DE102009059207A1 - Zinc oxide-free, sulfur-crosslinkable rubber mixture, useful for making treads of tires, comprises a synthetic diene rubber and a dithiocarbamate accelerator - Google Patents
Zinc oxide-free, sulfur-crosslinkable rubber mixture, useful for making treads of tires, comprises a synthetic diene rubber and a dithiocarbamate accelerator Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009059207A1 DE102009059207A1 DE200910059207 DE102009059207A DE102009059207A1 DE 102009059207 A1 DE102009059207 A1 DE 102009059207A1 DE 200910059207 DE200910059207 DE 200910059207 DE 102009059207 A DE102009059207 A DE 102009059207A DE 102009059207 A1 DE102009059207 A1 DE 102009059207A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rubber
- phr
- sulfur
- zinc
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 47
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 18
- 239000012990 dithiocarbamate Substances 0.000 title claims abstract description 17
- DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N carbamodithioic acid Chemical compound NC(S)=S DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 15
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 14
- AUMBZPPBWALQRO-UHFFFAOYSA-L zinc;n,n-dibenzylcarbamodithioate Chemical group [Zn+2].C=1C=CC=CC=1CN(C(=S)[S-])CC1=CC=CC=C1.C=1C=CC=CC=1CN(C(=S)[S-])CC1=CC=CC=C1 AUMBZPPBWALQRO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 5
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 4
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 4
- MBBWTVUFIXOUBE-UHFFFAOYSA-L zinc;dicarbamodithioate Chemical group [Zn+2].NC([S-])=S.NC([S-])=S MBBWTVUFIXOUBE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 claims description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 6
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylguanidine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=N)NC1=CC=CC=C1 OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trimethyl-1h-quinoline Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC(C)(C)NC2=C1 ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- -1 aminosiloxane Chemical class 0.000 description 2
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- WITDFSFZHZYQHB-UHFFFAOYSA-N dibenzylcarbamothioylsulfanyl n,n-dibenzylcarbamodithioate Chemical compound C=1C=CC=CC=1CN(CC=1C=CC=CC=1)C(=S)SSC(=S)N(CC=1C=CC=CC=1)CC1=CC=CC=C1 WITDFSFZHZYQHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011326 mechanical measurement Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 2
- BOXSVZNGTQTENJ-UHFFFAOYSA-L zinc dibutyldithiocarbamate Chemical compound [Zn+2].CCCCN(C([S-])=S)CCCC.CCCCN(C([S-])=S)CCCC BOXSVZNGTQTENJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RKQOSDAEEGPRER-UHFFFAOYSA-L zinc diethyldithiocarbamate Chemical compound [Zn+2].CCN(CC)C([S-])=S.CCN(CC)C([S-])=S RKQOSDAEEGPRER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KMNUDJAXRXUZQS-UHFFFAOYSA-L zinc;n-ethyl-n-phenylcarbamodithioate Chemical compound [Zn+2].CCN(C([S-])=S)C1=CC=CC=C1.CCN(C([S-])=S)C1=CC=CC=C1 KMNUDJAXRXUZQS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- YBKBEKGVHFHCRI-UHFFFAOYSA-L zinc;piperidine-1-carbodithioate Chemical compound [Zn+2].[S-]C(=S)N1CCCCC1.[S-]C(=S)N1CCCCC1 YBKBEKGVHFHCRI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- DUBNHZYBDBBJHD-UHFFFAOYSA-L ziram Chemical compound [Zn+2].CN(C)C([S-])=S.CN(C)C([S-])=S DUBNHZYBDBBJHD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCS DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XODFSNXVWMJCOU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl thiocyanate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCSC#N XODFSNXVWMJCOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 4-n-(4-methylpentan-2-yl)-1-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(NC(C)CC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine Chemical compound C1=CC(NC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTACIUYXLGWTAE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;2-methylbuta-1,3-diene;styrene Chemical compound C=CC=C.CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 RTACIUYXLGWTAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000000000 cycloalkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004659 dithiocarbamates Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 229920005555 halobutyl Polymers 0.000 description 1
- 125000004968 halobutyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- ZHMIOPLMFZVSHY-UHFFFAOYSA-N n-[2-[(2-benzamidophenyl)disulfanyl]phenyl]benzamide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)NC1=CC=CC=C1SSC1=CC=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC=C1 ZHMIOPLMFZVSHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQHTWZRFOSRCCH-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);dicarbamodithioate Chemical class [Ni+2].NC([S-])=S.NC([S-])=S BQHTWZRFOSRCCH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical group N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004943 rubber silane Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005373 siloxane group Chemical group [SiH2](O*)* 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- TXDNPSYEJHXKMK-UHFFFAOYSA-N sulfanylsilane Chemical class S[SiH3] TXDNPSYEJHXKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M sulfenamide Chemical compound [Cl-].COC1=C(C)C=[N+]2C3=NC4=CC=C(OC)C=C4N3SCC2=C1C QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 1
- VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyltetrasulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012936 vulcanization activator Substances 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/39—Thiocarbamic acids; Derivatives thereof, e.g. dithiocarbamates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
- B60C1/0016—Compositions of the tread
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L7/00—Compositions of natural rubber
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung, insbesondere für Laufstreifen von Reifen, enthaltend zumindest einen synthetischen Dienkautschuk und zumindest einen Dithiocarbamat-Beschleuniger.The invention relates to a sulfur-crosslinkable rubber mixture, in particular for treads of tires, comprising at least one synthetic diene rubber and at least one dithiocarbamate accelerator.
Die Erfindung betrifft ferner einen Reifen, dessen Laufstreifen zumindest zum Teil aus der mit Schwefel vulkanisierten Kautschukmischung besteht.The invention further relates to a tire whose tread consists, at least in part, of the sulfur vulcanized rubber composition.
Dithiocarbamat-Beschleuniger sind in der Kautschuktechnologie zur Beschleunigung der Schwefelvernetzung von Dienkautschuken seit langem bekannt und werden auf Grund ihrer hohen Vulkanisationsgeschwindigkeit als Ultrabeschleuniger bezeichnet. Für genügende Verarbeitungssicherheit werden sie häufig im Verschnitt mit anderen, langsamer heizenden Beschleunigern eingesetzt. Bei der Verarbeitung schwefelvernetzbarer Kautschukmischungen ist es üblich und zur Vermeidung nachteiliger Effekte auf die Vulkanisateigenschaften auch notwendig, für die mit Dithiocarbamat-Beschleunigern beschleunigten Dienkautschukmischungen als essentiellen Aktivator Zinkoxid einzusetzen (s.
Zinkverbindungen in Kautschukmischungen sind jedoch in die Diskussion geraten, da es sich bei Zink um ein Schwermetall handelt, welches zudem ein Potenzial zur Schädigung der aquatischen Umwelt besitzt. Es wird befürchtet, dass insbesondere durch Abrieb von Reifen größere Mengen an Zink in die Umwelt gelangen könnten. Zum anderen stellen hohe Mengen an Zink in der Mischung ein Problem bei der Reifenfertigung dar, weil sich bei der Vulkanisation der Reifen Zinksulfid bildet, welches sich an den Entlüftungsventilen der Reifenformen ablagert und zu blockierten Entlüftungsventilen führen kann. Die blockierten Entlüftungsventile führen dann zu so genannten Schwindstellen im Reifen durch eingeschlossene Luftblasen.However, zinc compounds in rubber compounds have come into the discussion, since zinc is a heavy metal, which also has potential for damaging the aquatic environment. It is feared that especially by abrasion of tires larger amounts of zinc could get into the environment. On the other hand, high levels of zinc in the mixture pose a problem in tire manufacturing because the vulcanization of the tires produces zinc sulfide, which deposits on the vent valves of the tire molds and can result in blocked vent valves. The blocked vent valves then lead to so-called shrinkage points in the tire by trapped air bubbles.
Aufgrund der vorgenannten Probleme ist man bestrebt, den Anteil an Zinkverbindungen in Kautschukmischungen für Reifen zu reduzieren. Ein vollständiger Verzicht auf Zink in schwefelvernetzbaren Dienkautschukmischungen ist derzeit in der Regel nicht möglich, da es dann zu niedrigen Vernetzungsstärken und -geschwindigkeiten und deutlich geringeren Steifigkeiten bei den Vulkanisaten und damit zu nicht gewünschten Vulkanisateigenschaften kommt. Typischerweise werden heute in schwefelvernetzbaren Kautschukmischungen für Reifenlaufstreifen 2,5 bis 5 phr Zinkoxid eingesetzt.Due to the aforementioned problems, efforts are being made to reduce the proportion of zinc compounds in rubber compounds for tires. A complete abandonment of zinc in sulfur-crosslinkable diene rubber mixtures is currently generally not possible, since it then comes to low crosslinking strengths and speeds and significantly lower stiffnesses in the vulcanizates and thus unwanted vulcanizate properties. Typically, sulfur-crosslinkable rubber compounds for tire treads today use from 2.5 to 5 phr of zinc oxide.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Zinkgehalt in schwefelvernetzbaren Dienkautschukmischungen zu reduzieren, ohne dass Einbußen im Vulkanisationsverhalten und in den reifenrelevanten Vulkanisateigenschaften hingenommen werden müssen.The invention is based on the object of reducing the zinc content in sulfur-crosslinkable diene rubber mixtures without having to accept losses in the vulcanization behavior and in the tire-relevant vulcanizate properties.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Kautschukmischung 80 bis 100 phr zumindest eines synthetischen Dienkautschuks und 0,1 bis 5 phr zumindest eines Dithiocarbamat-Beschleunigers enthält und gleichzeitig frei von Zinkoxid ist.The object is achieved according to the invention characterized in that the rubber mixture contains 80 to 100 phr of at least one synthetic diene rubber and 0.1 to 5 phr at least one dithiocarbamate accelerator and at the same time is free of zinc oxide.
Die in dieser Schrift verwendete Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist dabei die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungsrezepturen. Die Dosierung der Gewichtsteile der einzelnen Substanzen wird dabei stets auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Mischung vorhandenen Kautschuke bezogen.The term phr (parts per hundred parts of rubber by weight) used in this document is the quantity used in the rubber industry for mixture formulations. The dosage of the parts by weight of the individual substances is always based on 100 parts by weight of the total mass of all the rubbers present in the mixture.
Durch den Einsatz eines Dithiocarbamat-Beschleunigers in einer Kautschukmischung, die im Wesentlichen auf synthetischen Dienkautschuken basiert, konnte überraschenderweise durch das gleichzeitige Weglassen des vormals als essenziell erachteten Zinkoxids eine Erhöhung der Vulkanisationsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Prozesssicherheit durch konstant gehaltene Anvulkanisationszeit erzielt werden. Dies führt zur Verbesserung der Produktivität durch Heizzeitverkürzung. Die erhaltenen Vulkanisate zeichnen sich zudem bei Härteanpassung durch einen erhöhten dynamischen Speichermodul E' bei höheren Temperaturen und eine erhöhte Dämpfung aus, was bei Verwendung als Reifenlaufstreifen zu mehr Grip und einem besseren Handlingverhalten führt. Diese Eigenschaften sind besonders bei so genannten Ultra High Performance-Reifen (UHP-Reifen, Hochgeschwindigkeitsreifen) wünschenswert. Die Mischung enthält deutlich weniger Zinkionen, wenn als Beschleuniger ein Zink-dithiocarbamat (höheres Molekulargewicht als Zinkoxid) und gleichzeitig kein Zinkoxid eingesetzt wird. Wird ein zinkfreier Dithiocarbamat-Beschleuniger eingesetzt ist die Mischung zinkfrei.By using a dithiocarbamate accelerator in a rubber mixture, which is based essentially on synthetic diene rubbers, it was surprisingly possible to increase the vulcanization rate by simultaneously omitting the previously considered essential zinc oxide with constant processability through constant scorch time. This leads to the improvement of productivity by Heizzeitverkürzung. The resulting vulcanizates are also characterized in hardness adjustment by an increased dynamic storage modulus E 'at higher temperatures and increased damping, resulting in more grip and better handling when used as a tire tread strip. These properties are particularly desirable in so-called ultra high performance tires (UHP tires, high speed tires). The mixture contains significantly less zinc ions if the accelerator used is a zinc dithiocarbamate (higher molecular weight than zinc oxide) and at the same time no zinc oxide. If a zinc-free dithiocarbamate accelerator is used, the mixture is zinc-free.
Durch den verminderten Anteil an Zink in der Mischung ergeben sich ökologische Vorteile und die Reifenproduktion wird durch Sulfidablagerungen in den Lüftungsventilen der Reifenformen deutlich weniger behindert. The reduced level of zinc in the mixture provides environmental benefits and tire production is significantly less hindered by sulphide deposits in the vent valves of the tire molds.
Die schwefelvernetzbare Kautschukmischung enthält 80 bis 100 phr zumindest eines synthetischen Dienkautschuks. Die Dienkautschuke können im Verschnitt eingesetzt werden. Zu den Dienkautschuken zählen alle Kautschuke mit einer ungesättigten Kohlenstoffkette, die sich zumindest teilweise von konjugierten Dienen ableiten. Besonders bevorzugt ist, wenn der Dienkautschuk ein Styrol-Butadien-Copolymer (SBR) ist. Dies bietet besondere Vorteile im Grip und im Handling.The sulfur crosslinkable rubber mixture contains 80 to 100 phr of at least one synthetic diene rubber. The diene rubbers can be used in the blend. The diene rubbers include all rubbers having an unsaturated carbon chain derived at least in part from conjugated dienes. Particularly preferred is when the diene rubber is a styrene-butadiene copolymer (SBR). This offers special advantages in terms of grip and handling.
Bei dem Styrol-Butadien-Copolymer kann es sich um lösungspolymerisiertes Styrol-Butadien-Copolymer (S-SBR) mit einem Styrolgehalt, bezogen auf das Polymer, von ca. 10 bis 45 Gew.-% und einem Vinylgehalt (Gehalt an 1,2-gebundenem Butadien, bezogen auf das gesamte Polymer) von 10 bis 70 Gew.-% handeln, welches zum Beispiel unter Verwendung von Lithiumalkylen in organischem Lösungsmittel hergestellt werden kann. Die S-SBR können auch gekoppelt und endgruppenmodifiziert sein. Es können aber auch emulsionspolymerisiertes Styrol-Butadien-Copolymer (E-SBR). sowie Mischungen aus E-SBR und S-SBR eingesetzt werden. Der Styrolgehalt des E-SBR beträgt ca. 15 bis 50 Gew.-% und es können die aus dem Stand der Technik bekannten Typen, die durch Copolymerisation von Styrol und 1,3-Butadien in wässriger Emulsion erhalten wurden, verwendet werden.The styrene-butadiene copolymer can be a solution-polymerized styrene-butadiene copolymer (S-SBR) having a styrene content, based on the polymer, of about 10 to 45% by weight and a vinyl content (content of 1.2 bound butadiene, based on the total polymer) of from 10 to 70% by weight, which can be prepared, for example, using lithium alkyls in organic solvent. The S-SBR can also be coupled and end-group modified. But it can also emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymer (E-SBR). and blends of E-SBR and S-SBR. The styrene content of E-SBR is about 15 to 50% by weight and the types known in the art obtained by copolymerization of styrene and 1,3-butadiene in aqueous emulsion can be used.
Andere einsetzbare synthetische Dienkautschuke sind beispielsweise synthetisches Polyisopren (IR), Polybutadien (BR), Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer, Butylkautschuk, Halobutylkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder modifizierte Dienkautschuke. Die modifizierten Dienkautschuke können auf lösungs- oder emulsionpolymerisiertem Styrol-Butadienkautschuk basieren. Bei der Modifizierung kann es sich um solche mit Hydroxylgruppen und/oder Epoxygruppen und/oder Siloxangruppen und/oder Aminogruppen und/oder Aminosiloxan und/oder Carboxylgruppen und/oder Phthalocyaningruppen handeln.Other synthetic diene rubbers which can be used are, for example, synthetic polyisoprene (IR), polybutadiene (BR), styrene-isoprene-butadiene terpolymer, butyl rubber, halobutyl rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) or modified diene rubbers. The modified diene rubbers may be based on solution or emulsion polymerized styrene-butadiene rubber. The modification may be those having hydroxyl groups and / or epoxy groups and / or siloxane groups and / or amino groups and / or aminosiloxane and / or carboxyl groups and / or phthalocyanine groups.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Kautschukmischung 5 bis 10 phr Naturkautschuk (NR), was bei Verwendung in Reifenlaufstreifen zu einem verbesserten Abriebverhalten führt.According to a preferred embodiment of the invention, the rubber mixture contains 5 to 10 phr of natural rubber (NR), which leads to improved abrasion behavior when used in tire treads.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung enthält 0,1 bis 5 phr zumindest eines Dithiocarbamat-Beschleunigers. Zu den Dithiocarbamat-Beschleunigern zählen Ammonium-, Zink- und andere Metall-dithiocarbamate, wie Blei-, Cadmium-, Kupfer-, Wismut- und Nickel-dithiocarbamate, die auch als Gemisch eingesetzt werden können.The rubber mixture according to the invention contains 0.1 to 5 phr of at least one dithiocarbamate accelerator. The dithiocarbamate accelerators include ammonium, zinc and other metal dithiocarbamates such as lead, cadmium, copper, bismuth and nickel dithiocarbamates, which may also be used as a mixture.
Für eine möglichst hohe Vulkanisationgeschwindigkeit bei gleichzeitig noch guter Verarbeitungssicherheit durch nicht zu schnelle Anvulkanisation hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Dithiocarbamat-Beschleuniger ein Zink-dithiocarbamat ist. So können beispielsweise Zink-dimethyldithiocarbamat (ZDMC), Zink-diethyldithiocarbamat (ZDEC), Zink-dibutyldithiocarbamat (ZDBC), Zink-pentamethylendithiocarbamat (Z5MC), Zink-ethylphenyldithiocarbamat (ZEPC) und Zink-dibenzyldithiocarbamat (ZBEC) oder Gemische aus diesen eingesetzt werden.For the highest possible vulcanization rate with at the same time still good processing safety by not too fast vulcanization, it has proved to be advantageous if the dithiocarbamate accelerator is a zinc dithiocarbamate. Thus, for example, zinc dimethyldithiocarbamate (ZDMC), zinc diethyldithiocarbamate (ZDEC), zinc dibutyldithiocarbamate (ZDBC), zinc pentamethylenedithiocarbamate (Z5MC), zinc ethylphenyldithiocarbamate (ZEPC) and zinc dibenzyldithiocarbamate (ZBEC) or mixtures of these can be used ,
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird als Dithiocarbamat-Beschleuniger Zink-dibenzyldithiocarbamat (ZBEC) eingesetzt. Dies bringt den Vorteil einer besonders hohen Verarbeitungssicherheit, da die Anvulkanisationszeit relativ hoch ist.According to a preferred development of the invention, the dithiocarbamate accelerator used is zinc dibenzyldithiocarbamate (ZBEC). This has the advantage of a particularly high level of processing reliability, since the scorching time is relatively high.
Die erfindungsgemäßen Mischungen ohne Zinkoxid, sind ohne sonstige Anpassungen des Mischungssystems weicher, zeigen eine geringere Shore-Härte. Um dieser Erweichung entgegen zu wirken, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Anteil an Weichmacher in der Mischung reduziert wird und maximal 40 phr beträgt. So kann man Mischungen erhalten, die sich bei gleicher Härte durch eine hohe Dämpfung bei hohen Temperaturen auszeichnen. Die Kautschukmischung kann Weichmacher wie aromatische, naphthenische oder paraffinische Mineralölweichmacher, MES (mild extraction solvate) oder TDAE (treated distillate aromatic extract) oder flüssige Polymere (z. B. flüssiges Polybutadien) aufweisen.The mixtures according to the invention without zinc oxide, are softer without any other adjustments of the mixing system, show a lower Shore hardness. To counteract this softening, it has proved to be advantageous if the proportion of plasticizer in the mixture is reduced and amounts to a maximum of 40 phr. So you can get mixtures that are characterized by the same hardness by a high attenuation at high temperatures. The rubber composition may include plasticizers such as aromatic, naphthenic or paraffinic mineral oil plasticizers, MES (mild extraction solvates) or TDAE (treated distillate aromatic extract) or liquid polymers (eg liquid polybutadiene).
Die Kautschukmischung kann als Füllstoffe Ruß und/oder Kieselsäure in üblichen Mengen enthalten. Sie kann außerdem noch andere Füllstoffe, wie beispielsweise Alumosilicate, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid, Titandioxid oder Kautschukgele enthalten.The rubber mixture may contain as fillers carbon black and / or silica in conventional amounts. It may also contain other fillers such as aluminosilicates, chalk, starch, magnesia, titania or rubber gels.
Die verwendbaren Ruße weisen bevorzugt folgende Charakteristika auf: DBP-Zahl (gemäß
Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und zur Anbindung der Kieselsäure und anderer ggf. vorhandener polarer Füllstoffe an den Dienkautschuk können Silan-Kupplungsagenzien in Kautschukmischungen eingesetzt werden. Die Silan-Kupplungsagenzien reagieren mit den oberflächlichen Silanolgruppen der Kieselsäure oder anderen polaren Gruppen während des Mischens des Kautschuks bzw. der Kautschukmischung (in situ) oder bereits vor der Zugabe des Füllstoffes zum Kautschuk im Sinne einer Vorbehandlung (Vormodifizierung). Als Silan-Kupplungsagenzien können dabei alle dem Fachmann für die Verwendung in Kautschukmischungen bekannten Silan-Kupplungsagenzien verwendet werden. Solche aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsagenzien sind bifunktionelle Organosilane, die am Siliciumatom mindestens eine Alkoxy-, Cycloalkoxy- oder Phenoxygruppe als Abgangsgruppe besitzen und die als andere Funktionalität eine Gruppe aufweisen, die gegebenenfalls nach Spaltung eine chemische Reaktion mit den Doppelbindungen des Polymers eingehen kann. Bei der letztgenannten Gruppe kann es sich z. B. um die folgenden chemischen Gruppen handeln: -SCN, -SH, -NH2 oder -Sx- (mit x = 2–8). So können als Silan-Kupplungsagenzien z. B. 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, 3-Thiocyanato-propyltrimethoxysilan oder 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)polysulfide mit 2 bis 8 Schwefelatomen, wie z. B. 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (TESPT), das entsprechende Disulfid oder auch Gemische aus den Sulfiden mit 1 bis 8 Schwefelatomen mit unterschiedlichen Gehalten an den verschiedenen Sulfiden, verwendet werden. TESPT kann dabei beispielsweise auch als Gemisch mit Industrieruß (Handelsname X50S der Firma Degussa) zugesetzt werden. Auch geblockte Mercaptosilane, wie sie z. B. aus der
Die Silan-Kupplungsagenzien werden in Mengen von 0,2 bis 30 Gewichtsteilen, vorzugsweise 1 bis 15 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Füllstoff, insbesondere Kieselsäure, eingesetzt, da dann eine optimale Anbindung des Füllstoffes an den oder die Kautschuke erfolgen kann.The silane coupling agents are used in amounts of from 0.2 to 30 parts by weight, preferably from 1 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of filler, in particular silica, since optimum bonding of the filler to the rubber (s) can then take place.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Kautschukmischung übliche Zusatzstoffe in üblichen Gewichtsteilen enthalten. Zu diesen Zusatzstoffen zählen Alterungsschutzmittel, wie z. B. N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin (6PPD), N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin (IPPD), 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (TMQ) und andere Substanzen, wie sie beispielsweise aus
Die Vulkanisation wird in Anwesenheit von Schwefel oder Schwefelspendern durchgeführt, wobei einige Schwefelspender zugleich als Vulkanisationsbeschleuniger wirken können. Schwefel oder Schwefelspender werden im letzten Mischungsschritt in den vom Fachmann gebräuchlichen Mengen (0,4 bis 4 phr, Schwefel bevorzugt in Mengen von 1,5 bis 2,5 phr) der Kautschukmischung zugesetzt.The vulcanization is carried out in the presence of sulfur or sulfur donors, with some sulfur donors can also act as a vulcanization accelerator. Sulfur or sulfur donors are added in the last mixing step in the amounts customary by the person skilled in the art (0.4 to 4 phr, sulfur, preferably in amounts of 1.5 to 2.5 phr) of the rubber mixture.
Des Weiteren kann die Kautschukmischung vulkanisationsbeeinflussende Substanzen wie weitere Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsverzögerer und Vulkanisationsaktivatoren in üblichen Mengen enthalten, um die erforderliche Zeit und/oder die erforderliche Temperatur der Vulkanisation noch besser zu kontrollieren und die Vulkanisateigenschaften weiter zu verbessern. Die weiteren Vulkanisationsbeschleuniger können dabei zum Beispiel ausgewählt sein aus folgenden Beschleunigergruppen: Thiazolbeschleuniger wie z. B. 2-Mercaptobenzothiazol, Sulfenamidbeschleuniger wie z. B. Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid (CBS), Thiurambeschleuniger wie Tetrabenzylthiuramdisulfid (TBzTD), Guanidinbeschleuniger wie z. B. N,N'-Diphenylguanidin (DPG) und Disulfide. Die Beschleuniger können auch in Kombination miteinander eingesetzt werden, wobei sich synergistische Effekte ergeben können.Furthermore, the rubber mixture may contain vulcanization-influencing substances such as further vulcanization accelerators, vulcanization retarders and vulcanization activators in conventional amounts in order to control the required time and / or temperature of the vulcanization even better and to further improve the vulcanizate properties. The further vulcanization accelerators can be selected, for example, from the following groups of accelerators: thiazole accelerators, such as, for example, B. 2-mercaptobenzothiazole, sulfenamide accelerators such as. B. benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid (CBS), thiuram accelerators such as tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD), guanidine accelerators such as. N, N'-diphenylguanidine (DPG) and disulfides. The accelerators can also be used in combination with each other, which can result in synergistic effects.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung erfolgt auf herkömmliche Art und Weise, wobei zunächst in der Regel eine Grundmischung, die sämtliche Bestandteile mit Ausnahme des Vulkanisationssystems (Schwefel und vulkanisationsbeeinflussende Stoffe) enthält, in ein oder mehreren Mischstufen hergestellt wird und im Anschluss durch Zugabe des Vulkanisationssystems die Fertigmischung erzeugt wird. Anschließend wird die Mischung weiterverarbeitet, z. B. durch einen Extrusionsvorgang, und in die entsprechende Form gebracht. Bevorzugt wird die Mischung in die Form eines Laufstreifens gebracht. Ein so erzeugter Laufstreifenmischungsrohling wird bei der Herstellung des Reifenrohlings, insbesondere Fahrzeugluftreifenrohlings, wie bekannt, aufgelegt. Der Laufstreifen kann aber auch auf einen Reifenrohling, der bereits alle Reifenteile bis auf den Laufstreifen enthält, in Form eines schmalen Kautschukmischungsstreifens aufgewickelt werden. Die auf diese Weise mit der erfindungsgemäßen Mischung hergestellten Reifen weisen einen geringen Zinkgehalt auf und zeichnen sich durch guten Grip und gutes Handling aus.The preparation of the rubber mixture according to the invention is carried out in a conventional manner, wherein initially, as a rule, a base mixture containing all constituents except the Vulkanisationssystems (sulfur and vulcanization-influencing substances), is prepared in one or more mixing stages and is subsequently produced by adding the vulcanization system, the finished mixture. Subsequently, the mixture is further processed, for. B. brought by an extrusion process, and in the appropriate form. Preferably, the mixture is brought into the form of a tread. A tread blending blank produced in this way is laid in the production of the green tire, in particular the pneumatic vehicle tire blank, as known. However, the tread may also be wound onto a green tire, which already contains all the tire parts except the tread, in the form of a narrow rubber compound strip. The tires produced in this way with the mixture according to the invention have a low zinc content and are characterized by good grip and good handling.
Die Erfindung soll nun anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen, die in der Tabelle 1 zusammengefasst sind, näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail with reference to comparative and exemplary embodiments, which are summarized in Table 1.
Die Vergleichsmischungen sind mit V, die erfindungsgemäßen Mischung sind mit E gekennzeichnet. Mischung 5(E) wurde durch weniger Weichmacher auf eine ähnliche Härte wie die Mischung 1(V) eingestellt.The comparison mixtures are with V, the mixture according to the invention are marked with E. Blend 5 (E) was adjusted to a hardness similar to Blend 1 (V) by less plasticizer.
Die Mischungsherstellung erfolgte unter üblichen Bedingungen in zwei Stufen in einem Labortangentialmischer. Es wurden die Umsatzzeiten bis zum Erreichen der relativen Vernetzungsgrade von 5 und 90% (t5, t90) über ein rotorloses Vulkameter (MDR = Moving Disc Rheometer) gemäß
- • Shore-A-Härte bei Raumtemperatur und 70°C gemäß
DIN 53 505 - • Rückprallelastizität bei 70°C gemäß
DIN 53 512 - • dynamische Speichermodul E' bei 55 und 100°C aus dynamisch-mechanischer Messung gemäß
DIN 53 513 - • Verlustfaktor tan δ bei 55 und 100° aus dynamisch-mechanischer Messung gemäß DIN 53 513 bei dynamischer Verformungsamplitude von 0,2–12% bei 0,2% Vorverformung und 10 Hz
b CB 2115, Columbian Chemicals Company, USAMixture preparation was carried out under standard conditions in two stages in a laboratory tangential mixer. Turnover times were reached until the relative crosslinking levels of 5 and 90% (t 5 , t 90 ) were reached via a rotorless vulcameter (MDR = Moving Disc Rheometer) according to
- • Shore A hardness at room temperature and 70 ° C according to
DIN 53 505 - • Resiliency at 70 ° C according to
DIN 53 512 - • dynamic storage modulus E 'at 55 and 100 ° C from dynamic-mechanical measurement according to
DIN 53 513 - • Loss factor tan δ at 55 and 100 ° from dynamic mechanical measurement according to DIN 53 513 with dynamic deformation amplitude of 0.2-12% at 0.2% pre-deformation and 10 Hz
b CB 2115, Columbian Chemicals Company, USA
Aus der Tabelle 1 wird ersichtlich, dass trotz reduziertem Zinkgehalt in den Mischungen 4(E) und 5(E) (nur Zink aus ZBEC in der Mischung, zu beachten sind dabei auch die unterschiedlichen Molekulargewichte von Zinkoxid und ZBEC und der prozentuale Anteil des Zinks an diesen) eine hohe Vulkanisationsgeschwindigkeit mit akzeptabler Anvulkanisationszeit bei gleichzeitig guten dynamischen Mischungseigenschaften vorliegt. Desweiteren ergibt sich bei der Mischung 5(E), die auf vergleichbare Härte eingestellt wurde, ein erhöhter dynamischer Speichermodul E' und eine deutlich erhöhte Dämpfung, die sich aus einer niedrigen Rückprallelastizität bei 70°C und erhöhten tan δ-Werten bei 55 und 100°C ablesen lässt. Besonders bei 100°C ist die Dämpfungszunahme extrem hoch.From Table 1 it can be seen that despite reduced zinc content in the mixtures 4 (E) and 5 (E) (only zinc from ZBEC in the mixture, attention should be paid to the different molecular weights of zinc oxide and ZBEC and the percentage of zinc at these) a high vulcanization rate with acceptable scorch time with good dynamic mixing properties is present. Furthermore, the mixture 5 (E), which has been set to comparable hardness, results in an increased dynamic storage modulus E 'and a significantly increased damping resulting from a low resiliency at 70 ° C. and increased tan δ values at 55 and 100 ° C read off. Especially at 100 ° C, the increase in attenuation is extremely high.
Bei Verwendung einer derartigen Mischung 5(E) als Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen bedeutet dies, dass mehr Grip bei tendenziell höherer dynamischer Steifigkeit erwartet werden kann. Dies ist sowohl beim Handling als auch beim Verhalten bei hohen Geschwindigkeiten, wie auf Rennstrecken, vorteilhaft.When using such a mixture 5 (E) as a tread of pneumatic vehicle tires, this means that more grip can be expected with a tendency for higher dynamic stiffness. This is advantageous both in handling and in behavior at high speeds, such as on racetracks.
Letztendlich ermöglicht die erfindungsgemäße Kautschukmischung die verbesserte Herstellung von nahezu zinkfreien Reifenlaufstreifenmischungen, die beim Reifen ein hohes Gripniveau bewirken.Finally, the rubber composition according to the invention enables the improved production of almost zinc-free tire tread compounds which cause a high level of grip in the tire.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 99/09036 [0021] WO 99/09036 [0021]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- W. Hofmann, H. Gupta, Handbuch der Kautschuktechnologie, Dr. Gupta Verlag, Ratingen, 2001, Kap. 7, S. 28 ff [0003] W. Hofmann, H. Gupta, Handbook of Rubber Technology, dr. Gupta Verlag, Ratingen, 2001, Ch. 7, p. 28 et seq. [0003]
- ASTM D 2414 [0020] ASTM D2414 [0020]
- ASTM D 3765 [0020] ASTM D 3765 [0020]
- ASTM D 1510 [0020] ASTM D 1510 [0020]
- DIN 66131 und 66132 [0020] DIN 66131 and 66132 [0020]
- J. Schnetger, Lexikon der Kautschuktechnik, 2. Auflage, Hüthig Buch Verlag, Heidelberg, 1991, S. 42–48 [0023] J. Schnetger, Encyclopedia of Rubber Technology, 2nd edition, Hüthig Buch Verlag, Heidelberg, 1991, pp. 42-48 [0023]
- DIN 53 529 [0029] DIN 53 529 [0029]
- DIN 53 505 [0029] DIN 53 505 [0029]
- DIN 53 512 [0029] DIN 53 512 [0029]
- DIN 53 513 [0029] DIN 53 513 [0029]
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009059207.5A DE102009059207B4 (en) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Rubber compound and its use |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009059207.5A DE102009059207B4 (en) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Rubber compound and its use |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009059207A1 true DE102009059207A1 (en) | 2011-06-22 |
DE102009059207B4 DE102009059207B4 (en) | 2016-06-02 |
Family
ID=44311226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102009059207.5A Active DE102009059207B4 (en) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Rubber compound and its use |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102009059207B4 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011053695A1 (en) | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | Rubber mixture, useful to manufacture e.g. vehicle pneumatic tire, comprises a styrene butadiene rubber, silicic acid, zinc oxide, stearic acid, a sulfur donating vulcanization accelerator and further additives |
DE102012107607A1 (en) | 2012-08-20 | 2014-02-20 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | rubber compound |
EP3130630A1 (en) | 2015-08-12 | 2017-02-15 | Humboldt Universität zu Berlin | Rubber compositions with low content of zinc oxide |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999009036A1 (en) | 1997-08-21 | 1999-02-25 | Osi Specialties, Inc. | Blocked mercaptosilane coupling agents for filled rubbers |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4004205A1 (en) * | 1990-02-12 | 1991-08-14 | Kraiburg Gummi | Rapid tyre retreading at relatively low temp. - using sulphur-vulcanisable mix. contg. min. 2 of thiazole(s), guanidine(s), thiuram(s) or di:thio-carbamate(s) in accelerator system |
US5677382A (en) * | 1994-12-19 | 1997-10-14 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | Ethylene-α-olefin-non-conjugated diene copolymer rubber composition |
US20030161975A1 (en) * | 2002-02-27 | 2003-08-28 | Lucas David M. | Polyisoprene condom |
US20070051447A1 (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-08 | Carlo Kanz | Pneumatic tire containing zinc phthalocyanine compound |
EP1991431B1 (en) * | 2006-03-03 | 2010-07-21 | PIRELLI TYRE S.p.A. | Tire made of a crosslinked elastomeric composition |
JP2009186928A (en) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Cleaning blade for image forming apparatus |
EP2345699A1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-20 | Armacell Enterprise GmbH | Silicone elastomer compounds and siloxane containing elastomer blends |
-
2009
- 2009-12-18 DE DE102009059207.5A patent/DE102009059207B4/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999009036A1 (en) | 1997-08-21 | 1999-02-25 | Osi Specialties, Inc. | Blocked mercaptosilane coupling agents for filled rubbers |
Non-Patent Citations (10)
Title |
---|
ASTM D 1510 |
ASTM D 2414 |
ASTM D 3765 |
DIN 53 505 |
DIN 53 512 |
DIN 53 513 |
DIN 53 529 |
DIN 66131 und 66132 |
J. Schnetger, Lexikon der Kautschuktechnik, 2. Auflage, Hüthig Buch Verlag, Heidelberg, 1991, S. 42-48 |
W. Hofmann, H. Gupta, Handbuch der Kautschuktechnologie, Dr. Gupta Verlag, Ratingen, 2001, Kap. 7, S. 28 ff |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011053695A1 (en) | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | Rubber mixture, useful to manufacture e.g. vehicle pneumatic tire, comprises a styrene butadiene rubber, silicic acid, zinc oxide, stearic acid, a sulfur donating vulcanization accelerator and further additives |
DE102012107607A1 (en) | 2012-08-20 | 2014-02-20 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | rubber compound |
EP2700670A1 (en) | 2012-08-20 | 2014-02-26 | Continental Reifen Deutschland GmbH | Rubber compound |
EP3130630A1 (en) | 2015-08-12 | 2017-02-15 | Humboldt Universität zu Berlin | Rubber compositions with low content of zinc oxide |
DE112016003643T5 (en) | 2015-08-12 | 2018-05-17 | Humboldt-Universität Zu Berlin | Compositions of low zinc oxide rubber |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102009059207B4 (en) | 2016-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2357211B1 (en) | Sulphur crosslinkable rubber composition | |
EP2452972B2 (en) | Commercial vehicle pneumatic tyre | |
EP2088169B1 (en) | Rubber composition and tyres made from same | |
EP1928949B1 (en) | Rubber compound and tyres | |
DE102005044998A1 (en) | Rubber compound and tires | |
EP1777260B1 (en) | Rubber composition and tire comprising thereof | |
EP2700670B1 (en) | Rubber compound | |
EP1767569A1 (en) | Rubber mixture and tires | |
EP2236316B1 (en) | Rubber compound | |
DE102009003720B4 (en) | Rubber mixture and its use | |
EP2241592B1 (en) | Rubber compound | |
DE102009059207B4 (en) | Rubber compound and its use | |
EP2298523B1 (en) | Rubber compound | |
EP2236315B1 (en) | Rubber compound | |
DE102020208165A1 (en) | Pneumatic vehicle tires | |
DE102013106476A1 (en) | rubber compound | |
EP2725059B1 (en) | Rubber composition and pneumatic tyre for a vehicle | |
DE102010016161B4 (en) | Rubber compound and its use | |
DE102009044393A1 (en) | Sulfur crosslinkable rubber mixture, useful for producing tires, preferably commercial vehicle tires, comprises polyisoprene, a highly crosslinked microgel whose surface is modified with polar groups and carbon black | |
DE102021209764A1 (en) | Sulphur-curable rubber lining mixture and pneumatic vehicle tires | |
DE102021206277A1 (en) | rubber compound and tires | |
DE102021206271A1 (en) | rubber compound and tires | |
EP4105277A1 (en) | Rubber composition and tyres | |
DE102009044190A1 (en) | Sulfur crosslinkable rubber compound and tires |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GMBH, 30165 HANNOVER, DE |