DE767568C - Zusatzmittel fuer Mischpolymerisate von Butadien oder seinen Homologen - Google Patents

Description

• Zusatzmittel für Mischpolymerisate von Butadien oder seinen Homologen Es ist bei der Verarbeitung von Naturkautschul: bekanntgeworden, Mineralöl oder Bitumina, z. B. Mineralrubber, zur Erzielung bestimmter Effekte den Mischungen zuzusetzen. Mineralöl verwendet man in erster Linie' dann, wenn Wert auf eine besondere Pl@astizität derRohmischungen gelegt wird, während Bitumina z. T. als Füllmittel dienen und außerdem den Vorteil haben, die strukturellen Eigenschaften der Vulkanisate zu verbessern. Andererseits haben die Bitumina jedoch dabei den Nachteil, daß sie :die elastischen Eigenschaften der Vulkanisate besonders ungünstig beeinflussen, während die Mineralöle in dieser Hinsicht günstig wirken. Durch Kombination der beiden Zusätze ist es möglich, diese beiden Wirkungen Ibis zu einem gewissen Grade auszugleichen. Hierbei zeigt sich, daB z. B. bei Kombination von gleichen Teilen der Zusätze die erreichten Effekte in der Mitte derjenigen liegen, die bei gleich hohem Zusatz der einzelnen Komponente allein erreicht werden.
• Beim synthetischen Kautschuk treten die obengenannten spezifischen Effekte der einzelnen Komponenten noch wesentlich stlärker in Erscheinung als beim Naturkautschuk. So kann man durch Zusatz von Bitumen die Kerbzähigkeit und Reißfestigkeit des synthetischen Kautschuks in viel höherem Maße verbessern als beim Naturkautschuk. Dies kann für viele Zwecke von besonderer @\-iclitigkeit sein, da der svntlietisclie Kautschuk dem Naturkautschuk in bezug auf diese Eigenschaften weit unterlegen ist. Gleichzeitig ist die nachteilige Wirkung des Bitumenzusatzes auf die Elastizität, z. B. die Stoßelastizität. beim svntlietisclien Kautschuk wesentlich ausgeprägter als beim Naturkautschuk. Die Mineralöle zeigen bei der Verwendung Mischungen mit synthetischem Kautschuk ähnliche starke Effekte in umgekehrter Richtung. d. h. sie beeinflussen die Elastizität günstig, aber Kerbzähigkeit und Reißfestigkeit ausgesprochen ungünstig. Es war daher zu erwarten. daß, ähnlich wie beim -Naturkautschuk. diese günstigen Teilwirkungen für die verschiedenen Eigenschaften durch geineinsame Verwendung der beiden Zusätze ausgeglichen «-erden.
• Cberraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß bei Verwendung von solchen Gemischen in Mischpolymerisaten des Butadiens oder seiner Homologen. z. B. mit Sty rol oder AcrvlnitriI, die Werte der physikalischen Eigenschaften der '#,'ulkanisate, insbesondere der wichtigen Reißfestigkeit und 1s.erbzäliigkeit, wesentlich über den rechnerisch zu erwartenden Mittelwerten liegen. und daß überdies auch die Plastizität der Rohmischung höher als rechnerisch zu erwarten ist.
• Zur Erreichung der gekennzeichneten Wirkung haben sich Mischungen von Bitumen und Öl im Verhältnis i :3 bis 3 : i bewährt. wobei das Mischungsverhältnis je nach Herkunft und Vorgeschichte der Stoffe und je nach fabrikatorischen Erfordernissen variiert und leicht durch eine Versuchsreibe ermittelt werden kann.
• Ein wesentlicher Vorteil des Zusatzes der beiden in ihren Eigenschaften so verschiedenen Komponenten liegt dabei darin, da.'!. man die Regulierung der Plastizität der Rohmischungen und die Beeinflussung der-Kerbzjä.higkeit und Reißfestigkeit sowie der sonstigen strukturellen Eigenschaften der Vulkanisate in ganz anderem Maße als bisher in der Hand hat. Auf Grund d:r Kenntnis d:r spezifischen Wirkung jeder Komponente wählt man (las Verhältnis der beiden Zusatzmengen entsprechend dem beabsichtigten Endeffekt.
• In Anbetracht der großen Schwierigkeiten. welche die erarbeitung des schwer mastizierbaren synthetischen Kautschuks (Buna) mit sich bringt,ist dieV-erwendungdeserfindungsgemäßen Gemisches von besonderer Bedeutung: Wegen seines hohen Plastiziervermögens ist es für gewisse Erzeugnisse sogar möglich. auf den üblichen Abbau der Mischpolvmerisate zu verzichten und ihn in der Weise zu i-erarbeiten. daß man ihn zunächst mit dem erfindungsmäßigen Gemisch vermengt. im Nlisch«-erk homogenisiert und dann mit den weiteren Zusätzen versieht. Die günstigen Eigenschaften solcher Gemische machen diese aber auch besonders wertvoll als Hilfsmittel beim thermischen oder chemischen Abbau von #lisclipolvmerisat, sofern sich dieses bei schwer verarbeitharen Ausgangsprodukten als notwendig erweist. Die vor diesem Abbau einzuverleibenden Zusätze gestatten auch eine M , *lderuil - der Abbaubedingungen und gewährleisten dabei infolge ihrer guten, homo-; genisierenden Eigenschaften eine gute Verarbeitbarkeit.
• Auch bei der Regenerierung von Alti material. insbesondere hei der chemischen Regenerierung von Mischpolymerisaten mit Stvrol und Acrvlnitril erweisen sich die erfindungsgemäßen Zusätze als aus,ezeichnete Hilfsstoffe.
• Das. Mischpolymerisat und die erfindungsg:inäßen Genlisclie können sinngemäß auch in Form ihrerwäßrigenDispersionen zusammen--,-bracht werden.
• ! Als Bitumina kommen in Betracht die bitumenartigen.bei Normaldruck nicht unzerj setzt destillierbaren, festen bisz,-ilifestenRückstände, z. B. der Destillation des Erdöls, die I 1)estllationsrückstände aus den Kondensaten der destruktiven Koliledestillatioti. die aus den natürlichen Asphalten und Ozokeriten gewonnenen. bitunienreichen Rückstände. die Rückstände der Krackuti.- von Kohlenwasserstoftgeinischen. Rückstände von Kolileextrakten usw.. andere bituminöse Stoffe, wie fossile Harze oder Montanwachs. sind für die genannten Zwecke auch verwendbar, aber «-eniger geeignet.
• Als zweite Komponente dienen die über-; wiegend gesättigten Kohlenwasserstofföle, deren Siedegrenzen bei -Normaldruck etwa zwischen a,#o und 4oo= liegen.
• Diese isolilenwasserstoiiöle können aus dem Erdöl stammen und entsprechen dann hauptsächlich dem bekannten Spindelöl und seinen benachbarten Fraktionen. Aber auch die entsprechenden. bei der Teerdestillation oder bei der Herstellung synthetischer Mineralöle anfalleiideii hohlenivasserstoitöle sind in gleicher Weise geeignet. So erweisen sich von der zuletzt genannten Kategorie z. B. die aus j Hydrier- und Krackprozessen stammenden, gesättigten Ölanteile mit den Sie(iegrenzen @3o bis 4oo= als recht gut geeignet.
• Die erfindungsgemäße Kombination kann naturgemäß je nach Verwendungszweck auch im Gemisch mit anderen bekannten Verarbeitun.gshilfsmitteln. wie pflanzlichen oder tierischen. gegebenenfalls vulkanisierten Ölen, aus Säureharzen oder mittels selektiver Lösungsmittel aus Mineralölen gewonnenen teilweise ungesättigten Koh.lenwasserstoffen angewendet werden.
• Die mit den erfindungsgemäßen Gemischen erzielbare Wirkung ist aus nachstehender Reihe vergleichsweise @durchgeführter Versuche zu ersehen.
• Es wurden unter Verwendung von Buna (die handelsübliche Qualität Buna S"d. h. ein Mischpolymerisat von Butaidi:en mit Styrol, Abbaugrad = Defo 6ä0) und unter Verwendung von Naturkautschuk (smoked sheet) Mischungen nachstehender Zusammensetzung hergestellt

  A I B I C

  Buna S Defo 60o... Ioo ioo -

  Smoked sheets..... - - Ioo

  Gasruß C K, . . . . . . . 47 47 47

  Zinkoxyd . . . . . . . . . 4,7 4,7 5

  Schwefel.......... 2,2 2,2 3

  Stearinsäure....... 1,9 1,9 4

  Beschleuniger AZ.. 1,25 i,25 1,25

  Zusätze........... 1o 20 20

  hierbei wurden als zu prüfende Zusätze verwendet: r. ein Spindelöl vom Siedepunkt 25o bis 32o°, 2. ein aus der Erdölfraktionierung stammendes Bitumen vom Erweichungspunkt 450 (Bitumen 1), 3. ein aus der Erdölfraktionierung stammendes Bitumen vom Erweichungspunkt 135' (Bitumen 1I), 4. ein Gemisch von Spindelöl und Bitumen I im Verhältnis 50:50, 5. ein Gemisch von Spindelöl und Bitumen II im Verhältnis 50 50.
• Die Mischungen wurden stufenweise unter gleichen Bedingungen in der Presse geheizt. Die beim Vulk anisationsoptimum erhaltenen Werte gehen aus nachstehender Tabelle hervor. Unter Modulas 300 ist die Belastung .bei 300% Dehnung zu verstehen. Die Stoßelastizität wurde mit dem Pendelhammer an 6 mm starken Proben gemessen. Die Kerbzähigkeit ist umgerechnet auf eine Probendicke von r cm.
• Der Plastizitätswert bezieht sich auf die unv ulkanisierte Mischung. Die Zahlen in Klammern stellen die Werte dar, die durch Ziehendes Mittels aus den in Spalte i und 2 bzw. r und 3 aufgeführten Werten sich rein rechnerisch ergeben würden.

  5o0/1 Spindelöl 5o°.'0 Spindelöl

  Spindelöl Bitumen I Bitumen 1I + 50/0 +.901.",

  Bitumen I Bitumen II

  i 2 3 4 5

  A. Buna S + Ioo/r" Zusatz:

  Reilifestigkeitkg/cm' 164 216 225 208 (1g°) 2I4 (I95)

  Bruchdehnung 1/"... 388 514 523 451 (450) 483 (455)

  Modulas 30o kg/cm' 113 102 93 , Iög (I07) 9g (r03)

  Härte nach Shore ... 59,5 63. 62,5 61 (61) 61 (61)

  Stoßelastizität ..... 45 39,5 38 44 (42) 43 (4I,5)

  Kerbzähigkeit ...... 14 24 23,5 22 (1g) 21,5 (19)

  Plastizität nach Defo 1225,/3I 150o, 26 I235,/26 130o/26 i21527

  (13601/2g) (1239 28)

  B. Buna S -}- 2o °/p Zusatz:

  Reißfestigkeitkg/cm2 132 204 204 193 (168) 193 (168)

  Bruchdehnung '/,... 386 6o6 627 540 (496) 532 (5o6)

  Modulas 30o kg/cm' 86 73 57 75 (8o) 68 (72)

  Härte nach Shore... 55,5 62,5 5915 58,5 (59) 57 (57,5)

  Stoßelastizität .... 46,5 35 33 43: (4r) 40,5 (40)

  Kerbzähigkeit ...... . 11,5 30 245 30 (2I) 29 (I8)

  Plastizität nach Defo 9°5,`3o I175 "21 825/2o 86o/25 765 '23

  (1040%26) (865'25)

  C. Naturkautschuk + 2o °/" Zusatz

  Reißfestigkeit kg,/cm2 261 251 245 (256)

  Bruchdehnung °/". . . 581 604 56o (592)

  Modulas 300 kg/cm2 121 82 92 (1o1)

  Härte nach Shore . . . 62 67 63 (64)

  Stoßelastizität ...-.. 46,5 33 41.5 (40)

  Kerbzähigkeit ...... 41,5 58 48,5 (50)

  Plastizität nach Defo 500%14 400/5 375,'8

  (450,'=O)

  Wie ersichtlich, sind hei den mit Buna hergestellten 'Mischungen die Werte für Elastizität und Kerbzähigkeit deutlich besser, für Reißfestigkeit erheblich besser, als sich rechnerisch durch Mittelbildung aus den Werten für Spindelöl und Bitumen ergeben würde. Bei Katurkautschuk dagegen ergibt sich die durch das Gemisch erzielteWirkung ungefähr additiv aus den beiden Komponenten.
• Die hohen Festigkeitswerte sind nicht auf Kosten einer schlechteren Plastizität erreicht worden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: 'Verwendung von Gemischen aus vorwiegend gesättigten, z«-ischen et%Va 250 und 4oo° siedenden Kohlemvasserstoffölen, wie Spindelöl, Teerölen, syntheti scheu Mineralölen, die z. B. aus Hydrier- oder Krackprozessen stammen können, und bei Normaldruck nicht unzersetzt destillierbaren, festen bis zähfesten Bitumina, innerhalb der Mischungsverhältnisse von i : 3 bis 3 : r als Zusatz für Mischpolyinerisate von Butadien oder seinen Homologen, z. B. mit Styrol oder Acrylnitril. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift Nr. 787 q.67.