DD232288A1 - RUBBER PREPARATION AND VULCANISES MANUFACTURED THEREOF - Google Patents

RUBBER PREPARATION AND VULCANISES MANUFACTURED THEREOF Download PDF

Info

Publication number
DD232288A1
DD232288A1 DD26523684A DD26523684A DD232288A1 DD 232288 A1 DD232288 A1 DD 232288A1 DD 26523684 A DD26523684 A DD 26523684A DD 26523684 A DD26523684 A DD 26523684A DD 232288 A1 DD232288 A1 DD 232288A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
rubber
fillers
sio
filler
mineral
Prior art date
Application number
DD26523684A
Other languages
German (de)
Inventor
Dirk Matzen
Lutz Haeussler
Peter Broza
Peter Renger
Frank Janowski
Original Assignee
Chemiesche Werke Buna Veb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemiesche Werke Buna Veb filed Critical Chemiesche Werke Buna Veb
Priority to DD26523684A priority Critical patent/DD232288A1/en
Publication of DD232288A1 publication Critical patent/DD232288A1/en

Links

Abstract

Es bestand die Aufgabe, eine Gummimischung unter Verwendung nichtsilicatischer mineralischer Fuellstoffe mit dem Ziel zu entwickeln, dass die aus ihr hergestellten Vulkanisate verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen. Diese in der Gummiindustrie zur Herstellung verschiedenster Gummiartikel anwendbare Erfindung betrifft eine Gummimischung und daraus herstellbare Vulkanisate, die erfindungsgemaess a) 5 bis 75 Ma.-% von nichtsilicatischen mineralischen Fuellstoffen, die einem anorganischen Coating durch die Behandlung mit waessrigen kolloidalen SiO2-Loesungen mit Teilchengroessen von 5 nm bis 150 nm waehrend und nach Aufbereitungsprozessen dieser Fuellstoffe und nachfolgend einem organischen Coating mit reaktiven Haftvermittlern unterworfen wurden und diese in Konzentrationen von 0,1 Ma.-% bis 10 Ma.-% an der Oberflaeche enthalten, b) 25 bis 95 Ma.-% eines Kautschuks, Kautschukgemisches oder eines Gemisches aus thermoplastischen Polymeren und Kautschuken und c) darueber hinaus uebliche Hilfsmittel, Zusaetze und Vulkanisationsmittel in ueblichen Konzentrationen, bezogen auf die Polymermenge, enthaelt. Diese Gummimischung weist verbesserte Eigenschaften, insbesondere erhoehte Spannungswerte (Moduli) in den kleinen technisch interessanten Deformationsbereichen auf.The object was to develop a rubber compound using non-silicate mineral fillers with the aim that the vulcanizates produced from it have improved mechanical properties. This invention, which is useful in the rubber industry for the manufacture of a wide variety of rubber articles, relates to a rubber composition and vulcanizates made therefrom comprising: a) from 5 to 75% by weight of non-silicate mineral fillers treated with inorganic colloidal SiO 2 solutions having particle sizes of 5 nm to 150 nm during and after treatment processes of these fillers and subsequently subjected to an organic coating with reactive adhesion promoters and these contain in concentrations of 0.1 wt .-% to 10 wt .-% at the surface, b) 25 to 95 Ma .-% of a rubber, rubber mixture or a mixture of thermoplastic polymers and rubbers and c) in addition to conventional aids, additives and vulcanizing agents in usual concentrations, based on the amount of polymer, contains. This rubber compound has improved properties, in particular increased voltage values (moduli) in the small technically interesting deformation regions.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft Gummimischungen und daraus herstellbare Vulkanisate, deren technische Leistungsfähigkeit unter Verwendung nichtsilicatischer modifizierter mineralischer Füllstoffe gegenüber solchen Vulkanisaten unter Verwendung von reinen mineralischen Füllstoffen oder in bekannter Weise adsorptiv hydrophobierten mineralischen Füllstoffen hergestellt wurden, verbessert wird.The invention relates to rubber mixtures and vulcanizates which can be prepared therefrom, the technical performance of which has been improved by using non-silica modified mineral fillers in relation to such vulcanizates using pure mineral fillers or adsorptively hydrophobized mineral fillers in a known manner.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist seit langem bekannt, daß durch mineralische oder synthetische anorganische Substanzen als Füllstoffe die ökonomischen und/oder die mechanischen Eigenschaften von natürlichen oder synthetischen Polymeren verbessert werden können. Durch den Einsatz eines breiten Spektrums unterschiedlicher Füllstoffe können die anwendungstechnischen Eigenschaften von Polymeren, die Elaste sowie Thermoplaste und Duroplaste darstellen können, weitgehend beeinflußt werden. Von besonderem Interesse als Füllstoffe sind neben den zahlreichen silicatischen Füllstoffen, wie z. B. synthetische Kieselsäuren und Silicate, Schichtsilicate, Quarz, Glas und Aminosilicate sowie gefällte Metalloxide, -hydroxyde oder -carbonate, nichtsilicatische mineralische Stoffe, wie Naturkreide, gemahlener Kalkstein (Calcit), Marmor oder Anhydrit.It has long been known that the economic and / or mechanical properties of natural or synthetic polymers can be improved by mineral or synthetic inorganic substances as fillers. Through the use of a wide range of different fillers, the performance properties of polymers that can represent elastomers as well as thermoplastics and thermosets can be largely influenced. Of particular interest as fillers are in addition to the numerous siliceous fillers, such as. For example, synthetic silicas and silicates, layered silicates, quartz, glass and aminosilicates and precipitated metal oxides, hydroxides or carbonates, non-silicate mineral substances such as natural chalk, crushed limestone (calcite), marble or anhydrite.

Da nichtsilicatische Mineralien, wie Kreide, Calcit oder Anhydrit, in großen Lagerstätten vorkommen und relativ leicht aufzubereiten sind, erweist sich ihr Einsatz als Füllstoffe ökonomisch als besonders vorteilhaft.Since non-silicate minerals, such as chalk, calcite or anhydrite, occur in large deposits and are relatively easy to prepare, their use as fillers proves to be economically particularly advantageous.

Zur Einarbeitung größerer Mengen von Füllstoffen, die im allgemeinen hydrophile Oberflächen aufweisen, in hydrophobe bzw. unpolare Polymere ist es in der Regel erforderlich, durch eine Oberflächenmodifizierung deren Polymerverträglichkeit zu verbessern. Darüber hinaus sind von der Adhäsion zwischen Polymer und Füllstoff in der Grenzfläche die Verarbeitungs- bzw. Fließeigenschaften von Gummimischungen und die mechanischen Eigenschaften der entsprechenden Vulkanisate abhängig. Verbesserungen in den mechanischen Eigenschaften sind nur dann zu erzielen, wenn in der Grenzfläche Polymer— Füllstoff eine Adhäsionsverbesserung herbeigeführt werden kann. Demgegenüber kann das Fließverhalten einer Mischung ganz wesentlich durch gute und stabile Teilchendispersion verbessert werden.In order to incorporate larger amounts of fillers, which generally have hydrophilic surfaces, into hydrophobic or non-polar polymers, it is generally necessary to improve their polymer compatibility by surface modification. In addition, the adhesion between polymer and filler in the interface is dependent on the processing or flow properties of rubber compounds and the mechanical properties of the corresponding vulcanizates. Improvements in mechanical properties can only be achieved if an adhesion improvement can be achieved in the polymer filler interface. In contrast, the flow behavior of a mixture can be substantially improved by good and stable particle dispersion.

Zur Erhöhung der Polymerverträglichkeit von Füllstoffen sowie zur Erzielung einer verbesserten Grenzflächenadhäsion werden Haftvermittler eingesetzt. Das Wirkprinzip der Haftvermittler besteht darin, daß diese in der Regel über reaktive Gruppen verfügen, die mit den Silanolgruppen silicatischer Füllstoffe eine chemische Bindung eingehen und über weitere funktionell Gruppen mit der entsprechenden Polymermatrix chemische Bindungen ausbilden oder wenigstens starke Wechselwirkungen ausüben. Typische Haftvermittler sind Organometallverbindungen, wie Organo-Silane, Organo-Titanate u.a. Da die billigen mineralischen Füllstoffe auf der Basis von Metallcarbonaten oder Metallsulfaten über keine reaktiven Oberflächen, die OH-Gruppen aufweisen, verfügen, sind diese einer Modifizierung mit z. B. Organo-Silan-Haftvermittlem nicht zugänglich. Mineralische nichtsilicatische Füllstoffe besitzen meist eine hydrophile Oberfläche. Daraus ergeben sich Nachteile bei der Benetzung des Füllstoffes durch den Kautschuk und nur äußerst schwache Wechselwirkungen in der Grenzschicht. Währenddes Mischprozesses ist es daher nicht möglich, festverbundene Füllstoffagglomerate aufzulösen. Es stellt sich für die daraus hergestellten Vulkanisate ein niedriges Eigenschaftsniveau ein. Das Fließverhalten wird aufgrund der fehlenden Wechselwirkungen nur wenig beeinflußt. Im Gegensatz dazu führt eine Silanisierung von natürlichen oder synthetischen silicatischen Füllstoffen zu Vulkanisaten mit deutlich verbessertem Eigenschaftsniveau. Gleichzeitig treten die positiven Eigenschaften des organophilen Haftvermittlers in Erscheinung, die einer starken Agglomerisation, und damit einer Viskositätserhöhung, entgegenwirken.Adhesion promoters are used to increase the polymer compatibility of fillers and to achieve improved interfacial adhesion. The active principle of the adhesion promoters is that they generally have reactive groups which form a chemical bond with the silanol groups of silicate fillers and form chemical bonds via further functional groups with the corresponding polymer matrix or at least exert strong interactions. Typical adhesion promoters are organometallic compounds such as organosilanes, organo-titanates, and the like. Since the cheap mineral fillers based on metal carbonates or metal sulfates have no reactive surfaces which have OH groups, they are a modification with z. B. organo-silane coupling agents not accessible. Mineral non-silicate fillers usually have a hydrophilic surface. This results in disadvantages in the wetting of the filler by the rubber and only very weak interactions in the boundary layer. During the mixing process, therefore, it is not possible to dissolve firmly bonded filler agglomerates. It turns out for the vulcanizates produced from a low level of property. The flow behavior is only slightly influenced due to the lack of interactions. In contrast, silanization of natural or synthetic siliceous fillers results in vulcanizates with markedly improved property levels. At the same time, the positive properties of the organophilic adhesion promoter appear, which counteract a strong agglomeration, and thus an increase in viscosity.

Silanhaftvermittler, die an mineralischen nichtsilicatischen Füllstoffen (CaCO3, BaSO4 usw.) zu einer reaktiven Modifizierung unfähig sind, können demzufolge auch keine verbesserten Eigenschaften in solchen Vulkanisaten hervorrufen. Diese Tatsache erweist sich als wesentlicher Nachteil bei der Entwicklung von leistungsfähigen mineralisch nichtsilicatisch gefüllten Gummiwerkstoffen auf der Basis billiger carbonatischer bzw. sulfatischer Mineralien wie Kreide, Kalkstein oder Anhydrit. Aus diesem Grunde sind zahlreiche Verfahren vorgeschlagen worden, um die Oberfläche mineralischer nichtsilicatischer Füllstoffe so zu modifizieren, daß eine Empfindlichkeit gegenüber reaktiven Haftvermittlern, vorzugsweise Organo-Silanen, resultiert.Silane coupling agents that are unable to undergo reactive modification on non-silica mineral fillers (CaCO3, BaSO4, etc.) therefore can not produce improved properties in such vulcanizates. This fact proves to be a major disadvantage in the development of high-performance mineral non-silica filled rubber materials based on cheap carbonatic or sulphate minerals such as chalk, limestone or anhydrite. For this reason, numerous methods have been proposed to modify the surface of mineral non-silicate fillers so that a sensitivity to reactive coupling agents, preferably organosilanes results.

Neben der Behandlung mit Phosphorsäure (JP 54037099) sind carbonatische Füllstoffe mit Aluminiumhydroxid (JP 54131619) und Silicaten gecoatet worden, um eine Silanol- bzw. Hydroxylgruppe aufweisende Füllstoffoberfläche, die gegenüber Silanen reaktiv ist, zu erhalten.In addition to the treatment with phosphoric acid (JP 54037099), carbonaceous fillers have been coated with aluminum hydroxide (JP 54131619) and silicates to obtain a silanol- or hydroxyl-containing filler surface reactive with silanes.

Während zur Anwendung von Carbonaten als Pigmente Koprezipitationen von Carbonaten und S1O2, vorzugsweise zur Erhöhung des Weißgrades (US-PS 2.470.577,2.865.781,3.152.001,3.443.890 und ÖB-PS 838.903) vorgeschlagen werden, wurden zurSilicat-Coatung von mineralischen Carbonaten und Sulfaten in situ Fällungen von Metallsilicaten in Gegenwart der Füllstoffe durchgeführt, wie das z. B. in den US-PS 2.259.481,2.259.482,2.259.483,4.167.423 und DE-OS 2524863 gezeigt wurde. Dabei erfolgt die Herstellung von Füllstoffen mit einer Oberflächenschicht von Metallsilicaten, indem zu einer wäßrigen Suspension des mineralischen Materials Alkalimetasilicatlösungen zugesetzt werden, aus denen dann durch den Zusatz von Metallsalzen und gegebenenfalls unter Zusatz von Säuren die entsprechenden Metallsilicate auf der Oberfläche des mineralischen Materials gefällt werden. Für die in Frage kommenden Metailsilicatewird ein breites Spektrum von Metallen angegeben. .. . ; ... ...While coprecipitations of carbonates and S1O2, preferably to increase the whiteness (US Pat. Nos. 2,470,577, 865,781, 3,152,001, 3,343,890 and ÖB-PS 838,903), have been proposed for the use of carbonates as pigments, silicate coating has been proposed of mineral carbonates and sulfates in situ precipitations of metal silicates in the presence of the fillers carried out as the z. In US Pat. Nos. 2,259,481, 2,259, 482,259, 483, 4167, 423 and DE-OS 2524863. In this case, the production of fillers with a surface layer of metal silicates by adding alkali metal to a water suspension of the mineral material alkali metal silicate solutions, which are then precipitated by the addition of metal salts and optionally with the addition of acids, the corresponding metal silicates on the surface of the mineral material. For the candidate meta silicates a broad spectrum of metals is given. ... ; ... ...

In den JP 52129751 und JP 52127791 wird z.B. die Abscheidung von Bleisilicatzur Modifizierung von Carbonat-Füllstoffen mit Silan-reaktiven Oberflächen beschrieben.In JP 52129751 and JP 52127791, e.g. described the deposition of lead silicates for modification of carbonate fillers with silane-reactive surfaces.

Ein weiteres Verfahren zur Coatung von mineralischen Carbonaten mit S1O2 besteht in der Hydrolyse von Kieselsäureestern in GegenwartvonCaC03-Fü!lstoffen (JP 55113619). In der US-PS 4.374.178 ist die Verwendung von löslichen Silicaten, wie Naortho-Silicat, Na-meta-Silicat oder Natriumdisilicat, zur SiO2-Coatung von CaCO3 unter gleichzeitigem Zusatz von Silan-Haftvermittlern dargestellt worden.Another method for Coatung of mineral carbonates with S1O2 consists in the hydrolysis of Kieselsäureestern in GegenwartvonCaC0 3 -Fü! Lstoffen (JP 55113619). U.S. Patent 4,374,178 has disclosed the use of soluble silicates such as Na-ortho silicate, Na-meta-silicate or sodium disilicate for the SiO 2 coating of CaCO 3 with the simultaneous addition of silane coupling agents.

Die bisher vorgeschlagenen Verfahren zur Modifizierung anorganischer mineralischer Füllstoffe, deren Oberflächen keine reaktiven OH-Gruppen aufweisen, mit dem Ziel einer Reaktion mit Haftvermittlern, wie z. B. Organo-Silanen, zu erreichen, weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Diese bestehen vor allem in den relativ komplizierten Verfahrensweisen, der schwer kontrollierbaren in situ Fällung von Metallsilicaten, in der erforderlichen pH-Wert-Kontrolle sowie der Verwendung kostenintensiver Substanzen, wie Metallsalzen oder Kieselsäureestern.The previously proposed method for modifying inorganic mineral fillers whose surfaces have no reactive OH groups, with the aim of a reaction with adhesion promoters such. As organo-silanes to achieve, have a number of disadvantages. These consist mainly in the relatively complicated procedures, the difficult to control in situ precipitation of metal silicates, in the required pH control and the use of costly substances such as metal salts or silicic acid esters.

Weiter wird der an sich eine hohe Reinheit aufweisende carbonatische oder sulfatische Füllstoff durch Metallioneh, z. B. bei der Coatung mitSchwermetallsilicaten (JP 52129751,52127791 oder DE-OS 2524863, US-PS 4.167.423) angereichert.Further, the per se having a high purity carbonic or sulfatic filler by Metallioneh, z. B. in the coating with heavy metal silicates (JP 52129751.52127791 or DE-OS 2524863, US-PS 4,167,423) enriched.

Durch den Einsatz von löslichen Alkali-Silicaten zur Coatung von CaCO3 wird die Bildung größerer Aggregate des mit Silicaten umhüllten feinteiligen Carbonats begünstigt, so daß zusätzlicher Mahlaufwand erforderlich wird.The use of soluble alkali silicates to coat CaCO 3 favors the formation of larger aggregates of the finely divided carbonate coated with silicates, so that additional grinding effort is required.

Schließlich e?fordem alle bisherigen Verfahren den Einsatz feinteiliger mineralischer Materialien und können nicht in den Aufbereitungsprozeß anorganischer mineralischer oder synthetischer Füllstoffe, wie Calciumcarbonate oder-sulfate, integriert werden, wodurch ein erheblicher ökonomischer Vorteil erreicht wurde.Finally, all previous processes employ the use of finely divided mineral materials and can not be integrated into the treatment process of inorganic mineral or synthetic fillers, such as calcium carbonates or sulfates, whereby a significant economic advantage has been achieved.

Aus den angegebenen Nachteilen resultiert die Feststellung, daß bisher keines der vorgeschlagenen Verfahren einer kommerziellen Nutzung zugeführt wurde.From the disadvantages mentioned, it follows that none of the proposed methods has yet been put to commercial use.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung sind Gummimischungen und daraus herstellbare Vulkanisate mit verbesserten Eigenschaften auf der Basis von Kautschuken und nichtsilicatischen mineralischen oder synthetischen anorganischen Füllstoffen.The object of the invention are rubber mixtures and vulcanizates obtainable therefrom with improved properties based on rubbers and non-silicate mineral or synthetic inorganic fillers.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gummimischungen und daraus herstellbare Vulkanisate mit verbesserten Eigenschaften durch Verwendung von modifizierten nichtsilicatischen mineralischen oder synthetischen Füllstoffen zu entwickeln.The object of the invention is to develop rubber compounds and vulcanizates which can be produced therefrom with improved properties by using modified non-silica mineral or synthetic fillers.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch Gummimischungen bzw. daraus herstellbare Vulkanisate, dieThis object is achieved according to the invention by rubber mixtures or vulcanizates which can be produced therefrom

a) 5 bis 75Ma.-% nichtsilicatischer mineralischer oder synthetischer Füllstoffe, die einem anorganischen Coating durch Behandlung mit wäßrigen kolloidalen SiO2-Lösungen mit mittleren Teilchengrößen von 5nm bis 150nm während der Naßklassierung oder Naßmahlung bzw. nach anderen Aufbereitungsprozessen und anschließend einem organischen" Coating mit reaktiven Haftvermittlern unterworfen wurden und diese in Konzentrationen zwischen 0,1 Ma.-% und 10Mä.-% in einer festhaftenden Schicht,a) 5 to 75% by mass of non-silicate mineral or synthetic fillers which are subjected to inorganic coating by treatment with aqueous colloidal SiO 2 solutions with average particle sizes of 5 nm to 150 nm during wet classification or wet grinding or after other treatment processes and then with an organic coating were subjected to reactive adhesion promoters and these in concentrations between 0.1% by mass and 10% by mass in a firmly adhering layer,

b) 25 bis 95 Ma.-% eines Kautschuks, Kautschukgemisches oder eines Gemischesaus Kautschuken und thermoplastischen Polymeren undb) 25 to 95% by weight of a rubber, rubber mixture or a mixture of rubbers and thermoplastic polymers and

c) darüber hinaus übliche Hilfsmittel, Zusätze und Vulkanisationsmittel in üblichen Konzentrationen, bezogen auf die Polymermenge, enthält.c) furthermore contains customary auxiliaries, additives and vulcanizing agents in customary concentrations, based on the amount of polymer.

Die Mischungskomponente a) besteht vorzugsweise aus leicht zugänglichen erfindungsgemäß modifizierten nichtsilicatischen mineralischen Füllstoffen, wie Kreide, gemahlener Kalkstein oder Anhydrit mit einem Teilchengrößenbereich zwischen 0,01 und ΙΟμ,ΓΤΙ.The mixture component a) preferably consists of readily available non-silicate mineral fillers modified according to the invention, such as chalk, ground limestone or anhydrite with a particle size range between 0.01 and ΙΟμ, ΓΤΙ.

Es wurde überraschend gefunden, daß mit wäßrigen kolloidalen SiO2-Lösungen behandelte mineralische, nichtsiiicatische Füllstoffe, wie Naturkreide, gemahlener Kalkstein oder Anhydrit, mit einer reaktiven Oberfläche ausgerüstet werden, die es erlaubt, organische Haftvermittler durch chemische Kopplung zu binden. Dabei ist besonders überraschend, daß die anorganische Coatung mit kolloidalen Kieselsäurelösungen auch während des Aufbereitungsprozesses mineralischer Füllstoffe, vorzugsweise durch Naßmahlung, durchgeführt werden kann, wobei die notwendigerweise zugesetzten Dispersionshilfsmittel, in der Regel Alkaliphosphate, den Coatungsprozeß nicht stören.It has surprisingly been found that treated with aqueous colloidal SiO 2 solutions treated mineral, nichtiiicatische fillers, such as natural chalk, ground limestone or anhydrite, with a reactive surface, which allows to bind organic adhesion promoters by chemical coupling. It is particularly surprising that the inorganic coating with colloidal silicic acid solutions can also be carried out during the treatment process of mineral fillers, preferably by wet grinding, wherein the necessarily added dispersion aids, usually alkali metal phosphates, do not interfere with the coating process.

Die Herstellung der durch ein anorganisches Coating mit kolloidalen SiO2-Lösungen modifizierten und damit zur Reaktion mit Haftvermittlern befähigten mineralischen oder synthetischen Füllstoffe geschieht in einfacher Weise dadurch, daß diese in wäßriger Suspension unter Zusatz einer wäßrigen kolloidalen SiO2-Lösung gerührt oder gemahlen werden und nach der Abtrennung von der überschüssigen SiO2-Lösung gegebenenfalls einer sauren Waschung unterworfen werden. Dies erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Dispersion des behandelten Füllstoffes in der 2- bis 10fachen Wassermenge bei pH-Werten zwischen 4 und 6. Anschließend wird das gecoatete Produkt durch Dekantieren oder Filtrieren abgetrennt und getrocknet. Die für das anorganische Coating einzusetzenden kolloidalen SiO2-Lösungen sind durch ihre mittlere Teilchengröße gekennzeichnet. Für die Modifizierung der zur Herstellung der erfindungsgemäßen verbesserten Vulkanisate zu verwendenden Füllstoffe werden kolloidale SiO2-Lösungen mit mittleren Teilchengrößen von 5 bis 150nm eingesetzt. Diese SiO2-Coatung von nichtsilicatischen mineralischen oder synthetischen Füllstoffen wird mit kommerziellen wäßrigen kolloidalen SiO2-Lösungen, die frei von Metallionen sind, durchgeführt.The preparation of the modified by an inorganic coating with colloidal SiO 2 solutions and thus capable of reacting with adhesion promoters mineral or synthetic fillers is done in a simple manner in that they are stirred or ground in aqueous suspension with the addition of an aqueous colloidal SiO 2 solution and after Separation of the excess SiO 2 solution may optionally be subjected to an acid wash. This is conveniently carried out by a dispersion of the treated filler in the 2- to 10-fold amount of water at pH values between 4 and 6. Subsequently, the coated product is separated by decantation or filtration and dried. The colloidal SiO 2 solutions to be used for the inorganic coating are characterized by their average particle size. For the modification of the fillers to be used for the preparation of the improved vulcanizates according to the invention, colloidal SiO 2 solutions with average particle sizes of 5 to 150 nm are used. This SiO 2 coating of non-silicate mineral or synthetic fillers is carried out with commercial aqueous colloidal SiO 2 solutions which are free of metal ions.

Wird die SiO2-Behandlung während der Naßmahlung durchgeführt, so wird die Zeit durch die Zeitdauer der Mahlung bestimmt. Die erfindungsgemäß mit kolloiden SiO2-behandelten Füllstoffe werden zweckmäßigerwetse mit einerverdünrrten Säurelösungbei pH-Werten zwischen 4 und 6 nachbehandelt. Dies kann z. B. durch Rühren oder Waschen mit einer 1 bis 2%igen Essigsäure erfolgen. Die Zeitspanne zwischen dem SiO2Coating und der sauren Nachbehandlung ist ohne Bedeutung-, sodaß beispielsweise der Si02-gecoatete Füllstoff über längere Zeit dekantiert werden kann und danach die saure Nachbehandlung erfolgen kann. Die Trocknung des dekantierten, filtrierten oderzentrifugierten Materials erfolgt nach bekannten Verfahren. Dabei kann die Umhüllung der Füllstoffoberfläche vollständig oder partiell erfolgen. Da im Sinne des erfindungsgemäßen Gummiwerkstoffes eine Reaktivität der Füllstoffoberfläche gegenüber Haftvermittlern angestrebt wird, ist der Grad der Oberflächenbedeckung des Füllstoffes durch die kolloidalen SiO2-Teilchen unerheblich, wenn überhaupt eine chemische Bindung von Haftvermittlermolekülen erfolgen kann, wie das auch bei nur partieller Umhüllung der Fall ist. Die Menge des auf der Oberfläche der Füllstoffteilchen abgeschiedenen kolloiden SiO2 kann zwischen 0,1 und 10 Ma.-% betragen.If the SiO 2 treatment is carried out during the wet grinding, the time is determined by the duration of the grinding. The fillers treated according to the invention with colloidal SiO 2 are expediently post-treated with a dilute acid solution at pH values between 4 and 6. This can be z. B. by stirring or washing with a 1 to 2% acetic acid. The time span between the SiO 2 coating and the acidic aftertreatment is of no importance, so that, for example, the SiO 2 -coated filler can be decanted over a prolonged period of time and then the acid aftertreatment can take place. The drying of the decanted, filtered or centrifuged material is carried out by known methods. The wrapping of the filler surface can be done completely or partially. Since a reactivity of the filler surface towards adhesion promoters is desired in the sense of the rubber material according to the invention, the degree of surface coverage of the filler by the colloidal SiO 2 particles is insignificant, if any chemical bonding of adhesion promoter molecules can take place, as is also the case with only partial cladding , The amount of colloidal SiO 2 deposited on the surface of the filler particles may be between 0.1 and 10 mass%.

Sie ist dann ausreichend, wenn eine Empfindlichkeit der Oberfläche der entsprechenden Füllstoffe gegenüber reaktiven Haftvermittlern, bevorzugt Organo-Silanen, erzielt wird.It is sufficient if sensitivity of the surface of the corresponding fillers to reactive adhesion promoters, preferably organosilanes, is achieved.

Die Kupplung der mit kolloidalen SiO2-Lösungen gecoateten Füllstoffe mit einem reaktiven Haftvermittler, bevorzugt Organo-Silane, kann entweder durch den Zusatz dieser in Form von wäßrigen Lösungen oder Suspensionen zum dekantierten mit kolloidalem SiO2 modifizierten Füllstoff erfolgen, zu einem beliebigen Zeitpunkt mit dem getrockneten Produkt nach den bekannten Silanisierungsverfahren oder in der bekannten Weise während der Mischungsherstellung durch gemeinsame Zugabe von modifiziertem Füllstoff und Haftvermittler durchgeführt werden.The coupling of the coated with colloidal SiO 2 solutions fillers with a reactive coupling agent, preferably organosilanes, can be done either by the addition of these in the form of aqueous solutions or suspensions to the decanted with colloidal SiO 2 modified filler, at any time with the dried product can be carried out according to the known silanization or in the known manner during the mixture preparation by the combined addition of modified filler and adhesion promoter.

Als Füllstoffe, die für die erfindungsgemäße Modifizierung in Frage kommen, sind alle nichtsilicatischen mineralischen oder synthetischen teilchen- oderfaserförmigen Füllstoffe anzusehen.Suitable fillers which are suitable for the modification according to the invention are all non-silicate mineral or synthetic particulate or fibrous fillers.

Es handelt sich daher um nichtsilicatische Materialien, die nicht mit Coprezipitationen von silicatischen und nichtsilicatischen Materialien zu verwechseln sind.These are therefore non-silicate materials which are not to be confused with coprecipitates of silicate and non-silicate materials.

Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte SiO2-Gehalt ist auch von silicatischen Verunreinigungen oder Beimengungen, wie Sand oder Quarz, die die genannten Füllstoffe gelegentlich aufweisen können, zu unterscheiden.The SiO 2 content produced by the process according to the invention is also to be distinguished from siliceous impurities or admixtures, such as sand or quartz, which may occasionally have the fillers mentioned.

Als Haftvermittler (coupling agents) werden molekulare Brücken zwischen der Füllstoffoberfläche und einer polymeren Matrix bezeichnet. Man unterscheidet bifunktionelle Haftvermittler von monofunktionellen Haftvermittlern. Bifunktionelle reaktive Haftvermittler weisen sowohl reaktive funktioneile Gruppen auf, die mit der Füllstoffoberfläche reagieren können, als auch funktionell Gruppen, die mit den Polymeren eine chemische Bindung eingehen können, wie z. B. Vinyltriethoxysilan.Coupling agents are molecular bridges between the filler surface and a polymeric matrix. A distinction is made between bifunctional adhesion promoters of monofunctional adhesion promoters. Bifunctional reactive coupling agents have both reactive functional groups that can react with the filler surface, as well as functional groups that can form a chemical bond with the polymers, such as. B. vinyltriethoxysilane.

Monofunktionelle Haftvermittler sind solche, die reaktive funktioneile Gruppen enthalten, die zur Füllstoffoberfläche gerichtet sind, während die zweite Gruppe oder Gruppierung mit der Polymermatrix in eine systemspezifische Wechselwirkung tritt, wieMonofunctional coupling agents are those which contain reactive functional groups directed towards the filler surface while the second group or grouping interacts with the polymer matrix in a system-specific interaction, such as

z. B. Wasserstoffbrückenbindung, van der Waals-Wechselwirkungen oder Säure-Base-Wechselwirkungen, ohne jedoch chemische Bindungen auszubilden, wie z. B. Alkylchlorsilane oder Phenylchlorsilane.z. As hydrogen bonding, van der Waals interactions or acid-base interactions, but without forming chemical bonds, such as. As alkylchlorosilanes or phenylchlorosilanes.

Als Haftvermittler zur Modifizierung im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bevorzugt Organo-Silane eingesetzt.As adhesion promoters for modification in the context of the process according to the invention, preference is given to using organosilanes.

Die allgemeine FormelThe general formula

X3Si-RX 3 Si-R

bezeichnet mit X die hydrolysierbaren funktionellen Gruppen, in der Regel Alkoxygruppen, wie z. B. Ethoxy- oder Methoxygruppen, während R eine über Kohlenstoffatome an das Si-Atom gebundene Gruppierung darstellt, die entweder organophil ist, wie im Fall monofunktioneller Alkylsilane, oder reaktiv ist mit der polymeren Matrix, wie z. B. Vinylsilan.X denotes the hydrolyzable functional groups, usually alkoxy groups, such as. Ethoxy or methoxy groups, while R represents a carbon atom bonded to the Si atom moiety, which is either organophilic, as in the case of monofunctional alkylsilanes, or is reactive with the polymeric matrix, such as. As vinyl silane.

Die Modifizierung der Füllstoffe im erfindungsgemäßen Sinne umfaßt daher alle Organo-Silane, die mit der Si02-gecoateten Füllstoffoberfläche reagieren können. Eine Übersicht der zahlreichen Verbindungen vom Organo-Silantyp, die für diese Reaktion geeignet sind, ist in E.PLUEDDEMANN: Silan coupling agents, Plenum Publ. Corp., 1982 gegeben.The modification of the fillers in the sense of the invention therefore includes all organosilanes which can react with the SiO 2 -coated filler surface. A review of the numerous organo-silane type compounds useful in this reaction is given in E. PLUEDDEMANN: Silan Coupling Agents, Plenum Publ. Corp., 1982.

Auch Siliciumverbindungen vom Typ der Silazane oder deren funktionalisierte Derivate, wie z. B. Hexamethyldisilazan, sind zur Reaktion mit den erfindungsgemäß SiO2-gecoateten nichtsilicatischen mineralischen oder synthetischen Füllstoffen geeignet.Also silicon compounds of the type of silazanes or their functionalized derivatives, such as. As hexamethyldisilazane, are suitable for the reaction with the inventive SiO 2 -coated non-silicate mineral or synthetic fillers.

Obwohl Haftvermittler vom Organo-Silan-Typ bevorzugt im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, sind auch andere Organo-Metall- bzw. Organo-Nichtmetallverbindungen, wie z. B. Organo-Titanate, Organo-Borate oder Organo-Phosphate, die über hydrolysierbare bzw. OH-reaktive Gruppen verfügen, geeignet, mit der erfindungsgemäß SiO2-gecoateten Füllstoffoberfläche zu reagieren, und können somit als Haftvermittler im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt"Although adhesion promoters of the organosilane type are preferably used in the process according to the invention, other organo-metal or organo-non-metal compounds, such. As organo-titanates, organo-borates or organo-phosphates, which have hydrolyzable or OH-reactive groups, suitable to react with the invention SiO 2 -coated filler surface, and can thus be used as a primer in the context of the method according to the invention.

werden. .. _ .... . - - -become. .. _ ..... - - -

Zur Reaktion der entsprechenden Haftvermittler mit der Si02-gecoateten Füllstoffoberfläche werden diese einzeln oder im Gemisch verschiedener Haftvermittler gleichzeitig oder hintereinander in Form von wäßrigen Lösungen oder Dispersionen oder aber gelöst oder dispergiert in Lösungsmitteln bzw. Lösungsmittel/Wasser-Gemischen mit dem Füllstoff in Berührung gebracht.To react the corresponding adhesion promoters with the SiO 2 -coated filler surface, these are brought into contact with the filler either individually or in a mixture of different adhesion promoters simultaneously or successively in the form of aqueous solutions or dispersions or dissolved or dispersed in solvents or solvent / water mixtures.

Dies kann entweder nach der SiO2-Coatung, während oder nach der sauren Behandlung erfolgen oder auch nachderTrocknung des SiO2-gecoateten Füllstoffes zu einem beliebigen Zeitpunkt nach den bekannten Verfahren erfolgen.This can be done either after the SiO 2 co-treatment, during or after the acid treatment or even after the drying of the SiO 2 -coated filler at any time according to the known methods.

Die aufzubringende Konzentration des Haftvermittlers auf der Füllstoffoberfläche kann zwischen 0,1 und 10% liegen, wobei eine Konzentration von 0,5 bis 3% bevorzugt wird und ausreicht, um den gewünschten Modifizierungseffekt hervorzurufen. Die Zeitdauer der Berührung des SiO2-gecoateten Füllstoffes mit dem oder den Haftvermittlern sowie die Temperatur der Behandlung, die bei Raumtemperatur oder bei Temperaturen bis 373 K erfolgen kann, sind keine kritischen Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens.The concentration of adhesion promoter on the filler surface to be applied may be between 0.1 and 10%, with a concentration of 0.5 to 3% being preferred and sufficient to produce the desired modifying effect. The duration of contact of the SiO 2 -coated filler with the adhesion promoter (s) and the temperature of the treatment, which can be carried out at room temperature or at temperatures up to 373 K, are not critical parameters of the process according to the invention.

Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, daß sowohl die anorganische Modifizierung durch die SiO2-Coatung als auch die organische Modifizierung durch die Reaktion mit Haftvermittlern, z. B. durch Silanisierung, unmittelbar während der Aufbereitung der Füllstoffe durch Naßklassierung und/oder Naßmahlung ohne Zwischentrocknung durchgeführt werden kann.It is a particular advantage of the inventive solution that both the inorganic modification by the SiO 2 -Coatung and the organic modification by the reaction with adhesion promoters, for. B. by silanization, directly during the preparation of the fillers by wet classification and / or wet grinding without intermediate drying can be performed.

Es ist darüber hinaus für das erfindungsgemäße Verfatiren kennzeichnend, daß nach der SiO2-Coatung der mineralischen oder synthetischen nichtsilicatischen Füllstoffe an den an der Oberfläche resultierenden OH-Gruppen alle chemischen Reaktionen durchgeführt werden können, die für silicatische Materialien bzw. SiO2, wie in K. UNGER: Porous Silica, Elsevier Sei. Publ. Comp., Amsterdam 1979 oder R. ILER: The Chemistry of Silica, J. Wiley, New York 1979, beschrieben worden sind.It is furthermore characteristic of the inventive Verfatiren that after the SiO 2 -Coatung the mineral or synthetic non-silicate fillers to the surface-resultant OH groups, all chemical reactions can be carried out for silicate materials or SiO 2 , as in K. UNGER: Porous Silica, Elsevier Sei. Publ. Comp., Amsterdam 1979 or R. ILER: The Chemistry of Silica, J. Wiley, New York 1979.

Damit werden die Modifizierungsmöglichkeiten für nichtsilicatische Füllstoffe, obwohl der Einsatz von Haftvermittlern bevorzugt wird, im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beträchtlich erweitert.Thus, the modifying possibilities for non-silicate fillers, although the use of adhesion promoters is preferred, are considerably expanded in the context of the method according to the invention.

Es wurde auch gefunden, daß feinteilige modifizierte nichtsilicatische mineralische oder synthetische Füllstoffe teilweise zur Substitution von Fällungskieselsäuren und schwachverstärkenden Rußen benutzt werden können. Hier eröffnen sich weitere Möglichkeiten zur ökonomisch-vorteilhaften.Rezeptutgestaltung. Charakteristisch für die verwendeten modifizierten Füllstoffe ist es, daß bereits sehr geringe Anteile des anorganischen und organischen Coatings die verbesserten Eigenschaften derIt has also been found that finely divided modified non-silicate mineral or synthetic fillers can be used in part for the substitution of precipitated silicas and low reinforcing carbon blacks. This opens up further opportunities for economical-vorteil.rezeptutgestaltung. It is characteristic of the modified fillers used that even very small amounts of the inorganic and organic coatings, the improved properties of the

erfindungsgemäßen Vulkanisate-hervor.rufen _ ...vulcanizates according to the invention

Diese Verbesserungen resultieren aus:These improvements result from:

— verbesserter Dispergierbarkeit des Füllstoffes- Improved dispersibility of the filler

— dem Knüpfen chemischer Bindungen in der Grenzfläche zum Polymeren und- the formation of chemical bonds in the interface to the polymer and

— den spezifische Wechselwirkungen begünstigenden Effekten der Haftvermittler.- the specific interactions promoting effects of adhesion promoters.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1:Exemplary embodiments Example 1

10Og naßgemahlene Naturkreide (mittlerer Teilchendurchmesser 3μπη) werden mit 600ml Wasser in einem Kolben mit Rückflußkühler nach Zugabe von 30 ml 30%iger kolloid disperser SiO2-Lösung mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 15μΓη bei 353Kfürzwei Stunden gerührt. Danach wird die Flüssigkeit abdekantiert, und nach Zusatz von 400ml 2%iger Essigsäure wird die Füllstoffsuspension eine Stunde lang weitergerührt. Danach wird mit Wasser gewaschen und der Füllstoff durch Dekantieren oder Zentrifugieren abgetrennt und bei 383K getrocknet.10Og of wet-ground natural chalk (average particle diameter 3μπη) are stirred with 600ml of water in a flask with reflux condenser after addition of 30 ml of 30% colloidally disperse SiO 2 solution with a mean particle diameter of 15μΓη at 353Kfürzwei hours. Thereafter, the liquid is decanted off, and after addition of 400 ml of 2% acetic acid, the filler suspension is stirred for one hour. It is then washed with water and the filler separated by decanting or centrifuging and dried at 383K.

Die chemische Analyse ergibt einen SiO2-Gehaltvon 1,8%SiO2. Der Weißgrad beträgt 75,7% gegenüber 74% bei der Ausgangsprobe.The chemical analysis gives a SiO 2 content of 1.8% SiO 2 . The whiteness is 75.7% compared to 74% in the original sample.

Beispiel 2:Example 2:

Mit 100g gemahlenem Kalkstein (Calzit, mittlere Teilchengröße 3μ.ιτι) wird gemäß Beispiel 1 verfahren. Die SiO2-Analyse ergibt einen SiO2-Gehaltvon 1,3% für den SiO2-gecoateten Füllstoff. Der Weißgrad erhöht sich von 85,2% für die Ausgangsprobe auf 88% für die SiO2-gecoatete Probe.With 100 g of ground limestone (calcite, average particle size 3μ.ιτι) is carried out according to Example 1. The SiO 2 analysis yields a SiO 2 content of 1.3% for the SiO 2 -coated filler. The whiteness increases from 85.2% for the original sample to 88% for the SiO 2 -coated sample.

Beispiel 3:Example 3:

100g Anhydrit (mittlere Teilchengröße 15μ,ητι) werden gemäß Beispiel 1 behandelt. Aus der chemischen Analyse folgt ein SiO2-Gehalt von 5,0 Ma.-%.100 g of anhydrite (average particle size 15μ, ητι) are treated according to Example 1. The chemical analysis is followed by an SiO 2 content of 5.0 mass%.

Beispiel 4:Example 4:

Dieses Beispiel zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Modifizierung von Füllstoffen durch SiO2-Coatung währenddes Prozesses zur Aufbereitung von Kreide. 12 kg einer vorklassierten Trockenkreide werden mit 8 kg Wasser mit 12g Na5P3Oioals Dispergiermittel als60%ige Kreidesuspension unter Zusatz von 400g einer 30%igen kolloid dispersen SiO2-Lösung in einer Dispergiereinrichtung bekannter Art (Spindelmühle) zwei Stunden lang gemahlen.This example demonstrates the use of the inventive method for modifying fillers by SiO 2 co-cation during the process of processing chalk. 12 kg of a pre-classified dry chalk be with 8 kg of water with 12g Na5P 3 Oioals dispersant than 60% strength by weight suspension of chalk with the addition of 400g of a 30% colloidally dispersed SiO 2 solution in a dispersing device of known type (spindle mill) for two hours.

Nach Dekantieren über Nacht wird die überstehende Flüssigkeit abgenommen und durch Wasser ersetzt, dem 160 ml Essigsäure zugegeben wurden. Anschließend wird die Suspension für zwei Stunden intensiv gerührt.After decanting overnight, the supernatant liquid is removed and replaced with water, to which 160 ml of acetic acid are added. Subsequently, the suspension is stirred vigorously for two hours.

Danach wird die SiO2-gecoatete Kreide abgenutscht und der Filterkuchen einer thermischen Trocknung bis zu einer Restfeuchte von 0,2 Ma.-% unterworfen. Zuletzt erfolgt eine Pulverisierung. Die chemische Analyse weist eine SiO2-Coatung von 3,2 Ma.-% SiO2 aus.Thereafter, the SiO 2 -coated chalk is filtered off with suction and the filter cake subjected to a thermal drying to a residual moisture content of 0.2 wt .-%. Finally, a pulverization takes place. The chemical analysis shows an SiO 2 co-ordination of 3.2% by mass of SiO 2 .

Der pH-Wert der Kreide sowie die Teilchengrößen werden gegenüber der Nichtanwendung der SiO2-Coatung nicht verändert.The pH of the chalk and the particle sizes are not changed compared to the non-application of SiO 2 -Coatung.

Beispiel 5:Example 5:

Dieses Beispiel zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Modifizierung von Füllstoffen durch SiO2-Coatung und nachfolgender Reaktion mit einem Haftvermittler—γ-Aminopropyltriethoxysilan — während des Prozesses zur Aufbereitung von Kreide.This example shows the application of the method according to the invention for the modification of fillers by SiO 2 co-treatment and subsequent reaction with a coupling agent-γ-aminopropyltriethoxysilane - during the process for the treatment of chalk.

Mit einem Ansatz von 12 kg einer vorklassierten Kreide und 8kg Wasser sowie 12g Na5P3OiOaIs Dispergiermittel wird gemäß Beispiel 4 verfahren. Jedoch werden nach der Zugabe von 160 ml Essigsäure währenddes Rührens 300 ml-y-Aminopropyltriethoxysilan zugegeben; danach wird der Prozeß gemäß Beispiel 4 fortgesetzt.An approach of 12 kg of a preclassified chalk and 8 kg of water and 12 g of Na 5 P 3 OiOaIs dispersant is carried out according to Example 4. However, after the addition of 160 ml of acetic acid while stirring, 300 ml of -γ-aminopropyltriethoxysilane are added; Thereafter, the process of Example 4 is continued.

Die chemische Analyse weist neben 2,7 Ma.-% SiO21,3% Stickstoff aus. Ein weiterer Nachweis für die erfolgte Aminosilanisierung der Kreide kann noch durch eine Farbreaktion mit einer Aufschlämmung des modifizierten Füllstoffes in einem Aceton/Wasser-Gemisch mit einer 10%igen Natriumnitroprussiat-Lösung erfolgen. Im Gegensatz zu einer Vergleichsprobe zeigt die modifizierte Füllstoffprobe eine Farbreaktion von purpurrot bis violett mit zunehmender Zeit.The chemical analysis shows 2.7% SiO 2 and 1.3% nitrogen. Further evidence of the chalk silyl silanization can still be made by a color reaction with a slurry of the modified filler in an acetone / water mixture with a 10% sodium nitroprussate solution. In contrast to a comparative sample, the modified filler sample shows a color reaction from purple to violet with increasing time.

Beispiel 6:Example 6:

Dieses Beispiel zeigt die Hydrophobierung eines Kreide-Füllstoffes, hergestellt gemäß Beispiel 1, durch Silanisierung mit Hexamethyldisilazan in der Gasphase.This example shows the hydrophobing of a chalk filler, prepared according to Example 1, by silanization with hexamethyldisilazane in the gas phase.

70g eines mit SiO2-gecoateten Kreide-Füllstoffes nach Beispiel 1 werden nach Trocknung bei393Kin einem Kolben unter Anlegung eines Vakuums gerührt und auf 373 bis 393 K erhitzt und mit Hexamethyldisilazan-Dampf behandelt, der durch einen zweiten, mit dem Reaktionskolben verbundenen und gleichfalls erwärmten Kolben, der Hexamethyldisilazan enthält, erzeugt wird. Jeweils nach 10 Minuten wird die Verbindung der Kolben geschlossen und der Reaktionskolben evakuiert, um den entstandenen Ammoniak zu entfernen. Nach viermaliger Wiederholung der Prozedur ist die Silanisierung abgeschlossen. Auf diese Weise wird eine hydrophobierte Kreide erhalten, die von Wasser nicht benetzt wird und ein verbessertes Fließvermögen zeigt. Gegenüber einer Blindprobe weist die hydrophobierte Kreide einen Kohlenstoffgehalt von 1 % auf. Nicht SiO2-gecoatete Kreide, nach dem gleichen Verfahren behandelt, weist keine hydrophoben Eigenschaften auf, d. h. reagiert nicht mit Hexamethyldisilazan.70g of an SiO 2 -coated chalk filler of Example 1 are stirred after drying at 393K in a flask under vacuum and heated to 373-393K and treated with hexamethyldisilazane vapor passing through a second flask connected to the reaction flask and likewise heated Piston containing hexamethyldisilazane is generated. After 10 minutes, the connection of the flask is closed and the reaction flask is evacuated to remove the ammonia formed. After repeating the procedure four times, the silanization is complete. In this way, a hydrophobized chalk is obtained, which is not wetted by water and shows improved flowability. Compared to a blank, the hydrophobized chalk has a carbon content of 1%. Non-SiO 2 -coated chalk, treated by the same method, has no hydrophobic properties, ie, does not react with hexamethyldisilazane.

Beispiel 7:Example 7:

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung von Silan-modifizierten Füllstoffen auf der Basis von Kreide, Calcit und Anhydrit, SiO2-gecoatet gemäß den Beispielen 1 bis 3, mit Lösungen von Organo-Siianen in Alkohol/Wasser-Gemischen.This example shows the preparation of silane-modified fillers based on chalk, calcite and anhydrite, SiO 2 -coated according to Examples 1 to 3, with solutions of organosilanes in alcohol / water mixtures.

70g des SiO2-gecoateten Füllstoffes nach Betspiel 1,2 oder 3 werden in 200ml eines Methanol/Wasser-Gemisehes (10:90) dispergiert und 6 ml des entsprechenden Silans hinzugegeben. Danach werden 2 bis 3 Tropfen Essigsäure zugesetzt und 30 Minuten gerührt. Nach weiterem Istündigem Rühren wird der Feststoff abgesaugt, mit Methanol gewaschen und-2 Stunden im Trockenschrank getrocknet.70 g of the SiO 2 -coated filler according to Betspiel 1,2 or 3 are dispersed in 200 ml of a methanol / water Gemisehes (10:90) and added to 6 ml of the corresponding silane. Thereafter, 2 to 3 drops of acetic acid are added and stirred for 30 minutes. After further stirring for 1 hour, the solid is filtered off, washed with methanol and dried for 2 hours in a drying oven.

Folgende Silankonzentrationenwerden auf den jeweiligen Füllstoffen erhalten: - -- ~The following silane concentrations are obtained on the respective fillers: - - ~

Füllstofffiller

.,-Coating in Ma«-/»., - Coating in Ma «- /»

Silanisierung in Ma.-/S Kreide Calcit Anhydrit 1,7 1,3 5,1Silanization in Ma .- / S chalk calcite anhydrite 1.7 1.3 5.1

Vinyltriethoxysilan 5 Si - CH = CH2 Cyclohexenylethyltriethoxysilan s Si - CH0CH,Vinyltriethoxysilane 5 Si - CH = CH 2 cyclohexenylethyltriethoxysilane s Si - CH 0 CH,

MerkaptopropyltriethoxysilanMerkaptopropyltriethoxysilan

= oi —= oi -

2,12.1

3,63.6

1,51.5

6,86.8

1,51.5

2,12.1

0,70.7

1,21.2

0,40.4

Beispiel 8:Example 8:

Dieses Beispiel zeigt die Silanisierung der SiO2-gecoateten Füllstoffe gemäß Beispiel 1 bis 3 mit Phenyltrichlorsilan in einemThis example shows the silanization of the SiO 2 -coated fillers according to Examples 1 to 3 with phenyltrichlorosilane in one

organischen Lösungsmittel.organic solvents.

150g der bei 383 K getrockneten Füllstoffenach Beispiel 1,2 oder 3 werden in einem 2-l-Dreihalskolben in 500 ml Toluen suspendiert und nach Zugabe von 88g Phenyltrichlorsilan 48 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird die flüssige Phase abdekantiert und der Füllstoff mit Methanol gewaschen, abgesaugt und bei 393 K getrocknet.150g of the 383K dried fillers of Example 1,2 or 3 are suspended in 500ml toluene in a 2L 3 necked flask and heated to reflux for 48 hours after addition of 88g phenyltrichlorosilane. After cooling, the liquid phase is decanted off and the filler is washed with methanol, filtered off with suction and dried at 393 K.

Die erhaltenen Füllstoffe sind hydrophob und weisen folgende Silanisierungsgrade auf:The resulting fillers are hydrophobic and have the following degrees of silanization:

Füllstofffiller

Si02-Coating in Ma.-% Si0 2 -coating in Ma. -%

^ m Ma.·^ m Ma. ·

S il ani s i eruns, Kreide Calcit Anhydrit 1,7Sili i eruns, chalk calcite anhydrite 1.7

1,31.3

5,15.1

Phenylsilanphenylsilane

= Si -( \ in Ha.-% = Si - (\ in Ha. -%

3,23.2

6,56.5

,8 ,8th

Beispiel 9:Example 9:

Dieses Beispiel zeigt die Hydrophobierung SiCVgecoateter Kreide mit Dichlordimethylsilan.This example shows the hydrophobing of SiCV-coated chalk with dichlorodimethylsilane.

100g bei 473 K getrocknete Kreide werden mit einer 10%igen Lösung von Dichlordimethylsilan in Tetrachlorkohlenstoff versetzt und unter Rückfluß 48 Stunden auf 350 K erhitzt. Danach wird der Feststoff abdekantiert, mehrmals mit Methanol gewaschen und100 g of 473 K dried chalk are treated with a 10% solution of dichlorodimethylsilane in carbon tetrachloride and heated under reflux for 48 hours at 350 K. Thereafter, the solid is decanted off, washed several times with methanol and

bei 353 bis 363 K getrocknet.dried at 353 to 363 K.

Der hergestellte Füllstoff wird von Wasser nicht benetzt.The prepared filler is not wetted by water.

Beispiel 10:Example 10:

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Mischungs- und Vulkanisatherstellung auf der Basis von mit 50phr Kreide gefülltem Styren-Butadien-Kautschuk.This example relates to blend and vulcanizate production based on 50 phr chalk filled styrene butadiene rubber.

Die Mischungen wurden in einem Kleinstmeßkneter mit 77 ml Kammervolumen bei einer Kammerleittemperatur von 323 K in der Weise hergestellt, daß 40g des Kautschuks für 1 Minute geknetet und 20g der Kreide zusammen mit 1,2 g ZnO und 0,8g Stearinsäure zugemischt wurden. Nach 10 Minuten wird dieser Vermischung das Vulkanisationssystem, bestehend aus 0,8g Schwefel, 0,68g CBS und 0,52g DPG, beigegeben, und für weitere 5 Minuten mit einer Knetwellendrehzahl von 45 min"1 wurde die Mischung homogenisiert. Es zeigt sich, daß die erfindungsgemäßen Mischungen und Vulkanisate ejnen erheblichen. Spannungsgewinn aufweisen, wenn einem anorganischen Coating mit kolloidaler SiO2 ein organisches Coating mitThe mixtures were prepared in a micro-measuring kneader with 77 ml chamber volume at a chamber conduction temperature of 323 K in such a manner that 40 g of the rubber were kneaded for 1 minute and 20 g of the chalk mixed together with 1.2 g of ZnO and 0.8 g of stearic acid. After 10 minutes, the vulcanization system consisting of 0.8 g of sulfur, 0.68 g of CBS and 0.52 g of DPG is added to this mixture, and the mixture is homogenized for a further 5 minutes with a kneading shaft speed of 45 min -1 . that the mixtures and vulcanizates according to the invention have a considerable increase in stress if an organic coating with colloidal SiO 2 is accompanied by an organic coating

Jdaftvermittlern.(.Silanen) folgt. Die unterschiedlichen Kautschuk-Silan-Wechselwirkungen bewirken im Falle stärkerer^Jdaftvermittlern. (Silanes) follows. The different rubber-silane interactions cause stronger ^

Wechselwirkungen einen starken Spannungsanstieg^. B. bei einer relativen Dehnung bei 200% (s. Tabelle), und für schwächere ..Wechselwirkungen einen guten Spannungsausgleich in der Grenzfläche zwischen Kautschuk und Füllstoff mit hohen Bruchdehnungen und Spannungen.Interactions a strong voltage increase ^. For example, at a relative elongation of 200% (see table), and for weaker interactions, a good stress compensation in the interface between rubber and filler with high elongation at break and stresses.

Die Fließeigenschaften der Mischungen, die sich alle durch niedrige Viskositäten und geringe Viskoelastizität auszeichnen, werden im Falle der stärkeren Wechselwirkungen nur unwesentlich verändert.The flow properties of the blends, which are all characterized by low viscosities and low viscoelasticity, are only insignificantly changed in the case of stronger interactions.

VuIkaηisat-und Mischungswerte für 50 phr FüllstoffVuIkaηisat and mixing values for 50 phr filler

Coatingcoating O200O200 ObIf %% ML1+15ML 1 + 15 aa igeowned (Basis CaCO3, mittl.(Base CaCO 3 , avg. (ε = 200%)(ε = 200%) 360360 (2 min-1 (2 min- 1 (max)(Max) Teilchen-015 μπι)Particle 015 μπι) MPaMPa MPaMPa 350350 1000C100 0 C - SS SBR löOO/CaCOrunbehandeltSBR LöOO / CaCOrun treated 2,32.3 3,73.7 230230 3434 0,580.58 2,22.2 SBR/CaC03nach Beispiel 1SBR / CaC0 3 according to Example 1 2,32.3 3,73.7 3434 0,600.60 1,81.8 SBR/CaCO3nach Beispiel 5SBR / CaCO 3 according to Example 5 3,13.1 3,23.2 410410 3535 0,540.54 2,12.1 SBR/CaCO3 nach Beispiel 7SBR / CaCO 3 according to Example 7 (Cyclohexenyltrimethoxysilan)(Cyclohexenyltrimethoxysilan) 2,32.3 4,64.6 260260 3333 0,590.59 2,02.0 SBR/CaCO3 nach Beispiel 7SBR / CaCO 3 according to Example 7 (Merkaptopropyltriethoxysilan)(Merkaptopropyltriethoxysilan) 2,92.9 3,23.2 3535 0,540.54 2,12.1

a — Relaxationsgeschwindigkeit gemäß G(t) = G{t0) t a Ig emax — maximale Relaxationszeita - relaxation rate according to G (t) = G {t 0 ) t a Ig e max - maximum relaxation time

Beispiel 11: ~'~ "" "Example 11: ~ '~ "" "

Werden Gummimischungen und Vulkanisate entsprechend dem Beispiel 10 mit Füllstoffen unterschiedlicher Teilchengröße einem anorganischen Coating mit nachfolgender Silanisierung unterzogen (entsprechend den Beispielen 1 bis 9), so zeigt sich, daß insbesondere die Brucheigenschaften mit sinkender Teilchengröße mit Bezug auf eine steigende Bruchdehnung wesentlich verbessert werdenIf rubber mixtures and vulcanizates according to Example 10 with fillers of different particle size are subjected to an inorganic coating with subsequent silanization (corresponding to Examples 1 to 9), it is found that in particular the fracture properties are substantially improved with decreasing particle size with respect to increasing elongation at break

Vulkanisat- und Mischungseigenschaften für 50 phr Füllstoff bei Veränderung der Basisteilchengröße des CaCO3 Vulcanizate and blend properties for 50 phr of filler with change in base particle size of CaCO 3

ML1+15ML 1 + 15

Coating . σ200 ob εύ (2 min"1; a lgemax Coating. σ 200 o b ε ύ (2 min "1; a max

Teilchengröße (^m) 100°C)Particle size (μm) 100 ° C)

MPa MPa % ML — sMPa MPa% ML - s

SBR 1500/CaCOsunbehandeltSBR 1500 / CaCOsuntreated 2,32.3 3,73.7 360360 3434 0,580.58 2,12.1 Teilchengröße 15^mParticle size 15 ^ m SBR 1500/CaCO3 SBR 1500 / CaCO 3 3,13.1 3,23.2 230230 3535 0,540.54 2,12.1 nach Beispiel 5according to example 5 SBR1500/CaCO3 unbehandeltSBR1500 / CaCO 3 untreated 2,32.3 4,44.4 380380 3535 0,610.61 1,91.9 Teilchengröße 10^mParticle size 10 ^ m SBR 1500/CaCO3 SBR 1500 / CaCO 3 2,52.5 4,14.1 370370 3636 0,570.57 2,12.1 nach Beispiel 5according to example 5 SBR1500/CaCO3 unbehandeltSBR1500 / CaCO 3 untreated 2,22.2 6,06.0 450450 3636 0,610.61 1,91.9 Teilchengröße 5 μπιParticle size 5 μπι SBR 1500/CaCO3 SBR 1500 / CaCO 3 2,62.6 7,57.5 400400 3535 • 0,59• 0.59 1,91.9

nach Beispiel 5according to example 5

a:lg0 — entsprechend Beispiel 10a: lg0 - according to example 10

Mischungsrezepturmix recipe

SBR 1500—100phr; Füllstoff—50 phr; ZnO—3phr; Stearinsäure — 1 phr; Schwefel — 2phr; CBSfN-cyclohexyl^-benzothiazylsulfenamid) —1,7phr; DPG (Diphenylguanidin) —1,7phr.SBR 1500-100phr; Filler-50 phr; ZnO 3phr; Stearic acid - 1 phr; Sulfur - 2phr; CBSfN-cyclohexyl-benzothiazyl sulfenamide) -1,7 phr; DPG (diphenylguanidine) -1,7phr.

Claims (1)

Erfindungsanspruch:Invention claim: Gummimischung und daraus herstellbare Vulkanisate, gekennzeichnet dadurch, daß dieseRubber compound and vulcanizates producable therefrom, characterized in that a) 5 bis 75Ma.-% mineralischer oder synthetischer nichtsilicatischer Füllstoffe, die einem anorganischen Coating durch die Behandlung mit wäßrigen kolloidalen SiO2-Lösungen mit mittleren Teilchengrößen von 5 bis 150 nm während der Naßklassierung oder Naßmahlung bzw. nach anderen Aufarbeitungsprozessen und anschließend einem organischen Coating mit reaktiven Haftvermittlern unterworfen wurden und diese in Konzentrationen zwischen 0,1 bis 10Ma.-% in einer festhaftenden Schicht,a) 5 to 75Ma .-% of mineral or synthetic non-silicate fillers, the inorganic coating by the treatment with aqueous colloidal SiO 2 solutions having average particle sizes of 5 to 150 nm during the wet classification or wet grinding or after other work-up and then an organic Coating were subjected to reactive adhesion promoters and these in concentrations between 0.1 to 10Ma .-% in a firmly adhering layer, b) 25 bis 95 Ma.-%'eines Kautschuks, Kautschukgemisches oder eines Gemisches aus Kautschuken und thermoplastischen Polymeren undb) 25 to 95% by weight of a rubber, rubber mixture or a mixture of rubbers and thermoplastic polymers and c) darüber hinaus bekannte Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, Flammschutzmittel, Farbstoffe und Vulkanisationsmittel in üblichen Konzentrationen, bezogen auf die Polymermenge enthält.c) in addition known processing aids, stabilizers, flame retardants, dyes and vulcanizing agents in conventional concentrations, based on the amount of polymer.
DD26523684A 1984-07-13 1984-07-13 RUBBER PREPARATION AND VULCANISES MANUFACTURED THEREOF DD232288A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD26523684A DD232288A1 (en) 1984-07-13 1984-07-13 RUBBER PREPARATION AND VULCANISES MANUFACTURED THEREOF

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD26523684A DD232288A1 (en) 1984-07-13 1984-07-13 RUBBER PREPARATION AND VULCANISES MANUFACTURED THEREOF

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD232288A1 true DD232288A1 (en) 1986-01-22

Family

ID=5558812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD26523684A DD232288A1 (en) 1984-07-13 1984-07-13 RUBBER PREPARATION AND VULCANISES MANUFACTURED THEREOF

Country Status (1)

Country Link
DD (1) DD232288A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10204395A1 (en) * 2002-02-04 2003-09-18 Ems Chemie Ag Hydraulic line and method for manufacturing a hydraulic line

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10204395A1 (en) * 2002-02-04 2003-09-18 Ems Chemie Ag Hydraulic line and method for manufacturing a hydraulic line
DE10204395B4 (en) * 2002-02-04 2004-01-29 Ems-Chemie Ag Hydraulic line and method for manufacturing a hydraulic line

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0177674B1 (en) Surface-modified synthetic silica fillers, a preparation method and their use
EP0126871B1 (en) Surface-modified natural oxidic or silicic fillers, method for their preparation and their use
EP0901986B1 (en) Easily dispersible precipitated silica
DE69838448T2 (en) MULTI-PHASE AGGREGATE CONTAINING CARBON AND ITS MANUFACTURE
DE4427137B4 (en) precipitated silica
DE60109579T2 (en) STABILIZED SILICA AND PROCESS FOR THE PREPARATION AND USE THEREOF
EP0799866B1 (en) Carbon black and process for its manufacture
US6013699A (en) Silane-treated clay production method, silane-treated clay and composition containing same
JP3025674B2 (en) Surface-treated clay product, method for producing, using, and product
EP3055360B1 (en) Treated fillers, compositions containing same, and articles prepared therefrom
DE10146325A1 (en) Precipitated silica with a high BET / CTAB ratio
US5871846A (en) Silane-treated clay production method, silane-treated clay and composition containing same
US8846806B2 (en) Treated fillers, compositions containing same, and articles prepared therefrom
DE4023537A1 (en) CHEMICALLY MODIFIED ROUGS WITH ORGANOSILICIUM COMPOUNDS, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THEIR USE
EP0983966A1 (en) Precipitated silica
DE4004781A1 (en) Modifying surface of natural or synthetic oxidic or silicate fillers - using organo:silicon cpds. useful in vulcanisable natural rubber mixts. to improve rubber properties
EP1055696B1 (en) Rubber powder containing high levels of fillers, method for the production and use thereof
DE10132943A1 (en) Silane-modified oxidic or silicate filler, process for its production and its use
DE10056696A1 (en) Preparation of filler-containing rubber powder used for vulcanizable rubber mixtures, comprises using a salt-containing silicic acid precipitate suspension as a filler
DE69722927T2 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF SURFACE-TREATED SOOT AND RUBBER COMPOSITION
EP0989155B1 (en) Powdery modified fillers containing rubber powder, method for the production and use thereof
DE60037524T2 (en) PROCESS FOR PRODUCING CHEMICALLY MODIFIED FILLERS
EP1241133A2 (en) Inhomogeneous silicas for elastomer mixtures
DE10019554A1 (en) Mixtures of at least one filler and organosilicon compounds, process for their preparation and their use
KR101747428B1 (en) Specialized silica, rubber composition containing specialized silica and products with component thereof

Legal Events

Date Code Title Description
ENJ Ceased due to non-payment of renewal fee