DE3342464C2 - - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2421/00—Characterised by the use of unspecified rubbers
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- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von verstärkten Kautschukvulkanisaten.
Es ist bekannt, Mischungen aus Natur- oder Kunstkautschuken,
die in bekannter Weise vulkanisierbar sind, durch
Zusatz von härtbaren oder härtenden Kunstharzen, insbesondere
Phenolharzen, zu verstärken. Bei den Phenolharzen
handelt es sich um Novolake, d. h. im sauren Milieu hergestellte
Kondensationsprodukte aus Phenol, Phenolderivaten
oder Phenol unter Mitverwendung von modifizierenden
Zusätzen und Aldehyd. Zusätze von Cashew-Nußschalenöl,
gemäß US-PS 25 32 374, oder Alkylphenolen mit 4 bis
12 C-Atomen in Alkylteil, insbesondere p-tert.Butyl-,
Octyl- oder Nonylphenol, verbessern die Verträglichkeit
mit den unterschiedlichen Kautschuken und den Mischungen.
Novolake enthalten keine reaktiven Gruppen mehr und bedürfen
zur weiteren Vernetzung eines Aldehydspenders,
meist Hexamethylentetramin oder methylolgruppenhaltige
Phenol- oder Melamin-Formaldehyd-Kondensate. Ihre verstärkende
Wirkung im Kautschuk ergibt sich aus ihrem chemischen
Verhalten bei der Vulkanisation, wobei bei höheren
Temperaturen in Gegenwart eines Aldehydspenders die Aushärtung
zum Resit beginnt.
Die Zugabe der Härter kann auf verschiedene Weise durchgeführt
werden. Beide Bestandteile, Novolak und Härter,
können miteinander fein gemahlen und dabei vermischt
werden. Diese Harzmischungen haben jedoch den Nachteil,
daß sie beim Einarbeiten in den Kautschuk in einem Innenmischer
(Kneter) infolge der auftretenden hohen Temperaturen
zusammenbacken oder vorzeitig aushärten, d. h. in den
Resitzustand übergehen. Das entstandene Netzwerk wird
durch die mechanischen Kräfte im Kneter im weiteren Verlauf
des Mischvorganges wieder zerstört und steht bei der
Vulkanisation zur Verstärkung nicht mehr zur Verfügung.
Die so erhaltenen Härten liegen somit unter den durch
andere Mischmethoden erreichbaren Werten.
Vorteilhaft ist es daher in vielen Fällen, die Novolakharze
und den Härter, z. B. Hexamethylentetramin, jeweils
getrennt in den Kautschuk einzuarbeiten. In den
DE-AS 16 69 847 und 17 69 456 wird beschrieben, daß man
zu den besten Ergebnissen kommt, wenn man zuerst das
Hexamethylentetramin einarbeitet und gründlich verteilt.
Danach wird der Novolak im Verlauf des weiteren Mischungsvorganges
zugegeben, wobei man die Temperatur vorteilhaft
über dem Schmelzpunkt des Harzes hält, um so vollkommen
homogene Mischungen zu erhalten. Es ist auch möglich, den
Novolak vor dem Härtungsmittel einzumischen. Diese Ausführungsform
soll aber, bei hoher Temperaturführung nicht
in jedem Fall zu homogenen Vulkanisaten führen.
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß die härtende
Wirkung der Harze besser ist, wenn die Einmischtemperatur
unterhalb der Erweichungspunkte der Harze liegt. Dies ist
insofern überraschend, als bei den niedrigen Einmischtemperaturen
unterhalb des Erweichungspunktes mit schlechterer
Verteilung der Harze in der Kautschukmischung und
damit mit geringerer Wirksamkeit der Harze nach der anschließenden
Vernetzung mit Vernetzungsmittel hätte gerechnet
werden müssen.
Liegt die Einmischtemperatur des Harzes über dem Erweichungspunkt,
so ist eindeutig mit steigender Temperatur
eine Verminderung der Verstärkung zu beobachten; es ist
weiterhin auffällig, daß bei fallender Einmischtemperatur
wieder eine Verminderung der Verstärkerwirkung auftritt;
die Temperaturabhängigkeit der Verstärkerwirkung zeigt
also ein ausgeprägtes Optimum.
Ein handelsübliches Phenol-Formaldehyd-Harz mit einem
Erweichungspunkt nach Ring-Ball-DIN 52 011 von 110°C wurde
in einer Naturkautschukmischung folgender Zusammensetzung
unter verschiedenen Bedingungen eingemischt.
Die Grundmischung I, Substanzen 1 bis 5, wurde in einem
2-l-Stempelkneter hergestellt. Die Ausstoßtemperatur der
Grundmischung betrug 160°C.
Nach Abkühlung wurde dieser Grundmischung I das Phenol-
Formaldehyd-Harz II auf dem Walzwerk ca. 5 Minuten bei
einer Versuchtstemperatur von 50°C zugemischt. Anschließend
wurden diese Mischungen 3 Minuten bei jeweils unterschiedlichen
Temperaturen von A - 60°C; B - 80°C; C - 90°C; D -
110°C; E - 130°C; F - 150°C und G - 170°C homogenisiert.
Diesen bei unterschiedlichen Temperaturen homogenisierten
Mischungen wurden nach der Abkühlung auf Raumtemperatur
jeweils das Beschleuniger-Batch III mit den Substanzen (7)
und (9) und Schwefel (10) auf dem Walzwerk bei 60°C zugegeben.
Aus diesen Mischungen, die sich nicht in der Zusammensetzung,
sondern nur in der Homogenisiertemperatur unterschieden,
wurden Prüfkörper hergestellt, die 30 Minuten
bei 145°C vulkanisiert wurden. An diesen Prüfkörpern
wurden die Shore-A-Härten entsprechend DIN 53 505 gemessen.
Die Ergebnisse finden sich in Tab. 1. Das Maximum
der Härte wird bei den Gummimischungen gefunden, die bei
80°C auf dem Walzwerk homogenisiert worden waren. Besonders
deutlich sind die niedrigeren Härten bei höheren Homogenisiertemperaturen.
Der mögliche Einwand, daß die Beobachtung
durch den Effekt stärkeren Kautschukabbaues in
höheren Temperaturbereichen erfolgt, ist durch folgenden
Versuch widerlegt.
Die Grundmischung I wurde ohne Harz in gleicher Weise bei
verschiedenen Temperaturen, H -60°C bis O -170°C, homogenisiert,
anschließend wurde der Beschleuniger-Batch II
und Schwefel aufgemischt. In gleicher Weise wie bei den
Harzmischungen wurden die Härten der Prüfkörper gemessen.
Man sieht deutlich, daß der Kautschukabbau durch die
Homogenisation sehr gering ist und wesentlich unter den
beobachteten Temperatur-Effekten der Harzmischungen liegt.
Ein handelsübliches mit Cashew-Nußschalen-Öl modifiziertes
Phenol-Formaldehyd-Harz mit einem Erweichungspunkt von
101°C wurde in gleicher Weise und in gleichem Mengenverhältnis
wie im Beispiel 1 zugegeben, bei unterschiedlichen
Temperaturen homogenisiert, mit Beschleuniger-Batch und
Schwefel versetzt, zu Prüfkörpern geformt und 30 Minuten
bei 145°C vulkanisiert.
Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 2.
Ein mit Alkylphenol modifizierter Phenol-Formaldehyd-
Novolak mit einem Erweichungspunkt nach Ring-Ball-
DIN 52 011 von 122°C wurde in gleicher Weise und in
gleichem Mengenverhältnis wie in Beispiel 1 zugegeben, bei
unterschiedlichen Temperaturen homogenisiert, mit Beschleunigerbatch
und Schwefel versetzt, zu Prüfkörpern
geformt und 30 Minuten bei 145°C vulkanisiert.
Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 3. Auch hier ist
überraschenderweise bei ca. 110°C Homogenisiertemperatur,
das ist unterhalb der Erweichungstemperatur, ein Maximum
der Härte in Abhängigkeit von der Temperatur erkennbar.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von verstärkten Kautschukvulkanisaten
durch Vulkanisation von Mischungen aus
Naturkautschuk oder synthetischen Kautschuken mit
Novolakharzen in Gegenwart eines Härters, insbesondere
Hexamethylentetramin, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Einmischtemperatur der Harze um oder bis
zu 50°C unterhalb der Erweichungspunkte der Harze
hält.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Einmischtemperatur von 0 bis 30° unterhalb
des Erweichungspunktes wählt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Novolake Kondensationsprodukte aus Phenol
oder Phenol unter Mitverwendung von modifizierenden
Zusätzen und Aldehyd einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man Novolake verwendet, die durch Cashew-Nußschalenöl
oder Alkylphenole mit 4 bis 12 C-Atomen im
Alkylteil, insbesondere p-tertiär Butyl-, Octyl- oder
Nonylphenol modifiziert sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Novolak und den Härter, insbesondere Hexamethylentetramin
getrennt in den Kautschuk einarbeitet.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst der Novolak deutlich unterhalb seines Erweichungspunktes
eingemischt und die Mischung bei
einer Temperatur von 0 bis 30° unterhalb des
Erweichungspunktes homogenisiert wird.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833342464 DE3342464A1 (de) | 1982-11-26 | 1983-11-24 | Verfahren zur herstellung von verstaerkten kautschukvulkanisaten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3342464C2 true DE3342464C2 (de) | 1987-12-17 |
Family
ID=25806098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19833342464 Granted DE3342464A1 (de) | 1982-11-26 | 1983-11-24 | Verfahren zur herstellung von verstaerkten kautschukvulkanisaten |
Country Status (1)
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-
1983
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Also Published As
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