DE1569470A1

DE1569470A1 - Verarbeitungshilfen fuer Kautschukmassen

Info

Publication number: DE1569470A1
Application number: DE19651569470
Authority: DE
Inventors: Erwin Aron
Original assignee: Technical Processing Inc
Current assignee: Technical Processing Inc
Priority date: 1964-10-30
Filing date: 1965-10-29
Publication date: 1969-08-14
Also published as: US3437621A; GB1064189A; DE1569470C3; DE1569470B2

Description

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PATENTANWALT

156947O

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899 Lindau (Bodensee) Rennerle 10 Posthcfa 36S

27. 10. 1965

TECHNICALPROCESSING, INC., 106, RAILROADAVENUE, PATERSON, NEW JERSEY / USA

Verarbeitungshilfen für Kautschukmassen

IXSXXZIXXXSXXIIIIXIXXISXSXIJIXIISIKX

Die Erfindung betrifft neue Zusätze, die bei der Verarbeitung von Kautschukmassen behilflich sind.

Während des Mahlens von Kautschukmassen ist es allgemeine

Praxis, den Kautschukmassen Mittel zum Entklebrigmachen

d. h. Trennmittel zuzusetzen, wie niedermolekulare Polyäthylene

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Ferntchralber: Sprechielt Bankkonto: Potticheckkonto

4374 pat rlabllng Il nach Vereinbarung Bayer. SUatibank Lindau (B) Nr. 1M2 ^: München 295 25

und Seifen, um das Abtrennen des Kautschuks von der Mühle zu erleichtern. Diese Trennmittel müssen in relativ grossen Mengen zugegeben werden, um die gewünschte Wirkung zufriedenstellend durchzuführen. In derartigen Massen ändern die Trennmittel in starkem Maße die physikalischen Eigenschaften der Kautschu-kmassen und in vielen Fällen beeinflussen sie deren Klebeigenschaften.

Die neuen erfindungsgemässen Massen helfen bei dem Abtrennen der Kautschukmassen von der Mühle ohne die physikalischen Eigenschaften derartiger Massen zu verändern und· ohne die Klebeeigenschaften der Kautschukmassen in den'anschliessenden Verarbeitungsstufen zu stören. Ausserdem helfen diese neuen Massen sogar beim engen Verbinden von Kautschuklaminaten während des Härtens. Die erfindungsgemässen Massen verbessern auch die Oberflächenerscheinung von geformten oder stranggepressten Kautschukgegenständen, verbessern die Dispersion von Füllstoffen in der Kautschukmasse und liefern niedrige Mooneyviskositäten ohne Änderung der Härte der Kautschukmassen.

Erfindungsgemäss werden deshalb homogene Bindemittel vorgesehen, die ungefähr 10 - 14 % eines Oleatsalzes von bi-valenten Metallen aus der Gruppe Zink, Aluminium, Calcium, Stron-

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tium und Barium, ungefähr 5-8 % einer Kaliseife, im wesentlichen hergestellt mit gesättigten Fettsäuren mit ungefähr 12 18 Kohlenstoffatomen in den Ketten, ungefähr 14 - 17 % im wesentlichen gesättigten Fettsäuren mit ungefähr 12 - 18 Kohlenstoffatomen in den Ketten, ungefähr 4 - 20 % einer Verbindung aus der Gruppe der Polyäthylenglykolalkyläther, Polyäthylenglykolalkylphenoläther und Polyäthylenglykolmonoester von Fettsäuren, wobei der Polyäthylenglykol-Anteil der,Verbindung ein Molgewicht zwischen ungefähr 100 und 400 besitzt und der Alkylteil der Verbindung von ungefähr 12 bis 20 Kohlenstoff atome aufweist, ungefähr 5 - 10 % Alkylglykole mit Wasser- und Öl-Löslichkeit und 1-4 Methyl- oder Methylengruppen, nicht direkt mit der Hydroxylgruppe und Polyglykolen dieser Verbindung verbunden, ungefähr 3 - 5 % Alkylole aus der Gruppe der verzweigten und gradkettigen Verbindungen mit ungefähr 11 - 18 Kohlenstoffatomen in der Kette und ungefähr 40 - 50 % Paraffinen aus der Gruppe Petrolatum, Mineralöl und Paraffinwachse.

Eine bevorzugte erfindungsgemässe Masse enthält ungefähr 10 - 14 % Zinkoleat, ungefähr 5 - 8 % einer Kaliumseife, im wesentlichen hergestellt mit gesättigten Fettsäuren mit einer Ketteniänge von ungefähr 16 - 18 Kohlenstoffatomen, ungefähr

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14 - 17 % gesättigten Fettsäuren mit einer Kettenlänge von ungefähr 16-18 Kohlenstoffatomen, ungefähr 4-20 % Tetraäthylenglykol-honylphenoläther, ungefähr 5 - 10 % Tripropylenglykol, ungefähr 3 - 5 % eines geradkettigen Alkylols mit ungefähr 16-18 Kohlenstoffatomen in der Kette und ungefähr 40 - 50 % Vaseline. Die Prozentgehalte der Massen oben und in der folgenden Beschreibung sind auf Gesamtgewichtsbasis bezogen.

Die homogenen Bindemittel gemäss der Erfindung werden hergestellt durch Erhitzen der obigen Bestandteile miteinander bis eine klare Schmelze erhalten wird. Das Metalloleat und die Kaliseifen der erfindungs gemäss en Massen können in situ während des Erhitzens in bekannter Weise hergestellt werden. Ein allgemeines Verfahren zur Herstellung der erfindungs gemäss en Massen erfolgt wie nachstehend:

Ein Oxyd, Hydroxyd oder Karbonat eines zwei-wertigen Metalls wird mit Oleinsäure in ungefähr stöchiometrischen Mengen oder in leichtem Überschuss von ungefähr 0, 25 - 2 % Oleinsäure zu den entsprechenden Oleatsalzen umgesetzt. Die Reaktionstemperatur liegt zwischen ungefähr 90 und 130 C. und vorzugsweise 95 - 105 C. Dieser Temperaturbereich bezieht sich auch

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auf die anderen Stufen zur Herstellung dieser Mischung. Das Metall und die Oleinsäure werden zusammen erhitzt bis eine klare Schmelze erhalten wird und das gesamte Reaktionswasser abgedampft ist. Nachdem das Oleat ausgebildet worden ist, werden das Alkylol, die Paräffinverbindung und die Fettsäure zu der Reaktionsmasse zugegeben und die gesamte Mischung gerührt. Ein Kaliumoxyd, -hydroxyd oder -karbonat wird dann zugegeben und die Mischung gerührt, bis eine klare Masse gebildet.worden ist. Die Polyäthylenglykolverbindung und die Alkylpolyglykolver bindung werden dann zu der Reaktionsmasse zugegeben und erhitzt, bis eine klare Schmelze erhalten wird.

Das obige Verfahren kann erläutert werden durch Bezug auf folgende bevorzugte Verfahrensweise zur Herstellung erfindungsgemässer Massen:

10,5 g Oleinsäure und 1,3g Zinkoxyd werden zusammen auf ungefähr 100· G. erhitzt, bis eine klare Schmelze erhalten wird _; und im wesentlichen das gesamte Reaktionswasser abgedampft ist. Dann werden 3, 9 g technischen Cetylalkohols, 42,8 g Vaseline U. S..P und 18, 5 g hydrierte Talgfettsäuren zugegeben. Die Temperatur wird auf ungefähr 90 - 95 C. gebracht und 1,7 g-Kaliumhydroxyd 45 %ig unter Mischen zugegeben. Die Tempera-"

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tür wird dann auf ungefähr 100 C. gebracht und das Mischen fortgeführt, bis die Masse klar ist. Dann werden 15,4 g Tetraäthylenglykolnonylphenoläther und 7, 7 g Tripropylenglykol zugemischt. Wärme wird bei dieser Stufe nur angewendet, um eine klare Schmelze zu erhalten. Die Verbindung ist dann fertig zum Abfüllen in geeignete Behälter.

Die erfindungsgemässen Massen werden in dem Kautschuk während des Vermengens zugegeben. Beim gewöhnlichen Vermengen wird zuerst Rohkautschuk mastiziert um ihn geschmeidiger zu machen und dann mit den anderen Zusätzen vermischt, wie Pigmenten d. h. Russ, Füllstoffen, z. B. Zink-, Magnesium-, Bleioder Calciumoxyd, Vulkanisationsmittel z. B. Schwefel usw. Die erfindungsgemässen Massen können mit diesen Zusätzen gemischt werden, um eine gleichförmige Verteilung zu bewirken. Im allgemeinen werden ungefähr 0, 25 - 0, 75 % der erfindungsgemässen Massen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kautschukanteils verwendet.

Die erfindungsgemässen Massen können zu jedem Kautschuktyp zugegeben werden, sei er natürlich, synthetisch oder Regeneratgummi.

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Die folgenden Massen, die nach obigem Verfahren hergestellt werden, erläutern die neuen erfindungsgemässen Massen.

Mas se A .-'.-.■■■■-.. ·

11,0 g Zinkoleat

5, 2 g Kaliumseife aus hydrierten Talgfettseifen 14,0 g hydrierte Talgfettseifen 15,4 g Tetraäthylenglykolnonylphenöläther 7, 7 g Tripropylenglykol

3,9 g Cetylalkohöl, technisch 42, 8 g Vaseline U. S. P.

. ■ Masse . B

10, 7 g Magnesiumoleat

5, 5 g Kaliumstearat 14,0 g Stearinsäure, technisch 15,4 g Hexaäthylenglykoldodecylphenoläther 7, 7 g Tripropylenglykol 3,9 gCetylalkohol, technisch

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-B-

Mass e

12,0 g Calciumoleat

5, 2 g Kaliumstearat

14,0 g Stearinsäure technisch

17, 7 g Hexaäthylenglykoldodecylphenoläther

5,4 g Propylenglykol

3,0 g 5-Äthyl-2-nonanol

42, 7 g Paraffinwachs, raffiniert

Masse D

13,3 g Barium-oleat 7, 7 g Kaliumstearat 17,0 g Stearinsäure, technisch 12,0 g Polyglykol-400-monolaurat

8,0 g Tripropylenglykol

4,Og Cetylalkohol, technisch 5,0 g Mineralöl 100/100 33,0 g Vaseline U. S. P.

Masse E

14,0 g Zinkoleat

; ν.·. 909833/1275

8-, O g Kaliumstearat
17,0 g Stearinsäure, technisch

4, 3 g Tetraäthylenglykol-nonylphenoläther 8,6 g 2_a4-Dibydroxy-2-methylpentan

4,4 g Cetylalkohol, technisch
43,7 g Vaseline U. S. P.

Jede der obigen erfindungsgemässen Massen wird in Kautschuk gegeben und auf seine Wirksamkeit zum Trennen der Kautschukmasse während des Mahlens geprüft. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in den Beispielen 1-5 unten angeführt. Die Kautschukgrundmasse jedes der Beispiele war folgende:

H art ρ ac kungs grundmas s e

100.00 Teile 38 % Acrylnitrilkautschuk

20.00 " Durez Harz 12687 (Wärmehärtbares Phenolharz)

5.00 " Zinkoxyd

1. 50 " Stearinsäure .

170.00 " mittlerer thermischer Russ 30.00 " Silikatfüllstoff, Teilchengrösse 0,025 Mikron

12. 50 " Dibutylphthalat

15. 00 " Koumaron-Inden-Harz

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1.00 Teile Diäthylenglykol

1.00 " Schwefel

1. 75 " Benzothiazyldisulfid

Beispiel I

358. 25 Teile Hartpackungsgrundmasse, wie oben 1.00 " Masse A

Beispiel II

358. 25 Teile Hartpackungsgrundmasse, wie oben 1.00 " Masse B

Beispiel III

358. 25 Teile Hartpackungs grundmas se, wie oben 1.00 " Masse C

Beispiel IV

358. 25 Teile Hartpackungs grundmasse, wie oben 1. 00 " Masse C

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- 11 -

Beispiel V

358» 25 Teile Hartpackungsgrundmässe, wie oben 1.00 " Masse E

Die Massen der Beispiele 1 - 5 geben alle eine gute Abtrennung von der Mühle. Wenn diese Harzpackungsgrundmassen ohne Zusatz verwendet werden, so war die Abtrennung von der Mühle nicht zufriedenstellend.

Jede der Massen A bis E wurden auf die Bindeeigenschaften durch Härten der Massen z. B. I bis V bei 160° C (320° F) 10 Minuten durch Einlegen von zwei Streifen jeder Masse Oberfläche zu Oberfläche in eine.Form. Die Massen der Beispiele I und II zeigen ein perfektes enges Binden und keine Entlaminierung vor dem Bruch. Die Masse von Beispiel I bricht durchschnitt-: lieh bei 32,66 kg (72 Lbs) und die von Beispiel II durchschnittlich bei 33,11 kg (73 Lbs). Die Massen von Beispiel ΙΙΪ zeigen fast perfekte Bindung. Die zum Abtrennen notwendige Kraft war fast diejenige, die notwendig ist,¹ ujn die Masse zu brechen. Die Masse beginnt sich zu entlaminieren bei durchschnittlich 28, 58 kg (63 Lbs) und bricht betduSichSehhiMlüch^32, 66 kg (72 Lbs). Die

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Massen von Beispiel IV und V gaben kein perfektes Verbinden; es war jedoch noch eine beachtliche Kraft notwendig - ungefähr 75 % der zum Brechen der Massen notwendigen -, um die Streifen zu trennen. Beide dieser Massen beginnen sich bei durchschnittlich ungefähr 25,40 kg (56 Lbs) zu entlaminieren; beide Massen können abgetrennt werden, bevor sie brechen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Verwendung der erfindungs gemässen Massen bei einer Vielzahl von Kautschukarten.

Beispiel VI

50.0 Teile geräucherte Blätter (natürlicher Kautschuk)

94. 0 " gesamtes Reifengeneratgummi (natürlicher und SBR regenerierter Kautschuk)

5. 0 " aromatischen Öls

1.0 " Stearinsäure

3.0 " Zinkoxyd

1.0 " Phenyl-d-naphtylamin

2.5 " Schwefel

1.0 " 2,2' - Benzothiazyldisulfid

0.1 " Zinkdimethyldithiocarbamat .

100.0 "" FT Russ

40.0 " MPC Russ 909833/1275

1.5 ⁿ Masse A

Die Abtrennung der Kautschukmasse mit der Masse A von der Mühle war gut,- während die Mühlenabtrennung der Kautschukmasse ohne Zubereitung A schlecht war.

Die .Kautschukmasse mit Masse A hatte eine Mooney-Plastizität /1 + 4' ./ 100° C (212° F) von 102,0 und eine Mooney-Plastizität ohne Masse A von 117, 0.

Die Kautschukmasse mit Masse A wurde ungefähr 20 Minuten bei 143, 3 C (290 F) gehärtet und zeigte eine Shore-Härte von 86 und hatte die gleiche Härte, als wenn sie bei der gleichen Zeit und Temperatur ohne Masse A gehärtet wurde.

Beispiel VII

100. 0	Teile	Butyl-Kauts chuk
1.0	Il	Stearinsäure
5. 0	Il	Zinkoxyd
1.0	Il	Phenyl -d -maphtylamin
1.0	Il	Paraffinwachs
2.0	Il	Schwefel
0.5	Il	2-Merkaptobenzothiazol
1.0	Il	Tetramethylthiuramdisulfid
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- 14 -

1.0 Teile Tellurdiäthyldithiocarbamat

5. 0 " aromatischen Öls

10.0 " MPC Russ

70. 0 !' FEF Russ

1.0 " Masse B

Die Abtrennung der Kautschukmasse von Beispiel VII mit Masse B von der Mühle war gut, während die Mühle-Abtrennung der gleichen Kautschukmasse ohne Masse B schlecht war.

Die obige Kautschukmasse enthielt Masse B und hatte dann eine Mooney-Plastizität / 1+4' / 100° C (212° F) von 74,0 und eine Mooney-Plastizität von 76, 0 ohne Masse B.

Die Masse nach Beispiel VH hatte eine Shore-Härte von 15 Minuten Härtezeit bei 160° C (320 F) von 77 und die gleiche Härte bei der Härtung in derselben Zeit und Temperatur ohne Masse B.

Die Erfindung soll durch die angegebenen Beispiele nur erläutert und nicht begrenzt sein..

Patentansprüche

XSJe=SXx=XXKX=SX

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Claims

156P47Q

Patentansprüche

(Jlj Trennmittel fur Kautschuk, gekennzeichnet durch ungefähr 10 - 14 % eines Oleatsalzes bivalenter Metalle aus der Gruppe von Zink, Magnesium., Calcium, Strontium und Barium ungefähr 5 - 8 % einer Kaliseife, hergestellt im wesentlichen mit gesättigten Fettsäuren von ungefähr 12; - 18 Kohlenstoffatomen in der Kette, ungefähr 14 - 17 % im wesentlichen gesättigter Fettsäuren mit'ungefähr 12 - 18 ^f Kohlenstoffatomen in der' Kette, ungefähr 4' - 20 % einer'Verbindung aus der Gruppe Polyäthylenglykolalkyläther , Polyäthylenglykolalkylphenoläther und Polyäthylengiykölmonoester voff Fettsäüren_? wobei der Polyäthylenglykolanteil der Verbindung ein Molgewicht zwischen ungefähr 100 und 400 aufweist und dei* Alkylteil der Verbindung ungefähr 12 - 20 Kohlenstoffatomen besitzt, ungefähr 5 - 10 % Alkylglyköle reit sowohl Wasser- als auch Öllösliehkeit und 1 - 4 Gruppen ausgewählt aus Methyl- und Methylenresten, die nicjit

i - "■ ■■ .""■-.'.

direkt an die Uydxostylg&ippe. und die Polyglykole der ·Verhiridting gebunden sind, ungefähr 3 - 5 % Alkylole aus der Gruppe der; verzweigten und gradkettigen Verbindungen mit ungefähr 11 - 18 Kohlenstoffatomen ihider Kette und ungefähr 40 - 59 % Paraffine aus der Gruppe Vaseline, Mineralöl und Paraffinwachs.

2. Trennmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ungefähr 10 bis 14 % Zinkoleat, ungefähr 5-8 % einer Kaliseife, im wesentlichen hergestellt aus gesättigten Fettsäuren mit einer Kettenlänge von ungefähr 16-18 Kohlenstoffatomen, ungefähr 14 - 17 % gesättigte Fettsäuren mit einer Kettenlänge von ungefähr 16-18 Kohlenstoffatomen, ungefähr 4-20 % Tetraäthylenglykolnonylphenoläther, ungefähr 5 - 10 % Tripropylenglykol, ungefähr 3 - 5 % eines geradkettigen Alkylols mit ungefähr 16 - 18 Kohlenstoffatomen in der Kette und ungefähr 40 - 50 % Vaseline.

3. Kautschukmasse gekennzeichnet durch eine Kautschukbasis, Russ, Füllstoffen und einer relativ geringen Menge des Trennmittels nach Anspruch 1,

4. Kautschukmasse gekennzeichnet durch eine Kautschukbasis, ein wärmehärtbares Harz, Russ, Füllstoffe und einer relativ geringen Menge des Trennmittels nach Anspruch 2.

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