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DE1053775B - Process for vulcanizing rubber - Google Patents

Process for vulcanizing rubber

Info

Publication number
DE1053775B
DE1053775B DEF19627A DEF0019627A DE1053775B DE 1053775 B DE1053775 B DE 1053775B DE F19627 A DEF19627 A DE F19627A DE F0019627 A DEF0019627 A DE F0019627A DE 1053775 B DE1053775 B DE 1053775B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vulcanization
benzothiazyl
parts
sulfenamides
sulfenamide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEF19627A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Helmut Freytag
Dr Friedrich Lober
Dr Hans Pohle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to NL101844D priority Critical patent/NL101844C/xx
Priority to NL214953D priority patent/NL214953A/xx
Priority to BE555325D priority patent/BE555325A/xx
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DEF19627A priority patent/DE1053775B/en
Priority to FR1173228D priority patent/FR1173228A/en
Priority to GB661157A priority patent/GB835782A/en
Publication of DE1053775B publication Critical patent/DE1053775B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/45Heterocyclic compounds having sulfur in the ring
    • C08K5/46Heterocyclic compounds having sulfur in the ring with oxygen or nitrogen in the ring
    • C08K5/47Thiazoles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/60Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D277/62Benzothiazoles
    • C07D277/68Benzothiazoles with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached in position 2
    • C07D277/70Sulfur atoms
    • C07D277/76Sulfur atoms attached to a second hetero atom
    • C07D277/80Sulfur atoms attached to a second hetero atom to a nitrogen atom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Bei der Verarbeitung von Mischungen aus natürlichem und/oder synthetischem Kautschuk, welche bereits Vulkanisiermittel, Beschleuniger und Verstärkerruße oder andere Füllmittel enthalten, ist vor der eigentlichen Vulkanisation stets eine mehr oder minder starke Neigung zur An vulkanisation vorhanden.When processing mixtures of natural and / or synthetic rubber, which already Vulcanizing agents, accelerators and carbon blacks or other fillers are included before the actual Vulcanization always has a more or less strong tendency to vulcanize.

Mit der in neuerer Zeit stark angestiegenen Verwendung von hochwertigen Verstärkerfüllstoffen, insbesondere von modernen Ofenrußen, den Acetylenrußen oder hochdispersen Füllstoffen auf Basis von Kieselsäure, Silikaten oder Oxyden bzw. Carbonaten des Magnesiums, Aluminiums oder Calciums, welche bei der Verarbeitung der Kautschukmischungen eine erhöhte Wärmeentwicklung zeigen und die zugleich durch ihren teilweise basischen Charakter eine Gefahr zur leichteren Anvulkanisation geben können, ist das Problem, zu neuen Beschleunigertypen mit überlegener Einsatzverzögerung zu gelangen, dringend geworden. Hinzu kommt, daß betriebsmäßige Konfektionierungen zum Teil bei Temperaturen um 13O0C erfolgen. Diese Temperaturen liegen wenig unterhalb der eigentlichen Vulkanisationstemperaturen.With the recent increase in the use of high-quality reinforcing fillers, in particular modern furnace blacks, acetylene blacks or highly dispersed fillers based on silica, silicates or oxides or carbonates of magnesium, aluminum or calcium, which show an increased heat development during processing of the rubber compounds and at the same time, due to their partially basic character, they can pose a risk of easier scorching, the problem of finding new types of accelerator with superior delay in use has become urgent. In addition, operational Konfektionierungen carried in part at temperatures of about 13O 0 C. These temperatures are a little below the actual vulcanization temperatures.

Auch bei Verwendung halbaktiver Füllstoffe besteht ein Interesse an Beschleunigertypen mit extremer Einsatzverzögerung, die sich ohne hinderliche Neigung zur Anvulkanisation in höherer Dosierung verwenden lassen, um optimale elastische Eigenschaften, geringere Dämpfung und Wärmeentwicklung bzw. höhere Ermüdungsfestigkeit in den Vulkanisaten zu erreichen oder auch eine bessere statische Alterung zu erzielen.Even when using semi-active fillers, there is interest in accelerator types with extreme delay in use, which can be used in higher doses without an obstructive tendency to scorch, for optimal elastic properties, lower damping and heat generation or higher fatigue strength in the vulcanizates or to achieve better static aging.

Verbesserungen in den Alterungseigenschaften (Ermüdungsschutz und Ozonschutz) setzen weiter die Mitverwendung von hochwertigen Alterungsschutzmitteln z.B. aus der Reihe der p-Phenylendiaminderivate voraus. Diese rufen eine so kräftige Aktivierung der Vulkanisation hervor, daß weder mit üblichen Verzögerern noch durch Verwendung der bisher bekannten Beschleuniger mit Einsatzverzögerung (z.B. aus der Benzothiazolsulfenamidgruppe) eine reibungslose Fertigung z.B. in Reifenmischungen durchführbar ist.Improvements in the aging properties (fatigue protection and ozone protection) continue to be used of high-quality anti-aging agents, e.g. from the range of p-phenylenediamine derivatives. These cause such a strong activation of the vulcanization that neither with the usual retarders by using the previously known accelerators with delayed use (e.g. from the benzothiazole sulfenamide group) a smooth production, e.g. in tire compounds, can be carried out.

Bisher wurden nun, insbesondere bei Herstellung hochwertiger Laufflächen, Beschleuniger aus der Reihe der Mercaptobenzothiazolderivate deshalb bevorzugt, weil damit hergestellte Vulkanisate sich durch gute Alterungseigenschaften auszeichnen. Zu diesen Beschleunigern gehören vor allem die Sulfenamide des 2-Mercaptobenzothiazols und vor allem Sulfenamide sekundärer Amine oder primärer Amine, besonders des Cyclohexylamins. Diese zählen zu den 'am weitesten verbreiteten Beschleunigern in der Reifenfabrikation. Da diese Beschleuniger aber für viele Zwecke hinsichtlich ihrer Verzögerung nicht mehr ausreichen, wurden in neuerer Zeit als Beschleuniger mit verbesserter Verarbeitungssicherheit das Benzothiazol-2-sulfen-morpholid und das Benzothiazyl-2-tert.-butylsulfenamid verwendet. Gegenüber den Verfahren zur Vulkanisation von KautschukSo far, accelerators have been out of line, especially in the production of high-quality running surfaces of the mercaptobenzothiazole derivatives are preferred because vulcanizates produced with them have good aging properties distinguish. These accelerators include, in particular, the sulfenamides of 2-mercaptobenzothiazole and above all sulfenamides of secondary amines or primary amines, especially of cyclohexylamine. These are among the 'most widely used accelerators in tire manufacturing. Because this accelerator but for many purposes their delay was no longer sufficient in recent times benzothiazole-2-sulfen-morpholide and benzothiazyl-2-tert.-butylsulfenamide as accelerators with improved processing reliability used. Compared to the process for vulcanizing rubber

Anmelder:Applicant:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-BayerwerkPaint factories Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-Bayerwerk

Dr. Helmut Freytag, Köln-Stammheim,Dr. Helmut Freytag, Cologne-Stammheim,

Dr. Friedrich Lober und Dr. Hans Pohle, Leverkusen,Dr. Friedrich Lober and Dr. Hans Pohle, Leverkusen,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

obengenannten Sulfenamiden zeigen diese bereits beachtliche Vorteile hinsichtlich der Anvulkanisation.The above-mentioned sulfenamides show this already considerable Advantages in terms of vulcanization.

Es wurde nun in den Benzothiazol-2-dicycloalkyl-sulfenamiden mit 5 bis 7 C-Atomen in den Cycloalkylringen eine Reihe neuer bisher nicht beschriebener Sulfenamidbeschleuniger gefunden, welche gegenüber bisher bekannten Verbindungen dieser Reihe überraschende anwendungstechnische Vorzüge aufweisen. Diese Verbindungen entsprechen folgender allgemeiner Formel:It was now in the benzothiazole-2-dicycloalkyl-sulfenamides with 5 to 7 carbon atoms in the cycloalkyl rings, a number of new sulfenamide accelerators not previously described found which compared to previously known compounds of this series surprising application technology Have merits. These compounds correspond to the following general formula:

c —s — n:c - s - n:

in welcher R1 und R2 gleiche oder verschiedene Cycloalkylreste mit 5 bis 7 C-Atomen sein können. Genannt seien z.B. der Cyclopentyl-, Cyclohexyl- und Cycloheptylrest oder deren Substitutionsprodukte mit Alkyl- oder Cycloalkylresten mit 1 bis 6 C-Atomen oder mit Alkoxyresten, deren Alkylgruppen 1 bis 4 C-Atome besitzen, ferner hydrierte annellierte Ringsysteme, wie a- oder /3-Tetrahydronaphthyl oder a- oder /S-Dekalylreste. Diese neuen Sulfenamide zeichnen sich gegenüber den bekannten Derivateu dieser Reihe sowohl in Mischungen mit halbaktiven Füllstoffen als auch in Mischungen mit Verstärkerfüllstoffen und gegebenenfalls zusätzlich mit stark aktivierenden Ermüdungs- und Ozonschutzmittelnin which R 1 and R 2 can be identical or different cycloalkyl radicals with 5 to 7 carbon atoms. Examples include the cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl radical or their substitution products with alkyl or cycloalkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms or with alkoxy radicals whose alkyl groups have 1 to 4 carbon atoms, furthermore hydrogenated fused ring systems, such as a- or / 3-tetrahydronaphthyl or a- or / S-decalyl radicals. These new sulfenamides stand out from the known derivatives of this series both in mixtures with semi-active fillers and in mixtures with reinforcing fillers and optionally additionally with strongly activating anti-fatigue and anti-ozone agents

809 787/577809 787/577

aus der Reihe des p-Phenylendiamins durch eine hinsichtlich der Zeitspanne und der Arbeitstemperatur bedeutend überlegene Verarbeitungssicherheit aus, wie sie beispielsweise beim Spritzen von Laufflächenmischungen gefordert wird. Selbst gegenüber dem heute bevorzugt verwendeten Benzothiazyl-2-morpholyl-sulfenamid ist diese Überlegenheit noch beträchtlich. Die erfindungsgemäßen Benzothiazol - 2 - dicycloalkyl - sulfenamide gestatten weiter einen größeren Dosierungsspielraum, ohne daß die Verarbeitungssicherheit leidet.from the series of p-phenylenediamine by one with regard to the time span and the working temperature significantly superior processing reliability, such as for example is required when spraying tread compounds. Even preferred over today Benzothiazyl-2-morpholyl-sulfenamide used is this superiority is still considerable. The benzothiazole - 2 - dicycloalkyl - sulfenamides according to the invention permit furthermore a greater dosage latitude without the processing safety being impaired.

Die Verarbeitung der noch plastischen Mischungen und die Vulkanisation ist ohne Schwierigkeiten innerhalb eines verhältnismäßig engen Temperaturintervalls möglich, d. h., die Verarbeitung kann mit Sicherheit bei hoher Temperatur nur wenige Grade unterhalb der Vulkanisationstemperatur durchgeführt werden. Der Verlauf der Vulkanisation unterscheidet sich dann in keiner Weise von dem bisher bekannten Sulfenamid, so daß mindestens dieselben, zum Teil sogar überlegene Eigenschaften der Vulkanisate erzielt werden. Weiter zeichnen sich die neuen Vulkanisationsbeschleuniger durch ein besonders ausgeprägtes Plateau aus. Sie können entweder allein oder in Kombination untereinander verwendet werden und schließlich auch mit bekannten Vulkanisationsbeschleunigern zu Kombinationen zusammengestellt werden.The processing of the still plastic mixtures and the vulcanization are within easy reach a relatively narrow temperature interval is possible, d. That is, the processing can be done with certainty at high Temperature can only be carried out a few degrees below the vulcanization temperature. The course of the Vulcanization then differs in no way from the previously known sulfenamide, so that at least the same, in some cases even superior properties of the vulcanizates can be achieved. The next stand out new vulcanization accelerator is characterized by a particularly pronounced plateau. You can either alone or can be used in combination with one another and finally also combined with known vulcanization accelerators to form combinations will.

Die Alterungs- und Ermüdungseigenschaften sowie in gewissen Fällen der Abrieb sind merklich verbessert. Die erfindungsgemäßen Vulkanisationsbeschleuniger können als Alleinbeschleuniger in der für die bekannten Sulfenamide gebräuchlichen Dosierung eingesetzt werden, d. h. z.B. bei Laufflächenvulkanisaten aus Naturkautschuk mit 0,3 bis 1,5% in Laufflächenvulkanisaten auf BasisThe aging and fatigue properties and in certain cases the abrasion are noticeably improved. the Vulcanization accelerators according to the invention can be used as the sole accelerator in that for the known sulfenamides customary dosage are used, d. H. e.g. with vulcanized treads made of natural rubber with 0.3 to 1.5% in tread vulcanizates based on

ίο synthetischer Kautschuke mit 0,6 bis 4°/0. Im letzteren Dosierungsbereich ist auch Weichkautschuk aus Naturkautschuk vulkanisierbar. Diese Dosierungen können auch überschritten werden, um die dynamischen oder statischen Alterungseigenschaften der Vulkanisate in bekannter Weise zu verbessern.ίο synthetic rubbers with 0.6 to 4 ° / 0 . In the latter dosage range, soft rubber made from natural rubber can also be vulcanized. These dosages can also be exceeded in order to improve the dynamic or static aging properties of the vulcanizates in a known manner.

Die erfindungsgemäßen Sulfenamide können auf bekannte Weise aus Mercaptobenzothiazol und den entsprechenden Dicycloalkylaminen erhalten werden. Sie stellen teils kristallisierte, teils viskose flüssige Produkte mit schwachem charakteristischem Geruch dar. Sie sind vor allem in Benzinen, aromatischen Kohlenwasserstoffen, chlorierten Kohlenwasserstoffen gut löslich und zeigen daher im Kautschuk eine gute und schnelle Verteilbarkeit. The sulfenamides according to the invention can be prepared in a known manner from mercaptobenzothiazole and the corresponding Dicycloalkylamines are obtained. They make partly crystallized, partly viscous liquid products with a faint characteristic odor. They are mainly found in gasoline, aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons are readily soluble and therefore show good and rapid distribution in rubber.

Benzothiazyl-2-di-cycloalkyl-sulfenamide: //\/ -: Benzothiazyl-2-di-cycloalkyl-sulfenamide: / / \ / - :

c—s—n:c — s — n:

N/V R, N / A R,

— N'- N '

Berechnet
N°/o
Calculated
N ° / o

Gefunden N°/„Found N ° / "

Dicyclopentylamin Dicyclopentylamine

Dicyclohexylamin Dicyclohexylamine

Dicycloheptylamin Dicycloheptylamine

Cyclopentyl-cyclohexylamin ...Cyclopentyl-cyclohexylamine ...

2-Methyl-dicyclohexylamin 2-methyl-dicyclohexylamine

S-Methyl-dicyclohexylamin S-methyl-dicyclohexylamine

4-Methyl-dicyclohexylamin 4-methyl-dicyclohexylamine

2,2'-Dimethyl-dicyclohexylamin.
S.S'-Dimethyl-dicyclohexylamin.
2,3'-DimethyI-dicyclohexylamin.
2,6-Diäthyl-dicyclohexylamin ..
4-tert.-Butyl-dicycIohexylamin .
4-Äthoxy-dicyclohexylamin
4-Cyclohexyl-dicyclohexylamin .
Cyclohexyl-jS-dekalylamin
2,2'-dimethyl-dicyclohexylamine.
S.S'-dimethyl-dicyclohexylamine.
2,3'-dimethyl-dicyclohexylamine.
2,6-diethyl-dicyclohexylamine ..
4-tert-butyl-dicyciohexylamine.
4-ethoxy-dicyclohexylamine
4-cyclohexyl-dicyclohexylamine.
Cyclohexyl-jS-decalylamine

bis 77°Cup to 77 ° C

bis 1050Cup to 105 0 C

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

flüssigfluid

bis 148° Cup to 148 ° C

flüssigfluid

8,80
8,09
7,48
8,43
7,77
7,77
7,77
7,48
7,48
7,48
6,96
6,96
7,17
6,54
7,00
8.80
8.09
7.48
8.43
7.77
7.77
7.77
7.48
7.48
7.48
6.96
6.96
7.17
6.54
7.00

8,42 7,83 6,98 8,25 7,15 7,40 7,62 6,90 7,25 6,96 6,52 6,86 6,73 6,35 7,348.42 7.83 6.98 8.25 7.15 7.40 7.62 6.90 7.25 6.96 6.52 6.86 6.73 6.35 7.34

In den folgenden Beispielen werden die anwendungs- 55 G technischen Eigenschaften dieser neuen Sulfenamidbeschleuniger zum Teil auch gegenüber bekannten Beschleunigern aus dieser Reihe gezeigt und die einzelnen Verbindungen wie folgt bezeichnet:The following examples illustrate the application properties of these new sulfenamide accelerators partly also shown against known accelerators from this series and the individual Connections are designated as follows:

Beispiel 1example 1

A Benzothiazyl-2-cyclohexyl-sulfenamid (zum Vergleich) A Benzothiazyl-2-cyclohexyl-sulfenamide (for comparison)

B Benzothiazyl-2-morpholyl-sulfenamid (zum Vergleich) B Benzothiazyl-2-morpholyl-sulfenamide (for comparison)

C Benzothiazyl-2-dicyclohexyl-sulfenamid D Benzothiazyl-2-cyclohexyl-cyclopentyl-sulienamid E Benzothiazyl-2-dicyclopentyl-sulfenamid F Benzothiazyl-2-(4-cyclohexyl-cyclohexyl)-cyclohexyl-sulfenamid C benzothiazyl-2-dicyclohexyl-sulfenamide D Benzothiazyl-2-cyclohexyl-cyclopentyl-sulienamide E Benzothiazyl-2-dicyclopentyl-sulfenamide F Benzothiazyl-2- (4-cyclohexyl-cyclohexyl) -cyclohexyl-sulfenamide

60 Benzothiazyl-2-(3-methylcyclohexyl)-cyclohexylsulfenamid 60 Benzothiazyl-2- (3-methylcyclohexyl) -cyclohexylsulfenamide

Benzothiazyl-2-(4-methylcyclohexyl)-cyclohexylsulfenamid Benzothiazyl-2- (4-methylcyclohexyl) -cyclohexylsulfenamide

Benzothiazyl-2-(4-tert.-butylcyclohexyl)-cyclo-Benzothiazyl-2- (4-tert-butylcyclohexyl) -cyclo-

hexyl-sulfenamid
Eine Basismischung, welche auf 100 Teile Smoked sheets 24 Teile Ofenruß mittlerer Abriebfestigkeit, 10 Teile Zinkoxyd, 3 Teile Schwefel und 0,5 Teile Stearinsäure enthält, wird in 10 Teilen mit den obigen Beschleunigem (bezogen auf 100 Teile Kautschukgehalt) vermischt. Bei einer Anvulkanisation von 25 bzw. 40 Minuten bei 110° C und bei einer Ausvulkanisation von 30 und 45 Minuten bzw. 45 und 60 Minuten bei 135°C wurden die in nachstehender Tabelle verzeichneten Modulwerte und Bruchfestigkeiten (kg/cm2) gemessen:
hexyl sulfenamide
A base mixture containing, per 100 parts of smoked sheets, 24 parts of furnace black with average abrasion resistance, 10 parts of zinc oxide, 3 parts of sulfur and 0.5 part of stearic acid, is mixed in 10 parts with the above accelerators (based on 100 parts of rubber content). With a vulcanization of 25 and 40 minutes at 110 ° C and with a vulcanization of 30 and 45 minutes or 45 and 60 minutes at 135 ° C, the module values and breaking strengths (kg / cm 2 ) listed in the table below were measured:

Zusatz %Additive % 55 >n> n bei 1200C
Modul 300 %
at 120 ° C
Module 300%
Festigkeitstrength tt 66th C
Festigkeit
C.
strength
0,60.6 AnvulkanisatitScorchite 6
43
6th
43
30
240
30th
240
30'
45'
30 '
45 '
265
255
265
255
AA. 0,60.6 25'
40'
25 '
40 '
5
26
5
26th
25
195
25th
195
30'
45'
30 '
45 '
Ausvulkanisation bei 135C
j Modul 300 % I
Vulcanization at 135 ° C
j module 300% I
260
245
260
245
BB. 0,750.75 25'
40'
25 '
40 '
5
32
5
32
25
215
25th
215
30'
45'
30 '
45 '
260
255
260
255
BB. 0,750.75 25'
40'
25 '
40 '
6
6
6th
6th
co toco to
cn Cncn Cn
45'
60'
45 '
60 '
250
250
250
250
CC. 0,750.75 25'
40'
25 '
40 '
6
13
6th
13th
25
95
25th
95
45'
65'
45 '
65 '
250
245
250
245
DD. 0,750.75 25'
40'
25 '
40 '
6
12
6th
12th
Oo toOo to
cn Cncn Cn
45'
65'
45 '
65 '
250
250
250
250
EE. 0,750.75 25'
40'
25 '
40 '
6
6
6th
6th
CO CO
Cn O
CO CO
Cn O
45'
65'
45 '
65 '
240
235
240
235
FF. 0,750.75 25'
40'
25 '
40 '
6
13
6th
13th
30
95
30th
95
45'
65'
45 '
65 '
255
250
255
250
GG 0,750.75 25'
40'
25 '
40 '
5
6
5
6th
20
35
20th
35
45'
65'
45 '
65 '
235
225
235
225
HH 0,750.75 25'
40'
25 '
40 '
OO CnOO Cn 20
50
20th
50
45'
65'
45 '
65 '
245
235
245
235
II. 25'
40'
25 '
40 '
59
58
59
58
50
51
50
51
59
57
59
57
49
50
49
50
46
48
46
48
60
59
60
59
46
47
46
47
49
49
49
49
46
46
46
46
39
41
39
41

Während die bekannten Sulfenamide z.B. nach einer Einwirkung von 40 Minuten bei 1200C in der Presse bereits Festigkeitswerte von 200 kg/cm2 liefern, mithin praktisch als vulkanisiert anzusehen sind, zeigen die Sulfenamide vom Dicycloalkylamintyp noch nahezu unveränderten Zustand, d. h. Festigkeitswerte, wie sie mit einer nicht vulkanisierten hochgefüllten Rußmischung unter gleicher Behandlung zu erwarten sind. Dies kommt besonders bei den Verbindungen C, F, H und I zum Ausdruck, während eine weitere Gruppe, besonders die Verbindungen D, E, G, an Hand der Modul- und Festigkeitswerte den bisher als optimal bekannten Werten des Benzothiazyl-2-morpholin-sulfenamids noch um etwa 50% überlegen sind.While the known sulfenamides, for example, after exposure to the press for 40 minutes at 120 ° C., already provide strength values of 200 kg / cm 2 , and are therefore practically vulcanized, the sulfenamides of the dicycloalkylamine type are still almost unchanged, ie strength values as they are are to be expected with a non-vulcanized, highly filled carbon black mixture under the same treatment. This is particularly evident in the case of the compounds C, F, H and I, while another group, especially the compounds D, E, G, on the basis of the modulus and strength values, corresponds to the values of benzothiazyl-2-morpholine previously known to be optimal. sulfenamids are still about 50% superior.

Beispiel 2Example 2

Eine Basismischung, weiche auf 100,0 Teile smoked sheets 42,0 Teile Ofenruß für höchste Abriebfestigkeit, 3,0 Teile Zinkoxyd, 2,0 Teüe Weichmachen)!, 2,0 Teile Pine Tar, 2,5 Teile Stearinsäure, 2,5 Teile Schwefel, 1,0 Teil eines Gemisches aus N-Cyclohexyl-N'-phenyl-pphenylen-diamin und Phenyl-/9-naphthylamin und 0,8 Teile Ozokerit enthält, wird in 5 Teilen mit den im Beispiel 1 genannten Beschleunigern A, B und C (bezogen auf je 100 Teile Kautschukgehalt) vermischt.A basic mixture, soft on 100.0 parts smoked sheets 42.0 parts furnace black for maximum abrasion resistance, 3.0 parts zinc oxide, 2.0 parts softening) !, 2.0 parts pine tar, 2.5 parts stearic acid, 2.5 parts sulfur, 1.0 part of a mixture of N-cyclohexyl-N'-phenyl-pphenylenediamine and phenyl- / 9-naphthylamine and 0.8 parts of ozokerite is used in 5 parts with those in the example 1 mentioned accelerators A, B and C (based on 100 parts rubber content) mixed.

Die Rohmischungen liefern bei gleichförmiger Verarbeitung die nachstehenden Plastizitätswerte (Defohärten) auf dem Defo-Gerät (Baader, Kautschuk, Jahrgang 14 [1938], S. 233 ff.), nachdem je 30 Minuten bei HO0C bzw. 10 Minuten bei 133° C vorgetempert wurde.When processed uniformly, the raw mixtures provide the following plasticity values (defo hardness) on the defo device (Baader, Kautschuk, volume 14 [1938], p. 233 ff.), Depending on 30 minutes at HO 0 C or 10 minutes at 133 ° C.

Zeit zu
Temperatur
time to
temperature

A 0,4·/,A 0.4 /,

B 0,4% B
0,5·/,,
B 0.4% B
0.5 · / ,,

0,5%0.5%

C
0,6%
C.
0.6%

30': 1100C
1O':133°C
30 ': 110 ° C
10 ': 133 ° C

1900 2 9001900 2 900

1800 2 300 Defohärten:
1900
2 600
1800 2 300 Defo hardening:
1900
2,600

1800
1700
1800
1700

1800
1700
1800
1700

Die bekannten Sulfenamide A und B zeigen nach dem Tempern bei 133° C deutlich eine steigende Viskositätszunahme infolge von An vulkanisation, während das Produkt C eine gleichbleibende, bisher nicht bekannte Stabilität (d. h. keinerlei Anzeichen von Anvulkanisation) auch bei erhöhter Dosierung des Beschleunigers erkennen läßt. Ebenso zeigen die Vergleichsmessungen im Mooney-Gerät (vgl. M. Melvin Mooney, Industrial and Engineering Chemistry Analyt. Ed. 6 [1934], S. 147ff.) den stark verzögerten Viskositätsanstieg der erfindungsgemäß verwendeten Benzothiazol-2-dicycloalkyl-sulfenamide gegenüber den bekannten Sulfenamiden.The known sulfenamides A and B show after tempering at 133 ° C a clearly increasing viscosity increase due to vulcanization, while the Product C has a constant, previously unknown stability (i.e. no signs of scorching) can be recognized even with increased dosage of the accelerator. The comparative measurements also show in the Mooney device (cf. M. Melvin Mooney, Industrial and Engineering Chemistry Analyt. Ed. 6 [1934], p. 147ff.) the strongly delayed increase in viscosity of the benzothiazole-2-dicycloalkyl-sulfenamides used according to the invention compared to the well-known sulfenamides.

Die Ergebnisse werden durch die Figur wiedergegeben, in der auf der Ordinate die Mooney-Werte und auf der Abszisse die Zeit (in Minuten) angegeben werden. Die Meßtemperatur beträgt 121° C. Die einzelnen Kurven geben die Werte wieder, die bei Verwendung der folgenden Beschleuniger erhalten wurden. Der Zusatz ist dabei in Gewichtsprozent, bezogen auf den Kautschukgehalt der Basismischung, angegeben.The results are shown by the figure, in which the ordinate shows the Mooney values and in which the The abscissa is the time (in minutes). The measuring temperature is 121 ° C. The individual curves represent the values obtained using the following accelerators. The addition is in Percentage by weight, based on the rubber content of the base mixture.

Kurve 1 = 0,40 % des Beschleunigers A
Kurve 2 = 0,40 % des Beschleunigers B
Kurve 3 = 0,60 % des Beschleunigers C
Kurve 4 — 0,50 %■ des Beschleunigers C
Curve 1 = 0.40% of accelerator A.
Curve 2 = 0.40% of the accelerator B
Curve 3 = 0.60% of the accelerator C.
Curve 4 - 0.50% ■ of the accelerator C

In der Ausvulkanisation bei 135° C werden mindestens gleiche Modul- und Festigkeitswerte wie mit den bekannten Sulfenamiden erreicht:In the vulcanization at 135 ° C at least the same module and strength values as achieved with the known sulfenamides:

Temperaturtemperature 77th AA. 1 0531 053 775775 96 bis 28596 to 285 88th C
0,6°/
C.
0.6 ° /
300300
CC. 100 bis 285100 to 285 C
0,5%
C.
0.5%
290290
Zeit zutime to 135° C135 ° C bis 285to 285 B
0,4%
B.
0.4%
B
0,5%
B.
0.5%
98 bis 27598 to 275 kg/cm2)kg / cm 2 ) 104 bis104 to 280280
135° C135 ° C 8989 bis 280up to 280 Modul 300% — FestigkeitModule 300% - strength 91 bis 29591 to 295 107 bis107 to 45'45 ' 135° C135 ° C 9494 bis 270to 270 86 bis 27586 to 275 104 bis 295104 to 295 105 bis105 to 65'65 ' 9191 92 bis 28092 to 280 101 bis 280101 to 280 100'100 ' 90 bis 26590 to 265

In der Sauerstoffalterung nach Bierer-Davis bei 6O0C wird deutliche Überlegenheit gegenüber den bekannten Sulfenatniden festgestellt.In the oxygen aging by Bierer-Davis at 6O 0 C clearly superior compared to the known Sulfenatniden is detected.

Zeit zu TemperaturTime to temperature A
0,4%
A.
0.4%
B
0,4%
B.
0.4%
155155 B
0,5 %
B.
0.5%
C
0,5%
C.
0.5%
165165 C
0,6 »/„
C.
0.6 »/"
130130
155155 nach 12 Tagen Sauerstoffalterung:after 12 days of oxygen aging: 150150 130130 65': 135° C65 ': 135 ° C 160160 Festigkeiten (kg/cm2 Strengths (kg / cm 2 155155 180180 100': 135°C100 ': 135 ° C 155155 145145 145145 170170 145145 Tagen Sauerstoffalterung:Days of oxygen aging: 65': 1350C65 ': 135 0 C 135135 100': 135° C100 ': 135 ° C (in mm3) nach 12(in mm 3 ) after 12 130130 Abriebverlust nach DIN 53516Abrasion loss according to DIN 53516 - 145145 - 140140

Die Prüflaschen wurden hergestellt durch 65 Minuten dauernde Vulkanisation der eingangs angegebenen Kautschukmischung bei 135° C. Anschließend wurden die profilierten Prüflaschen 3 Millionen Biegungen unterworfen. Die dabei erfolgte Rißbildung geht aus der folgenden Tabelle hervor. Die Rißbildung wird dabei durch die folgenden Zahlen bewertet:The test bottles were produced by vulcanizing the rubber mixture specified at the beginning for 65 minutes at 135 ° C. The profiled test bottles were then subjected to 3 million bends. The cracking that took place is shown in the table below. The crack formation is thereby through rated the following numbers:

0 = keine Rißbildung0 = no cracking

1 = beginnende Rißbildung1 = beginning of cracking

2 = verstärkte Rißbildung2 = increased cracking

3 = Risse von mehr als 4 mm Länge3 = cracks longer than 4 mm

Konzentration
Rißbildung
concentration
Cracking

Beschleuniger B [Accelerator B [

0,4% 2,50.4% 2.5

0,4% 1,50.4% 1.5

0,6% 0,50.6% 0.5

Beispiel 3Example 3

Eine Grundmischung ohne Zusatz von Verstärkerfüllstoff oder Alterungsschutzmittel, welche auf 100 Teile Smoked sheets 5 Teile Zinkoxyd, 2,65 Teile Schwefel und 0,5 Teile Stearinsäure enthalt, wird in 4 Teile geteilt und jeder Teil mit einem der nachstehenden Beschleunigerzusätze (bezogen auf 100 Teile Kautschukgehalt) versetzt:A basic mixture without the addition of reinforcing fillers or anti-aging agents, which is based on 100 parts Smoked sheets containing 5 parts of zinc oxide, 2.65 parts of sulfur and 0.5 part of stearic acid are divided into 4 parts and each part with one of the following accelerator additives (based on 100 parts rubber content):

A 0,5 BenzotMazyl-2-cyclohexyl-sulfenamid (zum Vergleich) A 0.5 BenzotMazyl-2-cyclohexyl-sulfenamide (for comparison)

B 0,5 Benzothiazyl-2-morpholyl-sulfenamid (zum Vergleich) B 0.5 benzothiazyl-2-morpholyl-sulfenamide (for comparison)

C 0,5 Benzothiazyl^-dicyclohexyl-sulfenamidC 0.5 benzothiazyl ^ -dicyclohexyl-sulfenamide

D 0,6 Benzothiazyl-2-dicyclohexyl-sulfenamidD 0.6 benzothiazyl-2-dicyclohexyl-sulfenamide

Die Vergleichsvulkanisate, die wie üblich in der Presse gemäß nachstehender Tabelle vulkanisiert wurden, liefern im Schopperringtest auf dem Schopper-Zerreißprüfer die nachstehenden Modulwerte und Bruchfestigkeiten (kg/cm2)The comparison vulcanizates, which were vulcanized as usual in the press according to the table below, provide the following modulus values and breaking strengths (kg / cm 2 ) in the Schopper ring test on the Schopper tear tester

Temperaturtemperature AA. 2525th Vulkanisationvulcanization BB. C I υC I υ 66th nicht vulkanisiertnot vulcanized 9 bis9 to 9090 Zeit zutime to 170170 Modul 500% — Bruchfestigkeit (kg/cm2)Module 500% - breaking strength (kg / cm 2 ) 77th nicht vulkanisiertnot vulcanized 10 bis10 to 115115 1330C133 0 C 4 bis4 to 66th 3 bis 103 to 10 1616 nicht vulkanisiertnot vulcanized 19 bis19 to 175175 20'20 ' 133° C133 ° C 24 bis24 to 170170 13 bis 10013 to 100 1818th bis 60up to 60 21 bis21 to 190190 30'30 ' 1430C143 0 C 3 bis3 to 200200 1919th bis 95to 95 22 bis22 to 195195 10'10 ' 143° C143 ° C 33 bis33 to 195195 27 bis 16027 to 160 bis 150up to 150 20'20 ' 143° C143 ° C 34 bis34 to 185185 27 bis 20527 to 205 bis 185to 185 30'30 ' 143° C143 ° C 29 bis29 to 180180 26 bis 18526 to 185 bis 195until 195 45'45 ' 143° C143 ° C 26 bis26 to 24 bis 18024 to 180 70'70 ' 143° C143 ° C 24 bis24 to 22 bis 17522 to 175 90'90 '

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Vulkanisation von Mischungen aus natürlichem und/oder synthetischem Kautschuk, welche aktive Füllstoffe und/oder Ermüdungs- bzw.Process for the vulcanization of mixtures of natural and / or synthetic rubber, which active fillers and / or fatigue or Ozonschutzmittel aus der Reihe aktivierender aromatischer Basen der p-Phenylendiamin-Reihe enthalten können, dadurch gekennzeichnet, daß als Vulkanisationsbeschleuniger Benzothiazyl-2-dicycloalkyl-sulfenamide der allgemeinen FormelContain ozone protection agents from the range of activating aromatic bases of the p-phenylenediamine series can, characterized in that the vulcanization accelerator benzothiazyl-2-dicycloalkyl-sulfenamides the general formula 9 109 10 jij· „ verschiedene Cycloalkylreste mit 5 bis 7 Ring-C-Ato-jij · "various cycloalkyl radicals with 5 to 7 ring carbon atoms \ ; / 1 men oder deren Substitutionsprodukte mit Alkyl-\ ; / 1 men or their substitution products with alkyl |j c S Nx bzw. Cycloalkylresten oder mit Alkoxyresten oder| jc SN x or cycloalkyl radicals or with alkoxy radicals or \ /^ / \ hydrierte annellierte Ringsysteme, wie a- oder\ / ^ / \ hydrogenated fused ring systems, such as a- or x/ S Ra 5 /5-Tetrahydronaphthyl oder a- oder ^-Dekalylreste x / S Ra 5/5 tetrahydronaphthyl or a- or ^ -decalyl radicals verwendet werden, in welcher R1 und R2 gleiche oder bedeuten.can be used in which R 1 and R 2 are the same or. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 787/577 3.59 © 809 787/577 3.59
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