DE907219C

DE907219C - Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschuk aus Hevea-Kautschukmilch

Info

Publication number: DE907219C
Application number: DEU1143A
Authority: DE
Inventors: Roswell H Ewart
Original assignee: United States Rubber Co
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1949-06-24
Filing date: 1951-03-29
Publication date: 1954-03-22
Also published as: GB671284A; US2621217A

Description

Schwammkautschuk wird gewöhnlich dadurch hergestellt, daß man einen flüssigen Kautschukmilchschaum bereitet, der Seife, ein Geliermittel und Vulkanisiermittel und andere Zusatzstoffe enthält, dann den Schaum z. B. durch Eingießen in Formen oder durch Ausbreiten lauf einem sich bewegenden Band in die gewünschte Gestalt umwandelt, den geformten Schaum sich zu einem irreversiblen Gel verfestigen läßt und das Gel bei einer erhöhten Temperatur vulkanisiert.

Es wurde beobachtet, daß, wenn Hevea-Kautschukmilch, die eine Alkaliisteanat seife enthält, in einer üblichen Schlagvorrichtung zu Schaum geschlagen wird, der Schaum anfangs eine sehr feine zellenförmige Struktur aufweist. Diese feine zellenförmige Struktur wird jedoch vorder Gelierung vergröbert, wenn die üblichen Vulkanisiermittel und anderen Zusatzstoffe der flüssigen Kautschukmilch oder dem Schaum zugesetzt werden. Der Zusatzstoff, der diese Vergröberung bewirkt, ist anscheinend das Zinkoxyd¹, da, wenn das Zinkoxyd aus den üblichen Vulkanisierzusätzen fortgelassen wird, die feine zellenförmige Struktur des Schaumes nicht mehr nachteilig beeinflußt wird, und da, wenn eine Hevea-Kautschukmilch, die nur ein Alkalistearat und Zinkoxyd enthält, zu Schaum geschlagen wird, beinahe -unmittelbar nach dem Aufhören dies Schlagvorganges ein Zusammenfallen des Schaumes auftritt. Es ist gewöhnlich nötig, daß verhältnismäßig große Mengen Zinkoxyd zugegen sind, z. B. 2 bis 8 Teile Zinkoxyd auf ioo Teile Kautschukmilchfeststoffe, um eine gute Vulkanisation des endgültigen

Kautscliukschwammes zu gewährleisten. Handelsübliche Hevea-Kautschukmilch enthält gewöhnlich Ammoniak als Präservierungsmittel, aber obgleich bekannt ist, daß Ammoniak mit Zinkoxyd destabilisiereiide oder koagulierende komplexe Zinkammoniumionen bilden, ist die Vergröberung des Schaumes durchaus nicht die Folge der Gegenwart von Ammoniak, da die destabilisierende Wirkung von Zinkoxyd bestehenbleibt, auch wenn im wesentliehen das gesamte freie Ammoniak aus der Kautschukmilch durch Behandeln mit Luft oder durch Reaktion mit Formaldehyd entfernt wird.

Es wurde nun gefunden, daß, wenn in der mit Zusatzstoffen versehenen Kautschukmilch Alkalisulfidanwesendist, die feine zellenförmige Struktur, die einer Alkalistearat enthaltenden Kautschukmilch beim Verschäumen erteilt wird, während aller Formungs-, Gelierungs- und Vulkanisierungsstufen erhalten bleibt und somit auch in dem endgültigen Schwammkautschukerzeugnis vorhanden ist.

Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschuk darin, daß man einen -vulkanisierbaren flüssigen Schaum aus Hevea-Kautschukmilch bereitet, die ein Alkalistearat, Zinkoxyd und Alkalisulfid enthält, letzteres in Mengen von 1 bis 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Zinkoxyd, dann den Schaum formt und ihn gelieren läßt öder zum Gelieren bringt und schließlich das Gel vulkanisiert. j

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens nach j der Erfindung wird natürliche Kautschukmilch mit 0,5 bis 5 Teilen Alkalistearat und 2 bis 8 Teilen Zinkoxyd, jeweils auf 100 Teile Kautschukmilchfeststoffe, und außerdem mit Schwefel und Vulkanisationsbeschleunigern versetzt. Außerdem werden der Kautschukmilch 1 bis 20 Teile Natrium- oder Kaliumsulfid auf 100 Teile des benutzten Zinkoxydes zugesetzt. Die mit den Zusatzstoffen versetzte Kautschukmilch wird dann zu Schaum von der gewünschten Dichte geschlagen, und der Schaum wird in der üblichen Weise geliert und vulkanisiert. Ein Geliermittel, z.B. ein Alkali silicofiuorid, kann der Kautschukmilch vor dem Verschäumen oder der verschäumten Kautschukmilch vor der Formung zugesetzt werden, und der Schaum kann so gewünsch tenf alls bei Raumtemperatur zum Gelieren gebracht werden. Der Schaum kann auch durch Gefrieren, durch dielektrische Hochfrequenzerhitzung oder mittels eines niederfrequenten Wechselstromes geliert werden.

Wenn die Kautschukmilch mit Ammoniak präserviert ist, wie es bei vielen handelsüblichen Kautsehukmilcharten üblich ist, ist es wünschenswert, den Ammoniakgehalt der Kautschukmilch auf weniger als 0,20%, vorzugsweise auf weniger als 0,05%, zu vermindern, bevor die Kautschukmilch mit Zusatzstoffen versehen und verschäumt wird, da größere Mengen Ammoniak dazu neigen, eine Pufferwirkung in 'dem Bereich der p_H-Werte hervorzurufen, in dem der Schaum verfestigt wird, was zu einem unstabilen Schaum und einer minderwertigen Schaumstruktur bei der Vulkanisation führen kann.

Wenn ein Alkalisilieofluorid als Geliermittel verwendet wird, wie z. B. Natriumsilicofluorid, dann e₅ wird dieses vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 5 Teilen auf 100 Teile Kautschukmilchfeststoffe angewandt. Der Schwefel, ein Beschleuniger und ein Alterungsschutzmittel werden in den üblichen Mengen eingebracht, z. B. 0,2 bis 40Te¹Ue Schwefel, 0,2 bis 3 Teile Beschleuniger und bis zu 3 Teilen eines Alterungsschutzmittels, jeweils auf 100 Gewichtsteile Kautschukmilchfeststoffe. Wie aus den angegebenen relativen Anteilverhältnissen von Alkalisiulfid und Zinkoxyd ersichtlich, wird weniger Alkalisulfid verwendet, als es erforderlich wäre, um mit dem gesamten vorhandenen Zinkoxyd zur Bildung von unlöslichem Zinksulfid in Reaktion zu treten. Es ist wenigstens 1 Teil Alkalisulfid auf 100 Teile Zinkoxyd notwendig, um eine Vergröberung der zellenförmigen Schiaumstruktur zu verhüten. Bis 20 Teile Sulfid können auf 100 Teile Zinkoxyd angewandt werden; größere Mengen Sulfid neigen dazu, die Vulkanisation der Kautschukmilch zu verlangsamen und die Schaumbeständigkeit zu gefährden.

Das folgende· Beispiel erläutert die Erfindung, wobei alle Teile in Gewiehtsteilen ausgedrückt sind.

Beispiel

Eine handelsübliche aufgerahmte Hevea-Kautschukmilch mit 67,2% Gesamtfeststoffgiehalt und 0,6% Ammoniak, bezogen auf die Kautschukmilch, wurde einer Durchlüftung unterworfen, um den Ammoniakgehialt auf 0,01 °/o herabzusetzen. ; 149 Teile Kautschukmilch (die 100 Teile Feststoffe ι enthielt) wurden mit 2 Teilen Kaliumstearat, ! 0,2 Teilen Natriumsulfid, 5 Teilen Zinkoxyd, ; 2,5 Teilen Schwefel, 2 Teilen Beschleuniger und j ι Teil Alterungsschutzmittel versetzt. Diese Bej standteile wurden in Form wäßriger Lösungen bzw. in Breiform in der üblichen Weise zugegeben, und der mit den Zusatzstoffen versehenen Kautschukmilch -wurde Wasser zugefügt, um den Feststoffgehalt der Kautschukmilch auf 6o°/o einzustellen. Die mit den Zusatzstoffen versehene Kautschukmilch wurde dann in einer Schlagvorrichtung üblicher Art verschäumt, wobei eine äußerst feine zellenförmige Struktur erhalten wurde. Am Ende des Schlagvorganges wurden 4,5 Teile einer no 5o°/oigen wäßrigen Natriumsi'Iicofluorid'lösung dem Schaum zugesetzt, der dann in. eine Form gegossen wurde. Der Schaum gelierte in 5¹/2 Minuten von dem Zeitpunkt an gerechnet, zu dem der Sensibilisator hinzugegeben wurde. Der gelierte Schaum wurde dann vulkanisiert und ergab einen Schwammkautschuk mit äußerst feiner Zellengröße und durchgehend gleichmäßigem Gefüge.

Bekanntlich bestimmt die Länge der Zeit, während der die Kautschukmilch geschlagen wird,, die Dichte des Schwammes, und die Menge und Art des Geliermittels bestimmt die Verfestigungszeit. Schaum, der nach diesem Verfahren hergestellt ist, ist äußerst beständig, und lange Verfestigungszeiten haben, wie aus idem vorstehenden Beispiel ersiehtlieh, keine nachteilige Wirkung auf die Schwamm-

struktur. Selbst wenn eh:.' verschäumte Kautschukmilch bereitet wird, die 0,3 Teile Kaliumsulfid an Stelle der 0,2 Teile Natrhimsulfid, die in obigem Beispiel benutzt wurden, enthält, wodurch die Verfestigungszeit 32 Minuten beträgt, tritt keine nachteilige Wirkung auf die Schaumstruktur bei der Vulkanisation auf.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren, zur Herstellung von Schwammkautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß ein vulkanisierbarer flüssiger Schaum aus Hevea-Kautschukmilch bereitet wird, die ein Alkali stearat, Zinkoxyd und ein Alkalisulnd enthält, letzteres in Mengen, von 1 bis 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Zinkoxyd, worauf der Schaum geformt und gelieren gelassen oder zum Gelieren gebracht und schließlich das Gel vulkanisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kautschukmilch verwendet wird, die weniger als 0,2% Ammoniak enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kautschukmilch verwendet wird, die 0,5 bis 5 Gewichtsteile Alkalistearat und 2 bis 8 Gewichtsteile Zinkoxyd auf 100 Teile Kautschukmilchfeststoffe enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bereitete Kautschukmilch außerdem 0,5 bis 5 Gewichtsteile eines Alkalisilicofluarids auf 100 Teile Kautschukmilchfeststoffe enthält.

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