CH242353A

CH242353A - Verfahren zur Herstellung von Füllstoffen für Kautschukmischungen.

Info

Publication number: CH242353A
Authority: CH
Inventors: Ag Bata
Original assignee: Ag Bata
Priority date: 1942-04-17
Filing date: 1943-02-11
Publication date: 1946-05-15
Also published as: BE454598R; NL60348C; BE449264A

Description


  Verfahren zur Herstellung     -von    Füllstoffen für     Kautschukmischungen.       Es ist bekannt, dass die Füllstoffe für  Kautschuk und     ähnliche    Stoffe     die        -Qualität     von Vulkanisaten nur dann verbessern, wenn  sie eine bestimmte     Maximalgrösse    und Form  der Teilchen aufweisen. Dabei müssen die  Füllstoffe noch eine     bestimmte    Affinität .ge  genüber     Kautschuk    besitzen. Bisher ent  sprach allen diesen     Bedingungen    nur der  unter bestimmten     Bedingungen    erzeugte Russ,  der als Carbon-Black bezeichnet wird.

   An  dere mineralische, in der Gummifabrikation  verwendete Füllstoffe sind dem     Carbon-          Black    stark unterlegen, wie aus dem Beispiel  der Magnesia Carbonica zu ersehen ist. Man  hat sich besonders     in    der letzten     Zeit.be-          müht,    die Eigenschaften der Mineralfüllstoffe  durch verschiedene Massnahmen zu ver  bessern. So wurden z. B. die Füllstoffe mit  kapillaraktiven Verbindungen, wie organi  sche     Säuren    oder deren Salze, imprägniert,  oder es     wurden    kolloide Fraktionen von na  türlichen     Silikaten    verwendet.

   Schliesslich    hat man die verlangsamende Wirkung von  amorphen Silikaten, gefällter Kieselsäure  oder Metalloxyden auf die Vulkanisation  durch Zusatz von Mineralbeschleunigern, ins  besondere von Hydroxyden, Oxyden oder  Carbonaten der Alkali- oder Erdalkalimetalle,  kompensiert. Alle diese Mittel haben sich nur  wenig bewährt und die Produkte erreichen  nicht die Eigenschaften des aktiven     Kohlen-          russes.     



  Es ist den Erfindern gelungen, aus natür  lichen sowie aus künstlich hergestellten  Silikaten aktive     Füllstoffe    herzustellen, die  durch ihre physikalischen Eigenschaften die  Kautschukvulkanisate in einem solchen Masse  verbessern, dass sie dem     Carbon-Black    in  manchen Fällen sogar überlegen sind.  



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Herstellung von Füllstoffen für Kautschuk  mischungen aus gebrannten und gemahlenen  Silikaten und ist dadurch gekennzeichnet,  dass man     Silikate,    die bei einer Wärme-      Behandlung'     .zwischen    500-1000  C eine  Feinkristallstruktur mit einer Einzelkristall  grösse von 0,005-0,1   annehmen, einer sol  chen Wärmebehandlung zur     Bildung    der ge  nannten     Struktur    unterzieht und hierauf  vermahlt. Man kann hierbei von     feinzerteilten     Silikaten ausgehen, die gesichtet bezw. ge  schlämmt     wurden.    Diese Massnahme ist aber       nicht        unbedingt    nötig.  



  Die Erhitzung dauert     beispielsweise        -30'     Minuten     bis    3     Stunden.    Die Temperatur so  wie die Erhitzungsdauer hängt von der Art  der     verwendeten    Silikate ab. Durch diese  Wärmebehandlung wird bei kristallischen  sowie bei amorphen     Silikaten    dasselbe     Er-          gebnis    erreicht, obwohl in beiden Fällen ein  verschiedener Reaktionsmechanismus vor  liegt.

   Bei     kristallinischen    Silikaten kann die  Bildung der genannten Feinkristallstruktur  während der Wärmebehandlung beispielsweise  zunächst durch Freiwerden von Kristall  wasser und dann durch     Umwandlung    von  einer Modifikation in die andere hervor  gerufen werden; bei amorphen, kolloidalen       Silikaten    kann sich der Vorgang so abspielen,  dass zunächst kolloid bezw. chemisch gebun  denes     Wasser    freigemacht wird,     worauf    die  Bildung von Kristallisationszentren und das  Wachsen von     Kristallen    folgt. Die     Erhitzung     muss beim Erreichen der     genannten    Kristall  grösse unterbrochen werden.

   Das Material  kann-- nach dem Erkalten     infolge    der Fein  kristallstruktur leicht auf die erforderliche       Feinheit    gemahlen werden. Diese feine und  gleichmässige Struktur verleiht dem gemahle  nen Füllstoff jene     Affinität    zu     Natur-          hautschuk    oder zu andern kautschukartigen  Stoffen, die das Erreichen von mit dem     Car-          bön-Bläck    wenigstens gleichwertigen Er  gebnissen ermöglicht.  



  <I>Beispiel. 1:</I>  Natürliches Tonerdesilikat, das- 49,7%  Si02, 36,5% A1203 und 10,8% Wasser ent  hält, wurde 1     Stunde    bei 600' C geglüht,     in     einer Kugelmühle gemahlen     und    auf dem  10 000-Maschensiebe gesiebt. Es wurde fol  gende Mischung bereitet:  
EMI0002.0034     
  
    Naturkautschuk <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 100 <SEP> T.
<tb>  Schwefel <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 3 <SEP> T.
<tb>  Zn0 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 5 <SEP> T.
<tb>  Vulkanisationsbeschleuniger <SEP> . <SEP> 1 <SEP> T.
<tb>  Silikatfüllstoff <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 40 <SEP> T.

         Die sonst in üblicher Weise bereitete Mi  schung wurde in einer Presse 10     Minuten    bei  140  C vulkanisiert.  



  Reissfestigkeit: 201 kg/cm2.  Dehnung: 600 %.  



       Beispiel   <I>2:</I>  Das gleiche Silikat wie     im    Beispiel 1,  aber 3     Stunden    bei 600  C geglüht, ergab bei  verschiedenen Vulkanisationszeiten folgende  Ergebnisse:  
EMI0002.0039     
  
    Vulkanisationsdauer: <SEP> Reissfestigkeit: <SEP> Dehnung:
<tb>  5 <SEP> Minuten <SEP> 197 <SEP> kg/cm2 <SEP> 620%
<tb>  10 <SEP> Minuten <SEP> 200 <SEP> kg/cm2 <SEP> 595%
<tb>  15 <SEP> Minuten <SEP> 196 <SEP> kg/cm2 <SEP> _ <SEP> 580       Aus diesem Beispiel geht klar hervor,  wie flach die Vulkanisationskurve verläuft.  Eine Übervulkanisierung kann so leicht ver  mieden werden.  



       Beispiel   <I>3:</I>       Magnesiumsilikat    (natürlicher Talk) wurde  3     Stunden    bei 100Ö  C geglüht. Es wurde  nach dem Mahlen folgende Mischung vor  bereitet:  
EMI0002.0043     
  
    Naturkautschuk <SEP> . <SEP> 100 <SEP> T.
<tb>  Schwefel <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 3 <SEP> T.
<tb>  Z,0 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 5 <SEP> T.
<tb>  Beschleuniger <SEP> . <SEP> . <SEP> 1 <SEP> T.
<tb>  Silikat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 40 <SEP> T.       Es wurde 2,5 Minuten bei 140' C vulka  nisiert. Reissfestigkeit 180 kg/cm, Dehnung  <B>665%.</B>  



  <I>Beispiel</I>     .4:     Gefälltes     Maguesiumsilikat    wurde 30 Mi  nuten bei 900<B>'</B> C geglüht. Aus dem gemahle  nen und gesichteten Produkte wurde folgende  Mischung hergestellt:    
EMI0003.0001     
  
    Chloroprenkautschuk <SEP> . <SEP> 100 <SEP> T.
<tb>  CaO <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 10 <SEP> T.
<tb>  Weichmachungsmittel <SEP> . <SEP> 10 <SEP> T.
<tb>  Silikat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 40 <SEP> T.       Vulkanisation 80 Minuten bei 140  C.  Reissfestigkeit 101 kg/cm2, Dehnung 665 %.

    
EMI0003.0002     
  
    <I>Beispiel <SEP> 5:</I>
<tb>  Abgebaute <SEP> Buna <SEP> "S" <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 100 <SEP> T.
<tb>  Silikat <SEP> (wie <SEP> im <SEP> Beispiel <SEP> 4) <SEP> . <SEP> 40 <SEP> T.
<tb>  ZnO <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 5 <SEP> T.
<tb>  Schwefel <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2 <SEP> T.
<tb>  Vulkanisationsbeschleuniger <SEP> . <SEP> 1,2 <SEP> T.
<tb>  Kautschol <SEP> (Weichmacher) <SEP> . <SEP> . <SEP> 3 <SEP> T.       Vulkanisationsdauer 60 Minuten bei  140  C. Reissfestigkeit 90 kg/cm2.   Die neuen aktiven Füllstoffe eignen sich  vorzüglich zur Herstellung von     Gegenstän-          den    aus Latex.

   Die die Festigkeit verstär  kende Wirkung von Carbon-Black konnte in  vielen Fällen nicht ausgenutzt werden wegen  der schwarzen Farbe. Die neuen aktiven  Füllstoffe beeinflussen die weisse Farbe des  Latex überhaupt nicht.  
EMI0003.0005     
  
    <I>Beispiel <SEP> 6:</I>
<tb>  a) <SEP> Chloroprenlatex <SEP> (40%) <SEP> . <SEP> . <SEP> 200 <SEP> g
<tb>  _ <SEP> ZnO <SEP> (50%) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> Ö <SEP> g
<tb>  S <SEP> <B>(50%)</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>3,29</B>
<tb>  Antioxydans <SEP> (50%) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 4,8 <SEP> g
<tb>  Aluminiumsilikat <SEP> ' <SEP> (40 <SEP> %) <SEP> . <SEP> 20 <SEP> g
<tb>  Emulgator <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 3,2 <SEP> g     
EMI0003.0006     
  
    b) <SEP> Chloroprenlatex <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 200 <SEP> g
<tb>  Zn0 <SEP> (50%) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 8 <SEP> g
<tb>  S <SEP> <B>(50/,"7)</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>3,29</B>
<tb>  Antioxydans <SEP> (M) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 4,8 <SEP> g
<tb>  Carbon-Black <SEP> (20%) <SEP> . <SEP> 20g
<tb>  Emulgator <SEP> (509o) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 3.2 <SEP> g       Vulkanisation 145 /2 Atm, 95 Minuten.  Reissfestigkeit bei a) 159 kg/cm. Bei     Carbon-          Black-Mischung    war die optimale Festigkeit  bei l45 /2 Atm nach 105 Minuten 138 kg/cm2.  



  In diesem Beispiel bedeuten die Prozent  zahlen den Gehalt an Trockensubstanz in  den betreffenden. wässerigen Suspensionen,  deren Gewicht in     Gramm    angegeben ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Füll stoffen für Kautschukmischungen aus ge brannten und gemahlenen Silikaten, dadurch gekennzeichnet, dass man Silikate, die bei einer Wärmebehandlung zwischen 500 und 1000 C eine Feinkristallstruktur mit einer Einzelkristallgrösse von 0,005-0,1 an nehmen, einer solchen Wärmebehandlung zur Bildung der genannten Struktur unterzieht und hierauf vermahlt. UNTER.ANSPRtrCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man von zerteilten Silikaten ausgeht, die geschlämmt wurden. 2.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man von zerteilten Silikaten ausgeht, die gesichtet wurden.