CZ368197A3

CZ368197A3 - Elastomerní sloučeniny obsahující částečně potažené saze

Info

Publication number: CZ368197A3
Application number: CZ973681A
Authority: CZ
Inventors: Khaled Mahmud; Meng Jiao Wang; Steven R. Reznek; James A. Belmont
Original assignee: Cabot Corporation
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1998-04-15
Also published as: MX9708945A; WO1996037546A1; HUP9802554A2; US5916934A; JPH11505878A; JP3305722B2; KR19990021884A; AR002061A1; CO4560366A1; AU5867396A; MY132143A; CA2221573A1; HUP9802554A3; EP0827523A1; KR100386705B1; CN1190980A; CA2221573C; EG21179A; TW440594B; BR9609289A

Description

Elastomerni sloučeniny obsahující částečně potažené saze

Oblast techniky

Vynález se týká nových elastomernich sloučenin vykazujících zlepšené hysterezní vlastnosti. Vynález se zejména týká nových elastomernich sloučenin obsahujících saze potažené oxidem křemičitým.

Dosavadní stav techniky

Saze se obecně používají jako pigmenty, plniva a ztužující činidla při přípravě pryže a dalších elastomernich sloučenin. Saze se používají zejména jako ztužující činidlo při přípravě elastomernich sloučenin používaných při výrobě pneumatik.

Saze se obvykle vyrábějí v reaktoru pecního typu pyrolýzou uhlovodíkové vstupní suroviny horkými spalinami za vzniku produktů spalování obsahujících částicové saze. Saze existuji ve formě agregátů. Tyto agregáty jsou tedy tvořeny saznými částicemi. Nicméně sazné částice zpravidla neexistují nezávisle na sazném agregátu. Saze se zpravidla charakterizují pomocí analytických vlastností zahrnujících například velikost velikost, tvar a fyzikální vlastnosti částice a distribuci povrchu.

stanovuj i	za použití testů
adsorpční	plocha	(měřeno
D3037 - metoda A)	a
adsorpční	hodnota	(CTAB)

specifickou povrchovou plochu; agregátu; a chemické a Vlastnosti sazí se analyticky známých v daném oboru. Dusíková pomocí ASTM zkušební metody cetyltrimethylamoniumbromidová (měřeno pomocí ASTM zkušební • ·

metody D3765[09.01]) například vyjadřuji specifickou povrchovou plochu. Dibutylftalátová absorpce drcených (CDBP) (měřeno pomocí ASTM zkušební metody D3493-86) a nedrcených (DBP) sazí (měřeno pomocí ASTM zkušební metody D2414-93) se týká struktury agregátu. Hodnota označená jako vaznost na kaučuk se týká povrchové účinnosti sazí. Vlastnosti sazí závisí na výrobních podmínkách a lze je modifikovat například změnou teploty, tlaku, výchozí suroviny, rezidenční doby, temperační teploty, výkonu a dalších parametrů.

Při výrobě pneumatik je zpravidla žádoucí použití sloučenin obsahujících saze. Pro výrobu běhounů je například vhodné použít elastomerní sloučeniny, které poskytují vysokou odolnost proti oděru a dobrou hysterezní rovnováhu při různých teplotách. Pneumatika mající vysokou odolnost proti oděru je žádoucí, protože životnost pneumatiky je přímo závislá na odolnosti proti oděru. Fyzikální vlastnosti sazí mají přímý vliv na odolnost proti oděru a hysterezi sloučenin, použitých pro výrobu běhounů. Saze s vysokou povrchovou plochou a malou velikostí částic budou zpravidla poskytovat sloučeniny s vysokou odolností proti oděru a vysokou hysterezi. Obsah sazí rovněž ovlivňuje odolnost elastomerních sloučenin proti oděru. Odolnost proti oděru vzrůstá společně s rostoucím obsahem sazí přinejmenším do optimální hodnoty, za níž odolnost proti oděru opět klesá. Hystereze elastomerních sloučenin se týká energie spotřebované při cyklické deformaci, jinými slovy se týká rozdílu mezi energií aplikovanou za účelem deformace elastomerní kompozice a energií uvolněnou při regeneraci elastomerní kompozice do počátečního nezdeformovaného stavu. Hysterezi definuje ztrátový tangens „tan δ, který je poměrem ztrátového modulu ku zásobnímu • · modulu (tj . modul viskozity

ku modulu elasticity).

Pneumatiky vyrobené za použití sloučeniny mající nízkou hysterezi, měřeno při vysokých teplotách, například 40°C a teplotách vyšších, budou mít snížený valivý odpor, což bude mít za následek nižší spotřebu paliva u vozidla, které využívá tyto pneumatiky. Současně pneumatiky, jejichž běhouny obsahují sloučeniny s vyšší hysterezni hodnotou, měřeno při nízké teplotě, například 0°C nebo nižší, budou mít vysokou tažnost za vlhka a odolnost proti smyku, což zvyšuje bezpečnost při řízení. Takže sloučeniny použité pro výrobu běhounů pneumatik, které vykazují nízkou hysterezi při vysokých teplotách a vysokou hysterezi při nízkých teplotách, lze označit za sloučeniny s dobrou hysterezni vyvážeností.

Existuje celá řada aplikací u kterých je vhodné použít elastomer s dobrou hysterezni vyváženosti, ale kde není důležitým faktorem odolnost proti oděru.

Jako ztužující činidlo (plnivo) pro elastomery lze rovněž použít oxid křemičitý, nicméně použití pouze, oxidu křemičitého jako ztužujícího činidla pro elastomer vede k horší zpracovatelnosti v porovnání s výsledky získanými za použití samotných sazí. Dá se předpokládat, že silná interakce plnivo - plnivo a slabá interakce plnivo elastomer bude mít za následek slabou zpracovatelnost oxidu křemičitého. Interakci oxid křemičitý - elastomer lze zlepšit chemickým spojením těchto dvou složek s chemickým vazebným činidlem, například bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfanem, komerčně dostupným jako Si-69 od společnosti Degussa AG, Německo. Vazebná činidla, například Si-69, vytvoří chemickou vazbu mezi elastomerem a oxidem křemičitým, čímž naváže tento oxid křemičitý na elastomer.

Pokud se na elastomer chemicky naváže oxid křemičitý, potom dojde ke zlepšení určitých vlastností elastomerni kompozice.

Pokud se zabuduji do výsledné pneumatik vozidel, potom tyto elastomerni sloučeniny poskytnou zlepšenou hysterezní sloučeniny obsahující činidlo vykazují j elektrický odpor, vyváženost.

Nicméně elastomerni . oxid křemičitý nízkou tepelnou vysokou jako hlavní vodivost, hustotu ztužuj ící vysoký špatnou zpracovatelnost.

Pokud se jako ztužuj ící kompozicích použijí pouze saze, na elastomer, ale povrch sazí činidlo v elastomernich interakci s elastomerem. I když nedojde k jejich navázání poskytne mnoho míst pro použití vazebného činidla společně se sazemi může poskytnout určité zlepšení výkonu elastomerni kompozice, tato zlepšení nejsou srovnatelná se zlepšeními, dosaženými při použití vazného činidla společně s oxidem křemičitým.

Cílem vynálezu by mělo být poskytnutí nových elastomernich sloučenin, které by vykazovaly zlepšenou hysterezní vyváženost. Dalším cílem vynálezu by mělo být poskytnutí elastomerni sloučeniny obsahující saze potažené oxidem křemičitým. Cílem vynálezu by rovněž mělo být poskytnutí elastomerni sloučeniny obsahující saze potažené oxidem křemičitým, ve které mohou být saze účinně navázány na elastomer pomocí vazného činidla. Takové saze lze použít například pro přípravu sloučenin použitých při výrobě pneumatik, produktů, vyrobených z průmyslové pryže a dalších gumových výrobků. Ještě dalším cílem vynálezu by mělo být poskytnutí formulací na bázi elastomeru a sazí potažených oxidem křemičitým využívajících celou řadu elastomeru. Další cíle vynálezu se stanou zřejmější po • · prostudováni následujícího popisu a přiložených patentových nároků.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je poskytnutí elastomerní sloučeniny obsahující elastomer a saze potažené oxidem křemičitým a případně vazebné činidlo. Do rozsahu vynálezu spadá celá řada elastomerů a formulací používajících tyto elastomery. Saze, potažené oxidem křemičitým, propůjčují elastomerů zvýšenou hysterezi v porovnání s neošetřenými sazemi. Vynález se rovněž týká elastomerních formulací obsahujících saze potažené oxidem křemičitým používajících celou řadu elastomerů, použitelných pro výrobu celé řady produktů.

Elastomerní sloučeniny mající požadovanou hysterezi a další vlastnosti lze získat smísením elastomerů se sazemi potaženými oxidem křemičitým.

Saze potažené oxidem křemičitým lze získat nanesením oxidu křemíku alespoň na část sazného agregátu. Pro tyto účely lze použít libovolné saze.

Saze mohou být potaženy zcela nebo částečně oxidem křemičitým celou řadou způsobů. Jeden takový způsob je popsán v japonské (Kokai) patentové přihlášce č. HEI 5(1993)-178604. Při výrobě sazí potažených oxidem křemičitým lze například organický křemičitan, například tetraethylorthokřemičitan, nebo silan, například • 4 «4 44 «4 4 4 44

4444 4 4 4 4 4444 • · · 44 · · ·· · • · 4 ♦ 4 4 4 <4 «4444

4*4 *44444 «· 4444 44 444« ·♦·· tetraethoxysilan, rozpustit rozpouštědlem, například methanolem, za vzniku roztoku křemíkové sloučeniny, ve které křemíková sloučenina představuje přibližně 1 až 20 hm. %. Další roztok se připraví přidáním 5 až 20 % procentního vodného roztoku amoniaku do ethanolu.

Saze se následně pozvolna za stálého míchání přidají do roztoku amoniaku. Současně se roztok křemíkové sloučeniny přidá po kapkách do roztoku amoniaku. Po několika hodinách se z roztoku extrahují saze potažené oxidem křemičitým, které se následně přefiltrují a vysuší.

Dá se očekávat, že takto vyrobené saze potažené oxidem křemičitým poskytnou určité výhody oproti sazím, oxidu křemičitém nebo jejich směsím, pokud se přidají do elastomeru. Aniž bychom se chtěli vázat na určitou teorii, dá se předpokládat, že tyto saze potažené oxidem křemičitým budou mít na svém povrchu více funkčních skupin, zejména silanolů, které umožní, pokud se smísí s elastomerem, větší interakci s vazebným činidlem, čímž zlepší hysterezi této elastomerní sloučeniny v porovnání s neošetřenými sazemi. Rovněž se dá očekávat, že saze potažené oxidem křemičitým udělí elastomeru značné výhody v porovnání s oxidem křemičitým. Jednou z výhod je to, že takto potažené saze vyžadují menší množství vazebného činidla, čímž se snižuje výrobní cena.

Zjistilo se, že elastomerní sloučeniny obsahující saze potažené oxidem křemičitým mohou být dále sloučeny s alespoň jedním vazným činidlem, které bude dále zlepšovat vlastnosti elastomerní sloučeniny. Výraz „vazná činidla zahrnuje neomezujícím způsobem sloučeniny, které jsou schopny vázat plniva, například saze nebo oxid křemičitý, na elastomer. Použitelná vazná činidla zahrnují například činidla vážící silan, bis(3·« ··

♦ · · • · «· • · · · • · ·♦ 9· zejména triethoxysilylpropyl)tetrasulfan (Si-69),

3-thiokyanátopropyltriethoxysilan (Si-264, od společnosti

Degussa AG

Německo), γ-merkaptopropyltrimethoxysilan (A 189, od společnosti Union Carbide Corp., Danbury, Connecticut); zirkonátová vazná činidla, například zirkoniumdineoalkanolatodi(3-merkapto)-O-propionát (NZ 66A, od společnosti Kenrich Petrochemicals, lne., Bayonne, New Jersey); titanátová vazná činidla; vazná činidla obsahující nitroskupinu, například N,N'-bis(2-methyl-2-nitropropyl)1,6-diaminohexan (Sumifine 1162, od společnosti Sumitorno Chemical Co., Japonsko); a libovolné směsi předcházejících vazných činidel. Vazná činidla mohou být poskytnuta ve formě směsi s vhodným nosičem, například X50-S, což je směs Si-69 a N330 sazí, dostupná od společnosti Degussa AG.

Saze potažené oxidem křemičitým zabudované do elastomerní sloučeniny podle vynálezu lze oxidovat a/nebo sloučit s dalšími vaznými činidly. Vhodná oxidační činidla zahrnují například kyselinu dusičnou a ozón. Vazná činidla, která lze použít společně se zoxidovanými sazemi, zahrnují neomezujícím způsobem veškerá výše popsaná vazná činidla.

Saze potažené oxidem křemičitým podle vynálezu mohou mít na sebe navázanou organickou skupinu. Jeden ze způsobů přichycení organické skupiny k sazím zahrnuje . uvedeni alespoň jedné diazoniové soli do reakce se sazemi v nepřítomnosti externě aplikovaného proudu dostatečného pro redukování diazoniové soli. To znamená, že reakce mezi diazoniovou solí a sazemi probíhá bez vnějšího zdroje elektronů dostatečných pro redukci diazoniové soli. V rámci způsobu podle vynálezu lze použít různé směsi diazoniových solí. Tento způsob lze provádět za různých reakčních • ♦ • · · ♦ · · · · ···· ♦

	• · · · · · · · ♦ ·· ···· ·· ···· ·· ·· 8
podmínek a v	různých typech reakčních médií včetně

protických a aprotických rozpouštědlových systémů nebo suspenzí.

U dalšího	způsobu podle vynálezu se alespoň jedna
diazoniová sůl	uvede do reakce se sazemi v protickém
reakčním médiu.	U tohoto způsobu podle vynálezu lze použít

směsi různých diazoniových soli. Tento způsob lze rovněž provádět za různých reakčních podmínek.

V obou případech se diazoniová sůl tvoří výhodně in šitu. Pokud je to žádoucí, může být sazný produkt u obou způsobů izolován a sušen pomocí v daném oboru známých prostředků. Kromě toho lze výsledný sazný produkt zpracovat pomocí známých technik za účelem odstranění nečistot. Různá výhodná provedení těchto způsobů podle vynálezu budou diskutována níže.

Tyto způsoby lze provádět za celé řady různých podmínek a zpravidla nejsou omezeny určitou konkrétní podmínkou. Diazoniové soli je třeba vytvořit takové podmínky, za kterých by byla stabilní a které by jí umožnily reagovat se sazemi. Tyto způsoby lze tedy provádět za reakčních podmínek, při kterých by měla diazoniová sůl krátkou životnost. Reakce mezi diazoniovou solí a sazemi probíhá například v širokém teplotním rozmezí a v širokém rozmezí pH hodnot. Tyto způsoby lze provádět při kyselém, neutrálním i zásaditém pH. Výhodně se pH hodnota pohybuje v rozmezí přibližně od 1 do 9. Reakční teplota se může výhodně pohybovat v rozmezí od 0°C do 100°C.

Diazoniové soli, které jsou v daném oboru známé, lze připravit například reakcí primárních aminů s vodnými roztoky kyseliny dusité. Obecnou diskusi, týkající se • · diazoniových soli a způsobů jejich přípravy, lze nalézt v publikaci Morrisona a Boyda, Organic Chemistry, 5. ed., str. 973 až 983, (Allyn and Bacon, lne. 1987) a Marche, Advanced Organic Chemistry; Reactions, mechanismus and Structures 4. ed.; (Wiley, 1992). Podle tohoto vynálezu je diazoniová sůl organickou sloučeninou mající alespoň jednu diazoniovou skupinu.

Diazoniovou sůl lze připravit před uvedením do reakce se sazemi nebo výhodněji je generována in šitu za použití technik známých v daném oboru. Generování in šitu rovněž umožňuje použití nestabilních diazoniových solí, jako například alkyldiazoniových solí, a vylučuje zbytečnou manipulaci s diazoniovou solí. U zvláště výhodných způsobů se jak kyselina dusitá, tak diazoniová sůl generují in šitu.

Diazoniová sůl, která je v daném oboru známá, může být generována uvedením primárního aminu, dusitanu a kyseliny do reakce. Použitým dusitanem může být libovolný kovový dusitan, výhodně dusitan lithný, dusitan sodný, dusitan draselný nebo dusitan zinečnatý nebo libovolný organický dusitan, například isoamylnitrit nebo ethylnitrit. Kyselinou může být libovolná anorganická nebo organická kyselina, která je účinná při generování diazoniové soli. Výhodné kyseliny rovněž zahrnují kyselinu dusičnou (HNO₃) , kyselinu chlorovodíkovou (HC1) a kyselinu sirovou (H2SO4) .

Diazoniovou sůl lze rovněž generovat uvedením primárního aminu do reakce s vodným roztokem oxidu dusičitého. Vodný roztok oxidu dusičitého (N0₂ a H₂0) poskytuje kyselinu dusitou pro generování diazoniové soli.

Generováni diazoniové soli v přítomnosti přebytku HC1 může být méně výhodné než další alternativy, protože HC1 je pro nerezavějící ocel korozivní. Další výhodou generování diazoniové soli pomocí vodného roztoku oxidu dusičitého je to, že je méně korozivní pro nerezavějící ocel nebo další kovové materiály obvykle používané pro výrobu reakčních nádob. Generování za použití H2SO4 a NaNC>2 nebo HNO3 a NaNO2 jsou rovněž relativně nekorozívní.

Generování diazoniové soli z primárního aminu, dusitanu a kyseliny zpravidla vyžaduje dva ekvivalenty kyseliny, vztaženo k množství použité kyseliny. U způsobu

in šitu lze	diazoniovou sůl generovat za použití jednoho
ekvivalentu	kyseliny. Pokud primární amin obsahuje
kyselinovou	skupinu silné kyseliny není nutné přidat
samostatnou	kyselinu. Kyselinová skupina nebo skupiny

primárního aminu mohou poskytnout jeden nebo oba potřebné

ekvivalenty

kyseliny. Pokud primární amin obsahuje

kyselinovou skupinu silné kyseliny, výhodně se do procesu podle vynálezu nepřidá žádná další kyselina nebo až jeden ekvivalent další kyseliny s cílem generovat diazoniovou sůl in sítu. Lze použít mírný přebytek přidané kyseliny. Příkladem takového primárního aminu je kyselina paraaminobenzensulfonová (kyselina sulfanilová).

Diazoniové soli jsou Připravují se zpravidla v například za 0 až 5°C, a Ohřátí roztoků některých uvolňovat dusík a tvořit kyselinovém médiu nebo organ médiu.

zpravidla tepelně nestabilní, roztoku za nízkých teplot, použijí se bez izolace soli, diazoniových solí umožňuje buď odpovídající alkoholy v Lcké volné radikály v zásaditém « ·

Nicméně diazoniová sůl musí být pouze tak stabilní, aby umožnila reakci se sazemi. Způsoby lze tedy provádět za použití diazoniových solí, které lze jinak považovat za nestabilní a podléhající rozkladu. Některé rozkladové procesy lze zakončit reakcí mezi sazemi a diazoniovou solí a mohu redukovat celkový počet organických skupin navázaných na saze. Reakci lze dále provádět za zvýšených teplot, při kterých je mnoho diazoniových solí náchylných k rozkladu. Zvýšením teploty lze rovněž výhodně zvýšit rozpustnost diazoniové soli v reakčním médiu a zlepšit manipulaci s touto solí během procesu. Nicméně zvýšené teploty mohou mít za následek ztrátu diazoniové soli v důsledku dalších rozkladných procesů.

Do suspenze sazí v reakčním médiu, například ve vodě, lze přidat reakční činidla za vzniku diazoniové soli in šitu. Takže sazná suspenze, která má být použita již může obsahovat alespoň jedno reakční činidlo pro generování diazoniové soli a způsob podle vynálezu zahrnuje přidání zbývajících reakčních činidel.

Reakce vedoucí ke vzniku diazoniové soli jsou slučitelné s celou řadou funkčních skupin, které se zpravidla nacházej i na organických sloučeninách. Takže jediným co omezuj e způsoby podle vynálezu je dostupnost diazoniové soli pro reakci se sazemi.

Způsoby podle vynálezu lze provádět v libovolném reakčním médiu, které umožní, aby proběhla reakce mezi diazoniovou solí a sazemi. Reakčním médiem je výhodně systém na bázi rozpouštědla. Rozpouštědlem může být protické rozpouštědlo, aprotické rozpouštědlo nebo směs rozpouštědel. Protickými rozpouštědly jsou rozpouštědla, jako například voda nebo methanol, obsahující vodík

9

9 99 9 9 9 99 9

9 9 9 9 9 9 99

9 9 9 9 9 9 9 999 9 9

9 9 9 9 99 9 9

9999 99 9999 9999 navázaný na kyslík nebo dusík, která jsou dostatečně kyselá pro vytvoření vodíkových vazeb. Aprotickými rozpouštědly jsou rozpouštědla, která neobsahují kyselý vodík, který byl definován výše. Aprotická rozpouštědla zahrnují například hexany, tetrahydrofuran (THF), acetonitril a benzonitril. Diskusi, týkající se protických a aprotických rozpouštědel, lze nalézt v publikaci Morrisona a Boyda, Organic Chemistry, 5. ed., str. 228 až 231, (Allyn a Bacon, lne. 1987) .

Způsoby se výhodně provádějí v protickém reakčním médiu, tj . v samotném protickém rozpouštědle, nebo směsi rozpouštědel, která obsahuje alespoň jedno protické rozpouštědlo. Výhodné protické médium zahrnuje neomezujícím způsobem vodu, vodné médium obsahující vodu a další rozpouštědla, alkoholy a libovolné médium obsahující alkohol nebo směsi těchto médií.

Reakce mezi diazoniovou solí a sazemi mohou probíhat s libovolným typem sazí, například sazí v načechrané formě nebo v peletované formě. U jednoho provedení, navrženého s cílem redukovat výrobní cenu, reakce probíhá během způsobu výroby sazných pelet. Sazný produkt podle vynálezu může být například vyroben v suchém válci rozprašováním roztoku nebo suspenze diazoniové soli na saze. Alternativně lze sazný produkt vyrobit peletizací sazí v přítomnosti rozpouštědlového systému, například v přítomnosti vody, obsahujícím diazoniovou sůl nebo reakční činidla pro generování diazoniové soli in šitu. Vodné rozpouštědlové systémy jsou výhodné.

Tyto způsoby produkují anorganické vedlejší produkty, například soli. U některých konečných použití, například v • A AA ·· ·· AA ··

AAAA A · A · 9 9··

A A AAA AAAA· • A A · · · · · AAAA A

AAA AAA ··*

AA AAAA AA AAAA A· ·· ¹³ níže popsaných případech, mohou být tyto vedlejší produkty nežádoucí.

Sazný produkt bez nežádoucích vedlejších anorganických produktů nebo solí lze připravit několika možnými způsoby. První způsob spočívá ve vyčištění diazoniové soli před jejím použitím, pomocí v daném oboru známých prostředků používaných k odstraňování nežádoucích anorganických vedlejších produktů. Podle druhého způsobu lze diazoniovou sůl generovat za použití organického dusitanu představujícího diazonizační činidlo poskytující spíše než anorganickou sůl odpovídající alkohol. Podle třetího způsobu při generování diazoniové soli z aminu majícího kyselinovou skupinu a vodného N0₂ nevznikají žádné anorganické soli. Dá se předpokládat, že kromě výše definovaných způsobů existuje celá řada dalších, v daném oboru známých, metod.

Kromě anorganických vedlejších produktů může daný způsob rovněž produkovat organické vedlejší produkty. Ty lze například odstranit extrakcí pomocí organických rozpouštědel. Další způsoby získání produktů bez nežádoucích organických vedlejších produktů jsou v daném oboru známy a zahrnují promytí nebo odstranění iontů reverzní osmózou.

Reakce mezi diazoniovou solí a sazemi vede ke vzniku sazného produktu majícího organickou skupinu navázanou na saze. Diazoniové sůl může obsahovat organickou skupinu, která má být navázána na saze. K produkci sazných produktů podle vynálezu lze použít rovněž další v daném oboru známé prostředky.

Organickou skupinou může být alifatická skupina, cyklická organická skupina nebo organická sloučenina mající alifatickou část a cyklickou část. Jak již bylo uvedeno výše, diazoniová sůl použitá v rámci způsobu podle vynálezu může být odvozena od primárního aminu majícího jednu z těchto skupin a je schopná tvořit, i přechodně, diazoniovou sůl. Organická skupina může být substituovaná nebo nesubstituované, větvená nebo nevětvená. Alifatické skupiny zahrnují například skupiny odvozené od alkanů, alkenů, alkoholů, etherů, aldehydů, ketonů, karboxylových kyselin a sacharidů. Cyklické organické skupiny zahrnují neomezujícím způsobem alifatické uhlovodíkové skupiny (například cykloalkyly, cykloalkenyly), heterocyklické uhlovodíkové skupiny (například pyrrolidinylovou skupinu, pyrrolinylovou skupinu, piperidinylovou skupinu, morfolinylovou skupinu apod.), arylové skupiny (například fenylovou skupinu, naftylovou skupinu, antracenylovou skupinu apod.) a heteroarylové skupiny (imidazolylovou skupinu, pyrazolylovou skupinu, pyridinylovou skupinu, thienylovou skupinu, thiazolylovou skupinu, furylovou skupinu, indolylovou skupinu apod.). Společně s růstem sterické blokace substituované organické skupiny se může počet organických skupin navázaných na saze v důsledku reakce mezi diazoniovou solí a sazemi snižovat.

Pokud je organická skupina substituovaná, může obsahovat libovolnou funkční skupinu slučitelnou s tvorbou diazoniové soli. Výhodné funkční skupiny zahrnují neomezujícím způsobem R, OR, COR, COOR, OCOR, karboxylátové soli, například COOLi, COONa, COOK, COO’NR₄ ⁺, halogen, CN, NR2, SO3H, sulfonátové soli, například SO3Li, SO3Na, SO3K, SO3’NR4⁺, OSO3H, 0S0₃ ⁺ solí, NR(COR), CONR₂, N0₂, PO₃H₂, fosf oritanové soli, například PO₃HNa a PO₃Na₂, • · · · fosforečnanové soli, například OPO₃Na a OPO₃Na₂, N=NR, NR₃ ⁺X, PR3⁺X~, SkR, SSO₃ soli, SO₂NRR' , SO₂SR, SNRR' , SNQ, SO₂NQ, CO₂NQ, S-(1,4-piperazinediyl)-SR, 2-(1,3-dithianyl)-2-(1,3dithiolanyl) , SOR a SO₂R, ve kterých mohou být R a R' stejné nebo odlišné a znamenají vodík, větvený nebo nevětvený substituovaný nebo nesubstituovaný nasycený nebo nenasycený uhlovodík s 1 až 20 atomy uhlíku, např. alkylovou skupinu, alkenylovou skupinu, alkinylovou skupinu, substituovanou nebo nesubstituovanou arylovu skupinu, substituovanou nebo nesubstituovanou heteroarylovou skupinu, substituovanou nebo nesubstituovanou alkylarylovou skupinu nebo substituovanou nebo nesubstituovanou arylalkylovou skupinu. Proměnná k znamená celé číslo od 1 do 8 a výhodně od 2 do 4. Anion X znamená halogenid nebo anion odvozený z minerální nebo organické kyseliny. Q znamená (CH₂)_W, (CH₂) _XO (CH₂) _z nebo (CH₂) _XS (CH₂) _z, ve kterých w znamená celé číslo od 2 do 6 a x a z znamenají celé číslo od 1 do 6.

Výhodnou organickou skupinou je aromatická skupina obecného vzorce A_yAr~, která odpovídá primárnímu aminu obecného vzorce A_yArNH₂. V tomto vzorci mají proměnné následující významy: Ar znamená aromatický radikál, například arylovou nebo heteroarylovou skupinu. Ar se výhodně zvolí ze skupiny zahrnující fenylovou skupinu, naftylovou skupinu, antracenylovou skupinu, fenantrenylovou skupinu, bifenylovou skupinu, pyridinylovou skupinu, benzothiadiazolylovou skupinu a benzothiazolylovou skupinu; A znamená substituent na aromatickém radikálu nezávisle zvolený z výše uvedené skupiny zahrnující výhodné funkční skupiny nebo A znamená lineární, větvený nebo cyklický uhlovodíkový radikál (výhodně obsahující 1 až 20 atomů uhlíku), nesubstituovaný nebo substituovaný alespoň jednou • 4 4 · · 4 4 · 4 4 ·4 • 4 4 44 4 4444

4 4 4 4 4 44 44444

444 444 444

4444 44 4444 «·44 další funkční skupinou; a y znamená celé číslo od 1 do celkového počtu -CH radikálů v aromatickém radikálu. Například y znamená celé číslo od 1 do 5, pokud Ar znamená fenylovou skupinu, 1 až 7, pokud Ar znamená naftylovou skupinu, 1 až 9, pokud Ar znamená antracenylovou skupinu, fenantrenovou skupinu nebo bifenylovou skupinu, nebo 1 až 4, pokud Ar znamená pyridinylovou skupinu. Specifické příklady R a R' ve výše zmíněném vzorci znamenají NH₂-C₆H₄-, CH2CH2-C6H4-NH2, CH₂-C₆H₄-NH₂ a C₆H₅.

Další výhodnou sadou organických skupin, které lze navázat na saze, jsou organické skupiny substituované iontovou nebo ionizovatelnou skupinou, která zastupuje funkční skupinu. Ionizovatelná skupina je skupina, která je schopna tvořit iontovou skupinu v použitém médiu. Iontovou skupinou může být aniontová skupina nebo kationtová skupina a ionizovatelná skupina může tvořit aniont nebo kationt.

Ionizovatelné funkční skupiny tvořící anionty, například kyselinové skupiny nebo soli kyselinových skupin. Organické skupiny tedy zahrnují skupiny odvozené z organických kyselin. Výhodně pokud obsahuje ionizovatelnou skupinu tvořící aniont, například organickou skupinu, má a) aromatickou skupinu a b) alespoň jednu kyselinovou skupinu mající pKa menší než 11, nebo alespoň jednu sůl kyselinové skupiny mající pKa menší než 11, nebo směs alespoň jedné kyselinové skupiny mající pKa menší než 11 a alespoň jednu sůl kyselinové skupiny mající pKa menší než 11. Hodnota pKa kyselinové skupiny označuje pKa organické skupiny jako celku, ne pouze kyselinového substituentu. Výhodněji je pKa nižší než 10 a nejvýhodněji nižší než 9. Aromatická skupina organické skupiny je výhodně přímo navázána na saze. Aromatická skupina může být dále substituovaná nebo nesubstituovaná, například alkylovými skupinami. Organická ·· skupina výhodněji znamená fenylovou nebo naftylovou skupinu a kyselinovou skupinou je sulfonová kyselinová skupina, fosfonová kyselinová skupina nebo karboxylová kyselinová skupina. Příklady těchto kyselinových skupin a jejich solí jsou diskutovány výše. Nejvýhodněji je organickou skupinou substituována nebo nesubstituovaná sulfofenylová skupina nebo její sůl; substituovaná nebo nesubstituovaná (polysulfo)fenylová skupina nebo její sůl; substituovaná nebo nesubstituovaná sulfonaftylová skupina nebo její sůl; nebo substituovaná nebo nesubstituovaná (polysulfo)naftylová skupina nebo její sůl. Výhodnou substituovanou sulfofenylovou skupinou je hydroxysulfofenylová skupina nebo její sůl.

Specifickými organickými skupinami maj ícími ionizovatelnou funkční skupinu tvořící anion (a jim odpovídající primární aminy) jsou p-sulfofenyl nilová kyselina),

4-hydroxy-3-sulfofenylová skupina (2-hydroxy-5-amino-benzensulfonová kyselina) ethyl (2-aminoethansulfonová kyselina) . Rovněž lze použít další organické skupiny mající ionizovatelné funkční skupiny tvořící anionty.

Aminy představují příklady ionizovatelných skupin, které tvoří kationtové skupiny. Aminy vzniku amonných má organická například protonovány za kyselinovém médiu. Výhodně aminový substituent hodnotu amoniové skupiny (-NR₃ ⁺) a (-PR₃ ⁺) rovněž představují skupina výhodně

Organická například amoniovou fenylovou nebo nebo kvartem!

funkčních mohou být skupin v skupina mající pKb nižší než 5. Kvartem!

kvartem! fosfoniové příklady obsahuje naftylovou fosfoniovou skupiny kationtových skupin.

skupinu, skupinu a kvartem!

aromatickou skupinu. Aromatická skupina je výhodně přímo navázána na saze. Kvaterizované φφ • · · φ φ φ φ

ΦΦΦ φ

ΦΦΦ

φφφφ φ φ φ φ

ΦΦ φφφφ cyklické aminy a dokonce kvaterizované aromatické aminy lze rovněž použit jako organickou skupinu. Takže lze použít

N-substituované pyridiniové sloučeniny například

N-methylpyridylové sloučeniny. Příklady organických skupin zahrnují neomezujícím způsobem (C₅H₄N) C₂H₅ ⁺, C6H4 (NC5H5)⁺ , C6H₄COCH₂N(CH₃)₃ ⁺, C6H4COCH2 (NC5H5)⁺, (C5H₄N)CH₃ ⁺ a c₆H₄CH₂N(CH₃)₃ ⁺.

Výhoda sazných produktů majících na sobě navázanou organickou skupinu substituovanou iontovou nebo ionizovatelnou skupinou spočívá v tom, že sazný produkt může mít zvýšenou dispersibilitu ve vodě v porovnání s neošetřenými sazemi. Vodní dispersibilita sazného produktu se zvyšuje spolu s počtem organických skupin navázaných na sazích majících ionizovatelnou skupinu nebo spolu s počtem ionizovatelných skupin navázaných na dané organické skupině. Takže zvýšení počtu ionizovatelných skupin navázaných na sazný produkt by mělo zvyšovat dispersibilitu tohoto produktu ve vodě a rovněž umožňuje regulovat dispersibilitu ve vodě na požadovanou úroveň. Je třeba zmínit, že dispersibilitu sazného produktu, obsahujícího amin jako organickou skupinu navázanou na saze, lze ve vodě zvýšit okyselením vodného média.

Protože dispersibilita sazných produktů ve vodě závisí určitou měrou na stabilizaci náboje je výhodné, pokud je iontová síla vodného média nižší než 0,1 (molárního). Výhodněji je iontová síla menší než 0,01 (molárního).

Pokud se tento vodou dispergovatelný sazný produkt připraví, je výhodné, jsou-li iontové nebo ionizovatelné skupiny ionizovány v reakčním médiu. Výsledný získaný roztok nebo suspenzi lze použít jako takové, nebo je před použitím naředit. Sazný produkt může být rovněž sušen za ·· φφ ·· ·· ·· ·♦ « φ · · «··· · · · a φφ φ · · φ < φ φφ • · φ φ · φ β φ ··· φ φ φφφ φ · φ φ φ · φφ φφφφ ·φ *»·· φφ φ· použiti konvenčních technik, které se pro sušení sazí používají. Tyto techniky zahrnují například sušení v pecích a rotačních pecích. Nicméně přesušení může způsobit ztrátu určitého stupně dispergovatelnosti ve vodě.

Kromě dispergovatelnosti ve vodě, sazné produkty mající organickou skupinu substituovanou iontovou nebo ionizovatelnou skupinou, mohou být rovněž dispergovatelné v polárních organických rozpouštědlech, například dimethylsulfoxidu (DMSO) a formamidu. V alkoholech, například v methanolu nebo ethanolu, použití komplexotvorných činidel, například korunových etherů, zvyšuje dispergovatelnost sazných produktů majících organickou skupinu obsahující kovovou sůl kyselinové skupiny.

Aromatické sulfidy představují další skupinu výhodných organických skupin. Sazné produkty mající aromatické sulfidové skupiny se jeví jako zvláště vhodné pro zabudování do pryžových kompozic. Tyto aromatické sulfidy mohou mít následující obecné vzorce Ar (CH₂) _qS_k (CH₂) _rAr' nebo A- (CH₂) qS_k (CH₂) _rAr' ' , ve kterých Ar a Ar' znamenají nezávisle substituované nebo nesubstituované arylenové nebo heteroarylenové skupiny, Ar' ’ znamená arylovou nebo heteroarylovou skupinu, k znamená 1 až 8 a q a r znamenají 0 až 4. Substituované arylové skupiny by mohly zahrnovat substituované alkylarylové skupiny. Výhodné arylenové skupiny zahrnují fenylenové skupiny, zejména p-fenylenové skupiny nebo benzothiazolylenové skupiny. Výhodné arylové skupiny zahrnují fenylové, naftylové a benzothiazolylové skupiny. Výhodné arylové skupiny zahrnují fenylovou, naftylovou a benzothiazolylovou skupinu. Počet atomů síry ve sloučenině, definovaný proměnnou k, se pohybuje od 2 do

4. Výhodnými saznými produkty jsou ty produkty, které mají • · e · • · na sobě navázánu aromatickou sulfidovou organickou skupinu obecného vzorce (C6H4) -S_k- (CgH₄)ve kterém k znamená celé číslo od 1 do 8 a výhodněji celé číslo od 2 do 4. Zvláště výhodnými aromatickými sulfidovými skupinami jsou bis-para(C₆H₄)-S₂-(CgH₄)- a para-(C₆H₄)-S₂-(C₆H₅) . Diazoniové soli těchto aromatických sulfidových skupin lze běžně připravit z odpovídajících primárních aminů, H₂N-Ar-S_k-Ar' -NH₂ nebo H₂N-Ar-S_k-Ar' ' . Výhodné skupiny zahrnují dithiodi-4,1fenylen, tetrathiodi-4,1-fenylen, fenyldithiofenylen, dithiodi-4,1- (3-chlorofenylen) , - (4-CgH₄) -S-S- (2-C₇H₄NS) ,

- (4-C₆H₄) -S-S- (4-C₆H₄) -OH, -6-(2-C7H3NS)-SH, - (4-C₆H₄)-CH₂CH₂-

S-S-CH₂CH₂- (4-C₆H₄) -, - (4-C₆H₄) -CH₂CH₂-S-S-S-CH₂CH₂- (4-C₆H₄) -,

- (2-C₆H₄)-S-S-(2-C₆H₄)-, - (3-C₆H₄)-S-S-(3-C₆H₄)-, -6- (C6H₃N₂S) , -6-(2-C7H3NS)-S-NRR' kde RR' znamená

-CH₂CH₂OCH₂CH₂-, - (4-C₆H₄)-S-S-S-S-(4-C₆H₄)-, -(4-C₆H₄)CH=CH₂, - (4-C₆H₄)-S-SO3H, - (4-C₆H₄)-SO₂NH-(4-C₆H₄)-S-S-(4C₆H₄) -NHSO₂- (4-C₆H₄)-, -6-(2-C7H3NS)-S-S-2-(6-C₇H₃NS)-, -(4C₆H₄) -S-CH₂- (4-C₆H₄)-, - (4-C₆H₄) -SO₂-S- (4-C₆H₄)-, -(4-C₆H₄)CH₂-S-CH₂-(4-C₆H₄)-, - (3-C₆H₄) -CH₂-S-CH₂- (3-C₆H₄) -, -(4-C₆H₄)CH₂-S-S-CH₂- (4-C₆H₄) -, - (3-C₆H₄) -CH₂-S-S-CH₂- (3-C₆H₄) -,

- (4-C₆H₄) -S-NRR' kde RR' znamená -CH₂CH₂OCH₂CH₂- , -(4-C₆H₄)-

SO₂NH-CH₂CH₂-S-S-CH₂CH₂-NHSO₂- (4-C₆H₄) -, - (4-C₆H₄) -2-(1,3dithianyl) ; a - (4-ΟβΗ₄) -S-(1,4-piperizinediyl) -S- (4-C₆H₄) - .

Další výhodnou sadou organických sloučenin, které lze navázat na saze, jsou organické skupiny majici aminofenylovou skupinu, například (C₆H₄)-NH₂, (C6H₄)-CH₂(ΟδΗ₄)-ΝΗ₂, (C₆H₄)-SO₂-(C₆H₄)-NH₂. Výhodné organické sloučeniny rovněž zahrnují aromatické sulfidy mající obecný vzorec Ar-S_n-Ar' nebo Ar-S_n-Ar' ', ve kterých Ar Ar' znamenají nezávisle arylové skupiny, Ar'' znamená arylovou skupinu a n znamená 1 až 8. Způsoby navázáni těchto • · · · · • · · ·· · ···· · · ·· · · · · · · · ·

9 9 ··· · · · ·· ···· ·· ···· ·· 99 organických skupin na saze jsou diskutovány v patentových přihláškách US 08/356,660, 08/572,525 a 08/356,459.

Kromě toho lze použít směs sazí potažených oxidem křemičitým a modifikovaných sazi majících na sobě navázánu alespoň jednu organickou skupinu.

Do rozsahu vynálezu rovněž spadá použiti směsi oxidu křemičitého a sazí potažených oxidem křemičitým. Rovněž lze použít libovolnou kombinaci dalších složek se sazemi potaženými oxidem křemičitým. Lze použít například kombinaci sazí potažených oxidem křemičitým s jednou nebo několika následujícími složkami:

a) saze potažené oxidem křemičitým s navázanou organickou skupinou případně ošetřenou silanovými vaznými činidly;

b) modifikované saze mající navázanou organickou skupinu;

c) oxid křemičitý;

d) modifikovaný oxid křemičitý, například mající na sobě navázanou organickou skupinu; a/nebo

e) saze.

Příklady oxidu křemičitého zahrnují neomezujícím způsobem oxid křemičitý, vysrážený oxid křemičitý, amorfní oxid křemičitý, křemenné sklo, dýmavý oxid křemičitý, silikáty (např. křemicitany hlinité) a další plniva obsahující křemík, například jíl, mastek, wollastonit atd.. Siliky (oxidy křemičité) jsou komerčně dostupné od společnosti Cabot Corporation pod obchodním označením pod obchodním označením Cab-O-Sil; od společnosti PPG

Industries pod obchodním označením Hi-Sil a Ceptane; od společnosti Rhone-Poulenc pod obchodním označením Zeosil a od společnosti Degussa AG pod obchodním označením Coupsil.

Elastomerní sloučeniny podle vynálezu lze připravit ze sazí potažených oxidem křemičitým smísením s libovolným elastomerem, zahrnujícím ty elastomery, které lze použít pro smísení s konvenčními sazemi.

Za účelem získání elastomerních sloučenin podle vynálezu lze se sazemi potaženými oxidem křemičitým smísit libovolný vhodný elastomer. Tyto elastomery zahrnují neomezujícím způsobem kaučuky, homo- nebo kopolymery 1,3butadienu, styrenu, isoprenu, isobutylenu, 2,3-dimethyl1,3-butadienu, akrylonitrilu, ethylenu a propylenu. Výhodně má zmíněný elastomer teplotu skelného přechodu (Tg), měřeno pomocí diferenční rastrovací kalorimetrie (DSC), v rozmezí přibližně od -120°C do 0°C.

Příklady těchto elastomerů zahrnuj í neomezuj ícím způsobem styrenbutadienový kaučuk (SBR), přírodní kaučuk, polybutadien, polyisopren a jejich olejem nastavené deriváty. Rovněž lze použít směsi výše zmíněných elastomerů.

Mezi kaučuky vhodné pro použití v rámci vynálezu, jsou přírodní kaučuk a jeho deriváty, například chlorovaný kaučuk. Křemíkem ošetřené sazné produkty podle vynálezu lze rovněž použít ve směsi se syntetickými kaučuky, například kopolymery, ve kterých přibližně 10 až 70 hmotnostních procent tvoří styren a přibližně 90 až 30 hm. % tvoří butadien, například kopolymer 19 dílů styrenu a 81 dílů butadienu, kopolymer 30 dílů styrenu a 70 dílů butadienu, kopolymer 43 dílů styrenu a 57 dílů butadienu a kopolymer 50 dílů styrenu a 50 dílů butadienu; polymery a kopolymery • · • · konjugovaných dienů, například polybutadieny, polyisopreny, polychloropreny a pod., a kopolymery těchto konjugovaných dienů s monomerem obsahujícím ethylenovou skupinu, který je schopen se zmíněným dienem polymerovat, například se styrenem, methylstyrenem, chlorostyrenem, akrylonitrilem,

2-vinylpyridinem, 5-methyl-2-vinylpyridinem, 5-ethyl-2vinylpyridinem, 2-methyl-5-vinylpyridinem, alkylem substituovanými akryláty, vinylketonem, methylisopropenylketonem, methylvinyletherem, alfamethylenkarboxylovými kyselinami a estery a aminy těchto akrylových kyselin a amidem dialkylakrylových kyselin. Pro použití v rámci vynálezu jsou rovněž vhodné kopolymery ethylenu a dalších vyšších alfa olefinů, například propylenu, 1-butenu a 1-pentenu.

Elastomerní kompozice rovněž zahrnují vulkanizované kompozice (VR) , termoplastické vulkanizáty (TPV), termoplastické elastomery (TPE) a termoplastické polyolefiny (TPO).

TPV,

TPE a TPO materiály jsou dále klasifikovány na základě jejich schopnosti extrudovat se a.

schopnost několikrát se přetvořit bez ztráty výkonnostních vlastností.

Při přípravě elastomerních kompozic se do kompozic zabuduje alespoň jedno vytvrzovací činidlo, například síra, donory síry, aktivační činidla, urychlovače, peroxidy a další systémy, jejichž úkolem je pomoci při vulkanizaci elastomerní kompozice.

Elastomerní kompozice podle vynálezu mohou obsahovat elastomer, vytvrzovací činidla, ztužovací plnivo, vazebné činidlo a případně různá pomocná zpracovatelská činidla, olejová nastavovadla a antidegradanty.

« · • · ·

Formulace sazi potažených oxidem křemičitým podle vynálezu a elastomerů jsou navrženy tak, aby poskytovaly výhody v porovnáni s elastomery k jejiž formulaci jsou použity běžné saze. Tabulka 1 shrnuje výčet konkrétních elastomerů, které jsou zvláště vhodné pro průmyslově využívané kaučuky. Tato tabulka rovněž uvádí výhodné obsahy křemíkem ošetřených sazí podle vynálezu, vyjádřené jako díly sazí na sto dílů elastomerů (PHR); předpokládané přínosy dosažené touto kompozicí v porovnání se stejnou kompozicí používající běžné saze; a použitelné průmyslové aplikace pro každou kompozici, při kterých se uplatní předpokládaný přínos dosažený touto kompozicí.

Předpokládané přínosy dosažené pomocí kompozic shrnutých v tabulce 1 jsou charakterizované pomocí očekávaných vlastností v porovnání se stejnou kompozicí připravenou za použití konvenčních sazí (sazí neošetřených oxidem křemičitým). Pro vyhodnocení těchto vlastností pro danou kompozici elastomerů a sazí potažené oxidem křemičitým se použijí srovnávací testy. Většina vlastností shrnutých v tabulce 1 se stanovila pomocí běžných testů, které jsou odborníkům v daném oboru známy. Ostatní testy budou stručně popsány v následující části.

Pevnost označuje pevnost Shore A, která se stanovuje postupem popsaným v ASTM D-2240-86.

Resilienci (houževnatost) lze stanovit postupem popsaným v ASTM D1054, za použití testovací přístroj pro testování odrazové houževnatosti ZWICK, model 5109, od společnosti Zwick of America, Inc., Post Office Box 997, East Windsor, Connecticut 06088.

• ·

TABULKA 1
POLYMER	OBSAH	PŘÍNOS PRO TVORBU	POUŽITELNOST
Ethylenpropylendienový monomer (EPEM)	50-250 PHR 100-200 PHR	Zvýšení hodnot UHF ohřevu Zvýšená pevnost proti přetržení Snížená iridiscence Zvýšená odolnost proti tepelnému stárnutí Zvýšený elektrický měrný odpor Zvýšené protažení přidané tvrdosti Prodloužená životnost Nižší pružnostní poměr pro daný tan δ Zvýšená resilience	Těsnící pásek Těsnící pásek Těsnící pásek Hadice Hadice Hadice Motorová lože Motorová lože Motorová lože
Polychloropren (NEOPREN)	10-150 PHR 20-80 PHR	Snížený pružnostní poměr pro daný tan δ Zvýšená odolnost proti glykolů Zvýšená resilience Nižší zahřívání	Motorová lože Těsnění Těsnění, hadice Pásy
Přírodní kaučuk (NR)	10-150 PHR 20-80 PHR	Nižší pružnostní poměr pro tan δ Vyšší odolnost proti proříznutí a proseknutí	Motorová lože Pásy
Hydrogenovaný nitrilbutadienový kaučuk (HNBR)	10-150 PHR 20-80 PHR	Nižší pružnostní poměr pro tan δ Zvýšená odolnost proti oděru při vysoké teplotě Zvýšená resilience Nižší zahřívání	Motorová lože Těsnění Těsnění, hadice Pásy
Styrenbutadienový kaučuk (SBR)	10-150 PHR	Zvýšená odolnost proti proříznutí a proseknutí	Pásy
Ethylenvinylacetát (EVA)	10-150 PHR	Zlepšené fyzikální vlastnosti	Hadice

Mikrovlnou schopnost přijímat UHF lze měřit pomocí dielektrometru (od společnosti Total Elastomers, Francie).

9 • ·

Mikrovlná schopnost přijímat UHF je charakterizována pomocí koeficientu a, který je definován jako a = (150°C - 80°C) / (ti5o-t_8o) [°C/s] ve kterých t₁₅₀ a t₈₀ označují dobu, kterou potřebuje vzorek pro dosažení teploty 150°C resp. 80°C. Koeficient a označuje hodnotu tepla potřebnou pro ohřátí z teploty 80°C na 150°C.

Elektrický měrný odpor sloučeniny lze měřit nabarvením vzorků 5 cm širokých a 15 cm dlouhých stříbrnou barvou ve vrstvě 0,22 cm silné a 1,25 cm široké. Vzorek je následně kondiciován tak, že poskytuje stabilní odečet při cyklickém ohřevu z pokojové teploty na 100°C, ochlazení zpět na pokojovou teplotu a následném dvacetičtyřhodinovém stárnutí při 90°C. Stabilizovaný měrný odpor se měří na konci stárnutí a znovu opět potom co se vzorek nechal ochladit zpět na pokojovou teplotu.

Výsledné elastomerní sloučeniny obsahují saze potažené oxidem křemičitým a případně alespoň jedno vazné činidlo lze použít pro výrobu různých elastomerních produktů, například běhounů pro pneumatiky automobilů, průmyslové kaučukové produkty, těsnění, kompenzační pásy, pásy pro přenos energie a další kaučukové produkty. Pokud se použijí při výrobě pneumatik, potom je lze použít pro výrobu běhounů nebo dalších složek pneumatiky, například kostry nebo bočnice.

Sloučeny určené pro výrobu běhounů, které se vyrobí tak, že se do současných elastomerních sloučenin zabudují saze potažené oxidem křemičitým ale nikoliv vazebné činidlo, poskytnou zlepšené dynamické hysterezní vlastnosti. Nicméně elastomerní sloučeniny, ve kterých jsou • · • ♦·

zabudovány částečně potažené saze a vazebné činidlo, vykazují další zlepšení požadovaných vlastností.

Konečně je třeba uvést, že výše popsané příklady vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky. Do rozsahu vynálezu bude spadat i celá řada variant vynálezu, kterou mohou případně navrhnout odbornici v daném oboru. Kompozice podle vynálezu mohou například obsahovat další ztužující činidla, plniva, olejová nastavovadla, antidegradanty apod.. Všechny tyto modifikace budou spadat do rozsahu vynálezu.

PATENTOVÉ

1. Elastomerni sloučenina, že obsahuje:

elastomer zvolený propylendienový monomerní kaučuk, hydrogenovaný butadienový kaučuk, butadienový kaučuk, polyepichlorohydrin, saze potažené oxidem potažených organickou vazebným oxidem skupinu činidlem.

Claims

NÁROKY vyznačená ze skupiny zahrnuji kaučuk, polychropren, nitrilbutadienový kaučuk, chlorovaný butylkaučuk, ethylenvinylacetát a jejich alespoň na sobě tím, ethylenpřírodní nitrilstyrenkaučuk, polyethylen, polyakrylový směsi; a křemičitým a křemičitým má a je připadne část sazi navázanou ošetřena silanovým sloučenina podle nároku 1, vyznačená tím, že množství křemíkem ošetřených sazí v této sloučenině představuje přibližně 10 až 300 dílů na 100 dílů elastomerů.
3. Elastomerni sloučenina podle nároku 2, vyznačená tím, že množství křemíkem ošetřených sazí v této sloučenině představuje přibližně 100 až 200 dílů na 100 dílů elastomerů.
4. Elastomerni sloučenina podle nároku 1, vyznačená tím, že množství křemíkem ošetřených sazí v této sloučenině představuje přibližně 10 až 150 dílů na 100 dílů elastomeru.

• · · · · · ♦ · ·· • · · · · * · · ··♦· ♦ • · · ♦ · ♦ ··· ·· ···· ·· ···· ·· ··
5. Elastomerni sloučenina podle nároku 4, vyznačená tím, že množství křemíkem ošetřených sazí v této sloučenině představuje přibližně 20 až 80 dílů na 100 dílů elastomeru.
6. Výrobek, vyznačený tím, že je vyrobený z elastomerni sloučeniny podle nároku 1.
7. Výrobek podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedená elastomerni sloučenina je tvářena tak, že získá formu těsnící pásky.
8. Výrobek podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedená elastomerni sloučenina je tvářena tak, že získá formu chladící hadice.
9. Výrobek podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedená elastomerni sloučenina je tvářena tak, že získá formu hydraulické hadice.

• · ♦ · · 4 · • 4 4 • · · ·
10. Výrobek podle nároku 6, v y

značený

4 44

444 tím, že uvedená elastomerní sloučenina je tvářena tak, že získá formu palivové hadice.
11. Výrobek podle nároku 6, v značený tím, že uvedená elastomerní sloučenina je tvářena tak, že získá formu motorového lože.
12. Výrobek podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedená elastomerní sloučenina je tvářena tak, že získá formu těsnění.
13. Výrobek podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedená elastomerní sloučenina je tvářena tak, že získá formu hnacího pásu.
14. Výrobek podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedená elastomerní sloučenina je tvářena tak, že získá formu dopravníkového pásu.
15. Výrobek podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedená elastomerní sloučenina je tvářena tak, že získá formu pásu přenášejícího energii.

A A A A

A AAA

AAAA A

A A A
16. Výrobek podle nároku 6, v y

že uvedená elastomerni sloučenina je

AA AA A A A A

A A A

AAA AAA znač

AAAA tím, tvářena tak, že získá formu izolace.
17. Výrobek podle nároku 6, v značený tím, že uvedená elastomerni sloučenina je tvářena tak, že získá formu těsnící vložky.
18. Elastomerni sloučenina, vyznačená tím, že obsahuje elastomer a saze potažené oxidem křemičitým, přičemž uvedené saze jsou alespoň částečně potažené oxidem křemičitým a alespoň část sazí potažených oxidem křemičitým má na sobě navázanou organickou skupinu a je případně ošetřena silanovým vazebným činidlem.
19. Elastomerni sloučenina podle nároku 18, vyznačená tím, že uvedený elastomer se zvolí ze skupiny zahrnující roztok SBR, přírodní kaučuk, funkční roztok SBR, emulzi SBR, polybutadien, polyisopren a směsi libovolných jmenovaných.
20. Elastomerni sloučenina podle nároku 18, vyznačená tím, že křemíkem ošetřené saze obsahují přibližně 0,5 až 10 hm. % křemíku.

• ·
21. Elastomerni sloučenina podle nároku 20, vy značená t i m , že křemíkem ošetřené saze obsahuji přibližně 2 hm. % až 6 hm. % křemíku.
22. Elastomerni sloučenina podle nároku 18, vyznačená tím, že dále obsahuje vazebné činidlo.
23. Elastomerni sloučenina podle nároku 22, vyznačená tím, že se uvedené vazebné činidlo zvolí ze skupiny zahrnující silanová vazebná činidla, zirkonátová vazebná činidla, titanátová vazebná činidla, vazebná činidla obsahující nitroskupinu a jejich směsi.
24. Elastomerni sloučenina podle nároku 23, vyznačená tím, že se uvedené vazebné činidlo zvolí ze skupiny zahrnující bis (3-triethoxysilylpropyltetrasulfan, 3-thiokyanatopropyl-triethoxysilan, γ-merkaptopropyltrimethoxysilan, zirkoniumdineoalkanolato-di(3merkapto)-O-propionát, N,Ν'-bis(2-methyl-2-nitro-propyl)1,6-diaminohexan a jejich směsi.
25. Způsob zlepšeni vyznačený elastomerni sloučeniny hystereze elastomerni sloučeniny, tím, že obsahuje smísení podle nároku 18, ve které saze potažené oxidem křemičitým udílejí elastomeru vyšší ztrátový tangens při nízké teplotě a nižší ztrátový tangens při vysoké teplotě v porovnání s neošetřenými sazemi.

• ·
26. Elastomerní sloučenina podle nároku 1, vy·>

značená tím, že rovněž obsahuje oxid křemičitý.
27. Elastomerní sloučenina podle nároku 1, vyznačená tím, že rovněž obsahuje saze, oxid křemičitý nebo jejich kombinace.
28. Elastomerní sloučenina podle nároku 18, vyznačená tím, že uvedená organická skupina znamená aromatický sulfid mající obecný vzorec Ar-An-Ar' nebo Ar-Sn-Ar'', ve kterých Ar a Ar' znamenají nezávisle arylenové skupiny, Ar'' znamená arylovou skupinu a n znamená 1 až 8.
29. Elastomerní sloučenina podle nároku 1, vyznačená tím, že dále obsahuje saze mající na sobě navázanou organickou skupinu.
30. Elastomerní sloučenina podle nároku 1, vyznačená tím, že dále obsahuje saze.
31. Elastomerní sloučenina podle nároku 1, vyznačená tím, že uvedená elastomerní sloučenina dále obsahuje saze mající na sobě navázanou organickou skupinu, oxid křemičitý, saze nebo jejich směsi.

pro přípravu
32.

Formulace ·· ·· ·Φ 9» 9999 «··· · · · · ···· • · · ·· · 9 99 9

9 9 9 9 9 9 9 *» 999 99

9 9 9 9 9 9 9 99

99 9999 99 9999 9999 v y z n potažené sazi je elastomerni kompozice, tím, že obsahuje elastomer a saze uvedených oxidem křemičitým, přičemž alespoň část potažena oxidem křemičitým potažených organickou vazebným oxidem skupinu činidlem.

a alespoň část sazí křemičitým má a je případně na sobě ošetřena navázanou silanovým
33. Formulace podle nároku 32, vyznačená tím, že dále obsahuje vazebné činidlo.