DE102022212859A1

DE102022212859A1 - Schwefelvernetzbare Kautschukmischung, Vulkanisat der Kautschukmischung und Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE102022212859A1
Application number: DE102022212859.1A
Authority: DE
Inventors: Julien Davin; Julia Schöffel; Carla Recker; Christine Weber; David-Raphael Dauer; Gesa Tarantola; Fabian Schax; Nils Hojdis
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2022-11-30
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2024-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung, deren Vulkanisat und einen Fahrzeugreifen.Die schwefelvernetzbare Kautschukmischung enthält wenigstens die folgenden Bestandteile:- wenigstens einen Dienkautschuk,- wenigstens eine Kieselsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus hoch-dispergierbarer Kieselsäure, Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von weniger als 120 m2/g und Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von mehr als 200 m2/g und einer CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von weniger als 170 m2/g,- 1 bis 30 phf wenigstens eines Silans A mit der allgemeinen Summenformel A-I)(R1)oSi-R2-(S-R3)q-S-X;A-I)und- 0,5 bis 30 phf wenigstens eines Silans B mit der allgemeinen Summenformel B-I)(R1)oSi-R2-(S-R3)u-S-R2-Si(R1)oB-I)

Description

Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung, deren Vulkanisat und einen Fahrzeugreifen.
Die Kautschukzusammensetzung des Laufstreifens bestimmt in hohem Maße die Fahreigenschaften eines Fahrzeugreifens, insbesondere eines Fahrzeugluftreifens. Ebenso sind die Kautschukmischungen, die in Riemen, Schläuchen und Gurten Verwendung vor allem in den mechanisch stark belasteten Stellen finden, für Stabilität und Langlebigkeit dieser Gummiartikel im Wesentlichen verantwortlich. Daher werden an diese Kautschukmischungen für Fahrzeugluftreifen, Gurte, Riemen und Schläuche sehr hohe Anforderungen gestellt.
Es bestehen Zielkonflikte zwischen den meisten der bekannten Reifeneigenschaften wie Nassgriffverhalten, Bremsverhalten, Handling-Verhalten, Rollwiderstand, Wintereigenschaften, Abriebverhalten und Reißeigenschaften. Insbesondere bei Fahrzeugluftreifen wurden vielfältige Versuche unternommen, die Eigenschaften des Reifens durch die Variation der Polymerkomponenten, der Füllstoffe und der sonstigen Zuschlagstoffe vor allem in der Laufstreifenmischung positiv zu beeinflussen.
Dabei muss man berücksichtigen, dass eine Verbesserung in der einen Reifeneigenschaft oft eine Verschlechterung einer anderen Eigenschaft mit sich bringt.
In einem gegebenen Mischungssystem existieren zum Beispiel verschiedene, bekannte Möglichkeiten um das Handling-Verhalten zu optimieren, in dem die Steifigkeit der Kautschukmischung erhöht wird. Zu erwähnen sind hier z.B. eine Erhöhung des Füllgrades und die Erhöhung der Netzknotendichte der vulkanisierten Kautschukmischung. Während ein erhöhter Füllstoffanteil Nachteile im Rollwiderstand mit sich bringt, führt die Anhebung des Netzwerkes zu einer Verschlechterung in den Reißeigenschaften sowie der Nassgriffindikatoren der Kautschukmischung.
Es ist außerdem bekannt, dass Kautschukmischungen, insbesondere für den Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen, Kieselsäure als Füllstoff enthalten können. Zudem ist bekannt, dass sich Vorteile hinsichtlich des Rollwiderstandsverhaltens und der Prozessfähigkeit (Prozessierbarkeit) der Kautschukmischung ergeben, wenn die Kieselsäure mittels Silan-Kupplungsagenzien an das oder die Polymer(e) angebunden ist.
Im Stand der Technik bekannte Silan-Kupplungsagenzien gehen beispielsweise aus der DE 2536674 C3 und der DE 2255577 A1 hervor.
Prinzipiell kann unterschieden werden zwischen Silanen, die nur an Kieselsäure oder vergleichbare Füllstoffe anbinden und hierzu insbesondere wenigstens eine Silyl-Gruppe aufweisen, und Silanen, die zusätzlich zu einer Silyl-Gruppe eine reaktive Schwefel-Gruppierung, wie insbesondere eine S_x-Gruppierung (mit x > oder gleich 2) oder eine Mercapto-Gruppe S-H oder geblockte S-SG-Gruppierung aufweisen, wobei SG für Schutzgruppe steht, sodass das Silan durch Reaktion der S_x- oder S-H-Gruppierung oder der S-SG-Gruppierung nach Entfernen der Schutzgruppe bei der Schwefelvulkanisation auch an Polymere anbinden kann.
Im Stand der Technik sind zudem teilweise Kombinationen von ausgewählten Silanen offenbart.
Die EP 1085045 B1 offenbart eine Kautschukmischung enthaltend eine Kombination aus einem polysulfidischen Silan (Gemisch mit 69 bis 79 Gew.-% Disulfidanteil, 21 bis 31 Gew.-% Trisulfidanteil und 0 bis 8 Gew.-% Tetrasulfidanteil) und einem Silan, welches nur ein Schwefelatom aufweist und daher nicht an Polymere anbinden kann. Mit einem derartigen Silangemisch wird in Kombination mit Ruß und Kieselsäure als Füllstoff ein optimiertes Eigenschaftsbild hinsichtlich der Laborprediktoren für u. a. Rollwiderstand und Abrieb und beim Einsatz im Laufstreifen von Fahrzeugreifen optimale Reifeneigenschaften erzielt.
Die WO 2012092062 A1 offenbart eine Kombination aus einem geblockten Mercaptosilan (NXT) mit füllstoffverstärkenden Silanen, welche zwischen den Silylgruppen nicht-reaktive Alkylgruppen aufweisen.
Auch die WO 2019105614 A1 offenbart eine Kautschukmischung enthaltend eine Kombination aus einem an Polymere anbindenden Silan und einem füllstoffverstärkenden Silan.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kautschukmischung bereitzustellen, die sich nach Vulkanisation bei guten Bremseigenschaften durch eine verbesserte Haltbarkeit auszeichnet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kautschukmischung, die wenigstens die folgenden Bestandteile enthält:

- wenigstens einen Dienkautschuk,
- wenigstens eine Kieselsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus hoch-dispergierbarer Kieselsäure, Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von weniger als 120 m²/g und Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von mehr als 200 m²/g und einer CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von weniger als 170 m²/g,
- 1 bis 30 phf (Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Füllstoff in der Mischung) wenigstens eines Silans A mit der allgemeinen Summenformel A-I) (R¹)_oSi-R²-(S-R³)_q-S-X; A-I) und
- 0,5 bis 30 phf wenigstens eines Silans B mit der allgemeinen Summenformel B-I) (R¹)_oSi-R²-(S-R³)_u-S-R²-Si(R¹)_o B-I) wobei die Indices o unabhängig voneinander gleich 1, 2 oder 3 sind und die Reste R¹ gleich oder verschieden voneinander sein können und ausgewählt sind aus C₁-C₁₀-Alkoxygruppen, C₆-C₂₀-Phenoxygruppen, C₂-C₁₀-cyclischen Dialkoxygruppen, C₂-C₁₀- Dialkoxygruppen, C₄-C₁₀- Cycloalkoxygruppen, C₆-C₂₀- Arylgruppen, C₁-C₁₀-Alkylgruppen, C₂-C₂₀- Alkenylgruppen, C₂-C₂₀- Alkinylgruppen, C₇-C₂₀- Aralkylgruppen, Halogeniden oder Alkylpolyethergruppe -O-(R⁶-O)_r-R⁷, wobei die Reste R⁶ gleich oder verschieden sind und verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische/aromatische zweibindige C₁-C₃₀-Kohlenwasserstoffgruppen sind, r eine ganze Zahl von 1 bis 30 ist und die Reste R⁷ unsubstituierte oder substituierte, verzweigte oder unverzweigte einbindige Alkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen sind, oder zwei R¹ entsprechen einer Dialkoxygruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wobei dann o < 3 ist, oder es können zwei oder mehr Silane gemäß den Formeln A-I) und/oder B-I) über Reste R¹ oder durch Kondensation verbrückt sein; und wobei die Bedingung gilt, dass in den Formeln A-I) und B-I) in jeder (R¹)_oSi-Gruppe wenigstens ein R¹ aus denjenigen oben genannten Möglichkeiten ausgewählt ist, bei der dieses R¹ i) über ein Sauerstoffatom an das Siliziumatom gebunden ist oder ii) ein Halogenid ist; und wobei die Reste R² und R³ in jedem Molekül und innerhalb eines Moleküls gleich oder verschieden sein können und verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische/aromatische zweibindige C₁-C₃₀-Kohlenwasserstoffgruppen sind; und wobei q gleich 1 oder 2 oder 3 ist; und u gleich 1 oder 2 oder 3 ist; und X ein Wasserstoffatom oder eine -C(=O)-R⁸ Gruppe ist, wobei R⁸ ausgewählt ist aus Wasserstoff, C₁-C₂₀-Alkylgruppen, C₆-C₂₀-Arylgruppen, C₂-C₂₀-Alkenylgruppen und C₇-C₂₀-Aralkylgruppen.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass mit der Kombination der speziellen Silane A und B in einer Mischung, die zumindest eine der genannten Kieselsäuren enthält, eine Verbesserung des Eigenschaftsprofils im Hinblick auf die Haltbarkeit der Vulkanisate erzielt werden kann. Als Indikator für eine verbesserte Haltbarkeit der Vulkanisate dient dabei beispielsweise ein erhöhter Spannungswert bei 300 % Dehnung.
Von der Erfindung sind sämtliche vorteilhafte Ausgestaltungen, die sich unter anderem in den Patentansprüchen widerspiegeln, umfasst. Insbesondere sind von der Erfindung auch Ausgestaltungen umfasst, die sich durch Kombination unterschiedlicher Merkmale, beispielsweise von Bestandteilen der Kautschukmischung, unterschiedlicher Abstufungen bei der Bevorzugung dieser Merkmale ergeben, sodass auch eine Kombination eines ersten als „bevorzugt“ bezeichneten Merkmals oder im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsform beschriebenen Merkmals mit einem weiteren als z. B. „besonders bevorzugt“ bezeichneten Merkmal von der Erfindung umfasst ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Vulkanisat wenigstens einer erfindungsgemäßen Kautschukmischung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugreifen, der wenigstens ein erfindungsgemäßes Vulkanisat der erfindungsgemäßen Kautschukmischung in wenigstens einem Bauteil aufweist. Bevorzugt weist der Fahrzeugreifen wenigstens ein erfindungsgemäßes Vulkanisat zumindest im Laufstreifen auf.
Das erfindungsgemäße Vulkanisat und der erfindungsgemäße Fahrzeugreifen zeichnen sich durch ein optimiertes Eigenschaftsprofil aus Bremseigenschaften und Haltbarkeit aus.
Bei zweigeteilten Laufstreifen (oberer Teil: Cap und unterer Teil: Base) kann die erfindungsgemäße Kautschukmischung sowohl für die Cap als auch für die Base verwendet werden. Bevorzugt weist wenigstens die Cap oder wenigstens die Base oder wenigstens die Cap und die Base wenigstens ein erfindungsgemäßes Vulkanisat der erfindungsgemäßen Kautschukmischung auf.
Unter Fahrzeugreifen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Fahrzeugluftreifen und Vollgummireifen, inklusive Reifen für Industrie- und Baustellenfahrzeuge, LKW-, PKW- sowie Zweiradreifen verstanden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrzeugluftreifen um einen LKW-Reifen.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung ist ferner auch für andere Bauteile von Fahrzeugreifen geeignet, wie z. B. insbesondere dem Hornprofil, sowie für innere Reifenbauteile. Die erfindungsgemäße Kautschukmischung ist ferner auch für andere technische Gummiartikel, wie Bälge, Förderbänder, Luftfedern, Gurte, Riemen oder Schläuche, sowie Schuhsohlen geeignet.
Im Folgenden werden die Bestandteile der erfindungsgemäßen schwefelvernetzbaren Kautschukmischung näher beschrieben. Sämtliche Ausführungen gelten auch für das erfindungsgemäße Vulkanisat und den erfindungsgemäßen Fahrzeugreifen, der wenigstens ein erfindungsgemäßes Vulkanisat der erfindungsgemäßen Kautschukmischung in wenigstens in einem Bauteil aufweist.
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 in dieser Schrift auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Mischung vorhandenen Kautschuke bezogen mit einem Molekulargewicht M_w gemäß GPC von größer als 20000 g/mol.
Die in dieser Schrift verwendete Angabe phf (parts per hundred parts of filler by weight) ist dabei die in der Kautschukindustrie gebräuchliche Mengenangabe für Kupplungsagenzien für Füllstoffe.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung bezieht sich phf auf die vorhandene Kieselsäure, das heißt, dass andere eventuell vorhandene Füllstoffe wie Ruß nicht in die Berechnung der Silanmenge mit eingehen.
Erfindungsgemäß enthält die Kautschukmischung wenigstens einen Dienkautschuk. Als Dienkautschuke werden Kautschuke bezeichnet, die durch Polymerisation oder Copolymerisation von Dienen und/oder Cycloalkenen entstehen und somit entweder in der Hauptkette oder in den Seitengruppen C=C-Doppelbindungen aufweisen.
Der bzw. die Dienkautschuk(e) ist bzw. sind dabei bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichem Polyisopren (NR), synthetischem Polyisopren (IR), epoxidiertem Polyisopren (ENR), Butadien-Kautschuk (BR), Butadien-Isopren-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), insbesondere lösungspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk (SSBR) und emulsionspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk (ESBR), Styrol-Isopren-Kautschuk, Flüssigkautschuken mit einem Molekulargewicht M_w von größer als 20000 g/mol, Halobutyl-Kautschuk, Polynorbornen, Isopren-Isobutylen-Copolymer, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Acrylat-Kautschuk, Fluor-Kautschuk, Silikon-Kautschuk, Polysulfid-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk, Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer, hydriertem Acrylnitrilbutadien-Kautschuk und hydriertem Styrol-Butadien-Kautschuk.
Insbesondere Nitrilkautschuk, hydrierter Acrylnitrilbutadienkautschuk, Chloroprenkautschuk, Butylkautschuk, Halobutylkautschuk oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk kommen bei der Herstellung von technischen Gummiartikeln, wie Gurten, Riemen und Schläuchen, und/oder Schuhsohlen zum Einsatz. Dabei finden die dem Fachmann für diese Kautschuke bekannten - im Hinblick auf Füllstoffe, Weichmacher, Vulkanisationssysteme und Zuschlagstoffe besonderen - Mischungszusammensetzungen bevorzugte Anwendung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bzw. sind der bzw. die Dienkautschuk(e) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichem Polyisopren (NR), synthetischem Polyisopren (IR), Butadien-Kautschuk (BR), lösungspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk (SSBR) und emulsionspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk (ESBR). Eine derartige Kautschukmischung ist insbesondere für den Laufstreifen von Fahrzeugreifen geeignet. Natürliches Polyisopren wird verstanden als Kautschuk, der durch Ernte von Quellen wie Kautschukbäumen (Hevea brasiliensis) oder nicht-Kautschukbaumquellen (wie z. B. Guayule oder Löwenzahn (z. B. Taraxacum koksaghyz)) gewonnen werden kann. Unter natürlichem Polyisopren (NR) wird nicht synthetisches Polyisopren verstanden.
Das oder die eingesetzte(n) BR und SSBR kann/können mit Funktionalisierungen endgruppenmodifiziert und/oder entlang der Polymerketten modifiziert sein. Die Begriffe „Funktionalisierung“ und „Modifizierung“ werden synonym verwendet. Bei der Modifizierung kann es sich um solche mit Hydroxy-Gruppen und/oder Ethoxy-Gruppen und/oder Epoxy-Gruppen und/oder Siloxan-Gruppen und/oder Amino-Gruppen und/oder Aminosiloxan und/oder Carboxy-Gruppen und/oder Phthalocyanin-Gruppen und/oder Silan-Sulfid-Gruppen handeln.
Es kommen aber auch weitere dem Fachmann bekannte Funktionalisierungen in Frage. Bestandteil solcher Funktionalisierungen können Metallatome sein. Insbesondere können die Kautschuke mit solchen Gruppen funktionalisiert sein, die eine Anbindung an Kieselsäure als Füllstoff der Kautschukmischung ermöglichen.
Vorzugsweise enthält die Kautschukmischung 100 phr Naturkautschuk. Derartige Kautschukmischungen zeichnen sich durch ein besonders gutes Abriebverhalten aus.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung enthält wenigstens einer Kieselsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus hoch-dispergierbarer Kieselsäure, Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von weniger als 120 m²/g und Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von mehr als 200 m²/g und einer CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von weniger als 170 m²/g. Es können auch mehrere Kieselsäuren der vorgenannten Art in der Kautschukmischung enthalten sein.
Bei den Kieselsäuren kann es sich um die dem Fachmann bekannten Kieselsäuretypen, die als Füllstoffe für Kautschukmischungen geeignet sind, handeln. Dabei kann es sich auch um Kieselsäure handeln, welche aus dem Rückstand der Verbrennung von Reisschalen gewonnen wurden.
Als hoch-dispergierbare Kieselsäure können beispielsweise so genannte HD-Kieselsäuren, wie Zeosil^® 1165 MP der Firma Solvay, zum Einsatz kommen. Als Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von weniger als 120 m²/g können so genannte low-surface area-Kieselsäuren wie Zeosil^® 1085 der Firma Solvay, Frankreich zum Einsatz kommen. Letztere Kieselsäure hat eine Stickstoff-Oberfläche (BET-Oberfläche) (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von weniger als 105 m²/g und eine CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von weniger als 95 m²/g.
Kieselsäuren mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von mehr als 200 m²/g und einer CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von weniger als 170 m²/g können beispielsweise mit Verfahren erzeugt werden, die in der US 9359215 B2 offenbart sind.
Vorzugsweise enthält die Kautschukmischung zumindest eine Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von weniger als 120 m²/g. Auf diese Weise lassen sich erhält man Kautschukmischungen, deren Vulkanisate sich durch einen verringerten Rollwiderstand auszeichnen.
Für besonders vorteilhafte Vulkanisateigenschaften bei guter Verarbeitbarkeit enthält die Kautschukmischung 20 bis 180 phr Kieselsäure.
Für den Fall, dass mehrere verschiedene Kieselsäuren, die sich z. B. durch ihre BET-Oberfläche unterscheiden, in der erfindungsgemäßen Kautschukmischung enthalten sind, beziehen sich die genannten Mengenangaben immer auf die Gesamtmenge aller enthaltenen Kieselsäuren.
Die Begriffe „Kieselsäure“ und „Silika“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet.
Erfindungsgemäß enthält die Kautschukmischung 1 bis 30 phf, bevorzugt 2 bis 20 phf, besonders bevorzugt 2 bis 10 phf, wenigstens eines Silans A mit der allgemeinen Summenformel A-I) (R¹)_oSi-R²-(S-R³)_q-S-X; A-I) und 0,5 bis 30 phf, bevorzugt 0,5 bis 20 phf, besonders bevorzugt 1 bis 10 phf, wenigstens eines Silans B mit der allgemeinen Summenformel B-I) (R¹)_oSi-R²-(S-R³)_u-S-R²-Si(R¹)_o, B-I) wobei die oben genannten Definitionen und Ausführungen gelten. Die Herstellung von Silanen, die unter die Summenformel von A-I und B-I fallen, sind beispielsweise in der WO 2019105614 A1 offenbart.
Das erfindungsgemäß enthaltene Silan A ist durch die S-X-Gruppierung ein Silan, welches durch Abspalten von X, also des Wasserstoffatoms oder der -C(=O)-R⁸ Gruppe, an Polymere anbinden kann.
Es können auch verschiedene Silane mit verschiedenen Gruppen X im Gemisch vorliegen.
X ist ein Wasserstoffatom oder eine -C(=O)-R⁸ Gruppe, wobei R⁸ ausgewählt ist aus Wasserstoff, C₁-C₂₀ Alkylgruppen, vorzugsweise C₁-C₁₇, C₆-C₂₀-Arylgruppen, vorzugsweise Phenyl, C₂-C₂₀-Alkenylgruppen und C₇-C₂₀-Aralkylgruppen.
Bevorzugt ist X eine -C(=O)-R⁸ Gruppe, wobei R⁸ besonders bevorzugt eine C₁-C₂₀ Alkylgruppe ist; X ist hierbei somit eine Alkanoylgruppe.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Alkanoylgruppe insgesamt 1 bis 3 Kohlenstoffatome, insbesondere 2 Kohlenstoffatome auf.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Alkanoylgruppe insgesamt 7 bis 9 Kohlenstoffatome, insbesondere 8 Kohlenstoffatome auf.
Der Index q kann die Werte 1 oder 2 oder 3 annehmen. Bevorzugt ist q gleich 1.
Das erfindungsgemäß enthaltene Silan B weist einzelne Schwefelatome auf, die nicht an die Polymerketten des Dienkautschuks anbinden können, da die chemische Bindung -C-S-C- sich während der Vulkanisation üblicherweise nicht öffnet.
Der Index u kann die Werte 1 oder 2 oder 3 annehmen. Bevorzugt ist u gleich 1.
Bevorzugt ist R² eine Alkylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen und dabei bevorzugt -CH₂CH₂- oder -CH₂CH₂CH₂-, besonders bevorzugt -CH₂CH₂CH₂-.
Bevorzugt ist R³ eine Alkylgruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und dabei bevorzugt ausgewählt aus -CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂- und -CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-, besonders bevorzugt -CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-.
Sämtliche genannten Reste R¹ und Verbrückungen von einem oder mehreren Silanen über Reste R¹ können innerhalb einer Silyl-Gruppe miteinander kombiniert sein.
Für den Fall, dass zwei R¹ einer Dialkoxygruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen entsprechen und dann o < 3 (o kleiner drei) ist, ist das Siliziumatom Teil eines Ringsystems.
Für den Fall, dass zwei Silane gemäß Formel A-I) und/oder B-I) miteinander verbrückt sind, teilen sie sich einen Rest R¹ oder sind durch Kombination zweier Si-R¹-Gruppen miteinander über ein Sauerstoffatom verknüpft. Auf diese Weise können auch mehr als zwei Silane aneinander verknüpft sein. Im Anschluss an die Synthese des Silans gemäß Formel A-I) und/oder B-I) ist es somit denkbar, dass zwei Silane gemäß Formel A-I) und/oder B-I) über ein Sauerstoffatom oder über die Reste R¹ miteinander verbrückt werden. Auf diese Weise können auch mehr als zwei Silane aneinander verknüpft werden, wie beispielsweise über Dialkoxygruppen.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann somit auch Oligomere, die durch Hydrolyse und Kondensation oder durch Verbrücken mittels Dialkoxygruppen als R¹ der Silane A und/oder Silane B (Silane der Formel A-I) und/oder B-I)) entstehen, enthalten.
Die Silane gemäß den Formeln A-I) und B-I) umfassen durch die Bedingung, dass in den Formeln A-I) und B-I) in jeder (R¹)_oSi-Gruppe wenigstens ein R¹ aus denjenigen oben genannten Möglichkeiten ausgewählt ist, bei der dieses R¹ i) über ein Sauerstoffatom an das Siliziumatom gebunden ist oder ii) ein Halogenid ist, jeweils wenigstens einen Rest R¹, der als Abgangsgruppe dienen kann.
Insbesondere sind dies somit Alkoxy-Gruppen, Phenoxy-Gruppen oder sämtliche andere der genannten Gruppen, die mit einem Sauerstoffatom an das Siliziumatom gebunden sind, oder Halogenide.
Es ist bevorzugt, dass die Reste R¹ Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Alkoxygruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Halogenide umfassen, besonders bevorzugt sind Alkoxygruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Reste R¹ innerhalb einer Silylgruppe (R¹)_oSi- gleich und Alkoxygruppen mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, also Methoxygruppen oder Ethoxygruppen, ganz besonders bevorzugt Ethoxygruppen, wobei o gleich 3 ist.
Aber auch bei Oligomeren oder im Fall, dass zwei R¹ eine Dialkoxy-Gruppe bilden, sind die übrigen Reste R¹ bevorzugt Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Halogenide oder Alkoxygruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, also Methoxygruppen oder Ethoxygruppen, ganz besonders bevorzugt Ethoxygruppen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Ethoxygruppen in den Formeln der Silane mit EtO bzw. OEt abgekürzt dargestellt. Die beiden Schreibweisen verdeutlichen, dass Alkoxygruppen, wie Ethoxygruppen, über das Sauerstoffatom O an das Siliziumatom Si gebunden sind.
Prinzipiell können die Abkürzungen OEt und EtO aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Silan A die folgende Struktur gemäß Formel A-II): (EtO)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S-C(=O)-CH₃. A-II)
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Silan A die folgende Struktur gemäß Formel A-III): (EtO)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S-C(=O)-(CH₂)₆-CH₃. A-III)
Es ist auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Kautschukmischung ein Gemisch zweier oder mehrerer der Silane A-II) und A-III) enthält.
Es ist auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Kautschukmischung ein Gemisch der Silane A-II) und/oder A-III) mit wenigstens einem weiteren Silan der übergeordneten Formel A-I) enthält.
Die Gesamtmenge an enthaltenen Silanen A, die unter die Formel A-I) fallen, beträgt in jedem Fall 1 bis 30 phf, bevorzugt 2 bis 20 phf, besonders bevorzugt 2 bis 10 phf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Silan B die folgende Struktur gemäß Formel B-II):
, also (EtO)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S-(CH₂)₃-Si(OEt)₃.
Insbesondere mit einem Silan gemäß Formel B-II) werden besonders optimierte Handling- und Brems-Prediktoren erzielt.
Es ist auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Kautschukmischung ein Gemisch zweier Silane der Formel B-I), wie z. B. B-II) mit einem weiteren Silan der Formel B-I) enthält.
Die Gesamtmenge an enthaltenen Silanen B, die unter die Formel B-I) fallen, beträgt in jedem Fall 0,5 bis 30 phf, bevorzugt 0,5 bis 20 phf, besonders bevorzugt 0,5 bis 10 phf.
Insbesondere mit den bevorzugten und besonders bevorzugten Mengen und Ausführungsformen der Silane A und B ergeben sich sehr gute Eigenschaften hinsichtlich Handling- und Brems-Prediktoren.
Besonders bevorzugt beträgt das Massenverhältnis an enthaltenen Silanen A zu enthaltenen Silanen B 20:80 bis 90:10, bevorzugt 55:35 bis 70:25.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann ferner wenigstens einen Ruß, insbesondere einen Industrieruß enthalten.
Als Ruße kommen alle der fachkundigen Person bekannten Rußtypen in Frage. Zu den zum Einsatz kommenden Rußen zählen auch die sogenannten „recovered“, also zurückgewonnenen/recycelten Ruße. Die zum Einsatz kommenden Ruße können auch oxidiert sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält die Kautschukmischung 0 phr an Rußen, also keinen Ruß.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält die Kautschukmischung 0,1 bis 20 phr, insbesondere 0,1 bis 10 phr an Rußen.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann, bevorzugt möglichst geringe Mengen d.h. bevorzugt 0 bis 20 phr, besonders bevorzugt 0 bis 10 phr, weitere Füllstoffe enthalten. Zu den weiteren (nicht verstärkenden) Füllstoffen zählen im Rahmen der vorliegenden Erfindung weitere, andere Kieselsäuren, Alumosilicate, Kaolin, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid, Titandioxid oder Kautschukgele sowie Fasern (wie zum Beispiel Aramidfasern, Glasfasern, Carbonfasern, Cellulosefasern).
Weitere ggf. verstärkende Füllstoffe sind z. B. Kohlenstoffnanoröhrchen (carbon nanotubes (CNT) inklusive diskreter CNTs, sogenannte hollow carbon fibers (HCF) und modifizierte CNT, enthaltend eine oder mehrere funktionelle Gruppen, wie Hydroxy-, Carboxy und Carbonyl-Gruppen), Graphit und Graphene und sogenannte „carbon-silica dual-phase filler“.
Zinkoxid gehört im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht zu den Füllstoffen.
Des Weiteren kann die Kautschukmischung übliche Zusatzstoffe in üblichen Gewichtsteilen enthalten, die bei deren Herstellung bevorzugt in wenigstens einer Grundmischstufe zugegeben werden. Zu diesen Zusatzstoffen zählen

a) Alterungsschutzmittel, wie z. B. Diamine, wie N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin (6PPD), N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin (DPPD), N,N'-Ditolyl-p-phenylendiamin (DTPD), N-(1,4-dimethylpentyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin (7PPD), N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin (IPPD), oder Dihydrochinoline, wie 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (TMQ),
b) Aktivatoren, wie z. B. Zinkoxid und Fettsäuren (z. B. Stearinsäure) und/oder sonstige Aktivatoren, wie Zinkkomplexe wie z.B. Zinkethylhexanoat,
c) Aktivatoren und/oder Agenzien für die Anbindung von Füllstoffen, insbesondere Ruß, wie beispielsweise S-(3-Aminopropyl)Thioschwefelsäure und/oder deren Metallsalze (Anbindung an Ruß),
d) Ozonschutzwachse,
e) Harze,
f) Mastikationshilfsmittel, wie z. B. 2,2'-Dibenzamidodiphenyldisulfid (DBD) und
g) Prozesshilfsmittel, wie insbesondere Fettsäureester und Metallseifen, wie z.B. Zinkseifen und/oder Calciumseifen
h) Weichmacher, wie flüssige Polymere, Weichmacherharze und insbesondere wie aromatische, naphthenische oder paraffinische Mineralölweichmacher, wie z.B. MES (mild extraction solvate) oder RAE (Residual Aromatic Extract) oder TDAE (treated distillate aromatic extract), oder Rubber-to-Liquid-Öle (RTL) oder Biomass-to-Liquid-Öle (BTL) bevorzugt mit einem Gehalt an polycyclischen Aromaten von weniger als 3 Gew.-% gemäß Methode IP 346 oder Triglyceride, wie z. B. Rapsöl, oder Faktisse. Bei der Verwendung von Mineralöl ist dieses bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus DAE (Destillated Aromatic Extracts), RAE (Residual Aromatic Extract), TDAE (Treated Destillated Aromatic Extracts), MES (Mild Extracted Solvents) und naphthenischen Ölen.

Der Mengenanteil der Gesamtmenge an weiteren Zusatzstoffen beträgt bevorzugt 3 bis 150 phr, besonders bevorzugt 3 bis 100 phr und ganz besonders bevorzugt 5 bis 80 phr.
Im Gesamtmengenanteil der weiteren Zusatzstoffe kann Zinkoxid (ZnO) enthalten sein. Hierbei kann es sich um alle dem Fachmann bekannten Typen an Zinkoxid handeln, wie z.B. ZnO-Granulat oder -Pulver. Das herkömmlicherweise verwendete Zinkoxid weist in der Regel eine BET-Oberfläche von weniger als 10 m²/g auf. Es kann aber auch ein Zinkoxid mit einer BET-Oberfläche von 10 bis 100 m²/g, wie z.B. so genannte „nano-Zinkoxide“, verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung wird bevorzugt vulkanisiert verwendet, insbesondere in Fahrzeugreifen oder anderen vulkanisierten technischen Gummiartikeln.
Die Begriffe „vulkanisiert“ und „vernetzt“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet.
Die Vulkanisation der erfindungsgemäßen Kautschukmischung wird bevorzugt in Anwesenheit von Schwefel und/oder Schwefelspendern mit Hilfe von Vulkanisationsbeschleunigern durchgeführt, wobei einige Vulkanisationsbeschleuniger zugleich als Schwefelspender wirken können. Dabei ist der Beschleuniger ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Thiazolbeschleunigern, Mercaptobeschleunigern, Sulfenamidbeschleunigern, Thiocarbamatbeschleunigern, Thiurambeschleunigern, Thiophosphatbeschleunigern, Thioharnstoffbeschleunigern, Xanthogenat-Beschleunigern und Guanidin-Beschleunigern.
Bevorzugt ist die Verwendung eines Sulfenamidbeschleunigers, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsufenamid (CBS), N,N-Dicyclohexylbenzothiazol-2-sulfenamid (DCBS), N,N-Dibenzyl-2-benzothiazolsulfenamid (DBBS), Benzothiazyl-2-sulfenmorpholid (MBS), N-tert-Butyl-2-benzothiazylsulfenamid (TBBS), Sulfenimidbeschleunigern wie N-t-Butyl-2-benzothiazolsulfenimid (TBSI) und Guanidin-Beschleunigern wie Diphenylguanidin (DPG).
Als schwefelspendende Substanz können dabei alle dem Fachmann bekannten schwefelspendenden Substanzen verwendet werden.
Außerdem können in der Kautschukmischung Vulkanisationsverzögerer vorhanden sein.
Die Herstellung der 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 (z. B. Schwefel und vulkanisationsbeeinflussende Substanzen) hergestellt wird. Durch Zugabe des Vulkanisationssystems in einer letzten Mischstufe wird die Fertigmischung erzeugt. Es besteht auch die Möglichkeit Füllstoffe oder Teile der Füllstoffe in der letzten Mischstufe zur Mischung zu geben.
Die Fertigmischung wird z. B. durch einen Extrusionsvorgang oder Kalandrieren weiterverarbeitet und in die entsprechende Form gebracht.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung ist besonders für die Verwendung in Fahrzeugreifen, insbesondere Fahrzeugluftreifen geeignet. Hierbei ist die Anwendung in allen Reifenbauteilen prinzipiell denkbar, insbesondere in einem Laufstreifen, insbesondere in der Cap eines Laufstreifens mit Cap/Base-Konstruktion, wie oben bereits beschrieben.
Zur Verwendung in Fahrzeugreifen wird die Mischung als Fertigmischung vor der Vulkanisation bevorzugt in die Form eines Laufstreifens gebracht und bei der Herstellung des Fahrzeugreifenrohlings wie bekannt aufgebracht.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung zur Verwendung als Seitenwand oder sonstige Body- Mischung in Fahrzeugreifen erfolgt wie bereits beschrieben. Der Unterschied liegt in der Formgebung nach dem Extrusionsvorgang bzw. dem Kalandrieren der Mischung. Die so erhaltenen Formen der noch unvulkanisierten Kautschukmischung für eine oder mehrere unterschiedliche Body-Mischungen dienen dann dem Aufbau eines Reifenrohlings. Als Body-Mischung werden hierbei die Kautschukmischungen für die sonstigen Bauteile eines Reifen bezeichnet, wie im Wesentlichen Trennplatte, Innenseele (Innenschicht), Kernprofil, Gürtel, Schulter, Gürtelprofil, Karkasse, Wulstverstärker, Wulstprofil, Hornprofil und Bandage. Zur Verwendung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung in Riemen und Gurten, insbesondere in Fördergurten, wird die extrudierte noch unvulkanisierte Mischung in die entsprechende Form gebracht und dabei oder nachher häufig mit Festigkeitsträgern, z. B. synthetische Fasern oder Stahlcorden, versehen.
Anschließend erfolgt die Weiterverarbeitung durch Vulkanisation.
Die Erfindung soll nun anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen, die in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst sind, näher erläutert werden. Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen sind dabei mit „E“ und Vergleichsmischungen mit „V“ gekennzeichnet.
Es wurden Kautschukmischungen gemäß Tabelle 1 hergestellt. Die Mischungsherstellung erfolgte nach den in der Kautschukindustrie üblichen Verfahren unter üblichen Bedingungen in drei Stufen in einem Labormischer bei dem zunächst in der ersten Mischstufe (Grundmischstufe) alle Bestandteile außer dem Vulkanisationssystem (Schwefel und vulkanisationsbeeinflussende Substanzen) vermischt wurden. In der zweiten Mischstufe wurde die Grundmischung nochmals durchmischt. Durch Zugabe des Vulkanisationssystems in der dritten Stufe (Fertigmischstufe) wurde die Fertigmischung erzeugt, wobei bei 90 bis 120 °C gemischt wurde.
Aus sämtlichen Mischungen wurden Prüfkörper durch Vulkanisation nach t₉₅- t₁₀₀ (gemessen am Moving Disc Rheometer gemäß ASTM D 5289-12/ ISO 6502) unter Druck bei 160 °C - 170 °C hergestellt und mit diesen Prüfkörpern für die Kautschukindustrie typische Materialeigenschaften mit den im Folgenden angegebenen Testverfahren ermittelt.

- konditionierte Shore-A-Härte bei RT in Anlehnung an DIN ISO 7619-1, zehnfach mit 5 MPa vorkonditioniert und anschließend nach ISO 868 geprüft
- Rückprallelastizität bei 70 °C gemäß ISO 4662
- Spannungswert bei 300 % Dehnung bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 504
- Maximaler Verlustfaktor tan δ_max bei 55 °C als Maximalwert über den Dehnungssweep aus dynamisch-mechanischer Messung bei einer Frequenz von 10 Hz gemäß ISO 4664-1
- Abrieb bei Raumtemperatur gemäß DIN/ISO 4649

Detaillierte Beschreibungen zur Herstellung der Silane A-II und B-II finden sich beispielsweise in der WO 2019105614 A1 . Tabelle 1

Bestandteile	Einh.	1(V)	2(V)	3(V)	4(V)	5(E)	6(E)	7(E)
NR	phr	10	10	10	10	10	10	10
high cis BR^a)	phr	18	18	18	18	18	18	18
SSBR^b)	phr	72	72	72	72	72	72	72
Kieselsäure A^c	phr	95	95	95	-	-	-	-
Kieselsäure B^d)	phr	-	-	-	95	-	-	-
Kieselsäure C^e)	phr	-	-	-	-	95	-	-
Kieselsäure D^f)	phr	-	-	-	-	-	95	-
Kieselsäure E^g)	phr	-	-	-	-	-	-	95
Weichmacheröl	phr	35	35	35	35	35	35	35
Alterungsschutzmittel, Prozesshilfsmittel, Zinkoxid	phr	9	9	9	9	9	9	9
Silan TESPD^h)	phr	6,84	-	-	-	-	-	-
geblocktes Silanⁱ⁾	phr	-	9,69	-	-	-	-	-
Silan A-II^j)	phr	-	-	6,15	7,46	5,96	3,17	5,96
Silan B-II^k)	phr	-	-	3,62	4,39	3,51	1,86	3,51
Vulkanisationsbeschleuniger	phr	4	4	4	4	4	4	4
Schwefel	phr	2	2	2	2	2	2	2

Tabelle 1 (fortgesetzt)

Eigenschaften	Einh.	1(V)	2(V)	3(V)	4(V)	5(E)	6(E)	7(E)
kond. Shore-A-Härte bei RT	ShA	62,1	60,5	65,8	69,2	70,0	58,8	60,8
Rückprallelastizität bei 70 °C	%	48,7	53,5	53,5	50,3	52,7	63,1	54,7
Spannungswert bei 300 %	MPa	6,6	7,3	8,3	8,4	9,8	10,6	9,7
tan δ_max bei 55 °C	-	0,182	0,159	0,166	0,178	0,175	0,113	0,155
Abrieb	mm3	117	124	131	139	128	141	122

Die Mengen der Silane wurden an die unterschiedlichen Oberflächen der Kieselsäure und damit der OH-Gruppen an der Oberfläche angepasst.

a) Europrene^® Neocis BR40, Fa. Polimeri
b) SSBR Sprintan^® SLR-4601, Fa. Trinseo
c) Kieselsäure: ULTRASIL^® VN 3 GR, Fa. Evonik Industries
d) Kieselsäure: Zeosil^® Premium 200 MP, Fa. Solvay
e) Kieselsäure: Zeosil^® 1165 MP, Fa. Solvay
f) Kieselsäure: Zeosil^® 1085 GR, Fa. Solvay
g) Kieselsäure: hergestellt gemäß US 9359215 B2 , BET-Oberfläche = 220 g/m² (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) und CTAB-Oberfläche = 160 g/m² (gemäß ASTM D 3765)
h) 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)disulfid
i) 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan (geblocktes Mercaptosilan), NXT™, Fa Momentive
j) S-(6-((3-(Triethoxysilyl)propyl)thio)hexyl)thioacetat)
k) 1,6-Bis(thiopropyltriethoxysilyl)hexan)

Aus der Tabelle 1 wird ersichtlich, dass bei Kombination der speziellen Kieselsäuren C, D und E mit den speziellen Silanen gegenüber der Kombination der Kieselsäure A und B mit den speziellen Silanen ein verbesserter Spannungswert bei 300 % Dehnung zu erzielen ist. Dies geht einher mit einer erhöhten Steifigkeit der Vulkanisate und damit einer verbesserten Haltbarkeit. Gleichzeitig verbleiben die anderen Mischungseigenschaften auf gutem Niveau. Bei Verwendung einer Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche von weniger als 120 m²/g, wie im Beispiel 6(E), kann man zusätzlich einen deutlich verringerten maximalen Verlustfaktor tan δ_max bei 55 °C erzielen, welcher bei Verwendung der Mischung als Reifenlaufstreifen mit einem reduzierten Rollwiderstand korreliert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 2536674 C3 [0007]
DE 2255577 A1 [0007]
EP 1085045 B1 [0010]
WO 2012092062 A1 [0011]
WO 2019105614 A1 [0012, 0042, 0101]
US 9359215 B2 [0037, 0102]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN ISO 9277 [0014, 0034, 0036, 0037, 0038, 0102]
DIN 66132 [0014, 0034, 0036, 0037, 0038, 0102]
DIN ISO 7619-1 [0100]
DIN 53 504 [0100]
DIN/ISO 4649 [0100]

Claims

Schwefelvernetzbare Kautschukmischung, enthaltend wenigstens folgende Bestandteile: - wenigstens einen Dienkautschuk, - wenigstens eine Kieselsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus hoch-dispergierbarer Kieselsäure, Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von weniger als 120 m²/g und Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von mehr als 200 m²/g und einer CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von weniger als 170 m²/g, - 1 bis 30 phf (Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Füllstoff in der Mischung) wenigstens eines Silans A mit der allgemeinen Summenformel A-I) (R¹)_oSi-R²-(S-R³)_q-S-X; A-I) und - 0,5 bis 30 phf wenigstens eines Silans B mit der allgemeinen Summenformel B-I) B-I) (R¹)_oSi-R²-(S-R³)_u-S-R²-Si(R¹)_o wobei die Indices o unabhängig voneinander gleich 1, 2 oder 3 sind und die Reste R¹ gleich oder verschieden voneinander sein können und ausgewählt sind aus C₁-C₁₀-Alkoxygruppen, C₆-C₂₀-Phenoxygruppen, C₂-C₁₀-cyclischen Dialkoxygruppen, C₂-C₁₀- Dialkoxygruppen, C₄-C₁₀- Cycloalkoxygruppen, C₆-C₂₀-Arylgruppen, C₁-C₁₀-Alkylgruppen, C₂-C₂₀- Alkenylgruppen, C₂-C₂₀- Alkinylgruppen, C₇-C₂₀- Aralkylgruppen, Halogeniden oder Alkylpolyethergruppe -O-(R⁶-O)_r-R⁷, wobei die Reste R⁶ gleich oder verschieden sind und verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische/aromatische zweibindige C₁-C₃₀-Kohlenwasserstoffgruppen sind, r eine ganze Zahl von 1 bis 30 ist und die Reste R⁷ unsubstituierte oder substituierte, verzweigte oder unverzweigte einbindige Alkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen sind, oder zwei R¹ entsprechen einer Dialkoxygruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wobei dann o < 3 ist, oder es können zwei oder mehr Silane gemäß den Formeln A-I) und/oder B-I) über Reste R¹ oder durch Kondensation verbrückt sein; und wobei die Bedingung gilt, dass in den Formeln A-I) und B-I) in jeder (R¹)_oSi-Gruppe wenigstens ein R¹ aus denjenigen oben genannten Möglichkeiten ausgewählt ist, bei der dieses R¹ i) über ein Sauerstoffatom an das Siliziumatom gebunden ist oder ii) ein Halogenid ist; und wobei die Reste R² und R³ in jedem Molekül und innerhalb eines Moleküls gleich oder verschieden sein können und verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische/aromatische zweibindige C₁-C₃₀-Kohlenwasserstoffgruppen sind; und wobei q gleich 1 oder 2 oder 3 ist; und u gleich 1 oder 2 oder 3 ist; und X ein Wasserstoffatom oder eine -C(=O)-R⁸ Gruppe ist, wobei R⁸ ausgewählt ist aus Wasserstoff, C₁-C₂₀-Alkylgruppen, C₆-C₂₀-Arylgruppen, C₂-C₂₀-Alkenylgruppen und C₇-C₂₀-Aralkylgruppen.
Schwefelvernetzbare Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von weniger als 120 m²/g enthält.
Schwefelvernetzbare Kautschukmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie 20 bis 180 phr (Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der gesamten Kautschuke in der Mischung) Kieselsäure enthält.
Schwefelvernetzbare Kautschukmischung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass q gleich 1 ist und/oder u gleich 1 ist und/oder X eine Alkanoylgruppe ist.
Schwefelvernetzbare Kautschukmischung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan A die folgende Struktur gemäß Formel A-II) hat: (EtO)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S-C(=O)-CH₃. A-II)
Schwefelvernetzbare Kautschukmischung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan B die folgende Struktur gemäß Formel B-II) hat:
Schwefelvernetzbare Kautschukmischung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis an enthaltenen Silanen A zu enthaltenen Silanen B 20:80 bis 90:10, bevorzugt 55:35 bis 70:25 beträgt.
Vulkanisat, welches durch Schwefelvulkanisation wenigstens einer Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 erhalten ist.
Fahrzeugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass er in wenigstens einem Bauteil wenigstens ein Vulkanisat nach Anspruch 8 aufweist.
Fahrzeugreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens ein Vulkanisat nach Anspruch 8 wenigstens im Laufstreifen aufweist.