DE2450643C2 - Verfahren zur Herstellung klebfreudiger Gemische auf der Basis kautschukartiger Mischpolymerisate aus Äthylen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung klebfreudiger Gemische auf der Basis kautschukartiger Mischpolymerisate aus ÄthylenInfo
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- C08J2323/16—Ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung klebfreudiger Gemische auf der Basis eines kautschukartigen Mischpolymerisats aus Äthylen,
zumindest einem anderen a:-Alkylen und einem oder mehreren Polymeren und klebrigmachenden Harzen.
Von den bekannten synthetischen Polymerisaten nehmen diejenigen, die aus Äthylen, zumindest einem anderen
ar-Alkylen und einem oder mehreren Polyenen bestehen,
auf Grund ihrer ausgezeichneten Ozon-, Wltterungs- und Alterungsbeständigkeit eine wichtige Stellung
ein. Durch diese günstigen Eigenschaften ist der Einsatz solcher Copolymerisate für mancherlei Zwecke sehr
attraktiv.
Aus Äthylen, zumindest einem anderen a-Alkylen
und einem oder mehreren Polyenen aufgebaute Mischpolymerisate zeigen jedoch, genauso wie viele synthetische
Elastomere, u. a. Styrolbutadienmtschpolymerisate, eine geringe oder überhaupt keine Klebrigkeit.
Unter Klebrigkeit wird hler die Klebwirkung verstanden, die die Oberflächen eines gleichen unvulkanislerten
Kautschuks in bezug aufeinander aufweisen, wenn sie unter mäßigem Druck miteinander In Kontakt gebracht
werden. Diese Eigenschaft wird Eigenklebrlgkeit genannt.
Eine ausreichend große Eigenklebrigkelt nun Ist für die
Herstellung vieler Gegenstände und Insbesondere für die Herstellung von mehrschichtigen Gegenständen, wie
etwa Treibriemen, Förderbändern und ganz Insbesondere Autorelfen, unbedingt erforderlich. Durch eine gute
Eigenklebrigkelt wird nämlich eine gute Dauerhaftung zwischen den einzelnen Teilen oder Schichten, aus denen
der Gegenstand besteht, während Aufbau und Vulkanisation erzielt. .
Eine Lösung für diese Mängel an Eigenklebrigkelt hat
man für die kautschukartigen Mischpolymerisate aus Äthylen, zumindest einem anderen Λ-Alkylen and einem
oder mehreren Polyenen in Methoden gesucht, bei denen Gegenstände In der Weise hergestellt werden, daß man
die Kautschukoberflächen einzeln mit Hilfe eines schichtweise aufgebrachten Klebemittels zu einer sandwlchartlgen
Struktur zusammenkittet. Ein solches V'er-
■fahren aber ist nicht nur umständlich und somit für
industrielle Anwendung: uninteressant, auch werden beim Zusammensetzen und Anbringen solcher Klebemittel
oftmals brennbare organische Lösungsmittel verwendet, wodurch ein solches Verfahren allein schon aus
Gründen der Betriebssicherheit nicht empfehlenswert ist.
Eine andere Möglichkeit zur Beseitigung dieses Mangels an Eigenklebrlgkelt solcher Mischpolymerisate, welche
aus Äthylen, zumindest einem anderen a-Alkylen
und einem oder mehreren Polyenen aufgebaut sind, ist
das Einmischen von Elastomeren, die an sich wohl eine ausreichende EigenkSebrigkeit zeigen. Namentlich wurde
geprüft, ob Einmischung von Naturkautschuk hier eine bestimmte Lösung bieten könnte. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß man, um ein Gemisch mit einem akzeptp.blen
Eigenklebrigkeltsniveau zu erhalten, derart große Naturkautschukmengen einarbeiten müßte, daß die
Ozon- und Alterungsbeständigkeit stark nachlassen. Die Vorteile einer Anwendung von Mischpolymerisaten aus
Äthylen, zumindest einem anderen ar-Alkylen und einem oder mehreren Polyenen, gehen auf diese Weise zu
einem wesentlichen Teil wieder verloren. Außerdem hat sich herausgestellt, daß die physikalischen und mechanischen
Eigenschaften solcher Gemische nach der Vulkanisation bedeutend schlechter sind als die der einzelnen
Polymerisate.
Auch wurden zahlreiche klebrigmachende Harze, sog. Klebrigmacher, entwickelt, wie etwa die Kondensationsprodukte von Phenolen und Aldehyden und Kondensationsprodukte
von Acetylen, alkyllerten Phenolharzen, wie solchen, welche unter dem Warenzeichen Amberol
ST 140 F bekannt sind, phenollsierten Isoprenharzen und phenollsierten Isoprenmischpolymerisatharzen. Diese
Harze haben den Vorteil, daß sie sich durch die ganze Kauischukmasse einmischen lassen und nicht schichtweise
auf die Kautschukoberflächen aufgebracht werden müssen. In der Praxis hat es sich jedoch als erforderlich
gezeigt, daß, um ein einigermaßen angemessenes Eigenklebrigkeltsniveau zu erreichen, diese Klebrigmacher In
so großen Mengen beigegeben werden müssen, daß dies eine Verschlechterung der Eigenschaften des vulkanisierten
Produkts zur Folge hat. Außerdem wandern diese Klebrigmacher Infolge dieser großen Mengen größtenteils
zur Kautschukoberfläche: das sogenannte Ausschwitzen. In den gewalzten und kalandrierten kautschukartigen
Äthylenmischpolymerisaten besteht bei Anwendung solcher großen Mengen die Gefahr, daß durch dieses übermäßige
Ausschwitzen der zunächst erreichte Nutzeffekt bei Lagerung wieder völlig verlorengeht und sich gar In
einen nachteiligen Effekt verwandelt. Auch Ist die Anwendung solcher großen Mengen Klebrigmacher sehr
kostspielig. Bei Einmischung geringerer Mengen dieser Klebrigmacher lassen sich diese nachteiligen Erscheinungen
zwar weltgehend vermelden, man hat leider In der
Praxis mit solchen Mengen noch nie eine befriedigende Eigenklebrlgkelt erzielen können.
Diese Erfahrungen, welche auf zahlreichen Versuchen mit einer großen Verschiedenheit von Klebrigmachern
und kautschukartigen Äthylenmischpolymerisaten basleren, haben dem Fachmann denn auch zu der Überzeugung
geführt, daß die Eigenklebrlgkelt kautschukartiger Äthylenmischpolymerisate sich durch Einmischung von
Klebrigmachern nicht In der Welse steigern läßt, daß
Mischungen auf der Basis von Äthylenmlschpolymerlsaten und Klebrigmachern erhältlich sind, die wohl eine
ausreichende Eigenklebrlgkelt aufweisen. '
Aus den niederländischen Patentanmeldungen 71 13 143 und 71 13 144 Ist bekannt, daß Gemische kautschukartiger
Mischpolymerisate aus Äthylen, zumindest einem anderen cr-Alkylen und einem oder mehreren
Polyenen zusammen mit einem oder mehreren Klebrigmachern
eine ungeahnt gute Eigenklebrigkelt besitzen, wenn des mit Hilfe von »differential scanning calorimetry«
aufgenommene Thermogramm, in dem die Kristallisationswärme gegen die Temperatur aufgetragen
worden ist, einen Berg (d.s.c.-Berg) mit einem Maximum bei einer Temperatur zwischen -7 und +110C aufweist.
Dabei wird das Gemisch aus kautschukartigem Äthylenmischpolymerisat, Klebrigmacher und eventuellen
Zusätzen viele Stunden lang gelagert, wonach die gewünschte Eigenklebrlgkeit erhalten wird. Eine solche
Methode Ist jedoch wegen der erforderlichen langen Lagerungszelt In der Praxis nicht attraktiv. Wird aber das
Gemisch nur kurze Zeit gelagert, so ist die letzten Endes erhaltene Eigenklebrlgkeit meistens niedriger. Dabei ist
die Größe dieser Eigenklebrlgkelt ungewünschten Schwankungen ausgesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nunmehr ein Verfahren, das auf schnelle und treffsichere Weise
Mischungen ergibt, die eine derart große und konstante Eigenklebrigkeit besitzen, daß sie mit optimalen Ergebnissen
zur Herstellung zahlreicher Gegenstände verwendet werden können, namentlich Konfektionsartikel wie
Treibriemen, Transportbänder und hauptsächlich Autorelfen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung klebfreudiger Gemische auf der Basis eines kautschukartigen
Mischpolymerisats aus Äthylen, zumindest einem anderen ar-Alkylen und einem oder mehreren Polyenen
und klebrigmachenden Harzen, wobei das Mischpolymerisat Im nichtlinearen Teil der Polymerketten C=C-BIndungen
enthält, deren Kohlenstoffatome entweder zwei in vlzlnaler cls-Stellung zueinander befindliche Kohlenwasserstoffgruppen
enthalten, welche kein Bestandteil desselben cyclischen Systems sind, oder zumindest drei
Kohlenwasserstoffgruppen besitzen, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Mischpolymerisat, klebrigmachendem
Harz und eventuell üblichen Zusatzstoffen, das in unvulkanlslertem Zustand eine Bruchdehnung
von mindestens 500% und eine zwischen 1,5 und 50 kg/cm2 liegende Zugfestigkeit aufweist, In Anwesenheit
von Sauerstoff und 0,001 bis 1 Gew.-96, bezogen auf das kautschukartige Mischpolymerisat, eines Senslblllsators
einer künstlichen Lichtquelle ausgesetzt wird, die Licht mit einer Wellenlänge zwischen 200 und 800 Nanometer
ausstrahlt und dabei dem Gemisch eine Strahlungsenergie von zumindest 2 Mlkrowatt je cm2 je nm
erteilt.
Es war sehr überraschend, daß mit Hilfe von Licht und
namentlich von Licht, das dem. Gemisch eine große Strahlungsenergie erteilt, zusammen mit einem Sensibilisator
In Anwesenheit von Sauerstoff Innerhalb sehr kurzer Zelt konstante und hohe Elgenklebrlgkeitswerte
erreicht werden konnten, welche vorher nicht oder erst nach langer Lagerungszelt möglich waren, unter der Voraussetzung,
daß das Gemisch sehr bestimmte mechanische Eigenschaften aufweist. Vorzugswelse wird Licht
verwendet, das dem Gemisch eine Strahlungsenergie von zumindest 2 uW/cm2 je Nanometer erteilt.
Obwohl In den vorgenannten niederländischen Patentanmeldungen
bereits Äthylenmischpolymerisate verwendet wurden, die Im nlchtllnearen Teil der Polymerketten
C=C-Blndungen besaßen, deren Kohlenstoffatome drei Kohlenwasserstoffgruppen enthielten, und die Gemische
dieser Mischpolymerisate zusammen mit dem klebrigmachenden Harz und den üblichen Zusätzen wie Ruß und
Öl selbstverständlich der normalen Raumbeleuchtung ausgesetzt gewesen sind, hat dieses Licht nie eine größere
Intensität gehabt als die der für Raumbeleuchtung üblichen Leuchtstoffröhren, d. h. 0,8 μW/cm2 je Nanometer.
Vorzugsweise werden aber Im vorliegenden Verfahren Strahlungsenergien über 30, vorzugsweise über
200 W/cm2 je Nanometer verwendst.
Aus der niederländischen Patentanmeldung 69 00 810 war bekannt, daß man Gemischen aus Äthylenmischpolymerisat,
klebrigmachenden Harzen und den Üblichen Zusatzstoffen Eigenklebrigkeit verleihen kann, indem
man diese Gemische altern läßt und anschließend ultraviolettem Licht, das durch ein normales Fensterglas
gefiltert wird, aussetzt. In dieser Anmeldung wird nur ein ÄthylenmlEchpolymerisat beschrieben, dessen Kohlenstoffatome
der im nichtlinearen Teil der Polymerketten befindlichen C=C-Bindungen drei Kohlenwasserstoffgruppen
enthalten, von denen zwei geminal zueinander an diese C=C-Bindungen gebundene Kohlenwasserstoffgruppen
Bestandteil eines cyclischen Systems sind, namentlich eines Äthylen-Propylen-Äthylldennorbornen-Terpolymerlsats.
Ein Gemisch, In dem dieses Äthylenmischpolymerisat zusammen mit klebrigmachendem
Harz und den üblichen Zusätzen enthalten ist und das einen Tag oder eine Woche lang der Einwirkung des vom
indirekten klaren Sonnenlicht stammenden und durch Fensterglas filtrierten UV-Lichts ausgesetzt war, weist
jedoch nur eine geringe Eigenklebrigkeit auf. Dies findet seine Ursache u. a. darin, daß dieses Äthylenmischpolymerisat,
wie die Anmelderin festgestellt hat, keine Bruchdehnung über 500% zeigen kann. Auch wurde kein
Sensibilisator verwendet, ohne den nur niedrigere Eigenklebrigkeltswerte
erreichbar sind. Von der Zugfestigkeit war überhaupt keine Rede.
Es überrascht sehr, daß Gemischen auf der Basis von Äthylenmischpolymerisaten, welche sehr bestimmte
mechanische Eigenschaften in bezug auf Bruchdehnung und Zugfestigkeit besitzen und zugleich den Spezlalanforderungen
In be7ug auf die Struktur der C=C-Blndungen
In den Seltenketten genügen, aufschnelle und effektlve
Welse mit Hilfe eines Sensibilisator und der Einwirkung
von Licht In Anwesenheit von Sauerstoff Eigenklebrigkeit verliehen werden kann.
Weiter wurde gefunden, daß die Benutzung von sichtbarem Licht der Anwendung von UV-Licht vorzuziehen
ist. Deshalb muß die künstliche Lichtquelle mindestens bei einer Wellenlänge im Bereich des sichtbaren Lichts,
vorzugsweise bei einer Wellenlänge geringer als 600 nm, dem Gemisch eine Strahlungsenergie von mindestens 2,
vorzugsweise mindestens 30 und ganz besonders zumindest 200 mW/cm2 je Nanometer erteilen. Obwohl also
sichtbares Licht bevorzugt wird, kann UV-Licht in geringeren Mengen zugelassen werden. Dies gilt Insbesondere
für UV-Licht mit einer Wellenlänge über 370 nm. Die zulässige Menge UV-Licht wird vom gewünschten Wert
der Eigenklebrigkeit abhängen. Werden optimale Elgenklebrlgkeltswerte
verlangt, so wird man das UV-Licht vorzugsweise weltgehend vermelden.
Die Gesamtmenge der von UV-Licht zwischen 200 und 400 nm stammenden Strahlungsenergie beträgt deshalb
vorzugsweise höchstens die Hälfte, Insbesondere höchstens ein Viertel der gesamten Menge der vom Licht
im Wellenlängenbereich zwischen 200 bis 600 nm erhaltenen Strahlungsenergie.
Es hat sich gezeigt, daß nicht nur UV-Licht unter 325 nm, r'as nicht von normalem Fensterglas durchgelassen
wird, einen schädlichen Einfluß auf die Eigenklebrigkeit
hat. sondern daß auch UV-Licht zwischen 325 und 400 nm den erreichbaren Eigenklebrigkeitswert und die
Geschwindigkeit, mit der diese Eigenklebrigkeit erreicht wird, beeinträchtigt. Somit beträgt die Gesamtmenge der
von UV-Licht mit einer Wellenlänge zwischen 325 und 400 nm erhaltenen Strahlungsenergie vorzugsweise höchrtens
ein Viertel, insbesondere höchstens ein Sechstel der gesamten vom Licht im Welienlängenbereich von 325 bis
600 nm erhaltenen Strahlungsenergie.
Gefunden wurde auch, daß die zulässige Stranlungsenergiemenge,
der die Oberfläche des Gemisches ausgesetzt werden darf, an ein Maximum gebunden ist. So
wurde festgestellt, daß die Eigenklebrigkeit völlig fehlt, wenn das Gemisch, nachdem es Licht mit einer Wellenlänge
zwischen 200 und 800 nm ausgesetzt wurde, eine gesamte Strahlungsenergie von mehr als 15 Joule/cm2 je
Nanometer erhalten hat.
Im allgemeinen muß die Einwirkungszeit so kurz gewählt werden, daß die Gesamtmenge der erhaltenen
Strahlungsenergie geringer ist als 5 Joule/cm2 je Nanometer,
da die Eigenklebrigkeit dann schon merklich abnimmt. Aus wirtschaftlichen Gründen wird eine
gesamte Strahlungsenergie unter 2, vor allem unter 1 Joule/cm2 je Nanometer gewählt, weil bereits bei dieser
Strahlungsenergie eine maximale Eigenklebrigkeit erzielt wird und weitere Belichtung keine Verbesserung ergibt
und schließlich sogar zu einer Verringerung oder zu einem völligen Verschwinden der Eigenklebrigkeit führen
wird.
Die Belichtung kann bei sehr verschiedenen Temperaturen,
etwa zwischen -50 und +15O0C, durchgeführt werden,
obwohl vorzugsweise Temperaturen über 0° C verwendet werden. Gefunden wurde, daß die Zelt, in der
eine befriedigende Eigenklebrigkeil erreicht wird, bei höheren Temperaturen wesentlich verkürz', werden kann.
Es werden daher Temperaturen über 35 C und besonders über 50° C bevorzugt.
Die maximale Temperatur wird, obwohl diese Im Prinzip
keinen Schranken unterliegt, aus praktischen Gründen unter 150° C, besonders unter 135° C gewählt. Bei
höheren Temperaturen muß das Gemisch, wenn sich in ihm Vulkanisationsmittel befinden, schnell abgekühlt
werden, damit eine vorzeitige Vulkanisation vermieden wird.
Es kann beim erfindungsgemäßen Verfahren jede mögliche Lichtquelle benutzt werden. Beispiele anwendbarer
Lichtquellen sind u. a. Natriumdampflampen, Quecksilberdampflampen, Halogenlampen, Leuchtstoffröhren,
Xenonlampen, Quecksilberjodidleuchten und Glühbirnen.
Erforderlichenfalls kann das Licht dieser Lichtquellen filtriert werden, um die UV-Strahlung mengenmäßig zu
beschränken und Innerhalb der verlangten Grenzen zu halten.
Selbstverständlich sind diese Lichtquellen so zu wählen,
daß sie dem Gemisch die erforderliche Mindestmenge an Strahlungsenergie zuführen. Dabei können die
üblichen Hilfsmittel zur Konzentrierung von Licht, u. a. Reflektoren und Linsen, verwendet werden.
Es gibt zahlreiche Sensibilisatoren, die beim erfindungsgemäßen
Verfahren angewandt werden. Es können viele verschiedene Arten solcher Sensibilisatoren eingesetzt
werden, wie etwa Porphyrine, namentlich die mit aromatischen Gruppen substituierten Porphyrine, wie
Turaphenylporphyrln und meso-naphthylsubstitulerte
Porphyrine; ferner Porphyrazlne, Phthalocyanine, Chlorophyll, Eosin, Methylenblau, Methylviolett, Fluorescein,
Hämin, Rühren, Acrldin, Rose Bengal und alkyl-
und/oder arvlsubstltulertes Anthracen Tetracen Penia-
cen, Hexacen und Heptacen. Im allgemeinen sind mehrkernige aromatische Verbindungen, wie Rubren, und die
Substitutionsprodukte von z. B. Anthracen, Naphthacen, Benzanthracen und Dlphenylanthracen aufgrund ihrer
leichten Verfügbarkelt In der Form aromatrelcher Erdöl-Traktionen
zu bevorzugen. So besitzen diese Sensibilisatoren 3 bis 100, Insbesondere 3 bis 50 aromatische Kerne,
die substituiert sein dürfen. Namentlich die niedermolekularen Verbindungen mit 3 bis 5 aromatischen Kernen
müssen durch Alkyl- und/oder vorzugsweise Arylgruppen substituiert sein. Die für UV-Licht bekannten Sensibilisatoren,
wie Benzophenon und dergleichen, sind im vorliegenden Verfahren nicht verwendbar.
Der Wirkungsgrad dieser Sensibilisatoren kann sehr verschieden sein und ist mit von der Wellenlänge des
benutzten Lichtes abhängig. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, wird man den verwendeten Sensibilisator und
die benutzte Lichtquelle aufeinander abstimmen müssen. Die Sensiblllsatormenge kann innerhalb weiter Grenzen
je nach dem Wirkungsgrad des Sensibilisator und der verwendeten Lichtquelle schwanken, Im allgemeinen
aber reichen geringe Mengen aus, etwa zwischen 0,001 und 1 Gew.-9b, vorzugsweise zwischen 0,01 und
0,5 Gew.-5b, bezogen auf das Gewicht des benutzten Polymerisats.
Falls ein Sensibilisator mit sehr niedrigem Wirkungsgrad
verwendet wird, kann selbstverständlich mehr als 1 Gew.-9b benutzt werden, z. B. 5 Gew.-9b.
Der Sensibilisator kann auf verschiedene Weise eingesetzt werden. Er kann in einen der Bestandteile des
Gemisches aufgenommen werden, bevor das endgültige Gemisch hergestellt wird, oder man kann ein sogenanntes
Vormischungs- oder Masterbatchverfahren verwenden, indem ein Gemisch, in dem sich der Sensibilisator
in konzentrierter Form befindet, mit einem Gemisch ohne einen solchen Sensibilisator verstreckt wird.
Obwohl Einmischung in das Kautschukgemisch sehr zu bevorzugen ist, kann man den Sensibilisator auch auf
die Oberfläche des Gemisches bringen, etwa nach Auflösung in einem Lösungsmittel.
Vorteilhaft können auch zwei oder mehrere Sensibilisatoren eingesetzt werden, um einen größeren Wirkungsgrad
der Lichtquelle zu erreichen. Man kann diese Sensibilisatoren als Gemisch anwenden, man kann sie aber
auch separat einmischen.
Den größten Vorzug verdient die Anwendung von Streckölen für Kautschuke, die bereits einen oder mehrere
Sensibilisatoren enthalten. In einem solchen Fall ist keine Beigabe zusätzlicher Sensibilisatoren erforderlich.
So kann man aromatische Öle verwenden, In denen sich bereits mehrkernige aromatische Kohlenwasserstoffe
befinden, die als Sensibilisator dienen können.
Es werden vorzugsweise aromatische Öle eingesetzt, die bei Wellenlängen über 400 ηm nicht völlig lichtdurchlässig
sind. Die Lichtdurchlässigkeit liegt Vorzugsweise unter 95%, insbesondere unter 80%, gemessen bei
400 nm an einer Lösung von 74 mg Öl in 100 ml n-Hexan in einer Küvette von 1 cm.
Die Anmelderin nimmt an, obschon sie sich nicht auf diese Annahme festlegen möchte, daß durch Bestrahlung
der Oberfläche mit dem richtigen Licht In Anwesenheit von Sauerstoff und Sensibilisator eine fotochemische
Oxydation der Oberfläche stattfindet. Diese fotochemische Oxydation erfolgt durch Einwirkung von aus Tripleu-Sauerstoff
gebildetem Slngulett-Sauerstoff auf die sehr spezifische Ungesättigtheit, welche In die Seltenketten
des Mischpolymerisats eingebaut und nach der Vulkanisation wieder verschwunden ist. Dies Im Gegensatz
zu einer Selbstoxydation, welche über einen Radikalmechanismus verläuft und nicht selektiv Ist, wie eine Oxydation
z. B. mit Ozon und/oder UV-Licht In Gegenwart von Sauerstoff und ggf. In Gegenwart eines Oxydationskatalysators, wobei ein Abbau der Polymeroberfläche
nicht zu vermelden Ist.
Das kautschukartige Äthylen-Mischpolymerisat soll Im
nichtlinearen Teil der Polymerkette befindliche C=C-BIndungen
enthalten, deren Kohlenstoffatome entweder zwei In vlzlnaler cls-Stellung zueinander angeordnete
Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, die keinen Bestandteil desselben cyclischen Systems bilden, oder,
und vorzugsweise, zumindest drei Kohlenwasserstoffgruppen besitzen.
Es ist ohne weiteres klar, daß zumindest eine der Kohlenwasserstoffgruppen
der C=C-Blndung ein Band zumindest einem Kohlenstoffatom der Polymerkette bilden
muß. Es wird angenommen, daß die Kohlenwasserstoffgruppe in diesem Falle das Kohlenstoffatom des
linearen Teils der Polymerkette, oder Hauptkette, einschließt.
Die erfindungsgemäß anwendbaren Polymerisate sind diejenigen, von denen entweder die C=C-Blndungen zwei
In vlzinaler cls-Stellung zueinander angeordnete Kohlenwasserstoffgruppen
enthalten, die zusammen keinen Bestandteil desselben cyclischen Systems bilden, oder,
und vorzugsweise, zumindest drei Kohlenwasserstoffgruppen besitzen. Diese Bedingungen werden z. B. mit
einem Mischpolymerisat aus Äthylen, Propylen und Dlcyclopentadlen nicht erfüllt, und es wird mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren nur eine geringe Eigenklebrigkelt erzielt. Dies gilt In gleichem Maße für Mischpolymerisate
aus Äthylen, Propylen und Hexadlen-1,4, das In der trans-Konflguratlon Im Polymerisat vorhanden
ist.
Wenn ein Polymerisat verwendet wird, dessen C-Bindungen
zwei sich in vlzlnaler cis-Stellung zueinander befindliche Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, welche
zusammen keinen Bestandteil des gleichen cyclischen Systems bilden, so können die Kohlenwasserstoffgruppen
eine Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Cycloalkyl- oder Alkylgruppe
mit vorzugsweise 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und insbesondere 1 bis 8 Kohlenstoffatomen sein. Beispiele
von Polymerisaten mit solchen C=C-Bindungen sind u.a. diejenigen Polymerisate, In die Hexadien-1,4, 6-Methylheptadlen-1,4,
l-Vlnyl-4-(propenyl-l)-cyclohexan, 6-Phenylhexadien-l,4, 3-Isopropylhexadlen-l,4 und 4(1-Butenyl-2)-styrol
eingebaut sind. Diese Monomeren müssen sich in der cis-Konflguratlon im Polymerisat
befinden. Falls die C=C-Bindungen zumindest drei Koh- !enwasserstoffgrüppcn enthalten, was zu bevorzugen ist,
so können diese Kohlenwasserstoffgruppen aus einer Alkyl-, einer Cycloalkyl-, einer Aryl-, einer Alkaryl- oder
einer Aralkylgruppe mit vorzugsweise 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und ganz besonders mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
bestehen. Beispiele von Polymerisaten, welche derart ungesättigt sind, sind u. a. diejenigen Polymerisate,
die in die nachstehenden Verbindungen eingebaut sind: 5-Methylhexad!en-l,4, 4-Äthyl-hexadien-l,4, 4-Isopropylhexadien-1,4,
4,5-Dimethylhexadien-l,4, 5-Methyloctadien-1,5, o-Methyloctadlen-l^, 6-Methylheptadlen-1,5,
SJ-Dlmethyloctadien-l.S, 4,5-Dipropyloctadlen-1,4,
S-Propyl-o-methylheptadlen-l.S, 6-Phenyl-4-propylhexadien-1,4,
5-Äthyl-7-methyloctadlen-l,6 und A-(2-Butylen-2-yl)-styrol.
Falls die außerhalb des linearen Teils der Polymerketten befindlichen C=C-Bindungen
drei oder mehr Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, können auch zwei geminal oder zwei vlzinal zueinander
an solche C=C-BIndungen gebundene Kohlenwasserstoffgruppen
Bestandteil cyclischer Systeme sein. Beispiele solcher cyclischen Systeme sind u. a. das Cyclo-octensystem,
das Blcyclo(2,2,l)-heptensystem, das Bicyclo(2,2,2)-octensystem, das Dlcyclopentadiensystem,
das Tetrahydro-Indensystem, das Bicyclo(4,4,0)-decadiensystem,
das Blcyclo(3,2,0)-heptensystem und das BicycloO^OJ-octadlensystem.
Beispiele von Polymerisaten mit solchen cyclischen Systemen sind u. a. diejenigen Polymerisate. In die nachstehende
Monomere eingebaut sind:
4-Methylcyclo-octadlen-l,4;
4-Methyl-5-propylcyclo-octadien-l,4;
5-Äthylldennorbornen-2;
5-Propylldennorbornen-2;
5-Butylldennorbornen-2;
5-Isopropylldennorbornen-2; weiter
2-Methylnorbornadlen-2,5;
2-Propylnorbornadlen-2,5;
3-Heptylnorbornadien-2,5;
2-Äthyl-3-propylnorbornadlen-2,5 und
2-(r,5'-Dlmethylhexen-4-yl)norbornadien-2,5; ferner
5-Isopropyllden-blcyclo(2,2,2)octen-2; · .
5-ÄthylIdenblcyclo(2,2,2)octen-2;
5-Butylidenblcyclo(2,2,2)octen-2; weiter
2-ÄthylbicycIo(2,2,2)octadlen-2,5;
2-Methyl-3-äthylblcyclo(2,2,2)octadien-2,5;
2-Hexylblcyclo(2,2,2)octadien-2,5 und
2-( 1 ',5'-Dlmethlyhexenyl-4)bicyclo(2,2,2)octadien-
2,5; welter
5-Methyldlcyclopentadlen;
4-Methyl-5-äthyldlcyclopentadlen und
5-Isopropyldlcyclopentadlen; außerdem
3-Methyl-4,7,8,9-tetrahydro-inden;
2-Propyl-4,7,8,9-tetrahydro-lnden; welter
l-Isopropyllden-4,7,8,9-tetrahydro-lnden;
1-(1'-Phenyl)äthyllden;
4,7,8,9-Tetrahydro-inden; welter
l-Iscpropylidenblcyclo(4,4,0)decadien-2,6;
2-Isopropylldenblcyclo(4,4,0)decen-6 und
2-Äthy!ldenbicyclo(4,4,0)decen-6; ferner
3-Äthylenblcyc!o(3,2,0)-heptadien-2,6 und
3-Methylbicyclo(3,3,0)-octadlen-2,6.
Die Menge des In die Mischpolymerisate eingebauten
Polyens kann Innerhalb weiter Grenzen schwanken, es wird jedoch eine Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% bevorzugt.
Es versteht sich, daß die Polyene, welche bei Mischpolymerisation
nicht die gewünschte Struktur der C=C-Blndungen
In den Seitenketten ergeben, zum Erreichen guter Eigenkiebrigkeitswerte von unwesentlicher Bedeutung
sind, und daß diese ungesättigten C=C-Blndungen an sich die Elgenklebrlgkeit nicht beeinflussen.
Die Polyene, die wohl die gewünschte Struktur ergeben, werden vorzugsweise in Mengen größer als
0,5 Gew.-%, insbesondere größer als 1,0 Gew.-% und kleiner als 10 Gew.-% eingemischt. Die besten Eigenkiebrigkeitswerte
liegen vor bei Mengen über 3 Gew.-V
Die erfindungsgemäßen Äthylenmischpolymerisate können im allgemeinen hergestellt werden durch Mischpolymerisation
eines Gemisches aus Äthylen, zumindest einem anderen a-Alkylen und ggf. einem oder mehreren
Polyenen in Lösung in einem halogenhaltigen oder halogenfreien organischen Lösungsmittel oder in Suspension
mit Hilfe eines Koordinationskatalysators.
Als Koordinationskatalysator kann ein Katalysator dienen, gebildet durch Zusammenfügung zumindest einer
Metallverbindung der Nebengruppen 4 bis 6 oder 8 des Perlodensystems nach Mendelejev, einschließlich Thor
und Uran, der sogenannten Schwermetallkomponente, mit einem Metall, einer Legierung, einem Metallhydrid
5 oder einer Metallverbindung eines Metalls der Gruppen 1 bis 3 oder der vierten Haüptgruppe dieses Perlodensystems,
der sogenannten Aluminiumkomponente, eventuell in Anwesenheit anderer Stoffe wie geringer Mengen
von Verbindungen mit freien Elektronenpaaren, z. B.
ίο Wasser, Alkohol, Sauerstoff oder Lewis-Basen oder
geringer Mengen mehrfach halogenierter organischer Verbindungen. Vorzugsweise benutzt man ein Katalysatorsystem,
entstanden durch Zusammenfügung von im Vertellungsmittel löslichen Vanadium- und/oder Titanverbindungen,
z.B. Vanadlumoxytrichlorid und/oder Vanadiumlelrachlurid und/oder TiiatHeirachlorld,
und/oder Tetra-alkyltltanat mit einem oder mehreren
vorzugsweise organischen Aluminiumverbindungen, wie Aluminiumtrlalkylen, Dlalkylalumlnlumhalogenid
und/oder Mono-alkylalumlniumhalogenid, Dialkylaluminiummonohydrid.
Vorzugsweise werden solche Aluminiumalkylverblndungen verwendet, die eine Alkylgruppe
mit 2 bis 8 und ganz besonders 2 bis 5 Kohlenstoffatomen tragen.
Ausgezeichnete Resultate werden mit der Kombination von Vanadiumoxytrlchlorld und Alkylaluminiumchlorld,
insbesondere Alkylaluminiumsesquichlorid erzielt.
Das Verhältnis zwischen der Aluminiumkomponente
Das Verhältnis zwischen der Aluminiumkomponente
3d und der Schwermelallkomponente kann Innerhalb weiter
Grenzen schwanken, etwa zwischen 2:1 und 500:1, vorzugsweise zwischen 3 : 1 und 25 : 1. Die Katalysatorbestandteile
können bei einer kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens nach Auflösung Im Verteilungsmittel
unmittelbar der Polymerisationszone zugeführt werden.
Die erfindungsgemäß anwendbaren Äthylenmischpolymerisate sind aus Äthylen, zumindest einem anderen x-Alkylen
und einem oder mehreren Polyenen aufgebaut.
Als anderes ar-Alkylen kann im Äthylenmischpolymerisat
jedes mischpolymerislerbare ar-Alkylen dienen, vorzugsweise
jedoch jene Alkylene, die 3 bis 18 Kohlenstoffatome je Molekül enthalten, und ganz besonders solche,
die 3 bis 4 Kohlenstoffatome je Molekül enthalten. BeI-spiele anwendbarer Ä-Alkylene sind u. a. Butylen, 4-Methylpenten-1,
Hexen und Hepten und insbesondere Propylen. Auch können Gemische von ar-Alkylenen in
die erfindungsgemäß anwendbaren Äthylenmischpolymerisate aufgenommen sein, wie etwa Propylen und
Butylen. Der Äthylengehalt der anwendbaren Mischpolymerisate liegt zwischen 50 und 85 MoIv Meistens findet
man Äthyien-Mlschpoiymerisaie mit den höc'nsien Eigenklebrigkeitswerten bei einem Äthylengehalt zwischen
55 und 80 MoK, Insbesondere zwischen 60 und 77,5 Molt.
Die Mischpolymerisationsreaktion wird im allgemeinen bei einer Temperatur zwischen -40 und 120° C, vorzugsweise
zwischen -20 und 80Q C, durchgeführt. Der Druck wird im allgemeinen 1 bis 50 at betragen, man
kann aber auch bei höheren oder niedrigeren Drücken arbeiten. Vorzugsweise wird das Verfahren im Dauerbetrieb
durchgeführt. Als Verteilungsmittel ist jeder flüssige Kohlenwasserstoff geeignet, welcher gegenüber dem
verwendeten Katalysator inert ist und vorzugsweise 4 bis
ί>5 18 Kohlenstoffatome je Molekül enthält. Beispiele für
anwendbare Kohlenwasserstoffe sind u. a. gesättigte aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, wie
Butan, Pentan. Cyclohexan, Hexan. Heptan oder Petro-
leumfraktionen, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie
Toluol und Benzol, und halogenlerte organische Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachloräthylen.
Vorteilhaft kann bei solchen Temperatur-, und Druckverhältnissen
gearbeitet werden, daß eines oder mehrere der verwendeten Monomeren, namentlich Λ-Alkylen, wie
Propylen, in flüssiger Form und In einer solchen Menge vorhanden Ist, daß dieses als Verteilungsmittel auftritt.
Ein anderes Verteilungsmittel Ist dann nicht erforderlich.
Das Molekulargewicht der beim erfindungsgemäßen Verfahren anzuwendenden Mischpolymerisate kann Im
allgemeinen durch Kettenregler beeinflußt werden, wie Acetylen, Wasserstoff, Butadlen-1,2, Zlnkalkylen und
Alkylhalogenlde. Vorzugswelse wird Wasserstoff als Kettenregler
benutzt.
Die Molekulargewichte der kautschukartigen Mischpolymerisate Hegen gewöhnlich zwischen 5 ■ 104 und
5 · 10*. Unter Molekulargewicht wird hier das gewichtsmittlere
Molekulargewicht verstanden, wie dies mit Hilfe der Lichtstreuungstechnik gemessen wird. Die besten
Eigenklebrlgkeltswerte liegen vor bei einem Molekulargewicht
zwischen 10' und 10'.
Die unvulkanislerten Gemische aus kautschukartigem Mischpolymerisat, klebrigmachendem Harz und ggf.
anderen Zusätzen sollen eine Zugfestigkeit zwischen 1,5 und 50 kg/cm2, vorzugsweise zwischen 2,0 und
30 kg/cm2 und ganz insbesondere zwischen 3 und 25 kg/cm2 aufweisen. Optimale Werte finden sich bei
Zugfestigkelten unter 15 kg/cm2.
Zur Herstellung von Gemischen, die diese Zugfestigkeitswerte
aufweisen. Ist von kautschukartigen Mischpolymerisaten
auszugehen, die in nlchtvulkanisiertem Zustand schon eine gewisse Zugfestigkeit, auch »green
strength« genannt, besitzen.
Auch mit Rücksicht auf die an die Bruchdehnung zu stellende Anforderung darf dieser »green strength« des
unvermischten Polymerisats aber nicht zu hoch sein. Gute Zugfestigkeitswerte liegen zwischen 3 und
50 kg/cm2 und insbesondere zwischen 5 und 35 kg/cm2.
Kautschukartige Mischpolymerisate mit einer Zugfestigkeil zwischen 3 und 50 kg/cm2 haben im allgemeinen
einen Äthylengehalt zwischen 50 und 80 Mol%. Bei höheren Äthylengehalten nimmt die Zugfestigkeit erheblich
zu. Die zu bevorzugenden Zugfestigkeitswerte zwischen 5 und 35 kg/cm2 finden sich meistens bei Äthylengehalten
zwischen 60 und 77,5 MoIV Die Zugfestigkeit wird im allgemeinen durch Vermischung des kautschukartigen
Mischpolymerisats mit einem klebrigmachenden Harz und Füllstoffen nachlassen. Werden nicht allzugroße
Mengen der sogenannten verstärkenden Füllstoffe, wie Ruß, eingearbeitet, so kann sich die Zugfestigkeit
aber auf einem hohen Niveau behaupten oder sogar nuch
zunehmen. Man wird deshalb bei Anwendung einer Menge Strecköl vorzugsweise auch eine entsprechende
Menge eines solchen verstärkenden Füllstoffs, insbesondere Ruß, einmischen, um so die gewünschte Zugfestigkeit
aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise können bedeutende Mengen solcher Zusätze in das Gemisch eingearbeitet
werden, z. B. insgesamt 200 Teile zu 100 Teilen des kautschukartigen Mischpolymerisats, wobei trotzdem
die Zugfestigkeit des Gemisches in unvulkanisiertem Zustand über 2 kg/cm2 bleibt. Jeder Fachmann kann mit
Hilfe einiger einfacher Versuche bestimmen, wie groß die Mengen dieser Zusätze sein sollen, damit das Gemisch
nach wie vor den an die Zugfestigkeit zu stellenden Anforderungen entspricht.
Oftmals kann auch die Verarbeitungstemperatur bei den gewünschten Zugfestigkeitswerten eine Rolle spielen.
Durch Mischung bei Temperaturen von 100° C und höher läßt Im allgemeinen die Zugfestigkeit nach. Man
hat bei diesen Zusätzen auch der Bedingung Rechnung zu tragen, daß die Bruchdehnung über 500%, vorzugsweise
über 1700%, bleiben muß. Dies wird im nachfolgenden noch besprochen. Die Zugfestigkeit und die
Bruchdehnung werden gemäß NEN 5602 (Ringmethode) mit einer Geschwindigkeit von lOcm/mln und bei einer
Temperatur von 23° C gemessen. Die Dicke der Proberinge beträgt 2 mm.
Die Gemische aus kautschukärtlgen Mischpolymerisaten,
klebrigmachenden Harzen und Füllstoffen, die gemäß dem Verfahren der Erfindung angewandt werden,
sollen eine Bruchdehnung aufweisen, welche zumindest 500%, vorzugsweise zumindest 800% und ganz insbesondere
zumindest 1700» beträgt. Bei der Herstellung solcher
Gemische ist selbstverständlich von Mischpolymerisaten auszugehen, die schon vor der Mischung eine
bedeutende Bruchdehnung aufweisen, z. B. über 625%, Insbesondere über 1000%. Am meisten vorzuziehen sind
Mischpolymerisate mit einer Bruchdehnung über 1700%. Mischpolymerisate, welche solche hohen Bruchdehnungswerte
aufweisen, sind entsprechend den In der heutigen Technik bekannten Verfahren herzustellen, weiche
anderswo in dieser Anwendung erwähnt sind. Dabei ist für einen ausreichend hohen Äthylenanteil In den Mischpolymerisaten
zu sorgen, d. h. einen Äthylenanteil, der meistens über 60 Mol% und vorzugsweise über 65 Mol%
liegt. Sollte das gewonnene Mischpolymerisat mit z. B.
66 Mol% Äthylen eine zu niedrige Bruchdehnung aufweisen, so kann diese Bruchdehnung durch Aufnahme einer
größeren Äthylenmenge In das Mischpolymerisat auf den gewünschten Wert gesteigert werden.
Im allgemeinen wird man kein Mischpolymerisat verwenden, dessen Äthylenanteil über 85 Mol% liegt, weil die Bruchdehnung bei sehr hohen Äthylenanteilen wiederum stark abnimmt, sogar bis unter 625%. Es werden deshalb Mischpolymerisate bevorzugt, deren Äthylenanteil unter 80 Mol%, insbesondere unter 77,5 Mol%, liegt.
Im allgemeinen wird man kein Mischpolymerisat verwenden, dessen Äthylenanteil über 85 Mol% liegt, weil die Bruchdehnung bei sehr hohen Äthylenanteilen wiederum stark abnimmt, sogar bis unter 625%. Es werden deshalb Mischpolymerisate bevorzugt, deren Äthylenanteil unter 80 Mol%, insbesondere unter 77,5 Mol%, liegt.
Well die Bruchdehnung von aus kautschukartigen Mischpolymerisaten und Füllstoffen bestehenden Gemischen
bei Zunahme des Füllstoffanteils meistens nachläßt, dürfen nicht zu viel Füllstoffe eingemischt werden.
Es gibt aber auch Mischpolymerisate, welche sogar bei bedeutenden Füllstoffmengen einen hohen Bruchdehnungswert
beibehalten. Im allgemeinen werden dann auch die Äthylenanteile solcher Mischpolymerisate sehr
hoch sein. Bei diesen Mischpolymerisaten kann es sogar vorkommen, daß Beigabe geringer Füllstoffmengen zu
einer Steigerung der Bruchdehnung des Gemisches führt. Auch kann es nach Vermischung von Mischpolymerisaten
mit hohem Poiymerameii mit Füllstoffen vorkommen, daß die Bruchdehnung sehr stark abnimmt, falls
diese Mischung bei niedrigen Temperaturen, z. B. unter 100° C stattfindet. Durch Steigerung der Mischtemperatur
kann dieser starke Rückgang der Bruchdehnung vermieden werden.
Mit Hilfe dieser Richtlinien ist es dem Fachmann durchaus möglich, durch einige einfache Versuche zu
bestimmen, welche Gemische für Anwendung gemäß dem vorliegenden Verfahren geeignet sind, und welche
nicht.
Das kautschukartige Mischpolymerisat aus Äthylen, zumindest einem anderen ct-Äthylen und einem oder
mehreren Polyenen soll vorzugsweise ein mit Hilfe von »differential scanning calorimetry« (d. s. c.) mit einer
Abkühlungsgeschwindigkeit von 8° C pro Minute aufgenommenem Thermogramm besitzen. In dem die Kristal-
lisatlonswärme gegen die Temperatur abgetragen ist und
das bei einer Temperatur zwischen -7 und ITC ein Maximum aufweist.
Dies ist vor allem gewünscht, wenn das kautschukartige Mischpolymerisat mit Hilfe der Katalysatorkomblnation
aus Vanadlumoxltrlchlorld und Äthylalumlnlumsesqulchlorld hergestellt Ist. Obwohl die Anwendung anderer
Katalysatorkombinationen auch hohe Elgenklebrigkeltswerte ergibt, falls der Berg Im d.s.c.-Therrnogramm
bei einer Temperatur zwischen -7 und +11° C liegt, können selbstverständlich nur wenn den an die Bruchdehnung
und die Zugfestigkeit zu stellenden Anforderungen genügt wird, brauchbare Elgenklebrigkeltswerte erhalten
werden, wenn der Berg im d.s.c.-Thermogramm außerhalb
des genannten Bereichs liegt.
Das Auftreten eines Berges infolge eines Wärmeeffekts bei bestimmter Temperatur In einem mit Hilfe von »differential
scanning calorimetry« aufgenommenen Thermogramm (d.s.c.-Kurve) läßt erkennen, daß im geprüften
Material bei dieser Temperatur eine Phasenveränderung auftritt. Wenn beim Aufnehmen der d.s.c.-Kurven
kautschukartiger Äthylen-Mischpolymerisate von erhitzten Proben ausgegangen wird und diese während der
Aufnahme der Kurven abgekühlt werden, so deutet ein Berg in der d.s.c.-Kurve auf einen Übergang von einer
geschmolzenen zu einer kristallinen Phase und somit auf die Anwesenheil von Krlstalliten in den geprüften Äthylen-Mischpolymerisaten.
Röntgendiffraktionsbllder der von der Anmelderin
geprüften kautschukartigen Äthylen-Mischpolymerisate ergeben, daß die In Äthylenpropylen-Mischpolymerisaten
anwesenden Kristallite aus Äthylensequenzen aufgebaut sind. Es wurden keine Reflektiönen von Polypropylen
beobachtet.
Die Temperatur, bei der in der d.s.c.-Kurve für kautschukartlge Äthylenmischpolymerisate das Kristallisationsmaximum
auftritt. Ist von der Länge der Äthylensequenzen und der Äthylensequenzlängenvertellung
abhängle. Da die !'iischungen auf der Basis von Äthylenmischpolymerisaten
und Klebrigmachern eine sehr hohe Elgenklebrigkelt zeigen, wenn diese Mischungen Äthylenmischpolymerisate
enthalten, die in der d.s.c.-Kurve mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 8°C/min
einen Kristallisationsberg mit einem Maximum bei einer
Temperatur zwischen -7 und +110C, vorzugsweise zwisehen
-3 und +8° C und ganz besonders zwischen 0 und +6° C, aufweisen, darf angenommen werden, daß das
Auftreten von Eigenklebrigkeit mit dem Vorkommen von Äthylensequenzen von sehr spezifischer Länge in
diesen Äthylenmischpolymerisaten verbunden ist.
Anmelderin erwartet, obwohl sie sich hierauf nicht festlegen möchte, daß es sich hier urn Äihylenrnischpolymerisate
handelt, die sich analog denjenigen Äthylenmischpolymerisaten verhallen, die genügend Äthylensequenzen
mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen im linearen Teil besitzen, um eine d.s.c.-Kurve zu geben, welche
einen Berg mit einem Maximum zwischen -7 und +1PC zeigt.
Die Äthylensequenzlängen, welchen in Äthylenmischpolymerisaten vorkommen, hängen u. a. ab von der Konzentralion
der in das Äthylenmischpolymerisat eingebauten Comonomeren und der Art und Weise, wie diese
Comonomeren in das Polymerisat aufgenommen sind.
Es ist zum Beispiel bekannt, daß es große Unterschiede gibt in der Kinetik der Mischpolymerisation von
Äthylen .'nrt Propylen mit verschiedenen schon bekannten
Polyenen, wie z. B. 1,4-Hexadien und Dicyclopentadien.
Die Verteilung der Comonomeren im Äthylenmischpolymerisat ist für jedes bei der Herstellung der
Mischpolymerisate benutzte Katalysatorsystem verschieden. So können durch Variierung nur des Katalysatorsystems
bei gleichem Comonomereneinbau die Schmelztemperaiuren
der im Mischpolymerisat befindlichen Kristallite wesentlich voneinander abweichen. Auch Katalysatorzusätze,
wie Lewis-Basen und halogenlerte aktivierende Verbindungen, beeinflussen die Schmelztemperatur
der Kristallite.
ίο Daneben sind auch die Polymerisationsbedingungen
wie Druck, Temperatur, Polymerisationszeit, Lösungsmittel und Rührintensität für die Im Äthylenmischpolymerisat
vorkommenden Äthylensequenzlängen und die Äthylensequenzlängenverteilung mitbestimmend. Es
wird denn auch klar sein, daß bei einem bestimmten Katalysatorsystem nur sehr gewisse Kombinationen von
Polymerisationsbedingungen und Comonomereneinbau solche Mischpolymerisate ergeben, welche einen Kristallisationsberg
mit einem Maximum zwischen -7° C und +1PC zeigen und In den Mischungen auf der Basis von
Äthylenmischpolymerisaten und Klebrigmachern mit hoher Eigenklebrigkeit verwendbar sind.
Aus obigem dürfte deutlich hervorgehen, daß ein Verfahren zur Herstellung dieser erfindungsgemäß anwendbaren
Äthylenmischpolymerisate nicht nur anhand eines Comonomereneinbaus und des angewandten Katalysatorsystems
charakterisiert werden kann, well außer diesen Faktoren auch die Polymerisationsbedingungen mitbestimmend
sind für die Äthylensequenzlängen, welche im anfallenden Äthylenmischpolymerisat vorkommen.
Auch hat es sich als unmöglich erwiesen, einen allgemeinen Zusammenhang zwischen den einzelnen wichtigen
Polymerisationsparametern und der Stelle des Kristallisationsberges In der d.s.c.-Kurve und somit der Äthylensequenzlänge
zu ermitteln. Es folgt daher jetzt eine allgemeingültige Methodik, welche es dem Fachmann ermöglicht,
Äthylenmischpolymerisate herzustellen, die einen Kristallisationsberg mit einem bei der gewünschten Temperatur
liegenden Maximum ergeben.
für jede Kombination von Katalysatorsystem und Polymerisationsbedingungen läßt sich auf nachfolgende
Welse bestimmen, wie diese Äthylenmischpolymerisate hergestellt werden können. Bei einem bestimmten Katalysatorsystem
und genau gewählten Polymerlsationsbedingungen wird eine Reihe von Versuchen mit chargenweisem
Betrieb durchgeführt, in denen nur die Konzentration der Comonomeren im zu polymerisierenden
Monomerengemisch, z. B. die des a-AIkylens, eine Veränderlich·;
ist. Anschließend wird eine d.s.c.-Kurve der so erhaltenen Äthylenmischpolymerisate aufgenommen.
Durch Variierung der Konzentration eines der Comonomeren werden die Aihyiensequenziänge und somit die
Temperatur, bei der sich in diesen Kurven des Maximum des Kristallisationsberges einsteilt, gleichfalls Schwankungen
unterliegen. Darauf wird der Anteil an eingebauten Comonomeren in den so erhaltenen Äthylenmischpolymerisaten
bestimmt. Nun wird die Temperatur, bei der das Maximum des Kristallisationsberges in der d.s.c-Kurve
auftritt, graphisch gegen den Anteil des in das Äthylenmischpolymerisat eingebauten Comonomeren
abgetragen. Man erhält auf diese Weise eine Beziehung zwischen der Temperatur, bei der es Im Äthylenmischpolymerisat
zu einer Kristallisation von Kristalliten kommt, und dem Gehalt an eingebautem Comonomeren.
Es darf davon ausgegangen werden, daß bei lOO^igem
Äthyleneinbau diese Kristallisation bei ca. 130° C (Kristallisationstemperatur des Polyäthylens) stattfindet. Die
auf diese Welse erhaltene Funktion ist eine kontinuierli-
ehe; das von der Anmeiderin geprüfte Gebiet konnte für
praktische Zwecke als linear betrachtet werden. Aus dieser Beziehung kann man schließen, bei welcher Konzentration
an eingebautem Comonooieren das;unter diesen
Polymerisationsbedingungen erhaltene Äthylenmischpolymerisat mit dem gewählten Katalysatorsystem gebildet
wild und unter den gewählten Reaktionsbedingungen kautschukartige Älhylenmischpolymerisate anfallen,
welche in der d. s. c.-Kurve einen K.ristallisationsberg
innerhalb des gewünschten Temperaturbereichs aufweisen. Jedem Fachmann ist es jetzt möglich, Äthylenmischpolymerisate
mit einem solchen Comonomerengehalt herzustellen. Ein solches Verfahren kann mit
jedem Katalysatorsystem und jeder Kombination von Polymerisationsbedingungen angewandt werden.
Die erfindungsgemäßen Mischungen sollen ein oder mehrere kleDrigmachende Harze, die sogenannten Klebrigmacher
enthalten. Als Klebrigmacher kann in den erfindungsgemäßen Mischungen jede Verbindung dienen,
die, wenn sie den Äthylenmischpolymerisaten beigegeben wird, deren Eigenklebrigkelt erhöht. Sehr gut
brauchbar sind organische cyclische Harze, welche zumindest eine polare funktioneile Gruppe enthalten und
deren Molekulargewicht zumindest 200 beträgt. Diese Harze können etwa Isoprenoldharze, Terpenoidharze,
Phenolaldehydharze, Phenolacetylenharze oder alkylierte Phenolharze sein.
Beispiele für gut anwendbare Klebrigmacher sind u. a.
Terpene, von Abietinsäure abgeleitete Verbindungen, Primarinsäure, Diels-Alder-Reaktionsprodukte von Isopren
mit Piperylen, Butadien, Dicyclopentadlen oder Mischungen derselben. Vorteilhaft lassen sich alkylierte
Phenolharze anwenden, etwa ein Kondensationsprodukt aus Alkylphenol und Formaldehyd mit einem Molgewicht
Im Bereich zwischen 500 und 2000.
Diese Klebrigmacher, welche im Verfahren der vorliegenden Erfindung am meisten vorzuziehen sind, gehören
zur Gruppe der Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit Alkylphenol mit einem Molekulargewicht zwischen
200 und 3000, Insbesondere zwischen 300 und 2000, wobei die Alkylgruppe 1 bis 30, Insbesondere 8 bis
12 Kohlenstoffatome enthalt. Diese Alkylgruppe ist vorzugsweise stark verzweigt. Beispiele für geeignete Alkylgruppen
sind: 1,1,3,3-Tetramethylbutyl, 1,3,5-Trlmethylhexyl
und 1,3,5,7-Tetramethyloctyl. Auch können Modifikationen solcher Harze verwendet werden, z. B. die
Kondensationsprodukte von Alkylphenol mit SCh oder S2CI2 Auch Mischungen von Klebrigmachern können
angewandt werden. Der Klebrigmacher kann in den erfindungsgemäßen Mischungen In Mengen zwischen 1
und 25 Gew.-%, bezogen auf das Äthylenmlschpolymerlsat, verwendet werden, obwohl gegenüber dem Stande
der Technik verhältnismäßig geringe Mengen, etwa von 1 bis 10 Gew.-%, vorzuziehen sind.
Die erfindungsgemäßen Mischungen kör.nen ebenfalls ein oder mehrere Vulkanisationsmittel enthalten. Als
Vulkanisationsmittel sind In der erfindungsgemäßen Mischung die üblichen Vulkanisationsmittel verwendbar,
z. B. Schwefel und Peroxid. Die Menge des Vulkanisationsmittels In den erfindungsgemäßen Mischungen *"
kann Innerhalb welter Grenzen schwanken. In der Regel
werden Mengen zwischen 0,5 und 5 Gew.-%, bezogen auf die Menge des In die Mischung aufgenommenen Äthylenmlschpolymerlsats,
verwendet; vorzugsweise benutzt man Mengen zwischen 0,5 und 2 Gew.-%. Die erflndungsgemäßen
Mischungen können außer Vulkanisationsmitteln auch einen oder mehrere Vulkanisationsbeschleuniger enthalten, wie Zlnkdläthylcarbamat, Tetra-
methylthluramidsulfld, 2-Mercaptobenzthiazol, unc Aktivatoren, wie Diäthylenglycol. Die kautschukartiger
Mischpolymerisate lassen sich auf die übliche Weise vul
kanisieren.
Welter können die erfindungsgemäßen Mischunger die üblichen Füllstoffe und Pigmente enthalten. Beispiel«
für anwendbare Füllstoffe und Pigmente sind u. a. Ruß feinverteiltes Slllciumdloxyd, gefällte Kreide, gefällte:
Alumlnlumsllicat, Magnesiumsilicat, Titandioxid unc
Kaolin. Solche Stoffe werden in der Regel in Menger zwischen 10 und 500, Insbesondere zwischen 25 und
250 Gew.-%, bezogen auf die in die Mischungen aufgenommene Äthylenmischpolymerisatmenge, beigegeben.
Die erfindungsgemäßen Mischungen können auch Öle enthalten. Diese Öle können sowohl naphthenischer.
paraffinischer als aromatischer Art sein. Bevorzugt werden aromatische Öle, da bei der Anwendung solcher Öle
die höchsten Eigenklebrlgkeitswerte erreicht werden. Dei Aromaanteil liegt vorzugsweise über 40%. Am melster
bevorzugt werden Öle, die nach Auflösung in Hexan in
einer Konzentration von 74 mg/100 ml bei 400 ηm eine Lichtdurchlässigkeit 'inter 70% zeigen. Die Öle werden in
der Regel in Mengen zwischen 5 und 200 Gew.-V bezogen
auf die In der Mischung befindliche Menge kautschukartigen
Polymerisats, vorzugsweise jedoch in Mengen zwischen 10 und 100 Gew.-% den erfindungsgemäßen
Mischungen beigegeben.
Die In der vorliegenden Patentanmeldung erwähnten Eigenklebrigkeitswerte wurden mit Hilfe eines von DSM
entwickelten Klebrigkeltsmesser bestimmt, der in SGF-Publ.
Nr. 35, »News on EPDM and general information of rubber technology« beschrieben Ist. Die In diesem
Aufsatz erwähnte Methode umfaßt kurz folgendes.
Mit Hilfe eines kleinen Plungerextruders mit einem elektrisch erhitzten Zylinder (1000C) werden Streifen
von bestimmter Form hergestellt.
Diese Streifen werden anschließend dem Licht, vorzugsweise mit einer Wellenlänge zwischen 200 und 800
Nanometer, ausgesetzt. Darauf werden die Streifen sorgfältig mit Aluminiumfolie abgedeckt, so daß während
einer eventuell anschließenden Lagerung in einem staubarmen Raum bei Zimmertemperatur das Licht nicht welter
einwirken kann. Falls die Streifen nicht abgedeckt werden, erhalten diese während der eventuellen Lagerung
eine zusätzliche Lichtmenge, wodurch die Gefahr entsteht, daß die Eigenklebrigkelt stark abnimmt oder
sogar völlig verschwindet. Nach dieser Periode wird ein
Streifen auf eine Walze gewickelt, die vorher mit Klebeband
mit nach außen gerichteter Klebschicht versehen ist. Anschließend bringt man auf diese erste Wicklung
eine zweite, die schließlich auf die zuerst angebrachte
Wicklung gepreßt wird. Dazu erteilt man der Walze mit
den darauf angebrachten Streifen eine feste Umfangsgeschwindigkeit
von etwa 170 mm/mln, und die Streifen werden während einer vollständigen Drehung mit fester
Belastung von 1500 Gramm mit Hilfe einer frei drehbaren Walze aufelnandergedrückt.
Nach einmaligem Andrücken der Streifen über den ganzen Umfang der Walze wird die Andrückwalze entfernt.
Die zweite Wicklung wird nunmehr ausschließlich durch Elgenklebrigkeit festgehalten. Die Breite der Kontaktfläche
zwischen der ersten und der zweiten Wicklung beträgt 5 mm. Nach dem Anbringen der zweiten Wicklung
und dem Andrücken wird das Ende der zweiten Wicklung an eine Zerreißmaschine angeschlossen, und
bei Zimmertemperatur wird die Kraft gemessen, die dazu
erforderlich 1st, den zweiten Kautschukstrelfen von dem ersten abzuwickeln. Um das Ausdehnen des nichlvulka-
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nlsierten zweiten Kautschukstreifens, der an die Zerreißmaschine
angeschlossen ist, zu vermelden, sind die zweite Wicklung und der Einklemmteil mit Klebeband
versehen. Die Klebseite des Klebebands ist dabei der Kautschukoberfläche zugewandt.
Die Abwlcklungsgeschwir Jigkeit ist auf 1 cm/min festgelegt. Die Abwickellänge, über die die Eigenklebrigkelt
gemessen wird, beträgt etwa 125 mm.
Die d.s.c.-Kurven, die In der Patentanmeldung
beschrieben werden, sind mit Hilfe eines »differential scanningw-Calorlmeters aufgenommen, welcher von Perkin-Elmer
unter dem Warenzeichen Perkin Elmer DSC 1 B in den Handel gebracht wird; dabei wird ausgegangen
von Äthylenmischpolymerisatproben von etwa 24 mg, welche vor der Aufnahme der d.s.c.-Kurven auf 100° C
erhitzt wurden. Das Aufnehmen des d.s.c.-Kristallisationsthermogramms
erfolgte bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 8° C pro Minute.
Die Temperaturskala des »differential scanningw-Calorimeters
wurde vor Durchführung der In der vorliegenden Patentanmeldung erwähnten Messungen mit Hilfe
der nachstehenden Eichstoffe geeicht: n-Octan, Norbornadien, n-Pentadecan, p-Xylol, n-Hexadecan, n-Elcosan,
n-Tetracosan, Pentaerythrltoltetrastearat, n-Octapentacositan
und Indium. Die Schmelztemperaturen, die durch Erhitzung dieser Verbindungen mit einer Geschwindigkeit
von 8'C/mln ermittelt werden, wurden den Gleichgewichtstemperaturen
gleichgestellt.
Aufgabe der nachstehenden Beispiele ist eine nähere Erläuterung der vorliegenden Erfindung, ohne daß diese
dadurch auf Irgendeine Weise eingeschränkt wird.
Beispiel I
(Vergleichsbeispiel)
(Vergleichsbeispiel)
Es werden einige Äthylenpropylenmischpolymerisate In Hexan als Lösungsmittel mit Hilfe eines Katalysators,
gebildet durch Zusammenfügung von VOCIi und Äthylaluminlumsesqulchlorld
(SEAC), hergestellt. Die Temperatur betragt wahrend der Polymerisationen 36 bis 42° C,
und der Reaktordruck wird auf einem konstanten Wert von 2 atü gehalten. Die Katalysatorkomponenten werden
kontinuierlich beigegeben, und zwar so, daß die Konzentrationen an VOCI1 und SEAC Im Reaktor 0,125 bzw.
1,25 mMol je Liter betragen.
Ein Gemisch von Propylen und Äthylen wird In einem
Volumenverhältnis zugegeben, das bei den einzelnen Versuchen zwischen 0.71 und 1,05 schwankte. Nach
einer mittleren Verweilzeit Im Reaktor von 15 Minuten wird die Lösung mit heißem Wasser behandelt, wobei
das Mischpolymerisat in Krumenform anfällt. Die Versuchsergebnisse
sind In Tabelle 1 aufgeführt.
Versuch Propylen-Nr. gehalt
Gew.-%
d.s.c-Berg-
temperatur
green Eigen-
strength klebrigkeit kg/cm2 in g/5 mm
1 32 + 13° C 22
2 33 + TC 18
3 36 + 1°C 4,5
4 ZC - 2° C > 2,5
5 37 - 4° C > 3
60
120
1100
700
600
Die Eigenklebrlgkeitswerte dieser Mischpolymerisate werden an Kautschukmischungen bestimmt, welche
gemäß der untenstehenden allgemeinen Rezeptur hergestellt sind:
Polymerisat
Zinkoxid
Stearinsäure
FEF-Ruß
Aromatisches Öl*)
Zinkdibutyldithlocarbamat
2-Mercaptobenzthiazol
Tetramethylthiuramdisulfid
Schwefel
Klebrigmachendes Harz**)
100 Gew.-Telle : 5 Gew.-Teile
1 Gew.-Teil 50 Gew.-Teile 40 Gew.-Teile
2 Gew.-Te!le 0,5 Gew.-Teil 0,5 Gew.-Tel· 1,5 Gew.-Teile
5 Gew.-Teile
*) Aromatisches Öl mit einer Dichte von 0,979, einem Anilinpunkt von 117° F und einem Aromatgehalt von 68,4 Gew.-%.
Dieses aromatische Ül enthält einige Fraktionen, die zum Teil aus mehrkernigen aromatischen Verbindungen mit stark
sensibilisierender Wirkung bestehen.
**)E(n durch Polykondensation eines verzweigten Octylphenols
und eines Formaldehyds gebildetes klebflgmachendes Harz.
Anschließend werden von den hergestellten Mischungen Streifen angefertigt, die 4 Stunden lang der Strahlung
von zwei weißen Leuchtstoffröhren von 20 Watt (Typ W 33) In einer Entfernung von 10 cm ausgesetzt werden.
Die maximale Intensität dieser Lichtquelle Ist 205 μ W je cm! je nm bei 580 nm und 64 μW bei 480 nm. Die
Gesamtmenge der aus dem UV-Licht mit einer Wellenlänge zwischen 200 und 400 nm stammenden Strahlungsenergie
beträgt ein Sechzehntel der Gesamtmenge der Strahlungsenergie des Lichts im Wellenlängenbereich
zwischen 200 und 600 nm. Die Gesamtmenge der Strahlungsenergie, welche vom UV-Licht von 325 bis 400 nm
geliefert wird, beträgt ein Vierzehntel der Gesamtmenge der Strahlungsenergie des Lichts im Wellenlängenbereich
von 325 bis 600 nm.
Nach Belichtung werden auf die bereits beschriebene Weise die Eigenklebrigkeitsmessungen durchgeführt. Die
Ergebnisse sind aus Tabelle I ersichtlich.
Aus diesen Ergebnissen kann man schließen, daß diese Mischpolymerisate durch das Fehlen der erforderlichen
C=C-Blndungen nur geringe Eigenklebrlgkeitswerte aufweisen.
d.s.c-Bergtemperatur
Eigenklebrig-
keit
g/5 mm
keit
g/5 mm
max.
Zugfestig
keit
des
Poly- i
merisats
in kg/cm2
Zugfestig
keit
des
Poly- i
merisats
in kg/cm2
Bruchdehnung des
Polymerisats
Polymerisats
max. Zugfestig keit
des Gemisches in kg/cm2
Bruchdehnung des Gemisches
- 18°C
- 16° C
- 9° C
- TC
+ rc
+ 2° C
+ 5° C
+ 190C
+ 5° C
+ 190C
250
220
70
600
700
890
1175
150
> 6,9 > 1700
1,8 430
13,1 1340
> 3,5 >1400 >19 > 1700
> 16,8 > 1700 35 1460 81 730
1,6
1,4
3,0 3,0
210 120
1230 1160
> 6,4 > 1700
105
1040
Beispiel II
(Vergleichsbeispiel)
(Vergleichsbeispiel)
Mischpolymerisate aus Äthylen, Propylen und 5-Äthylidennorbornen-2
mit verschiedenen »d.s.c.-Berg-Temperaturen«
werden gemäß der Rezeptur aus Beispiel I gemischt.
Daraufhin werden aus diesen Gemischen Streifen angefertigt, die während einer anschließenden 24stündigen
Lagerung sorgfältig dem Licht ferngehalten werden. io B4.
Anschließend werden an diesen Streifen Eigsnklebrlgkeltsmessungen
vorgenommen. Die Ergebnisse und die mechanischen Eigenschaften sind In Tabelle II erwähnt.
Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß die höchsten Elgenklebrigkeltswerte bei d.s.c.-Berg-Temperaturen wischen
-7 und +11° C, Insbesondere zwischen -3 und +8° C, gefunden werden, wenn das Licht sorgfältig ferngehalten
wird. Der höchste Eigenkleb.igkeitswert liegt vor bei einer Bruchdehnung über 1700%. Bei Zugfestigkeiten
über 50 kg/cm2 wird auch ein niedriger Elgenklebrigkeltswert
gefunden.
Bl. Eine Mischung, die dem Licht einer 2 χ 20 W
Leuchtstoffröhre (W 33, weiß) in 10 cm Entfernung ausgesetzt wird (erfindungsgemäß).
Eine Mischung, die dem Licht einer 2 χ 20 W Leuchtstoffröhre (G 17, grün) in 10 cm Entfernung ausgesetzt wird (erfindungsgemäß).
Eine Mischung, die dem Licht einer 2 χ 20 W Leuchtstoffröhre (R 15, rot) in 10 cm Entfernung ausgesetzt wird (erfindungsgemäß).
Eine Mischung, die dem Licht sorgfältig ferngehalten wird.
Eine Mischung, die dem Licht einer 2 χ 20 W Leuchtstoffröhre (G 17, grün) in 10 cm Entfernung ausgesetzt wird (erfindungsgemäß).
Eine Mischung, die dem Licht einer 2 χ 20 W Leuchtstoffröhre (R 15, rot) in 10 cm Entfernung ausgesetzt wird (erfindungsgemäß).
Eine Mischung, die dem Licht sorgfältig ferngehalten wird.
Die Eigenschaften in unvulkanisiertem Zustand sind: Zugfestigkeit des Polymerisats 35 kg/cm2
Bruchdehnung des Polymerisats 1460%
Zugfestigkeit des Gemisches > 6,4 kg/cm;
Zugfestigkeit des Gemisches > 6,4 kg/cm;
Bruchdehnung des Gemisches > 17009b
20
Beispiel III
(Vergleichsbeispiel)
(Vergleichsbeispiel)
Ein Mischpolymerisat aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien wird gemäß dem Verfahren von Beispiel
I hergestellt, mit der Maßgabe aber, daß die Temperatur 35° C und das Verhältnis von Propylen zu Äthylen
1,05 : 1 betragen. Die Konzentration an Dicyclopentadien Im Reaktor beträgt 22 mMol je Liter.
Das gebildete Polymerisat und das aus ihm hergestellte Gemisch haben nachfolgende Zusammensetzung und
Eigenschaften:
Propylengehalt 34 Gew.-%
Dlcyclopentadlengehalt 5,8 Gew.-%
»green-strength« 29 kg/cm-
Bruchdehnung 840%
d.s.c.-Maximum +3"C
Zugfestigkeit des Gemisches 4,5 kg/cm2
Bruchdehnung des Gemisches 1350%
Nach Herstellung einer Mischung gemäß der Rezeptur aus Beispiel I und Belichtung der Streifen mit zwei
Leuchtstoffröhren (W 33) von 20 Watt, ebenfalls gemäß Beispiel I, wird ein Elgenklebrlgkeitswert von
400 g/5 mm gemessen.
Aus diesem Ergebnis geht deutlich hervor, daß Mischpolymerisate, die als drittes Monomeres Dicyclopentadien
enthalten, nur geringe Elgenklebrigkeltswerte zeigen.
Beispiel IV
Von einem Äthylen-propylen-S-äthylldennorbomen^-
mlschpolymerlsat, hergestellt In der In Beispiel 1 erwähnten
Welse mit einer d.s.c.-Berg-Temperatur von +5!C,
einem Propylengehalt von 28 Gew.-96, einem Gehalt des dritten Monomeren von 9 Gew.-%\ werden die nachfolgenden
Mischungen hergestellt:
A. Eine Mischung gemäß Beispiel 1, jedoch ohne Anwendung eines klebrigmachenden Harzes. Die
Mischung wird auf die In Beispiel I beschriebene
Welse belichtet.
B. Vier Mischungen gemäß der Rezeptur von Beispiel I, die anschließend auf verschiedene Welsen
belichtet werden:
25
30
45
60
t)5 Die gemessenen Elgenklebrigkeitswerte (in g je 5 mm)
sind in Tabelle III aufgeführt. Aus diesen Ergebnissen zeigt sich, daß für das Erhalten hoher Elgenklebrigkeitswerte
sowohl ein Klebrigmacher als eine Belichtung erforderlich sind.
Auch geht aus diesen Ergebnissen hervor, daß mit rotem Licht (mit Wellenlängen über 600 nm) nur geringe
Elgenklebrigkeltswerte erzielt werden können. Obwohl mit weißem und grünem Licht gleich hohe Eigenklebrigkeltswerte
erreicht werden, sind diese Werte mit weißem Licht deutlich schneller erreichbar.
35
40
so 30
Belich | A | Bl | B2 | B3 | B4 |
tungs | kein | weißes | grünes | rotes | kein |
zeit in | Klebrig | Licht | Licht | Licht | Licht |
Stunden | macher |
260
260
260
160
2 800
8 000
16 000
15 400
1200
10 000
15 600
10 000
15 600
15 800 16 100
800
1000
1 100
1000
1 100
1400
16 800
0
0
0
0
15 200
12 000
600
600
600
600
600
700
(-) nicht gemessen
55
Von einigen Äthylen-propylen-5-äthylldennorbornen-2-mischpolymerisaten
werden Mischungen gemäß der Rezeptur von Beispiel I hergestellt.
Die Belichtung erfolgt 6 Stunden lang mittels 4 Leuchtstoffröhren von 40 W (W 33) In einer Entfernung
von 1 Meter.
Aus diesen Ergebnissen kann man schließen, daß die höchsten Elgenklebrigkeltswerte erreichbar sind, wenn
die mechanischen Eigenschaften den gestellten Forderungen genügen und der d.s.c.-Berg im Temperaturbereich
von - 7 bis +11 ° C liegt.
Die Ergebnisse sind folgende:
d.s.c-Berg-
temperatur
temperatur
Eigenklebrig
keit
g/5mm
keit
g/5mm
max.
Zugfestig
keit
des
Poly- i
merisats
in kg/cm2
keit
des
Poly- i
merisats
in kg/cm2
Bruchdehnung des
Polymerisats
Polymerisats
max. Zugfestig keit
des Gemisches in kg/cm2
Bruchdehnung des Gemisches
-37° C 520 2,1 570
-18° C 520 > 6,9 >1700
+ 2° C 4 400 > 16,8 > 1 700
+ 5° C 8 500
1460
1,3 1,6 3,0
6,4
19°C 480 81
730 105
350 210 1 160 (erfindungs gemäß)
> 1 700
erfindungs gemäß)
1040
Beispiel VI (erfindungsgemäß)
Es wird von einem Mischpolymerisat gemäß Beispiel IV ausgegangen, deren Mischungen gemäß der
Rezeptur von Beispiel I hergestellt werden. Die Belichtung erfolgt mit einer SP-SOO-QueckslIberdampfiampe,
deren maximale Strahlungsenergie über 5000 pW je nm je cm: bei 435 nm beträgt. Die gesamte Lichtenergie zwischen
325 und 400 nm beträgt 20% der Lichtenergie zwischen 325 und 600 nm. Die gesamte Lichtenergle zwischen
200 und 400 nm beträgt 30% der gesamten Lichtmenge zwischen 200 und 600 nm.
Es wi.H dafür gesorgt, daß in einem Fall das UV-Licht
unterhalb 325 nm und im anderen Fall das Licht unterhalb 395 nm abfiltriert wird. Siehe für die Ergebnisse der
Eigenklebrigkeltsmessungen Tabelle IV. Hieraus geht deutlich hervor, daß eine Unterdrückung des UV-Lichts
vorteilhaft Ist, obwohl eine gewisse Menge UV-Licht ohne allzugroße nachteilige Wirkung hingenommen werden
kann.
Belichtungszeit
in Minuten
in Minuten
Licht mit
Λ > 325 um
Λ > 325 um
Licht mit λ > 395 nm
440 g/5 mm 640
800
7 000
800
7 000
11 000
9 600
9 600
10 800
12 200
440 g/5 nm
1 000
6 400 14 800 13 900
Beispiel VII (erfiPdungsgemäß)
Eine QuecksllberjodKilampc (HPI/T 375 W) wird als
Lichtquelle bei der Belichtung einer Mischung aus Bei
spiel VIl verwendet. Die maximale Llciitenergle beträgt
In einer Entfernung von 15 cm 8600 μ W je nm je cm2 bei
540 nm.
Die gesamte Lichtenergie zwischen 200 und 400 nm beträgt ein Fünfundzwanzlgstei der gesamten Llchtenerfele
zwischen 200 und 600 nm.
Die gesamte Lichtenergie zwischen 325 und 400 nm beträgt ein Dreißigstel der gesamten Lichtenergie zwischen
325 und 600 nm.
Die Ergebnisse der Eigenklebrigkeltsmessungen sind
in Tabelle V aufgeführt.
Belichtungszeit in | >X6O | s Eigenklebrigkeit in g/5 mm |
0 | X 60 | 800 |
60 | x 60 | 2 200 |
l,i | X 60 | 5 400 |
2 | X 60 | 13 600 |
5 | 13600 | |
10 | lOOOO | |
20 | 10 400 | |
Beispiel VIII | ||
(Vergleichsbelsplel) | ||
Zur Durchführung eines Vergleichs zwischen den gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen Elgenklebrigkeltswerten
und denen, welche erhalten werden mi! Naturkautschuk (Naturkautschuk ist seit iltersher um
seine gute Eigenklebrigkeit bekannt) sowie mit SBR, dem der für SBR übliche Klebrigmacher Koresln beigegeben
worden Ist, werden die beiden nachfolgenden Mischungen hergestellt:
NR (sheet I) 100
SBR 1500 - 100
Zinksalz von Pentachlorphenol 0,15
ZnO 3 3
Stearinsäure 2 2
Phenyl-^-Naphthylamin 1 1
FEF-Ruß 50 50
Aromatisches-Öl *) 15 15
Kondensationsprodukt - 5
von Acetylen und tert.-
Butylphenol
Umlagerungsprodukt 1,0 1,2
von Merkaptobenzthiazol
und Cyclohexylamin
Schwefel 2,0 1,75
·) vgl. Beispiel I
Die gemessene Eigenklebrigkeit betrug für Naturkautschuk
2600 bis 4600 g/5 mm, bedingt durch das Ausmaß des Abbaus auf der Walze und für SBR
600 g/5 mm.
Lagerungszeit in Wochen
Beispiel IX Tabelle VII
(erfindungsgemäß)
Um den Einfluß der Temperatur auf die Elgenklebrlgkelt
zu untersuchen, werden zwei Mischungen gemäß Beispiel VI hergestellt. Beide Mischungen werden auf die
In Beispiel I beschriebene Welse belichtet, wobei der eine
Streifen auf 2O0C gehalten und der andere auf 8O0C
erhitzt wird.
Die Ergebnisse sind In Tabelle VI aufgeführt. Aus
ihnen zeigt sich, daß bei höherer Temperatur schneller
hohe Elgenklebrigkeitswerte erreicht werden.
EigenkJebrigkeit in g/5 nm
3,5
15 200
14 800
15 200
13 000
13 500
13 000
13 500
Tabelle VI | Eigenki ebrigkei ts we ri | in g/5 nm |
Belichtungszeit | 20° C | 80° C |
in Stunden | 2 000 | 3 000 |
0,5 | 6 000 | 12 800 |
1 | 12 400 | 14 000 |
1,5 | 18 800 | 16 400 |
2 | Beispiel X | |
(erfindungsgemäß) | ||
Der Einfluß der Lagerzelt auf die Elgenklebrlgkeltswerte
wird geprüft. Indem man das 4 Stunden belichtete Gemisch gemäß Beispiel IV Bl vom Licht abgeschlossen
lagen und In regelmäßigen Zeitabständen die Elgenklebrigkeit
mißt. Die Elgenklebrigkeitswerte sind in Tabelle VII aufgeführt.
20
25
30 Aus diesen Werten geht hervor, daß die Eigenklebrigkelt
mit der Zelt kaum abnimmt.
Beispiel XI
Ein Äthylen-propylen-äthylidennorbornemischpolymerlsat
gemäß Beispiel wird entsprechend der Rezeptur von Beispiel I gemischt.
Von dieser Zusammensetzung werden anschließend Streifen hergestellt, die In eine Lösung von 1,5 · 10~4 Mol
Tetraphenylporphyrin In 1 Liter Dlchlormethan getaucht werden. Es werden nach dem Tauchen 300 mg Lösung
aufgenommen, d. h. 0,5 · 10"7 Mol Tetraphenylporphyrin je 30 cm2.
Auch werden Streifen hergestellt, bei denen In die
Mischrezeptur Tetraphenylporphyrin aufgenommen ist, indem man den Sensibilisator zuvor In das Öl einmischt.
Je 100 g Kautschuk werden 2 ■ 10"4 bzw. 4 · 10"4 Mol Sensibilisator
beigegeben.
Die Belichtung wird wie In Beispiel I durchgeführt.
Die Ergebnisse der Elgenklebrlgkeitsmessungen sind in Tabelle VIII erwähnt.
Tabelle VIII | Klebrigkeitswerte | in g/5 mm | 4,10-* Mol | ohne zusätzlichen | Sensibilisator |
getaucht in | 2,10-" MoI | Sensibilisator | |||
Belich | Sensibilisator- | Sensibilisator | eingemischt | ||
tungszeit | lösung | eingemischt | 700 g/5 mm | 900 g/5 mm | Vergleich |
in min | 1 200 g/5 mm | 600 g/5 mm | 3 400 | - | Vergleich |
0 | 2 400 | 1400 | 12 600 | - | Vergleich |
5 | 7 500 | 11800 | 10 200 | 2 000 | Vergleich |
10 | 13 500 | 15 400 | i? snn | 6 000 | Vergleich |
25 | 16 200 | 12 800 | 14 000 | 18 800 | erfindungsgemäß |
60 | 19 000 | 13 600 | |||
2X60 | |||||
Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß eine zusätzliche
SenslbllIsatorbeigabe eine wesentliche Verkürzung der Zeit bewirkt, innerhalb deren gute Eigenklebrigkeltsvverte
erhalten werden.
Beispiel XII
Beispiel Xl wird wiederholt, wobei die Belichtung mit
einer Quecksllberjodldlampe (HPI/T 375 W) erfolgt. Die
benutzte Lichtquelle hat eine maximale Intensität von 8600 μ\ν je cm2 je nm bei 540 nm. Die Gesamtmenge an
Strahlungsenergie vom UV-Licht mit einer Wellenlänge zwischen 200 und 400 nm beträgt ein Fünfundzwanzigstel
der gesamten Menge Strahlungsenergie des Lichtes im Wellenlängenbereich von 200 bis 600 nm. Die
Gesamtmenge der vom UV-Licht von 325 bis 400 nm erhaltenen Lichtenergie beträgt ein Dreißigstel der
gesamten Menge Strahlungsenergie des Lichtes aus dem Wellenlängenbereich von 325 bis 600 nm.
Es werden zwei Gemische hergestellt, bei denen
2 · 10"4 Mol Tetraphenylporphyrin je 100 g Kautschuk eingemischt wurden. In eines dieser Gemische wird kein
Klebrigmacher aufgenommen.
Die Ergebnisse der Elgenklebrigkeitsmessungen sind in Tabelle IX zusammengetragen.
25 | 24 50 | 643 | 26 | |
Tabelle IX | ||||
Belichtungszeit in sec |
mit zusätzlichem Sensibilisator ohne Klebrigmacher |
mit zusätzlichem Sensibilisator mit KJebrigmacher |
ohne zusätzlichen Sensibilisator mit |
Klebrigmacher |
O | 80 g/5 mm | 800 g/5 mm | 800 | Vergleich |
10 | - | 2 800 | - | erfindungsgemäß |
15 | - | 5 200 | - | erfindungsgemäß |
30 | - | 9 600 | - | erfindungsgemäß |
60 | 80 | 9 400 | 2 000 | erfindungsgemäß |
2 X 60 | 80 | 9 500 | 13 600 | erfindungsgemäß |
5 X 60 | - | 11 000 | 13 600 | erfindungsgemäß |
10 X 60 | 80 | 12 600 | 10 000 | erfindungsgemäß |
20 x 60 | 80 | 14 000 | 10 400 | erfindungsgemäß |
Aus diesen Ergebnissen erhellt sich, daß ein Klebrigmacher zum Erreichen der Eigenklebrigkeil notwendig
ist. Außerdem ergibt sich, daß durch Benutzung eines Senslbilisatorengemisches Innerhalb sehr kurzer Zeit
hohe Werte für die Eigenklebrigkeil erreichbar sind.
Beispiel XlII
(erfindungsgemäß)
(erfindungsgemäß)
Es wird eine Reihe von Äthylen-propylen-äthylidennorbomen-mlschpolymerisaten
gemäß dem Verfahren von Beispiel I hergestellt. Der Mischungsaufbau und die Belichtung erfolgen entsprechend den Vorschriften von
Beispiel I.
Die Eigenschaften der Mischpolymerisate und der aus Ihnen gewonnenen Mischungen wie auch die Ergebnisse
der Elgenklebrigkeitsmessungen sind in Tabelle X zusammengetragen.
Polymerisat
III
IV
Propylenanteil
Äthylen-norbornen-Anteil
d.s.c.-Temp.
Zugfestigkeit des Polymerisats
Bruchdehnung
Zugfestigkeit des Gemisches
Bruchdehnung
Eigenklebrigkeitswert
Gew.-% | 34 | 30 | 29 | 28 | 28 |
Gew.-% | 4,2 | 5,9 | 6,8 | 8,2 | 5,4 |
0C | + 1 | + 3 | + 5 | + 5 | + 8,5 |
kg/cm2 | > 13,4 | > 26,2 | 36 | 35 | 54 |
% | >1 700 | > 1 700 | 1400 | 1460 | 1060 |
kg/cm? | > 2,3 | > 5,1 | > 6,0 | > 6,4 | 38 |
% | > 1 700 | > 1 700 | > 1700 | > 1700 | 1480 |
g/5 mm | 9 400 | 10 400 | 13 200 | > 13 400 | 1620 |
Aus dieser Tabelle ergibt sich, daß die Eigenklebrigkeit bei Zunahme der d.s.c.-Temperatur schnell nachläßt.
Auch zeigt sich, daß Gemische, in denen sich Misch- ~~ polymerisate mit gleichen Propylenanteilen aber unterschiedlichen
d.s.c.-Temperaturen befinden, sehr unterschiedliche Werte für die Eigenklebrigkeit aufweisen.
Auch wird festgestellt, daß die Eigenklebrigkeit sehr schnell abnimmt, wenn sich die Zugfestigkeit des Gemisches
dem Wert 50 kg/cm2 nähert.
Beispiel XIV
(erfindungsgemäß)
(erfindungsgemäß)
Es werden gemäß der Rezeptur aus Beispiel I und auf der Basis des in Beispiel IV beschriebenen Mischpolymerisats
Mischungen hergestellt. Als einzige Abweichung von der obengenannten Rezeptur werden unterschiedliche
klebrigmachende Harze I bis III von verschiedenen Herstellern in einer Menge von 5 Teilen je 100 Teile
Mischpolymerisat eingemischt.
Sämtliche Klebrigmacher waren vom gleichen Typ,
und zwar handelt es sich um Kondensationsprodukte aus
Alkylpheno! und Formaldehyd mit Molgewichten im
Bereich zwischen 500 und 2000.
Die Alkylgruppen enthielten 8 bis 12 Kohlenstoff-
atome und waren stark verzweigt. Die Mischungen werden
auf die In Beispiel I beschriebene Weise belichtet. Die Ergebnisse der Eigenklebrigkeitsmessungen sind In
Tabelle XI zusammengetragen.
60
Klebrigmacher
65
Eigenklebrigkeitswert in g/5 mm
I.
II.
II.
III.
14 000
14 000
10 000
14 000
10 000
Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß Klebrigmacher I sich ohne nachteilige Folgen durch Klebrigmacher
anderer Herkunft ersetzen läßt.
Es werden mehrere paraffinische und aromatische Öltypen von verschiedenen Herstellern gemäß der allge-
meinen Mischrezeptur aus Beispiel I und auf der Basis des in Beispiel IX beschriebenen Mischpolymerisats eingearbeitet.
Die Gemische werden gleichfalls entsprechend dem in Beispiel I genannten Verfahren 4 Stunden
belichtet, wonach die Eigenklebrlg.kelt bestimmt wird.
Siehe für die Ergebnisse die nachstehende Tabelle XIl.
Siehe für die Ergebnisse die nachstehende Tabelle XIl.
Öltyp
Aromatgehalt in Gew.-% gem. clay-gel-Methode
Lichtdurchlässigkeit
bei 400 nm in %
bei 400 nm in %
Eigenklebrigkeit
in g/5 mm
in g/5 mm
(1) Parafiinisches Öl
(2) Paraffinisches Öl
(3) Paraffinisches Öl
(4) Aromatisches Öl
(5) Aromatisches Öl
(6) Aromatisches Öl
(7) Aromatisches Öl
0 | 100 | 320 | Vergleich |
25,6 | 100 | 320 | Vergleich |
14,1 | 100 | 340 | Vergleich |
66,5 | 94 | 3 600 | erfindungsgemäß |
68,4 | 65 | > 15 000 | erfindungsgemäß |
78,2 | 65 | > 15 000 | erfindungsgemäß |
72,2 | 52 | > 15 000 | erfindungsgemäß |
Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß Öl einen sehr großen Einfluß ausübt. Entscheidend für die Wirkung
dieses Öls Ist die Lichtdurchlässigkeit, gemessen bei nm an einer Lösung von 74 mg Öl in 100 ml n-Hexan
In einer 1-cm-Küvette.
Diese Durchlässigkeit soll unter 100%, vorzugsweise aber unter 95%, liegen. Die besten Resultate liegen vor
mit Ölen, deren Lichtdurchlässigkeit unter 80% liegt.
Beispiel XVI
In diesem Beispiel wird gezeigt, wie sich Diamln-Antiozonant auf die Eigenklebrigkeit auswirkt. Bekanntermaßen
1st dieser Antiozonanttyp In der Lage, Singulett-Sauerstoffreaktlonen
zu unterdrücken. Dazu wird auf die In Beispiel IX beschriebene Weise ein Gemisch hergestellt
und bei 200C belichtet. Ein zweites Gemisch
wird gleichfalls auf die In Beispiel IX genannte Weise
behandelt, nur wird in diesem Falle die Bestrahlung unter Stickstoff ausgeführt, wodurch Slngulett-Sauerstoffreaktionen
ausgeschlossen werden. Bei einem dritten Gemisch wird gemäß Beispiel IX je 100 Teile Mlschpoly-
merisat zugleich 1 Teil N-cyclohexyl-n'-phenyl-p-phenylen-diamin
eingemischt. Die Belichtung erfolgt auf die In Beispiel I genannte Welse. Die Ergebnisse sind aus der
folgenden Tabelle ersichtlich.
Eigenklebrigkeit in g/5 mm
Belichtungszeit in Std.
12 4
12 4
Normalbelichtung
Belichtung unter N2
Belichtung unter N2
Normalbelichtung in Anwesenheit von 1 Tl. Antiozonant
2 450 > 10 600 > 15 000 erfindungsgemäß
340 440 750 Vergleich
800 2 600 3 600 erfindungsgemäß
Beispiel XVII (erfindungsgemäß)
In diesem Beispiel wird der Einfluß zunehmender Füllstoffmengen auf die. mechanischen Eigenschaften und
die Eigenklebrigkeit des Gemisches nachgeprüft. Das Mischpolymerisat aus Beispiel IV wird dazu entsprechend
Beispiel I vermischt und belichtet (I). Auch wird ein Gemisch (II) hergestellt, in dem die Rußmenge auf
70 Teile und die Ölmenge auf 50 Teile gesteigert wird. In einem dritten Gemisch (III) werden 100 Teile Ruß und
70 Teile Öl verwendet. Die Ergebnisse sind In Tabelle XIV erwähnt.
Gemisch RuB
Öl
Eigenklebrigkeit
Zugfestigkeit
Bruchdehnung
I | 50 | 40 | 15 000 g/5 mm | 2,8 kg/cm2 | > 1 700 % |
π | 70 | 50 | 8 000 | 2,2 | >1 700 |
III | 110 | 70 | 4 000 | 2,1 | 820 |
Hieraus ergibt sich, daß sogar mit großen Ruß- und
Ölmengen hohe Elgenklebrlgkeltswerte erreichbar sind, wenn Zugfestigkeit und Bruchdehnung den gestellten
Anforderungen genügen.
Beispiel XVIII
Ein Mischpolymerisat aus Äthylen, Propylen und 5-Äthylldennorbornen-2
mit einer d.s.c.-Berg-Temperatur von +5,5° C, einer Zugfestigkeit von 42 kg/cm2 und einer
Bruchdehnung von 139096 wird mit Zusätzen gemäß der Rezeptur von Beispiel I vermischt, mit der Maßgabe
aber, daß statt 40 Teile Sundex-790-ÖI jetzt 30 Teile Sun-
par-150-ÖI eingemischt werden. Das Gemisch wird In
zwei Teile getrennt. Dem einen Teil werden 4 · ICr4 Mol
Tetraphenylporphyrin zugemischt.
Danach werden die beiden Gemische eine und zwei Stunden lang gemäß Beispiel I belichtet. Vergleichshalber
findet gleichfalls ein Versuch statt, bei dem 40 Teile Sundex 790 eingemischt werden. Die mechanischen
Eigenschaften der Gemische, die keine Abweichungen erkennen ließen, sind folgendermaßen: Zugfestigkeit
über 8,1 kg/cm2 und Bruchdehnung über 1700%.
Siehe für die Ergebnisse der Eigenklebrigkeitsmessungen Tabelle XV.
Gemisch mit | Eigenklebrigkeit | nach | 2 Std. | Vergleich |
nach 1 Std. | 400 | erfindungsgemäß | ||
Paraffinisches Öl (3) | 250 | 3 | 200 | |
Ol (3) und | 5 800 | erfindungsgemäß | ||
4,10-4 Mol TFP (Sensibilis.) | >11 | 200 | ||
Aromatisches Öl | _ | |||
Aus dieser Tabelle ergibt sich, daß auch paraffinische Öle anwendbar sind, vorausgesetzt, daß das Gemisch einen
Sensibilisator enthält.
Beispiel XIX
Mischpolymerisate aus Äthylen, Propylen und 5-Äthylidennorbornen-2
(EN) werden gemäß Beispiel I hergestellt, mit der Maßgabe aber, daß als Katalysator ein
Gemisch aus Diäthylaluminiumchlorid und Vanadiumoxitrichlorld verwendet wird. Das so erhaltene Mischpolymerisat
hat einen Athyleneinbau von 67,6 Mol% und eine d.s.c.-Temperatur von -7° C. Der EN-Antell beträgt
5,1 Gew.-V Die Zugfestigkeit des Polymerisats beträgt in Abhängigkeit von d<?r Temperatur, bei der die Probeplättchen
zusammengepreßt werden, 11,9 bis 17,7 kg/cm2, und die Bruchdehnung ist 880 bis 15505b. Die höchsten
Werte finden sich in beiden Fällen bei der maximalen Preßtemperatur (140° C).
Nach Vermischung des kautschukartigen Mischpolymerisats mit 50 Teilen Ruß und 40 Teilen Öl gemäß der
Rezeptur von Beispiel I liegt eine Zugfestigkeit von 24,6 kg/cm-' und eine Bruchdehnung von 140% vor, vorausgesetzt,
daß die Mischung bei 80° C durchgeführt wird. Dieses Gemisch zeigt nach einer Belichtung gemäß
Beispiel I während 0.2 und 4 Std. nur einen sehr niedrigen Eigenklebrigkeltswert. nl. 60, 100 und 100 g/5 mm,
(Vergleich).
Wird das Gemisch bei einer Temperatur von 1401C
hergestellt, wobei zur Vermeidung einer vorzeitigen Vulkanisation keine Vulkanisationsmittel eingemischt werden,
so liegt die Zugfestigkeit über 6,5 kg/cm; und die Bruchdehnung über 1700%. Prüfung dieses Gemisches
ergibt Eigenklebrlgkeitswerte nach 4-, 6- und Sstündiger
Belichtung von 1100, ;- 4600 und > 5400 g/5 mm (erfindungsgemäß).
Beispiel XX (Vergleich)
Es wird ein Mischpolymerisat gemäß Beispiel XIX hergestellt. Dabei beträgt der Athyleneinbau des so erhaltenen
Produktes 76,1 Mol% und der EN-Einbau 5,1 Gew.-V Die d.s.c.-Temperatur beläuft sich auf +21" C. Die Zugfestigkeit
und die Bruchdehnung des Polymerisats werden durch die Temperatur bedingt, bei der die Probeplättchen
hergestellt werden (siehe Tabelle XVI). Nach Belichtung gemäß Beispiel I wird versucht, die Eigenklebrigkeit zu
messen. Diese war aber so gering, daß sie überhaupt nicht festgestellt werden konnte.
Tabelle XVI | 800C Zugfestigkeit in kg/cm2 |
Bruchdehnung in% |
1400C Zugfestigkeit in kg/cm2 |
Bruchdehnung in 0A |
Preßtemperatur | 50 67 |
450 210 |
72 93 |
640 940 |
Polymerisat Gemisch |
||||
Beispiel XXI
Auf die in Beispiel XIX genannte Weise wird ein Mischpolymerisat mit einem Äthylenanteil von 64,3
Mol% gewonnen. Der EN-Anteil beträgt 5,9 Gew.-% und die d.s.c.-Temperatur ist -12" C. Die Zugfestigkeit des
Polymerisats beträgt 8,0 kg/cm2, die Bruchdehnung 1160%. Nach Vermischung mit Ruß und Öl gemäß Beispiel
I wird eine Zugfestigkeit von 23 bis 3,6 kg/cm·' und eine Bruchdehnung von 130 bis >
1700% gemessen. Die niedrigsten Zugfestigkeits- und die höchsten Bruchdehnungswerte
werden erreicht, wenn die Probeplättchen bei 160° C zusammenEenreßt uprdpn Wirrl Hi^c« Ργ.Ιι·γ.,οη
sal der üblichen Belichtung gemäß Beispiel unterzogen,
so \Urd eine Ligenklebrigkeit von >
5200 g/5 mm festgestellt. Das bei 80 C zusammengepreßte Polymerisatgemisch (Zugfestigkeit von 23 kg/cm: und Bruchdehnung
130'i.i zeigt sehr niedrige Eigenklebrigkeitswerte nach 2-
und 4stündiger Belichtung von 250 Aus diesen Werten ist deutlich ersieh
Gemische den an Zugfestigkeit
gestellten Anforderungen genügen, keitswerte erreichbar sind.
gestellten Anforderungen genügen, keitswerte erreichbar sind.
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung klebfreudiger Gemische auf der Basis eines kautschukartigen Mischpolymerisats
aus Äthylen, zumindest einem anderen a-Alkylen und einem oder mehreren Polyenen und
klebrigmachenden Harzen, wobei das Mischpolymerisat Im nichtlinearen Teil der Polymerketten C=C-BIndungen
enthält, deren Kohlenstoffatome entweder ι ο zwei in vlzinaler cls-Stellung zueinander befindliche
Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, welche kein Bestandteil desselben cyclischen Systems sind, oder
zumindest drei Kohlenwasserstoffgruppen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus
Mischpolymerisat, klebrigmachendem Harz und eventuell üblichen Zusatzstoffen, das In unvulkanislertem
Zustand eine Bruchdehnung von mindestens 500% und eine zwischen 1,5 und 50 kg/cm2 liegende Zugfestigkeit
aufweist, in Anwesenheit von Sauerstoff und 0,001 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das kautschukartige
Mischpolymerisat, eines Sensibilisator, einer künstlichen Lichtquelle ausgesetzt wird, die Licht mit einer
Wellenlänge zwischen 200 und 800 Nanometer ausstrahlt und dabei dem Gemisch eine Strahlungsenergie
von zumindest 2 Mikrowatt je cm2 je nm erteilt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge der vom UV-Licht
mit einer Wellenlänge zwischen 200 und 400 nm erhaltenen Strahlungsenergie höchstens die Hälfte der
gesamten Menge der vom Licht Im Wellenbereich von 200 bis 600 nm erhaltenen Strahlungsenergie beträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge der vom UV-Licht
von 325 bis 400 nm erhaltenen Strahlungsenergie höchstens ein Viertel der gesamten Menge der vom
Licht Im Wellenlängenbereich von 325 bis 600 nm erhaltenen Strahlungsmenge beträgt.
4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Strahlungsenergie
über 30 μ\ν/«τι! je nm liegt.
5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge der
erhaltenen Strahlungsenergie unter 15 Joule/cm2 je nm liegt.
6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfestigkeit des
Gemisches zwischen 2 und 30 kg/cm2, insbesondere zwischen 3 und 25 kg/cm2 liegt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfestigkeit des Gemisches unter
15 kg/cm2 liegt.
8. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchdehnung des
Gemisches 800% übersteigt.
9. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Äthyleneinbau des
kautschukartigen Mischpolymerisats zwischen 60 und 77,5 Mol% liegt.
10. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß als klebrigmachendes Harz eine aus Alkylphenol und Formaldehyd hergestellte
Verbindung mit einem Molgewicht zwischen 200 und 3000 verwendet wird, wobei die Alkylgruppe
1 bis 30 Kohlenstoffatome, Insbesondere 8 bis 12 Koh- b5
lenstoTatome, enthält..
11. Vsrfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensibilisator in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-* in den Kautschuk
eingemischt wird.
12. Verfahren gemäß den Ansprüchen ! bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensibilisator ein
oder mehrere mehrkernige Aromaten mit 3 bis 50 aromatischen Kernen verwendet wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensibilisator enthalten ist in
einem aromatreichen Öl mit einem Aromateinbau über 40 Gew.-% und mit einer nach Auflösung von
74 mg in 100 ml η-Hexan entstehenden Lichtdurchlässigkeit unter 95%.
14. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat in
dem durch »differential scanning calorimetry« bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 8° C/min aufgenommenen
Thermogramm, in dem die Kristallisationswärme gegen die Temperatur aufgetragen ist,
einen Berg bei einer Temperatur zwischen -7 und + 11° C aufweist.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Berg zwischen -3 und
+8° C einstellt.
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