DE1017779B - Verfahren zur Herstellung von Schaumgummi - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Schaumgummi aus Kautschukmilch (Latex); der nach der Erfindung erzeugte Schaumgummi besitzt gegenüber bisher bekannten Erzeugnissen verbesserte Eigenschaften.

Bei der Herstellung von Schaumgummi wird für gewöhnlich so vorgegangen, daß Latex mit Vulkanisierzusätzen, mit den gewünschten Mischungsbestandteilen und einem Geliermittel dadurch in Schaum verwandelt wird, daß in die Kautschukmilch Luft hineingepeitscht oder hineingeschlagen wird. Der Latexschaum wird dann in eine Form gewünschter Gestalt eingeführt oder auf einer sich bewegenden endlosen, flachen Bahn ausgebreitet, auf der er sich zu einem nicht umkehrbaren Gel verwandeln kann. Der gelieferte Schaum wird anschließend einer VuI-kanisationsbehandlung unterworfen, um aus ihm den gewünschten Schaumgummigegenstand herzustellen.

Der zur Gewinnung des Kautschukschaumes verwendete Latex kann entweder natürlicher Kautschuklatex oder synthetischer Kautschuklatex oder gegebenenfalls eine Mischung aus diesen beiden Latices sein. Ein typischer synthetischer Kautschuklatex ist der sogenannte GR-S-Latex, der durch wäßrige Emulsionspolymerisation eines relativ großen Teils von 1, 3-Butadien und eines kleineren Teils Styrol entsteht. Synthetische Kautscbuklatices, die gleichfalls für die Herstellung von Schaumgummi geeignet sind, werden durch Emulsionspolymerisation von 1, 3-Butadien oder anderen konjugierten Dienen, wie Piperilen, Dimethylbutadien, Isopren, 2-Chlor-l, 3-butadien, und anderen Verbindungen, sei es allein oder gemeinsam oder in Verbindung mit einem oder mehreren polymerisierfoaren Äthylenderivaten, gewonnen, beispielsweise Acrylnitrilen, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, a-Chloracrylnitril; vinylaromatischen Verbindungen, wie beispielsweise die verschiedenen Styrole, Vinyltoluol, Vinylnaphthalin u. dgl.; ferner Estern und Amiden der Acrylsäuren, wie . z. B. Methylacrylat, Methylmethacrylat, Acrylamid und andere ähnliche Verbindungen. Alle diese synthetischen Latices können bezeichnet werden als kautschukkonjugierte polymere Dien-Latices. Als Geliermittel wird bei der Herstellung von Schaumgummi vorteilhaft ein solches mit verzögernder Wirkung verwendet, beispielsweise 4-5 ein Alkalimetall-Siliciumfluorid, gewisse Ammoniumsalze, wie Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat od. dgl.

Bei der Herstellung von Schaumgummi sind viele Schwierigkeiten zu überwinden. Geringe Oualitätsschwankungen des Latex oder der Mischungsbestandteile, Schwankungen beim A^erformungsvorgang sowie Änderungen in der allgemeinen Art der Behandlung des Latex haben zur Folge, daß die Ergebnisse in weitem Umfange unterschiedlich sind. Eine besondere Verfahren zur Herstellung
von Schaumgummi

Anmelder:

The Firestone Tire & Rubber Company,
Akron, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Juli 1952

Schwierigkeit bei der Herstellung von Schaumgummi ist das Bestreben des geschäumten Latex, beim Geliervorgang wieder zusammenzufallen oder zu schrumpfen. Eine weitere Schwierigkeit bei der Schaumgummierzeugung hat ihren Grund in der üblichen Verwendung von Zinkoxyd als Vulkanisierhilfsmittel; denn die Zinkionen haben das Bestreben, Verbindungen zu bilden, die eine zersetzende Wirkung auf den Latex ausüben. Dies hat häufig zur Folge, daß der Latex vorzeitig koaguliert und daß daher die ganze Fabrikationseinrichtung weitgehend stillgesetzt werden muß, um sie wieder reinigen zu können.

Die Erfindung bezweckt die Erzeugung eines Latexschaumes, der beim Gelieren nicht zusammenfällt. Außerdem bezweckt dieErfindung die Schaffung einer Latexverbindung, die sich gegenüber Zinkoxyd relativ stabil verhält. Der Schaumgummi nach der Erfindung weist überdies eine verbesserte Struktur auf. Erfindungsgemäß ist weiterhin das Verfahren zur Herstellung des Schaumgummis verbessert.

Die angestrebten Vorteile werden gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß der in der Einleitung erwähnten Latexsorte Vulkanisierbestandteile, ein Geliermittel und ein verhältnismäßig kleiner Anteil eines quaternären Ammoniumhydroxydes zugesetzt wird, worauf der Latex in Schaum verwandelt und anschließend dem Schaum Gelegenheit gegeben wird, sich zu einem nicht umkehrbaren Gel abzusetzen, das anschließend vulkanisiert wird.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von schwammartigen Kautschukprodu'kten in Vorschlag

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gebracht worden, bei welchem eine mit Schwefel vulkanisierbare Kautschuklatexmischung zu einem Schaum geschlagen und aus diesem Schaum Gegenstände hergestellt werden. Bei diesem bekannten Verfahren wird dem Latex ein kationaktives und ein anionaktives Salz zugesetzt, wobei der Zusatz dieser beiden Salze höhermolekularer Verbindungen so gewählt werden muß, daß die Latexteilchen negativ aufgeladen werden. Es müssen somit bei dem bekannten Verfahren das aus den kation- und anionaktiven Verbindungen gebildeten Neutralsalz und darüber hinaus ein Überschuß einer anionaktiven Verbindung anwesend sein. Als Zusatzstoffe sind unter anderem quaternäre Ammoniumsalze in Vorschlag gebracht worden, insbesondere Stearyltrimethylammoniumbromid. Demgegenüber wird erfindungsgemäß kein Ammoniumsalz, sondern quaternäres Ammoniumhydroxyd verwendet, und zwar zusammen mit einem Geliermittel. Außerdem besteht zwischen dem bekannten Verfahren und demjenigen nach der Erfindung ein wesentlicher Unterschied in der Verarbeitungsweise des Schaums. Nach dem bekannten Verfahren wird der Schaum in der Weise verarbeitet, daß durch Tauchen daraus Gegenstände hergestellt und diese unmittelbar danach auf erhöhte Temperatur gebracht werden, so daß das Wasser verdampft und ein gelierter Kautschukschaum entsteht, der gleichzeitig oder anschließend vulkanisiert wird. Ein Geliermittel wird hierbei nicht verwendet.

Für die Anwendung der Erfindung geeignete quaternäre Ammoniumhydroxyde sind solche, die wenigstens einen längerkettigen Kohlenwasserstoffrest am Stickstoffatom aufweisen. Solche Verbindungen werden durch folgende Strukturformel gekennzeichnet:

R₂

N-R₃

OST

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worin wenigstens eine der Komponenten R₁, R₂, R₃ und R₄ ein Alkyl oder ein substituiertes Alkyl mit 4 oder mehr ■— und zwar zweckmäßig 6 oder mehr — Kohlenstoffatomen ist, während der Rest der erwähnten Komponenten R₁, R₂, R₃ und R₄ einwertig ist bzw. zwei von ihnen aus einem zweiwertigen organischen Radikal bestehen oder der Stickstoff einen Teil eines heterocyclischen Ringes bildet.

Geeignete quaternäre Hydroxyde sind solche, bei denen eine R-Gruppe aus einer langen Alkylkette besteht, während die anderen R-Gruppen Methylgruppen oder substituierte Methylgruppen sind. Wie jedoch schon erwähnt, sind viele quaternäre Ammoniumhydroxyde geeignet, um die nach der Erfindung angestrebten vorteilhaften Ergebnisse zu erzielen. Als Beispiele quaternärer Ammoniumhydroxyde, die im Sinne der Erfindung mit Erfolg anwendbar sind, werden genannt:

Dodecyltri-(2-oxyäthyl)-ammoniumhydroxyd,
N-Cetylpyr i diniumhy droxy d,
Cetyldimethyläthylammoniumhydroxyd,
N-Laurylpyridiniumhydroxyd, Dioctadecyldimethylammoniumhydroxyd,
Laurylimidazoliniumhydroxyd,
Cetyltrimethylammoniumhydroxyd,
N-Octadecyldimethylbenzylammoniumhydroxyd, Butyltrimethylammoniumhydroxyd, Amyltrimethylammoniumhydroxyd, Dodecyltrimethylamrnoniumhydroxyd, Octadecenyltrimethylarnmoniumhydroxyd, Octadecadienyltrimethylammoniumhydroxyd, Laurylisochinoliniumhydroxyd, Hexadecyltrimethylammoniumhydroxyd, Decyltrimethylammoniumhydroxyd, 4-Cyclohexylbutyltrimethylammoniumhydroxyd, 4-Phenylbutyltrimethylammoniumhydroxyd, Dodecyltrimethylammoniumhydroxyd, Tetradecyltrimethylammoniumhydroxyd, Octadecyltrimethylammoniumhydroxyd, Octyltrimethylammoniumhydroxyd, Decyltrimethylammoniumhydroxyd, Cetyldimethylbenzylammoniumhydroxyd.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird entweder ein einziges quaternäres Ammonrumhydroxyd oder gegebenenfalls auch eine Mischung von zwei oder mehreren verschiedenen quaternären Ammoniumhydroxyden in wäßriger Lösung öder wäßriger Dispersion einem Latex zugesetzt. Zur Erzielung der mit der Erfindung angestrebten Vorteile brauchen immer nur verhältnismäßig geringe Mengen der quaternären Hydroxyde Verwendung zu finden. Im allgemeinen werden die quaternären Ammoniumhydroxyde in Gewichtsanteilen der Größenordnung von etwa 0,1% bis zu etwa 3,0% des trockenem Kautschukgehaltes des Latex verwendet. Die Zusätze sind aber auch in größeren oder kleineren Mengen wirksam.

In der Praxis ist die Erfindung besonders wirkungsvoll anwendbar, um das Zusammenfallen des Schaumes beim Geliervorgang, die Gel schrumpfung and die Bildung von Blasen in einem Schaumgummigegenstand zu verhindern und um einen Schaumgummi zu erzeugen, der eine ungewöhnlich feiöe, gleichmäßige und gleichförmige Struktur besitzt. Die Erfindung ist insbesondere mit Vorteil bei der Erzeugung von Schaumgummi aus Mischungen von Naturkautschuklatex und synthetischem Kautschuklatex anwendbar, bei welchem der Naturkautschuklatex mengenmäßig überwiegt; andererseits ist die Erfindung aber auch mit Vorteil anwendbar bei der Herstellung von Schaumgummi aus' 100% reinem Naturkauttschuklatex oder aus 100% reinem synthetischem Kautschuklatex oder schließlich auch aus Mischungen von, Naturkautschuk- und synthetischem Kautschuklatex, bei denen der überwiegende Bestandteil vom synthetischen Kautschuk gebildet wird.

Das Mischen der Latices (mit Ausnahme der Verwendung quaternärer Ammoni-umhydroxyde) für die Schaumgummibereitung erfolgt in allgemein üblicher Weise. Die verwendeten Vulkanisierzusätze enthalten die üblichen Vulkanisiermittel (für gewöhnlich Schwefel); es können die üblichen Beschleuniger, wie beispielsweise die Zinksalze von Mercaptobenzothiazol, Benzothiazoldisulfid, Zinkdiäthyldithiocarbamat, Piperidinpenthamethylendithiocarbamat, Tetramethylthiuramdisulfid u. dgl., zur Anwendung kommen; desgleichen die üblichen Aktivatoren, wie Zinkoxyd oder andere Chemikalien, die Zinkionen in Lösung zu erzeugen vermögen. Auch können die üblichen Antioxydiermittel und sonstigen gewöhnlich zur Anwendung gelangenden Mischungsstoffe benutzt werden,

Claims (2)

Patentansprüche·.

1. Verfahren zur Herstellung von Schaum-., gummi feiner, gleichförmiger Struktur durch

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Umwandlung von Kautschuklatex in Latex- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geschaum und Vulkanisieren des vorgeformten kennzeichnet, daß das quaternäre Ammonium-Schaumes, dadurch gekennzeichnet, daß dem Latex hydroxyd wenigstens einen Alkylrest mit minvor dem Aufschäumen neben einem Geliermittel destens 4 Kohlenstoffatomen enthält.

eine geringe Menge eines quaternären Ammonium- 5

hydroxyds mit einem höheren Alkyl zugesetzt In Betracht gezogene Druckschriften:

wird. USA.-Patentschrift Nr.

2 321 111.

© 709 755/432 10.57