DE1569470C3

DE1569470C3 - Trennmittel für Kautschuk

Info

Publication number: DE1569470C3
Application number: DE1569470A
Authority: DE
Inventors: Erwin Paterson N.J. Aron (V.St.A.)
Original assignee: Technical Processing Inc Paterson Nj (vsta)
Current assignee: Technical Processing Inc Paterson Nj (vsta)
Priority date: 1964-10-30
Filing date: 1965-10-29
Publication date: 1974-09-19
Also published as: DE1569470B2; GB1064189A; DE1569470A1; US3437621A

Description

Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Trennmittel enthält 10 bis 14 Gewichtsprozent Zinkoleat, ungefähr 5 bis 8 Gewichtsprozent einer Kaliumseife aus im wesentlichen gesättigten Fettsäuren mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, 14 bis 17 Gewichtsprozent gesättigten Fettsäuren mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, 4 bis 20 Gewichtsprozent Tetraäthylenglykolnonylphenyläther, 5 bis 10 Gewichtsprozent Tripropylenglykol, 3. bis 5 Gewichtsprozent eines geradkettigen Alkylols mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und 40 bis 50% Vaseline. Die Prozentgehalte hier, sowohl wie in der folgenden Beschreibung sind auf Gesamtgewichtsbasis bezogen.

,Die Trennmittel gemäß der Erfindung werden hergestellt durch Erhitzen der obigen Bestandteile miteinander bis eine klare Schmelze erhalten wird. Das Oleat und die Kaliseifen der erfindungsgemäßen Massen können in situ während des Erhitzens in bekannter Weise hergestellt werden. Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Massen erfolgt z. B. wie nachstehend:

10,5 g ölsäure und 1,3 g Zinkoxyd werden zusammen auf ungefähr 100⁰C 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 und 18,5 g hydrierte Talgfettsäuren zugegeben. Die Temperatur wird auf ungefähr 90 bis 95 ⁰C gebracht und 1,7 g Kaliumhydroxyd (45 %ig) unter Mischen zugegeben. Die Temperatur wird dann auf ungefähr 100⁰C gebracht und das Mischen fortgeführt, bis die Masse klar ist. Dann werden 15,4 g Tetraäthylenglykolnonylphenyläther und 7,7 g Tripropylenglykol zugemischt. Wärme wird bei dieser Stufe nur angewendet, um eine klare Schmelze zu erhalten. Die Mischung ist dann fertig zum Abfüllen in geeignete Behälter.

Die erfindungsgemäßen Trennmittel werden dem Kautschuk während des Mischens zugegeben. Beim gewöhnlichen "Mischen wird zuerst Rohkautschuk mastiziert, um ihn geschmeidiger zu machen, und dann mit den anderen Zusätzen vermischt, wie Ruß, Füllstoffen, z. B. Zink-, Magnesium-, Blei- oder Calciumoxyd und Vulkanisationsmitteln z. B. Schwefel. Die erfindungsgemäßen Trennmittel können mit diesen Zusätzen gemischt werden, um eine gleichförmige Verteilung zu bewirken. Im allgemeinen werden ungefähr 0,25 bis 0,75% der Trennmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kautschukanteils, verwendet.

Die erfindungsgemäßen Trennmittel können zu jedem Kautschuktyp zugegeben werden, sei er natürlicher, synthetischer Kautschuk oder Regenerat.

Die folgenden Beispiele, die nach obigem Verfahren hergestellt werden, erläutern die neuen erfindungsgemäßen Trennmittel.

Masse A

11,0g Zinkoleat,

5,2 g Kaliumseife aus hydrierten Talgfettseifen,
14,0 g hydrierte Talgfettseifen,
15,4 g Tetraäthylenglykolnonylpheny lather,

7,7 g Tripropylenglykol,

3,9 g Cetylalkohol, technisch,
42,8 g Vaseline.

Masse B

10,7 g Magnesiumoleat,
5,5 g Kaliumstearat,

14,0 g Stearinsäure, technisch,

15,4 g Hexaäthylenglykoldodecylphenyläther,

7,7 g Tripropylenglykol,

3,9 g Cetylalkohol, technisch,
42,8 g Vaseline.

Masse C

12,0 g Calciumoleat,

5.2 g Kaliumstearat,

14,0 g Stearinsäure, technisch,

17,7 g Hexaäthylenglykoldodecylphenyläther,

5,4 g Propylenglykol,

3,0 g 5-Äthyl-2-nonanol,
42,7 g Paraffinwachs, raffiniert.

Masse D

13,3 g Bariumoleat,

7,7 g Kaliumstearat,
17,0 g Stearinsäure, technisch,
12,0 g Polyglykol-400-monolaurat,

8,0 g Tripropylenglykol,

4,0 g Cetyalkohol, technisch, ;

5,0 g Mineralöl,
33,0 g Vaseline.

Masse E

14,0 g Zinkoleat,
8,0 g Kaliumstearat,
17,0 g Stearinsäure, technisch,

4.3 g Tetraäthylenglykolnonylphenyläther,
8,6 g 2,4-Dihydroxy-2-methylpentan,

4.4 g Cetylalkohol, technisch,
43,7 g Vaseline.

Jedes der obigen Trennmittel 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 bis 5 unten angeführt. Die Kautschukgrundmasse jedes der Beispiele war folgende:

Hartpackungsgrundmasse
Teile

100 Acrylnitrilkautschuk (Acrylnitrilgehalt: 38 %), 20 Wärmehärtbares Phenolharz,

5 Zinkoxyd,
1,5 Stearinsäure,
170 mittelfeiner Thermalruß,
30 Silikatfüllstoff, Teilchengröße 0,025 Mikron, 12,5 Dibutylphthalat,
15 Cumaron-Inden-Harz,
1 Diäthylenglykol,
1 Schwefel,
1,75 Dibenzthiazyldisulfid.

Beispiel 1 bis 5

Zu je 358,25 Teilen der Hartpackungsgrundmasse werden jeweils 1 Teil der Trennmittel A bis E zugemischt.

Die Massen der Beispiele 1 bis 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.

Jedes der Trennmittel A bis E wurde auf die Bindeeigenschaften durch Härten der Massen 1 bis 5 bei 160°C 10 Minuten durch Einlegen von zwei Streifen, jeder Masse Oberfläche zu Oberfläche in eine Form geprüft. Die Proben der Beispiele 1 und 2 zeigen ein

perfektes enges Binden und keine Entlaminierung vor dem Bruch. Die Masse von Beispiel 1 bricht durchschnittlich bei 32,66 kg und die von Beispiel 2 durchschnittlich bei 33,11 kg Belastung. Die Probe von Beispiel 3 zeigt eine fast perfekte Bindung. Die zum Abtrennen notwendige Kraft war fast diejenige, die notwendig ist, um die Masse zu brechen. Die Masse beginnt sich zu entlaminieren bei durchschnittlich 28,58 kg und bricht bei durchschnittlich 32,66 kg. Die Proben der Beispiele 4 und 5 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 Massen beginnen sich bei durchschnittlich ungefähr 25,40 kg zu entlaminieren; beide Massen können abgetrennt werden, bevor sie brechen.

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

Beispiel 6 Teile

50 Smoked sheets,

94 gesamtes Reifengeneratgummi (regenerierter natürlicher und Butadien-Styrol-Kautschuk), 5 aromatisches öl,
1 Stearinsäure,
3 Zinkoxyd,

1 Phenyl-/3-naphthylamin, 2,5 Schwefel,

1 2,2'-Dibenzthiazyldifsulid, 0,1 Zinkdimethyldithiocarbamat, 100 Feiner Thermalruß,
40 Mittelverarbeitbarer Kanalruß, 1,5 Trennmittel A.

Die Abtrennung der Kautschukmasse mit dem Trennmittel A von der Mühle war gut, während die Abtrennung der Kautschukmasse ohne Zubereitung A schlecht war.

Die Kautschukmasse mit Trennmittel A hatte eine Mooney-Plastizität (ML-I +'4'/100⁰C) von 102 und eine Mooney-Plastizität ohne Probe A von 117.

Die Kautschukmasse mit Trennmittel A wurde

ungefähr 20 Minuten bei 143,3⁰C vulkanisiert und zeigte eine Shore-Härte von 86 und hatte die gleiche Härte, als wenn sie bei der gleichen Zeit und Temperatur ohne das Trennmittel A vulkanisiert wurde.

Beispiel 7
Teile

100 Butylkautschuk,
1 Stearinsäure,

5 Zinkoxyd,
1 Phenyl-/9-naphthylamin,

1 Paraffinwachs,

2 Schwefel, ·

ao 0,5 2-Mercaptobenzthiazol,

1 Tetramethylthiuramdisulfid,

1 Tellurdiäthyldithiocarbamat,

5 aromatischen Öls,
10 Mittelverarbeitbarer Kanalruß,
70 Schnellspritzbarer Ofenruß,

1 Trennmittel B.

Die Abtrennung der Kautschukmasse von Beispiel 7 mit Trennmittel B von der Mühle war gut, während die Abtrennung der gleichen Kautschukmasse ohne B schlecht war.

Die obige Kautschukmasse mit B hatte eine Mooney-Plastizität (ML-I + 4'/100°C) von 74 und eine Mooney-Plastizität von 76 ohne B.

Die Masse nach Beispiel 7 hatte eine Shore-Härte von 77 bei 15 Minuten Vulkanisation bei 160⁰C und die gleiche Härte bei der Vulkansiation in derselben Zeit und Temperatur ohne B.

Claims

1 2 beiden Fällen gestellten Anforderungen an das Trenn- Patentansprüche: . mittel verschieden. Im einen Fall ist die Haftfähigkeit der unvulkanisierten Kautschukmasse und im andern

1. Trennmittel für Kautschuk, das Oleate zwei- Fall die Haftfähigkeit der vulkanisierten Kautschuk- j wertiger Metalle, Paraffine', Alkohole, gesättigte 5 masse zu beeinflussen. Zwischen dem in der Kautschuk- ! Fettsäuren und Kaliumsalze höherer Fettsäuren mühle stattfinden Mischvorgang und dem in der Form ; enthält, gekennzeichnet durch 10 bis ausgeführten■ Vulkanisiervorgang bestehen grundsätz- \ 14 Gewichtsprozent eines Oleats von Zink, Magne- liehe Unterschiede, und ebenso weichen die Eigenschaf -

sium, Calcium, Strontium oder Barium, 5 bis 8 Ge- ten von vulkanisiertem und unvulkanisiertem Kau- ;

wichtsprozent einer Kaliseife aus im wesentlichen io tschuk stark voneinander ab. Von einer Zusammengesättigten Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoff- setzung, die sich als Formtrennmittel eignet, kann atomen, 14 bis 17 Gewichtsprozent aus im wesent- somit nicht ohne weiteres auf die Eignung ata Trennlichen gesättigten Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlen- mittel in der Mühle geschlossen werden.
Stoffatomen, 4 bis 20 Gewichtsprozent eines Poly- Vielmehr erweisen sich die Massen gemäß der fran-

äthylenglykolalkyläthers, Polyäthylenglykolalkyl- 15 zösischen Patentschrift bei entsprechendem Einsatz in phenyläthers oder Polyäthylenglykolmonoesters Mischvorrichtungea als unzureichend, so daß sich bei von Fettsäuren, wobei der Polyäthylenglykolanteil der Verarbeitung Schwierigkeiten ergeben. Werden die der Verbindung ein Molekulargewicht zwischen bekannten Massen in ausreichenden Mengen zur Her-100 und 400 aufweist und der Alkylanteil der Ver- beiführung einer Freigabewirkung in Mühlen verwen-

bindung 12 bis 20 Kohlenstoff atome besitzt, 5 bis ao det, so sind die erhaltenen Produkte hinsichtlich ihrer 10 Gewichtsprozent eines Alkylglykols mit Wasser- Bindefähigkeiten stark beeinträchtigt und für viele und öllöslichkeit und 1 bis 4 Methyl- oder Methy- Zwecke nicht mehr brauchbar. Dagegen führt der lenresten, die nicht direkt an die Hydroxylgruppen Einsatz der erfindungsgemäßen Masse in geringen #i und Polyglykole der Verbindungen gebunden sind, Mengen zu einer einwandfreien Verarbeitbarkeit der "'*-■

3 bis 5 Gewichtsprozent eines verzweigtkettigen 35 Kautschukmasse unter Vermeidung jeglicher Haftung oder geradkettigen Alkylols mit 11 bis 18 Kohlen- der Kautschukmasse an den Mischeinrichtungen, wostoff atomen und 40 bis 59 Gewichtsprozent eines bei die Produkte einwandfrei und in keiner Weise Paraffins, Vaselins, Mineralöls oder Paraffin- durch das zugesetzte Trennmittel in ihren Eigenschaf- ;

wachses. ten beeinträchtigt sind. I

2. Trennmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet 3° Die erfindungsgemäßen Trennmittel helfen bei dem j durch 10 bis 14 Gewichtsprozent Zinkoleat, 5 bis Abtrennen der Kautschukmassen von der Mühle, ohne j 8 Gewichtsprozent einer Kaliseife aus im wesent- die physikalischen Eigenschaften derartiger Massen zu liehen gesättigten Fettsäuren mit 16 bis 18 Kohlen- verändern und ohne die Klebeeigenschaften der Kau- ! stoff atomen, 14 bis 17 Gewichtsprozent gesättigte tschukmassen in den anschließenden Verarbeitungs-Fettsäuren mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, 4 bis 35 stufen zu stören. Außerdem helfen die beanspruchten j 20 Gewichtsprozent Tetraäthylenglykolnonylphe- Trennmittel sogar beim engen Verbinden von Kau- ' nyläther, 5 bis 10 Gewichtsprozent Tripropylen- tschuklaminaten während des Vulkanisierens. Die glykol 3 bis 5 Gewichtsprozent eines geradkettigen erfindungsgemäßen Trennmittel verbessern auch die Alkylols mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und 40 Oberflächenerscheinung von geformten oder strang-

bis 50 Gewichtsprozent Vaseline. 4° gepreßten Kautschukgegenständen, verbessern die

Dispersion von Füllstoffen in der Kautschukmasse und

— liefern niedrige Mooneyviskositäten ohne Änderung \

der Härte der Kautschukmassen.

Die Erfindung betrifft neue Zusätze, die bei der Ver- Erfindungsgemäß werden deshalb homogene Trenn-

arbeitung von Kautschukmassen behilflich sind. 45 mittel die Oleate zweiwertiger Metalle, Paraffine,

Während des Mahlens von Kautschukmassen ist es Alkohol, gesättigte Fettsäuren und Kaliumsalze höheallgemeine Praxis, den Kautschukmassen Mittel zum rer Fettsäuren enthalten, vorgesehen, die aus 10 bis Entklebrigmachen d. h. Trennmittel zuzusetzen, wie 14 Gewichtsprozent eines Oleats von Zink, Aluminium, niedermolekulare Polyäthylene und Seifen, um das Calcium, Strontium und Barium, 5 bis 8 Gewichts-Abtrennen des Kautschuks von der Mühle zu erleich- 5° prozent einer Kaliseife, aus im wesentlichen gesättigten tern. Diese Trennmittel müssen in relativ großen Men- Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, 14 bis gen zugegeben werden, um die gewünschte Wirkung 17 Gewichtsprozent aus im wesentlichen gesättigten zufriedenstellend durchzuführen. In derartigen Massen Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, 4 bis ändern die Trennmittel in starkem Maße die physika- 20 Gewichtsprozent eines Polyäthylenglykolalkyllischen Eigenschaften der Kautschukmassen, und in 55 äthers, Polyäthylenglykolalkylphenyläthers und PoIyvielen Fällen beeinflussen sie deren Klebrigkeit. äthylenglykolmonoesters von Fettsäuren, wobei der

Aus der französischen Patentschrift 1205 286 ist Polyäthylenglykolanteil der Verbindung ein Molekuein Formtrennmittel bekannt, welches die Haftung von largewicht zwischen 100 und 400 besitzt und der Alkylvulkanisiertem Kautschuk an Metall bei relativ hohen teil der Verbindung 12 bis 20 Kohlenstoff atome aufTemperaturen vermeidet, während andererseits ein in 60 weist, 5 bis 10 Gewichtsprozent eines Alkylglykols mit der Mühle eingesetztes Trennmittel gemäß der Erfin- Wasser- und öllöslichkeit und 1 bis 4 Methyl- oder dung bei relativ niedrigen Temperaturen seine Wirk- Methylengruppen, die nicht direkt an die Hydroxylsamkeit entfalten und eine Haftung von unvulkani- gruppen und Polyglykole dieser Verbindungen gebunsiertem Kautschukmaterial an Metall bei beträchtlich den sind, 3 bis 5 Gewichtsprozent eines verzweigtniedrigeren Temperaturen verhindern muß. Obgleich 65 kettigen oder gradkettige Alkylols mit 11 bis 18 Kohdas bekannte Formtrennmittel sowie das erfindungs- lenstoffatomen und 40 bis 50 Gewichtsprozent eines gemäße Trennmittel zu Kautschukansätzen zugegeben Paraffin Vaselins, Mineralöls und Paraffinwachses werden können, sind die Wirkungsweise und die in bestehen.