DE2164800C3 - p-Aminophenylamino-s-triazin-Verbindungen und deren Verwendung - Google Patents
p-Aminophenylamino-s-triazin-Verbindungen und deren VerwendungInfo
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- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
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- C08K5/3492—Triazines
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Description
X und Y jeweils \- oder /ί-Naphthylaminorcsle
oder die Gruppierungen —SR1, —OR2 und
— N
R4
und X darüber hinaus ein Chloratom bedeuten und
R1 für einen Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen,
R2 für einen Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, den Allyl- oder Methallylrest
und R4
und R4
jeweils für Wasserstoffatome, Alkyl- oder
Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylgruppen mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, den Allyl-, Methallyl-,
Phenyl- oder Benzylrest und
Z für einen Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
den Phenylrest oder Reste der allgemeinen Formel
/ \
N N (II)
N N (II)
Il I
—c c—x
—c c—x
in der X und Y die oben angegebenen Bedeutungen haben, stehen, wobei alle genannten Alkylgruppen
gcrad- oder verzweigtkettig sein können, ausgenommen die Verbindung N,N'-Bis-(4,6-diaminos-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin.
2. Verwendung der p-Aminophenyl-amino-s-triazine der allgemeinen Formel i gemäß Anspruch 1
als Stabilisierungs- und/oder Ermüdungsschutzmittel für Vulkanisate aus vulkanisierbaren Kautschukmischungen.
Die Erfindung betrifft p-Aminophenyl-amino-s-triazinverbindungen.
wie sie in obigem Anspruch ! definiert sind und deren Verwendung als Stabilisierungsmittel
für Kautschuke enthallende Erzeugnisse.
Es ist bekannt, daß Kautschuk-Vulkanisate mit
zunehmender Lebensdauer eine strukturelle Veränderung erfahren, die zu einer Verminderung des
Gebrauchswertes führt. Maßgebend für diese Veränderung ist der Einfluß von Sauerstoff, Ozon, Licht
und Wärme, einzeln oder in Kombination. Ist gleichzeitig eine dynamische Beanspruchung der Kautschuk-Vulkanisate
vorhanden, so verstärkt sich der Einfluß dieser Faktoren. Zur Stabilisierung von Kautschuk
is gegen diese qualitätsmindernden Einflüsse sind eine
ganze Reihe von Substanzen bekannt, die unter dem Namen »Alterungsschutzmittel« oder »Ermüdungsschutzmittel«
zusammengefaßt werden. Viele übliche Alterungsschutzmittel bieten keinen Ermüdungsschutz.
insbesondere die Gruppe der nichtverfärbenden.
Bekannte Alterungsschutzmittel für Kautschukerzeugnisse sind sekundäre aromatische Amine wie
N-Phcnyl-\- oder -/i-naphthylamin oder sub-
2s stituierte p-Phenylendiamine wie etwa
N-Cyclohexyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin oder
N- Isopropyl-N '-phenyl-p-phenylendiamin;
weitere Alterungsschutzmittel sind
N-(l,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylen-
weitere Alterungsschutzmittel sind
N-(l,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylen-
diamin,
N,N '-Di-1,4-dimethyl-pentyl-p-pheny lendiamin,
Ν,Ν'-Di-l-methylhcptyl-p-phenylendiamin,
Ν,Ν'-Di-phenyl-p-phenylendiamin,
Di-/i-napnthyl-p-phenylendiamin,
Ν,Ν'-Di-phenyl-p-phenylendiamin,
Di-/i-napnthyl-p-phenylendiamin,
is 2,2,4-Trimethyl-l,2-dihydro-6-üthoxy-chinolin,
o-Dodecyl-Z^t-trimethyl-l^-dihydrochinolin.
Poly-2,2,4-tnmethyl-l,2-dihydrochinolin,
4,4'-Thio-bis-(2-tert.butyl-5-mcthyl-phenol),
4,4'-Butyliden-bis-(2-tert.butyl-5-methyl-phcnol), 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.butyl-phenol), 2,6-Di-tert.butyl-p-K resol,
4,4'-Dihydroxy-diphenyl,
2-Merkapto-benzimidazol,
das Zinksalz des 2-Merkapto-benzimidazols und Ozonschutzwachse;
Poly-2,2,4-tnmethyl-l,2-dihydrochinolin,
4,4'-Thio-bis-(2-tert.butyl-5-mcthyl-phenol),
4,4'-Butyliden-bis-(2-tert.butyl-5-methyl-phcnol), 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.butyl-phenol), 2,6-Di-tert.butyl-p-K resol,
4,4'-Dihydroxy-diphenyl,
2-Merkapto-benzimidazol,
das Zinksalz des 2-Merkapto-benzimidazols und Ozonschutzwachse;
auch Diphenylaminderivate,
Gemische aus aralkylierten Phenolen,
Gemische aus alkyl- und aralkyl-substituierten Phenolen,
Gemische aus aralkylierten Phenolen,
Gemische aus alkyl- und aralkyl-substituierten Phenolen,
so Benzofuran-Derivate,
sterisch gehinderte Bis-phenole sowie gewisse Kondensationsprodukte aus Aldol und ^Naphthylamin,
Reaktionsprodukte aus Azeton und Diphenyl-
ss amin und
Reaktionsprodukte aus 6-tert.Butyl-ni kresol und
SCI2
werden auch z.T. in Mischung miteinander, als
ho Alterungsschutzmittel verwendet.
Die p-Phenylendiaminderivate schützen die Kautschukerzeugnisse
gegen Ozoneinwirkung und gegen Ermüdung. Sie besitzen aber den wichtigen Nachteil,
daß sie nicht lichtbeständig sind und somit '.u Ver-
(<=, Färbungen des Kaulschukcrzcugnisscs Anlaß geben.
Dieser Nachteil wirkt sich besonders <v.'i hellfarbigen
oder weißen Kautschukerzeugnissen stark aus. In mit Ruß gefüllten Erzeugrissen werden diese Verfärbungen
bedeckt, aber die Verfärbungen von mit den Kautschukerzeugrissen in Berührung stehenden Materialien
wie z. B. Lacke, Papier oder hellfarbene Kunstscffe, einschließlich Elastomere, sind dadurch nicht zu verhindern.
Solche Kontaktverfärbungen sind besonders in der Autoindustrie bekannt und gefürchtet.
Bekanntlich sind auch schon zahlreiche Derivate des s-Triazins für verschiedene Verwendungszwecke
vorgeschlagen worden. Diese Triazinderivate besitzen beispielsweise in 2-, 4- und bzw. oder 6-Stellung
Halogenaiome sowie schwefel- und bzw. oder stickstoffenthaltende
Liganden; sie sind u.a. auch zur Verwendung als Stabilisatoren für organische Stoffe, wie
z.B. Polymere, vorgeschlagen worden (USA-Patentschriften 3240 749,3245992,3257354,3418272,35 30127,
britische Patentschrift 9 77 589, französische Patentschrift 6 75 785 u.a.). In der USA-Patentschrift 3257354
wird beispielsweise offenbart, daß man Naturkautschuk oder synthetischen Kautschuk, wie z. B. cis-Polyisopren-
oder Styrol-Butadien-Kautschuk, mit solchen Triazinverbindungen gegen oxydativen Abbau
schützen kann, die sich von Derivaten ableiten, welche Phenylgruppen mit freien OH-Gruppen enthalten.
Die Wirkung dieser Produkte ist offensichtlich an das Vorhandensein von freien Phenolgruppen gebunden.
Es gibt noch eine Reihe anderer Triazinderivate, die speziell zum Schutz von organischen Stoffen gegen
ultraviolette Strahlung verwendet werden können (siehe deutsche Auslegeschrift 1240083 und 1241 452).
Auch diese Verbindungen enthalten Phenylsubstituenten mit freien OH-Gruppen.
In der oben zitierten französischen Patentschrift sind überaus zahlreiche Derivate des s-Triazins mit
beliebigen, nicht näher definierten bzw. definierbaren Liganden genannt, wobei diese Liganden entweder
direkt oder über die Heteroatome Sauerstoff, Stickstoff
30 oder Schwefel an den Triazinring gebunden sein können.
Unter den ableitbaren Triazinderivaten befinden sich sehr viele, die keinen Alterungsschutz in Kautschukvulkanisaten
bewirken können. Schon in den wenigen Beispielen sind Triazinderivate genannt, die
wie aus den angegebenen Prüfwerten ersichtlich ist — praktisch keinen Alterungsschutz in den Vulkanisalen
erkennen lassen. Es wird in der französischen Patentschrift auch keine Regel offenbart, welche der
zahlreichen und sehr verschiedenen Triazinderivate wirksame Alterungsschutzmittel sind bzw. sein können.
Es ist aus den genannten Gründen als überraschend anzusehen, daß die erfindungsgemäßen s-Triazin-derivate
wertvolle und technische überragende Eigenschaften in Kautschukvulkanisaten hervorrufen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden auf konventionelle Weise hergestellt. Als Ausgangsprodukt
für die Synthese dient vornehmlich Cyanurchlorid.
Wird p-Phenylendiamin als aromatische Aminkomponente
eingesetzt, dann erhält man zuerst immer das Kondensationsprodukt mit 2 Mol Cyanurchlorid,
also N,N'-Bis-(4,6-dichlor-s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin.
Die weitere Substitution der Chloratome durch Ammoniak bzw. den entsprechenden Aminen,
Alkoholen und bzw. oder Mercaptanen wird nach den üblichen Methoden ausgeführt.
Setzt man ein bereits an einer — NH2-Gruppe
entsprechend substituiertes p-Phenylendiamin mit Cyanurchlorid um, so erhält man stets Kondensationsprodukte,
die auf ein Mol Triazin ein Mol Phenylendiamin enthalten. Die weiteren Umsetzungen
am Triazinring werden nach bekannten Methoden ausgeführt.
In den nachfolgenden Listen sind einige repräsentative Verbindungen aufgeführt.
a) Verbindungen der allgemeinen Formel
Il
c
c
N N
X-C
Subslilucnlcn
X
X
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
C-NH
// V
NH2 | H | I | 5 | CH CW |
NHC2 | H | τ· | CH2), | |
NHC, | Il | |||
NHC4 | C | H2 | ||
Nil | CH | |||
N(CH- | ||||
Y H |
V N I |
Schmelzpunkt ( Cl |
|
/ N Il |
Il C / |
I c—x |
> 320' |
Il NH-C |
>32O | ||
\ N |
Chiffre »IN« |
226—228 | |
60 | 208 210 | ||
58 | 183 185 | ||
72 | >32() | ||
62 | 213 214 | ||
96 | |||
59 | |||
63 | |||
(III)
5 | l-'ortsct/ung | 21 64 800 | Y | CH, | -NH-CH-CH2-CH | -N | CH2-CH2-OH | 6 | Sihmcl/punki I Cl |
Subslilueniun X |
CH3 CH, | -NH-CH2-C6H5 | |||||||
-NH-C6Hn | -N(C2H5I2 | ( hilhc ..IN- |
148 150 | ||||||
-Cl | SC8H17 | -NH-C,H17-n | |||||||
NHCH2CH = CH2 | -NHCH(CH3I2 | 71 | >33O | ||||||
-Cl | -NH-CH-CH2-CH | - NH —CH,- CH =■ CH2 | 134 136 | ||||||
SC8H17 | CH3 CH3 | -OCH2-CH CH2 | 114 | 216 218 | |||||
-OCH3 | — Nil CH2-CH2-OH | -OCH2CH = CH2 | 97 | 70-71 | |||||
— SC8H17 | CH2 CH2-CJH | -NH2 | 95 | ||||||
-NHC3H7-I | 85 | >33O | |||||||
-Cl | NHC6H5 | ||||||||
-NHC6H5 | 253 | ^33O | |||||||
-Cl | -NHC6H5 | ||||||||
-NHC6H11 | 254 | >33O | |||||||
— Cl | SCH, | 274-276 | |||||||
-Cl | -OC4H9-Ii | 255 | 182 183 | ||||||
-Cl | -OCH2 CH CH2 | 252 | 86 87 | ||||||
-SC8H17 | OCH2 CH CH2 | 256 | 90 92 | ||||||
SC12H25 | OCII2 (Il (H2 | 89 ' | > 330 | ||||||
-OCH2-CH CH2 | OCH2 (H (H2 | 94 | >330 | ||||||
-Cl | (KII2 CH CH2 | 92 | 170 172 | ||||||
-NHC3H7-J | 257 | 238 240 | |||||||
-NHC3H7-I | 83 | 125 127 | |||||||
NHC4H9-Ii | 84 | 129 131 | |||||||
-N(C4H9-Ii)2 | 231 | 158 160 | |||||||
-NHC6H1, | 228 | 216 218 | |||||||
NHC6H11 | 229 | 190 192 | |||||||
NH CH2-CH CH2 | 209 | 159 161 | |||||||
NH CH2CH CH2 | 93 | 198 2(K) | |||||||
NHC2H5 | 119 | 183 184 | |||||||
N(C2II5I2 | 223 | 201 203 | |||||||
NHC4IVn | 224 | 129 131 | |||||||
N(C4IVn)2 | 220 | 108 110 | |||||||
NHC6H11 | 225 | ||||||||
221 | |||||||||
b) Verbindungen der allgemeinen Formel | Y | Y | N | N I |
/ | H5 |
-NH, | C /. |
C - NII | -C11 | H5 | ||
NH- | // N ' |
—c„ | H5 | |||
-NH- | X C | -c„ | H5 | |||
NH | CH2-CH = | - c„ | ||||
-C,H7-i | ||||||
Suhslilucnicn | CH-CH2- | = CH, | ||||
X | CH, | |||||
-Cl | C,H-i | |||||
-Cl | ||||||
-Cl | ||||||
Cl | ||||||
Nil /
CH,
CH,
NH —C.,H,-i CH -CH2-CH
CH, CH,
- NH-CH,— CH=^CH, - CH CH,-CH
SCH, | -NH-C,H7-i | -C11H5 |
- SCKH17 | -NH -C,H.-i | -C11H5 |
-NH -C,H7-i | NH -C1H.-i | C11H5 |
OCH, | Nil C,! l7-i | C11II5 |
NH2 | N(C2H5), | -C11H5 |
- NH2 | NH -CH2-CH CH, | C11H5 |
Nil, | OCH, | -C11H5 |
NHC2H5 | NHC11H5 | C11H5 |
NHC2H5 | NHC11H11 | C11H5 |
Cl | NH CH2-CHOH CH, | -C11H5 |
Cl | - NHC11H11 | -C11H5 |
OCHXH-CH, | OCHXH = CH-, | CH5 |
Chiffre »IN« |
Schmelzpunkt I Cl |
196 |
73 | 215 | 144 |
74 | 195 | 140 |
75 | 142 | |
76 | 139 | |
S7
>33O
SS | 280 | 281 |
80 | 93 | 95 |
SI | ||
82 | !84 | 186 |
258 | 112 | 113 |
107 | 143 | 144 |
K)S | 198 | 200 |
102 | 192 | 193 |
232 | 103 | 105 |
210 | 98 | 100 |
117 | 174 | 176 |
113 | 194 | 195 |
218 | 115 | 117 |
Im folgenden werden einige Herstellungsmöglichkcitcn
beispielhaft angegeben.
1. Man löst 369 g Cyanurchlorid in 1500 ml Aceton
und gießt diese Lösung unter starkem Rühren auf KXX) g feinpulverisiertes Eis. Zu dieser Dispersion
tropft man nun bei —10 C eine Lösung von 108 g p-Phcnylcndiamin in 2 Liter Aceton und
anschließend bei der gleichen Temperatur eine Lösung von 80 g NaOH in 200 ml Wasser.
Nun enlfernt man die Kühlung und tropft wieder unter Rühren 114 g Allylamin hinzu und
später noch eine Lösung von 80 g NaOH in 2(X) ml H2O. Die Temperatur am Ende der
Reaktion beträgt 45 bis 50 C. Nach 30minütigem Rühren reagiert die Mischung neutral. Man gießt
auf 3 Liter Wasser, nutscht ab. wäscht das Reaktionsprodukt mit Wasser und trocknet es
bei HX) C im Vakuum.
Es entstanden 433.5 g N,N'-Bis-(4-allylamino-6-chlor-s-triazin-2-yI)-p-phcnylcndiamin.
ein wci-Iks Pulver vom Schmelzpunkt höher als 3(X) .
Die Ausbeute beträgt 97,5% der Theorie.
445 g N,N'-Bis-(4-allylarnino-6-ehlor-s-lriazin-2-yl)-p-phcnylcndiamin
trägt man in eine Lösung von 108 g Natriummcthylal in 2 Liter Methanol
ein uml kocht anschließend 6 Stunden unter
Rückfluß. Die Mischung reagiert nun neutral, gießt sie auf 4 Liter Wasser und nulschl den
gebildeten weißen Niederschlag ab. Das Waschen und Trocknen dieses Niederschlages erfolgt bei
80 bis 90 C im Vakuum. Man erhält das Bis-N,N'-(4-allylamino-6-methoxy-s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
vom Schmelzpunkt 216 bis 218 C mit einer Ausbeute von 96,5% der Theorie
(421,2 g).
3. Man gibt in einen 4-Liter-Riindkolbcn mit Rührwerk
2 Liter Tcluol und 255 g Allylalkohol. Unter Erwärmen trägt man nun insgesamt 92 g
Natrium ein. Man kocht dann so lange, bis das Metall verschwunden ist und kühlt nun auf40'C
ab. Sodann trägt man 445 g festes N.N'-Bis-(4,6-dichlor-s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
ein und kocht so lange unter Rückfluß, bis die Mischung neutral reagiert, kühlt etwas ab, filtriert
und dampft das Filtrat im Vakuum ein. Dabei bilden sich 417,1 g Bis-N,N'-(4,6-diailyloxys-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
vom Schmelzpunkt >33O"C und einer Ausbeute von 85,3%
der Theorie.
4. 445 g N,N'-Bis-(4-allylamino-6-chlor-s-lriazin-2-yl-p-phenylendiamin
trägt man in eine Lösung von 340 g Natriumoctylmercaptid in 2 Liter Methanol ein, gibt noch 10 g Trimethylamin,
gelöst in 100 ml Methylalkohol hinzu und rührt 8 Stunden bei 45 bis 500C. Anschließend neutralisiert
man mit verdünnter Salzsäure und gießt in 6 Liter Wasser ein. Der gebildete weiße Niederschlag
wird abgenutscht, gewaschen und im Vakuum bei 70° getrocknet.
Man erhält 491 g N,N -Bis-(4-allylamino-6-octylmercapto-s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
vom Schmelzpunkt 85/87°C bei einer Ausbeute von 91,1% der Theorie.
5. Man löst 184,5 g Cyanurchlorid in 1 Liter Aceton und gießt die Lösung unter Rühren auf 1 Liter
Eiswasscr. Nun tropft man eine Lösung von 185 g N-Phenyl-p-phenylendiamin, gelöst in 800 ml
Aceton, bei — 100C hinzu und anschließend noch
eine Lösung von 40,1 g NaOH in 200 ml Wasser. Nun tropft man ziemlich schnell 200 g einer
40%igen wäßrigen Isopropylaminlösung ein und läßt dabei die Temperatur auf 45° C ansteigen.
Die Mischung wird schnell neutral. Man gießt jetzt auf 3 Liter Wasser, nutscht das entstandene
Reaktionsprodukt ab, wäscht es mit Wasser und trocknet es im Vakuum: es sind weiße Kristalle
vom Schmelzpunkt 142 bis 144°C. Die Ausbeute an N - Phenyl - N' - (4 - chlor - 6 - isopropylaminos-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
beträgt 337,9 g; das sind 95,3% der Theorie.
6. 354,5 g N-Phenyl-N'-(4-chlor-6-isopropylaminos-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
gibt man zusammen mit 200 g einer 70%igen Isopropylaminlösung und 1 Liter Dioxan in einen Autoklav,
verschließt und erhitzt 6 Stunden auf 140° C. Die Aufarbeitung liefert 359,1 g N-Phenyl-N'
- (4,6 - bis - isopropylamino - s - triazin - 2 - yl)-phenylendiamin.
Es sind weiße Kristalle vom Schmelzpunkt 184 bis 186° C. Die Ausbeute
beträgt 82,2% der Theorie.
Wie bereits erwähntkönnen die erfindungsgemäßen Verbindungen in der Kautschuk verarbeitenden Industrie
als hochwirksame, nicht verfärbende oder nur sehr schwache Farbänderungen hervorrufende Altcrungs-
und Ermüdungsschutzmittel verwendet werden.
> Als Kautschuke kommen alle vernetzbaren natürlichen
und künstlichen Kautschuke oder deren Mischungen in Frage, die sich z. B. mit Schwefel und
bzw. oder Schwefelspendern (wie z. B. N,N'-Dithiobismorpholin, Dipentamethylenthiuramtetrasulfid,
πι N,N'-Dithiobishexahydro-2H-azepinon-(2),2-3enzthiazyldithio-B-morpholid)
und bekannten Vulkanisationsbeschleuniger-Systemen, gegebenenfalls in Gegenwart von Füllstoffen, vorzugsweise sogenannten
aktiven Füllstoffen oder Füllstoffgemischen, vulkanisieren oder vernetzen lassen; insbesondere seien genannt
Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), Naturkautschuk (NR), Nitrilkautschuke (NBR), Polybutadiene
(BR), Polyisoprene (IR), Polychloroprene (CR), bekannte Polymere aus zwei Olefinen und gegebenenfalls
einem Polykohlenwasserstoff, insbesondere Dienkohlenwasserstoffen
und Trans- Polypentenamer (siehe Zeitschrift Kautschuk und Gummi, Kunststoffe 23,
5O2fT. [1970]). Der Einsatz von Verschnitten aus mehreren der genannen Kautschuksorten ist ebenfalls
möglich.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden in Mengen von 0,05 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf
100 Gewichtsteile Polymeres, verwendet; vorzugsweise kommen, mit gleichem Bezug, 0,1 bis 5 Gewichtsteile
zum Einsatz, und zwar einzeln oder in Mischung von mehreren. Diese Mittel können auch mit bekannten
Antioxydantien oder Alterungsschutzmitteln kombiniert werden. Solche Substanzen sind z. B. Phenyl-
a - naphthylamin (PAN), Phenyl - β - naphthylamin
(PBN), N-Phenyl-N'-cyclohexyl-ρ-phenylendiamin,
N - Phenyl - N' - isopropyl - ρ - phenylendiamin, N -(1,3 - Dimithylbutyl)- N - phenyl- p-phenylendiamin,
6 - Athoxy - 1,2 - dihydro - 2,2,4 - trimethylchinolin,
2,6 - Di - tert. - butyl - ρ - kresol, 4,4' - Dioxydiphenyl sowie weitere der eingangs beschriebenen Mittel,
einzeln oder zu mehreren.
Es wurden die folgenden Vulkanisate, die acht verschiedene erfindungsgemäße Stabilisierungsmittel
und im Vergleich damit ein bekanntes gutes Alterungsschutzmittel enthielten, hergestellt und geprüft:
Mischbestandteile (in Gewichtsteilen)
ölgestreckter Styrol - Butadien - Kautschuk mit 23,5% gebundenem Styrol
und 27,5% hocharomatischem Extender-öl 96,5
und 27,5% hocharomatischem Extender-öl 96,5
cis-Polybutadien-Kautschuk 30
HAF-RußN330 75
Stearinsäure 1,2
Zinkoxid 4
Hocharomatischer Kohlenwasserstoff
als Weichmacher 15
Stabilisierungsmittel (siehe nachfolgende
Aufstellung) 3
Benzothiazyl-2-cycIohexylsulfenamid .. 1,2
Schwefel 1,6
Schwefel 1,6
Die folgenden erfindungsgemäßen Stabilisierungsmittel wurden in der oben angegebenen Menge eingesetzt
:
( hillrc ChcniisL'hc Ikvddiiuinu
IN 61 N,N'-Bis-(4-chlor-6-anilino-s-triazin-
2-yl)-p-phenylendiamin
IN 58 N,N"-Bis-(4-chior-6-athylamino-
s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
IN 63 N,N'-Bis-(4-chlor-6-diallylamino-
s-triazin-2-y])-p-phenylendiamin
IN 62 N,N'-Bis-(4-chlor-6-n-butylamino
s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
IN 59 N,N'-Bis-(4-chbr-6-allylamino-
s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
IN 72 N.N'-Bis-(4-chlor-6-isopropylamino- '5
s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
IN 71 N,N'-Bis-(4-chIor-6-[I,3-dimethyl-
butylarnino]-s-triazinyl)-p-phenylendiamin
!N 70 N,N'-Bis-(4-chlor-6-ai-naphthyIamino-
s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
Verglichen wurde mit dem besten bekannten Alterungsschutzmittel auf Basis von p-Phenylendiamin:
K urzb. zeichnung Chemische Bezeichnung
2 1 64 800 | S | IK1 | 223 | Zl! | 12 | 1,5 |
IN | 224 | ZU | IPPD - | 2,3 | ||
IN | 220 | ZU | IPPD = | 1,7 | ||
IN | 225 | ZU | IPPD = | 1,6 | ||
IN | 221 | zu | IPPD = | 1,7 | ||
[21Π- | IN | 114 | zu | IPPD = | 3,7 | |
IN | 97 | zu | IPPD = | 1,5 | ||
IPPD = | ||||||
Wurden die vulkanisierten Prüflinge nun sechs Tage bei 100 C in einem Wärmeschrank gealtert und
dann die oben geschilderte Biegeermüdungsprüfung nach De M a 11 i a durchgeführt, so ergaben sich
folgende Verhältniszahlen:
IPPD
N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin
Die vergleichende Prüfung auf das Rißwachstum bei der Biegeprüfung nach De M a 11 i a erfolgte
nach der Vulkanisation bei 1600C, zunächst ohne Alterung. Die genannte Prüfung auf Biegeermüdung
bzw. Rißbildung der Prüflinge ist beschrieben in der DIN-Norm 53 522, Blatt 3 und entspricht der ASTM
D-813/1965 oder der Draft ISO-Recommendation No. 173. Gemessen wurde die Anzahl der Biegungen
der Prüflinge, die notwendig waren, um das Wachsen der entstandenen Risse von 4 auf 8 mm Länge hervorzurufen.
Die gemessene Anzahl der Biegungen der Prüflinge, die erfindungsgemäße IN-Stabilisatoren
enthielten, wurde ins Verhältnis gesetzt zu der Anzahl der Biegungen desjenigen Prüflings, der das bekannte
Alterungsschutzmittel IPPD enthielt; dieses Verhältnis
der Anzahl der Biegungen IN zu IPPD war für
IN | 61 | zu | IPPD = | 1,2 |
IN | 58 | zu | IPPD = | 2,0 |
IN | 63 | zu | IPPD = | 2,2 |
IN | 62 | zu | IPPD = | 5,1 |
IN | 59 | zu | IPPD = | 16,5 |
IN | 72 | zu | IPPD = | 2,4 |
IN | 71 | zu | IPPD = | 4,7 |
IN | 70 | zu | IPPD = | 4,8 |
IN | 83 | zu | IPPD = | 1,3 |
IN | 231 | zu | IPPD = | 1,2 |
IN | 228 | zu | IPPD = | 1,5 |
IN | 229 | zu | IPPD = | 1,7 |
IN | 209 | zu | IPPD = | 1,4 |
IN | 93 | zu | IPPD = | 2,3 |
IN | 85 | zu | IPPD = | 1,4 |
IN | 94 | zu | IPPD = | 2,2 |
IN | 95 | zu | IPPD = | 3,5 |
IN | 119 | zu | IPPD = | 1,6 |
s
fto
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
4°
61 zu
58 zu
63 zu
63 zu
62 zu
59 zu
72 zu
71 zu
70 zu
72 zu
71 zu
70 zu
83 zu
84 zu
IN 231 zu
IN 228 zu
IN 229 zu
IN 209 zu
IN 93 zu
IN 85 zu
IN 231 zu
IN 228 zu
IN 229 zu
IN 209 zu
IN 93 zu
IN 85 zu
94 zu
95 zu
119 zu
119 zu
IN 223 zu
IN 224 zu
IN 220 zu
IN 225 zu
IN 221 zu
IN 114 zu
IN 97 zu
IN 224 zu
IN 220 zu
IN 225 zu
IN 221 zu
IN 114 zu
IN 97 zu
IN
IN
IN
IN
IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD
IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD IPPD
IPPD IPPD IPPD IPPD
1,2 2,6 4,9 3,4 5,1 4,0 2,8 2,4 1,4 1,2
2,0 1,2 2,0 2,2 2,0 1,3 2,4 8,6 3,9 2,6 3,7 2,8 3,1 2,2 3,1 1,3
Aus diesen Zahlen ist die zum Teil erheblich überlegene Wirkung der 26 geprüften erfindungsgemäßen
Stabilisierungsmittel gegenüber dem bisher in der Kautschuktechnik als wirksamstes Mittel
bekannten p-Phenylendiaminderivat ersichtlich. Werden die Prüflinge einer Alterung bei hoher Temperatur
unterworfen, so bleibt der Ermüdungsschutz unter der Einwirkung der IN-Stabilisatoren erhalten.
Die erfindungsgemäßen IN-Stabilisatoren sowie das oben angegebene Mittel IPPD wurden jeweils
in die gleich zusammengesetzte Kautschukmischung wie im Beispiel I eingearbeitet und davon Prüfkörper
durch Vulkanisation bei 160° C hergestellt. Nach achttägiger Heißluftalterung der Vulkanisate bei 100° C
wurden die nachfolgenden Veränderungen des Spannungswertes bei 200% Dehnung (kurz σ 200) in
Prozent und der Shore-A-Härte (SH) in Punkten gegenüber den betreffenden Ausgangswerten der Prüfkörper
im ungealterten Zustand festgestellt.
IPPD (Stand d.Techn.) +212 IN 61 +103
SH
+ +
13
I orlscl/tini!
IN | 58 |
IN | 63 |
IN | 62 |
IN | 59 |
:n | 72 |
in | 71 |
IN | 70 |
IN | 83 |
IN | 84 |
IN | 231 |
IN | 228 |
IN | 229 |
IN | 209 |
IN | 93 |
IN | 85 |
IN | 94 |
IN | 95 |
IN | 119 |
IN | 97 |
IN | 223 |
IN | 224 |
IN | 220 |
IN | 225 |
IN | 221 |
IN | 114 |
+ 136
+ 87
+ 170
+ 120
+ 156
+ 149
+ 170
+ 131
+ 87
+ 105
+ 116
+ 100
+ 103
+ 144
+ 122
+ 156
+ 108
+ 130
+ 153
+ 85
+ 113
+ 80
+ 126
+ 85
+ 112
+ 87
+ 170
+ 120
+ 156
+ 149
+ 170
+ 131
+ 87
+ 105
+ 116
+ 100
+ 103
+ 144
+ 122
+ 156
+ 108
+ 130
+ 153
+ 85
+ 113
+ 80
+ 126
+ 85
+ 112
SIl
-f 5
+ 7 + 6 + 9 + 8 + 10 + 7 + 6 + 7 + 7 + 7 + 4 + 8 + 7 + 9 + 5
■ IO + 8 + 7 + 7 + 7 + 8 + 4 + 6
Ch ill iv
IN 75
IN 76
IN 76
Die Bestimmungen erfolgten nach den DIN-Noimen
53 504 und 53 505.
Die gefundenen Vcrglcichszahlen lassen die folgenden Vorteile erkennen. Durch eine geeignete Auswahl
aus den Stabilisatoren gemäß Formel I läßt sieh der Anstieg der Shore-Härte unter Heißluflcinwirkung
auf etwa die Hälfte des Anstiegs in Gegenwart von IPPD reduzieren. Der gleichzeitig geringere Anstieg
des Spannungswertes bei 200% Dehnung zeigt, daß die Vulkanisatc bei Verwendung von p-Phcnylcndiamino-triazinen
durch die Einwirkung von Wärme und Sauerstoff wesentlich weniger verhärten als bei
Schutz durch das IPPD. Die Reduzierung der Verhärtung wird von der Gummiartikel und Reifen
herstellenden Industrie mit großem Aufwand angestrebt, da die Verhärtung zu einer Verminderung
der Gebrauchsdauer der Gummiartikel führt.
Verbindungen gemäß der Erfindung, die nur einen
Triazinring enthalten (siehe Formel 1), besitzen ebenfalls hervorragende Eigenschaften als Ermüdungsund
Alterungsschutzmittel.
In den nachfolgenden Beispielen sind die folgenden IN-Stabilisatorcn geprüft worden:
Chiffre Chemische Bc/eichnunt?
IN 73 N-Phcnyl-N'-(4-chlor-6-amino-
s-lriazin-2-y!)-p-phcny!cndiamin
IN 74 N-Phenyl-N'-(4-chlor-6-allylamino-
s-lriazin-2-yl)-p-pheny!endiamin
N-Phcnyl-N'-(4-chlor-6-i-propyhimino-
s-triazin-2-yl)-p-phenylendiamin
N-Phcnyl-N'-(4-chlor-6-(l,3-dimethyl-
butylamino)-s-triazin-2-yl)-
p-phenylendiamin
Beispiel III
Mit diesen eifindungsgemäßen Slabilisierungsmitleln
wurden unter Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen Re/cptur in gleicher Weise Prüfkörper
hergestellt und einer Prüfung auf F.rmüdung nach Dl Mattia unterworfen. Es ergaben sich folgende
Verhältniswahlen von IN zu IPPD (N-Isopropyl-N'-phcnyl-p-phenylcndiamin
gemäß Stand der Technik).
IN | 73 | zu | IPPD | = 17.8 |
IN | 74 | zu | IPPD | = 4.4 |
IN | 75 | zu | IPPD | = 3.2 |
IN | 76 | zu | IPPD | = 2.9 |
IN | 107 | zu | IPPD | = 1.0 |
IN | 108 | zu | IPPD | = 1.3 |
IN | 102 | zu | IPPD | = 1.2 |
IN | 232 | zu | IPPD | = 1.3 |
IN | 210 | zu | IPPD | = 1.0 |
IN | 80 | zu | IPPD | = 1.3 |
IN | 117 | zu | IPPD | = 2.3 |
IN | 113 | zu | IPPD | = 1,3 |
IN | 87 | zu | IPPD | = 5.4 |
IN | 88 | zu | IPPD | = 1.6 |
IN | 218 | zu | IPPD | = 1.8 |
Nach einer sechstägigen Alterung der Prüfkörper in Heißluft bei 100 C ergaben sich folgende Verhältniszahlen:
IN | 73 | zu | IPPD = | 3,1 |
IN | 74 | zu | IPPD = | 3.5 |
IN | 75 | zu | IPPD = | 1,9 |
IN | 76 | zu | IPPD = | 2.3 |
IN | 107 | zu | IPPD = | 2.7 |
IN | 108 | zu | IPPD = | 2,1 |
IN | 102 | zu | IPPD = | 2.1 |
IN | 232 | zu | IPPD = | 2.0 |
IN | 210 | zu | IPPD = | 1,2 |
IN | 80 | zu | IPPD = | 1,6 |
IN | 117 | zu | IPPD = | 3,0 |
IN | 113 | zu | IPPD = | 1,5 |
IN | 87 | zu | IPPD = | 3,4 |
IN | 88 | zu | IPPD = | 1.6 |
IN | 218 | zu | IPPD = | 2.1 |
Aus diesen Zahlen ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen IN-Stabilisierungsmittel den Vulkanisaten
einen mehrfachen Ermüdungsschutz im Vergleich mit der Wirkung des IPPD verleihen.
Vulkanisate mit der im Beispiel I genannten Zusammensetzung,
die die Stabilisierungsmittel enthielten, wurden nach der im Beispiel II beschriebenen
Arbeitsweise 8 Tage in Heißluft bei 100 C gealtert und die Veränderung der physikalischen Eigenschaften
in gleicher Weise, wie im Beispiel II angegeben, geprüft. Die folgenden Veränderungen der Meßwerte
wurden gefunden:
15 | SH | |
η 200 | + 13 | |
IPPD (Stand der Tech | + 212 | |
nik) | + 8 | |
IN 73 | + 150 | + 10 |
IN 74 | + 150 | + 8 |
IN 75 | + 153 | + 9 |
IN 76 | + 144 | + 9 |
IN 107 | + 123 | + 7 |
IN 108 | + 114 | + 8 |
IN 102 | + 133 | + 6 |
IN 232 | + 113 | + 8 |
IN 210 | + 107 | + 7 |
IN 80 | + 106 | + 13 |
IN 117 | + 153 | + 7 |
IN 113 | + 97 | + 9 |
IN 87 | + J 39 | + 9 |
IN 88 | + 142 | + 9 |
IN 218 | + 118 | |
Wiederum ergab sich überraschenderweise, daß die Veränderung der physikalischen Eigenschaften der
Vulkanisate unter dem Einfluß von Wärme und Sauerstoff bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Schutzmittel geringer ist als bei Einsatz des IPPD. Diese neuen Schutzmittel stellen also eine wirksame
Kombination von Ermüdungs- und Alterungsschutzmitleln
dar.
Die erfindungsgemäßen Ermüdungs- und Alterungs-Schutzmittel
besitzen aber noch den großen Vorteil, daß mit ihnen stabilisierte Vulkanisate unter Lichteinwirkung
nichl verfärben.
Es wurden Vulkanisate aus Kautschukmischungen folgender Zusammensetzungen, die für die Prüfung
auf Lichtstabilität gut geeignet sind, hergestellt und auf Verfärbung unter Lichteinwirkung geprüft. Es
wurden die schon oben beschriebenen Stabilisatoren IN 61, IN 58, IN 63, IN 62 und IN 59 verwendet.
Naturkautschuk (»first crepe«)
Naturkreide
StearinsäurR
Zinkoxid
Titanoxid
IPPD
In 61
IN 58
IN 63
IN 62
IN 59
Dibenzothiazyldisulfid
Tetramethylthiurammonosulfid
Schwefel
Die Vulkanisation erfolgte bei 150'C und dauerte
20 Minuten. Die Vulkanisatproben wurden 96 Stunden der Belichtung in einem Xenotestgerät 150,
System Casella, Original Hanau (in Anlehnung an DIN 53 388 bzw. Draft Iso Recommendation 759)
ausgesetzt. Die Prüfung der Vulkanisatproben erfolgte bei Raumtemperatur bei einer relativen Luftfeuchtigkeit
von 60 bis 70%.
An den Proben wurden folgende Farbänderungen nach erfolgter Prüfung festgestellt:
IPPD (Stand der Technik). . stark dunkelbraun
IN 61 nicht verfärbt
IN 5K nicht verfärbt
IN 63 nicht verfärbt
IN 62 nicht verfärbt
IN 59 nichl verfärbt
Mischung | Nr. | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
(in Gewichtstcilen) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
I | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
100 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
100 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
1 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
5 | ||||||
5 | ||||||
3 |
I | — | 1 | 1 | 3 | |
I | 0,2 | 1 | 0,2 | 0,2 | 1 |
0,2 | 2,2 | 0,2 | 2,2 | 2,2 | 0,2 |
2,2 | 2,2 | 2,2 | |||
Diesem Ergebnis zufolge besitzen die erfindungsgemäßen Schutzmittel die bisher nicht erreichte
Kombination von Eigenschaften als Stabilisatorer gegen Rißwachslum, Wärme- und Sauerstoffalterunt;
sowie Verfärbung unter Lichteinwirkung.
Einige der erfindungsgemäßen Phenylendiamins-triazinverbindungen erweisen sich auch als wirksame
Stabilisatoren gegen die Rißbildung unter Ozonein-(«
fluß.
Prüfkörper aus vulkanisierten Kautschuk-Mischungen mit der im Beispiel I angegebenen Zusammends
sctzung wurden nach der DIN-Norm 53 509 der Einwirkung
von Ozon ausgesetzt. Die Ozonkonzcnlratior betrug 50 pphm und die Prüftcmpcnilur 25 C. Die
KiUbildung wurde nach 6, 24 und 4S Stunden Einwir
809 625/191
17 18
kungsdauer beurteilt. Geprüft wurden Prüfkörper, in der in dei Mischungszusammenstellung im Bei-
die die Stabilisatoren IPPD (Stand der Technik), spiel 1 angegebenen Menge enthielten.
IN 58, IN 63, IN 62, IN 59, IN 73, IN 71 und IN 70 Die Prüfung hatte folgendes Ergebnis:
IN 58, IN 63, IN 62, IN 59, IN 73, IN 71 und IN 70 Die Prüfung hatte folgendes Ergebnis:
58 | Einwirkungsdauer | von Ozon | |
63 | in Stunden | ||
62 | 6 24 | 48 | |
59 | + ' + | + | |
73 | + + + | O | |
70 | + + O | + | |
1PPD Stand der Technik | 71 | + O | O |
IN | + + + + | + | |
!N | + + + | + | |
IN | + + | + | |
IN | + | ||
IN | |||
IN | |||
IN |
Die Beurteilungsstufen bedeuten:
O = mäßiger Ozonschutz,
+ = guter Ozonschutz,
+ + = sehr guter Ozonschutz.
O = mäßiger Ozonschutz,
+ = guter Ozonschutz,
+ + = sehr guter Ozonschutz.
Somit ist der Nachweis erbracht, daß die erfindungs- ring — Schutz gegen Schädigung durch Ozon in sich
gemäßen Triazinverbindungen, die Phenylendiamin- vereinigen.
gruppen bzw. Phenylendiaminderivate als Liganden Diese neuartigen Stabilisatoren können mit großem
aufweisen, neuartige Stabilisierungsmittel für Kau- 30 technischen Vorteil bei der Herstellung von rußhalti-
tschuke sind, die eine bisher nicht erreichbare Korn- gen unü hellfarbigen technischen Artikeln aus allen
bination von Wirkungen hinsichtlich Ermüdungs- Kautschukarten sowie auch bei der Produktion von
schutz, Alterungsschutz, Nichtverfärbung und — bei Reifen für Fahrzeuge aller Art eingesetzt werden,
geeigneter Auswahl der Substituenten am Triazin-
Claims (1)
1. p-Aminophenyl-amino-s- triazine der allgemeinen Formel
X-C
C-NH
// V
NH-Z
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