DE1180934B - Verfahren zur Herstellung gut verarbeitbarer Kautschukmischungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung gut verarbeitbarer Kautschukmischungen

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DE1180934B
DE1180934B DEE18245A DEE0018245A DE1180934B DE 1180934 B DE1180934 B DE 1180934B DE E18245 A DEE18245 A DE E18245A DE E0018245 A DEE0018245 A DE E0018245A DE 1180934 B DE1180934 B DE 1180934B
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Winthrope C Smith
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Exxon Research and Engineering Co
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: C08f Deutsche Kl.: 39 b - 22/06
Nummer: 1 180 934
Aktenzeichen: E18245IV c / 39 b
Anmeldetag: 15. September 1959
Auslegetag: 5. November 1964
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gut verarbeitbarer Kautschukmischungen aus einem schwach ungesättigten, gegebenenfalls halogenierten Mischpolymerisat aus einem größeren Anteil eines Isoolefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und einem kleineren Anteil eines Multiolefins mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomen, einem Polymethylol-phenolharz, in dem das Phenol in m-Stellung durch Kohlenwasserstoffreste substituiert ist, einem Halogenid eines zweiwertigen Metalls und üblichen Vulkanisationszusätzen, wobei man in der Kautschukmischung zusätzlich 0,2 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Kautschuk, eines Alkali-, Erdalkali- oder Mangansalzes einer Monocarbonsäure mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder Calciumcarbonat verwendet.
Beim Einmischen der Vulkanisationszusätze, Kalandrieren, Spritzen und anderen Behandlungsweisen kann die Temperatur der Kautschukmischung, je nach den im einzelnen angewendeten Bedingungen, auf 38 bis 93 0C ansteigen. Erreicht die Kautschukmischung eine hohe Temperatur, z. B. 104 bis 138°C, so kann sie infolge der Anwesenheit eines Vulkanisationsmittels, wie Schwefel, Schwefelverbindungen, Polymethylol-phenolharzen, vorzeitig vulkanisieren. In den meisten Fällen soll die Kautschukmischung jedoch bei der Behandlung nicht merkbar anvulkanisieren, wenn sie derartigen höheren Temperaturen nicht mindestens einige Minuten, z. B. 5 Minuten lang, ausgesetzt war.
Werden Kautschukarten, die wenig Doppelbindungen enthalten, z. B. Butylkautschuk, mit Polymethylolphenolharzen gemischt, so neigen sie, wie die Erfahrung zeigt, stark zum Anvulkanisieren und lassen sich nur schwierig mischen und kalandrieren. Da solche Harze Vulkanisate ergeben, die außergewöhnliche Eigenschaften besitzen und daher für bestimmte Artikel wertvoll sind, sah man sich gezwungen, nach Mitteln zu suchen, die diese Neigung zum Anvulkanisieren herabsetzen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird diese Neigung zum Anvulkanisieren wesentlich dadurch verringert, daß man der Kautschukmischung ein Erdalkali- oder Mangansalz einer Monocarbonsäure mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, ζ. Β. Essigsäure, Propionsäure, Myristinsäure und Stearinsäure, oder Calciumcarbonat zusetzt. Calciumcarbonat und Calciumstearat sind die wirksamsten Verbindungen. Doch sind auch andere Salze, wie Bariumstearat, Magnesiumstearat und Manganstearat, durchaus geeignet, und zwar besonders da, wo die Verwendung von Calciumsalzen unangebracht ist.
Diese Salze sind in Butylkautschuken, die keine Verfahren zur Herstellung gut verarbeitbarer
Kautschukmischungen
Anmelder:
Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr. W. Beil und A. Hoeppener, Rechtsanwälte,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36
Als Erfinder benannt:
John J. Higgins, Roselle, N. J.,
Winthrope C. Smith, Westfield, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. September 1958
(762 707)
Kunstharze enthalten, unwirksam oder schädlich. Werden jedoch Polymethylol-phenolharze, in denen das Phenol in m-Stellung durch Kohlenwasserstoffreste substituiert ist, mit Butylkautschuk vermischt, so hemmen diese Salze das Anvulkanisieren während der Verarbeitung der Kautschukmischung recht wirksam. Die erfindungsgemäß verwendeten Salze wirken also so mit dem als Vulkanisationsmittel verwendeten Harz zusammen, daß die Kautschukmischung bei höheren Temperaturen verarbeitet werden kann, ohne daß die Eigenschaften des Vulkanisats wesentlich beeinträchtigt werden.
Butylkautschuk ist von den erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisaten das bekannteste. Diese Mischpolymerisate bestehen aus einem größeren Anteil eines Isoolefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und einem kleineren Anteil eines Multiolefins mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomen. Im allgemeinen besteht Butylkautschuk zu etwa 85 bis 99,5, vorzugsweise zu etwa 95 bis 99,5 Gewichtsprozent aus Isobutylen und zu etwa 0,5 bis 15, vorzugsweise zu 0,5 bis 5 Gewichtsprozent aus Butadien, Dimethylbutadien, Piperylen oder insbesondere Isopren. Das durch Viskositätsmessung bestimmte, mittlere Molekulargewicht des Butylkautschuks beträgt gewöhnlich 200 000 bis 1 500 000 oder mehr, und die Anzahl der Doppelbindungen pro 100 Mol Monomeres liegt zwischen 0,5 und 15. Die Herstellung der Mischpolymerisate ist unter anderem in der USA.-Patentschrift 2 356 128
409 710/439
beschrieben. Der Begriff »Butylkautschuk« ist im »Chemical Dictionary« von H a c k h, 3. Ausgabe, S. 151, definiert und ist der Titel des Kapitels 24 in »Synthetic Rubber« von John Wiley & Sons, Inc., herausgegeben von G. S. Whitby.
Die erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisate können auch halogeniert sein. So kann ein Butylkautschuk verwendet werden, der mindestens etwa 0,5 Gewichtsprozent gebundenes Halogen, jedoch nicht mehr als etwa 1 Chloratom oder 3 Bromatome je Doppelbindung aufweist, doch stellt er nicht die bevorzugte Kautschukart dar.
Als Polymethylol-phenolharze werden vorzugsweise trimere oder tetramere Verbindungen verwendet, die aus in m-Stellung durch Kohlenwasserstoffreste substituierten Phenolen und Formaldehyd in bekannter Weise hergestellt werden. Der Kohlenwasserstoffrest bzw. die Kohlenwasserstoffreste in m-Stellung können 1 bis 20 oder mehr Kohlenstoffatome enthalten. Bevorzugte Kohlenwasserstoffreste sind n- oder Isoalkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen. Der ίο aromatische Ring in dem Kunstharz kann eine Methylolgruppe in p-Stellung aufweisen oder auch nicht. Diese Harze haben folgende allgemeine Formel:
OH
HOH2C-
Z—-.. J—
CH5
X
Z —
OH
Z —
■>— CH2OH
— X
Js
in der X eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Wasserstoffatom, Z ebenfalls eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Wasserstoffatom, Y eine Methylolgruppe oder ein Wasserstoffatom und S eine Zahl zwischen 0 und 5, vorzugsweise 1 und 2, bedeutet.
In den meisten dieser Harze enthält der aromatische Ring jedes Monomeren in m-Stellung eine Alkylgruppe mit 18 oder weniger Kohlenstoffatomen. In der gegenüberliegenden m-Stellung kann der Ring eine ähnliche Alkylgruppe enthalten oder auch nicht. Die durch Säurekatalyse hergestellten trimeren oder tetrameren Verbindungen haben im allgemeinen einen pH-Wert von 7 und einen Methylolgehalt von 5 bis 20 Gewichtsprozent. Sie ergeben stark zum Anvulkanisieren neigende Kautschukmischungen, deren Neigung zum Anvulkanisieren erfindungsgemäß wesentlich gehemmt wird.
Um Butylkautschuk mit diesem Harz zu vulkanisieren, muß im allgemeinen zur Aktivierung des Harzes ein Halogenid eines zweiwertigen Metalls verwendet werden. Den wirksamsten Aktivator stellt ein Metall der Gruppe IVa, nämlich Zinn, dar. Vorzugsweise wird Zinnchlorür vor seiner Vermischung mit dem Kautschuk in einem Kautschukaufbereitungsöl dispergiert. Nur eine geringe Menge Zinnhalogenid ist zur Einleitung der Vulkanisation des Butylkautschuks mit dem Harz notwendig. So werden z. B. etwa 1 bis 5 Gewichtsteile Zinnchlorür auf 100 Gewichtsteile Butylkautschuk verwendet und etwa 50 bis 95 Gewichtsprozent Zinnchlorür in einem Paraffinöl dispergiert, das eine Viskosität bei 38° C von 4,817 Englergraden, ein spezifisches Gewicht von 0,925, einen Flammpunkt von 182CC und einen Anilinpunkt von 155,8 aufweist. Etwa 1 bis 5 Gewichtsteile Zinnchlorür in Öl dispergiert werden mit 100 Gewichtsteilen Butylkautschuk verarbeitet.
Die Menge des zur Vulkanisation des schwach ungesättigten Mischpolymerisates verwendeten Phenolharzes hängt von den im einzelnen vorliegenden Bedingungen ab. Jedoch ist es im allgemeinen ratsam, mindestens 2, aber nicht mehr als 12 Gewichtsteile Phenolharz je 100 Gewichtsteile Mischpolymerisat zu verwenden. Beispielsweise können 100 Gewichtsteile Butylkautschuk nach üblichen Verfahren mit 4 bis 8 Gewichtsteilen Phenol harz und 2 bis 3 Gewichtsteilen in Öl dispergiertem Zinnchlorür versetzt werden.
Da die erfindungsgemäß verwendeten Salze das Anvulkanisieren recht wirksam hemmen, ist es im allgemeinen nicht notwendig, mehr als 10 Gewichtsteile der Salze je 100 Gewichtsteile Kautschuk zu verwenden. In manchen Fällen genügen sogar schon 0,2 oder 0,5 Gewichtsteile der Salze. Je nach der Wirksamkeit der speziellen Salze ist es für die meisten Verwendungszwecke angebracht, 1,5 Gewichtsteile Salz je 100 Gewichtsteile Kautschuk zu verwenden.
Außer dem Phenolharz und dem Salz können dem hochgesättigten Kautschuk vor seiner Vulkanisation bei 121 bis 2040C, die 1 bis etwa 100 Minuten lang dauern kann, auch übliche Füllstoffe, z. B. 20 bis 75 Gewichtsteile Ruß oder Ton, geringe Mengen, z. B. 0,5 bis 5 Gewichtsteile Stearinsäure, bis zu 30 Gewichtsteile Kohlenstoffwasser -Weichmacheröl (jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk) und eine geringere Menge eines Antioxydationsmittels, wie Phenyl-ß-naphthylamin, zugegeben werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten, hochgesättigten Kautschukgemische können in zahlreichen kautschukhaltigen Gegenständen, insbesondere Reifen, Heizschläuchen, Förderbändern und -schläuchen, verwendet werden. Außerdem können sie zur Isolierung von Drähten und Kabeln sowie als Motorböcke oder Ventilatorriemen verwendet werden.
Nachstehende Beispiele dienen der Erläuterung einiger Ausführungsformen der Erfindung:
Beispiel 1
Isobutylen-Isopren-Butylkautschuk mit 1,5 bis 2 Doppelbindungen pro 100 Mol Monomeres und einem durch Viskositätsmessung bestimmten mittleren Molekulargewicht von 500000 wurde mit einem PoIymethylol-phenolharz vermischt, das durch Kondensation von 1 Mol 3-Pentadecylphenol mit 2 Mol Formaldehyd in Gegenwart von verdünnter Salzsäure hergestellt worden war. Das im wesentlichen aus der tetrameren Verbindung bestehende Harz wies Methylolgruppen in der 2- und 6-Stellung der endständigen aromatischen Ringe und eine Methylolgruppe in der 4-Stellung jedes aromatischen Ringes im Harz auf. Das Tetramere hatte einen pH-Wert von 3,0 und enthielt 15,5 Gewichtsprozent Methylolgruppen und weniger als 1 Gewichtsprozent freien Formaldehyd.
Zusammensetzung der Mischung Bestandteile Gewichtsteile
100 50 1
Butylkautschuk
Hochabriebbarer ölruß
Stearinsäure
Formaldehyd-phenolharz (wie vorstehend beschrieben)
SnCIo 2 H2O (75 Gewichtsprozent in Paraffmöl) 2,5 aktiver Bestandteil)
Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation wie angegeben
Mischpolymerisat, Ruß und Stearinsäure wurden 8 Minuten lang in einem lA-Banbury-Mischer gemischt. Das Gemisch, das nun eine Temperatur von 1210C aufwies, wurde nach Ablauf dieser Zeit herausgenommen und auf eine Kaltwalze (54° C) gebracht, auf der die restlichen Bestandteile im Laufe von 10 bis 12 Minuten zugesetzt wurden.
Jede Kautschukmischung wurde nach dieser Vorschrift hergestellt und in dem Mooney-Viskosimeter ίο bei 1210C unter Verwendung des kleinen Rotors nach einminütiger Erwärmung auf ihr Anvulkanisationsverhalten geprüft. Nachstehende Tabelle I enthält die mit verschiedenen Metallstearaten erzielten Ergebnisse.
Tabelle I
Gewichtsteile je
100 Gewichtsteile
Salz Anfangs 1 2 Mooney-Viskositäten nach 3 4 5 6 ι Minuten 8 9 10
Kautschuk werte 7
Vergleichssubstanz
ohne Zugabe 107 120 126 128 129 128 126 125 124
von Salz 70 48 47,5 48,5 50,5 55 61 127 74 79 82
2,5 Ca-Stearat 50 34,5 34,5 36 39 42 44,5 68 49,5 52,0 55,5
2,5 Mg-Stearat 34,5 38 38,5 40 41,5 43 44,5 46,5 48 51 52,5
2,5 Ba-Stearat 38 44 47 51 59 67 79 46,5 88 91 93
2,5 Na-Stearat 44 52 64,5 81 90 96 99 83 105 108 109
2,5 Cu-Stearat* 46 50 53 63 77 86 91 103 96 99 101
2,5 Zn-Stearat* 47 61 81 87 92 96 101 93 105 108 109
2,5 Pb-Stearat* 48 68 88 98 104 111 113 103 118 120 122
2,5 Al-Stearat* 58 52 67 85 94 99 103 115 108 110 112
2,5 Fe-Stearat* 43 43 43 46,5 52,5 61 70 106 80 84,5 88
2,5 Mn-Stearat* 43 47,5 51,5 62,5 77,5 88 94,5 76 103 105 107,5
2,5 Co-Stearat* 47 55,5 62,5 76,5 87 92,5 96,5 99 103 105 106
2,5 Cd-Stearat* 53,5 99,5
* Vergleichsversuche.
Wie aus den in Tabelle I aufgeführten Daten hervorgeht, sind Calcium-, Magnesium-, Barium- und Manganstearate wirksame Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation bei Butylkautschukmischungen mit m-substituierten Phenolformaldehydharzen, die in o-Stellung jeder endständigen Phenylgruppe eine Methylolgruppe enthalten. Durch jeden der vorgenannten Verzögerer wird die Neigung der Kautschukmischung zur Anvulkanisation so weit herabgesetzt, daß in jedem Falle 5 Minuten oder mehr für eine Erhöhung der Mooney-Viskosität um zehn Einheiten notwendig waren. Bariumstearat erwies sich in dieser Hinsicht als besonders wirksam. Natriumstearat war als Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation zwar nicht mehr so wirksam wie einige andere Stearatverbindungen, doch verzögerte es die Anvulkanisation so weit, daß man es mit Vorteil da verwendet, wo Butylkautschukmischungen mit Alkaliverbindungen erwünscht sind; weniger gut erwiesen sich jedoch die Cu-, Zn-, Pb-, Al-, Fe-, Co- und Cd-Salze.
Beispiel 2
Man verfuhr wie im Beispiel 1 und verwendete als Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation verschiedene Salze und andere Verbindungen von Calcium, einem der bevorzugten Metalle. Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.
Tabelle II
Gewichtsteile je
100 Gewichtsteile
Salz Anfangs 107 2 Mooney-Viskositäten nach Minuten 3 4 5 6 7 8 9 10
Kautschuk werte 48 120 126 128 129 128 127 126 125 124
Vergleichssubstanz 70 40 47,5 48,5 50,5 55 61 68 74 79 82
2,5 Ca-Stearat 50 51,5 37 36,5 36,5 37 37,5 38,5 39 39,5 40,5
5 Ca-Stearat 45 58 51 50,5 50,5 51 51 51,5 51,5 52 52,5
2,5 Ca-Carbonat 54 40 61 63 67 72 78 84
2,5 Ca-Oxyd* 56 74 41,5 44,5 47,5 51 54,5 58,0 61,0 62,5 65
0,5 Ca-Carbonat 39 44,5 93,5 102,5 108 111 113 114 114,5 114 114,5
2,5 Ca-Sulfid* 60 102 46 48 50,5 54,5 60,5 64,5 69,5 74 77
2,5 Ca-Propionat 46 39,5 113 119 120,5 120 120 120 119 118 117
2,5 Ca-Oxalat* 72 55,5 41,5 44,5 48,5 51,5 55 58,5 60,5 62,5 64,5
2,5 Ca-Acetat 40,0 66 81,5 87 90 91,5 91,5 92 92,5 92
0,75 Ca-Acetat 51
* Vergleichsversuche.
Wie aus den Ergebnissen zu entnehmen ist, erweisen sich Calciumstearat und Calciumcarbonat als sehr wirksame Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation bei Butylkautschukgemischen mit m-substituierten Phenolformaldehydharzen. Calciumcarbonat besitzt sogar dann eine ausgezeichnete Verzögerungswirkung, wenn es in einer Menge von weniger als 1 Gewichtsteil je 100 Gewichtsteile Kautschuk angewendet wird, Das Oxalat, Sulfid und Oxyd waren viel weniger wirksam als die Salze von Monocarbonsäuren, z. B. Calciumacetat, -propionat und -stearat. Die Salze der Monocarbonsäuren besitzen also eine ausgezeichnete
Wirkung als Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation bei den Mischungen aus m-substituierten Phenolharzen und Butylkautschuk.
Eine Anzahl der in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Kautschukproben, die die wirksameren Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation enthielten, wurden 60 Minuten bei 16O0C vulkanisiert und ihre physikalischen Eigenschaften ausgewertet. Anschließend wurde jedes Vulkanisat 1 Woche lang bei 149 0C ίο gealtert. Nach Ablauf dieser Zeit wurden seine physikalischen Eigenschaften erneut ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt.
Tabelle III
Salz Physikalische Eigenschaften nach Dehnung in °/0 nach 2(K nach Shore-»A«-Härte nach
Gewichtsteile je Zugfestigkeit in Alterung Alterung )°/oiger Alterung Alterung
100 Gewichtsteile kg/cm2 103,6 anfangs 280 Elastizitätsmodul 66,5 66
Kautschuk Vergleichssubstanz 85,4 310 320 in kg,'cm2 49,7 anfangs 66
Ca-Stearat anfangs 66,5 420 330 39,2 62 66
Ca-Stearat 137,2 45,5 510 480 anfangs 21,7 60 64
2,5 Ca-Carbonat 128,1 60,2 500 390 73,5 27,3 59 66
5 Ca-Carbonat 112,7 58,8 520 350 43,4 31,5 59 68
2,5 Ca-Propionat 81,2 30,1 490 420 26,6 17,5 62 63
0,5 Ca-Acetat 94,5 99,4 430 290 28 63,7 64 72
2,5 Mg-Stearat 112 66,5 440 380 29,4 30,8 60 70
2,5 Ba-Stearat 81,2 103,6 490 290 32,2 64,4 63 69
2,5 Na-Stearat 106,4 100,1 380 260 30,8 72,1 63 68
2,5 Mn-Stearat 112 370 36,4 63
2,5 151,9 30,1 64
2,5 137,2 60,9
58,1
Wie aus vorstehenden Daten zu ersehen ist, verringern zwar einige Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation die Zugfestigkeit und den Elastizitätsmodul des Vulkanisats, doch beeinflussen andere Verzögerer, wie Calciumstearat, Calciumpropionat, Magnesiumstearat, Bariumstearat und Manganstearat, die Eigenschaften des Kautschukgemisches nur in geringem Maße. So verzögern beispielsweise 2,5 Gewichtsteile Calciumstearat oder Manganstearat je 100 Gewichtsteile Kautschuk die Neigung zur Anvulkanisation wesentlich, ohne die in einem Vulkanisat im allgemeinen erwünschten physikalischen Eigenschaften ernsthaft zu beeinträchtigen.
Ähnliche Ergebnisse erzielt man, wenn diese Mittel zur Verhinderung der Anvulkanisation bei anderen m-substituierten Phenolformaldehydharzen verwendet werden. Als Beispiel hierfür wird das Harz genannt, das durch Umsetzung von 3,5-Diisopropylphenol und Formaldehyd in Gegenwart von verdünnter Säure (z. B. Salzsäure) gewonnen wurde. Andere Harze können in bekannter Weise dadurch hergestellt werden, daß man 1 Mol 3,5-Diisobutylphenol, 3-Decylphenol, 3,5-Dioctylphenol oder 3,5-DipentylphenoI mit etwa 2 Mol Formaldehyd in Gegenwart von verdünnter Säure (z. B. 0,1 η-Salzsäure) bei Zimmertemperatur oder darüber (z. B. 700C oder mehr) einige Minuten bis mehrere Stunden lang reagieren läßt.
Die günstigen Ergebnisse hinsichtlich der Verzögerung der Anvulkanisation, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden, sind insofern überraschend, als die verwendeten Verbindungen keine Verzögerungswirkung haben und in vielen Fällen die Anvulkanisation schwach ungesättigter Kautschuke zu fördern scheinen, wenn diese mit den üblichen Vulkanisationsmitteln versetzt werden. Dies wird im folgenden nachgewiesen, wobei der gleiche Butylkautschuk, wie er in den vorstehenden Beispielen verwendet wurde, entsprechend nachstehenden Angaben weiterverarbeitet und im Mooney-Viskosimeter ausgewertet wurde:
Zusammensetzung der Mischung
Bestandteile: Gewichtsteile
Butylkautschuk 100
Hochabriebfester Ölruß 50
Zinkoxyd 5
Tellurdiäthyl-dithiocarbamat 2
Schwefel 1,5
Das Mischpolymerisat, der Ruß und das Zinkoxyd wurden 8 Minuten lang in einem 1A-Banbury-Mischer gemischt. Das entstandene Polymerengemisch wurde herausgenommen und die restlichen Bestandteile einschließlich der Metallstearate wurden auf eine Kaltwalze mit einer Temperatur von 54° C gebracht. Jede Kautschukmischung wurde nach diesen Angaben hergestellt und in dem Mooney-Viskosimeter bei 1210C unter Verwendung eines kleinen Rotors nach einminütiger Erwärmung auf ihr Anvulkanisationsverhalten geprüft. Die unter Einsatz verschiedener Metallstearate erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt.
Tabelle IV
Gewichtsteile je
100 Gewichtsteile
Salz ohne Anfangs 1 2 3 Mooney-Viskosität ι 5 6 lach Minuten 8 9 10 11
Kautschuk Ca-Stearat werte 47,5 46,5 45,5 4 45,5 45,5 7 47 48,5 51 57,5
Mn-Stearat 50 40,5 39,5 39,5 45,5 41,0 42,5 46 45,5 48 51 56
2,5 44,5 43,5 42,5 43,0 40,5 44,5 45,5 43,5 50,5 53,5 59,0 69
2,5 46 43,5 47,5
Zwar hatte die in diesem Beispiel verwendete Vergleichssubstanz eine geringere Neigung zur Anvulkanisation als die der oben angeführten Beispiele,
doch führten die zugesetzten Salze, wie aus den Daten 15
klar hervorgeht, nicht nur zu keiner Verminderung
der Anvulkanisation des Butylkautschuks, sondern
hatten vielmehr, besonders im Falle von Manganstearat, eine Erhöhung der Anvulkanisation zur Folge.
20

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung gut verarbeitbarer
    Kautschukmischungen aus einem schwach ungesättigten, gegebenenfalls halogenierten Mischpoly- 25
    merisat aus einem größeren Anteil eines Isoolefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und einem kleineren Anteil eines Multiolefins mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomen, einem Polymethylolphenolharz, in dem das Phenol in m-Stellung durch Kohlenwasserstoffreste substituiert ist, einem Halogenid eines zweiwertigen Metalls und üblichen Vulkanisationszusätzen, dadurchgekennzeic hn e t, daß man in der Kautschukmischung zusätzlich 0,2 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Kautschuk, eines Alkali-, Erdalkali- oder Mangansalzes einer Monocarbonsäure mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder Caliumcarbonat verwendet.
    710/439 10.64 © Bundesdruckerei Berlin
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3050494A (en) * 1958-10-30 1962-08-21 Phillips Petroleum Co Compositions comprising an olefin polymer, carbon black, and a dithiobisbenzothiazole, and process for curing same
US3036027A (en) * 1959-02-27 1962-05-22 Exxon Research Engineering Co Composition comprising halogenated butyl rubber, a metal thiocarbamate and a dimethylol phenol, process for vulcanizing same, and vulcanized product thereof
US3076778A (en) * 1959-04-22 1963-02-05 Exxon Research Engineering Co Composition of halogenated butyl rubber and ethylene trithiocarbonate and vulcanizedproduct of same
FR1260493A (de) * 1959-07-17
US3050479A (en) * 1959-12-24 1962-08-21 Exxon Research Engineering Co Process comprising heat-treating halogenated butyl rubber in the presence of a novolac resin and thereafter curing, and product obtained thereby
US3218286A (en) * 1960-06-02 1965-11-16 Exxon Research Engineering Co Halo-methyl phenol resin rubber curing compoisition and method for preparing same
US3147316A (en) * 1960-06-15 1964-09-01 Exxon Research Engineering Co Halogenated butyl rubber composition
US3269972A (en) * 1960-10-05 1966-08-30 Exxon Research Engineering Co Butyl rubber compositions comprising methyl hydroxy stearate
US3196135A (en) * 1964-07-08 1965-07-20 Exxon Research Engineering Co Vulcanization of halogenated rubbery polymers
US3500603A (en) * 1967-01-03 1970-03-17 Protective Treatments Self-supporting,nonload-bearing resilient tape sealant
JPS5149238A (en) * 1974-10-25 1976-04-28 Yokohama Rubber Co Ltd Gomusoseibutsu
FR2532714A1 (fr) * 1982-09-06 1984-03-09 Aerosol Inventions Dev Joints elastomeres pour conditionnement aerosol au dimethylether
US4616687A (en) * 1985-03-25 1986-10-14 Hercules Incorporated Tire containing improved liner
EP0609396A1 (de) * 1991-09-03 1994-08-10 Exxon Chemical Patents Inc. Vulkanisationsverfahren
ES2155228T3 (es) * 1996-07-11 2001-05-01 Bridgestone Corp Composicion de caucho para banda de rodadura de un neumatico y neumatico que comprende dicha composicion.
EP0818499B1 (de) * 1996-07-11 2000-05-03 Bridgestone Corporation Luftreifen
US6330897B1 (en) * 1996-07-15 2001-12-18 Bridgestone Corporation Pneumatic tire containing a vulcanization accelerator
ATE486734T1 (de) 2006-12-29 2010-11-15 Bridgestone Americas Tire Reifeninnenmantel
DE102016225298A1 (de) * 2016-12-16 2018-06-21 Contitech Schlauch Gmbh Kautschukmischung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2732354A (en) * 1952-12-05 1956-01-24 Chlorine derivatives of isoolefem-poly-
US2804448A (en) * 1954-06-01 1957-08-27 Goodrich Co B F Novel method for preparing rubbery chlorinated isoolefin-polyolefin interpolymer derivatives

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Publication number Publication date
FR1199501A (fr) 1959-12-15
NL109361C (de)
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US2955102A (en) 1960-10-04
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GB835505A (en) 1960-05-18

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