DE908916C - Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschuk-Gegenstyaenden aus synthetischem Kautschuk - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschuk-Gegenstyaenden aus synthetischem Kautschuk

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DE908916C
DE908916C DEG7752A DEG0007752A DE908916C DE 908916 C DE908916 C DE 908916C DE G7752 A DEG7752 A DE G7752A DE G0007752 A DEG0007752 A DE G0007752A DE 908916 C DE908916 C DE 908916C
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DE
Germany
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butadiene
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elasticity
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DEG7752A
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Bailey Bennet
George H Mc Fadden
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Motors Liquidation Co
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Description

(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 12. APRIL 1954
G 7752 IVc j 39b
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gegenständen aus Schwammkautschuk, der aus synthetischem Kautschuk, wie z. B. Butadien-Styrol-Mischpolymerisaten, besteht.
Die Erfindung ermöglicht es, vulkanisierten synthetischen Schwammkautschuk zu erzeugen, der die Eigenschaften von vulkanisiertem, aus natürlicher Kautschukmilch hergestelltem Schwammkautschuk erreicht. Die nach der Erfindung hergestellten Schwammkautschuk-Gegenstände bestehen zu einem wesentlichen Teil aus Butadien- Styrol-Mischpolymerisat und enthalten zur Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften zusätzlich bestimmte andere Arten synthetischen Kautschuks.
Genauer gesagt werden die physikalischen Eigenschäften eines Schwammkautschuk-Gegenstandes aus Butadien-Styrol-Mischpolymerisat beeinflußt durch Zusatz von 10 bis 50 % Polybutadien, bezogen auf die gesamte Kautschukmenge.
Erfahrungsgemäß treten bei der Herstellung von Schwammkautschuk-Gegenständen aus bestimmten synthetischen Kautschukarten Schwierigkeiten auf.
Während Schwammkautschuk-Gegenstände aus 2-Chlorbutadienpolymerisat ziemlich gute physikalische Eigenschaften besitzen, fehlt denen aus Butadien-Styrol-Mischpolymerisat ein gewisser Griff, der von Schwammkautschuk-Gegenständen aus Naturkautschuk her bekannt ist. Dieser Griff hängt von
den physikalischen Eigenschaften des Gegenstandes ab, besonders von seiner Elastizität. Schwammkautschuk-Gegenstände aus Butadien-Styrol-Misch· polymerisat haben bei erhöhten Temperaturen durchaus zufriedenstellende Eigenschaften, verlieren jedoch mit sinkender Temperatur ihre Elastizität. Sie sind dann tot und nehmen nach dem Zusammendrücken ihre frühere Form nicht wieder an.
Wegen dieses besonderen physikalischen Merkmale; ίο konnten sich Schwammkautschuk-Gegenstände aus Butadien-Styrol-Mischpolymerisat bisher nicht durchsetzen, eben weil Schwammkautschuk- Gegenstände die geforderten Eigenschaften innerhalb eines weiten Temperaturbereiches beibehalten sollen. Ein Verfahren, die bei der Herstellung von Schwammkautschuk-Gegenständen aus Butadien-Styrol-Mischpolymerisat auftretenden Schwierigkeiten zu vermeiden, besteht darin, die Dispersion des Butadien-Styrol-Mischpolymerisats in bestimmten Verhältnissen mit natürlicher Kautschukmilch zu vermischen, wie es Gegenstand des Patents 852 902 ist.
Es ist jedoch sehr wünschenswert, Schwammkautschuk-Gegenstände aus reinem Butadien-Styrol-Mischpolymerisat herstellen zu können. Es hat sich herausgestellt, daß man durch Zusatz einer Dispersion eines spezifischen synthetischen Kautschuks zu der Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersion die Eigenschaften der daraus hergestellten vulkanisierten Schwammkautschuk-Gegenstände so weitgehend beeinflussen kann, daß wirklich brauchbare Artikel erhalten werden. Ganz besonders verändert der Zusatz von Polybutadiendispersion in genau bestimmten Mengen die Eigenschaften in befriedigender Weise, so steigt z. B. die Elastizität der Gegenstände merklich im Vergleich zu denen, die aus reiner Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersion hergestellt wurden.
Durch Zusatz von 10 bis 50 % Polybutadiendispersion zu einer Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersion erhält man eine Kautschukmilch, die nach der Mischung, Verschäumung und Vulkanisation einen Artikel liefert, dessen Elastizität proportional der Menge der verwendeten Polybutadiendispersion ansteigt. Jede der handelsüblichen Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersionen ist zur Verwendung in dem nachfolgend beschriebenen Herstellungsverfahren geeignet und liefert, soweit sie den im nachstehenden beschriebenen Forderungen entspricht, befriedigende Ergebnisse.
Die Polymerisationssubstanzen und -bedingungen der Polybutadiendispersion sind nicht ausschlaggebend. Hauptbedingung ist die alkalische Natur der Dispersion mit einem pn-Wert im Bereiche von vorzugsweise 10,5. Es ist wünschenswert, jedoch nicht unbedingt notwendig, daß die Dispersion einen hohen Gehalt an festen Stoffen aufweist, da die miteinander vermischten Dispersionen am Schluß 50 0Z0 und mehr feste Stoffe enthalten müssen.
Wird beispielsweise eine Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersion mit einem Anteil von 55 °/0 festen Stoffen verwendet, so muß die Polybutadiendispersion wenigstens 45 0Z0 feste Stoffe enthalten, falls die Mischung aus gleichen Teilen bestehen soll.
Wird dagegen beispielsweise eine Mischung aus 90 °/0 Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersion und 10 % Polybutadiendispersion benutzt, so kann die Polybutadiendispersion sehr viel weniger als 45 °/0 feste Stoffe enthalten.
Im allgemeinen ist es wünschenswert, daß die Polybutadiendispersion einen verhältnismäßig hohen Gehalt an festen Stoffen aufweist; solange jedoch die schließlich nach dem Mischen und Aufschäumen erhaltene Masse 50 % oder mehr feste Stoffe enthält, ist dies nicht absolut nötig.
Der Butadien-Styrol-Anteil in der Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersion kann in einem weiten Bereich geändert werden, industriell gebräuchliche Mengenverhältnisse für Styrol variieren zwischen 5 und 50 °/0, und jede innerhalb dieser Grenzen hergestellte Dispersion ist geeignet.
Die unten angeführten Elastizitätsangaben ändern sich mit den prozentualen Anteilen von Styrol und Butadien-Styrol-Mischpolymerisat.
In allen Fällen wurde die Elastizität der Mischung gegenüber der des reinen Butadien-Styrol-Mischpolymerisates verbessert. Bei der Herstellung des Kautschukschaumes können folgende Substanzen (in Gewichtsteilen) benutzt werden:
j variabel, go Wäßrige Dispersion von Butadien- wie
Styrol-Mischpolymerisat > unten
Polybutadien an-
J gegeben
Grundansatz (s. weiter unten) 57
35°/oige Kalium-Ricinusöl-Seifen-
lösung 8 bis 12
Glasfasern (3,175 mm lang) 9
Aminoessigsäure 25
Natriumfluortitanat
(40%ige Aufschlämmung) 15 bis 25
In der obigen Mischung kann der Glasfaseranteil geändert oder auch ganz weggelassen werden.
An Stelle von Aminoessigsäure kann jeder Puffer benutzt werden, der den pH-Wert der Mischung in den geforderten Grenzen hält.
An Stelle von Natriumfluortitanat können andere Fluortitanate (Gegenstand des Patents 854259) oder Fluorzirkonate (Gegenstand des Patents 852 902) verwendet werden, ebenso Natriumfluorsilikat oder ein anderes Gelierungsmittel, und zwar in Mengen, wie sie dem Fachmann geläufig sind.
Zur Regelung von Dichte und Stabilität des Schaumes kann Vaseline oder Caseinlösung zugesetzt werden, wobei alle diese Abänderungen bekannt sind.
Die angegebene Zusammensetzung des Grundansatzes kann ebenfalls variiert werden; sie stellt lediglich den zu den Versuchen verwendeten Grundansatz dar.
Grundansatz
Zinkoxyd 600' Gewichtsteile
Titanoxyd 120
Schwefel 300 -
Zink-mercapto-benzthiazol .... 150
Piperidin-pentamethylen-
dithiocarbamat go Gewichtsteile
Zink-diäthyl-dithiocarbamat .. 6o Symmetr. Di-betanaphthyl-
p-phenylen-diamin 90
Ammoniakalische Casein-
lösung (10%) ; 525
10 °/oige Lösung von polymerisiertem Alkyl-Aryl-Natrium-
sulfonat 358
In allen Fällen wurde die Masse verschäumt, bis der Schaum eine genügende Höhe erreicht hatte, in eine Form gefüllt, geliert und 30 Minuten bei 100° in offenem Dampf vulkanisiert, wonach die Gegenstände getrocknet und untersucht wurden. Dabei ergaben sich die folgenden Werte:
Zusammensetzung
Butadien-Styrol-
Mischpolymerisat		 Polybutadien Elastizität
0/
/0		 %
100 15.O
90 IO l6,2
80 20 17.7
70 30 19.7
60 40 23,0
50 SO 27,0
Die Maße der Versuchsstücke betrugen annähernd 14 χ 14 χ 3,6 cm mit im wesentlichen konstanter Dichte.
Alle angegebenen Elastizitätswerte sind Ergebnisse des Bashore-Elastizitätsmessers und stellen den Mittelwert von wenigstens vier Messungen dar, wobei alle vier Messungen bei 28° vorgenommen wurden. In allen Fällen wurden die Musterstücke auf eine Dicke von 1,8 cm zusammengedrückt, ausgehend von 3,6 cm im unbelasteten Zustand. Aus den Werten läßt sich ersehen, daß die Elastizität der Versuchsstücke merklich ansteigt, wenn der Prozentsatz der Polybutadiendispersion in der fertigen Mischung erhöht wird. Sogar bei einem Zusatz von nur 10 °/„ Polybutadiendispersion steigt die Elastizität im Vergleich zu der des Versuchstückes aus 100 % Butadien-Styrol erheblich.
Die folgenden Werte veranschaulichen den Anstieg an Elastizität über einem weiten Temperaturbereich, wobei die Versuche wie oben angegeben und mit den gleichen Versuehsstücken durchgeführt wurden.
Zusammensetzung (Versuch bei Polybutadien
Vo		 15")
Butadien- Styrol-
Mischpolymerisat
/0		 _ Elastizität
IOO IO 0,5
C)O 20 i,5
80 30 3.5
70 40 5.8
60 SO 6,9
50 10,0
Zusammensetzung (Versuch bei 820)
Butadien-Styrol-
Mischpolymerisat		 Polybutadien Elastizität
/0 Vo
100 38,4
90 IO 38,6
80 20 38,8
70 30 41,0
60 40 43,0
50 SO 48.4
Es ist aus diesen Versuchsergebnissen ersichtlich, daß die Elastizität über einem weiten Temperaturbereich durch Zusatz von Polybutadiendispersion merklich verbessert wird und daß das Optimum an Elastizität erreicht wird, wenn zu einer Dispersion von Butadien-Styrol-Mischpolymerisat 30 bis 50 % Polybutadien hinzugefügt werden.
Ein Zusatz von 50 °/0 Polybutadiendispersion zu der Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersion scheint der größte überhaupt angängige Wert zu sein. Proportional zu der Elastizitätssteigerung der Kautschukmischung sinkt die Zerreißfestigkeit. Aus diesem Grunde ist es nötig, eine Zusammensetzung zu verwenden, bei der die Elastizität den höchsten mit den anderen physikalischen Eigenschaften des Gegenstandes zu vereinbarenden Wert erreicht. Mit anderen Worten muß der Polybutadienzusatz so begrenzt werden, daß sowohl die Elastizität als auch die anderen physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Schwammkautschuks gleichermaßen berücksichtigt und gegeneinander abgewogen werden. Es hat sich herausgestellt, daß die Zerreißfestigkeit proportional der Erhöhung des Prozentsatzes an Polybutadien sinkt, während die Dehnung nur leicht abnimmt, ebenso wie der Modul einer 300%igen Dehnung. Es werden also mit Ausnahme der Elastizität alle physikalischen Eigenschaften des Schwammkautschuks verschlechtert, so daß man einen Optimalwert wählen muß, bei dem noch befriedigende physikalische Eigenschaften trotz hoher Elastizität erreicht werden können. Aus diesem Grunde kann man eine Mischung von 50 °/0 Butadien-Styrol-Mischpolymerisat-Dispersion und 50 % Polybutadiendispersion in bezug auf den Polybutadienzusatz als äußerste Grenze betrachten. Die Versuchsergebnisse der vier verschiedenen Zusammensetzungen sind im nachstehenden aufgeführt:
Butadien- Poly Shore- Reiß Deh Modul
Styrol-
Misch-		 butadien Test festigkeit nung kg/cm2
polymerisat Vo A kg/cm2 Vo bei 300 °/„
100 _ 41 52,25 475 25,1
80 ■ 20 39 35.9 530 12,65
60 40 39 25,0 422 14.4
50 50 '41 24,6 400 16,0
Alle Versuchstafeln wurden unter den gleichen Bedingungen hergestellt und vulkanisiert.
Aus den Zahlenangaben ist ersichtlich, daß bei der größten Elastizität, nämlich bei einer Mischung aus
gk-khen Teilen Polybutadien und Butadien-Styrol-Mischpolymerisat die Zerreißfestigkeit für Polstermaterial noch genügend hoch ist, während die Dehnung noch nicht merklich verändert ist, obwohl sie etwas herabgesetzt wurde, ebenso wie der Modul bei 3oo%iger Dehnung. In allen Fällen ist die Shore-Test-A-Härte im wesentlichen konstant. In den obigen Versuchen wurden alle Musterstücke entsprechend den Vorschriften und Methoden der amerikanischen Materialprüfungsgesellschaft für die Dehnungsprüfung von vulkanisiertem Kautschuk untersucht.
In allen Fällen bildet eine Dispersion von Butadien-Styrol-Mischpolymerisat den Hauptbestandteil der Mischung auf Grund der Tatsache, daß selbst bei einer Mischung aus gleichen Teilen der Gehalt der Butadien-Styrol-Dispersion an festen Stoffen durchschnittlich über 50 % beträgt, während die Polybutadiendispersion im allgemeinen weniger als 50%
Stoffe enthält.
feste

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus vulkanisiertem Schwammkautschuk unter Verwendung einer Dispersion von Butadien-Styrol-Mischpolymerisaten als hauptsächlichstem Kautschukbestandteil, gekennzeichnet durch einen Zusatz von 10 bis 5o°/o Polybutadiendispersion, vorzugsweise 50%, bezogen auf die gesamte Menge der bei dem Mischungsvorgang benutzten Kautschukdispersion.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der Kautschukdispersion alkalisch ist und bei der Herstellung des Schaumes einen Gehalt von wenigstens 50 % fester Stoffe aufweist.
5904 4.54
DEG7752A 1950-12-28 1951-12-25 Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschuk-Gegenstyaenden aus synthetischem Kautschuk Expired DE908916C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2742222A1 (de) * 1977-09-20 1979-03-22 Projektierung Chem Verfahrenst Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von gas aus festen brennstoffen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2742222A1 (de) * 1977-09-20 1979-03-22 Projektierung Chem Verfahrenst Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von gas aus festen brennstoffen

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