DD247225A1 - Mittel zur oberflaechen-konservierung von elasterzeugnissen - Google Patents

Mittel zur oberflaechen-konservierung von elasterzeugnissen Download PDF

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DD247225A1
DD247225A1 DD28778286A DD28778286A DD247225A1 DD 247225 A1 DD247225 A1 DD 247225A1 DD 28778286 A DD28778286 A DD 28778286A DD 28778286 A DD28778286 A DD 28778286A DD 247225 A1 DD247225 A1 DD 247225A1
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Eberhard Guenther
Heiko Mammen
Joachim Olle
Dieter Ehrhardt
Peter Matthees
Rolf Sourisseau
Juergen Zander
Werner Kochmann
Siegfried Kaltenhaeuser
Holger Biering
Ulf Thust
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Nuenchritz Chemie
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schutzmittel auf der Basis von Organopolysiloxanen oder Organopolysiloxankombinationen fuer die Oberflaechen-Konservierung von Elasterzeugnissen. Die Schutzmittel koennen gegebenenfalls noch weitere Zusaetze, wie z. B. Flammschutzmittel, Weichmacher, Biocide usw., enthalten und koennen sowohl fuer Natur- als auch fuer Synthesekautschuke angewendet werden.

Description

Für die Verwendung von Schutzmitteln, die den Polysiloxanen zugefügt werden können, sind nachstehende Stoffklassen beispielhaft aufgeführt:
— Alterungsschutzmittel:
Ein- und mehrkernige Aniline und Phenole, substituierte Naphthole und Naphthylamine, styrolisierte Phenole, Phosphorsäureester, schwefelhaltige Phosphate, Thiocarbamate, Dihydrochinoline, Benzofurane, Enolether, Fettsäuren, Fettamine, Amide, Aldehyd-Amin-Kondensate, Sulfide und Disulfide.
— Weichmacher.
Fettsäuren, Ester, z. B. Phthalsäureester, Adipinsäureester, Sulfonsäureester, Phosphate, Polyole.
— Antirads:
Naphthole, N-substituierte Phenylendiamine, mehrfach substituierte Phenole.
— Flammschutzmittel:
Chlorierte Kohlenwasserstoffe, Phosphonate, Phosphate.
— Bioeide:
Aldehyde, Carbonsäuren, chlorierte Dihydroxydiphenylmethane, Fettsäuren, Kresole, quarternäre Ammoniumverbindungen, Guanidine.
— Geruchsverbessemde Mittel:
Alkohole, Terpene, Ether, Acetale, Ketone, Ester, Etherische Öle, Aldehyde.
— Chemikalienbeständigkeit verbessernde Mittel: Fettamine, quarternäre Ammoniumverbindungen.
Die Applikation der erfindungsgemäßen Schutzmittel auf die Elastoberflächen kann im Tauch-, Sprüh- oder Einstreichverfahren erfolgen und ist für Elaste aller Art auf Basis von Natur- und/oder Synthesekautschuk, so z. B. für Polybutadien-, Butadien-Styren-, Butadien-Acrylnitril-, Chloropren-, Polyisopren-, Ethylen-Propylen-Polymerisaten usw., anwendbar. Beispiele für erfindungsgemäß anzuwendende Organopolysiloxane bzw. Organopolysiloxankombinationen werden in der Tabelle 1 aufgeführt.
Der Schutzeffekt der erfindungsgemäßen Schutzmittel wurde durch künstliche Ozonalterungsprüfung von Oberflächenbehandelten Elastkörpern nach TGL 24418 ermittelt. Nach diesem Prüfverfahren wird ein mit den Prüfsubstanzen behandelter, hanteiförmiger Probekörper mit der Dicke von 2mm, der Breite von 25mm und der Länge von 100mm in einem Metallrahmen auf die statische Dehnung von 25% gebracht und in einen Ozonschrank unter bestimmten Prüfbedingungen (Temperatur, Zeit, Ozonkonzentration) gelagert. Die Auswertung des Versuches geschieht visuell durch Betrachten des äußeren Rißbildes. Rißzahl (A) und Rißtiefe (T) werden durch folgende Bonitur erfaßt:
AOkeineRisse TOkeineRisse
A1 1-5 Risse T1 Oberflächenrisse 0,1-0,6 mm tief
A 2 6-40 Risse T 2 Risse, ca. 1 mm tief
A3 41-120 Risse T3Risse, über 1 mm tief
A4 über 120 Risse T4durchbrochenerProbekörper
Die Ergebnisse, die durch künstliche Alterungsprüfung unter den Prüfbedingungen mit verschiedenen Schutzmitteln an Elastwerkstoffen erreicht wurden, sind in Tabelle 2 dargelegt. Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schutzmittel sind aus den Ergebnissen deutlich erkennbar und zeigen, daß erfindungsgemäß behandelte Oberflächen von Elastwerkstoffen selbst unter verschärften Prüfbedingungen bei einer Filmdicke von 10 bis 80/xm und Expositionszeiten von 1 bis 24 Stunden vollkommen rißfrei bleiben. Dadurch bleiben die Gebrauchswerteigenschaften der Elastwerkstoffe in vollem Umfang erhalten und ihre Lebensdauer wird erhöht. Durch die erfindungsgemäßen Mittel werden die physikalischmechanischen Eigenschaften der behandelten Elaste nicht verschlechtert.
Die Ergebnisse der künstlichen Ozonalterung wurden bei natürlichen Bewetterungsversuchen bestätigt. Die im Zeitraum von Dezember 1983 bis Februar 1984 in den Kammlagen des Thüringer Waldes (916m über NN) während 54 Tagen durchgeführten Bewetterungsversuche zeigten, daß unter der Einwirkung des atmosphärischen Niederschlages in Form von Regen, Schneeregen und Schnee sowie weiterer metereologischer Einflußgrößen die mit einem Oberflächenfilm, bestehend aus den erfindungsgemäßen Mitteln auf der Basis von Organopolysiloxanen oder Organopolysiloxankombinationen, versehenen hanteiförmigen Probekörper auf der Grundlage eines rußgefüllten NR/SBR-Vulkanisates eine stark verzögerte Ozonrißbildung und ein vermindertes Ozonrißwachstum aufweisen.
Ausführungsbeispiel
Die nachfolgenden Tabellen 1 und 2 enthalten Beispiele für erfindungsgemäß anzuwendende Organopolysiloxane bzw. Organopolysiloxankombinationen und belegen ihre Schutzwirkung bei der Oberflächenbehandlung.
Tabelle 1
Beispiele für Schutzmittel.
12 3 4 5 6 7
1NM15 20 0,95 — — —
2NM1-100 100 0,95 — — —
3 NM1-200 200 0,97 — — · —
4 NM1-500 500 0,97 — — —
5 NM1-1000 1000 0,97 — — —
1 2 3 4 5 6 7
6NM 1-5 000 5 000 0,97
7 NM 1-10000 10 000 0,97
8NM 1-100 000 100 000 0,97
9 NM 4 180-500 500 1,08 N-Phenyl-ß-naphthylamin Fp 107
10Nm 1-200 200 0,97 Bis-(2-ethylbutyl)-phosphit Kp3128 A
11 NM 1-200 200 0,97 p-Trikresylphosphat Fp 76 A
12NM 1-500 500 0,97 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol Fp 68 W
13 NM 1-500 500 0,97 Dithiophosphorsäuredihexylester ölig A
14NM 1-500 500 0,97 N-Isopropylaminodiphenylamin Fp 75 A
15NM 1-200 200 0,97 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin Kp,90 A
16 NM 1-1 000 1000 0,97 Tris-(chlorethyl)-phosphit Kp3130 A
17 NM 1-1 000 1000 0,97 1-Butylamino-cyclohexanphosphor- ölig F
18 NM 1-200 200 0,97 säure-dibutylester A, W
Phthalsäuredibutylester Kp20206
19NM 1-10000 10000 0,97 N,N-dimethyl-S-(0,0-dibutylphos- ölig W
20NM 1-2 000 2 000 0,97 phoryö-dithiocarbamat A
Hexachlorophen Fp 164
21 NM 1-200 200 0,97 0-Naphthol Fp 122 B
22 NM 1-200 200 0,97 1,1-Bis-(4-aminophenyl)-cyclohexan Fp112 Ad
23NM 1-500 500 0,97 styrolisiertes Phenol Fp61-82 A
24NM 1-500 500 0,97 Salicylaldehyd Kp2391 A
25 NM 1-1 000 1000 0,97 α,/3-lonen ölig B
26 NM 1-200 200 0,97 Zimtsäurepropylester Kp 280 R
27 NM 1-500 500 0,97 Fettsäuredibutylamid Fp 46 R
28 NM 1-200 200 0,97 C
Vergleichsmittel:
29 Silicon-Emulsion 1OTeMe Diethylenglycol,-
35Teile NM 1-200, 40Teile Glycerol
65 Teile Wasser
30 Silicon-Emulsion 10 Teile Diethylenglycol,-
lOTeile NM 1-200, 40Teile Glycerol
90 Teile Wasser
Spalte 1: laufende Nummer
Spalte 2: Organopolysiloxan nach TGL 8467
Spalte 3: Viskosität bei 20°C im mPa · s
Spalte 4: Dichte bei 2O0C in g · cm"3
Spalte 5: Kombinationspartner
Spalte 6: Fp bzw. Kp des Kombinationspartners in °C
Spalte 7: Funktion des Kombinationspartners
A: Alterungsschutzmittel, Ad: Antirad, B: Biozid,
C: Mittel zur Verminderung von Chemikalieneinwirkungen,
F: Flammschutzmittel, R: Riechstoff, W: Weichmacher.
Tabelle 2
Resultate nach künstlicher Ozonisierung entsprechend TGL 24418, statische Dehnung in allen Fällen 25%.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
SM EL AD AV EZ PT PZ PO RZ RT
Vergleichsproben, unbehandelt:
— Naturkautschuk,
phenolische Schutzmittel enthaltend
— Styren-Butadien-Kautschuk, phenolische Schutzmittel enthaltend
— Styren-Butadien-Naturkautschuk, phenolische Schutzmittel enthaltend
— Butadien-Acrylnitril-Kautschuk Vergleichsproben, mit Silicon-Emulsion behandelt:
29 Styren-Butadien-Kautschuk 20
30 dsgl. . 20
2 40 72 50 A4 T 2-3
2 40 72 50 A4 T3
40 72 50 A4 T3
40 72 50 A4 T3
E 50 144 100 A2 T4
E 50 144 100 A2 T4
1 2 Naturkautschuk 3 4 5 6 7 8 9 10
SM EL dsgl. AD AV EZ PT PZ PO RZ RT
erfindungsgemäße Behandlung: dsgl.
2 dsgl. 20 S 3 50 216 100 AO TO
4 dsgl. 40 E 2 50 216 100 AO TO
12 Styren-Butadien-Kautschuk 60 E 4 50 72 100 AO TO
15 dsgl. 50 E 2 50 216 100 AO TO
17 dsgl. 80 T 1 50 96 100 AO TO
4 dsgl. 20 E 6 40 216 100 AO TO
5 dsgl. 40 E 5 50 144 100 AO TO
δ dsgl. 80 E 3 50 72 100 AO TO
11 dsgl. 40 E 6 40 96 100 AO TO
13 Styren-Butadien-Naturkautschuk 50 E 24 50 216 100 AO TO
16 dsgl. 50 E 3 40 216 100 AO TO
19 dsgl. 40 S 24 40 96 100 AO TO
3 dsgl. 60 S 3 50 24 100 AO TO
4 dsgl. 20 E 2 40 216 100 AO TO
5 dsgl. 20 S 4 50 48 100 AO TO
9 dsgl. 40 S 3 50 216 100 AO TO
20 dsgl. 40 E 5 50 72 100 AO TO
22 Butadien-Acrylnitril-Kautschuk 60 E 3 50 24 200 A1 T1
23 dsgl. 60 E 3 50 96 100 AO TO
25 dsgl. 40 E 2 40 96 100 AO TO
4 dsgl. 80 T 2 40 72 100 AO TO
6 dsgl. 40 E 3 40 144 ' 100 AO TO
7 dsgl. 60 E 4 50 72 100 AO TO
10 dsgl. 40 E 3 50 216 100 AO TO
14 50 E 2 40 24 200 A1 T1
18 40 E 3 50 72 100 AO TO
24 10 E 4 40 216 100 AO .TO
Spalte 1, SM: Schutzmittel gemäß Tabelle Spalte 2, EL: Behandelter Elastwerkstoff Spalte 3, AD: Schichtdicke des Schutzmittels in μηη Spalte 4, AV: Auftragsverfahren
S = Spritzen, E = Einstreichen, T = Tauchen Spalte 5, EZ: Expositionszeit in Stunden Spalte 6, PT: Prüftemperatur in °C Spalte 7, PZ: Prüfzeit in Stunden Spalte 8, PO: Prüf-Ozonkonzentration in pphm Spalte 9, RZ: Rißzahl Spalte 10,RT: Rißtiefe

Claims (2)

  1. Erfindungsanspruch:
    1. Schutzmittel zur Oberflächen-Konservierung von Elasterzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus Methyl- und/ oder Phenyl-Gruppen aufweisenden, wasserunlöslichen Organopolysiloxanen mit einer Viskosität zwischen 10 und 10000OmPa · s bestehen und gegebenenfalls noch Zusätze, wie Alterungsschutzmittel, Bioeide, Mittel zur Verbesserung der Chemikalienbeständigkeit, Flammschutzmittel, Riechstoffe, Weichmacher und/oder Antirads enthalten.
  2. 2. Schutzmittel zur Oberflächen-Konservierung von Elasterzeugnissen gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese durch Tauchen, Sprühen oder Einstreichen auf die Oberflächen von Elasterzeugnissen aus Natur- und/oder Synthesekautschuken in Schichtdicken zwischen 10 un 80μιτι aufgebracht worden sind.
    Anwendungsgebiet der Erfindung
    Die Erfindung betrifft neue Schutzmittel für die Oberflächenkonservierung von Elasterzeugnissen vor negativen Umwelteinflüssen. Durch sie sollen die Gebrauchswerteigenschaften über einen langen Zeitraum erhalten bleiben. Anwendbar sind diese Schutzmittel für Elaste auf der Basis von natürlichen und synthetischen Kautschuken.
    Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
    Der Schutz von Elastwerkstoffen gegen die negative Einwirkung von Umwelteinflüssen, so gegen Licht, Wärme, Sauerstoff, Ozon, Feuchtigkeit, chemische und biologische Beeinträchtigungen, erfolgt üblicherweise und dem bekannten Stand der Technik entsprechend, durch Zumischen von Schutzmitteln bei der Herstellung von Elastrohmischungen und gegebenenfalls bei deren nachfolgender Vulkanisation. Die Lebensdauer derartiger Elasterzeugnisse wird dadurch erhöht, weil die beigefügten Stoffe eine schützende Depotwirkung besitzen und negative Einwirkungen vermindert werden können. Ein wesentlicher Nachteil bei diesen Elastwerkstoffen entsteht jedoch nachträglich dadurch, daß bei ihrer Lagerung und Anwendung eine Verarmung der Schutzmittel insbesondere an der Oberfläche eintritt, wodurch zerstörende Umwelteinflüsse dort stärker zur Wirkung kommen können. Dieser negative Effekt ist auf Migrationseinflüsse oder den chemischen Verbrauch der eingebetteten Schutzmittel bei ihrer Reaktion mit äußeren Agentien zurückzuführen. Um dieser Erscheinung durch nachträgliche Oberflächenbehandlung zu begegnen und sie ganz oder teilweise zu vermeiden, weist die Literatur bislang nur ungenügende oder komplizierte Möglichkeiten aus.
    Beschrieben wird eine Oberflächenbehandlung von gummiartigen Elastwerkstoffen mit trocknenden Ölen, wie z.B. Polyacrylaten, Polyvinylacetaten und Polyurethanen sowie die chemische Veränderung durch Halogenierung der Oberflächen. Bei diesen Verfahren ist Ziel, außer einem gewissen Konservierungsschutz auch eine Verschönerung des äußeren Erscheinungsbildes zu erreichen sowie eine Zusammenkleben der Artikel zu verhindern. Die genannten Verfahren weisen jedoch ungünstige ökonomische Relationen auf und ihre Anwendung ist auf Grund komplizierter Technologien begrenzt. Es wurde auch vorgeschlagen, eine Oberflächenbehandlung mit wäßrigen Emulsionen von Organopolysiloxanen durchzuführen. Zwecks optimaler Wirkung ist aber ein Gehalt von 15 bis 65Ma.-% an Polyolverbindungen, z.B. Diethylenglycol oder Glycerol, zwingend erforderlich, um eine Schutzwirkung zu erreichen. Der Wassergehalt der Emulsionen soll 65 bis 660 Ma.-% betragen, wobei bis zu 5 000 Ma.-%, bezogen auf Organopolysiloxan, eingesetzt werden können. Vor allem, wenn ein geringerer Glanzeffekt der behandelten Oberflächen erzielt werden soll, sind die höheren Wassergehalte anzuwenden. Aber mit diesem Emulsionen ist ein sicherer Schutz trotz mehrmaliger Behandlung nicht zu gewährleisten. Als eine weitere Möglichkeit zum Schutz vor äußerer Bewetterung wird die Lagerung von Gummierzeugnissen unter Folien empfohlen.
    Ziel der Erfindung
    Durch die Erfindung sollen konservierende Mittel für den nachträglichen Schutz von Elastoberflächen entwickelt werden, womit der volle Gebrauchswert der Elasterzeugnisse erhalten oder wieder hergestellt werden kann.
    Darlegung des Wesens der Erfindung
    Es wurde überraschend gefunden, daß wasserlösliche Organopolysiloxane, gegebenenfalls unter Zumischen oder Lösen weiterer schützender Stoffe, nach ihrer Applikation auf Oberflächen von Elastwerkstoffen zu einem nachträglichen Schutz der Werkstoffoberfläche führen und dabei gleichzeitig eine homogene Sperrschicht gegen den Einfluß elastzerstörender Außenfaktoren ausbilden. Dabei wird durch Diffusion der erfindungsgemäßen Schutzmittel in das Innere der Elastwerkstoffe auch in tieferen Bezirken ein zusätzlicher Schutz erhalten.
    Für die Anwendung geeignete Organopolysiloxane sind in der Regel Methyl- und/oder Phenyl-Gruppen enthaltende Siliconöle, die wasserunlöslich sind und eine Viskosität zwischen 10 und 10000OmPa · s aufweisen. Diesen Polysiloxanen könen weitere, die Eigenschaften von Elasterzeugnissen schützende und verbessernde Stoffe, so z. B. Alterungsschutzmittel, Weichmacher, Bioeide, Antirads, Flammschutzmittel, Mittel zur Verbesserung der Chemikalienbeständigkeit oder geruchsverbessernde Mittel, in den erforderlichen Konzentrationen beigefügt werden. Die Verwendung von Zusatzstoffen, die in den jeweils benutzten Polysiloxanpartnern unlöslich sind, erfolgt mittels eines Lösungsvermittlers, wie z. B. Ethyl- oder Butylacetat, i-Butanol, Ethylsalicylat, Pentanol, Methylenchlorid und Heptan.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0560506A1 (de) * 1992-03-09 1993-09-15 Dow Corning Corporation Siloxan enthaltendes Schutzmittel für Vinyl und Kautschuk an Kraftwagen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0560506A1 (de) * 1992-03-09 1993-09-15 Dow Corning Corporation Siloxan enthaltendes Schutzmittel für Vinyl und Kautschuk an Kraftwagen

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