DE1470813A1 - Verfahren zur Herstellung von ozonbestaendigen Gummiwaren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von ozonbestaendigen GummiwarenInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von ozonbestandigen Gummiwaren Aus natUrlichem oder synthetischem Kautschuk durch Vulkanisation hergestellte Gebrauchsartikel bekommen bekanntlich Risse, wenn ihre Oberfläche unter mechanischer Beanspruchung steht und den EinflUssen der Atmosphäre ausgesetzt ist. Hierbei kann die mechanische Spannung sowohl zeitlich konstant (statisch) als auch periodisch veränderlich (dynamisch) sein. Es ist bekannt, daß das in der AtmosphRre in kleinen Konzentrationen vorkommende Ozon fUr die Entstehung dieser Risse verantwortlich ist und daß insbesondere die Wahl der fUr den betreffenden Artikel verwendeten Elastomeren fUr die Bestindigkeit gegen diese Art Rißbildung von großer Bedeutung ist. So sind beispielsweise ganz oder weitgehend gesättigte Elastomere, wie Silikonkautschuk oder Butylkautschuk, rechtwiderstandsfähig gegen solche Degradationserscheinungen. Im Gegensatz dazu sind gerade diejenigen Eiastomertypen am rißanfälligsten, die in der Gummiindustrie in größtem Umfang gebraucht werden, nämlich Naturkautschuk und Butadien-Styrol-Kautschuk.
- Es ist bekannt, da8 man Vulkanisate aus den letztgenannten Elastomeren in wirksamer Weise durch Einarbeiten von Derivaten des p-Phenylendiamins gegen die Ozonrißbildung schützen kann. In größtem Umfang gebraucht wird z. B. das s N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, welches sowohl bei statischer als auch bei dynamischer Beanspruchung eine sehr gute Schutzwirkung verleiht. N, N'-Dialkylp-phenylendiamine ergeben sehr gute Schutzwirkung bei statischer Beanspruchung, aber im allgemeinen eine weniger gute bei dynamischer.
- Es wurde nun gefunden, daß sich N-Phenyl-Nt- (1, 2-dimethylpropyl)-p-phenylendiamin besonders gut als Ozonschutzmittel zur Herstellung von ozonbestandigen Gummiwaren eignet.
- Die durch die erfindungsgemäB verwendete Verbindung geschützten Gummiwaren zeigen sowohl bei statischer als auch bei dynamischer Prüfung deutliche Vorteile gegenüber solchen, die mit den bisher besten Ozonschutzmitteln versetzt sind, d. h. der Beginn der RiB-bildung wird noch stErker verzdgert und das Wachstum der Risse welter verlangsamt.
- Die erfindungsgemä verwendete Verbindung läßt sich einwandfrei in Kautschuk einmischen und zeigt eine gute Verteilung. Innerhalb der fUr eine Schutzwirkung notwendigen Dosierungen zeigt sich keine Tendenz zum AusblUhen. Die mechanischen Werte der Vulkanisate werden durch die erfindungsgemäß verwendete Verbindung nicht verkndert. Es werden z. B. Dosierungen zwischen 0, 1 und 5 Gewichtsteilen, gerechnet auf Elastomer, angewendet. Insbesondere kommen Dosierungen zwischen 0, 5 und 3 % zur Anwendung. Das erfindungsgemäß verwendete Ozonschutzmittel kann auch in Verblndung mit anderen Ozonschutzmitteln eingesetzt werden. Weiterhin können den zu schützenden Polymeren die Ublichen Zusltze zugemischt werden.
- Das erflndungsgemaB verwendete Ozonschutzmittel kann eingesetzt werden in Naturkautschuk und synthetischen Elastomeren, die Doppelbindungen enthalten, so beispielsweise in Polymerisaten aus Butadien, Isopren, Dimethylbutadien und ihren Homologen, ferner in Mischpolymerisaten aus. konjugierten Diolefinen mit polymerlsierbaren Vinylverbindungen, wie z. B. Styrol, Methylstyrol, Divinylbenzol, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylaten oder Methacrylaten sowie Mischpolymerisaten, die aus Isoolefinen wie Isobutylen oder seinen Homologen, und geringen Mengen von konjugierten Diolefinen erhalten werden. Weiterhin können solche Polymerisate geschUtzt werden, die aus Chlorbutadien erhalten werden, sowie Mischpolymerisate des Chlorbutadiens mit Mono-und/ oder Diolefinen oder polymerisierbaren Vinylverbindungen.
- Beispiel a) Wirksamkeit bei statischer Beanspruchung Folgende Mischungen vom Typ Autoreifen-Lauffläche wurden auf der Walze hergestellt : 1 A 1 B 1 C Gew. Tle. Gew. Tle. Gew. Tle.
- Olverstreckter Styrol-Butadien-Kautschuk (37,5 Gew.Tle. Öl auf 100,0 Gew.Tle. Elastomer) 100 100 100 Zinkoxyd 5 5 5 Hineralolweichmacher 444 ISAF-Ruß 55 55 55 Stearinsäure 2 2 2 2-Benzothiazyl-N-cyclohexylsulfenamid 1,3 1,3 1,3 Schwefel 1, 6 1,6 1, 6 N-Phenyl-Nt-isopropyl-pphenylendiamin-2-N-Phenyl-N-(1, 2-dimethylpropyl)-p-phenyiendiamin--2 Von diesen Mischungen wurden 0, 4 x 4, 5 x 4, 5 cm groBe Profkörper vulkanisiert (Preßvulkanisation 30 Minuten bei 151°C).
- Die PrUflinge wurden dann in einen Kunststoffrahmen so eingespannt, daß an der OberflSche Dehnungen von jeweils 10, 20 und 35 % resultierten. Die so gebogenen Prüflinge wurden in.
- Südrichtung und ohne Abdeckung 3 Monate lang bewettert.
- In bestimmtem, in der weiter unten stehenden Tabelle angegebenem Abstand wurde die RiBbildung bewertet, und zwar sowohl die Gesamtzahl der mit freiem Auge sichtbaren Risse als auch deren durchschnittliche Länge gemäß folgendem Schema : Zahl der Risse Durchschnittliche Länge der Risse kein RiS 0 ohne Befund 0 1- 3 Risse 1 Risse eben sichtbar, bis 1 mm 1 4-9 Risse 2 1-3 mm 2 10-27 Risse 3 3-8 mm 3 28-81 Risse 4 Uber 8 mm 4 82-243 Risse 5 Uber 244 Risse 6 In der folgenden Tabelle sind beide Bewertungen durch einen senkrechten Strich getrennt. Die Bewertung der RiBzahl steht stets zuerst.
- Vulkanisat 1 A (zum Vergleich) Dehnung (%) Bewertung nach Tagen 0 2 8 20 50 100 10 0/0 3/1 4/2 5/2 5. 2 5/2 20 0/0 4/1 5/2 6/2 6/2 6/2 35 o/o 5/1 6/1 6/2 6/2 6/2 Vulkanisat 1 B (zum Vergleich) Dehnung (%) Bewertung nach Tagen 0 2 8 20 50 100 10 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 20 0,0 0/0 0/0 3/1 3/1 3/1 35 0/0 0/0 3/1 4/1 4/1 4/1 Vulkar. isat 1 C Dehnung (%) Bewertung nach Tagen 0 2 8 20 50 100 10 0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 20 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 35 0/0 0/0 0/0 0/0 2/1 3/1 Wiederholung 1 C Dehnung (%) Bewertung nach Tagen 0 2 8 20 50 100 10 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 20 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 35 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 b) Wirksamkeit bei dynamischer Beanspruchung Folgende Mischungen wurden auf der Walze hergestellt : 2 A 2 B 2 C Gew.Tle. Gew.Tle. Gew. Te.
- Smoked Sheets 100 100 100 Zinkoxyd 5 5 5 ISAF-Ruß 48 48 48 Mineralölweichmacher 2,5 2,5 2,5 Stearinsäure 3 3 3 Schwefel 2, 5 2, 5 2, 5 Paraffin 0,8 0,8 2-Benzothizyl-N-cyclohexylsulfenamid 0,5 0,5 0,5 N-Phenyl-N'-isopropylp-phenylendiamin-0, 7-N-Phenyl-N'-(1,2-dimethylpropyl)-p-phenylendimain - - 0,7 Von obigen Mischungen wurden De Mattia-Prüfkorper gemäß DIN 53522 durch PreBvuikanisation (30 Minuten bei 143°C) hergestellt. Darauf wurden die Prüfkörper einem Dauerknick-Versuch im De Mattia-Gerät gemäß DIN 53522 unterworfen. Zur Beurteilung der Rißbildung diente eine Musterskala, die von 10 % RiBbildung (sehr wenige kieine Risse) bis 100 % Rißblldung (Totalbruch) reichte.
- Es wurden folgende Ergebnisse erhalten : Mischung Nr. Zahl der Knickungen (in Tausend) bis zu einer 10 20 40 60 80 100 % 2 A 41 63 102 118 136 150 2 B 166 205 256 335 358 450 2 c 166 263 365 445 503 c) Dynamische Beanspruchung mit niedriger Frequenz ("halbstatische Beanspruchung") Mischungsherstellung wie unter b) Es wurden 0, 4 x 20 x 2, 5 cm PrUflaschen geheizt (30 Minuten bei 143°C). Die Laschen wurden einseitig mit 2,5 kg belastet, das freie Ende des Prüfkörpers über eine Welle gelegt und an einem auf-und abgehenden Exzenter befestigt. Die Laschen wurden dann bei einer Frequenz von 6/Minute 7 bzw. 14 Tage über die sich drehende Welle auf und abgezogen. Dann wurde die erfolgte RiBbildung mit der nachstehenden Musterskala verglichen : 3 starke RiBbildung 2 mäßige Rißbildung 1 schwache Rißbildang 0 keine RiBbildung Es wurden folgende Ergebnisse erhalten : Mischung Nr. Bewertung nach Tagen 7 14 2 A 2-3 3 2 B 0-1 1 2 C 0 0-1
Claims (2)
- Patentansprüche 1) Verfahren zur Herstellung ozonbeständiger Gummiwaren, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ozonschutzmittel N-Phenyl-N'-(1,2-dimethylolpropyl)-p-phenylendiamin verwendet.
- 2) N-Phenyl-N'- (1, 2-dimethylolpropyl)-p-phenylendiamin.
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