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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung eines Flüssigkautschuks in einer Kautschukzusammensetzung, die als Rohmaterial zum Herstellen vulkanisierter Kautschuke verwendbar ist, die hinsichtlich ihres Nassfahrverhaltens, ihrer Abriebbeständigkeit und ihrer Treibstoffeffizienz ausgewogen verbessert sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Reifen werden im Allgemeinen in sehr unterschiedlichen Fahrumgebungen verwendet und erfordern daher je nach Anwendung z.B. ein verbessertes Nassfahrverhalten. Unter Nassfahrverhalten wird die Haftung der Reifen auf regennasser Straßenoberfläche verstanden. Wenn eine Mischung für eine Kautschukzusammensetzung hinsichtlich des Nassfahrverhaltens zu verbessert wird, kann es jedoch vorkommen, dass der resultierende vulkanisierte Kautschuk in seiner Abriebbeständigkeit und seiner Treibstoffeffizienz verschlechtert ist. Daher besteht Bedarf an einem Verfahren, dass es erlaubt, diese Eigenschaften ausgewogen zu verbessern.
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Die
JP 5 687 281 B2 beschreibt ein Verfahren, in dem wenigstens eine Dienelastomerart und ein hydrogeniertes thermoplastisches Styrolelastomer in einer Menge von 18 bis 40 Gewichtsanteilen je 100 Gewichtsanteilen des Dienelastomers in einer Kautschukzusammensetzung für Laufflächen gemischt werden, um eine Reifenlauffläche zu entwickeln, die einen geringen Rollwiderstand und gleichzeitig gute Haftungseigenschaften bei Nässe aufweist.
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Die
JP 2014 189 698 A beschreibt ein Verfahren, in dem wenigstens ein Dienkautschuk und ein Elastomer, das durch teilweises Hydrogenieren eines Styrol-Dien-Styrol-Copolymers erhalten ist, in einer Kautschukzusammensetzung gemischt werden, um eine Kautschukzusammensetzung für Reifenlaufflächen bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Lenkstabilität sowie ihres Trocken- und Nassfahrverhaltens in einem höheren Maße als herkömmlicherweise verbessert sind.
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Die
JP 2015 110 703 A beschreibt ein Verfahren, in dem ein hydrogeniertes styrolbasiertes thermoplastisches Elastomer in einer Kautschukzusammensetzung gemischt wird, um eine Laufflächenkautschukzusammensetzung für Hochleistungsreifen bereitzustellen, die die Reifen hinsichtlich ihrer anfänglichen Haftungseigenschaften, ihrer Haftungseigenschaften und ihrer Haltbarkeit ausgewogen verbessern kann.
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Die
JP 2015 110 704 A beschreibt ein Verfahren, in dem ein Styrolbutadienkautschuk und ein hydrogeniertes styrolbasiertes thermoplastisches Elastomer in eine Kautschukzusammensetzung gemischt werden, um eine Laufflächenkautschukzusammensetzung für Hochleistungsnassreifen bereitzustellen, die die Reifen hinsichtlich ihrer anfänglichen Haftungseigenschaften, ihrer Haftungseigenschaften auf nasser Straßenoberfläche, ihrer Haftungseigenschaften auf trockener Straßenoberfläche und ihrer Abriebbeständigkeit verbessern kann.
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Allerdings besteht hinsichtlich der Anwendung der Kautschukzusammensetzungen gemäß den oben genannten Verfahren bei Reifen Raum für weitere Verbesserungen, um die aus diesen Kautschukzusammensetzungen hergestellten Reifen hinsichtlich ihres Nassfahrverhaltens, ihrer Abriebbeständigkeit und ihrer Treibstoffeffizienz ausgewogen zu verbessern.
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Die
DE 103 92 263 T5 zeigt ein hydriertes Copolymer, das durch Hydrieren eines unhydrierten Copolymers erhalten wurde, das konjugierte Dienmonomereinheiten und vinylaromatische Monomereinheiten umfasst, wobei das unhydrierte Copolymer wenigstens einen Polymerblock (H) aus den vinylaromatischen Monomereinheiten aufweist, und zwar mit einer eine funktionelle Gruppe enthaltenden Modifizierungsgruppe.
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Die
US 2008/0188621 A1 zeigt eine Kautschukzusammensetzung mit (A) 60 bis 0,1 Gewichtsteilen eines nicht-konjugierten Polyen-Copolymers, das ein statistisches Copolymer ist, das 96 bis 70 Mol-% der an alpha-Olefin-abgeleiteten Struktureinheiten und 4 bis 30 Mol-% an von einem nicht-konjugierten Polyen abgeleiteten Struktureinheiten enthält und eine Glasübergangstemperatur von -25 bis 20 °C aufweist, (B) 40 bis 99,9 Gewichtsteilen eines Dienkautschuks und (C) mindestens einem bestimmten weiteren Polymer.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkautschukverwendung für eine Kautschukzusammensetzung anzugeben, die es ermöglicht, dass ein daraus hergestellter vulkanisierter Kautschuk in seinem Nassfahrverhalten, seiner Abriebbeständigkeit und seiner Treibstoffeffizienz ausgewogen verbessert ist.
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Die Aufgabe wird von einer Verwendung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung ist in den Ansprüchen definiert. Die betreffende Kautschukzusammensetzung umfasst einen terminalmodifizierten Polystyrolbutadienkautschuk (nachfolgend „terminalmodifizierter SBR“ genannt) in einer Menge von 10 bis 80 Gewichtsanteilen, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Zusammensetzung als 100 Gewichtsanteile angesehen wird, und ein thermoplastisches Elastomer in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsanteilen je 100 Gewichtsanteilen der Kautschukkomponenten. Dieses thermoplastische Elastomer zeigt in dem Bereich von -20 bis 20 °C bei einem dynamischen Viskoelastizitätstest (Temperaturabhängigkeitsmessung bei 10 Hz) des Elastomers in Übereinstimmung mit JIS K6394 einen tanδ-Spitzenwert von 1 oder mehr. In der Kautschukzusammensetzung besteht die spezifizierte Menge der Kautschukkomponenten aus dem terminalmodifizierten SBR. Die Zusammensetzung umfasst ferner das thermoplastische Elastomer, das eine tanδ-Spitze in dem spezifizierten Temperaturbereich zeigt. Daher ist ein aus der Zusammensetzung erhaltener vulkanisierter Kautschuk in seinem Nassfahrverhalten verbessert.
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Das thermoplastische Elastomer bildet ferner in dem resultierenden vulkanisierten Kautschuk eine Phase, die keinen Füllstoff wie Ruß oder Silika enthält (füllstofffreie Phase), so dass der vulkanisierte Kautschuk hinsichtlich einer Spannungskonzentration entlastet wird, um in seiner Abriebbeständigkeit und seiner Treibstoffeffizienz verbessert zu sein. Wenn die Kautschukzusammensetzung insbesondere Silika als Füllstoff umfasst, wird die Dispergierbarkeit des Silikas in der Zusammensetzung verbessert, um den vulkanisierten Kautschuk hinsichtlich seines Nassfahrverhaltens zu verbessern.
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Die Kautschukzusammensetzung umfasst ferner wenigstens einen von einem Naturkautschuk (nachfolgend „NR“ genannt) und einem Polybutadienkautschuk (nachfolgend „BR“ genannt) Kautschukkomponenten. So kann der vulkanisierte Kautschuk hinsichtlich seines Nassfahrverhaltens, seiner Abriebbeständigkeit und seiner Treibstoffeffizienz in einer besseren Balance weiter vorteilhaft verbessert sein.
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Die Kautschukzusammensetzung umfasst ferner vorzugsweise ein Klebeharz mit einem Erweichungspunkt von 90 bis 160 °C und einem Zahlenmittel des Molekulargewichtes von 500 bis 3.000 in einer Menge von 1 bis 40 Gewichtsanteilen in Bezug auf die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten, wobei die Gesamtmenge als 100 Gewichtsanteile angesehen wird. Verwendet wird ein Flüssigkautschuk mit einer Tg von -40 °C oder weniger in einer Menge von 1 bis 40 Gewichtsanteilen in Bezug auf die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten, wobei die Gesamtmenge als 100 Gewichtsanteile angesehen wird. Dies kann den vulkanisierten Kautschuk hinsichtlich seines Nassfahrverhaltens weiter verbessern.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bei der erfindungsgemäßen Verwendung umfasst die Kautschukzusammensetzung als eine ihrer Kautschukkomponenten einen terminalmodifizierten SBR in einer Menge in einem spezifizierten Bereich und ferner ein spezifiziertes thermoplastisches Elastomer. Wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten als 100 Gewichtsanteile angesehen wird, beträgt der Gehalt des terminalmodifizierten SBR 10 bis 80 Gewichtsanteile, vorzugsweise 20 bis 70 Gewichtsanteile, und weitere Kautschukkomponenten sind NR und/oder BR. So kann der vulkanisierte Kautschuk hinsichtlich seines Nassfahrverhaltens, seiner Abriebbeständigkeit und seiner Treibstoffeffizienz in einer besseren Balance weiter vorteilhaft verbessert sein. Beispiele für einen Dienkautschuk, der sich von NR und BR unterscheidet und der in der Zusammensetzung enthalten sein kann, umfassen Polyisoprenkautschuk (IR), Chloroprenkautschuk (CR) und Nitrilkautschuk (NBR). Wenn erforderlich, wird ein Kautschuk, der wie oben beschrieben durch eine Modifizierung eines Kautschuks erhalten ist (zum Beispiel modifizierter NR), um eine gewünschte Eigenschaft des Kautschuks zu erhalten, bevorzugt verwendet.
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Die Kautschukzusammensetzung umfasst ein spezifiziertes thermoplastisches Elastomer in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsanteilen, vorzugsweise 1 bis 15 Gewichtsanteilen in Bezug auf die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten, wenn diese Gesamtmenge als 100 Gewichtsanteile angesehen wird. Das thermoplastische Elastomer ist ein thermoplastisches Elastomer, das im Bereich von -20 bis 20 °C in einem dynamischen Viskoelastizitätstest (Temperaturabhängigkeitsmessung bei 10 Hz) des Elastomers in Übereinstimmung mit JIS K6394 einen tanδ-Spitzenwert von 1 oder mehr aufweist. Das thermoplastische Elastomer ist insbesondere bevorzugt ein styrolbasiertes thermoplastisches Elastomer.
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Da als das thermoplastische Elastomer ein thermoplastisches Elastomer mit einer funktionellen Gruppe verwendet wird, die mit einem in die Kautschukzusammensetzung eingemischten Füllstoff interagieren kann, kann der vulkanisierte Kautschuk insbesondere hinsichtlich seiner Ermüdungsbeständigkeit vorteilhaft verbessert sein. Beispiele für eine solche funktionelle Gruppe umfassen eine Hydroxygruppe, eine Aminogruppe, eine Carboxygruppe, Maleinanhydrid, eine Silanolgruppe, eine Alkoxysilylgruppe, eine Epoxygruppe, eine Glycidylgruppe, Polyether und Polysiloxan. Ein Grund, warum die Verwendung den vorteilhaften Effekt hervorruft, könnte darin bestehen, dass Silika und/oder Ruß, die weiter unten als Füllstoff beschrieben werden, viele funktionelle Gruppen, wie Hydroxy-, Carboxy- und/oder Silanolgruppen aufweisen, so dass die funktionellen Gruppen mit funktionellen Gruppen, die das thermoplastische Elastomer aufweist, interagieren können, wodurch die Dispergierbarkeit des Füllstoffs in der Zusammensetzung verbessert wird.
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Die Kautschukzusammensetzung kann ferner ein Klebeharz mit einem Erweichungspunkt von 90 bis 160 °C und einem Zahlenmittel des Molekulargewichtes von 500 bis 3.000 in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 40 Gewichtsanteilen, weiter bevorzugt von 1 bis 25 Gewichtsanteilen in Bezug auf die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten umfassen, wenn diese Gesamtmenge als 100 Gewichtsanteile angesehen wird.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Flüssigkautschuks wird eine Verbesserung der Kautschukzusammensetzung nicht nur hinsichtlich der Bearbeitbarkeit, sondern auch hinsichtlich des Nassfahrverhaltens und der Abriebbeständigkeit eines aus dem resultierenden vulkanisierten Kautschuk hergestellten Reifens erzielt. Der Flüssigkautschuk hat eine Fluidität und besteht aus Kettenmolekülen, die jeweils ein Molekulargewicht von mehreren tausend aufweisen, und die einer Quervernetzungs- oder einer Kettenaustauschreaktion unterzogen werden, um in einen gummielastischen Körper umgewandelt zu werden. Der Flüssigkautschuk weist vorzugsweise an seinen Molekültermini Amino-, Hydroxy-, Carboxy-, Isocyanat- oder Thiolgruppen oder Halogenradikale oder andere solcher funktionellen Gruppen oder Radikale auf. Der Flüssigkautschuk ist zum Beispiel ein Flüssigkautschuk vom Dienkautschuktyp (1,2-BR, 1,4-BR, 1,4-IR, SBR, NBR, CR oder IIR), Silikonkautschuktyp, Urethankautschuktyp oder Polysulfidkautschuktyp. Die Mischungsmenge des Flüssigkautschuk in der Kautschukzusammensetzung beträgt 1 bis 40 Gewichtsanteile, weiter bevorzugt 1 bis 25 Gewichtsanteile in Bezug auf die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten, wenn die Gesamtmenge als 100 Gewichtsanteile angesehen wird.
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Silika als Füllstoff kann eine beliebige üblicherweise zur Kautschukverstärkung verwendbare Art sein, wie flüssiges Silika, trockenes Silika, Sol-Gel-Silika oder oberflächenbehandeltes Silika. Von diesen Arten wird flüssiges Silika bevorzugt. Die Mischungsmenge des Silikas beträgt vorzugsweise 20 bis 120 Gewichtsanteile, weiter bevorzugt 40 bis 100 Gewichtsanteile in Bezug auf die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten, wenn die Gesamtmenge als 100 Gewichtsanteile angesehen wird.
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Die Kautschukzusammensetzung kann ein Silankopplungsmittel umfassen. Das Silankopplungsmittel ist auf kein bestimmtes beschränkt, sofern es eines ist, das in seinem Molekül Schwefel enthält. In der Kautschukzusammensetzung sind verschiedene Silankopplungsmittel, die jeweils zusammen mit Silika gemischt werden, verwendbar. Beispiele dafür umfassen Sulfidsilane, wie Bis-(3-triethoxysilylpropyl)-tetrasulfid (z.B. „Si69“, hergestellt von der Degussa AG), Bis-(3-triethoxysilylpropyl)-disulfid (z.B. „Si75“, hergestellt von der Degussa AG), Bis-(2-triethoxysilylethyl)-tetrasulfid, Bis-(4-triethoxysilylbutyl)-disulfid, Bis-(3-trimethoxysilylpropyl)-tetrasulfid und Bis-(2-trimethoxysilylethyl)-disulfid, Mercaptosilane, wie γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltriethoxysilan, Mercaptopropylmethyldimethoxysilan, Mercaptopropyldimethylmethoxysilan und Mercaptoethyltriethoxysilan, und geschützte Mercaptosilane, wie 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und 3-Propionylthiopropyltrimethoxysilan. Die Mischungsmenge des Silankopplungsmittel beträgt vorzugsweise 1 bis 20 Gewichtsanteile, weiter bevorzugt 5 bis 15 Gewichtsanteile in Bezug auf 100 Gewichtsanteile des Silikas.
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Ruß als Füllstoff kann eine beliebige üblicherweise in der Gummiindustrie verwendete Rußart sein, wie SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF oder eine elektrisch leitende Rußart, wie Acetylenruß oder Ketjenruß. Der Ruß wird in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 70 Gewichtsanteilen, weiter bevorzugt 5 bis 60 Gewichtsanteilen in Bezug auf 100 Gewichtsanteile der Dienkautschuke in die Kautschukzusammensetzung eingemischt.
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Zusätzlich zu den Dienkautschuken, dem spezifizierten thermoplastischen Elastomer, dem Klebeharz, dem Flüssigkautschuk, dem Ruß, dem Silika und dem Silankopplungsmittel, die jeweils oben beschrieben sind, können die folgenden Beimischungen in die Kautschukzusammensetzung eingemischt werden: Vulkanisationsbeimischungen, Anti-Aging-Mittel, Zinkoxid, Stearinsäure, Weichmacher wie Wachs und Öl, prozessfördernde Mittel usw.
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Das Anti-Aging-Mittel kann ein üblicherweise für Kautschuke verwendetes Anti-Aging-Mittel sein. Beispiele dafür umfassen Anti-Aging-Mittel vom aromatischen Amintyp, Aminketontyp, Monophenoltyp, Bisphenoltyp, Polyphenoltyp, Dithiocarbamattyp und Thioureatyp. Solche Anti-Aging-Mittel können einzeln oder in Form einer geeigneten Mischung von zwei oder mehreren davon verwendet werden. Der Anti-Aging-Mittel-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,1 bis 20 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponenten.
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Beispiele für Vulkanisationsbeimischungen umfassen Vulkanisationsmittel wie Schwefel und organische Peroxide, Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsbeschleunigungshilfe und Vulkanisationsverzögerer.
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Die Schwefelart als eine der Vulkanisationsbeimischungen kann irgendeine übliche Schwefelart für Kautschuke sein. Beispiele dafür umfassen pulverförmigen Schwefel, gefällten Schwefel, unlöslichen Schwefel und hochdispergierbaren Schwefel. Wenn u.a. die physikalischen Eigenschaften und die Haltbarkeit des resultierenden vulkanisierten Kautschuks berücksichtigt werden, beträgt die Mischungsmenge des Schwefels vorzugsweise 0,1 bis 20 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponenten, wobei die Menge hinsichtlich des Schwefelgehalts vorliegt.
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Der Vulkanisationsbeschleuniger kann ein üblicherweise zur Kautschukvulkanisation verwendeter Vulkanisationsbeschleuniger sein. Beispiele dafür umfassen Vulkanisationsbeschleuniger vom Sulfenamidtyp, Thiuramtyp, Thiazoltyp, Thioureatyp, Guanidintyp und Dithiocarbamattyp. Solche Vulkanisationsbeschleuniger können einzeln oder in Form einer geeigneten Mischung von zwei oder mehreren davon verwendet werden. Die Mischungsmenge des Vulkanisationsbeschleunigers beträgt vorzugsweise 0,1 bis 20 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponenten.
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Die Kautschukkomponente kann unter Verwendung einer üblicherweise in der Gummiindustrie verwendeten Knetmaschine erhalten werden, wie einem Banbury-Mischer, einem Kneter oder einer Walze, um die Dienkautschuke, das spezifizierte thermoplastische Elastomer, das Klebeharz, den Flüssigkautschuk, den Ruß, das Silika und das Silankopplungsmittel, die jeweils oben beschrieben sind, und weitere wahlweise verwendete Komponenten, die u.a. Ruß, Vulkanisationsbeimischungen, Anti-Aging-Mittel, Zinkoxid, Stearinsäure, Weichmacher wie Wachs und Öl, prozessfördernde Mittel umfassen, zu mischen/kneten.
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Das Verfahren zum Mischen der jeweiligen Komponente mit den anderen ist auf kein bestimmtes beschränkt und kann zum Beispiel sein:
- - ein Verfahren, bei dem im Vorfeld Beimischungskomponenten, die anders als die Vulkanisationsbeimischungen wie schwefelhaltige Vulkanisationsmittel und Vulkanisationsbeschleuniger sind, gemischt/geknetet werden, um einen Masterbatch herzustellen, die übrigen Komponenten dort hinzugefügt und die gesamten Komponenten weiter gemischt/geknetet werden, oder
- - ein Verfahren, bei dem jede Komponente in einer beliebigen Reihenfolge hinzugefügt wird und die Komponenten dann gemischt/geknetet wird, oder
- - ein Verfahren, bei dem die gesamten Komponenten gleichzeitig hinzugefügt und gemischt/geknetet werden.
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BEISPIELE
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Im Folgenden werden Beispiele, darunter die konkreten Erfindungsbeispiele 5, 6 und 8, beschrieben, die u.a. den Gegenstand und die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung im Speziellen zeigen. Die Beispiele 1 bis 4 und 7 sind zur Bezugnahme angegeben und die Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden auf Basis von weiter unten beschriebenen Evaluierungskriterien evaluiert, wobei die Gummiproben jeweils durch Erhitzen und Vulkanisieren der jeweiligen Kautschukzusammensetzung bei 150 °C für 30 Minuten erhalten wurden.
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(1) Nassfahrverhalten (Haftungsverhalten bei Nässe)
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Ein von Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd. hergestelltes Viskoelastizitätsmessgerät wurde verwendet, um die Verlusttangente tanδ einer der Proben aus jedem der oben genannten Beispiele bei einer Frequenz von 10 Hz, einer statischen Belastung von 10 %, einer dynamischen Belastung von 1 % und einer Temperatur von 0 °C zu messen. Für jedes Beispiel ist der gemessene Wert als ein Index relativ zum Wert des Vergleichsbeispiels 1 dargestellt, wobei dieser Wert als 100 angesehen wird. Je größer der resultierende Zahlenwert ist, desto besser ist die Kautschukzusammensetzung hinsichtlich ihres Nassfahrverhaltens.
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(2) Exotherme Eigenschaften (geringe Exothermie)
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Ein von Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd. hergestelltes Viskoelastizitätsmessgerät wurde verwendet, um die Verlusttangente tanδ einer der Proben aus jedem der oben genannten Beispiele bei einer Frequenz von 10 Hz, einer statischen Belastung von 10 %, einer dynamischen Belastung von 1 % und einer Temperatur von 60 °C zu messen. Für jedes Beispiel ist der gemessene Wert als ein Index relativ zum Wert des Vergleichsbeispiels 1 dargestellt, wobei dieser Wert als 100 angesehen wird. Je kleiner der resultierende Zahlenwert ist, desto besser ist die Kautschukzusammensetzung hinsichtlich ihrer geringen Exothermie.
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(3) Abriebbeständigkeit
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Ein von Iwamoto Seisaku-sho Co., Ltd. hergestelltes Lambourn-Abriebmessgerät wurde verwendet, um den Abriebverlust einer der Proben aus jedem der oben genannten Beispiele bei einer Belastung von 40 N und einem Schlupfverhältnis von 30 % in Übereinstimmung mit JIS K6264 zu messen. Das Ergebnis ist als Kehrwert eines Index relativ zum Wert des Vergleichsbeispiels 1 dargestellt, wobei dieser Wert als 100 angesehen wird. Je größer der resultierende Zahlenwert ist, desto besser ist die Kautschukzusammensetzung hinsichtlich ihrer Abriebbeständigkeit.
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(Herstellung der Kautschukzusammensetzungen)
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Die Kautschukzusammensetzungen aus jedem der Beispiele 1 bis 8 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurden gemäß der Mischungsformulierungen in Tabelle 1 formuliert und dann unter Verwendung eines üblichen Banbury-Mischers geknetet, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen. Die in Tabelle 1 gezeigten Beimischungen sind im Folgenden aufgeführt. In Tabelle 1 wird die Mischungsmenge jeder der Beimischungen als ein numerischer Wert (in Gewichtsanteilen) angegeben, der sich auf 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponenten bezieht.
- a) Thermoplastische Elastomere
- - Thermoplastisches Elastomer 1: „S.O.E. S1605“, hergestellt von Asahi Kasei Corporation (Styrol-(hydrogeniertes SB)-Styrol-Block-Copolymer, tanδ-Spitzenwert = 1,38 und Spitzentemperatur = 18 °C)
- - Thermoplastisches Elastomer 2: „HYBRAR 7125“, hergestellt von Kuraray Co., Ltd. (Styrol-(hydrogeniertes IP)-Styrol-Block-Copolymer, tanδ-Spitzenwert = 1,84 und Spitzentemperatur = -6 °C)
- - Thermoplastisches Elastomer 3: „S.O.E. S1611“, hergestellt von Asahi Kasei Corporation (Styrol-(hydrogeniertes SB)-Styrol-Block-Copolymer, tanδ-Spitzenwert = 0,83 und Spitzentemperatur = 9 °C)
- - Thermoplastisches Elastomer 4: „Tuftec H1062“, hergestellt von Asahi Kasei Corporation (hydrogeniertes SEBS), tanδ-Spitzenwert = 0,86 und Spitzentemperatur = -47 °C)
- - Thermoplastisches Elastomer 5 (modifiziertes thermoplastisches Elastomer): 800 g Cyclohexan, 38 g ausreichend dehydriertes Styrol und 7,7 g sec-ButyllithiumLösung (10 Gewichts-%) in Cyclohexan wurden in ein druckfestes Gefäß gegeben, das mit einem Rührer ausgestattet ist, und es wurde eine Polymerisationsreaktion bei 50 °C für 1 Stunde durchgeführt. Als nächstes wurden 127 g einer Mischung aus Styrol und Butadien (Molverhältnis von Styrol zu Butadien = 3:4) hinzugegeben, und es wurde eine Polymerisationsreaktion für 1 Stunde durchgeführt. Es wurden 38 g Styrol hinzugegeben, und es wurde eine Polymerisationsreaktion für 1 Stunde durchgeführt. Danach wurden 2,5 g Chlortriethoxysilan hinzugegeben. Schließlich wurde Methanol hinzugegeben, um die Reaktion zu stoppen, um ein Styrol-(Styrol/Butadien)-Styrol-Block-Copolymer zu synthetisieren, das an einem seiner einzelnen Molekültermini eine Ethoxysilylgruppe aufweist. Die Reaktionslösung wurde unter reduziertem Druck destilliert, um das Lösungsmittel zu entfernen, um das thermoplastische Elastomer 5 herzustellen. Das Zahlenmittel des Molekulargewichtes betrug 163.000, das mittels eines GPC (Gelpermeationschromatograph) analysiert wurde. Der Styrolgehalt betrug 60 %, der tanδ-Spitzenwert betrug 1,23 und die Spitzentemperatur betrug 7 °C. Der verwendete GPC war ein von Tosoh Corporation hergestellter GPC „HPC-8020“. Tetrahydrofuran wurde als Lösungsmittel verwendet. Die Messung des Molekulargewichtes wurde anhand eines Standardpolystyrols vorgenommen.
- b) Kautschukkomponenten
- - nicht-terminalmodifizierter SBR: „VSL 5025-0HM“, hergestellt von Lanxess AG
- - terminalmodifizierter SBR: „HPR 350“, hergestellt von JSR Corporation
- - NR: „RSS #3“
- - BR: „ BR 150B “, hergestellt von Übe Industries Ltd.
- c) Silika: „NIPSILAQ“, hergestellt von Tosoh Silica Corporation
- d) Ruß: „DIABLACK N341“, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation
- e) Silankopplungsmittel: „Si69“, hergestellt von Evonik Degussa GmbH
- f) Öl: „PROCESS NC140“, hergestellt von Japan Energy Corporation
- g) Klebeharze:
- - Klebeharz 1: „FTR 6125“, hergestellt von Mitsui Chemicals Inc. (ein aus einem styrolbasierten Monomer und einem aliphatischen Monomer hergestelltes Copolymer, Erweichungspunkt = 125 °C, Molekulargewicht = 1.950)
- - Klebeharz 2: „FMR 0150“, hergestellt von Mitsui Chemicals Inc. (ein aus einem styrolbasierten Monomer und Inden hergestelltes Copolymer, Erweichungspunkt = 145 °C, Molekulargewicht = 1.190)
- - Klebeharz 3: „NITTO RESIN G90“, hergestellt von Nitto Chemical Co., Ltd. (Kumaronharz, Erweichungspunkt = 90 °C, Molekulargewicht = 770)
- h) Zinkblume: „Zinkblume Nr. 1“, hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
- i) Anti-Aging-Mittel: „ANTIGEN 6C“, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
- j) Stearinsäure: „LUNAC S-20“, hergestellt von Kao Corporation
- k) Wachs: „OZOACE 0355“, hergestellt von Nippon Seiro Co., Ltd.
- I) Schwefel: „5 % ölvermischter pulverförmiger Schwefel“, hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
- m) Vulkanisationsbeschleuniger:
- - Vulkanisationsbeschleuniger 1: „SOXINOL CZ“, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
- - Vulkanisationsbeschleuniger 2: „NOCCELER D“, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
- n) Flüssigkautschuke:
- - Flüssigkautschuk 1: „LBR 307“, hergestellt von Kuraray Co., Ltd. (flüssiges Polybutadien, Tg = -95 °C)
- - Flüssigkautschuk 2: „LIR 30“, hergestellt von Kuraray Co., Ltd (flüssiges Polyisopren, Tg = -63 °C)
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Den Ergebnissen in Tabelle 1 kann man entnehmen, dass der vulkanisierte Kautschuk der Kautschukzusammensetzung aus jedem der Beispiele 1 bis 8 hinsichtlich seines Nassfahrverhaltens, seiner Ermüdungsbeständigkeit und seiner Reißkraftbeständigkeit gegenüber jenen der Vergleichsbeispiele verbessert ist. [Tabelle 1]
| | Vergleichsbeispiele | Beispiele |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Thermoplastisches Elastomer 1 | | | 10 | | | 5 | 10 | | | | | | |
| Thermoplastisches Elastomer 2 | | | | | | | | 10 | | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Thermoplastisches Elastomer 3 | | | | 10 | | | | | | | | | |
| Thermoplastisches Elastomer 4 | | | | | 10 | | | | | | | | |
| Thermoplastisches Elastomer 5 | | | | | | | | | 10 | | | | |
| SBR (1) (nicht-terminalmodifiziert) | 70 | | 70 | | | | | | | | | | |
| SBR (2) (terminalmodifiziert) | | 70 | | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 |
| NR | | | | | | | | | | | | | 15 |
| BR | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 15 |
| Silika | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 |
| Kopplungsmittel | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Ruß | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Silankopplungsmittel | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Öl | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | | | 20 | |
| Flüssigkautschuk 1 | | | | | | | | | | 20 | | | 20 |
| Flüssigkautschuk 2 | | | | | | | | | | | 20 | | |
| Harz | | | | | | | | | | | | 10 | |
| Zinkblume | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
| Anti-Aging-Mittel | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Stearinsäure | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Wachs | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Schwefel | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Vulkanisationsbeschleuniger 1 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
| Vulkanisationsbeschleuniger 2 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Haftungsverhalten bei Nässe | 100 | 90 | 120 | 92 | 88 | 104 | 114 | 118 | 122 | 115 | 116 | 128 | 120 |
| Exotherme Eigenschaften | 100 | 75 | 108 | 84 | 77 | 80 | 83 | 82 | 76 | 80 | 80 | 88 | 83 |
| Abriebbeständigkeit | 100 | 110 | 98 | 96 | 92 | 110 | 108 | 108 | 112 | 126 | 124 | 112 | 124 |