DE1494179C - Verfahren zum Vulkanisieren von Mischpolymerisaten von Äthylen mit alpha Olefinen - Google Patents
Verfahren zum Vulkanisieren von Mischpolymerisaten von Äthylen mit alpha OlefinenInfo
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Description
. deuten, dadurch gekennzeichnet, daß man saure Füllstoffe verwendet
kanisieren von Mischungen aus gegebenenfalls Stabili- nach der Art von Ruß (Kanalruß) oder nach der Art
satoren enthaltenden Mischpolymerisaten von Äthy- von Ton oder Kieselsäure.
len mit a-Olefinen, Füllstoffen, Schwefel, Vulkani- Es wird jedoch auch in diesem Falle eine weitere
sationsbeschleunigern und 0,5 bis 10 Gewichtspro- 20 Verbesserung erreicht, wenn man, wie üblich, noch 0,1
zent, bezogen auf das Polymere, eines Peroxyds der bis 20% (bezogen auf den Füllstoff) an Oxyden,
allgemeinen Formel Hydroxyden, basischen Salzen oder Salzen von schwa-
chen Säuren mit Metallen der I. bis III. oder
' Ri .R* VIII. Gruppe des Periodensystems der Elemente
\ / 25 zusetzt, wie MgO, PbO, ZnO, Fe2O3, CaO entweder
/ \ Substanzen, wie Diphenylguanidin, Hexamethylcn-
lichen Mischungen von organischen Basen, wie das
in der R1, R2, R4, R3 und R6 gegebenenfalls ganz oder 30 Kondensationsprodukt von Ammoniak und Formteilweise halogensubstituierte Alkylreste bedeuten, aldehyd und Äthylchlorid, und zwar in Anteilen von
0,1 bis 10%, bezogen auf den Füllstoff.
Die besten Ergebnisse zur Herstellung von transparenten oder gefärbten Produkten mit sehr guten
mechanischen Eigenschaften werden bei Verwendung von Magnesiumoxyd in einer Menge von 5% des
Füllstoffes und Bleioxyd On einer Menge von 2% des Füllstoffes, wenn Tonarten verwendet werden) und,
wenn gewünscht, 1% basischer organischer Substanzen, erhalten. *
Außerdem bewirken die Oxyde bekanntlich einen anderen bemerkenswerten Effekt, nämlich eine Verringerung der Ermüdungserscheinungen beim Biegen.
Die Produkte, die die Oxyde enthalten, haben tat-
dadurch gekennzeichnet, daß man saure Füllstoffe verwendet.
Verfahren zum Vulkanisieren von Mischungen auf der Basis dieser Copolymerisate mit organischen
Peroxyden und Schwefel oder Chinonverbindungen wurden bereits beschrieben.
Wenn jedoch die Mischungen von Äthylen und Propylen- oder Athylen-Buten-Copolymerisaten, die mit
organischen Peroxyden vulkanisierbar sind, für Zwecke verwendet werden müssen, für die saure Füllstoffe notwendig sind, wird die Vulkanisation mit
Peroxyden durch diese Füllstoffe negativ beeinflußt,
und es müssen daher, um diese Vulkanisation durch- , _„, ,
führen zu können, Stoffe zugesetzt werden, die diese 45 sächlich eine niedrigere Hysteresiswärme und zeigen
sauren Füllstoffe neutralisieren, y,,' ·>·.^.nicht; iue Erscheinung des Brechens (blow-out) im
Vulkanisation in Gegenwart yonisaüren Füllstoffen,-Γ : Insbesondere Bleioxyd verbessert auch die diohne^Zusatz von basischen^Substanzen, durchge- elektrischen Eigenschaften und erniedrigt die Wasserführt werden kann, wenn Peroxyde der allgemeinen 50 absorption der vulkanisierten Produkte.
Formel ... ,' ;..:; . ; ·::..:. Die erhaltenen Ergebnisse smd im einzelnen in den
'.: ν R1 · . . j>
: ■ folgenden Beispielen angegeben: ·
'■ -i;V-Ä( -i;':·■"■ ^ :--v;': /^: ,^.V.--../' - ■'■"/'.■'■ &■■■ ί /Die Zugfestigkeitsversuche der vulkanisierten
!i V'll^ii^-Q^'O^OJrrC^R^' !: sii ^v i; dukteiwiirden durchgeführt, indem !von den Bogen,
■J' y. /; ?i vv ?^-V : · ~ 't'jrt'': 7/55 J2Cix;:l20 χ 2 mm, die in einer Presse erhalten wur-.: ; R3 'ν;'''ϊ/-%?ϊζ'**.^.\.Ϊ£ϊΑ*1, <:den; !,Musterstücke der Type C gemäß ASTM
·..'·. : ;'··':."'"■■■■■.■;' :: ' ί D412-51T geschnitten und diese dem Spannungs-
««Wri/W™i™i— · Λ Λ i /Γ versuch bei einer Entfernungsgeschwindigkeit der
IE^w fÄWormR* hh ReAIkylgriippensind, Greifer von 500mm/Minute unterworfen wurden,
deren Wasserstoffatome völliiroder fftiiw««« Hh«* ^ Die Restdehnung wurde.an Musterstücken mit
einem verwendbaren Teil von 5 cm bestimmt, die 1 Stunde bei einer Dehnung von 200% unter Spannung gehalten wurden; ihre Länge wurde 1 Minute
nach der Entspannung bestimmt
Als Elastizitätsmodul wird der Wert bei 300% Dehnung bezeichnet Die Versuche im Göodrich-Flexometer wurden an Musterstücken, hergestellt
nach ASTM D 623-52T, Verfahren A, bestimmt mit
„ f. . '■ völlig oder teilweise durch
11STS0^f Crscm *** können, wie beispielsweise
terL-Butvl- oder**w_a—j
. - .e - -
oder nicht, wird gern Anteilen von 0,5 bis 10%, be-
~*' s- und in Gegenwart
e Mol
einer Belastung von 9,98 kg/cm2 und einer Kompressionsstrecke
von 0,63 cm, während 30 Minuten bei einer Temperatur von 300C durchgeführt.
100 Teile Äthylenpropylencopolymerisat mit einem Molekulargewicht von 80000 und einem Gehalt
von 48,5 Molprozent Propylen werden bei einer Temperatur von 25 bis 300C in einen Walzenmischer gebracht
und darin 10 Minuten bearbeitet, bis ein homo- ίο genes Fell vorliegt.
Hierauf werden 50 Teile EPC-Ruß zugesetzt, das Ganze wird weitere 10 bis 15 Minuten homogenisiert,
und schließlich werden 0,45 Teile Schwefel und 4 Teile Tetrachlor-tert.-butylperoxyd zugesetzt.
Das Produkt wird in einer Presse bei 155° C 45 Minuten
vukanisiert und zeigt dann folgende mechanische Eigenschaften:
Zugfestigkeit 181 kg/cm2
Bruchdehnung 400%
Elastizitätsmodul 98 kg/cm2
Restdehnung 7%
Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wird eine Mischung aus 100 Teilen Äthylen-Propylen-Copolymerisat
(mit einem Molekulargewicht von 500 000 und einem Gehalt an 48 Molprozent Propylen),
50 Teilen Ruß HPC, 0,45 Teilen Schwefel und 4 Teilen Tetrachlor-tert.-butylperoxyd hergestellt.
Das Produkt wird in einer Presse 45 Minuten bei 155°C vulkanisiert und zeigt dann folgende mechanische
Eigenschaften:
Zugfestigkeit 170 kg/cm2
Bruchdehnung 480%
Elastizitätsmodul 92 kg/cm2
Restdehnung 15%
40
100 Teile Äthylen-Propylen-Copolymerisat (mit ;inem Molekulargewicht von 52000 und einem Geialt
von 47 Molprozent Propylen) werden in einen Walzenmischer gebracht und ungefähr 10 Minuten
>ei 25 bis 300C behandelt, bis ein homogenes Fell orliegt.
Nun werden 0,5 Teile 2,6-tert.-Butyl-4-methylphenol ind dann 100 Teile Eisbergkaolin zugesetzt. Nach
!0 Minuten Homogenisieren werden 0,45 Teile Schwe-ϊΐ und 4 Teile Tetrachlor-tert.-butylperoxyd zuge-BgL
Das Produkt wird in einer Presse 45 Minuten bei 6O0C vulkanisiert und zeigt dann folgende mechaniche
Eigenschaften:
. Zugfestigkeit 67 kg/cm2
Bruchdehnung 720%
Elastizitätsmodul 50 kg/cm2
Restdehnung 16%
Die Versuche im Goodrich-Flexometer hatten folende Ergebnisse:
Anfängliche statische Kompression .... 13
Deformation —
ΔΤ" —
Das Musterstück bricht nach 15 Minuten.
Nach dem im Beispiel 3 beschriebenen Verfahren wird eine Mischung aus 100 Teilen des im Beispiel 3
verwendeten Copolymerisats, 0,45 Teilen 2,6-Butyl-4-methylphenol,
100 Teilen Eisbergkaolin und 0,88 Teilen tert.-Butylperoxyd hergestellt.
Das Produkt wird in einer Presse 60 Minuten bei 165° C vulkanisiert und zeigt dann folgende mechanische
Eigenschaften:
Zugfestigkeit 51 kg/cm2
Bruchdehnung 800%
Elastizitätsmodul 29 kg/cm2
Restdehnung 20%
100 g Äthylen-Propylen-Copolymerisat mit einem Molekulargewicht von 560000 und einem Gehalt
von 46 Molprozent Propylen werden in einen Walzenmischer eingeführt und ungefähr 15 Minuten bei 25
bis 300C bearbeitet, bis ein homogenes Fell erhalten wird; dann werden 0,5 Teile 2,6-Butyl-4-methylphenol,
40 Teile durch Ausfällung erhaltene Kieselsäure, 0,45 Teile Schwefel und 4 Teile Tetrachlor-tert.-butylperoxyd
zugesetzt.
Das Produkt wird in einer Presse 45 Minuten bei 1600C vulkanisiert und zeigt folgende mechanische
Eigenschaften:
Zugfestigkeit 204 kg/cm2
Bruchdehnung 700%
Elastizitätsmodul 25 kg/cm2
Restdehnung 14%
Die Versuche im Goodrich-Flexometer zeigten folgende Ergebnisse:
Anfängliche statische Kompression 13,5%
Defomation 15,4%
AT 24°
100 Teile Äthylen-Propylen-Copolymerisat mit einem Molekulargewicht von 560 000 und einem Gehalt
von 46 Molprozent Propylen werden in einen Walzenmischer eingeführt und ungefähr 15 Minuten
bei 25 bis 300C bearbeitet, bis ein homogenes Fell
erhalten wird; dann werden 0,5 Teile 2,6-Butyl-4-methylphenol, 30 Teile durch Ausfällung erhaltene Kieselsäure,
2 Teile Magnesiumoxyd, 0,88 Teile Schwefel und 4 Teile tert.-Butylperoxyd zugesetzt.
Das Produkt wird in einer Presse 60 Minuten bei 165° C vulkanisiert und zeigt dann folgende mechanische Eigenschaften:
Das Produkt wird in einer Presse 60 Minuten bei 165° C vulkanisiert und zeigt dann folgende mechanische Eigenschaften:
Zugfestigkeit 110 kg/cm2
Bruchdehnung 510%
Elastizitätsmodul 32 kg/cm2
Restdehnung 10%
Vergleichsbeispiel
Dieses Beispiel zeigt die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der
Technik. Man stellt zunächst drei Mischungen in der aus der folgenden Tabelle ersichtlichen Zusammensetzung
her.
Mischung I | Mischung II | Mischung III | |
Komponenten | gemäß der Erfindung (Teile) |
gemäß der Erfindung (Teile) |
gemäß dem Stand der Technik (Teile) |
Mischung | |||
Äthylen | |||
(50 Molprozent) | |||
Propylen | |||
(50 Molprozent) | |||
Copolymeres | |||
ML (1 + 4) bei | |||
1000C =107 | 100 | 100 | 100 |
Kieselsäure | |||
(Hi-SiI) | 50 | 50 | 50 |
Trioctylphosphat | 4 | 4 | 4 |
Schwefel | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
Tetrachlor-di- | |||
tert.-butyl-per^ | |||
oxyd (TCTBP) | 8 | 4,7 | — |
Benzoyl-peroxyd | |||
(BP) | .... — | — | 4 |
während der Anteil von 8 Teilen Tetrachlor-di-tert.-butylperoxyd,
4 Teilen Di-tert.-butylperoxyd äquivalent ist; da die Molekulargewichte der Peroxyde folgendesind:
Tetrachlor-dj-tert.-butylperoxyd 284
Benzoylperoxyd 242
Di-tert.-butylperoxyd '. 146
Die Eigenschaften der aus den Mischungen I bis III ίο erhaltenen Vulkanisate zeigt die folgende Zusammenstellung.
Die Mischungen I und II vulkanisiert man jeweils 50 Minuten bei 165° C, die Mischung III 20 Minuten
bei 1500C. Es sei daraufhingewiesen, daß die Vulkanisationsbedingungen
für Mischung III schonender sind. Der Fachmann weiß, da das Benzoylperoxyd eine zu
hohe Zersetzungsgeschwindigkeit aufweist, daß für Benzoylperoxyd und Tetrachlör-di-tert.-butylperoxyd
nicht die gleichen Vulkanisationsbedingungen angewandt werden können.
Der vorstehend angegebene Anteil von 4,7 Molprozent Tetrachlor-di-tert.-butylperoxyd entspricht
dem Moläquivalent von 4 Teilen Benzoylperoxyd,
Mi | Vulkanisat aus | Mi | Mi | |
Eigenschaften | schung | schung II | schung III | |
I | ||||
Eigenschaften der | ||||
vulkanisierten | ||||
Gegenstände | 110 | 163 | 185 | |
20 Zugfestigkeit, kg/cm2 | 560 | 685 | 880 | |
Bruchdehnung, % ... | ||||
Modul bei 200%, | 24 | 20 | 14 | |
kg/cm2 | ||||
25 Modul bei 300%, | 35 | 29 | 19 | |
ke/cm2 | 11 | 14,5 | 27 | |
Restdehnung, % | 77,5 | 78 | 77,5 | |
ISO-Härte | ||||
Aus den Eigenschaften ist deutlich zu ersehen, daß die schlechtesten Vulkanisationswerte mit Bezug auf
die wesentlichen elastomeren Eigenschaften bei Verwendung von Benzoylperoxyd erhalten werden, während
die Vulkanisate, die unter Verwendung von Tetrachlor-di-tert.-butylperoxyd hergestellt wurden,
überraschenderweise in dieser Hinsicht den Vulkanisaten gemäß dem Stand der Technik überlegen sind.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Vulkanisieren von Mischungen aus gegebenenfalls Stabilisatoren enthaltendenmitFormelin der R1. R2, R4. R5 unJ.R« Ψ^ΓΊλμ^^Ζ oder teilweise halogensubstituierte Alkylreste be-O-^HÖ§7^Ri-:··' ."Ii
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM0046628 | 1960-09-22 | ||
DEM0046628 | 1960-09-22 |
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DE1494179A1 DE1494179A1 (de) | 1969-12-18 |
DE1494179B2 DE1494179B2 (de) | 1972-08-03 |
DE1494179C true DE1494179C (de) | 1973-03-15 |
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