DE442618C

DE442618C - Process for vulcanizing rubber

Info

Publication number: DE442618C
Application number: DEN21835D
Authority: DE
Original assignee: Naugatuck Chemical Co
Current assignee: Uniroyal Chemical Co Inc
Priority date: 1922-07-13
Filing date: 1923-02-07
Publication date: 1927-04-01

Description

Verfahren zum Vulkanisieren von Kautschuk. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Vulkanisieren von Kautschuk mit Hilfe von Beschleunigungsmitteln. Bei der Verwendung solcher Beschleunigungsmittel hat sich herausgestellt, daß viele von ihnen so kräftig und rasch wirken, daß schon beim Vermischen des Kautschuks mit den zur Vulkanisierung erforderlichen Bestandteilen eine Vorvulkanisierung erfolgt.Process for vulcanizing rubber. Subject of the invention is a process for vulcanizing rubber with the aid of accelerators. Using such accelerators it has been found that many of them act so vigorously and quickly that even when mixing the rubber a pre-vulcanization takes place with the components required for vulcanization.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein Gemisch von Kautschuk, Schwefel, Zinkoxyd und Anilin der Einwirkung von Schwefelkohlenstoffdämpfen auszusetzen, wobei eine beschleunigte Vulkanisierung ohne die oben erwähnte Vorvulkanisierung erfolgt. Das vorliegende Verfahren bezweckt demgegenüber die Erzielung besserer Ergebnisse und eines sichereren Arbeitens.It has already been proposed to use a mixture of rubber, sulfur, To expose zinc oxide and aniline to the action of carbon disulfide vapors, whereby accelerated vulcanization is carried out without the above-mentioned pre-vulcanization. In contrast, the present method aims to achieve better results and safer work.

Es wurde nämlich festgestellt, daß, wenn man das aromatische Amin des oben erwähnten Verfahrens durch ein Phenylparaffinamin, wie Dibenzylamin, ersetzt, man verschiedene Vorteile erzielt Einmal genügt eine kleinere Menge des Amins und die Anwendung einer niedrigeren Temperatur, um in der gleichen Zeit einen ebensogut vulkanisierten -Kautschuk zu erhalten. Auch erhält man beim Vulkanisieren in Schwefelkohlenstoffdämpfen bei 82 bis 9q.°, wie dies in einem der nachstehenden Beispiele beschrieben ist, mit Dibenzylamin eine gute Vulkanisierung, während Anilin hier eine solche nicht liefern würde. Die Erfindung besteht demnach in der Behandlung von festem Kautschuk mit einem Phenylparaffinamin in Gegenwart der übrigen ooen erwähnten Stoffe. Das Amin und der Schwefelkohlenstoff werden getrennt voneinander jedes für sich mit dem Kautschuk zusammengebracht. Das vorzugsweise verwendete Zinkoxyd kann man auch durch andere Metalloxyde MO ersetzen, wobei MO, wenn bei gewöhnlicher Temperatur vulkanisiert wird, außer Zinkoxyd auch ein Quecksilberoxyd, zweckmäßig Mercurioxyd, sein kann; wenn bei erhöhter Temperatur vulkanisiert wird, kann MO entweder gleichfalls Zink- oder Quecksilberoxyd oder ein Bleioxyd (vorzugsweise Bleioxydul), Kadmiumoxyd, Kupferoxyd oder ein Arsen-oder Manganoxyd, zweckmäßig Arsentrioxyd oder Manganoxydul, darstellen. Dem Schwefelkohlenstoff wird zweckmäßig ein Stoff zugesetzt, der seine Entflammbarkeit herabsetzt, z. B. Kohlenstofftetrachlorid. Diese Maßnahme ist sowohl auf festen Kautschuk wie auf Zemente anwendbar. Beispiel x. roo Teile Kautschuk, zo Teile Zinkoxyd, 3 Teile Schwefel und 2 Teile Dibenzylamin werden vermengt und geformt und der Formling dann in Abständen von 5 Minuten viermal mit Schwefelkohlenstoff bestrichen und hierauf etwa 3 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur stehengelassen. In 3 Stunden durchdringt Schwefel kohlenstoff eine Platte von 5 bis 6 mm Dicke vollständig. Wenn man den Formling dann 12 bis 1q. Stundenlang einer Temperatur von 6o 9 aussetzt, ist er- fertigvulkanisiert. Dasselbe Ergebnis erzielt man; wenn man ihn bei gewöhnlicher Temperatur eine Woche lang liegen läßt. Man kann aber auch nach dem Bestreichen mit Schwefelkohlenstoff 15 Minuten lang in einer Form bei einem Dampfdruck von 2,8 kg/qcm erwärmen, um die Vulkanisierung durchzuführen. Beispiel 2. ioo Teile Kautschuk, io Teile Zinkoxyd, 3 Teile Schwefel und 2 Teile Dibenzylamin werden zu einer Platte von etwa 5 bis 6 mm Dicke geformt und in. einem geschlossenen Behälter auf 82 bis 9q.° erhitzt. Dabei werden zweckmäßig auf jeden Kubikfuß (2830o ccm) Vulkanisierraum etwa 3 ccm Kohlenstofftetrachlorid verdampft und in den Vulkanisierapparat eingeführt. Hierauf wird ein Gemisch von einem Raumteil Schwefelkohlenstoff und zwei Raumteilen Kohlenstofftetrachlorid gleichfalls verdampft und in den Vulkanisierapparat eingeführt. Die insgesamt in :den erhitzten Vulkanisierapparat eingeführten Dämpfe -entsprechen zweckmäßig 7 ccm Flüssigkeit pro Kubikfuß (2830o ccm) Inhalt. Die Erwärmung auf 8z bis g¢° wird 2 bis ,3 Stunden fortgesetzt. Sind dann noch Gase im Behälter vorhanden, so werden sie durch einen Absorptionsapparat ausgeblasen und der Xautschuk herausgenommen. Er ist an der Oberfläche vollständig vulkanisiert. Die Kernvulkanisierung nimmt bei gewöhnlicher Temperatur ihren Fortgang und ist nach etwa einer Woche beendet.Namely, it has been found that when you use the aromatic amine the above-mentioned process replaced by a phenylparaffinamine such as dibenzylamine, one achieves various advantages Once a smaller amount of the amine and is sufficient the application of a lower temperature, at the same time a just as good vulcanized rubber. Vulcanizing in carbon disulfide vapors is also obtained at 82 to 9q. °, as described in one of the examples below, good vulcanization with dibenzylamine, while aniline does not would deliver. The invention therefore consists in the treatment of solid rubber with a phenylparaffinamine in the presence of the other substances mentioned above. That The amine and the carbon disulfide are separated from each other with each other brought together the rubber. The zinc oxide preferably used can also be used Replace MO with other metal oxides, where MO if at ordinary temperature is vulcanized, besides zinc oxide also a mercury oxide, expediently mercury dioxide, can be; if vulcanization takes place at an elevated temperature, MO can either likewise Zinc or mercury oxide or a lead oxide (preferably lead oxide), cadmium oxide, Copper oxide or an arsenic or manganese oxide, expediently arsenic trioxide or manganese oxide, represent. A substance is expediently added to the carbon disulfide, which is his Reduces flammability, e.g. B. carbon tetrachloride. This measure is both Applicable to solid rubber as well as cements. Example x. roo parts rubber, zo parts of zinc oxide, 3 parts of sulfur and 2 parts of dibenzylamine are mixed and and then the molding four times with carbon disulfide at intervals of 5 minutes and then left to stand for about 3 hours at ordinary temperature. In 3 hours, sulfur penetrates carbon a plate of 5 up to 6 mm thick completely. If you put the molding then 12 to 1q. One for hours If exposed to a temperature of 6o 9, it is finished vulcanized. Got the same result one; if left at normal temperature for a week. One can but also after brushing with carbon disulfide for 15 minutes in one Heat the mold at a steam pressure of 2.8 kg / sq cm to carry out the vulcanization. Example 2. 100 parts rubber, 10 parts zinc oxide, 3 parts sulfur and 2 parts Dibenzylamine are formed into a sheet about 5 to 6 mm thick and in a closed container heated to 82 to 9q. °. Doing this will be expedient on everyone Cubic feet (2830o cc) vulcanization room about 3 cc carbon tetrachloride evaporates and inserted into the vulcanizer. A mixture of one part of the room is then created Carbon disulfide and two parts by volume of carbon tetrachloride also evaporated and inserted into the vulcanizer. The total in: the heated vulcanizer Introduced vapors - expediently correspond to 7 cc of liquid per cubic foot (2830o ccm) content. The heating to 8z to g ° is continued for 2 to 3 hours. Are If there are still gases in the container, they are absorbed by an absorption apparatus blown out and the rubber removed. It is complete on the surface vulcanized. The core vulcanization continues at ordinary temperature and ends after about a week.

Man kann die Entflammbarkeit des Schwefelkohlenstoffs auch durch andere Stoffe herabsetzen, z. B. durch Kohlensäure, Stickstoff, Verbrennungsgase oder andere nicht brennbare, indifferente Gase. Die Einführung des gasförmigen Schwefelkohlenstoffs in den Kautschuk kann bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur vor sich gehen. Man kann den zu vulkanisierenden Gegenstand aber auch in verdünnten oder unverdünnten Schwefelkohlenstoff eintauchen. Verwendet ncian statt Dibenzylamin in dem obigen Beispiel Anilin, so erhält man keine gute Vulkanisierung. Beispiel 3. ioo Teile Kautschuk, 15o Teile Zinkoxyd, 6o Teile Schwefel und io Teile Dibenzylamin werden wieder zu einem Gegenstand gleicher Dicke geformt und viermal hintereinander in Abständen von 5 Minuten mit Schwefelkohlenstoff bestrichen und dann 3 Stunden stehengelassen, hierauf in einer Form 30 Minuten bei 2,8 kg/qcm Dampfdruck erhitzt. Hierbei entsteht Hartkautschuk, den man aber auch erhält, wenn man =q. Stunden lang bei zoo ° an freier Luft erhitzt.You can reduce the flammability of carbon disulfide by other substances, such. B. carbon dioxide, nitrogen, combustion gases or other non-flammable, inert gases. The introduction of the gaseous carbon disulfide into the rubber can take place at ordinary or elevated temperature. The object to be vulcanized can also be immersed in diluted or undiluted carbon disulfide. If aniline is used instead of dibenzylamine in the above example, good vulcanization is not obtained. Example 3. 100 parts of rubber, 150 parts of zinc oxide, 60 parts of sulfur and 10 parts of dibenzylamine are molded again into an object of the same thickness and coated four times in succession with carbon disulfide at intervals of 5 minutes and then left to stand for 3 hours, then in a mold for 30 minutes 2.8 kg / qcm steam pressure heated. This results in hard rubber, which is also obtained if one = q. Heated for hours at zoo ° in the open air.

Statt den Beschleuniger mit dem Kautschuk durch Walzen zu vermengen, kann man einen Zement in zwei Ansätzen herstellen, von denen der eine Schwefelkohlenstoff, der andere ein .Amin enthält. Erst wenn die beiden Ansätze zusammengebracht werden, erfolgt die Vulkanisierung. Beispiel q.. 8oo Teile Benzol, ioo Teile Kautschuk, zoTeile Zinkoxyd und 3 Teile Schwefel werden gemischt und dann in zwei Teile geteilt. Dem einen werden 5 Teile Benzylamin, dem anderen 5 Teile Schwefelkohlenstoff zugesetzt. Damit der das Benzylamin enthaltende Teil nicht schon bei gewöhnlicherTemperatur eineVorvulkanisierung erfährt, darf das Benzol keinen Schwefelkohlenstoff enthalten. Vermischt man nun gleiche Gewichtsmengen der beiden Teile, so erfolgt die Vulkanisierung bei gewöhnlicher Temperatur etwa innerhalb 48 Stunden. Man kann Schwefelkohlenstoff oder Kohlenstoff oder Kohlenstoffoxysulfid in Verbindung mit verschiedenen anderen Paraffinaminen zum Beschleunigen verwenden. In Betracht kommt z. B. außer Di-6enzyl- und Benzylamin Tribenzyltrimethylentriamin, das bei der Dissoziation Phenylparaffinamin abspaltet. " Voraussetzung ist das Vorhandensein eines ersetzbaren Ammoniakwasserstoffatoms; tertiäre Amine sind für das Verfahren gemäß der Erfindung nicht verwendbar.Instead of mixing the accelerator with the rubber by rolling, a cement can be produced in two approaches, one of which is carbon disulfide, the other contains an .amin. Only when the two approaches are brought together, vulcanization takes place. Example q .. 8oo parts benzene, 100 parts rubber, zo parts of zinc oxide and 3 parts of sulfur are mixed and then divided into two parts. 5 parts of benzylamine are added to one and 5 parts of carbon disulfide are added to the other. So that the part containing the benzylamine is not already at ordinary temperature undergoes pre-vulcanization, the benzene must not contain carbon disulfide. If you mix the same weight of the two parts, the vulcanization takes place at normal temperature within about 48 hours. You can use carbon disulfide or carbon or carbon oxysulfide in conjunction with various others Use paraffin amines to speed up. Consider z. B. except di-6enzyl- and benzylamine tribenzyltrimethylene triamine, which on dissociation is phenylparaffinamine splits off. "The prerequisite is the presence of a replaceable hydrogen ammonia atom; tertiary amines cannot be used for the process according to the invention.

Wie die Beispiele zeigen, kann das Verfahren bei jeder Temperatur, insbesondere auch bei gewöhnlicher Temperatur, durchgefübrt werden. Durch die gesonderte Einführung des Schwefelkohlenstoffs und des Amins in die Kautschukmischung fällt die Notwendigkeit fort, erst die Verbindung des Amins mit dem Schwefelkohleystoff für sich herzustellen. Die verwendeten Amine ergeben auch gewöhnlich mit Schwefelkohlenstoff unbeständige Verbindungen; so zersetzt sich eine Verbindung von Schwefelkohlenstoff mit Benzylamin beim Stehen. Die behandelte Kautschukmasse oder der Zement können in beliebiger Dicke verwendet werden. Die Vulkanisierungsprodukte besitzen alle erforderlichen Eigenschaften, insbesondere auch gute Lagerfähigkeit, Biegungs- und Zerreißfestigkeit usw, Neben Kautschuk können auch Balata, Guttapercha und synthetischer Kautschuk in gleicher Weise mit Vorteil verarbeitet werden.As the examples show, the process can be carried out at any temperature, especially also at normal temperature. Through the separate Introduction of the carbon disulfide and the amine into the rubber mixture falls the necessity continues, first the connection of the amine with the carbon disulfide to manufacture for yourself. The amines used also usually result with carbon disulfide unstable connections; this is how a compound of carbon disulfide decomposes with benzylamine while standing. The treated rubber compound or the cement can can be used in any thickness. The vulcanization products all own Required properties, in particular also good shelf life, bending and Tensile strength, etc., In addition to rubber, balata, gutta-percha and synthetic can also be used Rubber can be processed in the same way with advantage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for vulcanizing rubber under Use of sulfur, a metal oxide, an amine and carbon disulfide, of which the latter two brought together with the rubber will, characterized in that a primary or secondary phenylparaffinamine, in primarily dibenzylamine is used.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the carbon disulfide is used to reduce its flammability Carbon tetrachloride added or in an atmosphere of carbon tetrachloride, Nitrogen, carbonic acid or another inert gas works.