes 2,2,4-Trimethyl-1 ,2-dihydro-chinolin (TMQ), styrolisiertes Diphenylamin (DDA), octyliertes Diphenylamin (OCD), cumyliertes Diphenylamin (CDPA) oder Zinksalz von 4- und 5-
Methylmercaptobenzimidazol (Vulkanox ZMB2) oder 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazo und/oder eines oder mehrerer Formtrennmittel oder Verarbeitungshilfsmittel.
Die erfindungsgemäße Verwendung der vulkanisierbaren Zusammensetzungen sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit
Kühlmittel in Kontakt steht, bewirkt, dass eine vergleichbar geringe Quellung des Vulkanisats im Kühlmittel und eine geringere Änderung der Dehnung des Vulkanisats bei Lagerung in Heißluft und Kühlmittel auftritt im Vergleich zu bekannten vulkanisierbaren Zusammensetzungen. Als Komponente (a) wird mindestens ein typischer Kautschuk eingesetzt. Kautschuk als Komponente (a) ist beispielsweise Nitrilkautschuk (NBR), hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Propylen- Dien-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Vinylacetat (EVA; EVM), Naturkautschuk (NR), Chloropren-Kautschuk (BR), Butylkautschuk (NR), Polyisopren-Kautschuk (IR), Styrol-Butadienkautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Ethylen-Acrylat-
Kautschuk (AEM) oder Acrylat-Kautschuk (ACM) sowie beliebige Mischungen der zuvor genannten Kautschuke.
Die Verwendung von hydriertem Nitrilkautschuk, EPM oder EPDM als Komponente (a) ist bevorzugt Die Verwendung von hydriertem Nitrilkautschuk als Komponente (a) ist besonders bevorzugt.
Möglich ist auch die Verwendung eines Blends von hydriertem Nitrilkautschuk mit Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk, bevorzugt können dabei bis zu 20 Teile HNBR durch die gleiche Menge EVM ersetzt werden. Die Mooney-Viskosität (ML 1 +4 gemessen bei 100°C) des eingesetzten Kautschuks
(a) oder, sofern mehrere Kautschuke (a) eingesetzt werden, der gesamten Mischung aller Kautschuke (a) liegt in einem Bereich von 10 bis 120, bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 1 10, besonders bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 100. Die Bestimmung der Mooney- Viskosität erfolgt dabei gemäß ASTM Norm D 1646.
Die genannten Kautschuke (a) sind teilweise kommerziell erhältlich, aber ferner in allen Fällen nach dem Fachmann über die Literatur zugänglichen Herstellverfahren zugänglich.
Unter hydrierten Nitrilkautschuken (HNBR) sind im Rahmen dieser Anmeldung Co- und/oder Terpolymere auf der Basis mindestens eines konjugierten Diens und mindestens eines α,β-ungesättigten Nitrilmonomeren sowie gegebenenfalls weiterer copolymerisierbarer Monomeren zu verstehen, bei denen die einpolymerisierten Dieneinheiten ganz oder teilweise hydriert sind.
Unter „Hydrierung" oder „hydriert" wird im Rahmen dieser Anmeldung eine Umsetzung der im Nitrilkautschuk ursprünglich vorhandenen Doppelbindungen zu mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 85 %, besonders bevorzugt mindestens 95 % verstanden.
Als α,β-ungesättigtes Nitril kann jedes bekannte α,β-ungesättigte Nitril eingesetzt werden, bevorzugt sind (C3-C5)-a,ß-ungesättigte Nitrile wie Acrylnitril, Methacryl nitril, Ethacrylnitril oder Mischungen davon. Besonders bevorzugt ist Acrylnitril.
Das konjugierte Dien kann von jeder Natur sein. Bevorzugt werden (C4-C6) konjugierte Diene eingesetzt. Besonders bevorzugt sind 1 ,3-Butadien, Isopren, 2,3- Dimethylbutadien, Piperylen oder Gemische daraus. Insbesondere bevorzugt sind 1 ,3-Butadien und Isopren oder Gemische daraus. Ganz besonders bevorzugt ist 1 ,3- Butadien.
Die Anteile an konjugiertem Dien und α,β-ungesättigtem Nitril in den hydrierten Nitrilkautschuken können in weiten Bereichen variiert werden. Der Anteil des oder der Summe der konjugierten Diene liegt üblicherweise im Bereich von 40 bis 90 Gew.-% und bevorzugt im Bereich von 50 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtpolymer. Der Anteil des oder der Summe der α,β-ungesättigten Nitrile liegt üblicherweise im Bereich von 10 bis 60 Gew.-% und bevorzugt im Bereich von 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtpolymer. Die zusätzlichen Monomere können in Mengen im Bereich von 0,1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtpolymer, vorliegen. In diesem Fall werden entsprechende Anteile des oder der konjugierten Diene und/oder des oder der α,β-ungesättigten Nitrile durch die Anteile der zusätzlichen Monomere ersetzt, wobei sich die Anteile aller Monomere jeweils zu 100 Gew.-% aufsummieren.
Die Herstellung solcher hydrierter Nitrilkautschuke, die für die erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Zusammensetzungen geeignet sind, ist dem Fachmann hinlänglich geläufig.
Die zunächst erfolgende Herstellung der Nitrilkautschuke durch Polymerisation der vorgenannten Monomere ist in der Literatur (z.B. Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie Bd.14/1 , Georg Thieme Verlag Stuttgart 1961 ) umfangreich beschrieben.
Die anschließende Hydrierung der vorstehend beschriebenen Nitrilkautschuke zu hydriertem Nitrilkautschuk kann in der dem Fachmann bekannten Art und Weise erfolgen.
Es ist prinzipiell möglich, die Hydrierung von Nitrilkautschuken unter Einsatz homogener oder heterogener Hydrierkatalysatoren durchzuführen.
Wie in WO-A-01/77185 beschrieben, ist es beispielsweise möglich, die Umsetzung mit Wasserstoff unter Einsatz homogener Katalysatoren, wie z.B. dem als „Wilkinson"-Katalysator ((PPh3)3RhCI) bekannten oder anderen durchzuführen. Verfahren zur Hydrierung von Nitrilkautschuk sind bekannt. Rhodium oder Titan werden üblicherweise als Katalysatoren verwendet, wobei aber auch Platin, Iridium, Palladium, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Kobalt oder Kupfer entweder als Metall, oder aber bevorzugt in Form von Metallverbindungen eingesetzt werden können (siehe z.B. US-A-3,700,637, DE-A-25 39 132, EP-A-134 023, DE-OS-35 41 689, DE- OS-35 40 918, EP-A-298 386, DE-OS-35 29 252, DE-OS-34 33 392, US-A-4,464,515 und US-A-4,503,196).
Geeignete Katalysatoren und Lösungsmittel für eine Hydrierung in homogener Phase werden im Folgenden beschrieben und sind auch aus DE-A-25 39 132 und der EP-A- 0 471 250 bekannt
Die selektive Hydrierung kann beispielsweise in Gegenwart eines Rhodium-haltigen Katalysators erreicht werden. Einsetzbar ist beispielsweise ein Katalysator der allgemeinen Formel
(R1 mB), RhXn worin
R1 gleich oder verschieden sind und eine CrC8 Alkylgruppe, eine C4-C8 Cycloalkylgruppe, eine C6-C15 Aryl-Gruppe oder eine C7-C15 Aralkylgruppe darstellen,
B Phosphor, Arsen, Schwefel oder eine Sulfoxid-Gruppe S=0 bedeutet,
X Wasserstoff oder ein Anion, vorzugsweise Halogen und besonders bevorzugt Chlor oder Brom, bedeutet
I 2,3 oder 4 ist m 2 oder 3 ist und n 1 ,2 oder 3, bevorzugt 1 oder 3 ist.
Bevorzugte Katalysatoren sind Tris(triphenylphosphin)-rhodium(l)-chlorid, Tris(triphenyl-phosphin)-rhodium(lll)-chlorid und Tris(dimethylsulfoxid)-rhodium(lll)- chlorid sowie Tetrakis- (triphenylphosphin)-rhodium-hydrid der Formel ((C6H5)3P)4RhH und die entsprechenden Verbindungen, in denen das Triphenylphosphin ganz oder teilweise durch Tricyclohexylphosphin ersetzt wurde. Der Katalysator kann in kleinen Mengen benutzt werden. Eine Menge im Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,03 bis 0,5 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,3 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Polymers sind geeignet.
Üblicherweise ist es sinnvoll, den Katalysator zusammen mit einem Co- Katalysator zu verwenden, der ein Ligand der Formel R1 mB ist, wobei R1 , m und B die zuvor für den Katalysator genannten Bedeutungen besitzen. Bevorzugt ist m gleich 3, B gleich Phosphor und die Reste R1 können gleich oder verschieden sein. Bevorzugt handelt es sich um Co-Katalysatoren mit Trialkyl-, Tricycloalkyl-, Triaryl-, Triaralkyl-, Diarylmonoalkyl-, Diarylmonocycloalkyl-, Dialkylmonoaryl-, Dialkyl-monocycloalkyl-, Dicycloalkylmonoaryl- oder Dicyclalkylmonoaryl-Resten.
Beispiele für Co-Katalysatoren finden sich beispielsweise in US-A-4,631 ,315. Bevorzugter Co-Katalysator ist Triphenylphosphin. Der Co-Katalysator wird bevorzugt in Mengen in einem Bereich von 0,3 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des zu hydrierenden Nitrilkautschuks eingesetzt. Bevorzugt ist ferner das Gewichtsverhältnis des Rhodium-haltigen Katalysators zum Co- Katalysator im Bereich von 1 :3 bis 1 :55, besonders bevorzugt im Bereich von 1 :5 bis 1 :45. Bezogen auf 100 Gewichtsteile des zu hydrierenden Nitrilkautschuks werden geeigneter Weise 0,1 bis 33 Gewichtsteile des Co-Katalysators, bevorzugt 0,5 bis 20 und ganz besonders bevorzugt 1 bis 5 Gewichtsteile, insbesondere mehr als 2 aber weniger als 5 Gewichtsteile Co-Katalysators bezogen auf 100 Gewichtsteile des zu hydrierenden Nitrilkautschuks eingesetzt.
Die praktische Durchführung solcher Hydrierungen ist dem Fachmann z.B. aus US-A- 6,683,136 hinlänglich bekannt. Sie erfolgt üblicherweise, indem man den zu hydrierenden Nitrilkautschuk in einem Lösungsmittel wie Toluol oder Monochlorbenzol bei einer Temperatur im Bereich von 100 °C bis 150 °C und einem Druck im Bereich von 50 bar bis 150 bar für 2 Stunden bis 10 Stunden mit Wasserstoff beaufschlagt.
Bei Einsatz heterogener Katalysatoren zur Herstellung hydrierter Nitrilkautschuke durch Hydrierung der entsprechenden Nitrilkautschuke handelt es sich üblicherweise um getragene Katalysatoren auf der Basis von Palladium.
Die Mooney-Viskosität (ML 1 +4 gemessen bei 100 °C) des eingesetzten hydrierten Nitrilkautschuks (a) oder, sofern mehrere hydrierte Nitrilkautschuke (a) eingesetzt werden, der gesamten Mischung aller hydrierten Nitrilkautschuke (a) liegt in einem Bereich von 10 bis 120, bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 100. Die Bestimmung der Mooney-Viskosität erfolgt dabei gemäß ASTM Norm D 1646.
Der erfindungsgemäße hydrierte Nitrilkautschuk weist einen Gehalt an Restdoppelbindungen (RDB) von 10 % oder weniger, bevorzugt von 7 % oder weniger, besonders bevorzugt von 1 % oder weniger auf.
Die in der erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Zusammensetzung einsetzbaren hydrierten Nitrilkautschuke besitzen eine Glastemperatur kleiner -10 °C, bevorzugt kleiner -15 °C, besonders bevorzugt kleiner -20 °C gemessen über DSC bei einer Heizrate von 20 K/min.
Beispiele für kommerziell erhältliche hydrierte Nitrilkautschuke sind voll- und teilhydrierte Nitrilkautschuke mit Acrylnitrilgehalten im Bereich 17 bis 50 Gew.-% (Therban®-Palette der ARLANXEO Deutschland GmbH sowie Zetpol®- Palette der Nippon Zeon Corporation). Ein Beispiel für hydrierte Butadien/Acrylnitril/Acrylat- Polymere ist die Therban® LT-Serie der ARLANXEO Deutschland GmbH, beispielsweise Therban® LT 1707 VP, Therban® LT 2157 sowie Therban® LT 2007. Ein Beispiel für carboxylierte hydrierte Nitrilkautschuke ist die Therban® XT-Serie der ARLANXEO Deutschland GmbH. Ein Beispiel für hydrierte Nitrilkautschuke mit geringen Mooney-Viskositäten und daher verbesserter Verarbeitbarkeit ist ein Produkt aus der Therban® AT-Serie, beispielweise Therban® AT 3404.
Der hydrierte Nitrilkautschuk kann neben Wiederholungseinheiten mindestens eines ungesättigten Nitrils und mindestens eines konjugierten Diens ein oder mehrere weitere einpolymerisierbare Monomere in Form von Carbonsäuren oder Carbonsäureester enthalten.
Geeignete einpolymerisierbare Carbonsäuren sind Mono- oder Dicarbonsäuren mit 3 bis 18 C-Atomen, die in α,β-Position ungesättigt sind, und deren Ester. Bevorzugte α,β-ungesättigte Carbonsäuren sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Crotonsäure und Mischungen davon.
Ester der α,β-ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 18 C-Atomen umfassen vorzugsweise die Alkylester und die Alkoxyalkylester der zuvor genannten Carbonsäuren. Bevorzugte Ester der α,β-ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 18 C- Atomen sind Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Octylacrylat und Polyethylenglycol-(Meth)acrylat (PEG-(Meth)acrylat) mit 1 bis 8 Ethylenglycol-Wiederholungseinheiten. Bevorzugte Alkoxyalkylester sind Polyethylenglycol-(Meth)acrylat (PEG-(Meth)acrylat) mit 1 bis 8 Ethylenglycol- Wiederholungseinheiten und Butylacrylate.
Bevorzugte Ester der α,β-ethylenisch ungesättigte Dicarbonsäure Monoester sind beispielsweise o Alkyl-, insbesondere C4-Ci8-Alkyl-, bevorzugt n-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl- oder n-Hexyl-, besonders bevorzugt Mono-n-butylmaleat, Mono-n-butylfumarat, Mono-n-butylcitraconat, Mono-n-butylitaconat; o Alkoxyalkyl-, insbesondere CrCi8-Alkoxyalkyl-, bevorzugt C4-Ci2-Alkoxyalkyl-, o Polyethylenglycolester (PEG) mit 1 bis 8 Ethylenglycol-Wiederholungseinheiten o Hydroxyalkyl-, insbesondere C4-Ci8-Hydroxyalkyl-, bevorzugt C4-Ci2- Hydroxyalkyl-, Cycloalkyl-, insbesondere C5-C18-Cycloalkyl-, bevorzugt C6-C12-Cycloalkyl, besonders bevorzugt Monocyclopentylmaleat, Monocyclohexylmaleat, Monocycloheptylmaleat, Monocyclopentylfumarat, Monocyclohexylfumarat, Monocycloheptylfumarat, Monocyclopentylcitraconat, Monocyclohexylcitraconat, Monocycloheptylcitraconat, Monocyclopentylitaconat, Monocyclohexylitaconat und
Monocycloheptylitaconat,
Alkylcycloalkyl-, insbesondere C6-Ci2-Alkylcycloalkyl-, bevorzugt C7-Ci0- Alkylcycloalkyl, besonders bevorzugt Monomethylcyclopentylmaleat und Monoethylcyclohexylmaleat, Monomethylcyclopentylfumarat und
Monoethylcyclohexylfumarat, Monomethylcyclopentylcitraconat und Monoethylcyclohexylcitraconat; Monomethylcyclopentylitaconat und Monoethylcyclohexylitaconat;
Aryl-, insbesondere C6-Ci4-Aryl-Monoester, bevorzugt
Maleinsäuremonoarylester, Fumarsäuremonoarylester, Citraconsäuremonoarylester oder Itaconsäuremonoarylester, besonders bevorzugt Monophenylmaleat oder Monobenzylmaleat, Monophenylfumarat oder Monobenzylfumarat, Monophenylcitraconat oder Monobenzylcitraconat, Monophenylitaconat oder Monobenzylitaconat oder Mischungen davon, ungesättigte Polycarboxylsäurepolyalkylester wie beispielsweise Dimethylmaleat, Dimethylfumarat, Dimethylitaconate oder Diethylitaconate; oder aminogruppenhaltige α,β-ethylenisch ungesättigte Carboxylsäureester wie beispielsweise Dimethylaminomethylacrylat oder Diethylaminoethylacrylat.
Komponente (b) - Silan-beschichteter Wollastonit
Die erfindungsgemäße vulkanisierbare Zusammensetzung enthält als Komponente (b) mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonit.
Die Silane, die zur Beschichtung der Wollastonite verwendet werden, sind Silane mit zumindest einer Funktionalisierung, die mit der Füllstoffoberfläche reagieren kann und bevorzugt mit einer zweiten Funktionalisierung, welche nach der Vulkanisation den modifizierten Füllstoff mit der Polymermatrix verbindet, wie beispielsweise Vinylgruppen.
Bevorzugte Silane sind Epoxysilan, Methacrylsilan, Vinylsilan oder Aminosilan.
Besonders bevorzugte Silane sind Epoxysilan, Methacrylsilan und Vinylsilan.
Ganz besonders bevorzugtes Silan ist Vinylsilan.
Zusammensetzungen enthaltend Kautschuk, Peroxidverbindung und Wollastonit mit Vinylsilan-Beschichtung führen zu einer weiteren Verbesserung der Alterung. Vulkanisate mit Vinylsilan-beschichtetem Wollastonit weisen nach Alterung für 1008 Stunden in G13 die beste Balance zwischen Änderung der Bruchdehnung, Volumenquellung und Änderung der Zugfestigkeit auf und sind somit besser als Vulkanisate mit Epoxysilan-beschichtetem Wollastonit oder Methacylsilan- beschichtetem Wollastonit.
Wollastonite sind natürlich vorkommende Calciumsilikat-Mineralien der Formel CaSi03. Wollastonite haben eine weiße Farbe und einen basischen pH-Wert von größer 7. Die in den Beispielen verwendeten Wollastonite haben ein Seitenverhältnis (Aspect ratio) von 3:1 bis 5:1 . Silan-beschichteter Wollastonit ist kommerziell erhältlich unter dem Markennamen Tremin® der Firma Quarzwerke.
In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden, bezogen auf 100 Gew.- Teile der Kautschuke (a), 35 bis 150 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichteten Wollastonites verwendet.
Komponente (c) - Peroxidverbindung
Als Komponente (c) wird mindestens eine Peroxidverbindung als Vernetzungsmittel eingesetzt.
Als Peroxidverbindung (c) sind beispielsweise die folgenden Peroxidverbindungen geeignet:
Bis-(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxid, Dibenzoylperoxid, Bis-(4-chlorbenzoyl)peroxid, 1 ,1 - Bis-(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, tert-Butylperbenzoat, 2,2-Bis-(tert- butylperoxy)-buten, 4,4-Di-tert-butylperoxynonylvalerat, Dicumylperoxid, 2,5- Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexan, tert-Butylcumylperoxid, 1 ,3-Bis-(tert- butylperoxyisopropyl)-benzol, Di-tert-butylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert- butylperoxy)-hexin, tert-Butylhydroperoxid, Wasserstoffperoxid,
Methylethylketonperoxid, Lauroylperoxid, Decanoylperoxid, 3,5,5-Trimethyl-hexanoyl- peroxid, Di-(2-ethylhexyl)-peroxydicarbonat, Poly(tert-butyl peroxycarbonat), Ethyl- 3,3-di-(tert-butylperoxy)-butyrat, Ethyl-3,3-di-(tert-amylperoxy)-butyrat, n-Butyl-4,4-di- (tert-butylperoxy)-valerat, 2,2-Di-(tert-butylperoxy)-butan, 1 ,1 -Di-(tert-butylperoxy)- cyclohexan, 3,3,5-Tri-methylcyclohexan, 1 ,1 -Di-(tert-amylperoxy)cyclohexan, tert- Butyl-peroxybenzoat, tert-Butyl-peroxyacetat, tert-Butyl-peroxy-3,5,5- trimethylhexanoat, tert-Butyl peroxyisobutyrat, tert-Butyl-peroxy-2-ethylhexanoat, tert- Butyl-peroxypivalat, tert-Amyl-peroxypivalat, tert-Butyl-peroxyneodecanoat, Cumyl- peroxyneodecanoat, 3-Hydroxy-1 ,1 -di-methylbutyl-peroxyneodecanoat, tert-Butyl- peroxybenzoat, tert-Butyl-peroxyacetat, tert-Amyl-peroxy-3,5,5-trimethylhexanoat, tert-Butyl-peroxyisobutyrat, tert-Butyl-peroxy-2-ethylhexanoat, Cumyl- peroxyneodecanoat, 3-Hydroxy-1 ,1 -di-methylbutyl-peroxy-neodecanoat, 2,5- Dimethyl-2,5-di-(tert-butyl-peroxy)-hexyn-(3-di-tert-amyl)-peroxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di- (tert-butylperoxy)-hexan, tert-Amyl-hydroperoxid, Cumolhydroperoxid, 2,5-Dimethyl- 2,5-di-(hydroperoxy)-hexan, Diisopropylbenzol-monohydroperoxid sowie Kaliumperoxodisulfat.
Die mindestens eine Peroxidverbindung der erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Zusammensetzung ist vorzugsweise ein organisches Peroxid, insbesondere Dicumylperoxid, tert-Butylcumylperoxid, Bis-(tert-butyl-peroxy-isopropyl)benzol, Di- tert-butylperoxid, 2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid, 2,5-Dimethylhexin-3,2,5-di- hydroperoxid, Dibenzoylperoxid, Bis-(2,4-dichlorobenzoyl)peroxid, tert- Butylperbenzoat, 4,4-Di(tert-butylperoxy)valeriansäurebutylester und/oder 1 ,1 - Bis(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan bedeutet.
Die Komponente (c) liegt in den erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Zusammensetzungen bevorzugt in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-Teilen, besonders bevorzugt in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a), vor.
Darüber hinaus kann die vulkanisierbare Zusammensetzung weitere Kautschukadditive enthalten. Übliche Kautschukadditive schließen beispielsweise ein: Polymere, die nicht unter die erfindungsgemäße Definition der Komponente (a) fallen, Füllstoffaktivatoren, Öle, insbesondere Verarbeitungsöle oder Extenderöle, Weichmacher, Verarbeitungshilfsmittel, Beschleuniger, multifunktionelle Vernetzer, Alterungsschutzmittel, Ozonschutzmittel, Antioxidationsmittel, Formtrennmittel, Retarder, weitere Stabilisatoren und Antioxidantien, Farbstoffe, Fasern umfassend organische und anorganische Fasern sowie Faserpulpe, Vulkanisationsaktivatoren, und zusätzliche polymerisierbare Monomere, Dimere, Trimere oder Oligomere. Als Füllstoffaktivatoren kommen insbesondere organische Silane, wie beispielsweise Vinyltrimethyloxysilan, Vinyldimethoxymethylsilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltris(2-methoxy-ethoxy)silan, N-Cyclohexyl-3-aminopropyltrimethoxysilan, 3- Aminopropyltrimethoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Trimethylethoxysilan,
Isooctyltrimethoxysilan, Isooctyltriethoxysilan, Hexadecyltrimethoxysilan oder (Octadecyl)methyldimethoxysilan in Betracht. Weitere Füllstoffaktivatoren stellen zum Beispiel grenzflächenaktive Substanzen wie Triethanolamin oder Ethylenglycole mit Molekulargewichten von 74 bis 10.000 g/mol dar. Die Menge an Füllstoffaktivatoren beträgt üblicherweise 0,5 bis 10 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der
Kautschuke (a).
Als Alterungsschutzmittel kommen insbesondere solche in Frage, die bei der peroxidischen Vulkanisation möglichst wenig Radikale abfangen. Dies sind insbesondere oligomerisiertes 2,2,4-Trimethyl-1 ,2-dihydro-chinolin (TMQ), styrolisiertes Diphenylamin (DDA), octyliertes Diphenylamin (OCD) cumyliertes
Diphenylamin (CDPA), 4- und 5-Methylmercaptobenzimidazol (MB2) oder Zinksalz von 4- und 5-Methylmercaptobenzimidazol (ZMB2). Daneben können auch die bekannten phenolischen Alterungsschutzmittel eingesetzt werden, wie sterisch gehinderte Phenole bzw. Alterungsschutzmittel auf Basis von Phenylendiamin. Es können auch Kombinationen der genannten Alterungsschutzmittel eingesetzt werden, bevorzugt CDPA in Kombination mit ZMB2 oder MB2, besonders bevorzugt CDPA mit MB2.
Die Alterungsschutzmittel werden üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.- Teile, bevorzugt von 0,3 bis 3 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) eingesetzt.
Als Formtrennmittel kommen beispielsweise in Betracht: Gesättigte oder teilweise ungesättigte Fett- und Ölsäuren oder deren Derivate (in Form von Fettsäureestern, Fettsäuresalzen, Fettalkoholen oder Fettsäureamiden), weiterhin auf die Formoberfläche applizierbare Produkte, wie beispielsweise Produkte auf Basis von niedermolekularen Silikonverbindungen, Produkte auf Basis von Fluorpolymeren sowie Produkte auf Basis von Phenolharzen.
Die Formtrennmittel werden als Mischungsbestandteil in Mengen von 0,2 bis 10 Gew.-Teile, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) eingesetzt. Auch die Verstärkung der Vulkanisate mit Festigkeitsträgern aus Glas nach der Lehre von US-A-4,826,721 ist möglich sowie die Verstärkung mit aromatischen Polyamiden (Aramid).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine vulkanisierbare Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisat, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) 100 Gew.-Teile mindestens eines Kautschuks, bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuks,
(b) 35 bis 150 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichteten Wollastonites, bevorzugt Epoxysilan-, Methacrylsilan- oder Vinylsilan-beschichteten Wollastonits oder Mischungen davon,
(c) 1 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
(d) 0 bis 100 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 80 Gew.-Teile eines oder mehrerer üblicher Kautschukadditive, bevorzugt eines oder mehrerer Füllstoffe, insbesondere Ruß, Kieselsäure, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, eines oder mehrerer Füllstoffaktivatoren, insbesondere auf Basis eines organischen Silans, eines oder mehrerer Alterungsschutzmittel, insbesondere oligomerisiertes 2,2,4-Trimethyl-1 ,2-dihydro-chinolin (TMQ), styrolisiertes Diphenylamin (DDA), octyliertes Diphenylamin (OCD), cumyliertes Diphenylamin (CDPA) oder Zinksalz von 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol (Vulkanox ZMB2) oder 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol und/oder eines oder mehrerer Formtrennmittel oder Verarbeitungshilfsmittel bezogen auf 100 Gew.- Teile der Kautschuke (a) enthält,
wobei der Gehalt an Zinkionen weniger als 1 ,5 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) beträgt und die vulkanisierbare Zusammensetzung bevorzugt frei von Zinkionen ist.
Solche bevorzugten Ausführungsformen weisen eine verbesserte Heißluftalterung nach 504 Stunden bei 150 °C auf.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform stellen die Verwendung von vulkanisierbaren Zusammensetzungen zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, umfassend den Schritt der Vulkanisation einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, dar, enthaltend
(a) 100 Gew.-Teile mindestens eines hydrierten Nitrilkautschukes,
(b) 50 bis 85 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichteten Wollastonits,
(c) 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
wobei die Zusammensetzung einen Gehalt an Zinkionen von weniger als 1 ,5 Gew.- Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) aufweist. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der vorgenannten erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Zusammensetzungen, indem man alle Komponenten (a), (b) und (c) sowie gegebenenfalls (d) mischt. Dies kann unter Einsatz von dem Fachmann bekannten Vorrichtungen und Mischapparaturen erfolgen.
Die Reihenfolge, in der die Komponenten miteinander gemischt werden, ist nicht von grundlegender Bedeutung, sondern wird jeweils abgestimmt auf die zur Verfügung stehenden Mischaggregate und Temperaturführung. Die Mischung der Komponenten (a), (b) und (c) und gegebenenfalls (d) kann dabei, je nach Temperatur, unter Verwendung der typischen, in der Kautschukindustrie gängigen Mischsystemen erfolgen. Einsatzbar sind i) diskontinuierlich mischende Aggregate in Form von Mischwalzen oder Innenmischern sowie ii) kontinuierlich mischende Aggregate wie Mischextruder.
Besonders bewährt hat es sich, die Mischung der Komponenten (a), (b) und (c) sowie gegebenenfalls (d) bei einer vorgegebenen Mischertemperatur im Bereich von ca. 30 bis 40 °C durchzuführen, da hier mit den oben genannten, in der kautschukverarbeitenden Industrie gängigen Mischaggregaten genügend hohe Scherkräfte appliziert können, um eine gute Durchmischung zu erreichen.
Bevorzugt wird der Kautschuk (a) vorgelegt, mastiziert, und danach alle weiteren Komponenten bis auf die Vulkanisationschemikalien (Peroxidverbindung und Coagens) hinzugefügt. Nach angemessener Mischzeit wird die Mischung ausgeworfen. Die Peroxidverbindung und das Coagens wird in einem zweiten Schritt auf einer Walze eingemischt. (Die Drehzahl der Walze wird dabei so gesteuert, dass stabile Felle erhalten werden.. In der Praxis erhält man nach dem Mischen der erfindungsgemäßen Komponenten die vulkanisierbaren Zusammensetzungen z.B. in Form sogenannter „Felle", Fütterstreifen oder Fütterkörper, oder auch als Pellets oder Granulate. Dies können anschließend in Formen gepresst oder spritzgegossen werden und werden entsprechend den eingesetzten Radikalspendern bei geeigneten Bedingungen vernetzt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Herstellung von Vulkanisaten, indem man die zuvor genannten vulkanisierbare Zusammensetzungen einer Vulkanisation, d.h. einem Energieeintrag, insbesondere einer Temperaturbehandlung, unterwirft.
Der Energieeintrag kann beispielsweise in Form von thermischer Energie erfolgen. Die Herstellung der vulkanisierten Erzeugnissen mittels Temperaturbehandlung wird durchgeführt, indem man die erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Zusammensetzungen in üblicher Weise, d.h. für eine Dauer von einer Minute bis 300 Minuten, in geeigneten Formwerkzeugen einer Temperatur im Bereich von bevorzugt 120 bis 200 °C, besonders bevorzugt von 140 bis 180 °C aussetzt. Die Vulkanisation kann mit Hilfe eines beliebigen Verfahrens, wie Pressvulkanisieren, Dampfvulkanisieren und dergleichen, bewirkt werden. Im Rahmen der Vernetzung der erfindungsgemäßen vulkanisierbaren
Zusammensetzung führen die Peroxidverbindungen (c) zu einer radikalischen Vernetzung zwischen und mit den eingesetzten Kautschuken (a).
Gegenstand der Erfindung sind ferner auch die vernetzten Kautschuke, d.h. Vulkanisate, die durch Vernetzung der zuvor genannten vulkanisierbaren
Zusammensetzungen erhältlich sind sowie die Verwendung von Vulkanisaten zur Herstellung eines Bauteils das mit Kühlmittel in Kontakt steht.
Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines Vulkanisats, hergestellt aus einer vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines
Bauteils, von dem zumindest das Vulkanisat mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung (a) mindestens einen Kautschuk, bevorzugt mindestens einen hydrierten Nitrilkautschuk oder EPDEM, besonders bevorzugt hydrierter Nitrilkauitschuk,
(b) mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonit, bevorzugt mindestens einen Vinylsilan-beschichteten Wollastonit, und
(c) mindestens eine Peroxidverbindung enthält.
Gegenstand der Erfindung sind ferner auch Bauteile umfassend ein Vulkanisat das in Kontakt mit einem Kühlmittel steht, hergestellt aus einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) mindestens einen Kautschuk, bevorzugt mindestens einen hydrierten Nitrilkautschuk oder EPDM, besonders bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonit, bevorzugt mindestens einen Vinylsilan-beschichteten Wollastonit, und
(c) mindestens eine Peroxidverbindung enthält.
Bevorzugter Gegenstand der Erfindung sind ferner auch Bauteile umfassend ein Vulkanisat das in Kontakt mit einem Kühlmittel steht, hergestellt aus einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) 100 Gew.-Teile hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) 50 bis 85 Gew.-Teile eines Epoxysilan-, Methacrylsilan- oder Vinylsilan- beschichteten Wollastonits oder Mischungen davon,
(c) 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
wobei der Gehalt an Zinkionen weniger als 1 ,5 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) beträgt.
Bevorzugt handelt es sich bei diesen Bauteilen um Dichtungen, Kühlerdichtungen, Schläuche, Kühlerschläuche, Kraftfahrzeug-Kühlwasserschläuche,
Heizungsschläuche und Kühlergehäuse.
Gegenstand der Erfindung sind somit auch Verfahren zur Herstellung eines Bauteils das mit Kühlmittel in Kontakt steht umfassend den Schritt der Vulkanisation einer erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Zusammensetzung sowie das Inkontaktbringen mit Kühlmittel. Die durch das Vulkanisieren der vulkanisierbaren Zusammensetzung erhaltenen Vulkanisate kann durch ein übliches Verfahren zu einem Kühlerschlauch, einem Heizungsschlauch, einem Kühlergehäuse, einer Kühlerdichtung oder dergleichen verarbeitet werden, und diese Produkte sind besonders ausgezeichnete Produkte mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften. Insbesondere weisen solche
Vulkanisate eine verbesserte Alterungsbeständigkeit auf.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) mindestens einen Kautschuk, bevorzugt mindestens einen hydrierten Nitrilkautschuk oder EPDM, besonders bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonit, bevorzugt mindestens einen Vinylsilan-beschichteten Wollastonit, und
(c) mindestens eine Peroxidverbindung enthält.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kautschuk (a) mindestens ein hydrierter Nitrilkautschuk ist, bei dem es sich um ein ganz- oder teilweise hydriertes Co- oder Terpolymer auf der Basis mindestens eines konjugierten Diens und mindestens eines α,β-ungesättigten Nitrilmonomeren sowie gegebenenfalls weiterer copolymerisierbarer Monomere handelt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kautschuk (a) mindestens ein hydrierter Nitrilkautschuk ist, bei dem die Mooney- Viskosität (ML 1 +4 @ 100 °C) im Bereich von 10 bis 120 ME, bevorzugt im Bereich von 15 bis 100 ME liegt, wobei die Bestimmung der Mooney- Viskosität gemäß ASTM Norm D1646 erfolgt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit
Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonits (b) 35 bis 150 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) beträgt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Peroxidverbindung (c) ein organisches Peroxid, bevorzugt Dicumylperoxid, t- Butylcumylperoxid, Bis-(t-butyl-peroxy-isopropyl)benzol, Di-t-butylperoxid, 2,5- Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid, 2,5-Dimethylhexin-3,2,5-di-hydroperoxid, Dibenzoylperoxid, Bis-(2,4-dichlorobenzoyl)peroxid, t-Butylperbenzoat, 4,4-Di(t- butylperoxy)valeriansäurebutylester oder 1 ,1 -Bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethyl- cyclohexan ist.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Komponente (d) mindestens ein Füllstoff eingesetzt wird, bei dem es sich um einen Ruß oder mineralischen Füllstoff, bevorzugt einen basischen mineralischen Füllstoff handelt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente (d) mindestens ein Alterungsschutzmittel eingesetzt wird, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Diphenylamin, Mercaptobenzimidazol, subsitutierte Phenole und Mischungen davon.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung
(a) 100 Gew.-Teile mindestens eines Kautschuks, bevorzugt mindestens eines hydrierten Nitrilkautschuks oder EPDM, besonders bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) 35 bis 150 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichtetes Wollastonits, bevorzugt mindestens eines Vinylsilan- beschichtetes Wollastonits,
(c) 1 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung, (d) 0 bis 100 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 80 Gew. -Teile eines oder mehrerer üblicher Kautschukadditive, bevorzugt ein oder mehrerer Füllstoffe, insbesondere Ruß, Kieselsäure, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, eines oder mehrerer Füllstoff aktivatoren, insbesondere auf Basis eines organischen Silans, eines oder mehrerer Alterungsschutzmittel, insbesondere oligomerisiertes 2,2,4-Trimethyl-1 ,2- dihydro-chinolin (TMQ), styrolisiertes Diphenylamin (DDA), octyliertes Diphenylamin (OCD), cumyliertes Diphenylamin (CDPA) oder Zinksalz von 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol (Vulkanox ZMB2) oder 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazo und/oder eines oder mehrerer Formtrennmittel oder Verarbeitungshilfsmittel bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a), enthält.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) 100 Gew.-Teile mindestens eines Kautschuks, bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuks,
(b) 35 bis 150 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichteten Wollastonites, bevorzugt Epoxysilan-, Methacrylsilan- oder Vinylsilan-beschichteten Wollastonits oder Mischungen davon,
(c) 1 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
(d) 0 bis 100 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 80 Gew.-Teile eines oder mehrerer üblicher Kautschukadditive, bevorzugt eines oder mehrerer Füllstoffe, insbesondere Ruß, Kieselsäure, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, eines oder mehrerer
Füllstoff aktivatoren, insbesondere auf Basis eines organischen Silans, eines oder mehrerer Alterungsschutzmittel, insbesondere oligomerisiertes 2,2,4-Trimethyl-1 ,2- dihydro-chinolin (TMQ), styrolisiertes Diphenylamin (DDA), octyliertes Diphenylamin (OCD), cumyliertes Diphenylamin (CDPA) oder Zinksalz von 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol (Vulkanox ZMB2) oder 4- und 5-
Methylmercaptobenzimidazol und/oder eines oder mehrerer Formtrennmittel oder Verarbeitungshilfsmittel bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) enthält, wobei der Gehalt an Zinkionen weniger als 1 ,5 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.- Teile der Kautschuke (a) beträgt und die vulkanisierbare Zusammensetzung bevorzugt frei von Zinkionen ist. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung eines Vulkanisats, hergestellt aus einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Bauteils, von dem zumindest das Vulkanisat mit Kühlmittel in Kontakt steht. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung eines Vulkanisats, hergestellt aus einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Schlauch, ein Heizungsschlauch, ein Kühlschlauch, eine Dichtung oder eine Kühldichtung ist. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer zuvor genannten vulkanisierbaren Zusammensetzung zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, wobei das Kühlmittel Wasser, einen Gefrierpunktserniedriger, bevorzugt Alkylglycol oder Salze, besonders bevorzugt Ethylenglycol oder Propylenglycol, und einen Korrosionsinhibitor, bevorzugt neutralisierte organische Säuren, besonders bevorzugt Natriumethylhexanoat.
Gegenstand der Erfindung ist somit ferner die Verwendung von 35 bis 150 Gew.- Teile Silan-beschichtetem Wollastonit, bevorzugt Vinylsilan-beschichtetem Wollastonit, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) in einer vulkanisierbaren Zusammensetzung enthaltend mindestens einen Kautschuk (a) und mindestens eine
Peroxidverbindung (c) zur Verbesserung der Alterungsbeständigkeit in Heißluft nach 21 Tagen bei 150 °C und in Kühlmittel nach 21 Tagen bei 150 °C von Vulkanisaten in Kontakt mit Kühlmitteln, hergestellt durch Vulkanisation der vulkanisierbaren Zusammensetzung, bevorzugt bei 120 bis 200 °C.
Die prinzipielle Herstellung derartiger Dichtungen und Schläuche ist dem Fachmann bekannt. Für die Herstellung von Riemen kann der Fachmann unter Einsatz der erfindungsgemäßen vulkanisierbaren Zusammensetzungen beispielsweise analog zur Offenbarung der US-A-4, 715,607 verfahren.
Gegenstand der Erfindung sind ferner Kühlaggregate die i) mindestens ein Vulkanisat, hergestellt aus einer vulkanisierbaren Mischung enthaltend die zuvor genannten Komponente (a), (b) und (c) und ii) Kühlmittel aufweisen. Beispiele für solche Kühlaggregate sind Kühlvorrichtungen für Kraftfahrzeuge.
Gegenstand der Erfindung sind somit ferner vulkanisierbare Zusammensetzungen enthaltend (a) 100 Gew. -Teile hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) 50 bis 100 Gew. -Teile eines Epoxysilan-, Methacrylsilan- oder Vinylsilan- beschichteten Wollastonits oder Mischungen davon,
(c) 2 bis 10 Gew. -Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
wobei der Gehalt an Zinkionen weniger als 1 ,5 Gew.-Teile bezogen auf 100°Gew.-
Teile der Kautschuke (a) beträgt.
Beispiele:
Herstellung, Vulkanisation und Charakterisierung der Zusammensetzungen
Bei den nachfolgenden Beispielen 7* und 8* handelt es sich um nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele, bei den Beispielen 1 bis 6 und 9 um erfindungsgemäße Beispiele. Die Vergleichsbeispiele sind in den folgenden Tabellen mit einem * hinter der Beispielsnummer gekennzeichnet.
Als primäres Mischaggregat wurde ein Innenmischer vom Typ GK 1 ,5 E (Hersteller: HF Mixing Group) eingesetzt. Die Drehzahl betrug 40 min"1 , die Kühlwassereintrittstemperatur 40 °C.
Hierbei wurde der Kautschuk (a) vorgelegt 1 Minute mastiziert, danach alle weiteren Komponenten bis auf die Vulkanisationschemikalien (Peroxidverbindung und Coagens) hinzugefügt. 3 Minuten nach Mischungsbeginn wurde der Stempel gezogen und gefegt. Nach 250 Sekunden Mischzeit wurde die Mischung ausgeworfen.
Die Peroxidverbindung und das Coagens wurde in einem zweiten Schritt bei 30 °C auf der Walze eingemischt. (Hersteller Tröster, Walzendurchmesser 20 cm). Die Friktion betrug 1 : 1 ,1 1 .
Die Drehzahl der Walze wurde dabei so gesteuert, dass stabile Felle erhalten wurden. Nachfolgend wurde in Plattenpressen eine Vulkanisation dieser Felle bei 180 °C für 15 min vorgenommen. Eingesetzte Komponenten:
Therban® 3907 hydrierter Nitrilkautschuk, ACN-Gehalt: 39 Gew.-%,
Mooney Viskosität ML 1 +4 @100°C: 70 ME, Restdoppelbindungsgehalt: max. 0,9 %. Dieser Kautschuk ist kommerziell erhältlich von der ARLANXEO Deutschland GmbH
Therban® 3407 hydrierter Nitrilkautschuk, ACN-Gehalt: 34 Gew.-%,
Mooney Viskosität ML 1 +4 @100°C: 70 ME, Restdoppelbindungsgehalt: max. 0,9 %. erhältlich bei ARLANXEO Deutschland GmbH
Therban® LT 1707 VP hydrierter acrylathaltiger Nitrilkautschuk, ACN-Gehalt:
17 Gew.-%, Mooney Viskosität ML 1 +4 @100°C: 74 ME, Restdoppelbindungsgehalt: max. 0,9 %. Dieser Kautschuk ist kommerziell erhältlich von der ARLANXEO Deutschland GmbH
Tremin® 283-600 EST Epoxysilan-beschichteter Wollastonit, erhältlich bei
Quarzwerke
Tremin® 283-600 MST Methacrylsilan-beschichteter Wollastonit, erhältlich bei
Quarzwerke
Tremin® 283-600 VST Vinylsilan-beschichteter Wollastonit, erhältlich bei
Quarzwerke
N550 Corax® N 550 Ruß; erhältlich bei Orion Engineered
Carbon
N774 Corax® N 774 Ruß; erhältlich bei Orion Engineered
Carbon
N990 Luvomaxx MT N-990 Ruß, erhältlich von Lehmann und
Voss
Luvomaxx® CDPA 4,4'-Bis-(1 ,1 -dimethylbenzyl)-diphenylamin, erhältlich von Lehmann und Voss
Vulkanox® MB2 4- und 5-Methyl-2-mercapto-benzimidazol; erhältlich von der Lanxess Deutschland GmbH
Vulkanox® ZMB2/C5 Zinksalz von 4- und 5-Methyl-2-mercaptobenzthiazol;
erhältlich von LANXESS Deutschland GmbH
Maglite® DE Magnesiumoxid, erhältlich von CP Hall.
Zinkoxid activ Zinkoxid (ZnO), kommerziell erhältlich von LANXESS
Deutschland GmbH
TAIC 70% KETTLITZ-TAIC 70; Coagens; erhältlich von Kettlitz- Chemie GmbH & Co. KG
TOTM Uniplex® 546; erhältlich von Rheinchemie Rheinau
GmbH
Rhenofit® TRIM/S 70 % Trimethylolpropantrimethacrylat auf 30 % Silica;
Coagens; erhältlich von der Rhein Chemie Rheinau GmbH
Perkadox® 14-40 Di(tert.-butylperoxyisopropyl)benzol 40% geträgert auf
Kieselsäure; erhältlich von Akzo Nobel Polymer Chemicals BV
G13/Wasser-Gemisch G13 Kühlmittelzusatz erhältlich von Volkswagen; für die
Lagerungsversuche wurden 50 Vol. -Teile deionisiertes Wasser und 50 Vol.-Teile G13 Kühlmittelzusatz gemischt G64/Wasser-Gemisch Glysantin® G64 Kühlmittelzusatz auf Basis Ethylenglykol erhältlich von BASF; für die Lagerungsversuche wurden 50 Vol. -Teile deionisiertes Wasser und 50 Vol. -Teile Glysantin® G64 Kühlmittelzusatz gemischt
2-Ethylhexansäure erhältlich von Sigma Aldrich
Ethylenglykol erhältlich von Sigma Aldrich
Die Mengenangebe der Gewichtsteile in den Beispielen bezieht sich auf 100 Gewichtsteile des Kautschuks (a).
Der Vulkanisationsverlauf im MDR (Moving Die Rheometer) und dessen analytischen Daten wurden an einem Monsanto-Rheometer MDR 2000 nach ASTM D5289-95 gemessen.
Die Zugversuche zur Bestimmung der Spannung in Abhängigkeit von der Deformation wurden nach DIN 53504 bzw. ASTM D412-80 durchgeführt.
Die Härte nach Shore A wurde nach ASTM-D2240-81 gemessen.
Die Heißluftalterung erfolgte nach DIN 53508 / 2000. Es wurde das Verfahren 4.1 .1 "Lagerung im Wärmeschrank mit zwangsläufiger Durchlüftung" angewandt.
Die Lagerungen im G13/Wasser-Gemisch erfolgten in Druckbehältern mit Verhältnis Flüssigkeit zu Probenkörper von 150:1 .
Tabelle 1 : Zusammensetzung der vulkanisierbaren Zusammensetzungen.
Beispiele 1 2 3 1 4 5 6 1 7* 1 8* 1 9
[Gewichtsteile]
Therban® 3907 100 100 100 100 100 100 100
Therban® 3407 100 100
Tremin® 283-600 EST 65 65 65 65 65
Tremin® 283-600 MST 65
Tremin® 283-600 VST 65
N550 50
N774 14 14 14 15 15 15 15 15
N990 65
Luvomaxx® CDPA 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,1 1 ,5
Vulkanox® MB2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
Vulkanox® ZMB2 0,4 0,4
Maglite® DE 3 3 3 3 3 3 3
Zinkoxide active 3
TAIC 70% 1 ,5 TOTM 5
Rhenofif TRIM/S 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5 3
Perkadox® 14-40 8 8 8 7,5 7,5 7,5 7,5 8 7,5
Die vulkanisierbare Zusammensetzung des Beispiels 7* dient als Vergleichsversuch zu den Beispielen 1 bis 6, da es kein Silan-beschichtetes Wollastonit (Tremin®) enthält. Die Menge von 65 Gew.-Teilen Wollastonit bezogen auf 100 Gew.-Teile HNBR in den Beispielen 1 bis 6 wurde im Beispiel 7* durch den Füllstoff N990 ausgeglichen.
Die vulkanisierbare Zusammensetzung des Beispiels 8* dient als Vergleichsversuch zu dem Beispiel 9, da es kein Silan-beschichtetes Wollastonit (Tremin®) enthält. Die Menge von 65 Gew.-Teilen Wollastonit im Beispiel 9 wurde im Beispiel 8* durch 50 Gew.-Teile des Füllstoffs N550 ausgeglichen um ähnliche Zugfestigkeitswerte zu erreichen. Man benötigt signifikant weniger N550 als Tremin® um ähnliche Härte und Zugfestigkeit zu erhalten.
Die Vulkanisationsmessung erfolgte in einem Monsanto-Rheometer MDR 2000 bei einer Prüftemperatur von 180 °C über eine Prüfzeit von 15 min.
Tabelle 2: Vulkanisationsverhalten der vulkanisierbaren Zusammensetzungen
S' min ist das minimale Drehmoment der Vernetzungsisotherme
S' max ist das maximale Drehmoment der Vernetzungsisotherme
Delta S' Differenz von S'max und S'min
t50: Zeitpunkt, bei dem 50% des Endumsatzes erreicht sind
t90: Zeitpunkt, bei dem 90% des Endumsatzes erreicht sind
t95: Zeitpunkt, bei dem 95% des Endumsatzes erreicht sind
Die Versuchsserie zeigt, dass die erfindungsgemäß hergestellten Zusammensetzungen (1 bis 6) ein mit dem Vergleichsbeispiel (7*) vergleichbares Vulkanisationsverhalten aufweisen. Ebenso weist die erfindungsgemäße Kautschukmischung (9) ein mit dem Vergleichsbeispiel (8*) vergleichbares Vulkanisationsverhalten auf.
Die vulkanisierbaren Zusammensetzungen wurden anschließend in einer Plattenpresse unter einem Druck von 170 bar bei 180 °C 10 min vulkanisiert.
An den für 4 Stunden bei 160 °C getemperten Vulkanisaten wurden bei 23 °C die in Tabelle 3 angegebenen Prüfwerte bestimmt. Tabelle 3: Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzungen 1 bis 9 nach
Vulkanisation (10 Minuten) bei 180 °C (Prüftemperatur: 23 °C)
Das ungealterte Vergleichsvulkanisat 7* weist eine geringere Bruchdehnung und Zugfestigkeit auf als die erfindungsgemäßen Vulkanisate 4 bis 6.
Das ungealterte Vergleichsvulkanisat 8* weist eine wesentlich geringere
Bruchdehnung bei gleicher Zugfestigkeit auf als die erfindungsgemäßen Vulkanisate 9.
Die beiden Vergleichsvulkanisate weisen eine Härte (H) von 70 oder mehr auf, während die erfindungsgemäßen Vulkanisate 1 bis 6 und 9 eine Härte von weniger als 70 aufweisen.
Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzungen 1 bis 7 nach Heißluftalterung bei 150 °C / 504 h (Prüftemperatur: 23 °C)
I H I ShA I 76 I 76 I 76 I 76 I 76 I 76 I 80 I
Änderung der Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzungen 1 bis 7 nach Heißluftalterung bei 150 °C / 504 h (Prüftemperatur: 23 °C)
Die Bruchdehnung (EB) stellt beim Vergleichsversuch 7 ohne Silan-beschichtetes Wollastonit mit -37 % Änderung nach Alterung in Heißluft für 504 Stunden einen ungenügenden Wert dar. Im Gegensatz dazu weisen die Vulkanisate mit Silan- beschichtetem Wollastonit der Beispiele 1 bis 6 deutlich niedrigeren und somit besseren Abfall der Bruchdehnung auf. Die Härte (H) der erfindungsgemäßen Beispiele ist vergleichbar mit dem Vergleichsbeispiel 7.
Beispiel 6 mit EST-beschichtetem Wollastonit und ohne Zink weist mit -8 % Änderung der Bruchdehnung den geringsten Wert auf und liefert somit die beste Heißluftalterung.
Tabelle 6: Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzungen 8 und 9 und deren Änderung nach Alterung in Ethylenglykol/Wasser/2- Ethylhexansäure bei 120 °C / 504 h (Prüftemperatur: 23 °C)
Das erfindungsgemäße Beispiel 9 mit Silan-beschichtetem Wollastonit weist im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 8* ohne Silan-beschichtetem Wollastonit eine deutliche verbesserte Bruchdehnung nach Alterung für 504 Stunden in einer Ethylenglykol/Wasser/2-Ethylhexansäure-Mischung auf.
Zusätzlich weist das erfindungsgemäße Beispiel 9 eine verbesserte Quellung (AV) auf.
Tabelle 7: Vergleich der Beschichtungen - Eigenschaften der vulkanisierten
Zusammensetzungen 1 bis 3 nach Alterung bei 150 °C / 1008 h in
G13/Wasser-Gemisch (Prüftemperatur: 23 °C)
Vergleich der Beschichtungen - Änderung der Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzungen 1 bis 3 nach Alterung bei 150 °C / 1008 h in G13/Wasser-Gemisch (Prüftemperatur: 23 °C)
Vulkanisate mit VST-beschichtetem Wollastonit weisen nach Alterung für 1008 Stunden in G13 die beste Balance zwischen Änderung der Bruchdehnung, Volumenquellung und Änderung der Zugfestigkeit auf und sind somit besser als Vulkanisate mit Epoxysilan-beschichtetem Wollastonit oder Methacylsilan- beschichtetem Wollastonit.
Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzungen 4 bis 7 nach Alterung bei 150 °C / 504 h in G13/Wasser-Gemisch (Prüftemperatur: 23 °C)
Zugprüfung 4 5 6 | 7*
Alterung der Vulkanisate in G13, 504 h bei 150 °C
M 10 MPa 1 ,1 0,9 0,9 0,9
M 25 MPa 1 ,9 1 ,6 1 ,6 1 ,5
Tabelle 10: Änderung der Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzungen
4 bis 7* nach Alterung bei 150 °C / 504 h in G13/Wasser-Gemisch
(Prüftemperatur: 23 °C)
Das Vergleichsbeispiel 7* weist mit einer Änderung der Bruchdehnung von 19 % nach Alterung für 504 Stunden in G13 den höchsten und somit schlechtesten Wert auf. Die erfindungsgemäßen Beispiele 4 bis 6 weisen eine deutlich geringere Änderung der Bruchdehnung auf.
Tabelle 11 : Zusammensetzung der vulkanisierbaren Zusammensetzung 10
Die Vulkanisationsmessung erfolgte in einem Monsanto-Rheometer MDR 2000 bei einer Prüftemperatur von 180 °C über eine Prüfzeit von 20 min.
Tabelle 12: Vulkanisationsverhalten der vulkanisierbaren Zusammensetzung 10
MDR 180°C 10
S' min dNm 1 ,59
S' max dNm 18,47
Delta S' dNm 16,88 TS 1 s 36
TS 2 s 45
t 50 s 109
t 90 s 310
t 95 s 395
S'@t 90 dNm 16,78
t@S'max s 864
Tabelle 13: Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzung 10 nach
Vulkanisation (10 Minuten) bei 180 °C (Prüftemperatur: 23 °C)
Die beiden Vulkanisate weisen eine Härte von weniger als 70 auf.
Tabelle 14: Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzung 10 nach
Heißluftalterung bei 150 °C / 504 h (Prüftemperatur: 23 °C)
Änderung der Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzung 10 nach Heißluftalterung bei 150 °C / 504 h (Prüftemperatur: 23 °C)
Änderung 10
Δ ΕΒ o //o -12
A TS % -6,7
Δ Η ShA 13 Tabelle 16: Eigenschaften der vulkanisierten Zusammensetzung 10 und deren Änderung nach Alterung in Glysantin G64/Wasser bei 150 °C / 504 h (Prüftemperatur: 23 °C)
Vulkanisate aus hydriertem acrylathaltigen Nitrilkautschuk mit VST-beschichtetem Wollastonit weisen eine geringe Änderung der Bruchdehnung nach Heißluftalterung von -12 % und eine geringe Änderung der Bruchdehnung nach Lagerung in Kühlmittel (G64/Wasser) von 4% auf.

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht, umfassend den Schritt der Vulkanisation einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare
Zusammensetzung
(a) mindestens einen Kautschuk, bevorzugt mindestens einen hydrierten Nitrilkautschuk oder EPDM, besonders bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonit, bevorzugt mindestens einen Vinylsilan-beschichteten Wollastonit, und
(c) mindestens eine Peroxidverbindung
enthält. 2. Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kautschuk (a) mindestens ein hydrierter Nitrilkautschuk ist, bei dem es sich um ein ganz- oder teilweise hydriertes Co- oder Terpolymer auf der Basis mindestens eines konjugierten Diens und mindestens eines α,β-ungesättigten Nitrilmonomeren sowie gegebenenfalls weiterer copolymerisierbarer
Monomere handelt.
3. Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kautschuk (a) mindestens ein hydrierter Nitrilkautschuk ist, bei dem die
Mooney-Viskosität (ML 1 +4 @ 100 °C) im Bereich von 10 bis 120 ME, bevorzugt im Bereich von 15 bis 100 ME liegt, wobei die Bestimmung der Mooney-Viskosität gemäß ASTM Norm D1646 erfolgt. 4. Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonits (b) 35 bis 150 Gew. - Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) beträgt.
5. Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Peroxidverbindung (c) ein organisches Peroxid, bevorzugt Dicumylperoxid, t-Butylcumylperoxid, Bis-(t-butyl-peroxy-isopropyl)benzol, Di-t- butylperoxid, 2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid, 2,5-Dimethylhexin-3,2,5- di-hydroperoxid, Dibenzoylperoxid, Bis-(2,4-dichlorobenzoyl)peroxid, t- Butylperbenzoat, 4,4-Di(t-butylperoxy)valeriansäurebutylester oder 1 ,1 -Bis(t- butylperoxy)-3,3,5-trimethyl-cyclohexan ist.
Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Komponente (d) mindestens ein Füllstoff eingesetzt wird, bei dem es sich um einen Ruß oder mineralischen Füllstoff, bevorzugt einen basischen mineralischen Füllstoff handelt.
Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente (d) mindestens ein Alterungsschutzmittel eingesetzt wird, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Diphenylamin, Mercaptobenzimidazol, subsitutierte Phenole und Mischungen davon.
Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung
(a) 100 Gew.-Teile mindestens eines Kautschuks, bevorzugt mindestens eines hydrierten Nitrilkautschuks oder EPDM, besonders bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) 35 bis 150 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichtetes Wollastonits, bevorzugt mindestens eines Vinylsilan-beschichtetes Wollastonits,
(c) 1 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
(d) 0 bis 100 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 80 Gew.-Teile eines oder mehrerer üblicher Kautschukadditive, bevorzugt ein oder mehrerer Füllstoffe, insbesondere Ruß, Kieselsäure, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, eines oder mehrerer Füllstoffaktivatoren, insbesondere auf Basis eines organischen Silans, eines oder mehrerer Alterungsschutzmittel, insbesondere oligomerisiertes 2,2,4-Trimethyl-1 ,2-dihydro-chinolin (TMQ), styrolisiertes Diphenylamin (DDA), octyliertes Diphenylamin (OCD), cumyliertes Diphenylamin (CDPA) oder Zinksalz von 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol (Vulkanox ZMB2) oder 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazo und/oder eines oder mehrerer Formtrennmittel oder Verarbeitungshilfsmittel bezogen auf 100 Gew. - Teile der Kautschuke (a), enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) 100 Gew.-Teile mindestens eines Kautschuks, bevorzugt hydrierten Nitrilkautschuks,
(b) 35 bis 150 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Silan-beschichteten Wollastonites, bevorzugt Epoxysilan-, Methacrylsilan- oder Vinylsilan-beschichteten Wollastonits oder Mischungen davon,
(c) 1 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
(d) 0 bis 100 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 80 Gew.-Teile eines oder mehrerer üblicher Kautschukadditive, bevorzugt eines oder mehrerer Füllstoffe, insbesondere Ruß, Kieselsäure, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, eines oder mehrerer Füllstoffaktivatoren, insbesondere auf Basis eines organischen Silans, eines oder mehrerer Alterungsschutzmittel, insbesondere oligomerisiertes 2,2,4-Trimethyl-1 ,2-dihydro-chinolin (TMQ), styrolisiertes Diphenylamin (DDA), octyliertes Diphenylamin (OCD), cumyliertes Diphenylamin (CDPA) oder Zinksalz von 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol (Vulkanox ZMB2) oder 4- und 5- Methylmercaptobenzimidazol und/oder eines oder mehrerer Formtrennmittel oder Verarbeitungshilfsmittel bezogen auf 100 Gew.- Teile der Kautschuke (a) enthält,
wobei der Gehalt an Zinkionen weniger als 1 ,5 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) beträgt und die vulkanisierbare Zusammensetzung bevorzugt frei von Zinkionen ist.
Vulkanisierbare Zusammensetzung enthaltend
(a) 100 Gew.-Teile hydrierten Nitrilkautschuk,
(b) 50 bis 85 Gew.-Teile eines Epoxysilan-, Methacrylsilan- oder Vinylsilan- beschichteten Wollastonits oder Mischungen davon, (c) 2 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Peroxidverbindung,
wobei der Gehalt an Zinkionen weniger als 1 ,5 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschuke (a) beträgt.
1 1 . Bauteil umfassend ein Vulkanisat das in Kontakt mit einem Kühlmittel steht, hergestellt aus einer vulkanisierbaren Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierbare Zusammensetzung
(a) mindestens einen Kautschuk, bevorzugt mindestens einen hydrierten Nitrilkautschuk oder EPDM, besonders bevorzugt HNBR,
(b) mindestens einen Silan-beschichteten Wollastonit, bevorzugt mindestens einen Vinylsilan-beschichteten Wollastonit, und
(c) mindestens eine Peroxidverbindung enthält.
12. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils das mit Kühlmittel in Kontakt steht umfassend den Schritt der Vulkanisation einer vulkanisierbaren Zusammensetzung wie in den Ansprüchen 1 bis 9 definiert sowie das Inkontaktbringen mit Kühlmittel.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Schlauch, ein Heizungsschlauch, ein Kühlschlauch, eine Dichtung oder eine Kühldichtung ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils das mit Kühlmittel in Kontakt steht nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Kühlmittel Wasser, einen Gefrierpunktserniedriger, bevorzugt Alkylglycol oder Salze, besonders bevorzugt Ethylenglycol oder Propylenglycol, und einen Korrosionsinhibitor, bevorzugt neutralisierte organische Säuren, besonders bevorzugt Natriumethylhexanoat enthält.
Kühlaggregat umfassend
(i) mindestens ein Bauteil gemäß Anspruch 1 1 und
(ii) Kühlmittel,
wobei das mindestens eine Vulkanisat in Kontakt mit dem Kühlmittel ii) steht.
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