DE2835494A1 - Verwendung von harnstoffhaltigen mischungen zur herstellung poroeser gummiartikel - Google Patents

Description

• Verwendung von harnstoffhaltigen Mischungen zur Herstellung
• poröser Gummiartikel Bei der Herstellung von porösen Gummiartikeln werden Harnstoff oder harnstoffhaltige Mischungen als Hilfsstoffe eingesetzt. Diese Mischungen enthalten außer Harnstoff Wasser und Emulgatoren und liegen als Pasten vor; mittels Zusatz von Kieselgur, Kieselsäure oder ähnlichen Stoffen können diese Pasten auch zur bequemeren Dosierbarkeit in Feststoffe überführt werden.
• Als Emulgatoren werden bei derzeitigen Stand der Technik vorwiegend nicht-ionische Emulgatoren eingesetzt, da damit die Verteilung des Harnstoffs in der Gummimischung am besten gewährleistet ist. Derartige Emulgatoren sind z.B. Fettsäuren R-COOH, Fettalkohole R-OH, Fettsäureester von Athylendiglykol oder Polyäthylenglykolen der nachstehenden Formel: R - COO - CH2 - CH2 - OCO - R wobei n Zahlen von 1 - 6 darstellen kann.
• Seltener werden Fettamine, R-NH2 oder Fettsäurealkanolamide der Formel in der X Zahlen von 2 - 6, vorzugsweise 2 darstellt oder Polyamine verwendet. Ein typischer Polyamin ist H2N - (CH2-CH2-NH)n-CH2-CHz-NH2 mit n = 1 - 6.
• Der Substituent R stellt bei allen Emulgatoren eine Alkylgruppe mit 12-24 C-Atomen dar.
• Der Einsatz von Harnstoff in Form von harnstoffhaltigen Mischungen bei der Herstellung von porösen Gummiartikeln hat drei Ziele: 1. Desodierende Wirkung: Die beider Herstellung poröser Gummiartikel verwendeten Treibmittel wie z.B. Nitrosoverbindungen, Azoverbindungen oder Hydrazinderivate, deren zweckmäßige Auswahl dem Fachmann geläufig ist, führen bei der Vulkanisation durch gasbildende Zersetzung zu offenzelligen, geschlossenzelligen oder gemischtzelligen Vulkanisaten. Bei einem Teil der Treibmitteln ent- stehen übelriechende Nebenprodukte, die besondern beim öffnen der Formen störend wirken. Es ist üblich, den Gummimischungen geeignete harnstoffhaltige Mischungen zuzusetzen, um die üblen Gerüche zu desodorieren.
• 2. Aktivierung des Treibmittels: Bei einem Teil der Treibmittel wird, wie dem Fachmann bekannt ist, durch die in der Gummimischung enthaltene harnstoffhaltige Mischung deren Zersetzungstemperatur herabgesetzt; gleichzeitig erfolgt unter dem Einfluß des Harnstoffs die Zersetzung in einem engeren Temperaturintervall als ohne Harnstoff. Die Folge ist, daß die Porenbildung besonders gleichmäßig vonstatten geht.
• Der Fachmann nennt diesen Effekt Knicken des Treibmittels.
• 3. Aktivierung des Füllstoffs: Ferner üben harnstoffhaltige Mischungen, besonders in Verbindung mit Emulgatoren, eine mehr oder minder ausgeprügte sog. "Füllstoffaktivierung" aus. Diese führt zu einem erwünschten Viskositätsabfall der Gummimischung, verursacht durch die bessere Benetzung des Füllstoffs.
• Bisher hat der Einsatz von harnstoffhaltigen Mischungen im beschriebenen Sinne den Nachteil, daß Harnstoff in Gummimischungen nicht homogen verteilbar ist. Eine Ausnahme bildet staubfein gemahlener Harnstoff. In diesem Fall müssen jedoch Maßnahmen getroffen werden, die das Zusammenbacken der Teilchen verhindert (z.B. Coaten).
• Die schlechte Einmischbarkeit des Harnstoffs gilt in eingeschränktem Maße auch für die bisher verwendeten harnstoffhaltigen Mischungen; um so mehr, je höher deren Harnstoffgehalt ist. Die Ursache für diesen Nachteil ist im relativ hohen Schmelzpunkt des Harnstoffs von 1320C zu sehen; vor allem jedoch hat Harnstoff eine ausgeprägte Neigung zum Kristallisieren.
• Aus den genannten Gründen beträgt der Harnstoff-Gehalt von herkömmlichen Harnstoff-Mischungen für poröse Gummiartikel, wie dem Fachmann bekannt, maximal etwa 50 %. Bei höheren Harnstoff-Gehalten wird die Mischung, besonders wenn sie als Pase vorliegt, instabil, d.h. es kristallisiert Harnstoff aus.
• Es wurde nun gefunden, daß -anstelle von Harnstoff vorteilhaft Mischungen des Harnstoffs -mit Acetamid eingesetzt werden können Acetamid zeichnet sich dadurch ans daß -es in der Lage ist1 mit Harnstoff eutektische Mischungen zu bilden, die im Schmelzpunkt wesentlich niedriger liegen als Harnstoff und eine geringere Kristallisationtendenz besitzen. Der in diesem Gemisch eingesetzte Harnstoff bleibt überraschenderweise homogen in der Gummimischung verteilt.
• Die Mischungen des Harnstoffs mit Äcetamid können entweder allein oder In Verbindung mit Emulgatoren1 z.B. der oben beschriebenen Art, eingesetzt werden.
• Das Acetamid kann auch erst in Harnstoff oder in einer ha-rnstoffhaltigen-Mischung-aut anderen Zusätzen entstehen, z.B. durch Reaktion von Essigsäureanhydrid mit überschüssigem Harnstoff.
• Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Harnstoffpräparate sowie die verwendeten Mengen der Komponenten ergeben sich aus folgender Tabelle: Komponente A Harnstoff 33 - 95 Gew.-t Komponente B Acetamid 5 - 67 Gew.-t Komponente C Emulgator o - 50 Gew.-E Vorzugsweise werden folgende Mengen verwendet: Komponente A Harnstoff 55 - 90 Gew.-% Komponente B Acetamid 10 - 30 Gew.-% Komponente C Emulgator 5 - 20 Gew.-E Die Gew.-% müssen innerhalb der angegebenen Grenzen so gewählt werden daß die Summe der Gew.-% 100 ergibt.
• Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Harnstoff-Präparate erwärmt man in einem geeigneten heizbaren Gefäß (Becherglas, Dreihalskolben, Rührkessel) gegebenenfalls den Emulgator unter Rühren auf 30 - 100°C und trägt das Acetamid ein. Dann erwärmt man auf 100 - 120°C und trägt den Harnstoff ein. Nach Prüfung auf Homogenität der Mischung (man entnimmt eine Probe und tropft diese zur visuellen Begutachtung auf eine Glasplatte) wird das Gefäß entleert und das Produkt nach dem Abkühlen mechaniseh zerkleinert Es kann auch nach dem Fachmann bekannten Methoden in Pastillen oder Schuppenform gebracht werden.
• Beispiel I 75 Gew.-% Harnstoff 10 Gew.-% Acetamid 15 Gew.-% Polyäthylenglykol (mittl. Molekulargew. Mw: 4000) Das Polyäthylenglykol wird unter Rühren auf 800C erwärmt und das Acetamid eingetragen. Dann erhitzt man unter Rühren auf 100°C und löst den Harnstoff in die Mischung auf. Die homogene Mischung wird nach dem Erkalten zerkleinert. Das Produkt hat einen Schmelzbereich von 90 -100°C.
• Beispiel II 37 Gew.-% Harnstoff 63 Gew.-% Acetamid Die Komponenten werden gemischt und auf 100°C erwärmt und anschließend durch Umrühren homogenisiert. Nach dem Erkalten wird das Produkt zerkleinert. Schmelzpunkt: 53°C.
• Herstellung der Gummiartikel Die Gummimischung wird nach den üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt. Danach werden nach einem üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren Formen mit Gummimischung gefüllt und unter zweckmäßigen, dem Fachmann bekannten Bedingungen vulkanisiert.
• Prüfung der Vulkanisate Zur Prüfung der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Harnstoff-Mischung hat sich die visuelle Begutachtung transparenter Vulkanisate als zweckmäßig und ausreichend erwiesen. Die Gummimischung wird so ausgewählt, daß herkömmliche Harnstoffpasten an der Grenze der homogenen Einmischbarkeit liegen. Zum Vergleich wurde eine her kömmliche Harnstoffpaste 50 Gew,-t Harnstoff 25 Gew.-E Wasser 25 Gew.-% Oleylalkoholpolyglykoläther herangezogen.
• Prüfrezeptur: Polyisopren 80,0 Gew.-Teile Butadienkautschuk 20,0 Gew.-Teile Zinkoxid 1,2 Gew.-Teile Dibenzothiazyldisulfid 1,0 Gew.-Teile Hexamethylentetramin 1,0 Gew.-Teile Zink-N-äthylphenyldithiocarbamat 0,7 Gew.-Teile Stearinsäure 0,5 Gew.--Teile Kieselsäure 20,0 Gew.-Teile Paraffin 0,6 Gew.-Teile Schwefel 3,0 Gew.-Teile Harnstoffmischung 2,0 Gew.-Teile Die Auswertung ergab: Harnstoffmischung Stippen pro cm Herkömmliche Harnstoffpaste 15 Beispiel I 2 Beispiel II C

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Verwendung einer Mischung aus 33 bis 95 Gew.-% Harnstoff, 5 bis 67 Gew.-% Acetamid und 0-50 Gew.-% eines Emulgators, wobei die Summe des Komponenten 100 Gew.-% beträgt, bei der Herstellung von porös Gummiartikeln.
2. 2. Verwendung gemäß Anspruch 1 einer Mischung aus 55 bis 90 Gew.-% Harnstoff, 10-30 Gew.-% Acetamid und 5-20 Gew.-% eines emulgators, wobei die Summe der Komponenten 100 Gew.-% beträgt.