DE102013104593A1 - rubber compound - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung, insbesondere für Fahrzeugluftreifen, Gurte, Riemen und Schläuche, sie sich durch eine verbesserte Verstärkungswirkung insbesondere bei hohen Dehnungen auszeichnet. Dazu ist die Kautschukmischung durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet: – wenigstens einen Dienkautschuk und – wenigstens ein telechel funktionalisiertes Additiv, wobei die funktionalisierten Enden in der Schwefelvulkanisation reaktiv sind, und – wenigstens einen Füllstoff und – weitere Zusatzstoffe.The invention relates to a sulfur-crosslinkable rubber mixture, in particular for pneumatic vehicle tires, belts, belts and hoses, which is distinguished by an improved reinforcing effect, especially in the case of high elongations. For this purpose, the rubber mixture is characterized by the following composition: at least one diene rubber and at least one telechelically functionalized additive, the functionalized ends being reactive in the sulfur vulcanization, and at least one filler and further additives.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kautschukmischung, insbesondere für Fahrzeugluftreifen, Gurte, Riemen und Schläuche. The invention relates to a rubber compound, in particular for pneumatic vehicle tires, straps, belts and hoses.
Die physikalischen Eigenschaften einer Kautschukmischung werden im Wesentlichen von der Art und auch zum Teil der Menge der darin enthaltenen Ingredienzien, wie beispielsweise verschiedene Polymere, Füllstoffe, Weichmacher, etc., bestimmt. Durch die Variation der einzelnen Mischungsbestandteile wird versucht die physikalischen Eigenschaften gezielt einzustellen. Wird allerdings eine Eigenschaft der Kautschukmischung verbessert, so verschlechtert sich in der Regel mindestens eine weitere Eigenschaft, so dass die Lösung dieser Zielkonflikte ein zentrales Thema in der Mischungsentwicklung der Kautschukmischungen darstellt. Insbesondere bei Kautschukmischungen, wie sie bevorzugt in Fahrzeugluftreifen und in weiteren technischen Gummiprodukten Verwendung finden, werden hohe Anforderungen an den ökologisch relevanten Eigenschaften Rollwiderstand gestellt. Eine Verbesserung des Rollwiderstandsverhaltens bedingt aber in der Regel eine Verschlechterung der Nassgriffeigenschaften. The physical properties of a rubber compound are determined essentially by the nature and also by the amount of the ingredients contained therein, such as, for example, various polymers, fillers, plasticizers, etc. By varying the individual components of the mixture, it is attempted to adjust the physical properties in a targeted manner. However, if a property of the rubber mixture is improved, as a rule at least one further property deteriorates, so that the solution of these target conflicts is a central issue in the development of mixtures of the rubber mixtures. Especially with rubber mixtures, as they are preferably used in pneumatic vehicle tires and in other technical rubber products, high demands are placed on the ecologically relevant properties rolling resistance. However, an improvement in the rolling resistance behavior usually causes a deterioration of the wet grip properties.
Um diesen Zielkonflikt zu lösen, sind schon vielfältige Ansätze verfolgt worden. So hat man beispielsweise unterschiedlichste Polymere, insbesondere auch thermoplastische Polymere, Harze und hochdisperse Füllstoffe für schwefelvulkanisierbare Kautschukmischungen eingesetzt und man hat versucht, die Vulkanisateigenschaften durch Modifikation der Mischungsherstellung zu beeinflussen. So ist beispielsweise in
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine schwefelvulkanisierbare Kautschukmischung bereitzustellen, die sich durch eine verbesserte Verstärkungswirkung, insbesondere bei hohen Dehnungen auszeichnet. Gleichzeitig soll insbesondere Nassbremsverhalten und Rollwiderstandsverhalten auf mindestens einem ähnlichen Niveau verbleiben. The invention is based on the object to provide a sulfur vulcanizable rubber mixture, which is characterized by an improved reinforcing effect, especially at high strains. At the same time, in particular wet braking behavior and rolling resistance behavior should remain at least at a similar level.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine schwefelvulkanisierbare Kautschukmischung, die durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet ist:
- – wenigstens einen Dienkautschuk und
- – wenigstens ein telechel funktionalisiertes Additiv, wobei die funktionalisierten Enden in der Schwefelvulkanisation reaktiv sind, und
- – wenigstens einen Füllstoff und
- – weitere Zusatzstoffe.
- At least one diene rubber and
- At least one telechelic functionalized additive, wherein the functionalized ends are reactive in sulfur vulcanization, and
- - at least one filler and
- - other additives.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich durch das Vorhandensein wenigstens eines telechel funktionalisierten Additivs, wobei die funktionalisierten Enden in der Schwefelvulkanisation reaktiv sind, in einer schwefelvulkanisierbaren Kautschukmischung, welche zusätzlich noch wenigstens einen Dienkautschuk und wenigstens einen Füllstoff enthält, sich eine deutlich verbesserte Verstärkungswirkung bei hohen Dehnung zeigt. Gleichzeitig ergeben sich keine nennenswerten Einbußen hinsichtlich des Rollwiderstandsverhaltens und des Nassbremsverhaltens. Surprisingly, it has been found that by the presence of at least one telechelic functionalized additive, wherein the functionalized ends in the sulfur vulcanization are reactive in a sulfur vulcanizable rubber mixture, which additionally contains at least one diene rubber and at least one filler, a significantly improved reinforcing effect at high elongation shows. At the same time, there are no significant losses with regard to the rolling resistance behavior and the wet braking behavior.
Dies gilt nicht nur für den Fahrzeuglaufstreifen, bei geteiltem Laufstreifen insbesondere für die Cap, sondern auch für weitere innere Reifenbauteile. Die Kautschukmischungen für die weiteren inneren Reifenbauteile werden im Folgenden zusammengefasst, und wie in der Reifentechnologie üblich, auch als body compounds oder body-Mischungen bezeichnet. This applies not only to the vehicle tread, with split tread especially for the cap, but also for other inner tire components. The rubber compounds for the other inner tire components are summarized below, and as commonly used in tire technology, also referred to as body compounds or body mixtures.
Weitere Anwendung findet die erfindungsgemäße Kautschukmischung in der Mischungsentwicklung für Riemen, Gurte und Schläuche. Auch hier sind Nassgriff und Rollwiderstandsverhalten von zentraler Bedeutung, z.B. bei Kautschukmischungen für Transportbänder im Außeneinsatz wie sie beispielsweise im Tagebau oder Erzabbau benötigt werden. Further application of the rubber mixture according to the invention in the development of mixtures for belts, belts and hoses. Again, wet grip and rolling resistance behavior are of central importance, e.g. for rubber compounds for conveyor belts in outdoor use, such as those needed in opencast mining or ore mining.
Erfindungswesentlich ist, dass die Kautschukmischung wenigstens ein telechel funktionalisiertes Additiv, wobei die funktionalisierten Enden in der Schwefelvulkanisation reaktiv sind, enthält. Das telechel funktionalisierte Additiv wird bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 50 phr, besonders bevorzugt in Mengen von 1 bis 30 phr und ganz besonders bevorzugt in Mengen von 1 bis 20 phr verwendet. Bei dem telechel funktionalisierten Additiv handelt es sich bevorzugt um telechel funktionalisierte, auch als telechel modifiziert bezeichnete, niedermolekulare Oligomere, insbesondere um Polyether, bevorzugt um Polyphenylenether (PPE). Telechel bedeutet hierbei, dass beide Endgruppen reaktiv sind. Niedermolekular bedeutet, dass das Molgewicht kleiner als 50.000 g/mol ist. Die reaktiven Endgruppen der erfindungsgemäß verwendeten Additive sind hierbei reaktiv in der Schwefelvulkanisation, d.h. die reaktiven Endgruppen wechselwirken mit dem Schwefelvulkanisationssystem. Hierbei kann es sich beispielsweise um Carboxygruppen, Aminogruppen, Epoxidgruppen, Vinylgruppen, Isocyanatgruppen, Dithiocarbamatgruppen, Thiosulfatgruppen oder Tosylatgruppen handelt. Insbesondere bei der Verwendung von Tosylatgruppen zeigen sich in der Kautschukmischung gute physikalische Eigenschaften, so dass diese besonders bevorzugt sind. Wie bereits erwähnt, zeigen sich besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Verstärkungswirkung bei Verwendung wenigstens einen telechel modifizierten PPE. Modifizierte Polyphenylenether, oft auch als Polyphenylenetherharze bezeichnet, sind beispielsweise aus
Polyphenylenether werden oft auch als Polyarylether, Polyarylenether oder Polyoxyphenylene bezeichnet. Polyphenylene ethers are also often referred to as polyaryl ethers, polyarylene ethers or polyoxyphenylenes.
Die Kautschukmischung enthält zumindest einen Dienkautschuk. Als Dienkautschuke werden Kautschuke bezeichnet, die durch Polymerisation oder Copolymerisation von Dienen und Cycloalkenen entstehen und somit entweder in der Hauptkette oder in den Seitengruppen C=C-Doppelbindungen aufweisen. Der Dienkautschuk ist dabei ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus natürlichem Polyisopren und / oder synthetischem Polyisopren und / oder Butadien-Kautschuk und / oder Styrolbutadienkautschuk und / oder lösungspolymerisierter Styrolbutadienkautschuk und / oder emulsionspolymerisierter Styrolbutadienkautschuk und / oder Nitrilkautschuk und / oder Chloroprenkautschuk und / oder Butylkautschuk und / oder Brombutylkautschuk und / oder Ethylen-Propylen-Dienkautschuk und / oder Styrol-Butadien-Copolymer und / oder Acrylnitril-Butadien-Copolymer und / oder Styrol-Isopren-Butadienkautschuk und / der Butadien-Isoprenkautschuk. The rubber mixture contains at least one diene rubber. Diene rubbers are rubbers which are formed by polymerization or copolymerization of dienes and cycloalkenes and thus have C = C double bonds either in the main chain or in the side groups. The diene rubber is selected from the group consisting of natural polyisoprene and / or synthetic polyisoprene and / or butadiene rubber and / or styrene-butadiene rubber and / or solution-polymerized styrene-butadiene rubber and / or emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber and / or nitrile rubber and / or chloroprene rubber and / or butyl rubber and / or bromobutyl rubber and / or ethylene-propylene-diene rubber and / or styrene-butadiene copolymer and / or acrylonitrile-butadiene copolymer and / or styrene-isoprene-butadiene rubber and / or butadiene-isoprene rubber.
Insbesondere Nitrilkautschuk, Chloroprenkautschuk, Acrylnitril-Butadien-Copolymer, Butylkautschuk, Halobutylkautschuk oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk kommen bei der Herstellung von technischen Gummiartikeln, wie Gurte, Riemen und Schläuche, zum Einsatz. In particular, nitrile rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer, butyl rubber, halobutyl rubber or ethylene-propylene-diene rubber are used in the production of technical rubber articles such as belts, belts and hoses.
Es ist aber durchaus möglich, dass die Kautschukmischung zusätzlich noch wenigstens einen weiteren Kautschuk enthält, der kein Dienkautschuk ist. However, it is quite possible that the rubber mixture additionally contains at least one further rubber, which is not a diene rubber.
Bevorzugt ist es, wenn die Kautschukmischung natürliches und / oder synthetisches Polyisopren und / oder Styrolbutadienkautschuk, welcher lösungspolymerisiert oder emulsionspolymerisiert sein kann, enthält und zwar in Mengen von 1 bis 100 phr, bevorzugt 1 bis 90 phr, besonders bevorzugt in Mengen von 1 bis 80 phr, wiederum besonders bevorzugt in Mengen von 1 bis 50 phr. It is preferred if the rubber mixture contains natural and / or synthetic polyisoprene and / or styrene-butadiene rubber, which may be solution-polymerized or emulsion-polymerized, in amounts of 1 to 100 phr, preferably 1 to 90 phr, particularly preferably in amounts of 1 to 80 phr, again particularly preferred in amounts of 1 to 50 phr.
Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich des Nassgriffs zeigen sich, wenn das natürliche oder synthetische Polyisopren modifiziert ist, wobei sich hier eine Modifizierung mit Epoxy-Gruppen als vorteilhaft erwiesen hat. Des Weiteren kann der Styrolbutadienkautschuk mit Hydroxylgruppen und / oder Epoxygruppen und / oder Siloxangruppen und / oder Aminogruppen und / oder Aminosiloxan und / oder Carboxylgruppen und / oder Phtalocyaningruppen modifiziert sein. Es kommen aber auch weitere, der fachkundigen Person bekannte, Modifizierungen, auch als Funktionalisierungen bezeichnet, in Frage. Particularly good wet-grip results are found when the natural or synthetic polyisoprene is modified, with modification with epoxy groups being found to be advantageous. Furthermore, the styrene-butadiene rubber may be modified with 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. But there are also other known to the expert person, modifications, also referred to as functionalizations in question.
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.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung enthält des Weiteren zumindest einen Füllstoffe, wobei es sich hier um einen hellen und / oder dunklen Füllstoff handeln kann. Die Gesamtmenge an Füllstoff kann somit nur aus hellem oder dunklem Füllstoff oder aus einer Kombination von hellen und dunklen Füllstoffen bestehen. The rubber mixture of the invention further contains at least one filler, which may be a light and / or dark filler here. The total amount of filler can thus consist only of light or dark filler or a combination of light and dark fillers.
Bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäße Kautschukmischung wenigstens einen dunklen Füllstoff enthält. Bei dem dunklen Füllstoff handelt es sich bevorzugt um Ruß und zwar bevorzugt in Mengen von 1 bis 100 phr, besonders bevorzugt in Mengen von 5 bis 80 phr und ganz besonders bevorzugt in Mengen von 10 bis 60 phr. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat der Ruß eine Iodzahl, gemäß
Die Verwendung eines solchen Russtyps in der Kautschukmischung, insbesondere für Fahrzeugluftreifen, gewährleistet einen bestmöglichen Kompromiss aus Abriebwiderstand und Wärmeaufbau, der wiederum den ökologisch relevanten Rollwiderstand beeinflusst. Bevorzugt ist hierbei, wenn lediglich ein Russtyp in der jeweiligen Kautschukmischung verwendet wird, es können aber auch verschiedene Russtypen in die Kautschukmischung eingemischt werden. The use of such a type of rubber in the rubber composition, in particular for pneumatic vehicle tires, ensures the best possible compromise between abrasion resistance and heat build-up, which in turn influences the ecologically relevant rolling resistance. It is preferred in this case if only one type of carbon black is used in the respective rubber mixture, but it is also possible for different types of carbon to be mixed into the rubber mixture.
Wird in der Kautschukmischung ein heller Füllstoff verwendet, so handelt es sich in einer bevorzugten Ausführungsform um Kieselsäure, bevorzugt Fällungskieselsäure. Die Verwendung von Kieselsäure zeigt in der Regel einen positiven Einfluss auf das Rollwiderstandsverhalten. Vorteilhafterweise enthält die erfindungsgemäße Kautschukmischung 1 bis 300 phr, bevorzugt 1 bis 250 phr, besonders bevorzugt 1 bis 200 phr, wiederum besonders bevorzugt 1 bis 150 phr, wiederum ganz besonders bevorzugt 1 bis 100 phr, Kieselsäure. Die in der Reifenindustrie eingesetzten Kieselsäuren sind in der Regel gefällte Kieselsäuren, die insbesondere nach ihrer Oberfläche charakterisiert werden. Zur Charakterisierung werden dabei die Stickstoff-Oberfläche (BET) gemäß
Die Kautschukmischung kann neben Kieselsäure und Ruß auch noch weitere Füllstoffe wie Aluminiumhydroxid, Schichtsilikate, Kalk, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid, Titandioxid, Kautschukgele, Kurzfasern usw. in beliebigen Kombinationen enthalten. In addition to silica and carbon black, the rubber mixture may also contain further fillers such as aluminum hydroxide, layered silicates, lime, chalk, starch, magnesium oxide, titanium dioxide, rubber gels, short fibers, etc. in any desired combinations.
Es können in der erfindungsgemäßen Kautschukmischung 0,1 bis 40 phr zumindest eines Weichmachers vorhanden sein. Dieser weitere Weichmacher ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mineralölen und / oder synthetischen Weichmachern und / oder Fettsäuren und / oder Fettsäurederivaten und / oder Harzen und / oder Faktisse und / oder Glyceriden und / oder Terpenen und / oder Saatenölen und / oder Biomass-To-Liquid-Ölen. 0.1 to 40 phr of at least one plasticizer may be present in the rubber mixture according to the invention. This further plasticizer is selected from the group consisting of mineral oils and / or synthetic plasticizers and / or fatty acids and / or fatty acid derivatives and / or resins and / or ingredients and / or glycerides and / or terpenes and / or vegetable oils and / or biomass to-liquid oils.
Bei der Verwendung von Mineralöl ist dieses bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus DAE (Destillated Aromatic Extracts) und / oder RAE (Residual Aromatic Extract) und / oder TDAE (Treated Destillated Aromatic Extracts) und / oder MES (Mild Extracted Solvents) und / oder naphtenische Öle. When using mineral oil, this is preferably selected from the group consisting of DAE (Distilled Aromatic Extracts) and / or RAE (Residual Aromatic Extract) and / or TDAE (Treated Distilled Aromatic Extracts) and / or MES (Mild Extracted Solvents) and / or naphthenic oils.
Weiterhin enthält die Kautschukmischung noch weitere Zusatzstoffe. Weitere Zusatzstoffe beinhaltet im Wesentlichen das Vernetzungssystem (Vernetzer, Schwefelspendern und / oder elementaren Schwefel, Beschleuniger und Verzögerer), Ozonschutzmittel, Alterungsschutzmittel, Mastikationshilfsmittel und weitere Aktivatoren. Der Mengenanteil der Gesamtmenge an weiteren Zusatzstoffen beträgt 3 bis 150 phr, bevorzugt 3 bis 100 phr und besonders bevorzugt 5 bis 80 phr. Furthermore, the rubber mixture contains other additives. Other additives essentially include the crosslinking system (crosslinkers, sulfur donors and / or elemental sulfur, accelerators and retarders), antiozonants, anti-aging agents, masticating agents and other activators. The proportion of the total amount of further additives is 3 to 150 phr, preferably 3 to 100 phr and more preferably 5 to 80 phr.
Der Mengenanteil an Vulkanisationsbeschleuniger im Mengananteil der weiteren Zusatzstoffe beträgt 0,1 bis 10 phr, bevorzugt 0,5 bis 5 phr, wobei zumindest ein Vulkanisationsbeschleuniger ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Thiazol-Beschleuniger, Mercapto-Beschleuniger, Sulfenamid-Beschleuniger, Sulfenimidbeschleuniger, Guanidin-Beschleuniger, Thiuram-Beschleuniger, Dithiocarbamat-Beschleuniger, Amin-Beschleuniger, Thioharnstoffe, Dithiophosphat-Beschleuniger und/oder andere Beschleuniger. Vorzugsweise wird mindestens ein Beschleuniger aus der Gruppe der Sulfenamid-Beschleuniger gewählt, wobei bevorzugt N-tert-Butyl-2-benzothiazolsulfenamid (TBBS) oder Cyclohexylbenzothiazolsulfenamid (CBS) Verwendung finden. The amount of vulcanization accelerator in Mengananteil the other additives is 0.1 to 10 phr, preferably 0.5 to 5 phr, wherein at least one vulcanization accelerator is selected from the group consisting of thiazole accelerator, mercapto accelerator, sulfenamide accelerator, sulfenimide accelerator , Guanidine accelerator, thiuram accelerator, dithiocarbamate accelerator, amine accelerator, thioureas, dithiophosphate accelerator and / or other accelerators. Preferably, at least one accelerator selected from the group of sulfenamide accelerators, wherein preferably N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamid (TBBS) or Cyclohexylbenzothiazolsulfenamid (CBS) find use.
Im Gesamtmengenanteil der weiteren Zusatzstoffe finden sich noch 0,1 bis 10 phr, bevorzugt 0,2 bis 8 phr, besonders bevorzugt 0,2 bis 4 phr, Zinkoxid. Es ist üblich, einer Kautschukmischung für die Schwefelvernetzung mit Vulkanisationsbeschleunigern Zinkoxid als Aktivator meist in Kombination mit Fettsäuren (z. B. Stearinsäure) zuzusetzen. Der Schwefel wird dann durch Komplexbildung für die Vulkanisation aktiviert. Das herkömmlicherweise verwendete Zinkoxid weist dabei in der Regel eine BET-Oberfläche von weniger als 10 m2/g auf. Es kann aber auch so genanntes nano-Zinkoxid mit einer BET-Oberfläche von 10 bis 60 m2/g verwendet werden. In the total amount of the other additives are still 0.1 to 10 phr, preferably 0.2 to 8 phr, more preferably 0.2 to 4 phr, zinc oxide. It is customary to add zinc oxide as activator, usually in combination with fatty acids (eg stearic acid), to a rubber mixture for sulfur crosslinking with vulcanization accelerators. The sulfur is then activated by complex formation for vulcanization. The conventionally used zinc oxide generally has a BET surface area of less than 10 m 2 / g. However, it is also possible to use so-called nano-zinc oxide having a BET surface area of 10 to 60 m 2 / g.
Die Vulkanisation der Kautschukmischung wird vorzugsweise in Anwesenheit von elementarem Schwefel oder Schwefelspendern durchgeführt, wobei einige Schwefelspender zugleich als Vulkanisationsbeschleuniger wirken können. Elementarer Schwefel oder Schwefelspender werden im letzten Mischungsschritt in den vom Fachmann gebräuchlichen Mengen (0,4 bis 9 phr, elementarer Schwefel bevorzugt in Mengen von 0 bis 6 phr, besonders bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 3 phr) der Kautschukmischung zugesetzt. Zur Kontrolle der erforderlichen Zeit und / oder Temperatur der Vulkanisation und zur Verbesserung der Vulkanisateigenschaften kann die Kautschukmischung vulkanisationsbeeinflussende Substanzen wie Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsverzögerer, die erfindungsgemäß in den obig beschriebenen Zusatzstoffen enthalten sind, und Vulkanisationsaktivatoren, wie obig beschrieben, enthalten. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung erfolgt nach dem in der Kautschukindustrie üblichen Verfahren, bei dem zunächst in ein oder mehreren Mischstufen eine Grundmischung mit allen Bestandteilen außer dem Vulkanisationssystem (Schwefel und vulkanisationsbeeinflussende Substanzen) hergestellt wird. Durch Zugabe des Vulkanisationssystems in einer letzten Mischstufe wird die Fertigmischung erzeugt. The vulcanization of the rubber mixture is preferably carried out in the presence of elemental sulfur or sulfur donors, with some sulfur donors can act simultaneously as a vulcanization accelerator. Elementary sulfur or sulfur donors are added to the rubber mixture in the last mixing step in amounts customary to the person skilled in the art (0.4 to 9 phr, elemental sulfur, preferably in amounts of 0 to 6 phr, more preferably in amounts of 0.1 to 3 phr). To control the required time and / or temperature of vulcanization and to improve the vulcanizate properties, the rubber composition may contain vulcanization-influencing substances such as vulcanization accelerators, vulcanization retarders contained in the above-described additives according to the invention, and vulcanization activators as described above. The preparation of the rubber mixture according to the invention is carried out according to the usual method in the rubber industry, in which first in one or more mixing stages, a base mixture with all components except the vulcanization system (sulfur and vulcanisationsbeeinflussende substances) is prepared. By adding the vulcanization system in a final mixing stage, the finished mixture is produced.
Die Fertigmischung wird z.B. durch einen Extrusionsvorgang weiterverarbeitet und in die entsprechende Form gebracht. The ready mix is e.g. further processed by an extrusion process and brought into the appropriate form.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, obig beschriebene Kautschukmischung, zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen, insbesondere zur Herstellung des Laufstreifens eines Reifens und / oder einer Body-Mischung eines Reifens und zur Herstellung von Riemen, Gurten und Schläuchen zu verwenden. The invention is further based on the object, above-described rubber mixture, for the production of pneumatic vehicle tires, in particular for the production of the tread of a tire and / or a body mixture of a tire and for the production of belts, straps and hoses to use.
Bei dem Fahrzeugluftreifen handelt es sich um einen PKW-Reifen oder um einen Nutzfahrzeugreifen, so dass die Kautschukmischung für den Laufstreifen und / oder für eine Body-Mischung eines PKWs oder eines Nutzfahrzeuges Verwendung findet. Der Begriff Body-Mischung beinhaltet im Wesentlichen Seitenwand, Innenseele, Apex, Gürtel, Schulter, Gürtelprofil, Squeege, Karkasse, Wulstverstärker, weitere Verstärkungseinlagen und / oder Bandage. The pneumatic vehicle tire is a passenger car tire or a commercial vehicle tire, so that the rubber mixture is used for the tread and / or for a body mix of a car or a commercial vehicle. The term body mix essentially includes sidewall, innerliner, apex, belt, shoulder, belt profile, squeegee, carcass, bead enhancer, other reinforcement inserts, and / or bandage.
Zur Verwendung in Fahrzeugluftreifen wird die Mischung bevorzugt in die Form eines Laufstreifens gebracht und bei der Herstellung des Fahrzeugreifenrohlings wie bekannt aufgebracht. Der Laufstreifen kann aber auch in Form eines schmalen Kautschukmischungsstreifens auf einen Reifenrohling aufgewickelt werden. Ist der Laufstreifen, wie eingangs beschrieben, zweigeteilt, so findet die Kautschukmischung bevorzugt Anwendung als Mischung für die Cap. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung zur Verwendung als Body-Mischung in Fahrzeugreifen erfolgt wie bereits für den Laufstreifen beschrieben. Der Unterschied liegt in der Formgebung nach dem Extrusionsvorgang oder dem Kalandriervorgang. Die so erhaltenen Formen der erfindungsgemäßen Kautschukmischung für eine oder mehrere unterschiedliche Body-Mischungen dienen dann dem Aufbau eines Reifenrohlings. Zur Verwendung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung in Riemen und Gurten, insbesondere in Fördergurten, wird die extrudierte oder kalandrierte Mischung in die entsprechende Form gebracht und dabei oder nachher häufig mit Festigkeitsträgern, z.B. synthetische Fasern oder Stahlcorde, versehen. Zumeist ergibt sich so ein mehrlagiger Aufbau, bestehend aus einer und / oder mehrerer Lagen Kautschukmischung, einer und / oder mehrerer Lagen gleicher und / oder verschiedener Festigkeitsträger und einer und / oder mehreren weiteren Lagen dergleichen und / oder einer anderen Kautschukmischung. For use in pneumatic vehicle tires, the mixture is preferably made in the form of a tread and applied as known in the manufacture of the vehicle tire blank. The tread may also be wound up in the form of a narrow rubber mix strip on a green tire. If the tread, as described above, divided into two, the rubber mixture is preferably used as a mixture for the cap. The preparation of the rubber mixture according to the invention for use as a body mixture in vehicle tires is carried out as already described for the tread. The difference lies in the shaping after the extrusion process or the calendering process. The thus obtained forms of the rubber mixture according to the invention for one or more different body mixtures then serve the construction of a green tire. To use the rubber composition of the present invention in belts and straps, especially in conveyor belts, the extruded or calendered mixture is formed into the appropriate shape and often or subsequently reinforced with reinforcing materials, e.g. synthetic fibers or steel cords. In most cases, this results in a multi-layered structure, consisting of one and / or several layers of rubber mixture, one and / or more layers of identical and / or different reinforcement and one and / or several other layers of the like and / or another rubber mixture.
Zur Verwendung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung in Schläuchen wird auf die aus der allgemeinen Kautschukliteratur bekannten Verfahren verweisen. For the use of the rubber mixture according to the invention in hoses, reference is made to the processes known from the general rubber literature.
Die Erfindung soll nun anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen, die in den Tabellen 1a und 1b und in den Tabellen 2a und 2b zusammengefasst sind, näher erläutert werden. In den Tabellen mit der Kennzeichnung „a“ sind jeweils die Mischungszusammensetzungen aufgeführt, in den Tabellen mit der Kennzeichnung „b“ sind die physikalischen Eigenschaften dieser Mischungen aufgelistet. Die mit „E“ gekennzeichneten Mischungen sind hierbei erfindungsgemäße Mischungen, während es sich bei den mit „V“ gekennzeichneten Mischungen um Vergleichsmischungen handelt. The invention will now be explained in more detail by means of comparison and exemplary embodiments, which are summarized in Tables 1a and 1b and in Tables 2a and 2b. In the tables labeled "a", the mixture compositions are listed, and the tables labeled "b" list the physical properties of these mixtures. The mixtures marked with "E" here are mixtures according to the invention, while the mixtures marked with "V" are comparative mixtures.
Bei sämtlichen in der Tabelle enthaltenen Mischungsbeispielen sind die angegebenen Mengenangaben Gewichtsteile, die auf 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk bezogen sind (phr). Die Mischungsherstellung erfolgte unter üblichen Bedingungen in zwei Stufen in einem Labortangentialmischer. Aus sämtlichen Mischungen wurden Prüfkörper durch Vulkanisation hergestellt und mit diesen Prüfkörpern für die Kautschukindustrie typische Materialeigenschaften bestimmt. Für die obig beschriebenen Tests an Prüfkörpern wurden folgende Testverfahren angewandt:
- • Shore-A-Härte bei Raumtemperatur gemäß
DIN 53 505 - • Rückprallelastizität bei Raumtemperatur und 70°C gemäß
DIN 53 512 - • Mooney-Viskosität gemäß
ASTM D1646 - • Dichte gemäß Archimedes Prinzip
- • Bruchenergiedichte gemäß
DIN 53 504 - • Bruchdehnung bei Raumtemperatur gemäß
DIN 53504 - • Zugfestigkeit bei Raumtemperatur gemäß
DIN 53 504 - • Spannungswert bei 50%, 100%, 200% und 300% Dehnung bei Raumtemperatur gemäß
DIN 53 504
bmit Tosylat-Gruppen modifizierter PPE
czusammengesetzt aus 3 phr Schwefel und 1,5 phr
bmit Tosylat-Gruppen modifizierter PPE
cPhenol-Fomaldehydharz, Durez12585, Sumitomo Europe
dHexamethoxymethyl Melaminharz HMMM
ezusammengesetzt aus 66,67% Schwefel und 33,33%
aNR mit 25% epoxymodifiziert, Ekoprena 25, Malaysian Rubber Board
bmit Tosylat-Gruppen modifizierter PPE Tabelle 1b
- • Shore A hardness at room temperature according to
DIN 53 505 - • Rebound resilience at room temperature and 70 ° C according to
DIN 53 512 - • Mooney viscosity according to
ASTM D1646 - • Density according to Archimede's principle
- • Breaking energy density according to
DIN 53 504 - • Elongation at room temperature according to
DIN 53504 - • tensile strength at room temperature according to
DIN 53 504 - • Voltage value at 50%, 100%, 200% and 300% elongation at room temperature according to
DIN 53 504
b with tosylate-modified PPE
c composed of 3 phr sulfur and 1.5 phr
b with tosylate-modified PPE
c phenol-fomaldehyde resin, Durez12585, Sumitomo Europe
d hexamethoxymethyl melamine resin HMMM
e composed of 66.67% sulfur and 33.33%
a NR with 25% epoxy modified, Ekoprena 25, Malaysian Rubber Board
b with tosylate-modified PPE Table 1b
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DIN 53 505 [0034] DIN 53 505 [0034]
- DIN 53 512 [0034] DIN 53 512 [0034]
- ASTM D1646 [0034] ASTM D1646 [0034]
- DIN 53 504 [0034] DIN 53 504 [0034]
- DIN 53504 [0034] DIN 53504 [0034]
- DIN 53 504 [0034] DIN 53 504 [0034]
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- ASTM D2226 Öltyp 103 [0034] ASTM D2226 Oil Type 103 [0034]
- ASTM D2226 Öltyp 103 [0034] ASTM D2226 Oil Type 103 [0034]
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DIN 53 505 |
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