DE1770260A1 - Antiozon-Mittel enthaltende Gummigemische - Google Patents
Antiozon-Mittel enthaltende GummigemischeInfo
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Description
WESTERN ELECTRIC COMPANY Incorporated R. W. Murray -
New York, N. Y., 10007, USA
Antiozon-Mittel enthaltende Gummigemische
Die Erfindung befaßt sich mit dem Schutz von Gummi gegen Beeinträchtigungen
durch Einwirkung von Ozon.
Es ist allgemein bekannt, daß durch Vulkanisation hergestellte Gegenstände aus synthetischen und natürlichem Gummi rissig
werden, wenn sie für längere Zeit der Atmosphäre ausgesetzt sind; ein solches Rissigwerden wird den kleinen Ozonmengen
in der atmosphärischen Luft zugeschrieben. Demgemäß haben auf dem einschlägigen Gebiet tätige Fachleute eine große Zahl
verschiedenartiger Antiozon-Mittel vorgeschlagen, welche die
nachteiligen Einwirkungen des Ozons möglichst weitgehend verhindern sollen. Unglücklicherweise werden die meisten solcher
Gemische unter dem Einfluß von Licht entfärbt oder erleiden Anfressungen, so daß solche Gemische auf dunkelfarbige Gummiarien
beschränkt sind, welche Ruß enthalten. Diejenigen Gemische, welche keine Entfärbung hervorrufen oder weniger durch Anfressungen
gefährdet sind, erfuhren Beeinträchtigungen durch den Einfluß von Ozon. Die Bemühungen zur Auffindung wirksamer
Antiozon-Mittel, welche den angegebenen Mangel und Unzulänglichkeiten
nicht zeigen, hat daher nicht aufgehört.
209812/1332 8AD original
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Gemisch offenbar gemacht, welches aus einem mit Schwefel vulkanisierbarem Butadien-Gummimaterial
und einem Antiozon-Mittel besteht, mit der Besonderheit,
daß das Antiozon-Mittel der allgemeinen Formel
HN-/->-(CHJn - ^ >-NH
wobei η eine ganze Zahl ist, das Antiozon-Mittel mit mehr als
1 Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteilen Gummimaterial in dem Gemisch enthalten ist.
Es hat sich gezeigt, daß Verbindungen mit der allgemeinen Formel
HN-< -r-(CH 2) -< >-NH
in einzigartiger Weise geeignet sind, umnatürlichen oder synthetischen
Gummi gegen die Einwirkung von Ozon zu schützen und dabei nur geringe oder gar keine Entfärbung unter dem Einfluß
von Licht und keine Anfressungen ergeben. Unter Befolgung der angegebenen allgemeinen Formel lassen sich besonders vorteilhafte
Ergebnisse erzielen, wenn η eine ganze Zahl im Bereich von 1-10 ist.
Die Gummimaterialien, die unter Verwendung von di-(4-Piperidyl)-Alkane
als Antiozon-Mittel geschützt werden, können alle mit Schwefel vulkanisierbare natürliche Gummiarten oder synthetische
209812/1332
Butadien-Gummiarten umfassen, die gegen den Angriff von Ozon empfindlich sind. Die Alkane können von Methan bis zu
Decan reichen. Für den Fachmann ist es verständlich, daß diese Terminologie sowohl Homopolymere als auch Copolymere des
Butadien umfaßt, wie z.B. Polybutadien-Gummi, Styrol-Butadien-Gummi
und dergleichen und daß das Gunamigemisch zwecks Verbesserung anderer Besonderheiten Zusatz-Agens enthalten kann.
So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, einen beschleunigend wirkenden Aktivator zuzugeben, z.B. einen Aktivator aus der Λ
Gruppe der Metalloxide (z.B. Zinkoxid oder Magnesiumoxid)
oder aus der Gruppe der organischen Säuren (z.B. Stearinsäure) oder Kombinationen eines Metalloxids und einer organischen Säure.
Es kann auch wünschenswert sein, Beschleuniger zuzusetzen, um · die für die Viilkanis ation erforderliche Zeit und Temperatur zu verringern,
oder Weichmacher bzw. ähnliche Stoffe, welche bei ihrer Zugabe zu Gummigemischen die plastische, noch nicht vulkanisierte
Masse leichter verformbar machen und das elastische Vulkanisationsgemisch weicher zu gestalten. Weiterhin ist es verständlich, daß
die angegebenen Zusammensetzungen in Verbindung mit monokristallinen oder Paraffin-Wachsen oder Mischungen von beiden
in der üblichen Art und Weise der Zusammensetzung zu verwenden, um eine Zusammensetzung zu erhalten, welche der durch Ozon
verursachten Rißbildung widersteht.
209812/1332
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung hat es sich als notwendig erwiesen, zwischen 1-10 Gewichtsteilen Antiozon-Mittel
pro 100 Gewichtsteilen Gummimaterial zu verwenden. Die Verwendung einer geringeren Menge von Antiozon-Mittel führt
nicht zu einem befriedigenden Schutz, während eine Steigerung des Antiozon-Mittels über das angegebene Maximum hinaus keine
Steigerung der angestrebten Wirkung liefert.
Bevorzugte Zusammensetzungen, die sich als Antiozon-Mittel
eignen, sind folgende :
di-(4~Piperidyl)-Methan;
di-(4~Piperidyl)-Methan;
1, 2-di-(4-Piperidyl)-Äthan; 1, 3-di-(4-Piperidyl)-Propan;
I,4~di~{4-Piperidyl)-Butan; 1, 5~di~(4-Piperidyl)-Pentan;
1, 6~di~(4~Piperidyl)~Hexan; 1, 7-di-(4-Piperidyl)-Heptan;
1, 8-di-(4-Piperidyl)-Octan; 1, 9-di-(4-Piperidyl)-Nonan;
and 1,10-di~(4~Pireridyl)~Decan.
Die Piperidyl Alkane können in herkömmlicher Weise synthetisch erzeugt werden und zwar durch Reaktion des Lithiumsalzes von
8 Picolin mit geeigneten Dibromiden, z.B. Methylen-Dibromid, 1, 2-Dibromoäthan, 1, 3-Dipromopropan und dergl., mit anschließender
Reduktion der Picolin-Kerne in der Resultierenden Verbindung zu den entsprechenden Piperidin-Ringen mit Natrium und
Alkohol.
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Eine mehr ins einzelne gehender Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus dem folgenden Beispiel:
100,0 Gewichtsteile Styrol-Butadiengummi, 5,0 Gewichtsteile
Zinkoxid, 1, 0 Gewichtsteile Stearinsäure, 4, 0 Gewichtsteile Schwefel, 10, 0 Gewichtsteile Titandioxid (ein Weißmacher) und
10, 0 Gewichtsteile Siliziumdioxid (ein Weißmacher) wurden zusammengemischt.
Zu diesem Gemisch, welches zur Kontrolle verwendet wurde, wurden 1, 5 Gewichtsteile eines Beschleunigers, ^
nämlich N-Cyclohexyl-2-Benzothiazol-Sulphenamid zugegeben. Die
resultierende Zusammensetzung wurde bei 140 C behandelt. Danach wurde die behandelte Zusammensetzung in Streifen von 6" Länge
und 1/2" Breite zerlegt, welche danach auf ein Versuchsgestell
gelegt und bis auf 20% Längung gestreckt; die Streifen waren dabei 25 Teilen Ozon auf 100 Millionen Teilen bei 35 C ausgesetzt
(ASTM-D 114 9-6 2T). Danach wurden die Rißbildungszeiten notiert,
d.h. die Zeitspanne, die bis zu ersten Beobachtung eines Risses Λ
mit bloßem Auge vergeht. Die Kontrollmuster ergaben eine Rißbildung
innerhalb von 40 Stunden.
Für Vergleichs zwecke wurde der Vorgang mit der angegebenen
Konzentration des Antiozon-Mittels wiederholt, wobei gleichwertige
Behandlungen in allen Fällen Anwendung fanden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
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Antio zon- Mittel
| Konzentration (Teile pro 100 Teile Gummimaterial) |
Zeit bis zur Rißbildung |
| 'opan 1 | 2 Tage |
| 2 | 2 Tage |
| 3 | 1 Woche |
| 4 | 12 Tage |
| 5 | >32 Wochen |
| 6 | > 23 Wochen |
| 7 | ^57 Wochen |
Il
209812/1332
Claims (4)
1. Mit Schwefel vulkanisierbares Gemisch aus Butadien-
Gummimaterial und einem gegen Ozoneinwirkung schützendes Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Antiozon-Mittel der
allgemeinen Formel
^->-(CH2)n -<—;>- NH
entspricht, wobei η eine ganze Zahl ist, und mit mehr als 1 Gewichtssteil pro 100 Gewichtsteilen Gummimaterial in dem
Gemisch enthalten ist.
2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ganze Zahl aus dem Bereich 1 bis 10 gewählt ist.
3. Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Antiozon-Mittel aus 1, 3-di-(4-piperidyl)-propan besteht.
4. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gummimaterial Styrol-Butadien und gewünschtenfalls einen oder mehrere Zugabestoffe enthält.
209812/1332
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