DE102023129229A1 - Tire sealant, method for producing a tire sealant and puncture kit - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reifendichtmittel, welches wenigstens einen Kautschuklatex, wenigstens ein Tensid sowie ein Lignin-basiertes Antioxidationsmittel enthält. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Reifendichtmittels, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer wässrigen Dispersion eines Lignin-basierten Antioxidationsmittels, b) Bereitstellen eines Kautschuklatex, c) Vermischen der in Schritt a) bereitgestellten Dispersion und des in Schritt b) bereitgestellten Kautschuklatex. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Pannenset, umfassend einen Behälter mit einem Reifendichtmittel und einen Kompressor.The present invention relates to a tire sealant containing at least one rubber latex, at least one surfactant, and a lignin-based antioxidant. Furthermore, the present invention relates to a process for producing a tire sealant, comprising the following steps: a) providing an aqueous dispersion of a lignin-based antioxidant, b) providing a rubber latex, c) mixing the dispersion provided in step a) and the rubber latex provided in step b). Furthermore, the present invention relates to a puncture kit comprising a container with a tire sealant and a compressor.
Description
Die Erfindung betrifft ein Reifendichtmittel, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Reifendichtmittels sowie ein Pannenset.The invention relates to a tire sealant, a method for producing such a tire sealant and a puncture kit.
Reifendichtmittel werden zum Abdichten kleiner Löcher in Luftreifen verwendet, um eine vorübergehende Reparatur zu ermöglichen. Bei den Luftreifen handelt es sich meist um Autoreifen oder Fahrradreifen. Reifendichtmittel werden zur Pannenhilfe eingesetzt, wenn ein Reifen aufgrund einer Beschädigung ein Loch aufweist und langsam Luft verliert oder sogar platt ist. Zur Reparatur des Reifens kann in solch einem Fall ein Reifendichtmittel in den Reifen gespritzt werden, um das Leck zu verschließen und den Reifen wieder aufzupumpen. Danach kann das Fahrzeug vorübergehend weiterfahren, bis eine dauerhafte Reparatur möglich ist. Auf das Mitführen eines relativ großen und schweren Ersatzrades wird inzwischen häufig verzichtet, wenn stattdessen ein kleines und leichtes Pannenset mit Reifendichtmittel und Kompressor mitgeführt wird.Tire sealants are used to seal small holes in pneumatic tires to enable temporary repairs. Pneumatic tires are usually car tires or bicycle tires. Tire sealants are used for roadside assistance when a tire has a puncture due to damage and is slowly losing air or is even flat. To repair the tire in such a case, a tire sealant can be injected into the tire to seal the leak and re-inflate the tire. The vehicle can then be driven temporarily until a permanent repair is possible. These days, carrying a relatively large and heavy spare tire is often avoided in favor of carrying a small and lightweight repair kit with tire sealant and a compressor.
Reifendichtmittel werden auch präventiv eingesetzt, um mögliche Reifenschäden sofort zu beheben, bevor sie zu einem größeren Problem werden. Dies kann dazu beitragen, die Wahrscheinlichkeit einer Reifenpanne zu verringern. Gerade im Bereich der Fahrradreifen werden Reifendichtmittel häufiger präventiv eingesetzt. Hierbei wird das Reifendichtmittel bereits in den unbeschädigten Reifen eingefüllt. Im Falle einer Beschädigung des Reifens, wird die Schadstelle durch das Reifendichtmittel unmittelbar abgedichtet.Tire sealants are also used preventively to repair potential tire damage immediately before it becomes a major problem. This can help reduce the likelihood of a flat tire. Tire sealants are often used preventively, especially in bicycle tires. In this case, the tire sealant is already poured into the undamaged tire. In the event of a tire damage, the damaged area is immediately sealed by the tire sealant.
Da Reifendichtmittel vor Ihrem Einsatz, insbesondere in Pannensets, häufig über einen längeren Zeitraum in einem Behälter gelagert werden, ist es erforderlich, dass diese eine hohe Lagerfähigkeit, d.h. Haltbarkeit, aufweisen, um die Funktionsfähigkeit über einen langen Zeitraum zu gewährleisten. Gleichzeitig besteht bei Reifendichtmitteln die Notwendigkeit, die Formulierungen nachhaltiger zu gestalten und zunehmend auf nachwachsende Rohstoffe umzustellen. Um die geforderte hohe Lagerfähigkeit zu erreichen, werden den Reifendichtmitteln Antioxidationsmittel zugesetzt. Diese Antioxidationsmittel sind in der Regel erdölbasiert und erfordern in deren Herstellung aufwändige chemische Synthesen.Since tire sealants are often stored in a container for extended periods before use, especially in puncture repair kits, they must have a long shelf life to ensure long-term functionality. At the same time, tire sealants need to be formulated more sustainably and increasingly based on renewable raw materials. To achieve the required long shelf life, antioxidants are added to the tire sealants. These antioxidants are typically petroleum-based and require complex chemical syntheses for their production.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, ein Reifendichtmittel bereitzustellen, welches eine ausgezeichnete Lagerfähigkeit aufweist, wobei der Einsatz herkömmlicher Antioxidationsmittel zumindest reduziert ist oder ganz vermieden wird.The present invention solves the problem of providing a tire sealant which has excellent storage stability, wherein the use of conventional antioxidants is at least reduced or completely avoided.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Reifendichtmittel nach Anspruch 1 und durch ein Reifendichtmittel nach Anspruch 18, sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Reifendichtmittels nach Anspruch 15. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Pannenset nach Anspruch 19.This object is achieved by a tire sealant according to claim 1 and by a tire sealant according to claim 18, as well as by a method for producing a tire sealant according to claim 15. Furthermore, the present invention relates to a puncture kit according to claim 19.
Das erfindungsgemäße Reifendichtmittel umfasst wenigstens einen Kautschuklatex sowie ein Lignin-basiertes Antioxidationsmittel.The tire sealant according to the invention comprises at least one rubber latex and a lignin-based antioxidant.
Lignin ist der zweithäufigste Bestandteil von Pflanzenmaterial, leicht, biologisch abbaubar, umweltfreundlich und als nachwachsender Rohstoff in großen Mengen verfügbar. Lignin besitzt ein Phenylpropanoid-Grundgerüst mit phenolischen und benzylischen Hydroxyl-, Methoxyl- und Carbonylsubstitutionen, die eine antioxidative Wirkung begründen. Darüber hinaus besitzt Lignin weitere vorteilhafte Eigenschaften wie gute mechanische, physikalisch-chemische, biologische Abbaubarkeit und antioxidative Eigenschaften sowie UV-Absorptionseigenschaften und eine ausgezeichnete thermische Stabilität. Es hat sich gezeigt, dass ein auf Lignin basierendes Antioxidationsmittel, wie z.B. natürliches, d.h. unmodifiziertes, Lignin, die Haltbarkeit von Reifendichtmitteln verbessert und als Ersatz für erdölbasierte Antioxidationsmittel geeignet ist. Lignin-basierte Verbindungen wirken als Antioxidationsmittel in Reifendichtmitteln und haben daher eine vorteilhafte konservierende Wirkung, während gleichzeitig der Einsatz von erdölbasierten Verbindungen wie herkömmlichen Antioxidationsmitteln reduziert wird.Lignin is the second most abundant component of plant material. It is lightweight, biodegradable, environmentally friendly, and available in large quantities as a renewable resource. Lignin possesses a phenylpropanoid backbone with phenolic and benzylic hydroxyl, methoxyl, and carbonyl substitutions, which confer antioxidant activity. Furthermore, lignin possesses other advantageous properties such as good mechanical, physicochemical, biodegradability, and antioxidant properties, as well as UV absorption properties and excellent thermal stability. A lignin-based antioxidant, such as natural, i.e., unmodified lignin, has been shown to improve the shelf life of tire sealants and is suitable as a replacement for petroleum-based antioxidants. Lignin-based compounds act as antioxidants in tire sealants and therefore have a beneficial preservative effect while reducing the use of petroleum-based compounds such as conventional antioxidants.
Das Antioxidationsmittel auf Ligninbasis ist vorzugsweise natürliches Lignin. Unter natürlichem Lignin wird hier das aus lignozellulosehaltigen Materialien wie Holz gewonnene Lignin verstanden. Das natürliche Lignin kann insbesondere Kraft-Lignin, Soda-Lignin oder Organosolv-Lignin sein.The lignin-based antioxidant is preferably natural lignin. Natural lignin here refers to lignin obtained from lignocellulosic materials such as wood. Natural lignin can, in particular, be kraft lignin, soda lignin, or organosolv lignin.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Lignin-basierte Antioxidationsmittel ein Lignin-Derivat. Mit Lignin-Derivat ist hier ein chemisch modifiziertes Lignin gemeint. Dem Fachmann sind verschiedene Derivate von Lignin bekannt, wie sulfoniertes Lignin, oxidiertes Lignin, verestertes Lignin und mit Alkali behandeltes Lignin. Die Sulfonierung von Lignin sowie die Alkalibehandlung können die Dispergierbarkeit von Lignin verbessern und damit die Herstellung von Reifendichtmitteln erleichtern. Durch die Veresterung kann die Polarität des veresterten Lignins herabgesetzt und damit die Kompatibilität mit Kautschuk verbessert werden.According to another preferred embodiment of the present invention, the lignin-based antioxidant is a lignin derivative. Lignin derivative refers here to a chemically modified lignin. Various lignin derivatives are known to those skilled in the art, such as sulfonated lignin, oxidized lignin, esterified lignin, and alkali-treated lignin. Sulfonation of lignin and alkali treatment can improve the dispersibility of lignin and thus facilitate the production of tire sealants. Esterification can reduce the polarity of the esterified lignin and thus improve its compatibility with rubber.
Bei dem erfindungsgemäßen Reifendichtmittel ist das Lignin-basierte Antioxidationsmittel vorzugsweise im Reifendichtmittel dispergiert. Dadurch wird eine hohe Durchdringung des Reifendichtmittels mit dem Antioxidationsmittel erreicht und die antioxidative Wirkung tritt besonders gut ein.In the tire sealant according to the invention, the lignin-based antioxidant is preferably dispersed in the tire sealant. This ensures high penetration of the antioxidant into the tire sealant, resulting in a particularly effective antioxidant effect.
Die Menge des Lignin-basierten Antioxidationsmittels kann in dem erfindungsgemäßen Reifendichtmittel variieren, wobei die Menge so gewählt wird, dass die gewünschte Konservierungswirkung erzielt wird. Die hierfür erforderliche Mindestmenge kann in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, wie z.B. der Sauerstoffdurchlässigkeit des Behälters, in dem das Reifendichtmittel aufbewahrt wird, oder den Lagerbedingungen, über einen weiten Bereich variieren.The amount of the lignin-based antioxidant in the tire sealant of the invention can vary, with the amount being selected to achieve the desired preservative effect. The minimum amount required for this purpose can vary widely depending on various factors, such as the oxygen permeability of the container in which the tire sealant is stored or the storage conditions.
Zur Erzielung einer gewünschten Konservierungswirkung enthält das Reifendichtmittel das Lignin-basierte Antioxidationsmittel vorzugsweise in einer Menge von mindestens 0,10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reifendichtmittels. Bevorzugt beträgt die Menge des ligninbasierten Antioxidationsmittels mindestens 0,20 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 0,30 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens 0,50 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 1,0 Gew.-%.To achieve a desired preservative effect, the tire sealant preferably contains the lignin-based antioxidant in an amount of at least 0.10 wt.%, based on the total weight of the tire sealant. Preferably, the amount of the lignin-based antioxidant is at least 0.20 wt.%, more preferably at least 0.30 wt.%, even more preferably at least 0.50 wt.%, and most preferably at least 1.0 wt.%.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Reifendichtmittel in einem Kunststoffbehälter enthalten. Kunststoffbehälter sind im Vergleich zu Glasbehältern oder Metallbehältern deutlich leichter. Gegenüber Glasbehältern haben Kunststoffbehälter zudem den Vorteil, dass sie bruchsicherer sind und ein geringeres Gewicht aufweisen. Allerdings weisen Kunststoffbehälter in der Regel eine höhere Sauerstoffdurchlässigkeit auf, so dass darin gelagerte Substanzen wie das erfindungsgemäße Reifendichtmittel oxidativen Bedingungen ausgesetzt sind. Die Lagerung des erfindungsgemäßen Reifendichtmittels in einem Kunststoffbehälter ist aufgrund der konservierenden Wirkung des Lignin-basierten Antioxidationsmittels über einen längeren Zeitraum unter Beibehaltung einer hohen Dichtwirkung möglich. Als Kunststoffbehälter kann beispielsweise eine Kunststoffflasche oder ein IBC-Container eingesetzt werden.According to a preferred embodiment, the tire sealant is contained in a plastic container. Plastic containers are significantly lighter than glass or metal containers. Compared to glass containers, plastic containers also have the advantage of being more shatter-resistant and lighter in weight. However, plastic containers generally have higher oxygen permeability, meaning that substances stored therein, such as the tire sealant according to the invention, are exposed to oxidative conditions. Due to the preservative effect of the lignin-based antioxidant, storage of the tire sealant according to the invention in a plastic container is possible for an extended period of time while maintaining a high sealing effect. A plastic bottle or an IBC container, for example, can be used as the plastic container.
Bevorzugt enthält das Reifendichtmittel ein Tensid, besonders bevorzugt beträgt die Menge des Tensids weniger als 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reifendichtmittels, noch bevorzugter weniger als 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reifendichtmittels. Das Tensid verbessert auch die Lagerstabilität des Reifendichtmittels, da es eine unerwünschte Koagulation der Kautschukpartikel während der Lagerung verhindert. Bei Verwendung von mehr als 50 Gew.-% Tensid besteht die Gefahr einer Verschlechterung der Dichtwirkung. Um eine vorteilhafte Wirkung auf die Lagerstabilität zu erzielen, beträgt die Menge des Tensids vorzugsweise nicht weniger als 0,10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reifendichtmittels. Besonders bevorzugt ist das Tensid eine natürliche Verbindung. Dies trägt weiter zur Reduzierung von Materialien auf Erdölbasis bei.The tire sealant preferably contains a surfactant. More preferably, the amount of surfactant is less than 50% by weight based on the total weight of the tire sealant, and even more preferably less than 40% by weight based on the total weight of the tire sealant. The surfactant also improves the storage stability of the tire sealant because it prevents undesirable coagulation of the rubber particles during storage. Using more than 50% by weight of surfactant risks deteriorating the sealing effect. To achieve a beneficial effect on storage stability, the amount of surfactant is preferably not less than 0.10% by weight based on the total weight of the tire sealant. More preferably, the surfactant is a natural compound. This further contributes to the reduction of petroleum-based materials.
Grundsätzlich können für das hier beschriebene Reifendichtmittel verschiedene Arten von Kautschuklatex verwendet werden. Dabei kann es sich sowohl um Synthesekautschuklatex als auch um Naturkautschuklatex handeln. Insbesondere Naturkautschuklatex wird für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Reifendichtmittel bevorzugt. Naturkautschuklatex hat zum einen eine hervorragende Wirkung als Dichtmittel und ist zum anderen ein natürlicher und nachwachsender Rohstoff. Durch die Verwendung von Naturkautschuklatex kann somit der Einsatz von erdölbasierten Materialien weiter reduziert werden. Naturkautschuklatex, der der bevorzugte Kautschuklatex der vorliegenden Erfindung ist, umfasst auch hochreinen Naturkautschuklatex (HPNR) und modifizierten Naturkautschuklatex. HPNR ist insbesondere ammoniakfreier Naturkautschuklatex.In principle, various types of rubber latex can be used for the tire sealant described here. These can be either synthetic rubber latex or natural rubber latex. Natural rubber latex is particularly preferred for use in the tire sealant according to the invention. Natural rubber latex has an excellent sealant effect and is also a natural and renewable raw material. The use of natural rubber latex can thus further reduce the use of petroleum-based materials. Natural rubber latex, which is the preferred rubber latex of the present invention, also includes high-purity natural rubber latex (HPNR) and modified natural rubber latex. HPNR is, in particular, ammonia-free natural rubber latex.
Vorzugsweise enthält das Reifendichtmittel 40 bis 70 Gew.-% Kautschuklatex, insbesondere Naturkautschuklatex, noch bevorzugter liegt der Anteil an Kautschuklatex im Bereich von 50 bis 65 Gew.-% und noch bevorzugter im Bereich von 55 bis 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reifendichtmittels. Enthält das Reifendichtmittel weniger als 40 Gew.-% Kautschuklatex, besteht die Gefahr, dass eine Reifenpanne nur unzureichend oder zu langsam abgedichtet wird und sich die Leistungsfähigkeit des Dichtmittels verschlechtert. Bei einem Kautschuk-Latex-Anteil von mehr als 70 Gew.-% kann es zu einer Verschlechterung der Injektions- und Lagerfähigkeit des Reifendichtmittels kommen.The tire sealant preferably contains 40 to 70 wt.% rubber latex, especially natural rubber latex. More preferably, the rubber latex content is in the range of 50 to 65 wt.%, and even more preferably in the range of 55 to 65 wt.%, based on the total weight of the tire sealant. If the tire sealant contains less than 40 wt.% rubber latex, there is a risk that a puncture will be sealed inadequately or too slowly, and the performance of the sealant will deteriorate. A rubber latex content of more than 70 wt.% may impair the injection and storage properties of the tire sealant.
Zur Erhöhung der Dichtwirkung enthält das erfindungsgemäße Reifendichtmittel vorzugsweise zusätzlich einen Klebrigmacher. Als Klebrigmacher können Kunstharze, aber auch Kohlenhydrate eingesetzt werden. Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße Reifendichtmittel einen Klebrigmacher in Form eines Kohlenhydrats. Kohlenhydrate sind natürliche nachwachsende Rohstoffe, so dass der Einsatz von erdölbasierten Materialien weiter reduziert wird, wenn anstelle eines Kunstharzes ein Kohlenhydrat als Klebrigmacher eingesetzt wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Klebrigmacher in Form eines Kohlenhydrats Saccharose, Glucose, Fructose oder ein Gemisch davon.To increase the sealing effect, the tire sealant according to the invention preferably additionally contains a tackifier. Synthetic resins, but also carbohydrates, can be used as tackifiers. The tire sealant according to the invention particularly preferably contains a tackifier in the form of a carbohydrate. Carbohydrates are natural, renewable raw materials, so the use of petroleum-based materials is further reduced when a carbohydrate is used as a tackifier instead of a synthetic resin. According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the tackifier in the form of a carbohydrate is sucrose, glucose, fructose, or a mixture thereof.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Menge an Klebrigmacher im Reifendichtmittel im Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reifendichtmittels, weiter bevorzugt im Bereich von 5 bis 25 Gew.-% und noch weiter bevorzugt im Bereich von 10 bis 23 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des Reifendichtmittels. Wenn mehr als 30 Gew.-% Klebrigmacher im Reifendichtmittel enthalten sind, besteht die Gefahr, dass die Viskosität der wässrigen Lösung des Klebrigmachers erhöht und die Injizierbarkeit verschlechtert wird. Wenn jedoch weniger als 1 Gew.-% Klebrigmacher im Reifendichtmittel enthalten sind, kann sich die Zeit bis zum Abdichten eines Reifenschadens verlängern und die Dichtwirkung verschlechtern.According to another preferred embodiment of the present invention, the amount of tackifier in the tire sealant is in the range of 1 to 30 wt.%, based on the total weight of the tire sealant, more preferably in the range of 5 to 25 wt.%, and even more preferably in the range of 10 to 23 wt.%, based on 100 wt.% of the tire sealant. If more than 30 wt.% of tackifier is contained in the tire sealant, there is a risk that the viscosity of the aqueous solution of the tackifier will increase and the injectability will deteriorate. However, if less than 1 wt.% of tackifier is contained in the tire sealant, the time until a tire puncture is sealed may be prolonged and the sealing effect may deteriorate.
Das Reifendichtmittel enthält vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% eines Frostschutzmittels, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reifendichtmittels, vorzugsweise liegt die Menge des Frostschutzmittels im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% und noch bevorzugter im Bereich von 17 bis 25 Gew.-%. Wenn weniger als 10 Gew.-% Frostschutzmittel verwendet werden, kann die Anwendbarkeit in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen beeinträchtigt werden. Wenn der Anteil des Frostschutzmittels jedoch 30 Gew.-% übersteigt, besteht die Gefahr, dass die Dichtleistung beeinträchtigt wird.The tire sealant preferably contains 10 to 30% by weight of an antifreeze based on the total weight of the tire sealant. Preferably, the amount of antifreeze is in the range of 15 to 25% by weight, and more preferably in the range of 17 to 25% by weight. If less than 10% by weight of antifreeze is used, applicability in low-temperature environments may be impaired. However, if the antifreeze content exceeds 30% by weight, there is a risk of deteriorating the sealing performance.
Das Frostschutzmittel ist nicht limitiert, bevorzugte Beispiele für Frostschutzmittel sind jedoch Ethylenglykol, Glycerin, Propylenglykol, Diethylenglykol, Ethanol und Methanol sowie Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Stoffe.The antifreeze is not limited, but preferred examples of antifreeze are ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, diethylene glycol, ethanol and methanol, as well as mixtures of two or more of these substances.
Im Reifendichtmittel der vorliegenden Erfindung ist der kombinierte Gehalt an natürlichen Bestandteilen vorzugsweise gleich oder größer als 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Reifendichtmittels, besonders bevorzugt gleich oder größer als 98 Gew.-%, noch bevorzugter gleich oder größer als 99,5 Gew.-%, und ganz besonders bevorzugt besteht das Reifendichtmittel ausschließlich aus natürlichen Bestandteilen. Durch den hohen Anteil an natürlichen Bestandteilen ist das Reifendichtmittel ressourcenschonend und umweltfreundlich.In the tire sealant of the present invention, the combined content of natural components is preferably equal to or greater than 95 wt.%, based on the total mass of the tire sealant, more preferably equal to or greater than 98 wt.%, even more preferably equal to or greater than 99.5 wt.%, and most preferably the tire sealant consists exclusively of natural components. Due to the high proportion of natural components, the tire sealant is resource-saving and environmentally friendly.
Im Zusammenhang mit dieser Anmeldung bezieht sich der Begriff „natürlicher Bestandteil“ auf in der Natur vorkommende Verbindungen und Derivate von in der Natur vorkommenden Verbindungen, d. h. auf eine Verbindung, die in der Natur vorkommt, aber z. B. durch eine chemische Reaktion verändert wurde. Petrochemische Erzeugnisse sind keine natürlichen Bestandteile.In the context of this application, the term "natural constituent" refers to naturally occurring compounds and derivatives of naturally occurring compounds, i.e., a compound that occurs naturally but has been modified, for example, by a chemical reaction. Petrochemical products are not natural constituents.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Reifendichtmittel ein Pannendichtmittel. Das Reifendichtmittel dient zum Reparieren von Löchern in Reifen, insbesondere Autoreifen. Besonders bevorzugt ist das Reifendichtmittel Bestandteil eines Pannensets mit einem Kompressor und einem Behälter, in dem das Pannendichtmittel enthalten ist. Der Behälter besteht vorzugsweise aus Kunststoff.In a preferred embodiment of the present invention, the tire sealant is a puncture sealant. The tire sealant is used to repair holes in tires, especially car tires. Particularly preferably, the tire sealant is part of a puncture kit with a compressor and a container containing the puncture sealant. The container is preferably made of plastic.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Reifendichtmittel ein Reifendichtmittel für den präventiven Einsatz. Reifendichtmittel für den präventiven Einsatz werden vorsorglich in Luftreifen eingefüllt, um mögliche Reifenschäden sofort zu beheben, bevor sie zu einem größeren Problem werden.According to an alternative embodiment of the present invention, the tire sealant is a preventative tire sealant. Preventative tire sealants are injected into pneumatic tires as a precautionary measure to immediately repair potential tire damage before it becomes a major problem.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte a) bis c): a) Bereitstellen einer wässrigen Dispersion eines Lignin-basierten Antioxidationsmittels, b) Bereitstellen eines Kautschuklatex, c) Mischen der in Schritt a) bereitgestellten Dispersion und des in Schritt b) bereitgestellten Kautschuklatex.The process of the present invention comprises the following steps a) to c): a) providing an aqueous dispersion of a lignin-based antioxidant, b) providing a rubber latex, c) mixing the dispersion provided in step a) and the rubber latex provided in step b).
Die Einarbeitung von Lignin und Lignin-Derivaten in einen Kautschuklatex ist aufgrund der Polarität des Lignin-Grundgerüsts, die zu starken Selbstwechselwirkungen führt, nicht einfach. Wird Lignin oder ein Lignin-Derivat direkt, d.h. nicht als Dispersion, in einen Kautschuklatex eingemischt, kommt es insbesondere bei Naturkautschuklatex zu einer unerwünschten Koagulation des Latex. Eine Verwendung als Reifendichtmittel ist nach der Koagulation nicht mehr möglich, da der koagulierte Latex nicht in einen Reifen eingespritzt werden kann. Wird jedoch zunächst eine Lignin-Dispersion bzw. eine Lignin-Derivat-Dispersion hergestellt, so kann diese mit einem Kautschuklatex vermischt werden, ohne dass es zu einer Koagulation des Latex kommt.The incorporation of lignin and lignin derivatives into a rubber latex is not easy due to the polarity of the lignin backbone, which leads to strong self-interactions. If lignin or a lignin derivative is mixed directly into a rubber latex, i.e., not as a dispersion, undesirable coagulation of the latex occurs, particularly in natural rubber latex. Use as a tire sealant is no longer possible after coagulation, as the coagulated latex cannot be injected into a tire. However, if a lignin dispersion or a lignin derivative dispersion is first prepared, This means that it can be mixed with a rubber latex without causing the latex to coagulate.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zur Herstellung eines Reifendichtmittels gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt. Es versteht sich, dass die für das erfindungsgemäße Reifendichtmittel beschriebenen Einzelheiten auch für das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Reifendichtmittel gelten.The process according to the invention is preferably used to produce a tire sealant according to the present invention. It is understood that the details described for the tire sealant according to the invention also apply to the tire sealant produced using the process according to the invention.
Die Herstellung der Dispersion in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf verschiedene Weise erfolgen. Vorzugsweise erfolgt sie durch Einwirkung von Scherkräften, beispielsweise durch Rühren oder Schütteln eines Lignin-basierten Antioxidationsmittels in Wasser. Alternativ oder zusätzlich zur Einwirkung von Scherkräften kann die Dispergierung des Lignin-basierten Antioxidationsmittels auch durch eine Alkalibehandlung erfolgen.The dispersion in step a) of the process according to the invention can be prepared in various ways. It is preferably carried out by applying shear forces, for example, by stirring or shaking a lignin-based antioxidant in water. Alternatively, or in addition to applying shear forces, the lignin-based antioxidant can also be dispersed by alkali treatment.
Ein Reifendichtmittel das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist, ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.A tire sealant obtainable by the process according to the invention is also the subject of the present invention.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Pannenset, das einen Behälter mit dem Reifendichtmittel der vorliegenden Erfindung und einen Kompressor umfasst.The present invention further relates to a puncture kit comprising a container with the tire sealant of the present invention and a compressor.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.The invention is described in more detail below using examples, although the invention is not limited to these examples.
Reifendichtmittel mit den in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen wurden hergestellt, indem zunächst eine Lignindispersion hergestellt wurde und diese anschließend zusammen mit den weiteren in Tabelle 1 gezeigten Inhaltsstoffen so gemischt wurde, dass die erhaltenen Reifendichtmittel die in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen aufweisen. Die in Tabelle 1 angegebenen Werte sind Gewichtsanteile. Der Gewichtsanteil des Lignins bezieht sich auf die Trockenmenge des eingesetzten Lignins. Tabelle 1
Im Folgenden sind die eingesetzten Materialien näher beschrieben: Naturkautschuk-Latex: CAS Num.: CAS: 9006-04-6 von Thai Eastern Frostschutzmittel: Glycerin: CAS: 56-81-5 von Sigma Aldrich Klebrigmacher: Saccharose: CAS Num.: CAS: 57-50-1 von Südzucker Lignin: CAS Num.: 8068-05-1 von Sigma Aldrich Tensid: Brij O10: CAS Num.: 9004-98-2 von Sigma Aldrich Antioxidationsmittel: 2,5-Di-tert-butylhydrochinon: CAS Num.: 88-58-4 von Sigma AldrichThe materials used are described in more detail below: Natural rubber latex: CAS Num.: CAS: 9006-04-6 from Thai Eastern Antifreeze: Glycerin: CAS: 56-81-5 from Sigma Aldrich Tackifier: Sucrose: CAS Num.: CAS: 57-50-1 from Südzucker Lignin: CAS Num.: 8068-05-1 from Sigma Aldrich Surfactant: Brij O10: CAS Num.: 9004-98-2 from Sigma Aldrich Antioxidant: 2,5-Di-tert-butylhydroquinone: CAS Num.: 88-58-4 from Sigma Aldrich
Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Reifendichtmittel wurden Fahrversuche, d.h. Straßentests, mit einem Falken Ziex 914 Reifen der Größe 205/55 R16 durchgeführt. Ein Einstichloch mit einem Durchmesser von 6 mm wurde in die Schulterrille der Lauffläche eines Reifens gebohrt. Anschließend wurden 450 ml Reifendichtmittel über das Reifenventil eingespritzt und der Reifen mit Hilfe eines Kompressors aufgepumpt, bis ein Druck von 2,5 bar erreicht war. Anschließend wurde der Reifen einer intermittierenden Fahrt unterzogen. Der Reifen wurde 5 Minuten lang mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 50 km/h gefahren und dann überprüft und ggf. erneut auf einen Druck von 2,5 bar aufgepumpt. Der intermittierende Fahrversuch wurde so lange wiederholt, bis keine Luft mehr austrat und der Reifen einen dichten Zustand aufwies, d. h. nach dem Besprühen mit Wasser in der Nähe des Einstichlochs keine Blasenbildung mehr zu beobachten war, was dadurch belegt wurde, dass der zuletzt gemessene Reifendruck dem zuvor gemessenen Reifendruck entsprach oder diesen überstieg. Die während der intermittierenden Fahrten beobachteten Dichtleistungen sind in Tabelle 2 aufgeführt. Bezüglich der Dichtleistungen bedeuten A, B und C das folgende:
- „A“: erfolgreich durchgeführt nach mehr als 5 Minuten und nicht mehr als 10 Minuten.
- „B“: erfolgreich abgeschlossen nach mehr als 10 Minuten und nicht mehr als 15 Minuten.
- „C“: erfolgreich abgeschlossen nach mehr als 15 Minuten und nicht mehr als 30 Minuten.
- “A”: successfully completed after more than 5 minutes and not more than 10 minutes.
- “B”: successfully completed after more than 10 minutes and not more than 15 minutes.
- “C”: successfully completed after more than 15 minutes and not more than 30 minutes.
A ist die beste Note, A ist besser als B und B ist besser als C. Die Untersuchungen wurden sowohl im Sommer als auch im Winter durchgeführt, wobei kein wesentlicher Unterschied zwischen Sommer und Winter zu beobachten war.A is the best grade, A is better than B and B is better than C. The studies were conducted in both summer and winter, and no significant difference was observed between summer and winter.
Die Stabilität der Dichtmittel wurde nach
Vor der Alterung zeigten alle Dichtmittel eine hervorragende Dichtleistung. Die Stabilität der Dichtmittel ist ohne Antioxidationsmittel-Zusatz schlechter als mit Antioxidationsmittel-Zusatz, wie ein Vergleich der Beispiele 1 und 2 mit Vergleichsbeispiel 1 zeigt. Bereits eine geringe Zugabe von 0,5 Gew.-% Lignin verbessert das Alterungsverhalten des Reifendichtmittels, selbst bei einem Behälter aus PE-LD, der eine relative hohe Sauerstoffpermeabilität aufweist. Durch Erhöhung des Ligningehalts auf 1,5 Gew.-% konnte das Alterungsverhalten weiter verbessert werden. Die Verbesserung des Alterungsverhaltens wurde allein durch den Ligninzusatz erreicht, ohne dass weitere synthetische Antioxidationsmittel notwendig waren. Beispiel 1 weist gleichgute Eigenschaften auf, wie Vergleichsbeispiel 2, welches ein herkömmliches erdölbasiertes Antioxidationsmittel enthält. Dies Zeigt, dass Lignin geeignet ist herkömmliche erdölbasierte Antioxidationsmittel zu ersetzen.Before aging, all sealants demonstrated excellent sealing performance. The stability of the sealants is poorer without the addition of antioxidants than with the addition of antioxidants, as shown by a comparison of Examples 1 and 2 with Comparative Example 1. Even a small addition of 0.5 wt.% lignin improves the aging behavior of the tire sealant, even in a container made of LDPE, which has a relatively high oxygen permeability. Increasing the lignin content to 1.5 wt.% further improved the aging behavior. The improvement in aging behavior was achieved solely by the addition of lignin, without the need for additional synthetic antioxidants. Example 1 exhibits equally good properties as Comparative Example 2, which contains a conventional petroleum-based antioxidant. This demonstrates that lignin is suitable for replacing conventional petroleum-based antioxidants.
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