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"Trennmittel fpr Elastomere"
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Gegenstand der Erfindung sind Trennmittel für vulkanisierte bzw. unvulkanisierte
synthetische Elastomere auf Basis von oberflächenaktiven Verbindungen.
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Bei der Herstellung beispielweise von Gumraiwaren aus natürlichem
und synthetischem Kautschuk werdem Trennmittel benötigt, die einmal nach der Herstellung
der unvulkanisierten Kautschukmischung das Zusammenkleben der Felle oder Rohlinge
bis zur Weiterverarbeitung verhindern und zum anderen das Haften der vulkanisierten
Kautschukmischung in der Vulkanisationsform unterbinden und dam-lt eine leichte
Entformung des Vulkanisats ermöglichen.
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Als Trennmittel für Elastomere ist bereits eine größere Zahl von verschiedenen
Produkten bekannt geworden, die sich bei grober Einteilung zwei Klassen, den pulverförmigen
und den flüssigen Trennmitteln, zuordnen lassen. Als bekannteste Vertreter der pulverförmigen
Trennmittel sind z.B. Talkum oder Zinkstearat zu nennen. Die Nachteile dieser Pudermittel
sind im wesentlichen in deren Staubentwicklung im Fabrikationsbetrieb sowie in der
zum Teil schlechten Verschweißbarkeit der mit Talkum oder Maispuder behandelten
Rohlinge während der Vulkanisation zu sehen.
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Eine andere Möglichkeit, den genannten Nachteilen zu begegnen, besteht
darin daß man auf Pudermittel ganz verzichtet; und
flüssige Trennmittel
einsetzt, unter denen solche auf Fettsäurebasis wegen ihrer Wirtschaftlichkeit und
der Möglichkeit, in wäßriger Lösung eingesetzt zu werden, noch immer die größte
Bedeutung besitzen. In vielen Fallen, in denen Trennmittel auf Fettsäurebasis keine
ausreichende Trennwirkung entwickeln, z.B. als Formeineinstreichmittel, werden vor
allem Silikonöle und fluorierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt. Neben den höheren
Preisen besitzen diese Produkte Jedoch den Nachteil, daß auf das Vullranisat übertragene
Trennmittelanteile die Haftung von nachträglich aufgebrachtem Finish oder einer
Lackierung nachteilig beelnflussen und auch die Verklebung des Vulkanisats zu einem
zusammengesetzten Artikel behindern.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Trennmittel
aufzufinden, die eine sehr gute Trennwirkung aufeisen, aber die vorstehend geschilderten
Nachteile nicht besitzen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch solche Trennmittel gelöst
5 die als wesentlichen Bestandteil Partialglyceridester von Fettsäuren einer Kettenlänge
von 6 bis 14 Kohlenstoffatomen enthalten 5 wobei die OM-Zahl zwischen 100 und 500,
vorzugsweise zwischen 140 und 300 liegt. Aus praktischen Gründen sind Rettsäuren
als Esterkomponente bevorzugt, deren Kettenlänge bei.
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8 bis 12 Kohlenstoffatomen liegt. Diese werden bei der Aufarbeitung
von natürlichen Fetten bzw. Ölen als sogenannte Vorlauffettsäuren erhalten. Natürlich
können auch nach beliebigen synthetischen Verfahren gewonnene Fettsäuren für die
Versterung mit Glycerin eingesetzt werden. Die Säurezahl der Partialglyceride soll
möglichst unter 1, besser noch uiiter 0,5 liegen.
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Eine weitere Variationsmöglichkeit zur Herstellung der Ilydroxylgruppen
enthaltenden Glyceridester besteht darin, das Glycerin teilweise durch andere mehrfunktionelle
Alkohole wie Pentaerythrit, Tri:netliylolpropan oder Sorbit zu ersetzen.
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Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn man auf 100 Gewicht
steile des Partialglyceridesters 45 bis 20 Gewichtsteile Polyalkylenglykol, insbesondere
Polyäthylenglykol eines Molgewichts zwischen 200 und 2000 zusetzt. Schließlich besteht
eine weitere günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Trennmittels darin auf
100 Gewichtsteile des Partialglyceridesters noch 10 bis 45 Gewichtsteile eines niederen
polyfunktionellen Alkohols zuzusetzen. Als solche kommen z.B. Glycerin, Äthylenglykol,
Trimethylolpropan, Sorbit, Cyclohexantriol und dergleichen infrage.
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Die erfindungsgemäßen Gleitmittel werden durch einfaches mechanisches
Vermischen der Komponente und ggf. der erforderlichen Menge Wasser hergestellt.
Wenn die GLeitmittel mit dem Pinsel aufgetragen werden sollen, stellt man eine Viskosität
von 700 bis 1000 cP ein. Für das Auftragen mit der Spritzpistole werden Gleitmittel
mit einer Viskosität von 50 bis 100 cP verwendet.
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Die erfindungsgemäßen Trennmittel lassen sich für die verschiedensten
Typen von Elastomeren verwenden, wie etwa bei mnatürlichem Kautschuk, Butylkautschuk,
Äthylenpropylenterpolymerisaten, Polyehlo.eoprens Butadicn-Styrol-Kautschui sowie
Nitrilkautschuk mit verschieden hohen Gehalten an Acrylnitril.
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Bewährt haben sich die erfindungsgemäßen Gleitmittel, insbesondere
bei der Herstellung von Gummischläuchen und Krümmern.
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Dabei werden durch Extrudieren Schlauch- bzw. Krümmerrohlinge hergestellt,
die, auf Kunststoff- oder Metalldorne aufgetragen, vulkanisiert werden.
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Diese Gleitmittel ermöglichen nicht nur das Gleiten der Pormteile
auf den kalten sowie heißen Dornen olme großen Kraftaufwand, sondern beeinflus sen
auch das Vulkanisationsverhalten und die physikalisch-mechanischen Eigenschaften
der Vulkanisate nicht negativ. Weiterhin verursachen sie an Metalldornen keine Korrosionen
und keine Verschmutzungen. Auch werden helle Mischungen
nicht verfärbt.
Ferner lassen sich die erfindungsgemäßen Trennmittel sehr leicht von den Vulkanisatoberflähen
wieder entfernen, so daß bei der Itontage keine Schwierigkeiten auftreten. Auch
die universellen ninsatzmOglichkeiten sowohl für Natur- als auch Synthesekautschuk,
dh. praktisch alle gebräuchlichen Kautschukmischungen, sind von großer Bedeutung.
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B e i s p i e l e Die Wirkung der erfindungsgemäßen Trennmittel wurde
an Äthylen-Propylen-Terpolymeren, Polychloropren und einer hellen Kautschukmischung
aus Naturkautschuk und Polybutadienkautschuk untersucht.
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Mischung A 1000 g Äthylen-Propylen-Terpolymeres 50 g Zinkoxid 750
g SRF-Ruß 300 g aromatisches Mineralöl 10 g Diphenylamin 15 g Triallylisocyanurat
30 g Dicumylperoxid 15 g Mercaptobenzimidazol Mischung B 1000 g Polychloroprenkautschuk
50 g Zinkoxid 40 g Magnesiumoxid 15 g Stearinsäure 500 g Q Ruß 250 g F2F-Ruß 50
g Faktis 100 g aromasisches Mineralöl 20 g Diphenylamin 20 g Paraffin 250 g Kaolin
6 g Mercaptobenzimidazol
Mischung C 600 g Naturkautschuk 40 g Polybutadioenkautschuk
10 g Stearinsäure 50 g Zin0:oxid 300 g Kieselsäure 200 g Kaolin 50 g Titandioxid
200 g Faktis 12 g Benzothiazol-2-cyclohexylsulfenamid 5 g Diphenylguanidin 18 g
Schwefel Zur Vulkanisation wurden die Rohlinge 30 Minuten lang mittels Wasserdampf
auf 150 bis 1550C erhitzt.
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Zur Beuerteilung der Trennmittel wurden folgende Kriterien herangezogen:
1. Gleitwirkung Die Gleitwirkung wurde an U-förmig gebogenen Krümmerdornen mit einem
Durchmesser von ca. 40 mm geprüft. Die Gleitmittel wurden vor dem Aufziehen der
Roflinge mit einem Pinsel auf die Dorne aufgetragen. Die Gleitwirkung beim Aufziehen
wurde an kalten und an heißen Dornen geprüft, d.h. bei Raumtemperatur und bei ca.
120 bis 150°C. Die Gleitwirkung beim Abziehen wurde nach der Vulkanisation bei einer
Dorntemperatur von ca. 120 bis 160°C gestet. Das Gleitverhalten wurde nach folgender
Skala bewertet: 1 = Auf- /Abziehen mit geringem Kraftaufwand 2 = Auf- /Abziehen
mit mittlerem Kraftaufwand 3 = Auf- /Abziehen mit großem Kraftaufwand 4 = Abziehen
unmöglich.
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2. Abwaschbarkeit der vulkanisierten Krümmer Nach der Vulkanisation
wurden die Krümmer bei Raumtemperatur mit Wasser abgewaschen und getrocknet. Die
Reinheit der Krümmeroberfläche wurde nach folgender Skala bewertet: 1 = gut 2 =
befriedigend 3 = nicht befriedigend 3. Dornverschmutzung Nach jeweils 10 Vulkanisationszyklen
wurde die Verschmutzung der Dorne wie folgt bewertet: 1 = keine Verschmutzung 2
= geringe Verschmutzung 3 = starke Verschmutzung 4. Korrodierende Wirkung Ent fettete
Streifen aus kaltgewalztem Stahlblech wurden zur Hälfte in das jeweilige Gleitmittel
getaucht und 4 Tage lang bei Raumteperatur darin belassen . Die korrodierende Wirkung
der Gleitmittel wurde wie folgt beuerteilt: 1 = keine Korrosion 2 = schwache Korrosion
an der Grenze zwischen Luft und Gleitmittel 3 = starke Korrosion, auch am eingetauchten
Teil 5. Abwaschbarkeit der vulkanisierten Krümmer Nach der Vulkanisation wurden
die Krümmer bei Raumtemperatur mit kaltem Wasser abgewaschen und getrocknet. Die
Reinheit der Krümmeroberfläche wurde wie folgt bewertet: j gut 2 befriedigend 3
nicht
Es wurden folgende Produkte geprüft: 1. Partialglycerid von Fettsäuren
C8 12 OH-Zahl: 193 Säurezahl 0,3 2. Partialglycerid von Fettsäuren C8-12 OH-Zahl:
175 Säurezahl 074 3. Partialglycerid von Fettsäuren C8 12 OH-Zahl: 215 Säurezahl
0,2 4. 100 Gewichtsteile Partialester nach 1, 50 Gewichtsteile Wasser 5. 100 Gewichtsteile
Partialester nach 3 30 Gewichtsteile Polyäthylenglykol Mol-Gew. 400 6. 100 Gewichtsteile
Partialester nach 2 25 Gewicht steile Polyäthylenglykol Mol-Gew. 800 30 Gewichtsteile
Glycerin 7. 100 Gewichtsteile Partialester nach 1 40 Gewichtsteile Polyäthylenglykol
Mol-Gew. 400 10 Gewichtsteile Trimethylolpropan.
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T a b e l l e
| Gleitmittel Gleitwirkung Dornverschmutzung Korrosion Verfärbung
Abwaschbarkeit |
| EPDM-Mischung CR-Mischung heller |
| Vulkanisate |
| Aufziehen Abziehen Aufziehen Abziehen |
| 1 1 2 1 2 1 1 1 1 |
| 2 1 1 1 1 1 1 1 1 |
| 3 1 2 1 2 1 1 1 1 |
| 4 2 2 2 2 1 2 1 1 |
| 5 1 1 1 1 1 2 1 1 |
| 6 1 1 1 1 1 1 1 1 |
| 7 1 2 1 2 1 1 1 1 |