DE10113221A1 - Kautschuk-Zusammensetzung, Verfahren zu deren Herstellung und Gegenstände, die die Zusammensetzung enthalten - Google Patents
Kautschuk-Zusammensetzung, Verfahren zu deren Herstellung und Gegenstände, die die Zusammensetzung enthaltenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Kautschuk-Zusammensetzung durch Vormischen mindestens eines Kautschuk-Compoundierbestandteils mit einer Lösung mindestens eines Elastomers in einem organischen Lösungsmittel. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer derartigen Kautschuk-Zusammensetzung oder einer Mischung einer derartigen Kautschuk-Zusammensetzung mit mindestens einem zusätzlichen Elastomer und/oder Kautschuk-Compoundierbestandteil als Komponente von einem Erzeugnis. Das Erzeugnis kann z. B. ein Reifen oder ein Industrieerzeugnis sein, z. B. ein Schlauch oder ein Band, wie ein Förderband oder ein Kraftübertragungsriemen.
Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Kautschuk-Zusammensetzung durch
Vormischen zumindest eines Kautschuk-Compoundierbestandteils mit einer Lösung
mindestens eines Elastomers in einem organischen Lösungsmittel. Die Erfindung
betrifft auch die Verwendung einer derartigen Kautschuk-Zusammensetzung oder
einer Mischung einer derartigen Kautschuk-Zusammensetzung mit einem oder
mehreren zusätzlichen Elastomeren und/oder Kautschuk-Compoundierbestandteilen
als Komponente eines Erzeugnisses. Ein derartiges Erzeugnis kann z. B. ein Reifen
sein. Bei dem Gegenstand kann es sich auch um ein Industrieerzeugnis handeln,
wie z. B. einen Schlauch oder ein Band, wie ein Förderband oder einen Kraftüber
tragungsriemen.
Verschiedene Kautschuk-Compoundierbestandteile, einschließlich teilchenförmigem
Ruß zur Verstärkung, werden üblicherweise mit verschiedenen Elastomeren mit Hilfe
verschiedener Innenmischer ebenso wie offener Walzenmischer bei hoher Scher
beanspruchung und relativ hohen Temperaturen gemischt. Dementsprechend wird
die Kautschuk-Zusammensetzung einer beträchtlichen (mechanischen) Bean
spruchung und auch einem beträchtlichen Energieaufwand ausgesetzt, um das
Mischen durchzuführen.
Alternativ sind verschiedene Kautschuk-Zusammensetzungen bislang hergestellt
worden, indem:
- 1. zunächst verschiedene Kautschuk-Latices mit verschiedenen Kautschuk- Compoundierbestandteilen, die insbesondere Kautschuk-verstärkenden Ruß umfassen, bei geringer Scherbeanspruchung und niedrigen Temperaturen vorgemischt werden und anschließend
- 2. die Vormischung mit einem oder mehreren zusätzlichen Elastomeren und Compoundierbestandteilen bei hoher Scherbeanspruchung und hoher Tempe ratur gemischt wird.
Siehe z. B. US-A-3294733, US-A-3298984, US-A-3317458, US-A-3345324, US-A-3491052,
US-A-3767605 und US-A-3923707. US-A-3317458 betrifft z. B. das Vor
mischen einer Kombination von Ruß und Siliciumdioxid mit einem Kautschuk-Latex.
Verschiedene Kautschuk-Zusammensetzungen sind bislang auch hergestellt
worden, indem eine wäßrige Aufschlämmung von Ruß mit einer organischen
Lösungsmittel-Lösung von einem oder mehreren Elastomeren gemischt wurde.
Siehe z. B. US-A-3350342.
US-A-3304281 betrifft z. B. das Zusammenmischen einer Lösung eines Polymers mit
einem Latex eines anderen Polymers und dann das Koagulieren der Kautschuk
krümel aus der sich ergebenden Mischung. Das Verfahren kann eingesetzt werden,
um ein Öl und/oder Ruß in das Polymer einzufügen. Das Öl kann z. B. als eine
wäßrige Emulsion zugegeben werden und die Ölemulsion kann mit dem Latex vor
dem Kontakt mit der Lösung gemischt werden. Alternativ können alle drei
Komponenten gleichzeitig gemischt werden. Alternativ kann eine wäßrige Ruß-
Aufschlämmung zur Mischung Lösung-Latex zugegeben werden oder sie kann mit
dem Latex vor dem Mischen mit der Lösung gemischt werden.
US-A-3491052 betrifft z. B. das Mischen eines Elastomers in Form eines wäßrigen
Latex mit einer Lösung eines Elastomers, das in einem mit Wasser nicht mischbaren
organischen Lösungsmittel gelöst worden ist, um eine Pseudoemulsion zu bilden,
und Gewinnen der Elastomermischung durch Zugabe eines Latex-Koagulierungs
mittels bei einer Temperatur, die ausreicht, um das Lösungsmittel zu verdampfen.
Alternativ kann ein Kautschukpigment (z. B. Ruß) vor der Koagulation in die Pseudo
emulsion dispergiert werden.
US-A-3533988 betrifft z. B. das Mischen einer Kohlenwasserstoff-Lösung von
Kautschuk mit einer wäßrigen Suspension eines Kautschuk-Verstärkungsmittels, wie
z. B. Ruß. Darin wurde in der Hintergrunddiskussion darauf Bezug genommen, daß
bislang zur Vermeidung von Unannehmlichkeiten bei der Handhabung von
trockenem Rußstaub mit Rohkautschuk auf einem Walzenmischer ein Verfahren zur
Herstellung einer Vormischung entwickelt wurde, indem Ruß direkt in eine
Kautschuklösung dispergiert wurde, die durch Monomerpolymerisation in Anwesen
heit eines Lösungsmittels hergestellt worden war. Es wird ferner darauf Bezug
genommen, daß bislang ein anderes Verfahren darin bestand, Ruß in einem Kohlen
wasserstoff zu dispergieren und die Dispersion mit der Kautschuklösung zu mischen.
In der Beschreibung dieser Erfindung bezieht sich der Ausdruck "ThK" auf Gew.-
Teile eines Bestandteils pro 100 Gew.-Teile Kautschuk. Die Ausdrücke "Kautschuk"
und "Elastomer" werden untereinander austauschbar verwendet, sofern nicht anders
angegeben. Der Ausdruck "Tg" bezieht sich auf die Glasübergangstemperatur eines
Elastomers, die normalerweise mit einem Differentialscanningkalorimeter (DSC) bei
einem Temperaturanstieg von 10°C pro Minute bestimmt wird.
Nach dieser Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschuk-
Zusammensetzung bereitgestellt, welches umfaßt:
- 1. Mischen eines teilchenförmigen, Elastomer-verstärkenden Füllstoffs mit einer
Lösung eines Elastomers auf Basis von konjugiertem Dien in einem
organischen Lösungsmittel und Gewinnen einer Zusammensetzung daraus
durch Entfernen des Lösungsmittels, wobei der Füllstoff damit gemischt wird
in Form:
- 1. eines teilchenförmigen, Elastomer-verstärkenden Füllstoffs, ausge nommen einer wäßrigen oder organischen Dispersion des Füllstoffs, und/oder
- 2. eines teilchenförmigen, Elastomer-verstärkenden Füllstoffs als Disper sion in einem organischen Lösungsmittel, oder
- 2. Sprühen einer Lösung eines Elastomers auf Basis von konjugiertem Dien in einem organischen Lösungsmittel auf einen teilchenförmigen, Elastomer verstärkenden Füllstoff und Gewinnen einer Zusammensetzung daraus durch Entfernen des Lösungsmittels.
In der Praxis können verschiedene Kautschuk-Compoundierbestandteile mit genann
tem Füllstoff im oben genannten Mischverfahren und/oder im oben genannten
Sprühverfahren eingeführt werden. In der Praxis kann die Lösungsmittel-Lösung des
Elastomers ein Polymerisat sein.
Ferner umfaßt der teilchenförmige Füllstoff erfindungsgemäß vorzugsweise Ruß
und/oder Siliciumdioxid, insbesondere amorphes Siliciumdioxid, einschließlich gefäll
ter Kieselsäure und/oder pyrogener Kieselsäure, Ruß und modifiziertem Ruß mit
Silanolgruppen auf der Oberfläche.
Teilchenförmige Füllstoffe mit einer relativ niedrigen Schüttdichte vor dem Mischen
im Bereich von etwa 3 bis 300 g/l, bevorzugt etwa 3 bis 140 g/l, sind bevorzugt.
Außerdem ist erfindungsgemäß Ruß und Siliciumdioxid mit einer relativ niedrigen
Schüttdichte vor dem genannten Mischen im Bereich von etwa 3 bis 300 g/l,
alternativ etwa 3 bis 140 g/l, bevorzugt. Diese niedrige Dichte ist wesentlich kleiner
als bei herkömmlichen Rußen und Siliciumdioxiden, die gewöhnlich eine Schütt
dichte im Bereich von etwa 500 bis 1.000 g/l besitzen.
Beispiele für herkömmliche Siliciumdioxide sind gefällte Kieselsäuren und Beispiele
für herkömmliche Ruße sind jene, bei denen das Rußpulver zur Bildung von sehr
kleinen Pellets verarbeitet worden ist und die Bezeichnungen wie z. B. N234, N121,
N330 usw. haben, wobei es sich um ASTM-Bezeichnungen handelt.
Beispielhaft für Siliciumdioxide und Ruße mit genannter niedriger Schüttdichte sind
pyrogene Kieselsäuren und feine Rußpulver vor ihrer Pelletisierung zur Bildung der
genannten, z. B. mit N234, N122 und N330 bezeichneten Ruße. Derartige Ruß-
Feinpulver werden normalerweise nicht zur Kautschukverstärkung verwendet,
obwohl Ruße in vorstehend genannter Pellet-Form mit den damit verbundenen
höheren Schüttdichten herkömmlicherweise zur Rußverstärkung verwendet werden.
Ein wichtiger Aspekt der Verwendung von Siliciumdioxid und Rußpulver mit sehr
niedrigen Schüttdichten in dieser Erfindung besteht in der Ausnutzung des hohen
Absorptionsvermögens derartiger Füllstoffe, insbesondere wenn es erwünscht ist,
daß der Füllstoff ein größeres Vermögen aufweist, verschiedene Bestandteile auf
seiner Oberfläche zu absorbieren, und dadurch schließlich in der Bereitstellung der
sich ergebenden rieselfähigen Kautschuk-Zusammensetzung.
Wie vorstehend aufgeführt kann das erfindungsgemäße Verfahren das Sprühen der
genannten Lösung in einem organischen Lösungsmittel, umfassend mindestens ein
Elastomer auf Dien-Basis, auf den genannten teilchenförmigen Füllstoff beinhalten.
Ein Kennzeichen des Sprühverfahrens ist, daß der teilchenförmige Füllstoff während
des Sprühens der Lösungsmittel-Lösung auf den Füllstoff vorzugsweise gerührt wird.
Ein zusätzliches Kennzeichen des Sprühverfahrens ist, daß die Lösungsmittel-
Lösung des oder der Elastomere vorzugsweise im wesentlichen auf dem
teilchenförmigen Füllstoff getrocknet wird, wenn dieser gerührt wird.
Außerdem wird nach dieser Erfindung die Suspension oder Dispersion des Füllstoffs
und der Lösungsmittel-Lösung des oder der Elastomere vorzugsweise durch
Erwärmen der Mischung während des Rührens der Mischung auf eine Temperatur
im Bereich von etwa 30°C bis 150°C, alternativ etwa 40°C bis 150°C, für etwa 2 bis
30 Minuten, alternativ etwa 3 bis 20 Minuten vor der Trocknung des Komposits
wärmebehandelt. Es versteht sich, daß es notwendig sein kann, daß die Mischung
sich unter Druck in einem geeigneten Behälter befindet oder unter Rückfluß
bedingungen vorliegt, bei denen verdampfendes Lösungsmittel während der
Wärmebehandlung in die Lösung zurückgeführt wird.
Ferner ist das Siliciumdioxid erfindungsgemäß insbesondere ein amorphes Silicium
dioxid, das vor dem Mischen mit der genannten organischen Lösungsmittel-Lösung
des oder der Elastomere vorbehandelt wird, indem das Siliciumdioxid, bevorzugt
eine gefällte Kieselsäure, mit einem Organosilan der allgemeinen Formel (I):
(OR)3-Si-R'-Sn-R'-Si-(OR)3 (I)
umgesetzt wird, worin R der gleiche oder ein verschiedener Alkylrest ausgewählt aus
Ethyl- und/oder Methylresten ist und bevorzugt den gleichen Rest darstellt und
bevorzugt ein Ethylrest ist, R' der gleiche oder ein verschiedener Rest ausgewählt
aus Ethyl-, Propyl- und/oder Butylresten ist und bevorzugt der gleiche Rest ist und
bevorzugt ein Propylrest ist und n ein Wert von 2 bis 6 mit einem Mittel von 2 bis 2,6
oder von 3,5 bis 4 ist.
Demzufolge kann ein derartiges Organosilan ein Bis(3-alkoxysilylalkyl)polysulfid mit
durchschnittlich 2 bis 2,6 oder 3,5 bis 4 verbindenden Schwefelatomen in der
Polysulfidbrücke sein. Ein veranschaulichendes Beispiel hierfür ist ein Bis(3-ethoxy
silylpropyl)polysulfid.
In einem Aspekt der Erfindung kann die organische Lösungsmittel-Lösung des oder
der Elastomere aus einer Vielzahl von mindestens zwei einzelnen organischen
Lösungsmittel-Lösungen von Elastomeren bestehen,
- a) die vor der Zugabe des oder der Füllstoffe vorgemischt werden oder
- b) wobei mindestens eine der genannten Elastomer-Lösungen im Anschluß an die genannte Füllstoffzugabe mit mindestens einer zusätzlichen Elastomer-Lösung in einem organischen Lösungsmittel gemischt wird oder
- c) wobei mindestens eine der genannten Elastomer-Lösungen im wesentlichen gleichzeitig mit der genannten Füllstoffzugabe mit mindestens einer zusätz lichen Elastomer-Lösung in einem organischen Lösungsmittel gemischt wird.
In einem Aspekt der Erfindung kann die organische Lösungsmittel-Lösung von
mindestens einem Elastomer ein Polymerisat sein (ein Elastomer zusammen mit
dem Lösungsmittel, in dem es durch Polymerisationsreaktion eines geeigneten
Monomers in Anwesenheit eines Katalysators hergestellt worden ist, was manchmal
als Kautschuk-Lösung bezeichnet wird).
In der Praxis kann dieses Polymerisat ein Polymerisat sein, bei dem die Polymeri
sationsreaktion nicht abgebrochen worden ist, und das man als Lebendpolymerisat
bezeichnen kann. In diesem Fall stellt man sich vor, daß das Polymer bei
Fortsetzung der Polymerisation mit dem Füllstoff wechselwirken kann, um eine
verbesserte oder wirksamere und vollständigere Dispersion des Füllstoffs im
Elastomer-Wirt zu erzeugen.
Neben der genannten Zugabe des teilchenförmigen Füllstoffs in Schritt (A1) bzw.
(A2) wird beim Verfahrensschritt (B) nach der Erfindung mindestens ein zusätzlicher
Kautschuk-Compoundierbestandteil mit der organischen Lösungsmittel-Lösung des
oder der Elastomere gemischt, was vor der, im wesentlichen gleichzeitig mit der oder
im Anschluß an die Füllstoffzugabe stattfinden kann, welcher mindestens einen der
folgenden umfaßt:
- a) mikrokristalline Wachse im Bereich von etwa 0,1 bis 10 ThK,
- b) ein oder mehrere Antioxidationsmittel ausgewählt aus Antioxidationsmitteln auf Amin-Basis und Phenol-Basis im Bereich von etwa 0,1 bis 10 ThK,
- c) ein oder mehrere Schwefel-Vulkanisationsbeschleuniger im Bereich von etwa 0,1 bis 10 ThK,
- d) ein oder mehrere Schwefel-Vulkanisationsverzögerer im Bereich von etwas 0,01 bis 5 ThK,
- e) ein oder mehrere Schwefel-Vulkanisationsaktivatoren im Bereich von etwa 0,1 bis 10 ThK,
- f) ein oder mehrere Kautschuk-Verarbeitungsöle ausgewählt aus mindestens einem von aromatischen, paraffinischen und naphthenischen Kautschuk-Verar beitungsölen im Bereich von etwa 1 bis 60 ThK, und
- g) Schwefel in einer Menge von etwa 0,1 bis 3 ThK.
Mikrokristalline Wachse stellen gut bekannte Wachse für den Einsatz in Kautschuk-
Zusammensetzungen dar. Derartige Wachse werden von "The Condensed Chemical
Dictionary", 9. Ausgabe (1970), S. 925, als "ein Wachs, üblicherweise verzweigt
kettige Paraffine, gekennzeichnet durch einen sehr viel kleineren Kristallbau als der
eines normalen Wachses und auch durch eine sehr viel höhere Viskosität" definiert.
Veranschaulichende Beispiele für handelsübliche mikrokristalline Wachse sind
solche, die erhältlich sind als Akrowax® von der Fa. Akrochem, als Antilux®-Wachs
typen von der Fa. Rein Chemie, als "Be-Square" 175 Amber Wax® von der Fa.
Petrolite, als Beesyn® White Wax von der Fa. International Wax und als Okerin®-
Wachstypen von der Fa. Astor-Wax.
Veranschaulichende Beispiele für Antioxidationsmittel sind Antiabbaumittel auf Amin-
Basis und Phenol-Basis. Repräsentative Beispiele für verschiedene, im Handel
erhältliche Antiabbaumittel können z. B. in "1997 Blue Book", veröffentlicht von
Rubber World, Verlag Lippincott & Peto, S. 132 bis 168, gefunden werden, worauf
hier Bezug genommen wird.
Repräsentative Beispiele für solche im Handel erhältliche Antiabbaumittel sind
Diphenyl-p-phenylendiamin, wie AgeRite® DPPD von der Fa. R.T. Vanderbilt, und
octylierte Diphenylamine, wie z. B. AgeRite Statlite® von der Fa. R.T. Vanderbilt.
Zusätzliche Antiabbaumittel sind z. B. 2,5-Di-tert.-butylhydrochinon, N-1,3-Dimethyl
butyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, polymerisiertes 1,2-Dihydro-2,2,4-trimethylchino
lin, Diaryl-p-phenylendiamin, 4,4'-Methylen-bis-2,6-di-tert.-butylphenol, N,N'-Di-3-(5-
methylheptyl)-p-phenylendiamin, 2,2-Methylenbis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol), 4,4'-
Dicumyldiphenylamin und N-Cyclohexylthiophthalimid.
Veranschaulichende Beispiele für verschiedene Schwefel-Vulkanisationsbeschleu
niger können in "The Vanderbilt Rubber Handbook" (1978), S. 354-383, und in "1977
Blue Book", s. oben, S. 17-74, gefunden werden, worauf Bezug genommen wird.
Veranschaulichende Beispiele für handelsübliche Schwefel-Vulkanisationsbeschleu
niger sind Dibenzothiazyldisulfid, wie Altex® von der Fa. Elastochem, 2-Mercapto
benzothiazol, wie Captax® von der Fa. Elastochem, N-Oxydiethylenbenzothiazol-2-
sulfenamid, wie Amax® von der Fa. R. T. Vanderbilt, 4-Morpholinyl-2-benzothia
zoldisulfid, wie Morfax® von der Fa. R. T. Vanderbilt, Tetramethylthiuramdisulfid, wie
Methyl Tuads® von der Fa. Elastochem, und Tetramethylthiurammonosulfid, wie
Unads® von der Fa. Elastochem. Zusätzliche Vulkanisationsbeschleuniger sind z. B.
Tetrabutylthiuramdisulfid, Zinkdibutyldithiocarbamat, Thiocarbamoylsulfenamid,
N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid, N-tert.-Butyl-2-benzothiazolsulfenamid und
Diphenylguanidin.
Veranschaulichende Beispiele für verschiedene Vulkanisationsverzögerer sind in
"The Vanderbilt Rubber Handbook" (1978), s. oben, S. 403 und "1977 Blue Book", s,
oben, S. 98-102, zu finden, auf die Bezug genommen wird. Veranschaulichende
Beispiele für handelsübliche Vulkanisationsverzögerer sind N-Nitrosodiphenylamin
von der Fa. Sovereign Chemical sowie N-Cyclohexylthiophthalimid, Magnesiumoxid
und N-(Cyclohexylthio)phthalimid.
Veranschaulichende Beispiele für verschiedene Vulkanisationsaktivatoren sind in
"1977 Blue Book", s. oben, S. 75-97, zu finden, auf die Bezug genommen wird.
Veranschaulichende Beispiele für handelsübliche Vulkanisationsaktivatoren sind
Zinkoxid von der Fa. Akrochem und Stearinsäure mit geeigneter Qualität für
Kautschuk von der Fa. Akrochem.
Veranschaulichende Beispiele für verschiedene Weichmacher und Erweichungs
mittel sind in "1977 Blue Book", s. oben, S. 179-216, zu finden, auf die Bezug
genommen wird.
Veranschaulichende Beispiele für verschiedene Vulkanisatoren sind in "1977 Blue
Book", s. oben, S. 102-128, zu finden, auf die Bezug genommen wird. Veran
schaulichende Beispiele für handelsübliche Vulkanisatoren sind Schwefel in seinen
verschiedenen Formen, wie α-Schwefel (S8) und/oder unlöslicher Schwefel mit oder
ohne Behandlung von der Fa. Akrochem.
Zusätzlich wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere
wenn die zur Elastomerlösung zugegebenen zusätzlichen Compoundierbestandteile
Zinkoxid, Stearinsäure und Schwefel beinhalten, der Verfahrensschritt (C) vorge
sehen, welcher die Schwefelvulkanisierung des gewonnenen Kautschuk-Komposits
bei einer Temperatur im Bereich von etwa 150°C bis 180°C umfaßt.
Ferner kann entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren die sich ergebende
Kautschuk-Zusammensetzung mit mindestens einem zusätzlichen Elastomer auf
Dien-Basis und/oder einem Compoundierbestandteil gemischt und dann Schwefel-
vulkanisiert werden.
In weiterer Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein
Erzeugnis hergestellt, das mindestens eine Komponente der erfindungsgemäßen
Kautschuk-Zusammensetzung oder der erfindungsgemäßen Kautschuk-Zusammen
setzung in Mischung in mindestens einem zusätzlichen Elastomer und/oder Com
poundierbestandteil aufweist.
Praktisch kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Erzeugnis z. B. um einen Reifen
oder ein Industrieerzeugnis, wie z. B. einen Schlauch oder ein Band, wie z. B. ein
Förderband oder einen Kraftübertragungsriemen, handeln.
Außerdem wird nach der Erfindung ein Reifen mit einer Komponente von der
erfindungsgemäß hergestellten Kautschuk-Zusammensetzung bereitgestellt. Ferner
wird erfindungsgemäß ein Reifen mit einer Lauffläche aus der erfindungsgemäß
hergestellten Kautschuk-Zusammensetzung bereitgestellt.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, daß das oder die Elastomere auf
Dien-Basis mit Zinkoxid, Schwefel, einem oder mehreren Vulkanisationsbeschleuni
gern oder verstärkendem Füllstoff oder mehreren davon alle gemeinsam unter
geregelter Scherbeanspruchung und geregelter Temperatur gemischt werden
können, ohne durch das herkömmliche Mischen mit hoher Scherbeanspruchung
beschränkt zu sein, das durch einen größtenteils nicht steuerbaren, autogenen
Temperaturanstieg begleitet wird, wie man aus der Erfahrung mit den klassischen
Kautschuk-Innenmischem weiß. Dieser Aspekt wird als neu und wichtig angesehen,
da
- 1. das Polymer in einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel sich in einem sehr hochdispersen Zustand, möglicherweise dem höchstmöglichen, befindet,
- 2. verschiedene zusätzliche Compoundierbestandteile, einschließlich teilchen förmiger verstärkender Füllstoffe, insbesondere des genannten Rußpulvers und der genannten pyrogenen Kieselsäure mit ihren vorstehend genannten niedrigen Schüttdichten, sich ebenfalls in einem sehr hochdispersen Zustand, vielleicht dem höchstmöglichen, befinden, d. h., als eine Lösung oder Dispersion in einem organischen Lösungsmittel.
Als besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden angesehen:
- 1. Zur Polymertrocknung wird eine verhältnismäßig minimale Menge an zusätzlicher Energie benötigt, falls das Polymer auf dem Füllstoff adsorbiert ist oder das Polymer mit dem Füllstoff gemischt ist.
- 2. Es wird keine zusätzliche Energie oder kein zusätzlicher Verfahrensschritt zur Pelletisierung von Ruß-Füllstoffen vor dem Mischen mit dem Elastomer, d. h., Pellets für Ruß und Granulat oder kleine Kugeln für gefällte Kieselsäure, benötigt, insbesondere wenn vorstehend genannte Rußpulver ebenso wie pyrogene Kieselsäure mit ihren niedrigen Schüttdichten verwendet werden.
- 3. Der Einsatz von pyrogenen Kieselsäuren mit sehr niedriger Schüttdichte (ASTM-D1513) kann ermöglicht werden, da derartige Kieselsäuren das Lösungsmittel und/oder die Elastomer-Lösung absorbieren können, wodurch das (aufgrund der niedrigen Schüttdichte des Siliciumdioxids) stark staubende Siliciumdioxid in ein verdichtetes und brauchbares Material überführt wird.
- 4. Bedenken bezüglich eines Ausflockens oder Ausperlens verschiedener Bestandteile, die mit dem Elastomer gemischt werden sollen, können minimiert werden, da die Bestandteile in dem organischen Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden und daher keine Notwendigkeit für ein spezielles physikalisches Trockenmischen der eingesetzten Bestandteile besteht.
- 5. Normalerweise ist zur Dispergierung verschiedener Compoundierbestandteile im Elastomer nur eine verhältnismäßig minimale Energie notwendig, da das Mischen der angegebenen Bestandteile sich auf ein Mischen von Lösungen reduziert.
- 6. Eine erhöhte Gleichmäßigkeit der Dispersion verschiedener Compoundier bestandteile, einschließlich teilchenförmiger, verstärkender Füllstoffe, insbeson dere wenn diese Füllstoffe hydrophob sein können, ergibt sich im Elastomer, da derartige Stoffe als Lösung oder Dispersion im organischen Lösungsmittel sich in ihrem höchstmöglichen Dispergierzustand befinden und da das Mischen in Lösung verglichen mit dem Trockenmischen der Bestandteile das größte Dis persions-/Misch- und Homogenisiervermögen aufweist.
- 7. Eine Verminderung der für die Kautschukzusammensetzungs-Formulierung benötigten Mengen verschiedener Compoundierbestandteile ist wegen der besser voraussehbaren Dispersion der betreffenden Compoundierbestandteile im Elastomer aufgrund des Lösungsmischens im Vergleich zum Trocken mischen der Bestandteile möglich.
- 8. Eine bessere Abriebfestigkeit ist für die sich ergebende vulkanisierte Kautschuk-Zusammensetzung, die teilchenförmiges amorphes Siliciumdioxid zur Verstärkung enthält, das mit dem Elastomer durch Lösungsmischen in einem organischen Lösungsmittel gemischt worden ist, möglich.
- 9. Eine bessere Steuerung von verschiedenen chemischen Reaktionen, die typischerweise während des Mischens verschiedener Bestandteile auftreten, ist möglich, wenn im Vergleich zum einfachen Trockenmischen der Bestandteile unter hoher Scherbeanspruchung und erhöhter Temperatur in einem Kautschuk-Innenmischer ein in einem organischen Lösungsmittel ausgeführtes Lösungsmischen der betreffenden Bestandteile verwendet wird.
Wie vorstehend diskutiert kann bei der weiteren Durchführung der Erfindung das
Elastomer auf Dien-Basis als Polymerisat-Kautschuklösung des Elastomers bereitge
stellt werden. In der Tat ist der Einsatz einer Polymerisat-Kautschuklösung des
Elastomers anstelle des erneuten Lösens des Elastomers in einem flüchtigen
organischen Lösungsmittel ein bevorzugtes Verfahren nach der Erfindung.
Außerdem kann bei der Durchführung der Erfindung die durch die Verfahrensschritte
(A1) bzw. (A2), (C) und gegebenenfalls (B) hergestellte Kautschuk-Zusammen
setzung als vorgeformte Kautschuk-Zusammensetzung oder vorgeformtes Kaut
schuk-Komposit vorliegen, die oder das anschließend unter hoher Scher
beanspruchung und hoher Temperatur mit mindestens einem zusätzlichen
Compoundierbestandteil gemischt wird, der mindestens einen der folgenden umfaßt
- 1. ein oder mehrere zusätzliche Elastomere auf Dien-Basis,
- 2. Zinkoxid,
- 3. Schwefel,
- 4. einen oder mehrere Vulkanisationsbeschleuniger,
- 5. mikrokristalline Wachse,
- 6. Antiabbaumittel und
- 7. einen oder mehrere teilchenförmige, verstärkende Füllstoffe.
In der Praxis kann es bevorzugt sein, daß ein teilchenförmiger, verstärkender Füll
stoff, der mit der Elastomerlösung gemischt werden soll, einschließlich Füllstoffe, wie
z. B. pyrogener Kieselsäuren und Ruße, relativ geringe Schüttdichten (ASTM-
Verfahren D-1513) im Bereich von etwa 10 g/l bis 300 g/l aufweist.
Die Bevorzugung relativ geringer Schüttdichten für den oder die verstärkenden
Füllstoffe besteht, damit die Füllstoffe sich in der organischen Lösungsmittel-Lösung
homogener dispergieren und sich schließlich im Elastomer selbst homogener
dispergieren.
Eine Bevorzugung für den Einsatz von relativ niedrigen Schüttdichten für die
verstärkenden Füllstoffe besteht, damit das hohe Absorptionsvermögen derartiger
Füllstoffe genutzt wird, insbesondere wenn es gewünscht ist, daß der Füllstoff ein
größeres Absorptionsvermögen für verschiedene Bestandteile auf seiner Oberfläche
aufweist und dadurch schließlich eine sich ergebende rieselfähige Kautschuk-
Zusammensetzung bereitgestellt wird. Die Konzentration eines derartigen Füllstoffs
in der organischen Lösungsmittel-Lösung kann z. B. so eingestellt werden, daß das
Lösungsmittel einfacher durch den Füllstoff absorbiert werden kann, wodurch ein
trockenes Komposit mit annehmbarer Handhabung erzeugt wird, d. h., als
rieselfähiges Kompositgranulat oder verdichtet, z. B. um Ballen zu bilden.
In der Praxis ist es häufig erwünscht, daß der verstärkende Füllstoff Ruß ist.
Während verschiedene herkömmliche Kautschuk-verstärkende Ruß-Pellets verwen
det werden können, ist es wie vorstehend diskutiert bevorzugt, ein nicht pelletisiertes
Rußpulver mit einer relativ niedrigen Schüttdichte (ASTM-Verfahren D-1513) vor
dem Mischen mit dem Elastomer im Bereich von etwa 3 bis 140 g/l, alternativ etwa
3 bis 300 g/l, zu verwenden. Veranschaulichende Beispiele für herkömmliche pelleti
sierte Ruße mit höheren Schüttdichten sind wie vorstehend diskutiert z. B. die
verschiedenen N-Typen von Rußen auf die in "The Vanderbilt Rubber Handbook",
13. Ausgabe, 1990, S. 417, Bezug genommen wird. Es versteht sich, daß
zweckmäßige Rußpulver für den erfindungsgemäßen Einsatz Rußpulver vor der
Pelletisierung zur Bildung der genannten herkömmlichen pelletisierten Ruße sind.
In der Praxis kann es zweckmäßig sein, pyrogene Kieselsäure mit der vorstehend
genannten niedrigen Schüttdichte zu verwenden.
Es kann jedoch manchmal wünschenswert sein, Siliciumdioxide mit der vorstehend
genannten höheren Schüttdichte zu verwenden, so können z. B. gefällte Alumo
silicate verwendet werden und es kann manchmal bevorzugt sein, Siliciumdioxid mit
einer relativ hohen Schüttdichte (ASTM-Verfahren D-1513) im Bereich von z. B. etwa
500 g/l bis 1.000 g/l für die Mischung mit der Elastomerlösung zu verwenden wie
vorstehend diskutiert. Veranschaulichende Beispiele für ins Auge gefaßte gefällte
Kieselsäuren sind RP120HD, RP85, Z85MP, Z1165MP, RP240HD und RP200MP
von Rhodia, VN2, VN3 und Vetrasil® 7000 von Degussa AG, Hi-sil® 532 von PPG
Industries; Zeopol® 8745 und 8755 von Huber und Perkasil® 233 von Akzo.
Bei der Durchführung der Erfindung können verschiedene Schwefel-vulkanisierbare
Elastomere verwendet werden, für die Homopolymere und Copolymere von
konjugierten Dien-Kohlenwasserstoffen und Copolymere von mindestens einem
konjugierten Dien-Kohlenwasserstoff mit einer aromatischen Vinylverbindung
ausgewählt aus Styrol und α-Methylstyrol beispielhaft sind.
Bevorzugte konjugierte Diene sind Isopren und 1,3-Butadien. Die bevorzugte aroma
tische Vinylverbindung ist Styrol.
Veranschaulichende Beispiele für verschiedene Elastomere auf Basis von konju
giertem Dien sind cis-1,4-Polyisopren, 1,3-Butadien, Styrol/Butadien-Copolymere,
Isopren/Butadien-Copolymere, Styrol/Isopren/Butadien-Copolymere und jedwede
funktionalisierte Variante davon.
Derartige Elastomere auf Basis von konjugiertem Dien werden bevorzugt durch
Lösungsmittel-Lösungspolymerisation hergestellt. In diesem Fall können derartige
Elastomere vorzugsweise in ihrer Polymerisatform verwendet werden, wie
vorstehend diskutiert, d. h. in der organischen Lösungsmittel-Lösung, in der die
Monomere unter Bildung des Elastomers polymerisiert werden, so daß die Elasto
mere nicht erneut in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel gelöst werden
müssen.
Verschiedene organische Lösungsmittel können für den erfindungsgemäßen Verfah
rensschritt verwendet werden. Veranschaulichende Beispiele für derartige Lösungs
mittel sind Hexan, Benzol, Toluol, Cyclohexan, Heptan und Tetrahydrofuran. Bevor
zugte Lösungsmittel sind z. B. Hexan, Cyclohexan und Heptan.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Kautschuk-Zusammen
setzung wird zweckmäßig oder vorteilhaft bei der Herstellung einer Kautschuk-
Zusammensetzung als Komponente eines Erzeugnisses eingesetzt und zwar an
stelle des Trockenmischens oder in Kombination mit dem Trockenmischen von
Kautschuk-Compoundierbestandteilen mit Kautschuk. Dies beruht auf der erwarteten
verbesserten Dispersion der dispergierten Bestandteile im Elastomer, einschließlich
der verstärkenden Füllstoffe; der erwarteten verbesserten Gleichmäßigkeit der
Dispersion der betreffenden Bestandteile im Elastomer; der verbesserten Energie
bilanz, da die typische, sehr hohe Energie, die zum Trockenmischen der
Bestandteile in einem Kautschuk-Innenmischer benötigt wird, durch ein nieder
energetisches organisches Lösungsmittel-Mischverfahren ersetzt wird; dem wirk
sameren Einsatz der betreffenden Compoundierbestandteile im Elastomer, ein
schließlich einer Mengenreduzierung; dem verbesserten Wirkungsgrad beim
Mischen der Bestandteile in das Elastomer und demzufolge einem verbesserten
Gesamtwirkungsgrad der Herstellung.
Wie vorstehend diskutiert können die erfindungsgemäßen Kautschuk-Zusammen
setzungen auch hergestellt werden, indem die Kautschuk-Zusammensetzung oder
das Kautschuk-Komposit, die oder das durch die Verfahren (A1) bzw. (A2), (C) und
gegebenenfalls (B) hergestellt wird, mit verschiedenen Schwefel-vulkanisierbaren
Elastomeren und/oder zusätzlichen Kautschuk-Compoundierbestandteilen durch
Compoundieren nach allgemein in der Technik des Kautschuk-Compoundierens
bekannten Verfahren, wie Mischen in einem Kautschuk-Innenmischer, mit verschie
denen herkömmlicherweise verwendeten Additiven, wie z. B. Vulkanisationshilfs
mitteln, wie Schwefel, Aktivatoren, Verzögerern und Beschleunigern, Verarbeitungs
hilfsmitteln, wie Ölen, Harzen, einschließlich klebrigmachenden Harzen, Silicium
dioxiden und Weichmachern, Füllstoffen, Pigmenten, Fettsäure, Zinkoxid, Wachsen,
Antioxidationsmitteln und Ozonschutzmitteln, Peptisiermitteln und Verstärkungs
mitteln, wie z. B. Ruß, gemischt wird. Wie den Fachleuten bekannt, werden die
vorstehend genannten Additive in Abhängigkeit von dem beabsichtigten Einsatz des
Schwefel-vulkanisierbaren und Schwefel-vulkanisierten Materials (Kautschuke) aus
gewählt und in herkömmlicher Weise in herkömmlichen Mengen verwendet.
Typische Mengen für klebrigmachende Harze können, falls verwendet, etwa 0,5 bis
10 ThK, üblicherweise etwa 1 bis 5 ThK, umfassen. Typische Mengen für Verarbei
tungshilfsstoffe können, falls eingesetzt, 1 bis 10 ThK umfassen. Derartige Verarbei
tungshilfsstoffe können z. B. aromatische, naphthenische und/oder paraffinische
Verarbeitungsöle einschließen. Veranschaulichende Beispiele für Siliciumdioxide
können hydratisierte amorphe Siliciumdioxide sein. Typische Mengen für Antioxi
dationsmittel umfassen etwa 1 bis 3 ThK. Veranschaulichende Beispiele für Antioxi
dationsmittel können Diphenyl-p-phenylendiamin und andere sein, z. B. solche, die in
The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), S. 344-346, offenbart sind. Typische
Mengen für Ozonschutzmittel für die Seitenwand-Zusammensetzung können etwa 3
bis 6 ThK umfassen. Falls verwendet, umfassen typische Mengen für Fettsäuren, die
Stearinsäure einschließen können, etwa 0,5 bis 3 ThK. Typische Mengen für
Zinkoxid umfassen etwa 2 bis 6 ThK. Typische Mengen für Wachse umfassen etwa
1 bis 5 ThK. Es werden häufig mikrokristalline Wachse verwendet. Typische Mengen
für Peptisiermittel umfassen etwa 0,1 bis 1 ThK. Typische Peptisiermittel können z. B.
Pentachlorthiophenol und Dibenzamidodiphenyldisulfid sein.
Die Anwesenheit und die relativen Mengen der vorstehend genannten Additive
werden nicht als Aspekt der vorliegenden Erfindung angesehen, die hauptsächlich
auf die Herstellung der Vormischung eines vorgeformten Komposits in einer
organischen Lösungsmittel-Lösung und die weitere Herstellung und Verwendung der
dieses vorgeformte Komposit enthaltenden Kautschuk-Zusammensetzungen gerich
tet ist.
Die Vulkanisation wird in Anwesenheit eines Schwefel-Vulkanisationsmittels durch
geführt. Beispiele für geeignete Schwefel-Vulkanisationsmittel schließen elemen
taren Schwefel (freien Schwefel) oder Schwefel-abgebende Vulkanisationsmittel,
z. B. ein Amindisulfid, polymeres Polysulfid oder Schwefel-Olefin-Addukte, ein. Das
Schwefel-Vulkanisationsmittel ist vorzugsweise elementarer Schwefel. Wie Fach
leuten bekannt, werden Schwefel-Vulkanisationsmittel in einer Menge im Bereich
von etwa 0,5 bis 4 ThK verwendet, wobei ein Bereich von etwa 0,5 bis 2,25
bevorzugt ist.
Beschleuniger, einschließlich Primär- und gegebenenfalls Sekundärbeschleuniger,
werden zur Steuerung der Zeit und/oder Temperatur, die für die Vulkanisation erfor
derlich sind, und zur Verbesserung der Eigenschaften des Vulkanisats verwendet.
Beschleuniger werden häufig in einer Menge im Bereich von etwa 0,5 bis 2,0 ThK
verwendet. Derartige Beschleuniger können z. B. verschiedene Amine, Disulfide,
Guanidine, Thioharnstoffe, Thiazole, Thiurame, Sulfenamide, Dithiocarbamate und
Xanthate sein. Der Primärbeschleuniger ist bevorzugt ein Sulfenamid. Wenn ein
Sekundärbeschleuniger verwendet wird, handelt es sich bei dem Sekundär
beschleuniger bevorzugt um eine Guanidin-, Dithiocarbamat- oder Thiuram-
Verbindung.
Manchmal können eine Kombination von Antioxidationsmitteln, Ozonschutzmitteln
und Wachsen gemeinsam als "Antiabbaumittel" bezeichnet werden.
Die Anwesenheit und die relativen Mengen der betreffenden Compoundierbestand
teile werden nicht notwendigerweise als ein Aspekt der Erfindung angesehen, sofern
nicht anders angegeben und mit der Maßgabe, daß man bei der Durchführung der
Erfindung erwartet, daß sich wie vorstehend diskutiert eine wirksamere Verwendung
von einigen der Bestandteile ergibt, was in manchen Fällen zu einer Reduzierung
der Einsatzmengen einiger Bestandteile führen kann.
Ein Reifen kann durch verschiedene Verfahren, die den Fachleuten ohne weiteres
ersichtlich sind, gebaut, geformt, formgepreßt und vulkanisiert werden. Der
hergestellte erfindungsgemäße Reifen wird durch den Fachleuten bekannte
Verfahren in herkömmlicher Weise geformt und vulkanisiert.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird die folgende Zeichnung angegeben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm der Lösungsmittelherstellung eines
Elastomerkomposits, das sich auf "Polymerkomposite durch Lösungsmischen"
bezieht.
Insbesondere werden unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Polymerlösung (1) und
gegebenenfalls eine Polymerlösung (2) aus ihrem (ihren) betreffenden, damit ver
bundenen Behälter(n), in dem (denen) sich eine gerührte Lösung befinden kann, zu
einem Homogenisiermischer (5) geführt. Es versteht, daß die Polymerlösung (1)
und/oder die Polymerlösung (2) ein Polymerisat sein können.
Zusätzlich wird ein Füllstoff (3), wie z. B. Rußpulver mit einer niedrigen Schüttdichte
im Bereich von etwa 3 bis 140 g/l, gegebenenfalls als Dispersion in einem
organischen Lösungsmittel, aus dem damit verbundenen Behälter, in dem er gerührt
werden kann, zum Homogenisiermischer (5) geführt und dadurch mit dem oder den
Polymeren (1) und/oder (2) gemischt.
Weiter können ein oder mehrere Bestandteile (4), wie z. B. Zinkoxid, Stearinsäure,
Schwefel und ein oder mehrere Vulkanisationsbeschleuniger, aus dem betreffenden
Behälter, bevorzugt in einem organischen Lösungsmittel, in dem er (sie) gerührt
werden kann (können), in den Homogenisiermischer/Reaktor (5) geführt und
dadurch mit dem oder den Elastomeren (1) und/oder (2) und dem Füllstoff (3)
gemischt werden.
Danach wird die Mischung aus dem Homogenisiermischer entfernt und das
Lösungsmittel durch rasches Verdampfen entfernt, um das oder die Polymer
komposite zu gewinnen wie in Fig. 1 dargestellt.
In der Praxis kann das gewonnene Polymerkomposit als Komponente eines Erzeug
nisses, wie z. B. eine Komponente von einem Reifen und/oder einem Industrie
erzeugnis, verwendet werden. Eine derartige Reifenkomponente kann z. B. und ohne
Beschränkung eine Reifenlauffläche, eine Reifenseitenwand, ein Reifenkernreiter
oder ein anderer Seitenwandeinsatz oder ein Drahtüberzugscompound sein. Ein
derartiges Industrieerzeugnis kann z. B. ein Schlauch, ein Förderband oder ein Kraft
übertragungsriemen sein.
Claims (20)
1. Verfahren zur Herstellung einer Kautschuk-Zusammensetzung, umfassend:
- 1. das Mischen eines teilchenförmigen, Elastomer-verstärkenden Füll
stoffs mit einer Lösung eines Elastomers auf Basis von konjugiertem
Dien in einem organischen Lösungsmittel und das Gewinnen einer
Zusammensetzung durch Entfernen des Lösungsmittels, wobei der
Füllstoff damit gemischt wird in Form eines:
- 1. teilchenförmigen, Elastomer-verstärkenden Füllstoffs, ausge nommen einer wäßrigen oder organischen Dispersion des Füllstoffs und/oder
- 2. teilchenförmigen, Elastomer-verstärkenden Füllstoffs als Disper sion in einem organischen Lösungsmittel, oder
- 2. das Sprühen einer Lösung eines Elastomers auf Basis von konjugier tem Dien in einem organischen Lösungsmittel auf einen teilchen förmigen, Elastomer-verstärkenden Füllstoff und Gewinnen einer Zusammensetzung durch Entfernen des Lösungsmittels.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es das Mischen
mindestens eines teilchenförmigen, Elastomer-verstärkenden Füllstoffs, aus
genommen einer wäßrigen oder organischen Lösungsmittel-Dispersion des
Füllstoffs, mit einer Lösung mindestens eines Elastomers auf Dien-Basis in
einem organischen Lösungsmittel zur Bildung einer Suspension oder
Dispersion des Füllstoffs in der Elastomerlösung und anschließend das
Gewinnen der Mischung als Elastomerkomposit durch Entfernen des
Lösungsmittels umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es das Mischen
- A) mindestens eines teilchenförmigen, Elastomer-verstärkenden Füllstoffs in einer Dispersion oder Lösung des Füllstoffs in einem organischen Lösungsmittel und
- B) mindestens eines zusätzlichen Kautschuk-Compoundierbestandteils in einer Lösung des genannten Bestandteils in einem organischen Lösungsmittel
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Sprühver
fahren die Lösungsmittel-Lösung des oder der Elastomere auf dem teilchen
förmigen Füllstoff im wesentlichen getrocknet wird, wenn dieser gerührt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für das
Sprühverfahren die Suspension oder Dispersion des Füllstoffs und der
Lösungsmittel-Lösung des oder der Elastomere vor dem Trocknen des
Komposits durch Erwärmen der Mischung auf eine Temperatur im Bereich von
30°C bis 150°C für 2 bis 30 Minuten wärmebehandelt wird, während die
Mischung gerührt wird.
6. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der teilchenförmige Füllstoff Ruß, amorphes Silicium
dioxid und/oder modifizierten Ruß mit Silanolgruppen auf der Oberfläche
umfaßt.
7. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Bestandteil mit der Elastomerlösung
gemischt wird, wobei der zusätzliche Bestandteil, bezogen auf 100 Gew.-Teile
Elastomer (ThK), aus mindestens einem der folgenden ausgewählt wird:
- a) mikrokristalline Wachse im Bereich von 0,1 bis 10 ThK,
- b) ein oder mehrere Antioxidationsmittel ausgewählt aus Antioxidations mitteln auf Amin-Basis und Phenol-Basis im Bereich von 0,1 bis 10 ThK,
- c) ein oder mehrere Schwefel-Vulkanisationsbeschleuniger im Bereich von 0,1 bis 10 ThK,
- d) ein oder mehrere Schwefel-Vulkanisationsverzögerer im Bereich von 0,01 bis 5 ThK,
- e) ein oder mehrere Schwefel-Vulkanisationsaktivatoren im Bereich von 0,1 bis 10 ThK,
- f) ein oder mehrere Kautschuk-Verarbeitungsöle ausgewählt aus aroma tischen, paraffinischen und/oder naphthenischen Kautschuk-Verarbei tungsölen im Bereich von 1 bis 60 ThK, und
- g) Schwefel in einer Menge von 0,1 bis 3 ThK.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher
Bestandteil mit der Elastomerlösung gemischt wird, wobei der zusätzliche
Bestandteil ein Antiabbaumittel ist, ausgewählt aus mindestens einem von
Diphenyl-p-phenylendiamin, octyliertem Diphenylamin, 2,5-Di-tert.-butylhydro
chinon, N-1,3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, polymerisiertem 1,2-
Dihydro-2,2,4-trimethyichinolin, Diaryl-p-phenylendiamin, 4,4'-Methylen-bis-
2,6-di-tert.-butylphenol, N,N'-Di-3-(5-methylheptyl)-p-phenylendiamin, 2,2-
Methylenbis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol), 4,4'-Dicumyldiphenylamin und N-
Cyclohexylthiophthalimid.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu
sätzlicher Bestandteil mit der Elastomerlösung gemischt wird, wobei der
zusätzliche Bestandteil ein Schwefel-Vulkanisationsbeschleuniger ist, ausge
wählt aus mindestens einem von Dibenzothiazyldisulfid, 2-Mercapto
benzothiazol, N-Oxydiethylenbenzothiazol-2-sulfenamid, 4-Morpholinyl-2-
benzothiazoldisulfid, Tetramethylthiuramdisulfid, Tetramethylthiurammono
sulfid, Tetrabutylthiuramdisulfid; Zinkdibutyldithiocarbamat, Thiocarbamoyl
sulfenamid, N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid, N-tert.-Butyl-2-benzo
thiazolsulfenamid und Diphenylguanidin.
10. Verfahren nach Anspruch 1, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein
zusätzlicher Bestandteil mit der Elastomerlösung gemischt wird, wobei der
zusätzliche Bestandteil ein Vulkanisationsverzögerer ist, ausgewählt aus
mindestens einem von N-Nitrosodiphenylamin, N-Cyclohexylthiophthalimid,
Magnesiumoxid und N-(Cyclohexylthio)phthalimid.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche
Bestandteile mit dem Elastomer gemischt werden, die Zinkoxid, Stearinsäure
und Schwefel umfassen, wobei das gewonnene Kautschuk-Komposit bei einer
Temperatur im Bereich von 150°C bis 180°C Schwefel-vulkanisiert wird.
12. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein amorphes Siliciumdioxid ist, das vor
dem Mischen mit der Lösung des oder der Elastomere in einem organischen
Lösungsmittel vorbehandelt wird, indem das Siliciumdioxid mit einem
Organosilan der allgemeinen Formel (I):
(OR)3-Si-R'-Sn-R'-Si-(OR)3 (I)
umgesetzt wird, worin R der gleiche oder ein verschiedener Alkylrest ausgewählt aus Ethyl und/oder Methylresten ist und bevorzugt den gleichen Rest darstellt und bevorzugt ein Ethylrest ist, R' der gleiche oder ein verschiedener Rest ausgewählt aus Ethyl-, Propyl- und/oder Butylresten ist und bevorzugt der gleiche Rest ist und bevorzugt ein Propylrest ist und n einen Wert von 2 bis 6 mit einem Mittel von 2 bis 2,6 oder von 3,5 bis 4 darstellt.
(OR)3-Si-R'-Sn-R'-Si-(OR)3 (I)
umgesetzt wird, worin R der gleiche oder ein verschiedener Alkylrest ausgewählt aus Ethyl und/oder Methylresten ist und bevorzugt den gleichen Rest darstellt und bevorzugt ein Ethylrest ist, R' der gleiche oder ein verschiedener Rest ausgewählt aus Ethyl-, Propyl- und/oder Butylresten ist und bevorzugt der gleiche Rest ist und bevorzugt ein Propylrest ist und n einen Wert von 2 bis 6 mit einem Mittel von 2 bis 2,6 oder von 3,5 bis 4 darstellt.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomer
lösung eine Mischung von mindestens zwei Elastomerlösungen und/oder ein
Elastomerpolymerisat ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat
oder mindestens eines der Polymerisate ein Lebendpolymerisat ist.
15. Elastomer-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine nach
irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellte Elastomer-Zusammen
setzung umfaßt.
16. Elastomer-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
Mischung von einer nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellten
Zusammensetzung und mindestens einem zusätzlichen Elastomer auf Basis
von konjugiertem Dien umfaßt.
17. Erzeugnis, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Komponente ein
nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 15 und 16 hergestelltes
Elastomerkomposit umfaßt.
18. Erzeugnis nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Industrie
erzeugnis, ausgewählt aus einem Schlauch, einem Förderband und einem
Kraftübertragungsriemen ist.
19. Reifen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Komponente ein
Elastomerkomposit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 und 16
umfaßt.
20. Reifen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente die
Lauffläche ist.
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US09/528,528 US6555606B1 (en) | 2000-03-20 | 2000-03-20 | Preparation of rubber composition by organic solution mixing and articles thereof including tires |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1273620A1 (de) * | 2001-07-02 | 2003-01-08 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Masterbatch funktionalisierter Russ und Elastomer(e) und dieses enthaltende Gegenstände - Reifen eingeschlossen |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6972307B2 (en) * | 2003-07-29 | 2005-12-06 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubber composition containing nanoscaled zinc oxide particles |
US7312271B2 (en) * | 2005-12-29 | 2007-12-25 | Bridgestone Corporation | Solution masterbatch process using fine particle silica for low hysteresis rubber |
EP2478052A4 (de) * | 2009-09-17 | 2015-12-16 | Michelin & Cie | Reifenzusammensetzung mit elastomerverbundmischungen |
CN102741339B (zh) | 2009-09-17 | 2014-01-29 | 米其林集团总公司 | 用于轮胎组合物的胶乳凝块复合材料的形成 |
US11535687B2 (en) | 2011-10-24 | 2022-12-27 | Bridgestone Americas Tire Operations, Llc | Silica-filled rubber composition and method for making the same |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE597218A (de) | 1959-11-20 | |||
NL290390A (de) | 1962-03-29 | |||
US3350342A (en) | 1962-08-06 | 1967-10-31 | Phillips Petroleum Co | Masterbatching rubber cement and rubber reinforcing agents |
NL299288A (de) | 1962-10-16 | |||
US3304281A (en) | 1962-12-31 | 1967-02-14 | Phillips Petroleum Co | Blends of rubbery polymers |
US3298984A (en) | 1963-06-06 | 1967-01-17 | Goodyear Tire & Rubber | Method of reinforcing a rubber latex with carbon black by preblending said carbon black with a phenol-aldehyde resin |
US3317458A (en) | 1963-10-07 | 1967-05-02 | Degussa | Mixture of carbon black and light filler aqueous suspension added to rubber latex |
US3345324A (en) | 1964-01-03 | 1967-10-03 | Goodyear Tire & Rubber | Rubber compositions and process for making |
US3533988A (en) | 1967-06-02 | 1970-10-13 | Vanderbilt Co R T | Rubber masterbatch containing humic acids |
US3767605A (en) | 1969-08-13 | 1973-10-23 | Copolymer Rubber & Chem Corp | Method for preparation of rubber crumb |
DE2331299C2 (de) | 1973-06-20 | 1983-01-13 | Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl | Verfahren zur Herstellung von rieselfähigen, pulverförmigen, von Füllstoffen freien Kautschuken |
US4532272A (en) * | 1984-06-28 | 1985-07-30 | Phillips Petroleum Company | Creation and maintenance of the bed of a particle form evaporator |
US4578411A (en) | 1984-09-10 | 1986-03-25 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Process for making powdered rubber |
FR2804119B1 (fr) | 2000-01-24 | 2002-12-13 | Rhodia Chimie Sa | Procede de preparation de melanges-maitres a base de polymere et de particules minerales et melanges-maitres ainsi obtenus |
-
2000
- 2000-03-20 US US09/528,528 patent/US6555606B1/en not_active Expired - Fee Related
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- 2001-03-19 DE DE10113221A patent/DE10113221A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1273620A1 (de) * | 2001-07-02 | 2003-01-08 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Masterbatch funktionalisierter Russ und Elastomer(e) und dieses enthaltende Gegenstände - Reifen eingeschlossen |
US6753375B2 (en) | 2001-07-02 | 2004-06-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Process for preparing composite, composition and article thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR0100940A (pt) | 2001-10-30 |
US6555606B1 (en) | 2003-04-29 |
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