Weichgemachte Kautschukmasse. Die vorliegende Erfindung betrifft eine weiehäemachte vulkanisierbare Kautschuk masse.
Als Kautschuk kommen sowohl 'Natur- kautschuk in rohem und regeneriertem Zu etand als auch die verschiedenen syntheti schen Kautschuke, das heisst kautschukartige Polymere solcher Art, die mit Schwefel vulka nisiert werden können, in Betracht. Beispiele für synthetische kautschukartige Polymere ans dieser Vielzahl von Stoffen sind die Homo polymerisa.tionsprodukte von Butadien und seinen Homologen und Derivaten, z.
B. Methyl- butadien, Dimeth.-y#lbutadien, Pentadien und Chloropren (synthetischer Neoprenkautschuk), sowie Kopolymere, wie sie aus Butadien oder seinen Homologen und Derivaten mit. andern ungesättigten organischen Verbindungen er halten werden. Unter den letztgenannten Ver bindungen sind zu nennen: Acetylene, z. B.
Vinylaeetylen, Olefine, wie Isobutylen, wel ches mit Butadien unter Bildung von synthe tischem Butylkautschuk kopolymerisiert, Vi- nyle, wie VinZ#lchlorid, Acrylsäure, Acryl- nitril (welehes mit Butadien unter Bildung voii synthetisehem (Buna [Markenprodukt] polymerisiert),
Methacry lsäure und Styrol, wobei die letztgenannte Verbindung mit Buta- dien unter Bildung von synthetischem KBtina S (Markenprodukt) polymerisiert, so= wie Vinylester und verschiedene ungesättigte Aldehyde, Ketone und Äther, z. B.
Aerolein, Methylisopropenylketon und Vinyläthyläther. Kautschukmassen, die zum Vulkanisieren geeignet sind, werden hergestellt, indem man mit dem Kautschuk eine Reihe anderer Zusatz stoffe vermischt. Der physikalische Zustand dieser Massen ist jedoch gewöhnlich so, dass < dieses Vermischen nur durchgeführt werden kann, wenn der Kautschuk auf einer Mühle oder in einem Miseher geknetet wird, bis er plastisch wird.
Dieser Knetprozess erzeugt nor malerweise grosse Wärmemengen, wodurch die Gefahr einer vorzeitigen Vulkanisation der Masse heraufbeschworen wird. Die auf diese Weise erzeugten Wärmemengen können jedoch wesentlich herabgesetzt werden, indem man dem zu bearbeitenden Kautschuk ein oder mehrere Öle, Fette, Wachse, Teere oder der gleichen zusetzt, welche eine Affinität zu Kautschuk haben und quellend und erweichend auf denselben einwirken, wodurch die mecha nische Wirkung des Mischers beschleunigt wird.
Die Wirksamkeit der vorgenannten Erwei- chungsmittel schwankt zwischen den verschie denen Stoffen stark. Manche wirken haupt sächlich in Richtung auf eine Verringerung der während des Mischprozesses erzeugten Wärmemenge, während andere dem Gemisch Klebrigkeit verleihen und dadurch seine Homogenität und die gesamte Verarbeitbar- keit verbessern. Andere haben eine wesentliche Wirkung hinsichtlich einer Verzögerung der Oberflächenerhitzung bzw.
des Versengens und verringern so die Neigung der Kautsclnik- masse zum Vulkanisieren bei den normaler -weise während des Bearbeitens auf der Mühle auftretenden Temperaturen, ohne die Vulkani- sationsgeschwindigkeit bei in den nachfolgen den Vulkanisierungsstufen verwendeten höhe ren Temperaturen zu beeinträchtigen.
Einige wenige Weichmachungsmittel besitzen in ge- @vieseni Masse mehr als eine dieser Eigenschaf ten; aber nur eine ganz kleine Zahl solcher Verbindungen zeigt eine ausreichende mehr seitige -Wirkung, so dass die Stoffe als All- zweck-ll'eiclimacher betrachtet werden können. Ein solcher Stoff ist Fichtenteer, ein Stoff,
der besonders brauchbar ist. in verschiedenen Massen für Autoreifen decken und auch für zu andern Zwecken ver wendete Kautschukzusammensetzun-en. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, als Weichmacher für Kautsehukniassen ein billi ges, aus Erdöl stammendes Material zu lie fern, welches alle erwünschten Eigenschaften von Fichtenteer aufweist und als --änzlieher oder teilweiser Ersatz für diesen verwendet werden kann.
Gegenstand des vorliegenden Patentes ist eine weichgemachte vulkanisierbare Kaut schukmasse, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Weichmacher 15 bis 601/o Naplitlien- säure und eine neutrale cyclisehe, bei einem Druck von 1 mm H- bei mindestens 150 C siedende Erdölfraktion enthält.
Die lIenge der Naphthensänren im lVeichmaeher sollte vorzugsweise 20 bis -10%,, diejenige der Erd- ölfraktion vorzugsweise mindestens 151/o be- tragen, während der restliche Teil im wesent lichen aus einem bei 1 mm H- unter 150 C siedendem neutralem Öl bestehen kann.
Ein solcher -V eiehmaeller vermag nicht nur die Kautschukmasse zu erweichen und ihr den ge wünschten Klebrigkeitszustand zii erteilen, sondern verringert, wie sich zeigte, auch die Empfindlichkeit des Kautschuks gegen ober flächliche Überhitzung und ermöglicht ein wirksames Vermischen bei normalen Arbeits temperaturen. Die damit erhaltene Kautschuk mischung weist eine hohe Ansengzeit nach Moonev und gleichzeitig gute Elastizitätseigen- schaften bzw. einen guten Nerv auf.
Das aus Kautsehulzniassen, welche den Weiebinacher gemäss vorliegender Erfindung einverleibt enthalten, hergestellte V ulkanisat ist gekenn zeichnet. durch einen normalen Dehnungs modul und eine verhältniilzässi- hohe Reiss festigkeit.
Kurz gesagt, -eisen sowohl die un- v ulkanisierten als auch die vulkanisierten Misehnn-en, welche mit dem die Naphthen- säure und die Erdölfraktion enthaltenden lVeiehmaelier gemäss vorliegender Erfindung hergestellt sind, alle erwünschten Eigenschaf ten solcher -lassen auf, die Fichtenteer ent halten, und sind in inaneher Hinsieht diesen sogar überlegen.
Die erfindungsgemäss verwendeten Naph- thensäuren sind Verbindungen jener Art, wie sie beim Ansäuern alkalischer Extrakte aus rollen Erdölen oder ihren Destillaten erhalten erden.
Das auf diese Weise gewonnene Säure- gemisell kann entweder als solches vei,wendet werden, wobei es normalerweise etwa<B>'</B>0 bis 40 Gewichtsprozent eines neutralen Öls ent halten kann, oder es kann zuerst einer voraus gehenden Reinigungsbehandlun; unterworfen werden, um seinen Ölgehalt zu verringern und bzw. oder die niedrig siedenden Säureanteile zu entfernen.
Wenn auch die Struktur der verschiedenen in solchen Misehun;,en enthalte nen Naphthensäuren. nicht vollständig defi niert werden kann, so können doch die darin enthaltenen verhältnismässi- niedrig sieden den Säuren ini all-eineinen al,t alk-,#lierte Monoearbonsäurederivate von Cyelopentan und Cyclohezan bezeichnet werden,
welche acht bis zwölf Kohlenstoffatome ini -Molekül enthalten, während die höher siedenden Säu ren, welche g-ewöhilieh ebenfalls llonoearbon- sä-ul-everbindun@,-en darstellen, einen polyeycli- schen Charakter aufweisen Lind bis zu 30 Kohlenstoffatome im -Molekül enthalten.
Die bei der (f*ewinnung der 1,-#-autsehul:weich- inaeliun,-sniittel gemäss vol lieg-ender Erfindung vorzugsweise verwendeten Naphtliensäure- gemisehe sind solche mit einer durchschnitt liehen Säurezahl von etwa 100 bis 250, gemes sen auf ölfreier Basis.
Die in vorliegender Beschreibuil- angegebene Säurezahl ist aus ;edrüekt in der Zahl der l1illigramine Kalium- lic-f-Iroxvd, welche zum Neutralisieren eines Griiimiis der Naphthensäuren erforderlich sind.
Die Erdölfraktionen, welche zwecks Bi1- clnn\;, der Weiehmaehungsmittel gemäss der l:i-findun,, mit den Naphthensäuren kombi niert werden, sind z. B. hochmolekulare, aro- niatiselie oder naplithenische Kohlenwasser stoffe, die Schwefel enthalten können oder nicht und als Rückstände und Extrakte bei Verfahren erhalten werden, welche auf die Entfernung von leichtsiedenden Spitzen und der verschiedenen Schmierölfraktionen aus rohen Ölen hinzielen.
Unter diese genannten Produkte fallen die verschiedenen Rückstands asphalte, entweder an sich oder in Form flüs siger Emulsionen oder Lösungen in einem i')hlestillat, sowie die flüssigen Extrakte, wel- ehe durch Behandlung des Öls mit Mitteln von der Art des Schwefeldioxy ds, F'urfurols, Phenols, Propans,
Kresols oder dergleichen erhalten werden. Diese Erdölrückstände schwanken in der Viskosität von etwa 10 eSt. bei 100 bis ztx mehr oder weniger festen asphaltisehen 31assen, die bei etwa 38 bis 93 erweichen, und hinsichtlich des spezifischen Ile@@iclites (D 20/4) zwischen etwa 0,9 und 1,05. Ihr Anfangssiedepunkt ist, mindestens 1.i0 bei 1. mm Hl-.
Bei der Herstellung der Weiehmaehungs- mittel gemäss der Erfindung können diese verschiedenen Erdölfraktionen entweder allein oder in Kombination verwendet werden. So sind bei der Verwendung eines Gemisches aus nnraffinierten Naphthensäuren und einem l,'i-dölrüekstand vom Asphal.ttv p, zweckmässig zusammen mit. einem sogenannten neutralen oder flüchtigen Öl, in Kautsehtiken ausge zeichnete Ergebnisse erhalten worden.
Ander seits sind auch geite Resultate erzielt worden durch Verwendung der Naphthensäure in l@ombination mit einer Lösun (y eines asphal- ti.sehen Riickstandes in einem Duosol-, Edeleanu- oder Furfurolextrakt. In ähnlicher Weise ist es auch möglich, die asphaltische Komponente vollständig wegzulassen und ein ,
--utes Kautsehukweiehmachungsmittel zu er halten, indem man als Erdölfraktion einen oder mehrere der genannten Duosol-, Edeleanu- oder.Furfurolextrakte in Kombination mit dem Naphthensäuregemisch verwendet. Vorzugs weise wird jedoch der asphaltische Rückstand nicht vollständig aus der Weichmachungs- mischung weggelassen.
Die Naphtensäure- und die Erdölfraktions- komponente des Weichmachers können dem Kautschuk entweder getrennt oder in Form einer vorher hergestellten Mischung zugesetzt werden. In jedem Fall ist es jedoch wichtig, da.ss der gesamte Naphthensäuregehalt des Weichmachungsmittels 60% nicht überschrei- tet,
denn bei grösseren Mengen ergibt sich eine unerwünschte Erhöhung des Moduls des End- v ulkanisates, das heisst die vulkanisierten Er zeugnisse werden steifer als sonst, und es ist eine grössere Kraft erforderlich, um sie in einem bestimmten Masse zu strecken.
Ander seits soll der Naphthensäuregehalt des Weich- inacher s nicht unter 15% sinken, weil sich sonst eine rasche Erhöhung der Empfindlich keit der #vIasse gegen oberflächliche Übem- liitzung in Verbindung mit einer Beeinträch tigung ihrer Klebrigkeit und der gesamten. Verarbeitbarkeit ergibt.
Ein bevorzugtes Ge biet der Zusammensetzung des Weichmachers liegt zwischen 20 bis 10 Gewichtsprozent. N aphthensäuren und 60 bis 80 Gewichts prozent Erdölrückständen, zusammen mit irgendeinem neutralen Öl (das heisst einem flüchtigen oder destillierbaren öl).
Bezüglich der letztgenannten Komponente ist zu beach ten, dass das neutrale Öl, welches oft als Grundmasse oder Lösungsmittel für die Naphthensäure, den Asphalt oder einen andern Erdölrückstand wirkt, in einer Menge bis zu etwa 50 % des Gesamtgewichtes des Weich- machers vorhanden sein kann, ohne dass eine schädliche Wirkung eintritt, unter der Vor aussetzung jedoch,
dass die Zusammensetzung immer mindestens 15 % Petroleumrückstand neben ihrem Gehalt an Naphthensäure enthal ten muss.
Die in dem vorstehenden Absatz gegebenen Erläuterungen zeigen die unerwartete, nicht lineare Abhängigkeit der Kautschukeigenschaf ten von den wechselnden Anteilen der Naph-- thensäure- und der Erdölfraktionskomponente des Weichmachers.
Das heisst, ein Gemisch, welches auf 30 Teilen N aphthensäuren 70 Teile Erdölrückstand und etwa ein neutrales 01 enthält, behält die hohe Mooney-Ansengzeit und in der Hauptsache die Klebrigkeit einer Masse, die nur mit. Naphthensäure (oder mit Naphthensäure plus Neutralöl) weiehgemaeht worden ist, während gleichzeitig der Modul des Vulkanisates auf einen normalen Wert herabgesetzt wird, während sieh anormal hohe Werte ergeben, wenn der Petroleumrückstand weggelassen wird.
Zweckmässig wird beim Verarbeiten des Kautschuks mit dem Weiehmaehungsmittel dieses dem Kautschuk in Form vorher herge stellter Flüssigkeiten oder Halbflüssigkeiten zugesetzt, worauf ein gründliches Mischen erfolgt, um eine Masse von der gewünschten Elastizität und Klebrigkeit ztt erhalten, wor auf dann die andern Zusatzstoffe in üblicher Weise in das Produkt eingearbeitet werden. Das erhaltene Gemisch wird dann den ge wünschten Formungs- und Vulkanisierbehand- lungen. unterworfen.
Die Menge des zu ver wendenden Weichmachungsmittels kann be trächtlich schwanken, in Abhängigkeit sowohl von der Art dieses Zusatzstoffes als auch von der Art. des Kautschuks und der sonstigen verwendeten Mischungsbestandteile. Es wer den jedoch gute Ergebnisse erhalten bei Ver wendung von etwa 2 bis 20 Teilen der Weich machungsmischung auf je 100 Teile Kaut schuk. Vorzugsweise werden fünf bis zehn Teile Weichmacher für je 100 Teile Kaut schuk verwendet.
Unter der Voraussetzung, dass die oben beschriebenen Grenzen bezüglich der Mengen verhältnisse eingehalten werden, kann irgend eines oder auch mehrere der verschiedenen Naphthensäuregemische und irgendeiner oder auch mehrere der Petroleumrückstände, wie sie in der Technik bekannt sind, mit Vorteil irgendeinem organischen kautschukartigen, mit Schwefel v ulkanisierbaren Polymer ein verleibt werden.
Wie schon oben erwähnt, um fasst diese Klasse von Verbindungen nicht nur die verschiedenen natürlichen Kautschuke, sondern auch die synthetischen Kautschuke, welche ganz oder teilweise aus konjugierten Diolefinen oder C'hloropren hergestellt sein können. -Man kann auch mit Kombinationen aus natürlichen und synthetischen Kaut schuken arbeiten.
Die neue v ulkanisierbare Masse gemäss vorliegender Erfindung kann nach irgendeiner bekannten Bethode hergestellt werden, z. B. durch Vermischen der Bestandteile auf einer Walzenmühle oder in einem Banbury--NIiseher. Die Rohkautschuke werden manchmal in Form einer Emulsion in Wasser oder andern Flüs sigkeiten verwendet, wie im Falle von natür lichem Kautschuklatex. Die Weichinachungs- mischung gemäss vorliegender Erfindung kann solchen Emulsionen entweder für sich oder in der Form.
anderer Emulsionen zuge setzt werden, worauf die Masse gefällt und in der in der Technik üblichen Art weiter verarbeitet. wird.
leben dem Weichniachungsmittel enthält die vulkanisierbare Zusammensetzung nor malerweise andere Zusatzstoffe, darunter not wendigerweise das Vulkanisiermittel. Geeig nete Mittel dieser Art sind Schwefel, Schwe felchlorid, Sehwefelthioeyanat, Thiurainpoly- sulfide und andere organische oder anorga nische Polysulfide, organische und anorgani sche Peroxyde, halogenhaltige Verbindungen und stickstoffhaltige Verbindungen, wie die Nitrobenzole.
Es können auch Vulkanisat.ionsbeschleu- niger und Aktivatoren für die Beschleuniger vorhanden sein, insbesondere wenn schwefel haltige Verbindungen einen Bestandteil der Mischung darstellen.
Erläuternde Beispiele für Beschleuniger sind: Tetraniethy ltliiui-amdisulfid, Zinkdibutylditliioearbainat, Tetranietliyltliiuranuiionosulfid, Dipentanrethylentliitiramtetrasulfid, Merea.ptobenzotbiazol, IIexamethvlentetramiii, Aldehydammoniak, Dipheny lguanidin, Diphenylthioharnstoff, Benzothiazoldisulfid, Pipei@iclinpentamethylendithiocarbamat,
Di-o-tolylguanidin und Bleidimethyldithioearbamat.
Metalloxyde, wie Zinkoxyd und Bleioxyde, werden oft. als Aktivatoren für die Beschleu- iligrer zunesetzt.
Wenn auch die Weiehma.ehungsmittel ge n iäss der Eriindung sowohl eine plastizierende als auch eine weiehmaeliende und klebrig- niacliende Wirkung ausüben, so kann es doch in inanelien Fällen erwünscht sein, zusätzliche Plastizieriiiittel zu verwenden.
Als Beispiele füi- solelie werden Dibutylplithalat, Dioetyl- phthalat, Trieresylphosphat, Triaeetin, Tetra- li \-di#onaphtlialin, Ciimaronharze, weiche Fak- tis, Wollfett,
Stearinsäure und Laurinsäure (lenannt. Fichtenteer selbst kann einen Anteil bis zii 50% des weiehinaehenden Gemisches enthalten.
Nachdem die Kautschukmasse zusammen- 1.e,tellt ist, indem man die oben beschriebenen Stoffe vermischt, wird das Gemisch durch Behandlung-, bei höheren Temperaturen, vor zugsweise über 100 , während eines Zeit i a.unies zwischen einigen Minuten und einer oller mehreren Stunden vulkanisiert. Vor- zu,Yswei#se werden die #Tulkanisieriingsbehand- lnn,.;
en bei Temperaturen von 125 bis 775 %viilirenc1 15 bis 45 1=linuten dureligeführt.
Die Masse gemäss der Erfindung ist zur _lnwendung für praktisch alle Zwecke geeig net, für welche andere kautschukartige Zu- sanimensetzun,ren verwendet werden. Bei sliiele, -elche sieh für den Fachmann ohne weiteres ergeben, sind Automobilreifendeeken und Schläuche, Bodenbeläge, Ballonhüllen, lte#-,enseliii-ine, Regenmäntel, Tischdecken, ltegenplanen, Kleiderbeutel, elektrische Iso- liertuigen, Reibungsbänder,
Bekleidung zur Verwendtni- beim Arbeiten finit wässrigen Stoffen und Erdölprodukten oder Farben, .liushleidungen und äussere Überzüge für selbstdielitende Benzinbehälter, Diehtungs- ringe, Riemen, Sehulisohlen und Fersenleder, Schürzen, Handschuhe, Sportartikel, wie (Inniniibälle, Badeanzüge und -mützen, sowie verschiedenartige Gegenstände für medizini sche Zwecke.
Die nachstehenden Beispiele 3 und 4 be treffen spezielle Ausführungsformen der erfindungsgemässen Masse, während die Bei spiele 1 und 2 zum Vergleich herangezogen sind. In jedem dieser Beispiele wurde eine Karkassenmasse aus Naturkautschuk verwen det, die auf einer Zweiwalzen-Kautschukmühle durch Vermischen von zehn Teilen eines Weichmachers mit einer Kautschukmasse aus SO Teilen geräucherten Fellen, 10 Teilen ge rolltem braunem Krepp, 20 'Teilen Regenerat aus vollständigen Decken und 25 Teilen Russ und darauffolgendes Einmahlen in die Masse von 1 Teil Stearinsäure,
5 Teilen Zinkoxyd, 0,8 Teilen Mereaptobenzothiazol, 2,75 Teilen Schwefel und 0,5 'Teilen < eSantoflex B (Mar kenprodukt, ein Reaktionsprodukt aus Aceton und p-Aminodiphenyl) hergestellt. war.
Eine Probe jeder dieser Massen wurde dann 20 Minuten beider üblichen Vulkanisiertempera- tur von 145 vulkanisiert, während eine andere Probe während einer gleichen Zeit bei der anormal niedrigen Vulkanisationstemperatur von 126 vulkanisiert würde. Von Mustern, welche bei dieser niedrigen Temperatur eine verhältnismässig hohe Zugfestigkeit aufweisen, wurde angenommen, dass sie eine unzulässig hohe Empfindlichkeit gegen oberflächliche Überhitzung aufweisen.
Beispiel. <I>1:</I> Das Weichmachungsmittel, welches bei der Herstellung der im vorstehenden Absatz be schriebenen Kautschukmasse verwendet wurde, bestand aus 10 Teilen eines üblichen Fichten- teermaterials. Wie sich aus den in Tabelle I (hinter Beispiel 4) zusammengestellten Daten ergibt., hat. diese Zusammensetzung gute Klebrigkeitseigenschaften, und ihre Mooney- Ansengzeit bei 121 (14 Minuten) war gut.
Ein weiterer Beweis für das Fehlen einer übermässigen Empfindlichkeit gegen ober flächliche Überhitzung bei diesem Produkt ist darin zu sehen, dass das bei 126 -vulkanisierte Muster die verhältnismässig niedrige Zug festigkeit von 1720 psi aufwies. Beispiel <I>2.</I>
In diesem Falle wurde die oben beschrie bene Kautschukmasse vermischt mit 10 Teilen eines ZVeiehmachungsmittels, welches v ollstän- dig aus einem Duosol -Extrakt hergestellt war, welcher erhalten worden war durch Be handeln eines Öldestillates mit Phenol. und Propan und anschliessendes Abdestillieren des Phenols aus dem so erhaltenen Extrakt.
Die i physikalischen Eigenschaften des hier als Kautsehukweiehmaehungsmittel verwendeten Duosolextraktes waren folgende: Spezifisches Gewicht D 20/.1 1,02 Viskosität, bei 99 C in eSt 32 Flammpunkt ?48 C Anfangssiedepunkt (1 mm Hg) 2.30 C Wie aus den Daten der Tabelle I hervor geht,
war die mit diesem 'Veichmaehungsmit- tel hergestellte Masse sehr empfindlich gegen i oberflächliche Überhitzung, da sie die geringe Mooney-Ansengzeit von nur 10,5 Minuten aui'- wies und nach Vulkanisieren bei 126 eine hohe Zu-festigkeit von 2170 psi zeigte.
<I>Beispiel 3:</I> In diesem Beispiel wurde der 'Veiehmaeher hergestellt aus 5 Teilen des in Beispiel 2 be schriebenen Duosolextraktes und 5 Teilen eines Naphthensäuregemisches, welches durch Ansäuern eines Alkaliextraktes von Erdöl er- halten war und 27,6% Neutralöl enthielt. Das N aphthensäuregemisch hatte eine Säurezahl von 146.
Auf ölfreier Basis würde die Säurezahl der Naphthensäure 202 betragen. Der Gesamt gehalt an Naphthensäure des Weiehmaehers betrug 36,20/0. Bei Herstellung der Kautschuk masse wurde zuerst der Duosolextrakt zuge setzt und dann die Naphthensäure in das Ge misch eingearbeitet.
Wie Tabelle I zeigt, hatte diese Masse ausgezeichnete Eigenschaften be züglich der Unempfindlichkeit gegen ober- fläehliehe Überhitzung, da ihre llooney-An- seno--#za.hl 16 Minuten betrug und das Muster nach Vulkanisieren bei 126 eine niedrige Zugfestigkeit aufwies. In dieser Hinsicht waren die Eigenschaften des 'Musters denjeni gen eines aus der Masse gemäss Beispiel '-) her gestellten wesentlich überlegen, und sie waren sogar besser als diejenigen eines mit Fichten teer (welelier den im Handel gebräuchlich sten Weichmacher darstellt) kombinierten Kautschuks.
Gleichzeitig hatte die vorliegende Masse gute Klebrigkeit. und liess sich leicht aufarbeiten und handhaben. Beispiel -E: Diese 'lasse wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die -Menge des Duosol- extraktes auf 7,5 Teile erhöht und die Menge der Naphthensä.ure auf 2,5 Teile verringert wurde.
Das erhaltene Gemisch hatte daher einen CTesamt-Naphthensäuregehalt von 18,10/0. Wie aus den Angaben in Tabelle I hervorgeht, erhöhte die Verringerung im Naphtliensäure- gehalt die Empfindlichkeit der Masse gegen über oberflächlicher Überhitzung wesentlich, obwohl die Eigenschaft diesbezüglich noch be- träehtlieh verbessert. war gegenüber den Er zeugnissen, in welchen der Kautschuk über haupt. ohne _Vaphtheiisäure weiehgernaeht war (Beispiel '').
EMI0007.0001
<I>Tabelle <SEP> I:
</I>
<tb> Wirkung <SEP> von <SEP> Naphthensäure-Erdölrückstand-@Veichmachern <SEP> auf <SEP> die <SEP> physikalischen
<tb> Eigenschaften <SEP> von <SEP> Naturkautseliuk-Karkassenmasse.
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> Beispiel <SEP> 4
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> Beispiel <SEP> 2 <SEP> 36,2% <SEP> 18,1
<tb> Produkt <SEP> beschrieben <SEP> in:
<SEP> 100% <SEP> 100% <SEP> Naphthensäure, <SEP> Naphthensäure,
<tb> Fichtenteer <SEP> Duosolextrakt <SEP> 13,8% <SEP> Neutralöl <SEP> 6,9% <SEP> Neutralöl
<tb> und <SEP> <B>50%</B> <SEP> und <SEP> <B>75%</B>
<tb> Duosolextrakt <SEP> Duosolextrakt
<tb> :1. <SEP> Unvulkanisierte <SEP> Masse
<tb> Klebrigkeit <SEP> vorzüglich <SEP> vorzüglich <SEP> vorzüglich <SEP> vorzüglich
<tb> :
Ansengzeit <SEP> (Mooney)
<tb> Min. <SEP> bei <SEP> 1210 <SEP> 14 <SEP> 10,5 <SEP> 16 <SEP> 13
<tb> 13. <SEP> Vulkanisiert <SEP> während
<tb> 20 <SEP> Min. <SEP> bei <SEP> 14511
<tb> Reissfestigkeit <SEP> psi <SEP> 2445 <SEP> 2255 <SEP> 2770 <SEP> 2450
<tb> Reissdehnung <SEP> % <SEP> 715 <SEP> 790 <SEP> 750 <SEP> 705
<tb> Spannung <SEP> bei <SEP> 300 <SEP> J
<tb> Dehnung <SEP> psi <SEP> (Modul) <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 290 <SEP> 210
<tb> <B>C</B>. <SEP> Während <SEP> 30 <SEP> Min. <SEP> bei
<tb> 196 <SEP> vulkanisiert
<tb> Reissfestigkeit <SEP> psi <SEP> 1720 <SEP> 2470 <SEP> 1670 <SEP> 2150 Die nachstehenden Beispiele 7, 8, 11 und 12 betreffen ebenfalls Ausführungsformen der erfindungs;
emässen Masse, während die Bei npiele 5, 6, 9 und 10 zum Vergleich dienen. In allen Beispielen wurde eine Laufflächen masse aus Naturkautschuk verwendet., die auf einer Zweiwalzen-Kautsehukmühle hergestellt worden war durch Vermischen von 10 Teilen eines Weieliniaehers mit.
einer Kautschukmasse, die aus 100 Teilen geräucherten Fellen mit Zu satz von 50 Teilen Russ bestand, und darauf folgendes Einmahlen von 1 Teil Mercapto- lien7othiazol, 1 Teil Phenyl-ss-naphthylamin, 5 Teilen Zinkoxyd, 4 Teilen Stearinsäure und 3 Teilen Schwefel.
Eine Probe von jeder dieser Massen wurde dann während 30 Minuten bei der üblichen Vulkanisiertemperatur von 145 vulkanisiert, während eine andere Probe wäh- i-end der gleichen Zeit. bei der verhältnismässig iliecli4gen Vulkanisiertemperatur von 126 vul kanisiert wurde.
Wie bei den in den Beispielen 1 bis 4- beschriebenen Karkassenmassen v erden auch hier jene Vulkanisate, die. beim Vulkani sieren bei 126 eine verhältnismässig hohe Zugfestigkeit aufwiesen, als unbrauchbar hin sichtlich der Empfindlichkeit gegen oberfläch liche Überhitziuig betrachtet.
<I>Beispiel 5:</I> Das in diesem Falle verwendete Weich- machungsmittel bestand aus 10 Teilen Fich tenteer, wobei die erhaltene weichgemachte Kautschukmasse gute Klebrigkeit und eine lange Mooney-Ansengzeit aufwies. Ein weite rer Beweis der Unempfindlichkeit , gegen oberflächliche Lberhit.zung des Produktes konnte darin gesehen werden, :dass die bei 126 vulkanisierte Probe eine verhältnismässig niedrige Zugfestigkeit aufwies.
<I>Beispiel 6:</I> Der bei Verarbeitung dieser Masse verwen dete Weichmacher bestand aus 10 Teilen der in obigem Beispiel 3 beschriebenen Naphthen- säuremischung. Diese enthielt 27,60% eines Neutralöls und hatte eine Säurezahl von 146, wobei die Säurezahl des Materials auf ölfreier Basis zu 202 berechnet wurde.
Während die mit diesem Weichmacher hergestellte Masse gute Klebrigkeit und ausgezeichnete Enemp- findliehkeit gegen oberfläelllielie Überhitzung aufwies, wurde das Vulkanisat doch wegen seines anormal hohen --Moduls als unbefriedi gend betrachtet.
<I>Beispiel i</I> In diesem Beispiel wurde der Kautschuk zusammengearbeitet mit 5 Teilen der in Bei spiel 3 beschriebenen Naphthensäuremischung und 5 Teilen eines asphaltisehen Erdölrück standes. Dieser Rückstand, welcher 300/a eines als Lösungsmittel für den Asphalt wirkenden Neutralöls enthielt, hatte die folgenden physi kalischen Eigenschaften:
Spezifisches Gewicht D 20/i 0,98 Viskosität bei 38 C in eSt 3540 Flammpunkt 235 C Anfangssiedepunkt. (1 mm H3) 1:51 C Ans den in Tabelle II zusammengestellten Daten ist ersichtlich, däss dieses Material. aus gezeichnete Allzweeli:
-lVeiehmaelierei"ensehaf- ten aufwies, da die -lasse eine hohe\lIooney - Ansengzeit und gute Klebrigkeit und Ver- arbeitbarkeit aufwies, während das Vulkanisat einen normalen Modul zeigte.
<I>Beispiel 8:</I> Die Kautschukmasse dieses Beispiels wurde hergestellt unter Verwendung von ?,5 Teilen der in Beispiel 3 beschriebenen Naphthen- säuremischung und 7,5 Teilen der in Beispiel 7 beschriebenen Asphaltlösung, wobei der Ge samtgehalt. an Naphtheneäuren im Weich macher 18,1 1/o betrug'. Die Wirkung dieses Weichmachers war im allgemeinen dieselbe wie die des 50/50-Naplithensäure- Asphalt- Weichmaehers nach Beispiel 7, obwohl einige Anzeichen einer Erhöhung bezüglich der Empfindlichkeit gegen oberflächliche Über hitzung vorlagen.
Beispiel. <I>9:</I> Der bei der Mischung dieses Beispiels ver wendete Weichmacher bestand aus 10 Teilen der Asphaltmischung, wie sie in Beispiel 7 beschrieben ist. Wie man aus den Daten in Tabelle 1I ersieht, waren die phvsikalisehen Eigenschaften dieser llisehung im allgemeinen unbefriedig-elld,
da ihre Klebrigkeit und Ver- arbeitbarkeit nicht den liandelsüblieben An forderungen entsprachen und die Empfindlich keit der Masse \gegenüber oberflächlicher Über hitzung verhältnismässig- hoch war.
Beispiel <I>10:</I> Diese Katttschuli:ma-"se wurde Hergestellt unter Verwendung von 10 Teilen einer 600/aigen Lösung- eines asplialtisehen Erdöl rüekstancles in. einer Neutralöl-Grundiilasse. Die Lösung hatte die folgenden plivsikalisehen Eigenseliaften
EMI0008.0069
Spezifisches <SEP> (-rewielit <SEP> D <SEP> 20/-I <SEP> 1
<tb> Viskosität.
<SEP> bei <SEP> 38 <SEP> C <SEP> in <SEP> eSt <SEP> 12000
<tb> Viskosität. <SEP> bei <SEP> 99 <SEP> C <SEP> in <SEP> e <SEP> St <SEP> 58
<tb> Flammpunkt <SEP> 210 <SEP> C
<tb> Anfangssiedepunkt. <SEP> (1 <SEP> nim <SEP> 11g-) <SEP> 170 <SEP> C
<tb> Wie <SEP> bei <SEP> der <SEP> nach <SEP> dem <SEP> vorhe <SEP> rgehenden <SEP> Bei spiel <SEP> hergestellten <SEP> Masse <SEP> hatte <SEP> auch <SEP> dieses
<tb> Material <SEP> nur <SEP> schwache <SEP> Klebrigkeit.
<SEP> Weiterhin
<tb> war <SEP> die <SEP> -Masse <SEP> sehr <SEP> empfindlich <SEP> -e--en <SEP> ober fläehlielie <SEP> Überhitzung, <SEP> wie <SEP> sich <SEP> sowohl <SEP> an <SEP> der
<tb> kurzen <SEP> Mooney-Anseng-zeit <SEP> als <SEP> aueli <SEP> an <SEP> der
<tb> ausser-ewöhnlieh <SEP> hohen <SEP> Zugfestigkeit <SEP> (1825
<tb> psi) <SEP> des <SEP> bei <SEP> 126 <SEP> hergestellten <SEP> Vulkanisates
<tb> zeigte.
<tb>
<I>Beispiel <SEP> 11:</I>
<tb> Diese <SEP> -Masse <SEP> wurde <SEP> hergestellt <SEP> unter <SEP> Ver-.
<tb> Wendung- <SEP> von <SEP> 7,5 <SEP> Teilen <SEP> der <SEP> im <SEP> vorhergehen den <SEP> Beispiel <SEP> beschriebenen <SEP> asphaltisehen
<tb> Lösung <SEP> und <SEP> 2,5 <SEP> Teilen <SEP> der <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 3 <SEP> be schriebenen <SEP> -N'aphtlielisäureniiseliung, <SEP> so <SEP> dass
<tb> der <SEP> Weiehniaeher <SEP> einen <SEP> (-iesanttnaplithen sä.ure-ehalt <SEP> von <SEP> 18,1% <SEP> aufwies.
<SEP> Wie <SEP> aus <SEP> den
<tb> Daten <SEP> der <SEP> Tabelle <SEP> II <SEP> ersichtlich, <SEP> führte <SEP> die
<tb> Einführung <SEP> selbst <SEP> dieser <SEP> verhältnismässig
<tb> kleinen <SEP> -Menge <SEP> Naplitlielisätu e <SEP> dazu, <SEP> eine <SEP> nor male <SEP> Klebrigkeit <SEP> des <SEP> (semischeWieclerlieVzu stellen, <SEP> während <SEP> gleielizeitig <SEP> die <SEP> l:i=enseliaften
<tb> in <SEP> bezog- <SEP> auf <SEP> Unemptindlielikeit <SEP> gegen <SEP> ober fläehliche
<tb> wesentlich <SEP> verbessert
<tb> wurden.
<tb>
<I>Beispiel <SEP> 1.3:</I>
<tb> Die <SEP> Masse <SEP> wurde <SEP> in <SEP> der <SEP> --]eichen <SEP> Weise
<tb> hergestellt, <SEP> wie <SEP> in <SEP> dem <SEP> vorstehenden <SEP> Beispiel
<tb> beschrieben, <SEP> mit <SEP> der <SEP> Ausnahme, <SEP> class <SEP> liier
<tb> 5 <SEP> Teile <SEP> der <SEP> Naphtheilsäurelösutig <SEP> und <SEP> 5 <SEP> Teile
<tb> der <SEP> Asphaltlösung- <SEP> verwendet <SEP> wurde, <SEP> so <SEP> dass der Weiehnlacher also 36,2% Naphthensäure aufwies.
Die in Tabelle II angegebenen E,rgeb- nisse zeigen, dass die mit diesem Weichmacher hergestellte Masse in jeder Hinsicht befriedi- gend ist, da sie gute Klebrigkeit und Verarbeit- barkeit in Verbindung mit einer sehr geringen Empfindlichkeit gegen oberflächliche Über hitzung aufwies.
EMI0009.0013
<I>Tabelle <SEP> II:</I>
<tb> Wirkung <SEP> eines <SEP> Naphthensäure-Lrdölrückstand-Weiehmachers <SEP> auf <SEP> die <SEP> physikalischen
<tb> Eigensehaften <SEP> einer <SEP> Naturkautschuk-Laufflächenmasse.
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> Beispiel <SEP> 7 <SEP> Beispiel <SEP> 8
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> <B>36,2% <SEP> 18,1%</B>
<tb> Produkt <SEP> beschrieben <SEP> in:
<SEP> 100% <SEP> 72,4% <SEP> Naphthensäure, <SEP> Naphthensäure,
<tb> Fichtenteer <SEP> Naphthensäure, <SEP> 35 <SEP> % <SEP> Asphalt, <SEP> <B>52,5%</B> <SEP> Asphalt,
<tb> 27,6 <SEP> % <SEP> Neutralöl <SEP> 28,9 <SEP> % <SEP> Neutralöl <SEP> 29,4 <SEP> % <SEP> Neutralöl
<tb> A. <SEP> LTnvulkanisierte <SEP> Masse
<tb> Klebrigkeit <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> Ansengzeit <SEP> (Mooney <SEP> )
<tb> Min. <SEP> bei <SEP> 1210 <SEP> 48 <SEP> 48,5 <SEP> 54 <SEP> 52
<tb> B. <SEP> Vulkanisiert <SEP> während
<tb> 30 <SEP> Min. <SEP> bei <SEP> 14511
<tb> Reissfestigkeit <SEP> psi <SEP> 3500 <SEP> 3690 <SEP> 3835 <SEP> 3970
<tb> Reissdehnung <SEP> o/0 <SEP> 650 <SEP> 550 <SEP> 665 <SEP> 670
<tb> Spannung <SEP> bei <SEP> 300
<tb> Dehnung <SEP> psi <SEP> (Modul) <SEP> 940 <SEP> 1420 <SEP> <B>1010</B> <SEP> 1020
<tb> U. <SEP> Während <SEP> 30 <SEP> Min.
<SEP> bei
<tb> 126 <SEP> vulkanisiert
<tb> Reissfestigkeit <SEP> psi <SEP> 450 <SEP> 285 <SEP> 670 <SEP> 715
<tb> Beispiel <SEP> <B>11</B> <SEP> Beispiel <SEP> <B><U>19</U></B>
<tb> Beispiel <SEP> 9 <SEP> Beispiel <SEP> <B>10</B> <SEP> 18,1% <SEP> 36,2%
<tb> Produkt <SEP> beschrieben <SEP> in:
<SEP> 70% <SEP> Asphalt, <SEP> 60% <SEP> Asphalt, <SEP> Naphthensäure, <SEP> Naphthensäure,
<tb> <B>30%</B> <SEP> Neutralöl <SEP> 40% <SEP> Neutralöl <SEP> 45 <SEP> % <SEP> Asphalt, <SEP> <B>30%</B> <SEP> Asphalt,
<tb> 36,9 <SEP> % <SEP> Neutralöl <SEP> 33,8 <SEP> % <SEP> Neutralöl
<tb> A. <SEP> Unvulkanisierte <SEP> Masse <SEP> nur <SEP> nur <SEP> gut <SEP> gut
<tb> Klebrigkeit <SEP> hinreichend <SEP> hinreichend
<tb> Ansengzeit <SEP> (Mooney)
<tb> Min. <SEP> bei <SEP> 121 <SEP> 44 <SEP> 44 <SEP> 45 <SEP> 51
<tb> B. <SEP> Vulkanisiert <SEP> während
<tb> 30 <SEP> Min. <SEP> bei <SEP> 1450
<tb> Reissfestigkeit <SEP> psi <SEP> 3720 <SEP> 3745 <SEP> 3885 <SEP> 3785
<tb> Reissdehnung <SEP> 1/o <SEP> 690 <SEP> 680 <SEP> 665 <SEP> 665
<tb> Spannung <SEP> bei <SEP> 300
<tb> Dehnung <SEP> psi <SEP> (Modul) <SEP> 870 <SEP> 1050 <SEP> 1080 <SEP> 1060
<tb> U.
<SEP> Während <SEP> 30 <SEP> Min. <SEP> bei
<tb> l26 <SEP> vulkanisiert
<tb> Reissfestigkeit <SEP> psi <SEP> 815 <SEP> 1825 <SEP> 1555 <SEP> 665 Die verschiedenen hier und in den Ansprü chen angegebenen Teile Lind Prozentsätze be ziehen sieh, soweit nicht ausdriieklieh anders angegeben, auf Gewicht.