DE1022786B - Verfahren zum Stabilisieren von Kautschuk gegen Rissbildung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf die Stabilisierung von Kautschuk, insbesondere auf ein neues Verfahren zur Verhinderung und/oder Verzögerung der Rißbüdung bei Kautschuk. Sowohl natürlicher als auch künstlicher Kautschuk haben eine Neigung, bei der Benutzung rissig zu werden, wenn sie Luft, Ozon, Hitze und/oder Licht ausgesetzt werden. Diese Neigung zur Rißbüdung wird in Gegenwart von Ozon beträchtlich gefördert. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verzögerung und/oder Verhinderung dieser Zersetzung mittels eines Ν,Ν'-Dialkylderivates von p-Phenylendiamin.

Gemäß der Erfindung wird Kautschuk gegen Rißbüdung dadurch stabilisiert, daß man ihm ein N,N'-Dialkyl-p-phenylendiamin einverleibt, in welchem jede Alkylgruppe mindestens 8 Kohlenstoff atome enthält. Dieses Mittel wird in den Kautschuk in einer stabilisierenden Menge eingebracht, die vorzugsweise im Bereich von etwa 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent des Kautschuks liegt.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Kautschuk gegen ao Rißbüdung durch Zusatz von N,N'-Dialkyl-p-phenylendiamin mit kleineren Alkylgruppen als Substituenten, wie z. B. das hochgiftige Ν,Ν'-Di-sec-butyl-p-phenylendiamin, zu schützen und auch weniger giftige Salze solcher Amine, z. B. das Monooxolat von N,N'-Di-sec-butylp-phenylenamin, zu benutzen.

Es wurde nun gefunden, daß die Benutzung der besonderen, zweifach substituierten p-Phenylendiamine nach der Erfindung unerwartete Vorteüe gegenüber diesen und anderen bekannten Zusatzmitteln bietet. In erster Linie scheinen die nach der Erfindung vorgesehenen Zusatzmittel die wirksamsten Verhinderungsmittel für Kautschuk gegen Rißbüdung zu sein. Zweitens sind sie anscheinend nicht giftig und können deshalb in Kautschuk benutzt werden, der mit Nahrungsmitteln in Berührung kommt, und sie können von Arbeitern ohne gefährliche toxische Einwirkungen gehandhabt werden. Ferner sind die neuen Zusatzmittel nach der Erfindung in Wasser unlöslich und gehen deshalb während des Waschens des Kautschuks oder seiner Berührung mit Wasser nicht verloren. Außerdem sind die Zusatzmittel nach der Erfindung verhältnismäßig nicht flüchtig und werden daher in günstiger Weise im Kautschuk zurückgehalten. Sie gehen während langer Benutzungsperioden bei hoher Temperatur nicht verloren, wie dies sonst bei flüchtigen Zusatzmitteln der Fall ist.

Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Zusatzstoffe sind die N,N'-Dialkyl-p-phenylendiamine mit 8 Kohlenstoffatomen in einer oder beiden Alkylgruppen, wie das N,N'-Diheptyl-p-phenylendiamin.

Die bevorzugten Ν,Ν'-Dialkyl-p-phenylendiamine sind solche mit 8 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen je Alkylgruppe, insbesondere diejenigen, in welchen die zwei Alkylgruppen dieselbe Zahl an Kohlenstoffatomen auf-Verfahren zum Stabilisieren
von Kautschuk gegen Rißbüdung

Anmelder:

Universal Oil Products Company,
Des Piaines, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Jourdan, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Kronberger Str. 46

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. August 1953

Robert Henry Rosenwald, Western Springs, 111.,

und Joseph Albert Chenicek, Bensenville, 111. (V.St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

weisen. Die bevorzugte Gruppe von Zusatzstoffen umfaßt Ν,Ν'-Dioctyl-p-phenylendiamin, N,N'-Dinonyl-p-phenylendiamin, Ν,Ν'-Didecyl-p-phenylendiamin, N,N'-Diundecyl-p-phenylendiamin und Ν,Ν'-Didodecyl-p-phenylendiamin. Zu beachten ist, daß ähnliche Diamine mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe verwendet werden können, jedoch nicht notwendigerweise mit gleichwertigen Ergebnissen.

Statt dessen können die Alkylsubstituenten auch Alkylgruppen von verschiedener Kettenlänge und/oder verschiedener Kettenstruktur aufweisen. Zur Erläuterung seien genannt iN-Octyl-N'-nonyl-p-phenylendiaminjN-Octyl-N'-decyl-p-phenylendiamin, N-Nonyl-N'-decyl-p-phenylendiamin und N-Nonyl-N'-dodecyl-p-phenylendiamin.

Die Alkylsubstituenten können gerade oder verzweigte Ketten haben. Die verzweigten Kettengruppen können einen oder mehrere Zweige in der Kette haben wie z. B. in solchen Verbindungen wie N,N'-Di-3-(5-Methylheptyl)-p-phenylendiamin, das durch reduktive Alkylierung von p-Phenylendiamin oder p-Nitroanilin mit Äthylisoamylketon dargestellt worden ist. Zu beachten ist, daß diese Verbindung durch die reduktive Alkylierung von p-Phenylendiamin oder p-Nitroanilin mit einem Keton oder Aldehyd dargestellt werden kann.

Ein besonders bevorzugter Katalysator zur Bewirkung der hier nicht geschützten Umsetzung besteht aus einer Mischung von Oxyden des Chroms, Kupfers und Bariums, obgleich andere Katalysatoren auch verwendet werden

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können, wie Kobalt, Nickel, Platin, Palladium und Molybdän. Im allgemeinen wird die reduktive Alkylierungsreaktion bei erhöhter Temperatur von etwa 100 bis etwa 250° und einem Wasserstoffdruck von etwa 5 bis etwa 200 Atm. vorgenommen.

Die Zusatzstoffe nach der Erfindung können in Kautschuk oder in Kautschukprodukte in jeder geeigneten Weise und in jeder passenden Herstellungsstufe eingebracht werden. Im allgemeinen wird der Zusatzstoff in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent des Kautschuks benutzt, obgleich in einigen Fällen höhere oder niedrigere Konzentrationen verwendet werden können. Es ist. zu beachten, daß die Zusatzstoffe nach der Erfindung zusammen mit anderen Zusatzstoffen benutzt werden können, die dem Kautschuk für bestimmte Zwecke, beispielsweise als Beschleuniger oder Weichmacher, einverleibt werden.

Die Zusatzstoffe können in jeder Kautschukmasse benutzt werden, die einem Zerreißen oder einer ähnlichen Zersetzung ausgesetzt ist, wie z. B. bei Kraftwagenreifen und -schläuchen, sonstigen Schläuchen, Treibriemen, Blatt- und Fadengummi, gummierten Faserstoffen, Formgegenständen, Stiefeln und Schuhen u. dgl., gleichgültig ob in einer Form, in offenem Dampf, in heißer Luft oder in der Kälte im sogenannten Säureverfahren vulkanisiert. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Erfindung zur Stabilisierung von plastischen Massen, Klebemitteln und Elastomeren benutzt werden, die zum Reißen oder zu sonstiger Zersetzung bei der Lagerung oder im Gebrauch neigen. Wenn der Zusatzstoff einer Flüssigkeit wie einem Kautschukpigment oder einem Öl zugefügt wird, kann er darin in dem gewünschten Anteil gelöst werden. Wenn er einer festen Masse zugesetzt werden soll, kann er darin durch Mahlen, Mastizieren oder andere geeignete Behandlung eingebracht werden. Der Zusatzstoff kann in jeder geeigneten Form, z. B. als Lösung oder Dispersion oder als Pulver oder Paste, benutzt werden.

Zu beachten ist, daß Her hier gebrauchte Ausdruck Kautschuk sowohl natürlichen wie synthetischen Kautschuk einschließlich aller Arten des letzteren sowie regenerierten Kautschuk und wäßrige Dispersionen von kautschukartigen Rohstoffen mit oder ohne Beifügung von Füllstoffen, Pigmenten oder Beschleunigungsmitteln umfaßt.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Neuheit und Zweckmäßigkeit der Erfindung.

Beispiel I

2 Gewichtsprozent N,N'-Di-(2-Octyl)-p-phenylendiamin werden in ein handelsübliches kautschukartiges Butadien-Styrol-Copolymerisat mit den üblichen Bestandteilen einschließlich Ruß, Zinkoxyd und Schwefel eingemischt. Die Bestandteile werden auf einem Kautschukmischwalzwerk in der üblichen Weise vereinigt, und die Mischung wird dann gelagert.

Wenn man den Ν,Ν'-Dioctyl-p-phenylendiamin enthaltenden Kautschuk/Ozon in einer Konzentration von 70 Teilen Ozon auf 100 Millionen Teile Luft aussetzt, so unterliegt er nur einer geringen oder gar keiner Rißbildung, ini Gegensatz zu beträchtlicher Rißbildung, wie sie bei einer ähnlichen Kautschukprobe ohne den Zusatzstoff auftritt.

Beispiel Ii

N,N'-Di-4-(2,6-Dimethylheptyl)-p-phenylendiaminwird in einer Konzentration von 1,75 Gewichtsprozent in eine ähnliche synthetische Kautschukmischung, wie sie im Beispiel I beschrieben ist, eingemischt und dient zur Verzögerung der Rißbikhmg des daraus erzeugten Kautschuks.

von Kautschuk Kautschuk ein

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Stabilisierung
gegen Rißbildung, bei dem dem
Ν,Ν'-Dialkyl-p-phenylendiamin zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kautschuk ein N,N'-Dialkyl-p-phenylendiamin, in welchem jede Alkylgruppe mindestens 8 Kohlenstoffatome enthält, in einer Menge von etwa 0,001 bis 5 Gewichtsprozent des Kautschuks eingemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phenylendiamin verwendet wird, in

•dem jede der Alkylgruppen nicht mehr als 12 Kohlenstoffatome enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 702 618;
USA.-Patentschriften Nr. 2 605 250, 2 632 770.

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