CZ289325B6

CZ289325B6 - Elastomerní přípravek

Info

Publication number: CZ289325B6
Application number: CZ19961913A
Authority: CZ
Inventors: Larry Yarnell; Bobbie E. South
Original assignee: The Gates Corporation
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 2002-01-16
Also published as: WO1996013544A1; BR9506433A; AU4143096A; RU2141979C1; PT737228E; ATE218153T1; JPH09500930A; CA2180265C; DE69526845D1; EP0737228B2; ES2179891T3; CN1081654C; DK0737228T4; ES2179891T5; AU689351B2; CZ191396A3; DE69526845T3; HU218420B; HUT75173A; MX9602528A

Abstract

Elastomern p° pravek pro za len n do v²robku vystaven ho dynamick mu zat en a pro vulkanizov n p°i pou it voln -radik lov ho aktiva n ho materi lu, kde uveden² elastomern p° pravek obsahuje: (a) 100 hmotnostn ch d l ethylen-alfa-olefinov ho elastomeru, kter² slou jako prim rn elastomer uveden ho p° pravku; (b) od 1 do 20 d l kovov soli .alfa.,.beta.-nenasycen organick kyseliny na sto hmotnostn ch d l uveden ho elastomeru; a (c) od 25 do 250 d l vyztu uj c ho plnidla na sto hmotnostn ch d l uveden ho elastomeru. V²robek pro pou it v prost°ed ch s dynamickou z t nap°. °emeny obsahuj tento elastomern p° pravek.\

Description

Předložený vynález se vztahuje k řemenům, včetně přenosu výkonu a plochých řemenů a jiných tvarových výrobků užitných v dynamických aplikacích, a zahrnuje volně-radikálově vulkanizované elastomerní přípravky obsahující ethylen-alfa-olefinové elastomery vyztužené kovovými solemi α,β-nenasycených organických kyselin. Podrobněji se vynález vztahuje k řemenům a jiným tvarovým výrobkům užitným v dynamických aplikacích, přičemž zahrnuje takové přípravky, jejichž primární elastomer, kteiý vykazuje vyšší přilnavost k vyztužujícím textilním materiálům při nepřítomnosti dodatečných promotorů přilnavosti v základním elastomeru si zachovává vynikající mechanické vlastnosti, včetně odolnosti vůči oděru, odolnosti vůči drolení, pevnost v tahu a modul za podmínek dynamického zatížení.

Dosavadní stav techniky

Ethylen-alfaolefínové elastomery včetně ethylen-propylenových kopolymerů EPM a ethylenpropylen-dienových terpolymerů EPDM jsou známy jako vynikající všeobecně použitelné elastomery, které mají širší rozmezí teplot použitelnosti než většina jiných elastomerů. EPM a EPDM mají podstatně nasycené základní řetězce, což vyvolává vyšší odolnost vůči kyslíku a ozonu. Tyto materiály jsou obecně méně nákladné než jiné elastomery a snášejí vysoké koncentrace plnidla a oleje, přičemž si zachovávají dobré fyzikální vlastnosti, což zvyšuje jejich hospodárnost. Z těchto důvodů jsou ethylen-alfaolefínové elastomery široce používány buď samotné, nebo ve směsích s jinými elastomery v použitích, která zahrnují hadice, těsnění, ucpávky, střešní materiály a izolace.

Známou nevýhodou těchto materiálů je ovšem jejich nižší výkonnost v dynamických aplikacích. Protože ethylen-alfa-olefínové elastomery jsou známy tím, že vykazují pouze mírnou únavovou odolnost, odolnost vůči oděru, pevnost v tahu a modul v dynamických aplikacích a rovněž nepostačující přilnavost ke kovovým a textilním vyztužujícím materiálům, nejsou běžně používány jako primární elastomer v aplikacích charakterizovaných dynamickým zatížením, jako jsou řemeny pro přenos síly, ploché řemeny, pneumatické pružiny, podložky motorů a podobně. Nejběžněji používanými elastomemími materiály v předložené souvislosti jsou polychloroprenový, styren-butadienový kaučuk a přírodní kaučuk pro jejich příznivé spojení mechanických vlastností a dobré zpracovatelnosti. Termínem „primární elastomer“ v této souvislosti se míní elastomer, který tvoří více než 50 hmotnostních % elastomemích složek elastomemího přípravku.

EPM a EPDM byly míšeny s jinými elastomery, které vykazují příznivější mechanické vlastnosti pro použití v dynamických aplikacích. Tyto elastomery zahrnují polychloroprenové, nitrilo— dřeňové kaučuky a organopolysiloxanové pryskyřice. V těchto případech se EPM a EPDM přidávají ke zlepšení odolnosti vůči kyslíku nebo ozonu nebo ke snížení ceny konečných přípravků. Množství přidaného EPM nebo EPDM je ovšem omezeno na méně než asi 40 hmotnostních % konečného elastomemího přípravku z důvodu zachování vyhovujících mechanických vlastností. Navíc EPDM s vyšším obsahem ethylenu, tj., vyšším než asi 80 molámích %, byl navržen pro použití jako primární elastomer v produktech jako jsou řemeny. Tento materiál je ovšem obtížné zpracovávat v otevřených mlýnech a kalandrech následkem jeho úzkého rozmezí molekulární hmotnosti a vysoce krystalické povahy.

Je známo několik způsobů pro zlepšení mechanických vlastností elastomerů. Se vzrůstajícím množstvím vyztužujícího plnidla nebo peroxidu vzrůstá tvrdost a modul vulkanizovaného elastomemího přípravku. Vzrůst hladiny plnidla ovšem má nevýhodu v obráceném účinku na odolnost proti opakovanému průhybu přispíváním ke vzniku zahřívání elastomeru. Vzrůst úrovně

-1CZ 289325 B6 peroxidu předkládá možnost zlepšení modulu při snížení strukturní pevnosti, ohybové únavy a prodloužení. Účinek může být tak silný, že polymer zkřehne.

Peroxidová nebo volně-radikálová vulkanizace se běžně užívá namísto vulkanizace sírou jak pro nasycené, tak i nenasycené polymery ke zlepšení vlastnosti stárnutí teplotou, snížení trvalé deformace po stlačení a zlepšení přilnavosti k upraveným a neupraveným textilním materiálům. Je rovněž známo, že přidání jistých akrylátových zbytků jako spolučinidel při peroxidové vulkanizaci elastomemích přípravků zlepšuje strukturní pevnost za horka, a zvyšuje odolnost vůči oděru, odolnost vůči olejům a přilnavost ke kovům. Tak například kovové soli akrylových kyselin byly použity jako spolučinidla při peroxidové vulkanizaci směsi zahrnujících EPDM a jiné elastomery ke zlepšení celkové výkonnosti. Rovněž jako vyztužující plnidla byly použity akryláty k minimalizaci štěpení řetězců a ke zlepšení účinnosti vulkanizace.

Na rozdíl od předloženého vynálezu popisuje patent DE 42 22 760 AI použití kovové soli ethylenově nenasycené karboxylové kyseliny ve spojení s elastomerem, přičemž tato sůl slouží jako vyztužujícího plnidlo pro primární elastomer. Přípravek tedy neobsahuje samostatné vyztužující plnidlo, např. saze nebo oxid křemičitý. Ethylen-alfa-olefínový elastomemí přípravek vzniklý na základě směsi podle DE patentu vykazuje horší fyzikální vlastnosti při podmínkách dynamického zatížení a zejména horší trvanlivost ve srovnání s přípravky podle předloženého vynálezu.

Na rozdíl od předloženého vynálezu popisuje patent US 4 713 409 přípravky obsahující výrazně vyšší množství kovové soli α,β-nenasycené organické kyseliny, která slouží jako vyztužujícího plnidlo pro primární elastomer. Přípravky tedy neobsahují samostatné vyztužující plnidlo, např. saze nebo oxid křemičitý. Tyto přípravky mají horší výkonnostní vlastnosti při podmínkách dynamického zatížení, včetně trvanlivosti. Navíc US patent neuvádí tu skutečnost, že se alfaolefínový elastomemí přípravek zabuduje do výrobku, který je vystaven dynamické zátěži, jak se uvádí v předloženém vynálezu. Na rozdíl od toho je US patent zaměřen na způsob výroby dimethakrylátu zinečnatého, který má specifický, úzký rozsah povrchu, pro použití v přípravcích pro statické aplikace.

Ethylen-alfa-olefinový elastomemí přípravek poskytující v dynamickém prostředí fyzikální vlastnosti, které jsou vyhovující pro použití jako primární elastomemí přípravek v aplikacích, jako například v řemení zahrnujícím řemeny pro přenos výkonu a ploché řemeny, pneumatické pružiny, podložky motorů a podobně, je velice žádoucí z důvodu snížení materiálových nákladů, zvýšení tepelné stability a zlepšení odolnosti vůči odbourání těchto výrobků kyslíkem a ozonem.

Podstata vynálezu

Dosud není znám ethylen-alfaolefínový elastomemí přípravek, který je snadno zpracovatelný a který má vhodné mechanické vlastnosti v dynamických aplikacích a přijatelnou přilnavost k vyztužujícím textilním materiálům, což by umožnilo jeho užití jako primárního základního elastomemího přípravku v aplikacích jako je řemení včetně řemenů pro přenos výkonu a plochých řemenů, hydraulických pružin, podložky motorů a podobně.

Proto je předmětem předloženého vynálezu poskytnutí elastomemího materiálu pro použití jako primární elastomemí přípravek ve výrobcích vystavených dynamickému zatížení, který zahrnuje ethylen-alfaolefinový elastomemí přípravek schopný udržet vynikající odolnost vůči oděru, odolnost vůči drolení, pevnost v tahu, odolnost vůči růstu trhlin, modul a přilnavost k vyztužujícím materiálům za podmínek dynamického zatížení při vysokých a nízkých teplotách.

-2CZ 289325 B6

Elastomemí přípravek podle vynálezu obsahuje:

(a) 100 hmotnostních dílů ethylen-alfaolefinového elastomeru, který slouží jako primární elastomer uvedeného přípravku;

(b) od 1 do 20 dílů kovové soli α,β-nenasycené organické kyseliny na sto hmotnostních dílů uvedeného elastomeru; a (c) od 25 do 250 dílů vyztužujícího plnidla na sto hmotnostních dílů uvedeného elastomeru.

Ethylen-alfaolefinový elastomer je charakterizován specifickým obsahem ethylenové jednotky, obsah ethylenové jednotky je od 55 do 78 % hmotnostních elastomeru.

Jiným předmětem předloženého vynálezu je poskytnutí zlepšeného řemenu zahrnujícího jako jeho hlavní část těla řemenu ethylen-alfaolefinový elastomer, který vykazuje zlepšené mechanické vlastnosti a vynikající přilnavost k textilním vyztužujícím materiálům.

K dosažení předcházejících a jiných předmětů a v souladu s účelem předloženého vynálezu, jak je proveden a zde široce popsán, poskytuje se elastomemí přípravek odolný vůči únavě, odolný vůči oděru, s vysokou pevností v tahu, s vysokým modulem, pro použití jako primární elastomemí přípravek výrobku vystaveného dynamickému zatížení. Tento elastomemí materiál je vulkanizován volně radikálovým urychlujícím materiálem a zahrnuje reakční produkt 100 hmotnostních dílů ethylen-alfaolefinového elastomeru, od asi 1 do asi 30 dílů na sto dílů hmotnosti elastomeru (parts per hundred weight) (phr) kovové soli α,β-nenasycené organické kyseliny a od asi 0 do asi 250 phr vyztužujícího plnidla.

Z jiného hlediska předloženého vy nálezu se poskytuje výrobek podrobený dynamickému zatížení a zahrnující ve svém primárním elastomemím přípravku elastomemí přípravek popsaný výše.

Z ještě jiného hlediska předloženého vynálezu se popisuje zlepšené řemení zahrnující jako hlavní část těla řemenu elastomemí přípravek s vysokou odolností vůči únavě, odolností vůči oděru, vysokou pevností v tahu a vysokým modulem. Hlavní část těla řemenu je připravena z ethylenalfaolefinového elastomeru, který byl vulkanizován volně-radikálovým urychlovacím materiálem. Tažný člen je uspořádán v části těla a část pro dotyk s kladkou je integrální s hlavní částí těla řemenu. Elastomemí přípravek je vytvářen v souladu s běžným způsobem zpracování kaučuku míšením a mletím pryžové směsi zahrnující hmotnostně 100 dílů ethylen-alfaolefinového elastomeru, od asi 1 do asi 30 phr kovové soli α,β-nenasycené organické kyseliny a od asi 0 do asi 250 phr vyztužujícího plnidla. Tento elastomemí materiál, je-li vulkanizován, vykazuje vynikající přilnavost k tažnému členu pásu při podstatné nepřítomnosti dodatečných promotorů přilnavosti.

Ethylen-alfaolefínový elastomemí přípravek použitelný v předloženém vynálezu může popřípadě obsahovat jiná konvenční aditiva, která jsou běžně používána v elastomemích přípravcích. Taková aditiva mohou zahrnovat užitkové a nastavované oleje, antioxidanty, vosky, pigmenty, plastifikátory, změkčovadla a podobně. Tato aditiva mohou být použita v množstvích konvenčně používaných ve standardních kaučukových sloučeninách.

Výhodnost se uskuteční, je-li řemen s řadou žeber ve tvaru V podle předloženého vynálezu vystaven nízkým úhlovým frekvencím a vysokému úhlovému zrychlení. Vynález má užitečný výsledek v podstatném snížení odrolování postranních povrchů při nízkých frekvencích. Následně je zlepšena výkonnost pásu v těchto použitích. Bylo překvapivě zjištěno, že tato odolnost vůči odrolování se zlepšuje, když obsah ethylenu v ethylen-alfaolefinovém elastomeru se udržuje v určitém rozmezí, jak je dále uvedeno.

-3CZ 289325 B6

Jiné výhody nebo předměty vynálezu budou zřejmé po posouzení výkresů a popisů výhodných provedení. Ačkoliv je vynález obecně přizpůsoben použití v dynamických aplikacích, jsou podrobně uvedeny tři pásy pro přenos síly pro ilustrační účely.

Doprovázející výkresy, které jsou připojeny a jsou součástí specifikace, vysvětlují výhodná provedení vynálezu a společně s popisem slouží k vysvětlení principu vynálezu.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je perspektivní pohled, s částmi v průřezu, synchronního řemenu sestrojeného v souladu s předloženým vynálezem;

Obr. 2 je perspektivní pohled, s částmi v průřezu, klínového řemenu sestrojeného v souladu s předloženým vynálezem;

a

Obr. 3 je perspektivní pohled, s částmi v průřezu řemenu s řadou žeber ve tvaru V sestrojeného v souladu s předloženým vynálezem.

Příklady provedení vynálezu

S odkazem na Obr. 1 je popsán typický synchronní řemen JO. Řemen 10 obsahuje elastomemí hlavní část těla 12 řemenu 10 a část pro dotyk s kladkou 14, která je rozložena podél vnitřního obvodu hlavní části těla 12 řemenu 10. Výraz „kladka“ v této souvislosti zahrnuje běžné řemenice a řetězová kola používané s řemeny pro přenos výkonu a také řemenice, válce a podobné mechanismy používané u dopravníků a plochých řemenů. Jeden příklad systému kladka a řemen je popsán v U.S. patentu 4 956 036, jehož obsah je zde zařazen jako odkaz. Zvláštní část pro dotyk s kladkou 14 je ve formě střídajících se zubů 16 a mezer 18. Tažná vrstva 20 je umístěna v hlavní části těla 12 řemenu 10, aby poskytla podporu a pevnost řemenu 10. V zobrazené podobě je tažná vrstva 20 ve tvaru množství pnutí odolných šňůr uspořádaných podélně podél délky hlavní části těla 12 řemenu IQ. Je třeba ovšem porozumět, že může být použit jakýkoliv typ tažné vrstvy 20 známý ze stavu techniky. Navíc jako tažný člen může být použit jakýkoliv vhodný materiál, jako je bavlna, umělé hedvábí, nylon, polyester, aramid, ocel a dokonce nespojitá vlákna zaměřená na schopnost nést zatížení. Ve výhodném provedení na Obr. 1 tažná vrstva 20 je ve tvaru zobrazených šňůr 22 vyrobených z aramidového vlákna dostupného pod obchodní značkou Kevlar. Jiné výhodné šňůry zahrnují skleněná vlákna a uhlíkatá vlákna pro řemeny pro přenos výkonu jako na Obr. 1, a polyesterová vlákna pro klínové řemeny jako na Obr. 2 níže.

Vyztužující látka 24 může být použita a těsně upevněna podél střídajících se částí zubů 16 a mezer 18 řemenu 10. jejichž lícový povrch vytváří. Tato látka může být jakéhokoliv vhodného uspořádání jako je běžná tkanina skládající se z vláken osnov a útku v jakémkoliv vhodném úhlu nebo může obsahovat vlákna osnovy spojená distančním útkovým kordem, nebo pleteného či oplétaného uspořádání a podobně. Látka může být vtírané nebo nánosově povlečena týmž nebo odlišným elastomemím přípravkem těla 12. Může být použita více než jedna vrstva látky. Je-li vhodné, látka 24 může být šikmo střižena, takže vlákna vytváří úhel se směrem dráhy řemenu. Mohou být použity běžné látky používající takové materiály jako je bavlna, polyester, polyamid, konopí, juta, skleněná vlákna a různá jiná přírodní a syntetická vlákna. Ve výhodném provedení vynálezu je vrstva látky 24 tvořena roztažnou opotřebení odolnou látkou, ve které alespoň buď vlákna osnovy, nebo vlákna útku jsou vyrobena z nylonu. V nejvýhodnější podobně je vrstva látky 24 vyrobena ze strečové látky z nylonu 66.

S odkazem na Obr. 2 se popisuje standardní vrubovaný klínový řemen 26. Klínový řemen 26 obsahuje hlavní elastomemí část těla 12 řemenu 26 podobnou té, která byla popsána v Obr. 1

-4CZ 289325 B6 a tažný vyztužující člen 20 ve formě šňůr 22, také podobný tomu, který byl popsán u Obr. 1. Hlavní elastomemí část těla 12 řemenu 26 a šňůry 22 klínového řemenu 26 jsou sestrojeny ze stejných materiálů, jak bylo popsáno výše pro Obr. 1.

Klínový řemen 26 také obsahuje část pro kontakt s kladkou 14, jako v synchronním řemenu na Obr. 1. Boční povrchy části pro kontakt skladkou 14 slouží jako hnací povrchy klínového řemenu 26. V tomto provedení část pro kontakt s kladkou 14 je ve tvaru střídajících se vrubových snížených povrchů nebo prohlubní 28 a zubových výčnělků 30. Tyto střídající se vrubové snížené povrchy 28 a zubové výčnělky 30 výhodněji opisují obecně sinusoidní dráhu, jak je vysvětleno, což slouží k rozložení a omezení ohybového namáhání, když část pro kontakt s kladkou 14 obíhá kolem řemenic nebo kladek.

S odvoláním na Obr. 3 se popisuje řemen 32 s řadou žeber ve tvaru V. Řemen 32 s řadou žeber ve tvaru V obsahuje hlavní elastomemí část těla 12 řemenu 32 jako řemeny na Obr. 1 a 2, a také obsahuje tažný vyztužující člen 20 výhodně ve formě šňůr 22 rovněž drive popsaných. Množství vystouplých oblastí nebo vrcholů 36 střídajících se s množstvím prohloubených oblastí 38 určuje mezitím protější lícové strany, které slouží jako řemenici pohánějící povrchy 14 řemenu 32.

V každém z těchto případů, Obr. 1-3, část pro kontakt s kladkou 14 je integrální s hlavní částí těla 12 řemenu a je vytvořena ze stejného elastomemího materiálu, který bude značně podrobně popsán dále.

V nejvýhodnějším provedení řemení, jak je popsáno v Obr. 1-3, zahrnuje jako svou hlavní část těla řemenu elastomemí přípravek popsaný níže, který byl plněn nespojitými vlákny zahrnujícími běžné výztužné materiály ze stříže nebo celulózových vláken. Příklady vlákna, které má příhodný modul tahu a odolnost proti opotřebení, jsou aramidová vlákna, jako ta, která dodává pod obchodní značkou KEVLAR E.I. du Pont de Nemours & Company; obchodní značky TECHNORA dodávané Teijin z Japonska; a obchodní značky TWARON, kterou dodává Enka z Holandska. Rozmezí délky vláken stříže je od méně než 0,25 mm do asi 12 mm, výhodně od asi 0,5 mm do asi 7 mm, nej výhodněji od asi 1 mm do asi 3 mm. Elastomemí část těla se plní vláknem v koncentraci výhodně od asi 0,5 do asi 20 objemových procent, výhodněji od asi 1 do asi 6 objemových procent. Nejvýhodnější je plnění vláknem v koncentraci asi 2,1 objemových procent části těla. Ve výhodném provedení jsou vlákna orientována ve směru jdoucím kolmo k dráze řemenu tak, že vlákno vyčnívá od asi 0,1 do asi 0,3 mm z elastomemího těla.

Zatímco předložený vynález je vysvětlován s odvoláním na provedení uvedená v Obr. 1-3, je třeba porozumět, že předložený vynález není omezen na tato jednotlivá provedení nebo tvary, jak je vysvětlováno, ale spíše je použitelný v jakékoliv dynamické aplikační konstrukci v rozsahu nároků dále určených.

Elastomemí přípravek použitelný v předloženém vynálezu obsahuje ethylen-alfaolefinový elastomemí přípravek, který vykazuje zlepšenou odolnost vůči únavě, což se odráží ve výsledcích analýzy únavy ohybem, zlepšené odolnosti vůči oděru, odolnosti proti drolení, tahové pevnosti a modulu, a rovněž ve zlepšené přilnavosti k tažnému členu při podstatné nepřítomnosti dodatečných promotorů přilnavosti v základním elastomeru. Ethylen-alfaolefinový elastomemí přípravek se vytváří v souladu s běžným způsobem gumárenského postupu míšením a mletím dohromady pryžové směsi, která obsahuje hmotnostně 100 dílů ethylen-alfa-olefinového elastomeru, od asi 1 do asi 30 phr kovové soli α,β-nenasycené organické kyseliny, a od asi 0 do asi 250 phr vyztužujícího plnidla jako jsou saze nebo hydratovaný oxid křemičitý. Elastomer je vulkanizován organickým peroxidem nebo jiným volně-radikálově aktivačním materiálem, popřípadě v přítomnosti malého množství síry ve smíšeném vulkanizačním systému.

Ethylen-alfaolefínové elastomery použitelné v předloženém vynálezu zahrnují, ale neomezují se na kopolymery složené z ethylenových a propylenových jednotek EPM, ethylenových a butenových jednotek, ethylenových a pentenových jednotek, nebo ethylenových a oktenových jednotek EOM, a terpolymery složené z ethylenových a propylenových jednotek a nenasycené

-5CZ 289325 B6 složky EPDM, a rovněž jejich směsi. Jako nenasycená složka EPDM může být použit jakýkoliv vhodný nekonjugovaný dien, což zahrnuje například 1,4-hexadien, dicyklopentadien nebo ethylidennorbomen ENB. Ethylen-alfaolefinový elastomer výhodný v předloženém vynálezu obsahuje od asi 35 hmotnostních % do asi 80 hmotnostních % ethylenové jednotky, od asi 65 hmotnostních % do asi 25 hmotnostních % propylenové nebo oktenové jednotky, a 0-10 hmotnostních % nenasycené složky. Ve výhodnějším provedení ethylen-alfaolefinový elastomer obsahuje od asi 55 hmotnostních % do asi 78 hmotnostních % ethylenové jednotky a v nejvýhodnějším provedení ethylen-alfaolefinový elastomer obsahuje od asi 65% do asi 75% ethylenové jednotky. Při těchto výhodnějších úrovních obsahu ethylenových jednotek nekonečné řemeny obsahující jako jejich hlavní část těla pásu ethylen-alfaolefinový elastomer v tomto výhodném provedení podle předloženého vynálezu vykazují zvýšenou odolnost proti drolení. Nejvýhodnějším ethylen-alfaolefinovým elastomerem je EPDM.

Ke vzniku elastomemího přípravku předloženého vynálezu může být popřípadě ethylen-alfaolefinový elastomer smísen sméně než 50 hmotnostními %, výhodněji od asi 25 %, a nej výhodněji od asi 5 % do asi 10 %, vztaženo na celkový elastomemí obsah v přípravku, druhého elastomemího materiálu, který zahrnuje ale není omezen na silikonový kaučuk, polychloroprenový, epichlorhydrinový, hydrogenovaný nitrilobutadienový kaučuk, přírodní kaučuk, kopolymer ethylen-vinylacetát, ethylenmethakrylátové kopolymery a terpolymery, styrenbutadienový kaučuk, nitrilový kaučuk, chlorované polyethylenové, chlorsulfonované polyethylenové, alkylované chlorsulfonované polyethylenové, trans-polyoktenamerové, polyakrylátové kaučuky, butadienový kaučuk, a jejich směsi, k jemnému doladění jistých mechanických vlastností jako je vysokoteplotní výkonnost a lepivost.

Včlenění kovových solí α,β-nenasycených organických kyselin do elastomemích přípravků předloženého vynálezu je kritické. Má se za to, že vynikající vlastnosti ethylen-alfaolefinových elastomemích přípravků užitých v předloženém vynálezu jsou dány iontovým zesíťováním těchto kovových solí peroxidem. Má se za to, že iontové vazby se přeruší a přetvoří podél elastomemího základního řetězce pod namáháním, podobně účinku polysulfidických zesíťování v sírou vulkanizovaných systémech, což přispívá k pevnosti v tahu a odolnosti proti přetržení elastomeru. Tento mechanismus může také vést ke zlepšené odolnosti vůči odrolování vykazované elastomemím přípravkem. Má se za to, že tyto iontové vazby dokončují tento účinek vznik-uvolnění-přetvořené přednostně přerušením vazeb uhlík-uhlík. Na rozdíl od polysulfidických vazeb nebo volných radikálů vznikajících při štěpení vazeb uhlík-uhlík v sírou vulkanizovaných systémech, tyto iontové vazby nejsou ovlivněny vystavením kyslíku, a tak nejsou náchylné k tvorbě lepivých zbytků za podmínek oděru. Má se též za to, že odolnost vůči kyslíku činí iontové zesíťování mnohem více stálejší k teplu a oxidaci, než běžné sírou vulkanizované elastomery.

Kovové sole α,β-nenasycených organických kyselin užitých v předloženém vynálezu jsou kovové sole kyselin jako je například akrylová, methakrylová, maleinová, fumarová, ethakrylová, vinylakrylová, itakonová, methylitakonová, akonitová, methylakonitová, krotonová, alfa-methylkrotonová, skořicová a 2,4-dihydroxyskořicová kyselina. Tyto sole mohou být zinečnaté, kademnaté, vápenaté, hořečnaté, sodné nebo hlinité, výhodné jsou sole zinečnaté. Výhodnými kovovými solemi α,β-nenasycených organických kyselin je diakrylát zinečnatý a dimethakrylát zinečnatý. Nejvýhodnější kovovou solí nenasycené organické kyseliny je dimethakrylát zinečnatý. Množství kovové sole užité v předloženém vynálezu může být v rozmezí od asi 1 do asi 30 phr, a výhodně od asi 5 do asi 20 phr. V nejvýhodnějším provedení je kovovou solí dimethakrylát zinečnatý použitý v množství asi 5 phr, je-li použit ve spojení s EPDM smíšeným s až do asi 10% silikonového kaučuku, a od asi 10 do asi 20 phr a výhodněji asi 15 phr, pokud je užit ve spojení s jinými ethylen-alfaolefínovými elastomery použitelnými v předloženém vynálezu.

Ethylen-alfaolefinové elastomemí přípravky použitelné v nekonečných řemenech předloženého vynálezu dále obsahují od asi 0 do asi 250 phr a výhodně od asi 25 do asi 100 phr vyztužujícího

-6CZ 289325 B6 plnidla jako jsou saze, uhličitan vápenatý, talek, hlinky nebo křemeliny, nebo směsi předcházejících materiálů. Přimíšení od 1 do 30 phr kovové sole α,β-nenasycené kyseliny a od asi 0 do asi 250 phr a výhodně asi 25 až asi 100 phr vyztužujícího plnidla do peroxidem vulkanizovaného ethylen-alfaolefmového elastomemího přípravku ochraňuje tepelnou stabilitu konvenčních peroxidem vulkanizovaných elastomerů, přičemž poskytuje strukturní pevnost a dynamické vlastnosti obvykle spojované se sírou vulkanizovanými elastomery.

Volné radikály vytvářející vulkanizační činidla použitelná v předloženém vynálezu jsou tak, která jsou vhodná pro vulkanizaci ethylen-alfa-olefmůvých elastomerů a zahrnují například organické peroxidy a ionizující záření. Výhodným vulkanizačním činidlem je organický peroxid, což zahrnuje, ale není omezeno na dikumylperoxid, bis(t-butylperoxydiisobutyl)-benzen, t-butyl perbenzoát, 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxyhexan, a,a-bis(t-butylperoxy)diisopropylbenzen. Výhodným organickým peroxidickým vulkanizačním činidlem je a,a-bis(t-butylperoxy)diisopropylbenzen. Účinné vulkanizační množství organického peroxidu pro účely předloženého vynálezu je typicky od asi 2 do asi 10 phr. Výhodné úrovně organického peroxidického vulkanizačního činidla jsou od asi 4 do asi 6 phr. Síra může být popřípadě přidána k organickému peroxidickému vulkánizačnímu činidlu v množství od asi 0,01 do asi 1,0 phr ke zlepšení Youngova modulu vulkanizovaného elastomerů, aniž by negativně ovlivnila jeho odolnost vůči přetržení.

Jiná běžná aditiva ethylen-alfaolefmových elastomerů, užitkové a nastavované oleje, antioxidanty, vosky, pigmenty, plastifíkátory, změkčovadla a podobně mohou být přidány v souladu s běžným způsobem zpracování kaučuku bez odchýlení od předloženého vynálezu. Například ve výhodném provedení předloženého vynálezu elastomemí přípravek také obsahuje od asi 0,5 do asi 1,5 phr antiozonantu nebo antioxidantu a od asi 5 do asi 15 phr parafinického ropného olejového plastifikátoru/změkčovadla.

Ethylen-alfaolefínové elastomemí přípravky použitelné v předloženém vynálezu mohou být připraveny jakýmkoliv běžným způsobem, jako je např. smísení složek v uzavřené míchačce nebo ve mlýnu.

Následující příklady jsou navrženy za účelem dalšího vysvětlení povahy předloženého vynálezu a nejsou určeny jako omezení jeho rozsahu. Díly a procenta uvedené v příkladech a v průběhu specifikace jsou hmotnostní, pokud není uvedeno jinak.

Příklady 1,3 a 5 a Srovnávací příklady 2,4 a 6

Tabulka 1 vysvětluje předpisy elastomemího přípravku pro testovací vzorky pro Příklady 1, 3, 5 a 7 předloženého vynálezu a pro Srovnávací příklady 2, 4, 6 a 8. Tabulka 2 vysvětluje analytické údaje pro nestárnuté vzorky pro Příklady 1, 3, 5 a 7 a Srovnávací příklady 2, 4, 6 a 8. Tabulka 3 vysvětluje analytické údaje pro zestárnuté vzorky pro Příklady 1, 3, 5 a 7 a Srovnávací příklady 2, 4, 6 a 8. Tabulky 4 a 5 vysvětlují údaje analýzy přilnavosti pro zestárnuté a nestárnuté vzorky, a to pro Příklady 1, 3 a 5 a Srovnávací příklady 2, 4 a 6. Tabulka 6 vysvětluje porovnávací údaje řemenů s řadou žeber ve tvaru V provedených v souladu s vynálezem a popisem poskytnutým pro Obr. 3 výše s doplněním, že jsou plněny vláknem, a konvenčního řemenu s řadou žeber ve tvaru V obsahujícího vláknem plněný polychloropren jako jeho hlavní část těla řemenu a část pro dotyk s kladkou.

V těchto příkladech a srovnávacích příkladech bylo zpracování elastomerů provedeno následujícím způsobem. Zpracování pro Příklady 1 a 3 a Srovnávací příklady 2 a 4 bylo provedeno v 1A Banbury mixéru, který měl vnitřní objem 16,500 krychlových centimetrů; hnětení bylo provedeno při přibližně 30 otáčkách za minutu. Zpracování pro Příklady 5 a 7 a Porovnávací příklady 6 a 8 bylo provedeno v BR Banbury mixéru, který měl vnitřní objem 1,570 krychlových centimetrů; hnětení bylo provedení při přibližně 77 otáčkách za minutu.

-7CZ 289325 B6

Dávky byly zpracovány jako tříprůchodové směsi. V prvém průchodu byly do Banbury mixéru přidány všechny složky s výjimkou organického peroxidu a míšeny do teploty asi 154 °C nebo do maximální doby 10 minut. V druhém průchodu byla dávka přemleta do asi 154 °C a pak vysazena. V třetím průchodu byl nejprve přidán organický peroxid a dávka byla přemleta do teploty 88 °C a vysazena.

Byly provedeny fyzikální testy pro všechny zformované sloučeniny po zformování a znovu po zestárnutí zahříváním na 125 °C po 168 hodin, pokud není uvedeno jinak. Vlastnosti vulkanizovaných produktů byly měřeny v souladu s následujícím zkušebním protokolem: Pico odolnost vůči oděru dle ASTM D228-8; tahové vlastnosti ASTM D412-87; tahové vlastnosti zestárnutých vzorků ASTMD573-88; strukturní pevnost ASTMD624—91; tvrdost ASTM D2240-91; růst trhlin metodou podle Demattia ASTM D813-87; metoda podle Tabora pro odrolování ISO-5470-1980.

V následujících předpisech:

Obchodní název Nordel 1070 Royaltherm 1411 Engage CL 8001 Vistalon 606 Hi-Sil 233 N330 N550 Sunpar 2280 Agerite Resin D Vul-Cup 40KE

Složení, Dodavatel ethylenpropylendienový terpolymer EPDM, E. I. DuPont de Nemours modifikovaný silikon EPDM, Uniroyal ethylenoktenový kopolymer EOM, Dow Chemical ethylenpropylenový kopolymer EPM, Exxon Chemical Americas srážený hydratovaný amorfní oxid křemičitý, Pittsburgh Plate Glass Co. saze I#82, Huber Co. saze I#43, Huber Co. parafínový olej, ASTM D2226 typ 104B, Sun Refming Co. polymerovaný l,2-dihydro-2,2,4-trimethylchinolin, B. F. Goodrich Co. a,a-bis(t-butylperoxy)diisopropylbenzen na Burgess KE hlince, Hercules lne.

Saret 634

dimethakrylát zinečnatý, The Sartomer Co.

Tabulka 1

	Příklad 1	Srovnávací příklad 2	Příklad 3	Srovnávací příklad 4	Příklad 5	Srovnávací příklad 6	Příklad 7	Srovnávací příklad 8
Nordel 1070	100	0	0	0	0	0	0	0
Royaltherm 1411	0	100	100	100	0	0	0	0
Engage CL 8001	0	0	0	0	100	100	0	0
Vistalon 606	0	0	0	0	0	0	100	100
Hi-Sil 233	0	40	40	40	0	0	0	0
N33O	0	0	0	0	50	50	0	0
N550	60	0	0	0	0	0	55	55
Sunpar 2280 olei	10	0	0	0	10	10	10	10
Agerite Resin D	1	1	1	1	1	1	1	1
Saret 634	15	5	5	0	15	0	15	0
Vul-Cup 40KE	5	6	6	6	5	5	5	5

-8CZ 289325 B6

Tabulka 2

Analýza nestárnutých vzorků

Srovnávací II

00 •o CO M. CL

CM CO tn

to co co

o r-* CM

to co to v~

2160 J

a CD Ό-* r—

• co a

tn CM % CD CO

tn o r~*

oq A CM

co to o

CD to O

co td

13,46 1

Přiklad

Ι-»

tn co

CO to o a> co

tn CM tn

CM <0 CO

tn 5> CM

§

R

o r-<

03 CM

CM

co o

CD í. cd

v· CM

to co s'

u <9 > •0

co Ό <0

oo

CO % in

CM rí

co fm

CM r-»

Γ.

tn

OO <3·

s

t-o

CO r-

co

CM 03

> O

e

3

o CD

o co

co

CM* CD

CM

o

O

w

CL

co

| Příklad

IO

id CM* ca

co í

M- to CM CO

CD * tn

co co o·

CD CM to CM CO

CD a> co

O r>. 03 CD

ID CD CM

a

co to O

8 to CM

CM to CM

03 tn CD CO

U <o > 'CO c > C3

*d· Ό CO *♦— BW

o hs

CM cd

CD cd CO m

o rcd

LD S co CM

CD tn CD

CM •o· CM

Dl ID

D>

CD CO

CD ař

CM to 00 o T—

OO CD CO

CM CO CM* co rx.

CX

co

co £g Du

CO

oo

co to r— <0 CO

CM rJ tn oo

00 00 tn

CM co CD CM

T“ tn co

a o co CM

CM 03

Kt tn

CO cd V“

tn

CM tn co

K. a> co

CO to oo co o

V»

··*

O co > 'CO c o

CM CO &

<n cd tn

«£ CD CO

CD l< CO CO

co cn rí

§ CM

CD OO CD

CM CM

U> m eň co

tn CD

rř CM

co cd ID

s

CM co* 00

u.

CL

tn

Přiklad

-

CO 2

to oo r-'. co

CD cd tn tn

O 00 co

O CO co

CD CD to CM

g

3

5ř

tn s

00 to tn

CO «“·

00 co

m co 8

32 >H U 0

>u 0

32 >» CJ 0

5 6 <0

^rM n.

Ta Q_ 2

‘53 OL

0 a. 2

e· s Λί

s* ra Ό O

OB c

Φ f

O 1 ,g

f u

7ΓΖ7.

i.

0

«X =>

c a*

0

0 0 0 X3

z ID <ď

á cd

§

bto Κ» E o

-a

§

0 a. «: CL

*£

3 .£3 0

0 > •S w O

0 ·§

CD ?3 O

0 'S 0

«0 Š 'o*

> F—

1X1 rfí

s

xs co

B C3 s

u ČC

S h—

§ CD

i

§ a

xc o

c •H r-í Λ

-U

M

C -i-t 4) cn >M td O M > —‘Λ 4J

			m <d
		Ή	c	•H
		C	OJ -H	4-1
		<U	>N 4J	0
		>N	M 0	M
		id	4J M	Cb
		M	N Cb
	3	o	0	4->
	Λ	U	U U	(0
4J	M	a	<n	0
<0	+J		> 0	c
0		<x>	c	H
Ό	>		+> H	0
		o	<0 OO
> M	o	0 Ό	0
•P	tí	rH	C 0
	<D		>
	>N	r-1	Φ	m
ft	io	3	Οι Φ	to

D 4J Ό «“ tn o 0 0 nj

ĚM id >41 řb·^ £ JD ·ι-ΐ E '-t U rd 4-> O o 4J+>

Ό Λ o O<d

Μ H r-i = OE > D-rld)

E-ι *> S = ΛQ

Příznačným problémem spjatým s řemeny s řadou žeber ve tvaru V je zabudování drolení mezi přidružená žebra, kdy „odrolky“ nebo sedřený materiál se shromažďují kolem žeber a zůstávají na řemenu. Z tohoto důvodu výsledky hmotnostních ztrát neodrážejí vždy zcela přesně jev 5 odrolování. Tak v Tabulce 2, kde by se zdálo, že nízké hodnoty z Táborová abradéru naznačují velkou odolnost vůči oděru než u jejich protějšků zahrnujících dimethakrylát zinečnatý, jsou tyto uměle zvýšené hodnoty dány sedřeným materiálem nebo „odrolky“ skutečně vzniklými, ale neodstraněnými ze vzorků. Srovnávacího testu, v průběhu analýzy. Tento vznik naznačuje lepivou povahu materiálu a pravděpodobně rovněž naznačuje tendenci k odrolování při skutečné 10 aplikaci. Tento jev odrolování byl význačně postrádán u příkladů zahrnujících dimethakrylát zinečnatý. Tedy nižší hodnoty z Táborová abradéru naznačují pokles odolnosti vůči oděru v porovnání s jejich protějšky zahrnujícími dimethakrylát zinečnatý podle tohoto vynálezu.

-10CZ 289325 B6

Tabulka 3

Analýza zestárnutých vzorků

Srovnávací \| příklad 8 \|	cm co wj	CM m m	®Joj li“ Γ	2173	a>lo CM i CO I i !	cojs ^'iLO \|
CO 2 IL. CL.	CM o r->	cd CO	i 00 ;r- Si«	i a> «- «> o a CO-CM \|	i CO; 00 CM i“ CO: CD CM:tC :	fi\|S‘ :
Srovnávací příklad 6 *	r-. E	Ps. r-	t í··» CD í	Γ-ί» lo;co **:CM	J_s oři®. CM :Γ~> COjLO	! !CM co; co
Příklad 5*	co Γχ co	o	i *RÍ CM r-jcn Si“’	r—i CO cníc\ 10·»'fr-co	00 i CM 1 oo;r^ co; co	r· * -00
Srovnávací příklad 4	U) r*	Ln TT CO	ϊ v-io CO :»*· COjwť	2io COjCM !	coico CQ: x CD {CD CM:	i
Příklad 3	co co	CM 00 s	CO Š\|X» CM1S cmíZ· «-\|CO I	i “»ÍS C^ICD cm i jí. ž J	: co; co *'·« Oico co;m }
Srovnávací příklad 2	CM CO	CM trí CD C*>	i I °P.íoj r—;CM «SfM CO:^	sin s\|ř	CM; CO !	1 oo CD: CO LDílD
Ό <Q	CD CO	in LD *r co	“ÍlO 10:4- Si^ !	? co 2 OJ CO o co CM	CO;OJ 00·r-ico cM;·»	®Jň gir< «jr».
	<c => »O) E o Ό w č	LU &	i ®:0L	í j i í 1 t í ^S *»ííc txjg	t 4^ co Jz .a S	22 i Sig, f\|l (ši.1
a o «“ 2	Έ a> a> D. cx. « **	kw X o s	£ M SSS i ΊΕ CM -= CM g co ·“ 5 CJ tO o E m e> CM C3

Vzorky Příkladu 5 a Srovnávacího příkladu 6 zestárnuty zahříváním na 150°C po 168 hodin.

Demattia 2,25 analýzy pro vzorky Příkladu 5 a Srovnávacího příkladu 6 byly provedeny po zestárnuti zahříváním na 175°C po 70 hodin.

Celkově výsledky v Tabulkách 2 a 3 naznačují, že přídavek dimethakrylátu zinečnatého k ethylen-alfaolefinovému elastomemímu přípravku vede k přípravkům vykazujícím výrazné zlepšení v modulu a zvýšené odolnosti vůči drolení, přičemž se zachovává přijatelné prodloužení, strukturní pevnost a odolnost vůči oděru. Zvláště, jak vyplývá z výsledků DeMattia analýz jak nestárnutých, tak i zestárnutých vzorků, ethylen-alfaolefínové vzorky s přídavkem dimethakrylátu zinečnatého obecně vykazují zvýšený modul, přičemž se zachovávají přijatelné vlastnosti únavy ohybem.

S odkazem na Tabulky 4 a 5 byly účinnosti přilnavosti stanoveny analýzou pevnosti v tahu vulkanizovaných elastomemích vzorků v souladu se standardní metodou testu „ť‘-odtrhávání. Test byl prováděn při rychlosti křížové hlavy 5,1 centimetru za minutu a byla měřena procenta odtržení podkladu, jak při pokojové teplotě, tak i při 125 °C. Kusy polyesterové látky, které měřily asi 2,5 centimetru v šířce, byly přilepeny ke vzorkům elastomeru připravených podle předpisů pro Příklady 1, 3 a 5 a pro Srovnávací příklady 2, 4 a 6. Vzorky elastomeru měly tloušťku přibližně 0,127 centimetru. Kusy polyesterové látky byly přilepeny ke vzorkům elastomeru nejprve nátěrem rozpouštědlovým isokyanátovým základem a druhým nátěrem vinylpyridinovým/styrenbutadienovým kaučukovým resorcin-formaldehydovým latexem.

Tabulka 4

Adhezní analýza nestárnutých vzorků

	Ibs./in. tah při pokojové teplotě (kg/cm)	% odtržení podkladu, pokojová teplota	Ibs./in. tah při 125 °C (kg/cm)	% odtržení podkladu, 125 °C
Příklad 1	50(9)	100	16(3)	100
Srovnávací příklad 2	23(4)	0	19(3)	100
Příklad 3	22(4)	50	8(1)	75
Srovnávací příklad 4	13(2)	0	3 (0,5)	0
Příklad 5	97(17)	80	38(7)	100
Srovnávací příklad 6	8(1)	0	29(5)	5

Tabulka 5

Adhezní analýza vzorků stárnutých jeden týden při 150 °C

	Ibs./in. tah při pokojové teplotě (kg/cm)	% odtržení podkladu, pokojová teplota	Ibs./in. tah při 125 °C (kg/cm)	% odtržení podkladu, 125 °C
Příklad 1	43 (8)	100	14(3)	100
Srovnávací příklad 2	62(11)	100	22(4)	100
Přiklad 3	11(2)	5	4(1)	40
Srovnávací příklad 4	8(1)	0	2(0,4)	0
Příklad 5	93 (17)	100	43(8)	100
Srovnávací příklad 6	95 (17)	40	43(8)	0

V Tabulkách 4 a 5 nulové odtržení podkladu naznačuje selhání na rozhraní pryž-lepidlo. Zvláště, přestože nevykazují žádné odtržení podkladu nebo selhání soudržnosti při pokojové teplotě, všechny nestárnuté vzorky Srovnávacích příkladů 2, 4 a 6 vykazovaly přilnavostní selhání za těchto podmínek. Nestárnuté vzorky v Příkladech 1, 3 a 5 ovšem vykazovaly selhání soudržnosti při pokojové teplotě pod použitou silou mnohem více, než jejich srovnávací protějšky, což naznačuje význačně zlepšené přilnavostní vlastnosti. Jak Příklad 1, tak i Srovnávací příklad 2, které byly založeny na EPDM se značkovým názvem Nordel 1070 dostupným od E. I. DuPont de Nemours, vykazovaly odtržení podkladu při zvýšených teplotách. Příklady 3 a 5, jak pro

-12CZ 289325 B6 zestárnuté, tak i pro nestárnuté vzorky, vykazovaly uložené trhliny, zatímco jejich srovnávané protějšky nikoliv, což demonstruje silnější přilnavost, je-li použit dimethakrylát zinečnatý. Zvláště vzorky obsahující dimethakrylát zinečnatý vykazovaly dobré přilnavostní vlastnosti, jak v zestárnutých, tak nestárnutých stavech, zatímco vzorky bez dimethakrylátu zinečnatého vykazovaly nízké přilnavostní charakteristiky v nestárnutém stavu.

Pro analýzy odolnosti proti opakovanému ohybu a opotřebení a zátěžové kapacity, jejichž výsledky jsou uvedeny v Tabulce 6, řemeny vyrobené v souladu s provedeními předloženého vynálezu (Řemen 1, Řemen 2, Řemen 3) byly porovnány se standardními komerčně dostupnými řemeny (Srovnávací řemen A). Řemen 1 byl řemen s řadou žeber ve tvaru V vyrobený v souladu s popisem pro Obr. 3, kde hlavní část těla řemenu a část pro kontakt s kladkou byly vyrobeny z EPDM vyztuženého dimethakrylátem zinečnatým v souladu s předpisem pro Příklad 1 výše s úpravou, že saze N330 byly použity namísto sazí N550, a část těla bylo plněno vláknem. Řemen 2 byl řemen s řadou žeber ve tvaru V obdobný Řemenu 1 po všech stránkách s výjimkou, že pro Řemen 2 byl použit namísto Nordelu 1070 Vistalon 606 a předpis zahrnoval 55 phr (tj. dílů na 100 dílů kaučuku) sazí N330. Řemen 3 byl řemen s řadou žeber ve tvaru V obdobný Řemenu 1 po všech stránkách s výjimkou, že pro Řemen 3 byl namísto Nordelu 1070 použit Engage CL 8001. Navíc Řemen 3 obsahoval 0,50 phr substituovaného difenylaminového antioxidantu dostupného od Uniroyal Chemical pod obchodním názvem Naugard 445 a rovněž zinečnato-2-merkaptoimidazolový antioxidant dostupný od R. T. Vanderbilta pod obchodním názvem Vanox ZMTI. Pro Řemen 3 bylo použito peroxidové vulkanizační činidlo v množství 5,50 phr. Srovnávací řemen A byl standardní polychloroprenový „CR“ vláknem plněný řemen s řadou žeber ve tvaru V. Tažné středy pro Řemen 1, Řemen 2 a Řemen 3 byly poskytnuty polyesterovým tereftalátovým kordem. Kord byl nalepen na elastomemí části řemenů úpravou kordu zahrnující isokyanátový základ následovaný vinylpyridinovým styren-butadienovým pryžovým latexem nebo vinylpyridinovým karboxylovaným styren-butadienovým pryžovým latexem a máčením kordu zahrnujícím polymemí adhezivum obchodního názvu Chemlok238 dostupným od The Lord Company. Navíc plnicí vláknitý materiál pro Řemen 1, Řemen 2 a Řemen 3 zahrnoval 3 mm vlákna aramidové stříže upravené resorcin-formaldehydovým latexem dostupným od Teijin, Japonsko, pod obchodním názvem TECHNORA, a tentýž materiál byl zahrnut v plnění vlákny u Srovnávacího řemenu A s výjimkou, že pro Srovnávací řemen A byla použita 1 mm aramidová vlákna. Řemeny byly asi 112 cm dlouhé a 1,067 cm široké.

Pro stanovení zátěžové kapacity při vysokém tahu byly řemeny s řadou žeber ve tvaru V napnuty na dvě rýhované řemenice, z nichž každá měřila v průměru 6,1 cm. Řemeny byly provozovány při 3500 otáčkách za minutu a 7,1 HP (5,3 kW), konstantním tahu 264 lbs. (1174 N) a pokojové teplotě. Pro údaje o zátěžové kapacitě v Tab. 6 byly řemeny provozovány až do okamžiku selhání, což se projevilo oddělením krajů kordu, oddělením žeber nebo ještě katastrofičtějšími závadami řemenu.

Pro analýzu odolnosti vůči opotřebení a únavě opakovaným ohybem byly řemeny podrobeny čtyřbodovému vodnímu lomovému testu, kdy byly řemeny napnuty na dvě rýhované hlavní řemenice, vnitřní napínací váleček a zadní váleček. Dvě hlavní řemenice měřily v průměru 12,1 centimetru, vnitřní napínací váleček měřil 4,4 centimetru v průměru a zadní váleček měřil v průměru 7,6 centimetru. Řemeny byly provozovány při 4900 otáčkách za minutu a 11 HP (8,2 kW) při konstantním tahu 110 lbs (489 N). Pro test odolnosti vůči opotřebení byly řemeny nejprve zváženy, poté napnuty na řemenice a provozovány při pokojové teplotě 96 hodin, znovu zváženy k určení ztráty hmotnosti. Pro první analýzu únavy opakovaným ohybem byly řemeny napnuty na řemenice a válečky a provozovány při 4900 otáčkách za minutu při 100 °C až do poruchy, což se projevilo vznikem počtu trhlin rovnému o jeden více než je počet žeber řemenu. Pro druhou analýzu únavy opakovaným ohybem byly řemeny obdobně napnuty na řemenice a válečky a provozovány při 4900 otáčkách za minutu a 110 °C do poruchy, která se projevila vznikem počtu trhlin rovnému o jeden více než je počet žeber řemenu.

-13CZ 289325 B6

Tabulka 6

Analýza řemenů

	Řemen 1 (EPDM)	Řemen 2 (EPM)	Řemen 3 (EOM)	Srovnávací řemen A 2 (CR)
Zátěžová kapacita (hodiny)	232	341	677	58
Hmotnostní ztráta (β)	0,59	0,57	0,57	0,68
Únava ohybem 100 °C (hodiny)	1356	1040	—	120
Únava ohybem 110°C (hodiny)	—	732	947	—

Zvláště Řemen 1 vykázal čtyřnásobný nárůst zátěžové kapacity vůči polychloroprenovému řemenu, přičemž převýšil jeho odolnost vůči opotřebení. Navíc Řemen 1 zahrnující ve své hlavní části těla řemenu vláknem plněný EPDM elastomer vyztužený dimethakrylátem zinečnatým, vykázal desetinásobný nárůst životnosti řemenu ve srovnání se standardním polychloroprenovým řemenem měřeno analýzou únavy opakovaným ohybem. Řemen 2 založený na Vistalonu 606 vyztuženém dimethakrylátem zinečnatým vykázal více než pětinásobný nárůst zátěžové kapacity vůči standardnímu polychloroprenovému řemenu a význačně zvýšenou životnost řemenu při měření analýzou únavy opakovaným ohybem jak při 100 °C, tak i při 110 °C. Řemen 3 založený na Engage CL 8001 vyztuženým dimethakrylátem zinečnatým obdobně vykázal význačné nárůsty zátěžové kapacity vůči standardnímu na polychloroprenu založeném řemenu a rovněž prokázal vynikající únavu opakovaným ohybem.

Zlepšení dynamických vlastností řemení předloženého vynálezu, včetně řemenu pro přenos výkonu a plochého řemenu, je připsatelné zahrnutí, jako jeho hlavní části těla řemenu nebo části pro kontakt skladkou, peroxidem vulkanizovaného ethylen-alfaolefinového elastomemího přípravku vyztuženého kovovou solí α,β-nenasycené kyseliny. Výsledný elastomemí přípravek vykazuje výtečnou přilnavost k textilním vyztužujícím materiálům při podstatné nepřítomnosti dodatečných promotorů adheze v základním elastomeru. Přes vynikající přilnavost elastomemího přípravku k textilním vyztužujícím materiálům při podstatné nepřítomnosti dodatečných promotorů adheze v základním elastomeru, mohou být použity při konstrukci řemení takové promotory adheze včetně methylenových a resorcinových donorů v H-R-H suchém pryžovém adhezním systému, aniž by došlo k odchýlení od předloženého vynálezu.

Ačkoliv předložený vynález byl popsán v podrobnostech pro účel vysvětlení, je třeba pochopit, že tyto podrobnosti jsou pouze pro tento účel, a že mohou být provedeny obměny pracovníkům zkušeným v oboru, aniž by došlo k odchýlení od podstaty nebo rozsahu předloženého vynálezu s výjimkou jeho možného omezení patentovými nároky.

Claims

1. Elastomemí přípravek pro začlenění do výrobku vystaveného dynamickému zatížení a pro vulkanizování při použití volně-radikálového aktivačního materiálu, vyznačující se t í m , že uvedený elastomemí přípravek obsahuje:

2. Elastomemí přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že ethylen-alfaolefinový elastomer je charakterizován specifickým obsahem ethylenové jednotky, obsah ethylenové jednotky je od 55 do 78 % hmotnostních elastomeru.

3. Výrobek pro použití v prostředcích s dynamickou zátěží a obsahující primární elastomemí přípravek, vyznačující se tím, že primární elastomemí přípravek je přípravek podle nároku 1.

4. Řemen, obsahující hlavní část těla řemenu vykazující vysokou odolnost vůči únavě, vysokou odolnost vůči oděru, vysokou pevnost v tahu a vysoký modul, kde uvedená hlavní část těla řemenu je vyrobena z elastomemího přípravku vulkanizovaného volně-radikálovým aktivačním materiálem, tažné prostředky uložené v uvedené části těla, a část pro kontakt s kladkou integrální s uvedenou částí těla, vyznačující se tím, že elastomemí přípravek obsahuje:

(b) od 1 do 30 dílů kovové sole α,β-nenasycené organické kyseliny na sto hmotnostních dílů uvedeného elastomeru; a (c) od 25 do 250 dílů vyztužujícího plnidla na sto hmotnostních dílů uvedeného elastomeru, a ethylen-alfaolefinový elastomer je charakterizován specifickým obsahem ethylenové jednotky, obsah ethylenové jednotky je od 55 do 78 % hmotnostních uvedeného elastomeru.

5. Řemen podle nároku 4, vyznačující se tím, že ethylen-alfaolefinový elastomer je vybrán ze skupiny zahrnující:

(a) kopolymery ethylenu a propylenu;

(b) kopolymery ethylenu a oktenu;

(c) terpolymery ethylenu, propylenu a dienu;

a (d) jejich směsi.

-15CZ 289325 B6

6. Řemen podle nároku 4, vyznačující se tím, že ethylen-alfa-olefin je smísen s až 25 hmotnostními procenty, vztaženo k hmotnosti ethylen-alfa-olefinového elastomeru, druhého elastomemího materiálu vybraného ze skupiny zahrnující:

(a) silikonový kaučuk, (b) polychloropren, (c) hydrogenovaný nitrilobutadienový kaučuk, (d) přírodní kaučuk, (e) ethylen-vinylacetátový kopolymer, (f) ethylen-methakrylátové kopolymery a terpolymery, (g) styrenbutadienový kaučuk, (h) nitrilový kaučuk, (i) chlorovaný polyethylen, (j) chlorsulfonovaný polyethylen, (k) alkylovaný chlorsulfonovaný polyethylen, (l) trans-polyoktenamer, (m) butadienový kaučuk, a (n) směsi předchozích.

7. Řemen podle nároku 4, vyznačující se tím, že druhý elastomemí materiál je vybrán ze skupiny zahrnující:

(a) epichlorhydrin, (b) polyakrylový kaučuk, a (c) jejich směs.

v

8. Řemen podle nároku 4, vyznačující se tím, že elastomemí přípravek v podstatě neobsahuje doplňkové promotory adheze.

9. Řemen podle nároku 4, vyznačující se tím, že kovová sůl α,β-nenasycené organické kyseliny zahrnuje kovové sole kyselin zvolených ze skupiny zahrnující kyselinu akrylovou, methakrylovou, maleinovou, filmařovou, ethakrylovou, vinylakrylovou, itakonovou, methylitakonovou, akonitovou, methylakonitovou, krotonovou, alfa-methylkrotonovou, skořicovou a 2,4-dihydroxyskořicovou.

10. Řemen podle nároku 9, vyznačující se tím, že kovová sůl je vybrána ze skupiny zahrnující:

(a) diakrylát zinečnatý; a (b) dimethakrylát zinečnatý.

11. Řemen podle nároku 4, vyznačující se tím, že vulkanizačním materiálem je vulkanizačně účinné množství materiálu vybraného ze skupiny zahrnující:

(a) organické peroxidy;

(b) organické peroxidy smísené s 0,01 až 1,0 hmotn. díly síry na sto hmotnostních dílů uvedeného elastomeru; a (c) ionizující záření.

12. Řemen podle nároku 4, vyznačující se tím, že je ve formě hnacího řemenu vybraného ze skupiny zahrnující synchronní řemeny, klínové řemeny a řemeny s řadou žeber ve tvaru V.

-16CZ 289325 B6

13. Řemenový převodový systém, vyznačující se tím, že zahrnuje řemen podle nároku 4 vedený okolo alespoň jedné hnací kladky a alespoň jedné hnané kladky.