DD251771A1 - Verfahren zur vulkanisation von kautschukmischungen - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur thermischen Vulkanisation von mit hochaktiven hellen Fuellstoffen gefuellten Kautschukmischungen in Gegenwart von Schichtsilikat/Amin-Addukten. Die mit Aminen beladenen Schichtsilikate wirken einerseits als Verstaerkungsadditive und andererseits koennen sie als beschleunigende Substanz fuer die thermische Vulkanisation von Kautschukmischungen wirksam werden. Kautschukmischungen mit hochaktiven hellen Fuellstoffen werden durch die Schichtsilikat/Amin-Addukte in ihren Verarbeitungseigenschaften sowie im physikalisch-mechanischen Eigenschaftsbild ihrer Vulkanisate guenstig beeinflusst. Weiterhin ist durch den Einsatz von Schichtsilikat/Amin-Addukten in mit hochaktiven hellen Fuellstoffen gefuellten Kautschukmischungen die Moeglichkeit gegeben, den Gehalt an Vulkanisationsbeschleunigern und/oder die Schwefeldosierung entscheidend herabzusetzen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zurthermischen Vulkanisation von Kautschukmischungen auf der Basis von Natur- und/oder Synthesekautschuk. Es handelt sich dabei um ein Verfahren unter Verwendung von aktiven, insbesondere hochaktiven hellen Füllstoffen, die basische Substanzen, vorzugsweise Amine, durch Adsorption oder über Verstärkungsadditive aufnehmen. Der Gehalt an Schwefel und beschleunigenden Mischungsingredienzien zur Erreichung einer optimalen Vulkanisation kann durch Blockierung der aktiven Zentren minimiert werden.
Eine Erniedrigung des Schwefelanteiles in Kautschukmischungen verleiht den Vulkanisaten einen erhöhten Widerstand gegenüber Alterungserscheinungen. Durch die mit Aminen beladenen Schichtsilikate, die als Verstärkungsadditive in mit hochaktiven hellen Füllstoffen gefüllten Kautschukmischungen eingesetzt werden, kann das Eigenschaftsbild günstig beeinflußt werden. Das Verfahren kann in der kautschukverarbeitenden Industrie angewendet werden.
Es ist bekannt, auf pyrogenem Wege hergestellte Kieselsäure als Füllstoff für Kautschuk zu verwenden, deren Teilchenoberfläche mit basisch wirkenden Substanzen benetzt ist, um die sauer wirkenden freien OH-Gruppen am Silikatgerüst durch Neutralisation zu binden und somit den hochaktiven hellen Füllstoff für den Kautschuk verträglicher zu machen. Dieses bekannte Verfahren enthält jedoch keinerlei Hinweise für die Auswahl solcher basischen Verbindungen, die durch Umsetzung während der thermischen Vulkanisation zur Bildung von Vulkanisationsbeschleunigern befähigt sind. Weiterhin ist das Aufbringen der basischen Stoffe auf die Füllstoffe über Lösungen oder Vermischen der Komponenten bekannt. Die auf diese Verfahrensweise einsetzbaren basischen Zusatzstoffe sind auf wenige Aminverbindungen beschränkt, da Konsistenz- und Geruchsfragen aminische Verbindungen nur eine eingeschränkte Einsatzmöglichkeit in Kautschukmischungen zulassen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Stoffgruppe der Amine in Form von Schichtsilikat/Amin-Addukten als Verstärkungsadditiv sowie gleichzeitig auf Grund der Vulkanisationsaktivierenden Wirkung als Zusatzbeschleuniger in Kautschukmischungen einzusetzen, um ihre synergistischen Effekte bei der thermischen Vulkanisation für technologische Probleme nutzbar zu machen.
Basische Zusatzstoffe, vorzugsweise Amine, werden auf ein adsorptionsfähiges Trägermaterial aufgetragen und nach Einarbeitung in Kautschukmischungen als Verstärkungsadditiv sowie Vulkanisationsbeschleuniger verwendet. Als adsorptionsfähige Trägersubstanzen werden Schichtsilikate eingesetzt. Schichtsilikate sind Polysilikate der allgemeinen Formel IVI2O ySiO2 ZhI2O mit Schichtstruktur, wobei M ein Alkaliion oder Proton, y eine Zahl zwischen 43 und 48 und ζ eine Zahl zwischen 5 und 25 bedeuten. Die Synthese der Schichtsilikate erfolgt durch Kristallisation imternären System. Danach erfolgt die Abtrennung der wasserunlöslichen Schichtsilikate aus der Suspension auf mechanischem Wege. Na-Magadiit z. B. hat die Formel Na2O · 14SiO2 · 9H2O und wird durch Trocknen-entwässert. Amine unterschiedlicher Konstitution werden vom Schichtsilikat differenziert stark ad- und desorbiert, so daß ein selektiver Einsatz von Schichtsilikat/Amin-Addukten in Kautschukmischungen gegeben ist. Das mit Aminen beladene Schichtsilikat reagiert als Verstärkungsadditiv chemisch über die füllstoffreaktiven Gruppen mit den endständigen OH-Gruppen der Kieselsäureoberfläche. Dadurch wird die verstärkende Wirkung hochdisperser Kieselsäuren und silikatischer Füllstoffe mit der Polymermatrix erheblich gesteigert. Die basische Schichtsilikat/Amin-Addukte verhindern als Verstärkungsadditiv gleichzeitig die Bound-Rubber-Bildung, da die
Adsorptionsfähigkeit der Amine gegenüber hochaktiven Füllstoffen größer als gegenüber dem Kautschuk ist. Mit dem Einsatz von Schichtsilikat/Amin-Addukten in mit hochaktiven hellen Füllstoffen gefüllten Kautschukmischungen läßt sich die Mischungsplastizität und damit die weitere Verarbeitung im technologischen Prozeß günstig beeinflussen. Durch die Wirkung des Schichtsilikat/Amin-Adduktes als Verstärkungsadditiv werden die aktiven Zentren des Kieselsäurefüllstoffes blockiert, so daß eine Adsorption der Vulkanisationsbeschleuniger weitestgehend vermieden werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den Gehalt an beschleunigenden Stoffen um 10 bis 50% herabzusetzen, ohne daß hierdurch ein nennenswerter Einfluß auf das physikalisch-mechanische Eigenschaftsbild des Vulkanisates genommen wird.
Die mit Aminen beladenen Schichtsilikate können gemäß der Erfindung in Gummiwerkstoffen eingesetzt werden, die Natur- und/oder Synthesekautschuk als Elastomerbasis haben
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel erläutert:
A B
Styrol-Butadien-Copolymerisat 100,0Gew.teile
Hochaktive Kieselsäure 50,0"
Erdölweichmacher 10,0"
Stearinsäure 2,0"
Zinkoxid 5,0"
Schwefel 2,5"
2,2'-Dibenzothiazyldisulfid 3,0"
Na-Magadiit/Diethylentriamin-Addukt -
50,0*
1,5
40,0
3,0 10,0Δ
40,0
1,5 10,0Λ
*2,5phr aktives Diethylentriamin
Δ 2,5phr aktives Diethylentriamin (Beladungsgrad des Na-Magadiits mit Amin: 25Gew.-%)
An diesen Kautschukmischungen wurden folgende Kennwerte erzielt:
— Verarbeitungstechnische Kennwerte
Variante ^00. DH DE
<ennwert
A B C D
| 1750 | 18 |
| 1480 | 14 |
| 1510 | 16 |
| 1260 | 16 |
| 1290 | 15 |
— Rheologisch-vulkametrische Kennwerte
Der Einfluß des Na-Magadiit/Amin-Adduktes auf das Vulkanisationsverhalten wird aus Vernetzungsisothermen (Rheogramme) bei 15O0C Prüftemperatur ermittelt.
Variante ^^^» t2 t90 Ml Mhr N
Kennwert
| 8,4 | 46 | 22 | 60 | 38 |
| 7,2 | 36 | 18 | 60 | 42 |
| 7,9 | 40 | 19 | 61 | 42 |
| 5,1 | 21 | 15 | 67 | 52 |
| 5,4 | .23 | 16 | 65 | 49 |
— Physikalisch-mechanische Kennwerte
Folgende physikalisch-mechanische Kennwerte wurden am Vulkanisat erzielt: Variante ^__^- Temp. Vulk.zeit M30O F D
Nennwert 0C tmin
bl.D
A B C D E
| 150 | 50 | 4,9 | 10,2 | 654 | 34 | 63 | 20 | 10,2 |
| 150 | 45 | 6,2 | 10,8 | 531 | 24 | 64 | 25 | 12,7 |
| 150 | 45 | 5,5 | 11,0 | 576 | 27 | 62 | 23 | 11,1 |
| 150 | 30 | 12,6 | 15,3 | 412 | 19 | 66 | 25 | 14,2 |
| 150 | 30 | 10,5 | 14,7 | 454 | 21 | 64 | 22 | 13,4 |
Kenngröße
Symbol
Defohärte (Mischungsplastizität) DH in ρ
Defoelastizität DE in 0,1 mm
Anvulkanisationszeit t2 in Minuten Ausvulkanisationszeit bei 90%iger Vernetzung t90in Minuten
Minimalstes Drehmoment MLinRE
Maximalstes Drehmoment M^inRE
Vernetzungsgrad N in RE
Spannungswert bei 300%iger Dehnung M3OoinMPa
Zugfestigkeit F in MPa
Bruchdehnung Din%
Kenngröße Symbol
Bleibende Dehnung bl.Din%
Vulkanisathärte H in Shore A
Stoßelastizität Ein%
Weiterreißwiderstand WinNmm"1
Optimale Vulkanisationszeit tin Minuten
Claims (4)
1. Verfahren zurthermischen Vulkanisation von Kautschukmischungen auf Basis von Natur-und/oder Synthesekautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von hochaktiven hellen Füllstoffen als Mischungsingredienz ein Zusatz von basischen Stoffen, vorzugsweise Amine, als Schichtsilikat/Amin-Addukte eingesetzt werden.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtsilikat/Amin-Äddukte in die Kautschukmischung von 0,1 bis 20,0Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 5,0Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Kautschukmischung, eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtsilikat/Amin-Addukte aus 70 bis 95 Gew.-% Schichtsilikat und 5 bis 30 Gew.-% Amin bestehen.
4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als adsorptionsfähige Trägermaterialien für basische Stoffe Schichtsilikate vom Typ Na-Magadiit verwendet werden.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD29243786A DD251771A1 (de) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Verfahren zur vulkanisation von kautschukmischungen |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD251771A1 true DD251771A1 (de) | 1987-11-25 |
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ID=5580860
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|---|---|
| DD (1) | DD251771A1 (de) |
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1986
- 1986-07-14 DD DD29243786A patent/DD251771A1/de not_active IP Right Cessation
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