DE1105605B - Process for the production of improved vulcanizates of butyl rubber mixtures - Google Patents

Process for the production of improved vulcanizates of butyl rubber mixtures

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DE1105605B DEE12345A DEE0012345A DE1105605B DE 1105605 B DE1105605 B DE 1105605B DE E12345 A DEE12345 A DE E12345A DE E0012345 A DEE0012345 A DE E0012345A DE 1105605 B DE1105605 B DE 1105605B
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von zusammenvulkanisierbaren Mischungen, die aus Butylkautschuk und Naturkautschuk, kautschukartigen Mischpolymerisaten von Butadien und Styrol und/oder kautschukartigen Mischpolymerisaten von Butadien und Acrylsäurenitril, Schwefel und/oder schwefelhaltigen Vulkanisationsmitteln bestehen, in Gegenwart von anorganischen oder organischen Bleiverbindungen, die Sauerstoff enthalten, insbesondere von Bleioxyden und von Beschleunigern, besonders Ultrabeschleunigern. The present invention relates to processes for the production of mixtures which can be vulcanized together, those made from butyl rubber and natural rubber, rubber-like copolymers of butadiene and Styrene and / or rubber-like copolymers of butadiene and acrylonitrile, sulfur and / or vulcanizing agents containing sulfur, in the presence of inorganic or organic lead compounds, containing oxygen, especially lead oxides and accelerators, especially ultra-accelerators.

Nach einem Verfahren wie dem oben geschilderten lassen sich neuartige und verbesserte mischvulkanisierbare Kautschukmischungen dadurch herstellen, daß man unvulkanisierten Butylkautschuk, regenerierten Butylkautschuk und/oder teilweise vulkanisierten Butylkautschuk mit den obengenannten Bleiverbindungen, einem stark ungesättigten Naturkautschuk, GR-S-Kautschuk und/oder Buna-N-Kautschuk, den zur Vulkanisation erforderlichen Mengen von Schwefel und/oder schwefelhaltigen Vulkanisationsmitteln und vorzugsweise mit üblichen Mengen (d. h. etwa 0 bis 30 Teilen, vorzugsweise etwa 5 bis 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der gesamten Kautschukkohlenwasserstoffe) an basischen Metallverbindungen, ζ. Β. Oxyden zweiwertiger Metalle wie Zinkoxyd, ferner mit etwa 0 bis 5 Gewichtsteilen von Vulkanisations-Ultrabeschleunigern wie Thiuramderivaten, Alkylthiocarbamaten, z. B. Diäthyldithiocarbamat, Zinkdithiocarbamat usw., vermischt.Using a process like the one described above, novel and improved mix-vulcanisables can be produced Produce rubber mixtures by using unvulcanized butyl rubber, regenerated butyl rubber and / or partially vulcanized butyl rubber with the above lead compounds, a highly unsaturated natural rubber, GR-S rubber and / or Buna-N rubber, which is used for vulcanization required amounts of sulfur and / or sulfur-containing vulcanizing agents and preferably in conventional amounts (i.e. about 0 to 30 parts, preferably about 5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of all rubber hydrocarbons) of basic metal compounds, ζ. Β. Oxides of bivalent Metals such as zinc oxide, furthermore with about 0 to 5 parts by weight of vulcanization ultra-accelerators such as thiuram derivatives, alkyl thiocarbamates, e.g. B. diethyl dithiocarbamate, zinc dithiocarbamate, etc., mixed.

Bisher sah man es als unmöglich an, aus Mischungen von Butylkautschuk und stärker ungesättigten Kautschuken, insbesondere dann, wenn die Menge des stark ungesättigten Kautschuks mehr als etwa 4 Gewichtsprozent beträgt, brauchbare Vulkanisate herzustellen. Man erhielt bei der Vulkanisation solcher Mischungen nur Produkte, die stark blasig und hochporös waren. Im allgemeinen sind die vulkanisierten Produkte aus diesen Mischungen auch nicht homogen, sondern geschichtet; ihre Zugfestigkeit ist gering, und sie haben die Neigung, rissig zu werden und abzublättern.Until now it was considered impossible to make a mixture of butyl rubber and more unsaturated rubbers, especially when the amount of the highly unsaturated rubber is greater than about 4 percent by weight is to produce useful vulcanizates. Such mixtures were obtained during vulcanization only products that were heavily blistered and highly porous. In general, the vulcanized products are made from these Mixtures also not homogeneous, but layered; their tensile strength is low and they tend to to crack and peel off.

Die Unfähigkeit von gewöhnlichem Butylkautschuk, sich mit beliebigen Mengen stark ungesättigter Kautschukarten wie Naturkautschuk oder Synthesekautschuk zusammenvulkanisieren zu lassen, die z. B. in der Ausgabe 1954 von »Synthetic Rubber« von G. S.Whitby beschrieben ist, hinderte bisher die ausgedehntere Anwendung des Butylkautschuks zur Herstellung kautschukartiger Gegenstände.The inability of ordinary butyl rubber to deal with any amount of highly unsaturated rubbers to let vulcanize together such as natural rubber or synthetic rubber, the z. B. in the output It was described in 1954 by "Synthetic Rubber" by G. S. Whitby, has hindered its more extensive application so far of butyl rubber for the manufacture of rubber-like articles.

Es wird im folgenden gezeigt, daß Bleiverbindungen und insbesondere Bleioxyde die Vulkanisation von Butylkautschuk verzögern. Man nahm bisher allgemein an, daß der große Unterschied zwischen den Vulkanisationsgeschwindigkeiten von Butylkautschuk im Vergleich zu anderen Synthesekautschuken oder Natur-Verfahren zur HerstellungIt is shown in the following that lead compounds and in particular lead oxides cause the vulcanization of Delay butyl rubber. It has heretofore been generally believed that the large difference between the vulcanization rates of butyl rubber compared to other synthetic rubbers or natural processes for the production

verbesserter Vulkanisateimproved vulcanizates

von Butylkautschukmischungenof butyl rubber compounds

Anmelder:Applicant:

Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N.J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36
Representative: Dr. W. Beil, lawyer,
Frankfurt / M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Mai 1955
Claimed priority:
V. St. v. America May 2, 1955

kautschuk der Hauptgrund für die Entstehung minderwertiger Vulkanisate von Mischungen aus Butylkautschuk mit diesen anderen Kautschukarten war, und man nahm ferner an, daß die Gegenwart von Stoffen, die die Vulkanisation von Butylkautschuk verzögerten, nämlich von Bleioxyden, den Unterschied zwischen den Vulkanisationsgeschwindigkeiten von Butylkautschuk und stark ungesättigten Kautschukarten noch vergrößern würde. Deshalb ist es höchst überraschend, daß man bei Zusatz von sauerstoffhaltigen Bleiverbindungen Butylkautschuk erhält, der sich einwandfrei mit stark ungesättigten Kautschukarten vulkanisieren läßt, wobei die Vulkanisationsgeschwindigkeitdererfindungsgemäßen Kautschukmischungen höher als diejenige jedes einzelnen Kautschukbestandteils ist.
Als Bleiverbindungen verwendet man Bleioxyde, organische Bleiverbindungen und anorganische Bleisalze, die Sauerstoff besonders in ihrem anionischen Anteil enthalten, z. B. dreibasische Monohydrobleisulfate, basische Bleisilikatsulfate und zweibasische Bleiphosphite. Besonders geeignete Verbindungen dieser Art
Rubber was the main reason for the formation of inferior vulcanizates of blends of butyl rubber with these other rubbers, and it was further believed that the presence of substances which retarded the vulcanization of butyl rubber, namely lead oxides, made the difference between the vulcanization rates of butyl rubber and strong unsaturated rubbers would increase. It is therefore extremely surprising that the addition of oxygen-containing lead compounds gives butyl rubber which can be perfectly vulcanized with highly unsaturated rubbers, the vulcanization rate of the rubber mixtures according to the invention being higher than that of each individual rubber component.
The lead compounds used are lead oxides, organic lead compounds and inorganic lead salts, which contain oxygen especially in their anionic portion, e.g. B. tribasic monohydric lead sulfates, basic lead silicate sulfates and dibasic lead phosphites. Particularly suitable compounds of this type

4-5 sind z. B. PbO, Pb3O4, Pb2O2, Bleisalicylat, dreibasisches Monohydrobleimaleat, zweibasisches Bleistearat, zweibasisches Bleiphthalat, normales Bleistearat.4-5 are e.g. B. PbO, Pb 3 O 4 , Pb 2 O 2 , lead salicylate, tribasic monohydrobead maleate, dibasic lead stearate, dibasic lead phthalate, normal lead stearate.

Die Bleiverbindungen sind besonders wirksam in Verbindung mit den sogenannten »Ultrabeschleunigern«,The lead compounds are particularly effective in connection with the so-called "ultra-accelerators",

z. B. Tetramethylthiuramdisulfid oder Tellurdiäthyldithiocarbamat. z. B. tetramethylthiuram disulfide or tellurium diethyldithiocarbamate.

Der verwendete Butylkautschuk besteht im allgemeinen aus einem Mischpolymerisat aus einem Hauptanteil eines Olefins, etwa aus einem verhältnismäßigThe butyl rubber used generally consists of a copolymer of a major part of an olefin, for example from a relatively

109 57S/434109 57S / 434

niedermolekularen Isoolefin (ζ. Β. Isobutylen) und einem kleineren Anteil eines Multiolefins, wobei das Mengenverhältnis des Isoolefins zum Multiolefin vorzugsweise etwa 90 bis 99,5 % zu etwa 10 bis 0,5 % beträgt.low molecular weight isoolefin (ζ. Β. isobutylene) and a smaller proportion of a multiolefin, the ratio of the isoolefin to the multiolefin being preferred is about 90 to 99.5% to about 10 to 0.5%.

Nach der Vulkanisation zeigen die Mischpolymerisate gute Elastizität, Zugfestigkeit, Abriebfestigkeit und Biegungswiderstand. Die Butylmischpolymerisate lassen sich auch mit verschiedenen Füllstoffen, Pigmenten, Weichmachern und Oxydationsverhütungsmitteln vermischen. After vulcanization, the copolymers show good elasticity, tensile strength, and abrasion resistance Resistance to bending. The butyl copolymers can also be mixed with various fillers, pigments, Mix plasticizers and antioxidants.

Die Menge des zusammen mit dem oder den stark ungesättigten Kautschukarten verwendeten Butylkautschuks kann beträchtlich schwanken, z. B. zwischen 99 Gewichtsprozent Butylkautschuk auf 1 Gewichtsprozent des ungesättigten Kautschuks bis zu 1 Gewichtsprozent Butylkautschuk auf 99 Gewichtsprozent des ungesättigten Kautschuks. Die Mengen jedes dieser Bestandteile hängen weitgehend von dem Endzweck ab, für den das Produkt bestimmt ist. Der Butylkautschuk kann auch beliebige Mengen an regeneriertem oder teilweise vulkanisiertem Butylkautschuk allein oder zusammen mit dem Butylkautschuk enthalten.The amount of butyl rubber used with the highly unsaturated rubber (s) can vary considerably, e.g. B. between 99 percent by weight butyl rubber to 1 percent by weight of the unsaturated rubber up to 1 percent by weight of butyl rubber to 99 percent by weight of the unsaturated rubber. The amounts of each of these ingredients depend largely on the end use for which the product is intended. The butyl rubber can also contain any amount of regenerated or partially vulcanized butyl rubber alone or together with the butyl rubber.

Es werden vorteilhaft etwa 3 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 4 bis zu 20 Gewichtsprozent, Bleiverbindung, bezogen auf die vorhandene Gesamtmenge des Kautschuks, und 0,1 bis 2°/0 Ultrabeschleuniger angewendet. Die Vulkanisationsbedingungen können Temperaturen zwischen etwa 120 und 2000C, vorzugsweise etwa 140 und 16O0C, sowie Zeiten zwischen etwa einer Minute und mehrere Stunden oder mehr umfassen; meist vulkanisiert man etwa 10 Minuten bis zu 2 Stunden lang.It advantageously be about 3 to 30 weight percent, preferably 3 to 4 up to 20 weight percent, lead compound, based on the known total amount of the rubber, and applied 0.1 to 2 ° / 0 ultra-accelerator. The vulcanization can and times include temperatures between about 120 and 200 0 C, preferably about 140 and 16O 0 C, between about one minute and several hours or more; usually vulcanization takes about 10 minutes to 2 hours.

Beispiel IExample I.

Es wurde eine Grundmischung aus Butyl- und Butadien-Styrol-Kautschuk, üblichen Füllstoffen und Vulkanisationsmitteln in folgender Zusammensetzung hergestellt: A basic mixture of butyl and butadiene-styrene rubber was used, usual fillers and vulcanizing agents in the following composition:

Zusammensetzungcomposition

Butylkautschuk (GR-I-17) .Butyl rubber (GR-I-17).

Butadien-Styrol-KautschukButadiene-styrene rubber

Halbverstärkender Gasruß .Semi-reinforcing carbon black.

Zinkoxyd Zinc oxide

Stearinsäure Stearic acid

TetramethylthiuramdisulfidTetramethylthiuram disulfide

Schwefel sulfur

Gewichtsteile Parts by weight

7575

2525th

50 5,0 0,5 1,0 3,050 5.0 0.5 1.0 3.0

Achtzehn abgeteilte Mengen dieses Gemisches wurden je 40 Minuten lang bei 153°C in Gegenwart von 5 Gewichtsteilen verschiedener Mischvulkanisationsmittel vulkanisiert, von denen einige Bleimonoxyd enthielten. Die Ergebnisse dieser Versuche sind aus folgender Tabelle ersichtlich.Eighteen divided portions of this mixture were each given for 40 minutes at 153 ° C in the presence of 5 parts by weight various mixed vulcanizing agents, some of which contained lead monoxide. the The results of these tests can be seen from the following table.

VulkanisationsmittelVulcanizing agents

Probesample Wirksame ZusätzeEffective additives PbOPbO MnO2 MnO 2 Zugfestigkeit
kg/cm2
tensile strenght
kg / cm 2
Verfügbarer
PbO-Gehalt
More available
PbO content
Pb3O4 Pb 3 O 4 BariumricinoleatBarium ricinoleate 11 Pb2O3 Pb 2 O 3 Normales CalciumstearatRegular calcium stearate 81,981.9 100100 22 PbO2 PbO 2 HgOHgO 87,687.6 100100 33 Normales BleisalicylatRegular lead salicylate BaOBaO 85,485.4 100100 44th Dreibasisches MonohydrobleisulfatTribasic monohydric lead sulfate 92,092.0 100100 55 Basisches BleisilikatsulfatBasic lead silicate sulfate 68,068.0 100100 66th BleiweißWhite lead 91,091.0 6767 77th Dreibasisches MonohydrobleimaleatTribasic monohydrobead maleate 75,675.6 4545 88th Zweibasisches BleiphthalatDibasic lead phthalate 83,083.0 - 99 Normales BleistearatRegular lead stearate 85,085.0 6666 1010 Zweibasisches BleiphosphitDibasic lead phosphite 85,085.0 8282 1111 Zweibasisches BleistearatDibasic lead stearate 78,178.1 1212th Unwirksame ZusätzeIneffective additives 91,791.7 1313th 89,289.2 1414th 42,742.7 00 1515th 30,130.1 00 1616 22,122.1 00 1717th 47,647.6 00 1818th 37,537.5 00

Aus dieser Tabelle geht hervor, daß diejenigen Mischungen, die sauerstoffhaltige Bleiverbindungen enthalten, Produkte mit ausreichenden Zugfestigkeiten, d. h. von etwa 70 bis 91 kg/cm2, ergeben. Im übrigen waren die Kautschukprodukte der Proben 1 bis einschließlich 13 dicht und homogen, während die anderen Proben porös und nicht homogen waren.It can be seen from this table that those mixtures which contain oxygen-containing lead compounds give products with sufficient tensile strengths, ie from about 70 to 91 kg / cm 2 . Incidentally, the rubber products of Samples 1 to 13 inclusive were dense and homogeneous, while the other samples were porous and not homogeneous.

Beispiel IIExample II

Die folgenden drei Grundmischungen (A, B, C) wurden in einem Laboratoriumskneter hergestellt:The following three basic mixes (A, B, C) were prepared in a laboratory kneader:

Naturkautschuk 100Natural rubber 100

Zinkoxyd 5Zinc oxide 5

Schwefel 3Sulfur 3

Stearinsäure 1Stearic acid 1

2-Mercaptobenzthiazol 12-mercaptobenzothiazole 1

Butylkautschuk 100Butyl rubber 100

Kanalruß 50Sewer soot 50

Stearinsäure 0,5Stearic acid 0.5

Zinkoxyd 5Zinc oxide 5

Tetramethylthiuramdisulfid 1,25Tetramethylthiuram disulfide 1.25

Schwefel 2Sulfur 2

Regenerierter Butylkautschuk 166Reclaimed butyl rubber 166

Zinkoxyd 3Zinc oxide 3

Tetramethylthiuramdisulfid 1,25Tetramethylthiuram disulfide 1.25

PbO2 10PbO 2 10

Diese Grundmischungen wurden sodann in den folgenden Gewichtsteilen miteinander vermischt und anschließend 30 Minuten lang bei 153° C vulkanisiert.These base mixes were then used in the following Parts by weight mixed together and then vulcanized at 153 ° C for 30 minutes.

11 titi usamm
3
together
3
ensetzu
4
ensetzu
4th
ngng 9
90
9
90
66th
Mischungmixture 3
90
3
90
Z
2
Z
2
3
45
45
3
45
45
9
90
9
90
9
45
45
9
45
45
5 A 5 A 3
90
3
90
B B. C C.

Es wurden folgende physikalische Eigenschaften gefunden :The following physical properties were found :

Zug-Dehnungs-EigenschaftenTensile strain properties

Zugfestigkeitsmodul, kg/cm2, beiTensile modulus, kg / cm 2 , at

100°/0iger Dehnung 100 ° / 0 stretch

200°/0iger Dehnung 200 ° / 0 stretch

300°/oiger Dehnung 300 ° / o strength at break

400%iger Dehnung 400% elongation

500°/0iger Dehnung 500 ° / 0 stretch

600°/0iger Dehnung 600 ° / 0 elongation

Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2

Dehnung, % Strain, %

11 22 33 44th 55 8,48.4 17,917.9 13,313.3 9,89.8 14,714.7 14,714.7 28,128.1 26,026.0 17,517.5 20,320.3 26,626.6 42,042.0 44,144.1 29,729.7 24,524.5 42,042.0 57,457.4 67,267.2 45,945.9 27,727.7 58,858.8 74,974.9 93,893.8 52,552.5 94,594.5 119,1119.1 71,171.1 105,0105.0 129,2129.2 72,172.1 30,530.5 575575 645645 635635 540540 480480

14,0 24,5 37,5 54,0 73,614.0 24.5 37.5 54.0 73.6

90,7 58590.7 585

Hieraus ist festzustellen, daß die Stoff gemische 1, 3, 4 und 6, die PbO2 enthalten, gute physikalische Eigenschäften, wie Zugfestigkeit, Zugfestigkeitsmodul und Dehnung, aufweisen. Die Gemische 2 und 5 enthielten kein PbO2. Die Mischung 2 enthielt nur wenig Naturkautschuk (4,5 °/0), bezogen auf den Gesamtgehalt an Kautschuk-Kohlenwasserstoffen. Trotzdem zeigte der vulkanisierte Ballen ein eigentümliches bei »verunreinigtem« Butylkautschuk auftretendes, poröses, rissiges und nichthomogenes Aussehen.From this it can be stated that the substance mixtures 1, 3, 4 and 6, which contain PbO 2 , have good physical properties, such as tensile strength, tensile strength modulus and elongation. Mixtures 2 and 5 did not contain any PbO 2 . The mixture 2 contained little natural rubber (4.5 ° / 0), based on the total content of rubber hydrocarbons. In spite of this, the vulcanized ball showed a peculiar, porous, cracked and non-homogeneous appearance that occurs with "contaminated" butyl rubber.

Die Mischung 5, mit 13,5 % Naturkautschukgehalt, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kautschuk-Kohlen-Wasserstoffen, war sehr stark blasig. Ihre sehr schlechten Eigenschaften machten sie als Kautschukvulkanisat wertlos.Mixture 5, with 13.5% natural rubber content, based on the total content of rubber-hydrocarbons, was very blistered. Their very poor properties made them vulcanized rubber worthless.

Beispiel IIIExample III

Nach dem im Beispiel II beschriebenen Verfahren wurden folgende drei Grundmischungen hergestellt:The following three basic mixes were prepared according to the procedure described in Example II:

Naturkautschuk 100Natural rubber 100

Zinkoxyd 5Zinc oxide 5

Schwefel 3Sulfur 3

Stearinsäure 1Stearic acid 1

2-Mercaptobenzthiazol 12-mercaptobenzothiazole 1

Butylkautschuk 100Butyl rubber 100

Stearinsäure 0,5Stearic acid 0.5

Zinkoxyd 5,0Zinc oxide 5.0

Tetramethylthiuramdisulfid 2Tetramethylthiuram disulfide 2

Schwefel 2Sulfur 2

Kanalruß 50Sewer soot 50

Regenerierter Butylkautschuk 166Reclaimed butyl rubber 166

Zinkoxyd 3Zinc oxide 3

Tetramethylthiuramdisulfid 1,25Tetramethylthiuram disulfide 1.25

Schwefel 1Sulfur 1

Diese Grundmischungen wurden in folgenden MengenThese masterbatches were in the following amounts

miteinander vermischt und wie im Beispiel II 30 Minuten lang vulkanisiert.mixed together and vulcanized as in Example II for 30 minutes.

Mischungmixture 11 22 ZZ usamm
3
together
3
änsetzu
4
änsetzu
4th
ngng 55 66th
50 A 50 A 99 99 99 99 99 99 D D. 9090 QnQn 9090 9090 45
4S
45
4S
45
45
45
45
C C. 55 - 55 55 PbO2 PbO 2

Die Mischungen 1 und 2 wurden aus regeneriertem Butylkautschuk hergestellt und enthielten 14,2 Gewichtsprozent Naturkautschuk, bezogen auf den gesamten Kautschuk-Kohlenwasserstoff. Die Mischungen 3 und 4 wurden aus Butylkautschuk hergestellt und enthielten 12,6 Gewichtsprozent Naturkautschuk, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kautschuk-Kohlenwasserstoffen. Die Mischungen 5 und 6 wurden aus einer Mischung von Butylkautschuk und regeneriertem Butylkautschuk hergestellt und enthielten 13 Gewichtsprozent Naturkautschuk, bezogen auf den gesamten Kautschukgehalt. Blends 1 and 2 were made from regenerated butyl rubber and contained 14.2 percent by weight Natural rubber, based on the total rubber hydrocarbon. Mixes 3 and 4 were made from butyl rubber and contained 12.6 percent by weight of natural rubber, based on the Total content of rubber hydrocarbons. Mixtures 5 and 6 were made from a mixture of Butyl rubber and regenerated butyl rubber and contained 13 percent by weight natural rubber, based on the total rubber content.

Es wurden folgende physikalische Eigenschaften festgestellt: The following physical properties were determined:

Zug-Belastungs-EigenschaftenTensile load properties

Zugfestigkeitsmodul, kg/cm2, beiTensile modulus, kg / cm 2 , at

lOO'Yjiger Dehnung lOO'Y yer stretch

200°/0iger Dehnung 200 ° / 0 stretch

300°/oiger Dehnung 300 ° / o strength at break

400°/0iger Dehnung 400 ° / 0 iger elongation

500°/0iger Dehnung 500 ° / 0 stretch

600°/0iger Dehnung 600 ° / 0 elongation

Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2

Dehnung, °/0 Elongation, ° / 0

11 22 33 44th 55 9,89.8 11,911.9 20,320.3 19,619.6 15,415.4 15,415.4 24,124.1 26,626.6 35,135.1 23,123.1 25,925.9 39,939.9 33,633.6 53,253.2 31,431.4 37,137.1 56,756.7 42,042.0 72,272.2 38,538.5 49,149.1 99,899.8 122,5122.5 38,538.5 72,572.5 50,450.4 131,0131.0 38,538.5 410410 495495 560560 635635 435435

20,0 37,1 57,4 78,420.0 37.1 57.4 78.4

100,8 485100.8 485

Nach der Herausnahme aus der Form waren die Mischungen 1, 3 und 5, die kein PbO2 enthielten, porös und blasig. Die schlechten physikalischen Eigenschaften zeigen, daß ihr Vulkanisationszustand unbefriedigend ist. Auf der anderen Seite dagegen hatten die Mischungen 2, 4 und 6, die PbO2 enthielten, das gewünschte Aussehen und die gewünschten physikalischen Eigenschaften und waren äußerst wertvolle Vulkanisate.After removal from the mold, Mixtures 1, 3 and 5, which did not contain PbO 2 , were porous and vesicular. The poor physical properties show that their vulcanization state is unsatisfactory. On the other hand, Mixtures 2, 4 and 6 containing PbO 2 had the desired appearance and physical properties and were extremely valuable vulcanizates.

Hieraus geht hervor, daß sich Mischungen aus üblichen Gemischen von Butylkautschuk und Naturkautschuk nicht befriedigend zusammenvulkanisieren lassen, daß jedoch der Zusatz von PbO2 zu diesen Mischungen die Herstellung guter Vulkanisate ermöglicht.This shows that mixtures of conventional mixtures of butyl rubber and natural rubber cannot be vulcanized together satisfactorily, but that the addition of PbO 2 to these mixtures enables good vulcanizates to be produced.

Beispiel IVExample IV

75 Gewichtsteile Butylkautschuk und 25 Gewichtsteile Butadien-Acrylsäurenitril-Kautschuk wurden mit den verschiedenen, nachstehend aufgeführten Verbindungen vermischt und im Fall des Versuchs 1 40 Minuten lang bei 153°C in Abwesenheit von Bleiverbindungen, und im Fall des Versuchs 2 unter den gleichen Bedingungen in Gegenwart von 5 Gewichtsteilen Bleidioxyd vulkanisiert. Es wurden die unten angegebenen Zugfestigkeitsmodule und Zugfestigkeiten gefunden:75 parts by weight of butyl rubber and 25 parts by weight of butadiene-acrylonitrile rubber were with the various compounds listed below and in the case of experiment 1 for 40 minutes at 153 ° C in the absence of lead compounds, and in the case of Experiment 2 under the same conditions vulcanized in the presence of 5 parts by weight of lead dioxide. The tensile strength modules given below were obtained and tensile strengths found:

Versuchattempt

11 22 (Blind(Blind versuch)attempt) 7575 7575 2525th 2525th 5050 5050 0,50.5 0,50.5 55 55 11 11 33 33 - 55 35,835.8 77,377.3 4242 85,785.7

Butylkautschuk Butyl rubber

Butadien-Acrylsäurenitril-KautschukButadiene-acrylonitrile rubber

Halbverstärkender Gasruß Semi-reinforcing carbon black

Stearinsäure Stearic acid

Zinkoxyd Zinc oxide

Tetramethylthiuramdisulfid Tetramethylthiuram disulfide

Schwefel sulfur

PbO2 PbO 2

Zugfestigkeitsmodul bei 100°/0igerTensile modulus at 100 ° / 0 iger

Dehnung, kg/cm2 Elongation, kg / cm 2

Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2

Aus diesen Daten geht hervor, daß die mit Bleidioxyd zusammenvulkanisierte Mischung aus Butylkautschuk und Butadien-Acrylsäurenitril-Kautschuk den doppelten Modul und die doppelte Zugfestigkeit als die Gegenprobe aufwies. Außerdem war die bleidioxydhaltige Mischung nicht porös, sondern glatt, dicht und zeigte kaum Risse oder Blasen, während dieselbe, aber ohne Bleidioxyd hergestellte Mischung Vulkanisate lieferte, die sehr inhomogen, sehr blasenreich, rissig und porös waren und unbrauchbare Vulkanisate darstellten.These data show that the mixture of butyl rubber vulcanized together with lead dioxide and butadiene-acrylonitrile rubber have twice the modulus and twice the tensile strength as the cross sample exhibited. In addition, the lead dioxide-containing mixture was not porous, but smooth, dense and hardly showed any cracks or blisters, while the same mixture, produced but without lead dioxide, gave vulcanizates that were very much were inhomogeneous, very rich in bubbles, cracked and porous and represented unusable vulcanizates.

Beispiel VExample V

Das folgende Beispiel erläutert, daß hoher Schwefelgehalt allein oder in Verbindung mit dem Zusatz von Bleiverbindungen, ζ. B. Bleidioxyd, brauchbare halbharte Vulkanisate gibt, insbesondere bei Mischungen von Butylkautschuk mit Butadien-Styrol-Kautschuk. Es wurde z. B. gefunden, daß sich harte, aber biegsame Mischungen aus Butylkautschuk und anderen stark ungesättigten Kautschukarten dadurch herstellen lassen, daß man den Schwefelgehalt bis auf etwa 10 bis 40, insbesondere etwa 15 bis 25 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der gesamten Kautschuk-Kohlenwasserstoffe erhöht. Bei mindestens etwa 10 Minuten langer Behandlung mit oder ohne Bleidioxyd oder anderen Bleiverbindungen lassen sich diese Mischungen in befriedigender Weise vulkanisieren. Auch bei Verwendung von 15 bis 25 Teilen Schwefel ohne Blei in den Mischungen sind die Vulkanisate frei von Rissen und Blasen und besitzen eine erwünschte Shore-Härte von etwa 50 bis 100. Durch Zusatz der Bleiverbindungen jedoch kann man die Mischungen — wie anschließend gezeigt wird — noch weiter verbessern.The following example illustrates that high sulfur content alone or in conjunction with the addition of Lead compounds, ζ. B. lead dioxide, useful semi-hard vulcanizates are, especially with mixtures of Butyl rubber with butadiene-styrene rubber. It was z. B. found that hard but flexible Mixtures of butyl rubber and other highly unsaturated types of rubber can be produced in this way, that the sulfur content is increased to about 10 to 40, in particular about 15 to 25 parts by weight to 100 parts by weight of the total rubber hydrocarbons. When treated with or without lead dioxide or other lead compounds for at least 10 minutes these mixtures can be vulcanized in a satisfactory manner. Even when using 15 to 25 parts of sulfur without lead in the mixtures, the vulcanizates are free of cracks and bubbles and have a desired Shore hardness of about 50 to 100. However, by adding lead compounds the mixtures can be improved even further, as will be shown below.

In einem üblichen Kautschukkneter von 15 · 30 cm stellte man folgende Mischungen her und vulkanisierte sie 40 Minuten lang bei 153° C.The following mixtures were prepared and vulcanized in a conventional rubber kneader measuring 15 × 30 cm them for 40 minutes at 153 ° C.

Zusammensetzungcomposition

Butylkautschuk Butyl rubber

Butadien-Styrol-KautschukButadiene-styrene rubber

Stearinsäure Stearic acid

Halbverstärkender Gasruß .Semi-reinforcing carbon black.

Zinkoxyd Zinc oxide

TetramethylthiuramdisulfidTetramethylthiuram disulfide

Schwefel sulfur

PbO2 PbO 2

Aussehen Appearance

75
25
75
25th

0,5
50
0.5
50

sehr
stumpf,
rissig,
blasig,
abblätternd,
nichthomogen
very
dull,
cracked,
blistered,
peeling off,
non-homogeneous

7575

2525th

5050

glattsmooth

glänzend,glittering,

hart, 75
25
hard, 75
25th

0,5
50
0.5
50

1
15
1
15th

stumpf,
hart,
dull,
hard,

0,50.5

15
5
15th
5

glattsmooth

glänzend,glittering,

hart,hard,

75
25
75
25th

0,5
50
0.5
50

1
25
1
25th

stumpf,
hart,
dull,
hard,

75
25
75
25th

0,5
50
5
1
0.5
50
5
1

25
5
25th
5

glatt
glänzend,
sehr hart,
smooth
glittering,
very hard,

ohne Risse, Blasen und praktisch ganz homogenwithout cracks, bubbles and practically completely homogeneous

Die Shore-Härte wurde mit einem Shore-Härtemesser ermittelt.The Shore hardness was determined with a Shore hardness meter.

Die vulkanisierten Mischungen B, D und F sind in jeder Beziehung einwandfrei, nicht porös, biegsam und ohne Unebenheiten. Die vulkanisierten Mischungen C und E zeigten leichte Oberflächenschäden, waren jedoch ganz frei von Rissen, Blasen und schichtartigen Abschälungen oder anderen Zeichen von Unverträglichkeiten bei der Vulkanisation. Die Mischung A, die wie oben angegeben, jedoch in Abwesenheit von Bleioxyd vulkanisiert war, ließ sich nicht zusammenvulkanisieren, während dies bei der Mischung B gut möglich war und ein weiches und kautschukartiges Produkt ergab.The vulcanized compounds B, D and F are flawless in every respect, non-porous, flexible and without bumps. Vulcanized Blends C and E showed slight surface damage, but were completely free of cracks, bubbles and layer-like peeling or other signs of incompatibilities during vulcanization. Mixture A, as indicated above, but in the absence of lead oxide was vulcanized, could not be vulcanized together, while this was quite possible with mixture B and a gave a soft and rubbery product.

Die Shore-Härte der Mischungen C bis F lag etwa bei 75 bis 80, war also derjenigen der Mischungen A und B überlegen, die nur zwischen etwa 30 und 40 lag. Im übrigen waren die Mischungen D und F, die PbO2 sowie 15 und 25 Gewichtsteile Schwefel enthielten, nicht nur glatte, glänzende, homogene Mischvulkanisate, sondern sie waren auch genügend biegsam, so daß sich eine 0,1905 cm dicke Platte daraus ohne Rißbildung um 180° biegen ließ.The Shore hardness of mixtures C to F was around 75 to 80, so it was superior to that of mixtures A and B, which was only between around 30 and 40. Incidentally, mixtures D and F, which contained PbO 2 and 15 and 25 parts by weight of sulfur, were not only smooth, shiny, homogeneous mixed vulcanizates, but they were also sufficiently flexible that a 0.1905 cm thick sheet could be turned over from them without cracking Let bend 180 °.

Die Butylkautschuk-Mischvulkanisate nach vorliegender Erfindung sind besonders vorteilhaft zur Herstellung von Luftreifen mit oder ohne Innenschlauch verwendbar.The mixed butyl rubber vulcanizates according to the present invention are particularly advantageous for production Can be used on pneumatic tires with or without inner tube.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Verfahren zur Herstellung verbesserter VuI-kanisate von Mischungen aus einem kautschukartigen Mischpolymerisat, das einen größeren Anteil aus C4- bis C8-01efinen und einen kleineren Anteil eines C4- bis C14-Multiolefins enthält, mit einem stärker ungesättigten Kautschuk, die zur Vulkanisation ausreichende Mengen Schwefel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch der Kautschukarten in Gegenwart einer sauerstoffhaltigen Bleiverbindung und eines Ultrabeschleunigers in üblicher Weise vulkanisiert.1. A process for the production of improved VuI-kanisate of mixtures of a rubber-like copolymer, which contains a larger proportion of C 4 - to C 8 -01efinen and a smaller proportion of a C 4 - to C 14 -Multiolefin, with a more unsaturated rubber, which contain sufficient amounts of sulfur for vulcanization, characterized in that the mixture of rubbers is vulcanized in the presence of an oxygen-containing lead compound and an ultra-accelerator in the customary manner. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Copolymere aus einem größeren Anteil eines Isoolefins und einem kleineren Anteil eines konjugierten Olefins besteht und daß als sauerstoffhaltige Bleiverbindung Oxyde des Bleies, Bleisalze organischer Säuren, anorganische Bleisalze sauerstoffhaltiger Säuren oder Gemische davon zugegeben werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the rubber-like copolymers from consists of a major proportion of an isoolefin and a minor proportion of a conjugated olefin and that, as the oxygen-containing lead compound, oxides of lead, lead salts of organic acids, inorganic ones Lead salts of oxygen-containing acids or mixtures thereof are added. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymere ein Butylkautschuk aus 85 bis 99,5 Gewichtsprozent eines C4- bis C7-Isoolefms und etwa 15 bis 0,5 Gewichtsprozent eines C4- bis C10-Multiolefins ist und daß hierzu als stärker ungesättigter Kautschuk Naturkautschuk, GR-S-Kautschuk, Buna-N-Kautschukoder Gemische davon zugegeben werden.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the copolymer is a butyl rubber of 85 to 99.5 percent by weight of a C 4 - to C 7 isoolefin and about 15 to 0.5 percent by weight of a C 4 - to C 10 multiolefin and that natural rubber, GR-S rubber, Buna-N rubber or mixtures thereof are added to this as the more unsaturated rubber. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gemischen Schwefel in einer Menge von etwa 2 bis 50 und vorzugsweise 10 bis 40 Gewichtsteilen verwendet wird, daß die Bleiverbindung in einer Konzentration von etwa 3 bis 30 Gewichtsteilen verwendet wird und diejenige des gegebenenfalls auch noch vorhandenen Zinkoxyds etwa 5 bis 30 Gewichtsteile beträgt.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that in the mixtures sulfur in an amount of about 2 to 50 and preferably 10 to 40 parts by weight is used that the Lead compound is used in a concentration of about 3 to 30 parts by weight and that of any zinc oxide still present is about 5 to 30 parts by weight. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 391 742;
Rubber World, 129 (1953), S. 348 bis 353;
Kluckow, Die Praxis des Gummichemikers, 1954, S. 168, 3. Absatz.
Considered publications:
U.S. Patent No. 2,391,742;
Rubber World, 129, pp. 348 to 353 (1953);
Kluckow, Die Praxis des Gummichemikers, 1954, p. 168, 3rd paragraph.
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