DEP0007634DA

DEP0007634DA - Process for processing natural and synthetic rubber using fillers

Info

Publication number: DEP0007634DA
Authority: DE
Original assignee: Gebr. Giulini GmbH, Ludwigshafen
Publication date: 1951-02-15

Description

Russ ist wohl der älteste verstärkende Füllstoff, der zur Herstellung von Natur- und Kunstkautschukvulkanisaten Verwendung gefunden hat. Die mechanischen Eigenschaften der mit Russ hergestellten Gummiwaren haben sich bis heute als unerreicht erwiesen. Da die schwarze Farbe von Gummiwaren, die unter Verwendung von Russ hergestellt sind, für manche Zwecke jedoch unerwünscht ist und solche Waren die unangenehme Eigenschaft besitzen, "abzukreiden", was z.B. bei Gummisohlen als störend empfunden wird, wurden auch schon zahlreiche andere Stoffe als verstärkende Füllmittel in Vorschlag gebracht. Unter ihnen haben die Hydroxyde, Oxyde, Carbonate und Silikate 2- und 3-wertiger Metalle grössere Verbreitung gefunden. Sie sind meist mehr oder weniger frei von den genannten Nachteilen, erweisen sich aber vielfach als nicht befriedigend in ihrer Wirksamkeit oder mit anderen Nachteilen behaftet.Soot is probably the oldest reinforcing filler that has been used to manufacture natural and synthetic rubber vulcanizates. The mechanical properties of rubber goods made with carbon black have proven to be unmatched to this day. Since the black color of rubber goods that are made using carbon black is undesirable for some purposes and such goods have the unpleasant property of "chalking off", which is perceived as annoying with rubber soles, for example, numerous other substances have also been used as reinforcing materials Brought filler in proposal. Among them, the hydroxides, oxides, carbonates and silicates of 2- and 3-valent metals have become more widespread. They are usually more or less free from the disadvantages mentioned, but often prove to be unsatisfactory in their effectiveness or have other disadvantages.

Es wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, dass sich der beim Aufschluss von Bauxit in grosser Menge anfallende sogenannte Rotschlamm ausgezeichnet als verstärkender Füllstoff bei der Verarbeitung von Kautschuk eignen. Je nach dem Zumischungsgrad und je nach der Zusammensetzung des Rotschlammes werden bestimmte mechanische Eigenschaften der unter Verwendung von Rotschlamm als Füllstoff hergestellten Gummiwaren in höherem Masse verbessert, als dies bei den bisher bekannten Ersatzstoffen für Russ der Fall war. Darüber hinaus verleiht Rotschlamm, der in jeder Menge wohlfeil zu haben ist, den Verarbeitungsprodukten des Kautschuks eine für bestimmte Verwendungszwecke sehr geschätzte rote bis braune Färbung. Er kann daher nicht nur als verstärkender, sondern auch als färbender Füllstoff Verwendung finden, wobei die Tatsache bemerkbar ist, dass die mit ihm hergestellten oder gefärbten Gummiwaren nicht die Eigenschaft haben, abzukreiden.The surprising observation has now been made that the so-called red mud, which occurs in large quantities during the digestion of bauxite, is excellently suited as a reinforcing filler in the processing of rubber. Depending on the degree of admixture and depending on the composition of the red mud, certain mechanical properties of the rubber goods produced using red mud as a filler are improved to a greater extent than was the case with the previously known substitutes for carbon black. In addition, red mud, which can be obtained cheaply in any quantity, gives the rubber processing products a red to brown color, which is highly valued for certain purposes. It can therefore be used not only as a reinforcing filler, but also as a coloring filler, the fact being noticeable that the rubber goods made or colored with it do not have the property of chalking off.

Der Rotschlamm fällt beim Aufschluss von Bauxit, entweder auf nassem Weg oder in einem Glühprozess, an und enthält neben Resten von unaufgeschlossenem Bauxit in der Hauptsache eine Reihe von Metalloxyden, Alkalisalze und Silikate. Das in ihm in grösserer Menge vorhandene Eisen - (III) - oxydhydrat wurde, wie auch Titanoxyd, als Füllstoff für Kautschukmischungen schon vorgeschlagen, wenn sich beide Oxyde in der Praxis, nicht zuletzt wegen ihres hohen Preises, hierfür auch nicht durchzusetzen vermochten. Neu und in hohem Grade überraschend ist aber, dass Rotschlamm, als solcher zur Füllung von Gummiwaren verwandt oder vor der Verwendung zu diesem Zweck in geeigneter Weise aufbereitet, dem Natur- und Kunstkautschukvulkanisat erheblich bessere mechanische Eigenschaften, wie Reissfestigkeit usw., verleiht als die in ihm enthaltenen Oxyde des Eisens und Titans für sich. Diese günstige Wirkung des Rotschlamms wird auf die gleichzeitige Anwesenheit der in ihm an sich, wie auch nach seiner Reinigung noch vorhandenen Beimengungen zurückzuführen sein, wobei deren prozentuales Mengenverhältnis je nach Herkunft und Beschaffenheit der Bauxite und den angewandten Aufschluss- und Reinungsverfahren offensichtlich weitgehend variieren kann.The red mud is obtained during the digestion of bauxite, either by wet means or in an annealing process, and, in addition to residues of undigested bauxite, mainly contains a number of metal oxides, alkali salts and silicates. The iron (III) oxide hydrate present in it in large quantities was, like titanium oxide, already proposed as a filler for rubber mixtures, when both oxides were not able to establish themselves in practice, not least because of their high price. What is new and highly surprising, however, is that red mud, used as such for filling rubber goods or suitably prepared before use for this purpose, gives the natural and synthetic rubber vulcanizate significantly better mechanical properties, such as tear resistance, etc. than those in it contained oxides of iron and titanium for itself. This beneficial effect of the red mud is due to the simultaneous presence of the additions that are still present in it, as well as after its purification, whereby their percentage proportions can obviously vary widely depending on the origin and nature of the bauxites and the digestion and purification processes used.

Kann man den getrockneten und gemahlenen Rotschlamm je nach seiner Zusammensetzung und Beschaffenheit in geeigneten Fällen ohne weiteres in den Kautschuk einarbeiten, so hat es sich doch in anderen Fällen wieder als zweckmässig und gegebenenfalls notwendig erwiesen, ihn einem Wasch- oder Schlämmprozess, im einfachsten Fall mit Wasser - es können aber auch Säuren oder andere geeignete Mittel angewandt werden - zu unterwerfen, wobei insbesondere etwa noch vorhandene lösliche Alkalisalze wenigstens in ihrer Hauptmenge herausgelöst werden. Durch eine, sich einem Waschprozess mit Wasser vorteilhaft anschliessende Säurebehandlung können dem Rotschlamm weitere Ballaststoffe oder den Verarbeitungsprodukten gegebenenfalls abträgliche Beimengungen noch mehr oder weniger entzogen werden.If the dried and ground red mud can easily be incorporated into the rubber in suitable cases, depending on its composition and nature, in other cases it has proven to be useful and possibly necessary to use a washing or slurrying process, in the simplest case with it Water - but acids or other suitable agents can also be used - to be subjected, in particular any soluble alkali metal salts still present being dissolved out at least in their bulk. By means of an acid treatment which advantageously follows a washing process with water, further dietary fiber or possibly harmful admixtures can be withdrawn from the red mud to a greater or lesser extent.

In jedem Fall empfiehlt es sich, den Rotschlamm, gleichzeitig, ob er unmittelbar oder nach weiterer Aufbereitung als Füllstoff für Kautschuk verwandt werden soll, nach seiner Trocknung fein zu mahlen und gegebenenfalls einer Windsichtung zu unterwerfen, um eine möglichst feine und gleichmässige Verteilung zu gewähr- leisten. Er kann im übrigen für sich oder im Gemisch mit bekannten Farbstoffen oder verstärkenden Füllstoffen in üblicher Weise bei der Verarbeitung von Natur- oder Kunstkautschuk, angewandt werden.In any case, it is advisable to grind the red mud, at the same time, whether it is to be used immediately or after further processing as a filler for rubber, after it has dried and, if necessary, to subject it to air sifting in order to ensure the finest and even distribution possible. Afford. It can also be used on its own or in a mixture with known dyes or reinforcing fillers in the usual way in the processing of natural or synthetic rubber.

Beispiel:Example:

Ein beim alkalischen Nass-Aufschluss von Bauxit gewonnener Rotschlamm mit einem Gehalt von rundA red mud obtained from the alkaline wet digestion of bauxite with a content of around

13 Teilen unaufgeschlossenem Bauxit13 parts of undigested bauxite

40 " Eisenoxyd40 "iron oxide

5 " Titanoxyd5 "titanium oxide

34 " Natrium-Aluminium-Silikat34 "sodium aluminum silicate

5 " gebundenem Wasser5 "bound water

1 - 2 " lösl. Alkalisalzen und1 - 2 "soluble alkali salts and

geringen Mengen Ca-, Mg-, C-, V-, P- und anderer Oxydesmall amounts of Ca, Mg, C, V, P and other oxides

wird mehrmals mit Wasser gewaschen und geschlämmt, wobei neben den löslichen Alkalisalzen ein Teil des unaufgeschlossenen Bauxits, vornehmlich dessen gröbere Bestandteile, entfernt wird, hierauf einer Behandlung mit verdünnten Säuren, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, unterworfen, anschliessend getrocknet und feinst gemahlen und dann bei der in bekannter Weise erfolgenden Verarbeitung von Kautschuk zugesetzt.is washed several times with water and slurried, in addition to the soluble alkali salts, a part of the undigested bauxite, mainly its coarser components, is removed, then subjected to a treatment with dilute acids, optionally at elevated temperature, then dried and finely ground and then in the added in a known manner to processing of rubber.

Claims

1.) A method for processing natural and synthetic rubber using fillers, characterized in that the red mud resulting from the digestion of bauxite is used as such.

2.) The method according to claim 1, characterized in that the red mud obtained during the alkaline wet digestion of the bauxite is used as a filler.

3.) Method according to claims 1 and 2, characterized in that a red mud which has been subjected to a washing or slurrying process is used as filler.

4.) Method according to claims 1-3, characterized in that a red mud which has been subjected to an acid treatment is used as filler.

5.) Method according to claims 1-4, characterized in that finely ground, dried red mud is used as filler.