DE2224941C3 - Verwendung von Peroxide und Schwefel enthaltenden Elastomer-Verschnitten für die Herstellung von Seitenwänden von Luftreifen mit radialer Karkasse - Google Patents

Verwendung von Peroxide und Schwefel enthaltenden Elastomer-Verschnitten für die Herstellung von Seitenwänden von Luftreifen mit radialer Karkasse

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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Peroxide und sehr kleine, zur Alleinvulkanisation nicht ausreichende Mengen Schwefel enthaltenden Verschnitten von elastomeren Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisaten und Dien-Elastomeren für die Herstellung von Seitenwänden von Luftreifen mit radialer Karkasse, so
Die Seitenwände, d. h. die Außenbekleidung der Karkasse, von Radialreifen müssen eine sehr hohe Ermüdungsfestigkeit aufweisen. Bei jeder Umdrehung des Reifens biegen sich nämlich 3eine Seitenwände und die während der Lebensdauer eines Radialreifens auftretenden Biegungen erreichen Werte, die in der Größenordnung von vielen Millionen liegen. Bei Luftreifen mit radialer Karkasse ist die Karkasse viel nachgiebiger als bei Luftreifen mit gekreuzter Kar· kasse, woraus sich wesentlich höhere Verformungen der Seitenwände und damit eine wesentlich höhere Walkarbeit des Seitenwandgummis ergibt als im Falle von Luftreifen mit gekreuzter Karkasse.
Außer einer hohen Beständigkeit gegen Ermüdung müssen die Seitenwände von Radialreifen auch besonders gut geschützt sein gegen äußere Einflüsse, insbesondere gegen atmosphärisches Ozon. Ozon führt nämlich im Laufe der Zeit zum Auftreten und Fortschreiten von Haarrissen in den Seitenwänden, wobei seine Wirkung um so intensiver ist, je höher die Spannungen sind, denen die die Seitenwände aufbauenden Elastomeren unterworfen sind. In manchen Ländern mit einem heißen und feuchten Klima, in denen der OzongehaJt der Atmosphäre verhältnismäßig hoch ist, ist die Lebensdauer eines Luftreifens mit radialer Karkasse mehr durch die Einwirkung von Ozon auf die Seitenwände als durch die Abnutzung des Laufstreifens beschränkt.
Um nun den Seitenwänden von Luftreifen sowohl eine gute Beständigkeit gegen Ermüdung als auch eine gute Beständigkeit gegen Ozon zu verleihen, wurde bereits vorgeschlagen, in die Seitenwände solcher Luftreifen außer den üblichen Elastomeren mit einer guten Beständigkeit gegen Ermüdung noch spezielle Elastomere mit einer guten Beständigkeit gegen Ozon einzuarbeiten. Dabei wurde insbesondere an die Verwendung von Poly-2-chlor-l^-butadien-und von Terpolymerisaten aus Äthylen, Propylen und einem damit mischpolymerisierbaren Dsen gedacht
Es zeigte sich jedoch sehr bald, daß Poly-2-chIoro-1,3-butadien den Nachteil hat, daß es sehr kostspielig ist und außerdem keinen ausreichenden Schutz gegen Ozon bietet Äthylen/Propylen-Dien-EIastomere haben zwar den Vorteil eines wesentlich günstigeren Gestehungspreises als Poly-(2-chlor-l,3-butadien), sie haben jedoch unabhängig von dem Grad ihrer Unsättigung den Nachteil einer unzureichenden Vulkanisationsverträglichkeit mit den noch vorhandenen üblichen Dien-Elastomeren, so daß ihr Anteil und damit auch die Schutzwirkung gegenüber Ozon in engen Grenzen gehalten werden muß.
Zwar haben mit Schwefel vulkanisierte Gemische aus Äthylen/Propylen-Dien-Terpolymerisaten und Naturkautschuk eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Ozon, wenn sie genügend Terpolymerisat enthalten, ihre Beständigkeit gegen Ermüdung und ihre Fähigkeit, im vulkanisierten Zusbcidan üblichen Kautschukgemischen zu haften, sind jedoch unzureichend. Dadurch war man gezwungen, den Terpolymerisatanteil auf 25 bis 30% der Gesamtmenge der Elastomeren einzuschränken. Bei einem solchen Terpolymerisatgehalt ist jedoch die Schutzwirkung gegenüber Ozon unzureichend; zwar ist die Anzahl der auftretenden Haarrisse geringer, diese sind doch tiefer bei gleichzeitig unzureichender Beständigkeit gegen Ermüdung bei Reifen mit radialer Karkasse. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die üblichen, weiß gefärbten Gummimischungen, die für die Herstellung von weißen Seitenwänden verwendet werden, bei Einwirkung von UV-Strahlung trotz Anwesenheit von nur schwach ungesättigten Elastomeren vergilben.
Aus »Kautschuk und Gummi, Kunststoffe«, 22 (1969), Nr. 8, Seiten 417 und 418, ist es zwar bekannt, daß Verschnitte aus Polydienen und Äthylen/Propylen/ Dien-Terpolymerisaten (EPDT) einmal mit Schwefel und zum anderen mit Peroxiden kovulkanisiert werden können, ein Hinweis auf den Einsatz derartiger Verschnitte fur Seitenwände von Reifen findet sich darin jedoch nur im Zusammenhang mit der Schwefelvulkanisation. In der gleichen Zeitschrift 23 (1970), Nr. 12, Seiten 628 bis 633, wird zwar über die Entwicklung von EPDM-haltigen Mischungen fur Seitenwände von Reifen, speziell von Radialreifen, berichtet, dabei ist jedoch nur von der Verwendung von Schwefel als Vulkanisationsmittel die Rede. In der französischen Patentschrift 1304 512 ist zwar ebenfalls die Vulka-
nisation von Mischungen aus stark ungesättigten Kautschuken und Äthylen/Propylen-Mischpolytnerisaten mit Hilfe von Peroxiden und Schwefel beschrieben, darin wird jedoch als Verwendungszweck: für hochungesättigte Kautschuke lediglich ganz allgemein die Herstellung von Laufstreifen von Reifen erwähnt.
Es hat sich nun gezeigt, daß die bisher verwendeten Vulkanisate eine unzureichende Verträglichkeit mit den in der Reifenseitenwand üblicherweise vorhandenen Elastomeren haben, so daß leicht innere Ablösungen auftreten können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, Seitenwände von Radialreifen herzustellen, die bei den starken Belastungen, denen sie ausgesetzt sind, bessere mechanische Eigenschaften als die bisher bekannten Seitenwände, eine gute Haftung an benachbarten Reifenschichten sowie eine erhöhte Beständigkeit gegen Ozon und Haarrißbildung aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man für die Herstellung von weißen oder andersfarbigen Seitenwänden von Luftreifen mit radialer Karkasse Peroxide und sehr kleine, zur Alleinvulkanisation nicht ausreichende Mengen Schwefel enthaltende Verschnitte von elastomere η Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisaten und Dien-Elastomeren verwendet, die keine (färbenden) Antiozonisierungsmittel und/oder (färbenden) Antioxidationsmittel zu enthalten brauchen.
Erfmdungsgemäß ist es nicht nur möglich, die Beständigkeit der Seitenwände von Radialreifen gegen die Einwirkung von Ozon und gegen Ermüdung zu verbessern, sondern damit kann gleichzeitig auch die unerwünschte Verfärbung der Reifenseitenwände vermieden werden bei gleichzeitiger Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften, insbesondere ihrer Reißfestigkeit und Elastizität Außerdem treten wegen der besseren Haftung im vulkanisierten Zustand auf klassischen Mischungen keine Probleme bezüglich der inneren Ablösung auf.
Bei den. erfindungsgemäß verwendeten Äthylen/ Propylen/Dien-Terpolymerisat handelt es sich vorzugsweise um ein solches, das einen kleinen Anteil (in der Größenordnung von 5%) eines Diens enthält und zwar im allgemeinen Äthylennorbornen, Hexadien-1,4 oder (seltener) Methylennorbornen, Dicyclopentadien, Cyclooctadien-ljS und/oder Meihyltctrahydroinden. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erhalten, wenn ein Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisat, in das ein Dien zur Erleichterung einer Vulkanisation mit Schwefel eingebaut worden ist, mit Peroxiden vulkanisiert wird. Dies ist um so überraschender, als im allgemeinen Elastomerverschnitte in bezug auf die Beständigkeit gegen Ermüdung bessere Ergebnisse liefern, wenn nur Schwefel als Vulkanisationsmittel verwendet wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Äthylen/Propylen-Dien-Elastomeren machen vorzugsweise IS bis 60% der Gesamtmenge der Elastomeren aus, wobei der Rest aus üblichen Dien-Elastomeren besteht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bestehen die erfmdungsgemäß verwendeten Verschnitte zu 20 bis 30% aus einem Terpolymerisat mit einem hohen Gehalt an Makromolekülen mit einem hohen Molekulargewicht, d. h. aus einem Terpolymerisat mit einer Mooney-Viskosität von mehr als 100 bei 100 C oder von mehr als 80 bei 130°C. Optimale Ergebnisse l.dern Gehalte zwischen 30 und 40% eines Terpolymerisats, das verhältnismäßig viele Makromoleküle mit verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht enthält, d. h. eine Mooney-Viskosität zwischen 50 und 100 aufweist
Bei dem mit dem erfindungsgemäß verwendeten Terpolymerisat zu kombinierenden Dien-Elastomeren handelt es sich entweder um Naturkautschuk oder um einen Synthese kautschuk vom Polybutadien-, Polyisopren-, Butadien/Styrol-Mischpolymerisat-Typ, es können auch Kombinationen davon verwendet werden.
ίο Durch Verwendung mehrerer Sorten von Dien-Elastomeren können die Eigenschaften des Vulkanisats auf den gewünschten Verwendungszweck abgestimmt werden. Die erfindungsgemäß verwendete Peroxidmenge Hegt bei 1 bis 10, vorzugsweise bei 2 bis 5 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteilen des Elastomeren, wenn handelsübliche Peroxide mit einer» Gehalt an aktivem Produkt von 40% verwendet werden. Beispiele für erfindunpsgemäß verwendbare Peroxide sind Dicumyl peroxid, die Aryl- oder Diarylpe: >*ide, Diacetylper oxid, Benzoylperoxid, Dibenzoylperoxid, Di-tertbutylperoxid, tert-Butylcumylperoxid und 2^-Bis-(tert.-butylperoxy)-2,5-diniethylhexan. Solche Produkte sind im Handel unter verschiedenen Handels- bezeichnungen erhältlich.
Zusammen mit dem Peroxid verwendet man Schwefel, der in sehr kleinen Mengen (etwa !Teil auf 5 bis 20 Teile handelsübliches Peroxid) verwendet wird, wobei diese Menge zur Vulkanisation in Abwesenheit von Peroxid und Beschleuniger nicht ausreicht
Der Verschnitt kann außer den Elastomeren und dem Vulkanisationssystem übliche Bestandteile, wie Streck- oder Plastifizierungsöl, Füllstoffe (Ruß, Kieselsäure, Titanoxid und Zink), und zwar in üblichen Anteilen, wie man sie je, nach den gewünschten Eigenschaften in den Gummis für Seitenwände antrifft, enthalten.
Die Peroxid-Schwefel-Vulkanisation von Gemischen für Seitenwände auf der Basis von Äthylen/Propylen- Dien-Terpolymerisaten, kombiniert mit Dien-Elasto meren, ergibt überraschenderweise die folgenden Vorteile gegenüber nur mit Schwefel vulkanisierten Mischungen: 1.) Verbesserung der Ozonbeständigkeit bei gleicher
Menge an Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren. Dieser Vorteil ist um so ausgeprägter, je mehr Äthylen-Pro-
pylen-Dien-TerpoIymerisat man verwendet und je höher sein mittleres Molekulargewicht ist;
2.) Verbesserung der Haftung im vulkanisierten Zu stand an klassischen Mischungen:: der Gummi der Seitenwand haftet besser an der Karkasse und man kann daher ohne die Gefahr einer inneren Ablösung in tfe- Seitenwand mehr Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeres verwenden und somit einen besseren
Schutz gegen Ozon erzielen;
3.) Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit, insbesondere bei Biegung. Dieses Ergebnis ist besonders überraschend, da die Ermüdungsfestigkeit von üblicher: Dien-Elastomere.i, insbesondere des Naturkautschuks,
6Q und auch von allein verwendeten Äthylen-Propylen-Dien-Teipolymerisaten weniger gut ist, wenn man anstelle von Schwefel als Vulkanisationsmittel ein Peroxid verwendet; 4.) kein Vergilben von weißen Mischungen unter der Einwirkung von Ultraviolettstrahlung;
S.) Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (insbesondere der Reißfestigkeit) und der Elastizität (Hysteresisverlust).
Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind derart, daß sie die Verwendung von Verschnitten von Dien-EIastomeren mit Alhylen-Propylen-Dien-Terpolymerisaten als Gummi für Seitenwände von Luftreifen mit radialer Karkasse erlauben, was bisher ungekannt und unmöglich war.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt die Hälfte eines radialen Querschnittes durch einen Luftreifen mit radialer Karkasse. Darin kann man verschiedene, den Luftreifen aufbauende Elemente erkennen; die Innenauskleidung 10, die aus in einen Kalandriergummi 13 eingebetteten und um Wulstkerne 14 herumgeschlagenen Kabeln 12 bestehenden Karkasse, eine aus zwei Lagen 15 und 16 aus vorzugsweise Metallkabeln bestehende Scheitelbewehrung, die aus vier Gummischichten 17, 18, 19 und 20 zusammengesetzte äußere Seitenwand U und einen Läuf5ircifcfi2i. Die auf iiei Karkasse 12, 13 angeordnete Gummischicht 17 der Seitenwand ist ein klassisches Gemisch auf der Basis von Dien-Elastomeren. Die Schicht 17 ist von den Schichten 18 und
19 aus einer schwarzen Mischung und der Schicht
20 aus einer weißen Mischung bedeckt. Diese Oberflächenschichten 18, 19 und 20 bestehen erfindungsgemäß aus Mischungen auf der Basis eines oder mehrerer Dien-Elastomeren mit einem oder mehreren Elastomeren vom Typ eines Äthylen-Propylen-Dien-Tcrpolymerisats, wobei diese Mischungen mit einem Peroxid vulkanisiert sind und mindestens 0,5 Gew. - Teile Schwefel auf 100 Gew.-Teile Elastomere ent- ; halten.
Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform kann die Schicht 17 auch aus einer Mischung gleicher Art wie dii; Schichten 18, 19 und 20 bestehen. Die andere, nicht dargestellte Seitenwand des Luftreifens weist ίο keine Schicht aus der weißen Mischung auf, diese hit vielmehr durch eine Schicht aus einer schwarzen Mischung gleicher Art wie die Schichten 18 und 19 ersetzt.
Die folgenden Beispiele zeigen verschiedene Ausfiihrungsformen der Erfindung und veranschaulichen die Vorteile der verschiedenen Zusammensetzungen, insbesondere durch Vergleich mit einer klassischen Schwefelvulkanisation.
2'ur Erleichterung der Beschreibung der Beispiele und zur Vermeidung von Wiederholungen werden verschiedene, auf mehrere Beispiele zutreffende Angaben vorangestellt.
a) Grunrlinischung
Ohne Ausnahme werden in allen Beispielen die nachstehenden Grundmischungen verwendet, die jeweils lOOGew.-Teilc Elastomere betreffen:
Grundmischung Al 1 A2 B C Cl 1 C2 C3 P Dl 1 D2 D3
A 40 1 50 35 35 30 1 25 20 35 40 1 35 35
EPDT*) 35 60 35 50 65 30 35 35 40 45 65 60 - 30 -
Naturkautschuk 65 - 8 - - 35 35 5 35 35 - - - 35 65
SBR**) - 5 1 5 35
A ntioxydationsm ittel 1 _ 40 -
Stearinsäure 30
Ruß 5
Öl 5
Zinkoxid _
Titanoxid
♦) Äthylen/Propylen-Dien-Terpolymerisat. *) SBR = Styrol/Butadien-Kautschuk.
Die in den vorstehenden Mischungen verwendeten EPOT sind in der Mischungen A und D und deren Varianten das Terpolymerisat A; in den Mischungen B und C und deren Varianten das Terpolyrnerisat B, es sei denn, es ist ein anderes Terpolymerisat angegeben.
Bei dem Terpolyrnerisat A handelt es sich um ein Äthylen/Propylen/Äthylidennorbornen - Terpolymerisat Tiit44% Propylen. 48% Äthylen und 8% Äthylidennorbomen, das eine Jodzahl von 24 und eine Mooney-
Viskosität von 84 aufweist
Blei dem Terpolymerisat B handelt es sich um ein
Atisyicii/PFüpy'cn/i icxadien-i ,4-Terpölyrnerisai mit einem Propylengehalt von 39%, einem Äthylengehalt von 54% und einem Hexadien-1,4-Gehalt von 7%, das eine Jodzahl von 20 und eine Mooney-Viskosität von 82 aufweist
b) Vulkanisationssystem
In den meisten Beispielen verwendet man auf 100 Teile Elastomeres das Peroxid-System P, das 0,21 Teile Schwefel und 3,5Teile Dicup 40 mit 40% Dicumylperoxid enthält. In bestimmten Beispielen werden die gleichen Bestandteile in gleichen relativen Anteilen verwendet, jedoch in geringerer oder größerer Menge, bezogen auf die gleiche Menge an Elastomeren; oder es wird auch ein anderes handelsübliches Peroxid in äquivalenter Menge eingesetzt.
Die Peroxidvulkanisation wird mit verschiedenen Schwefelvulkanisationen nach den nachstehend angegebenen Systemen verglichen (100 Teile Elastomeres):
Si 1,5 Si S4
Schwefel 1,4 - I 3
MBTS (Mercaptobenzo- 0,6 - 1,2
thiazoldisulfid) 0,3
DPG (Jiphenylguanidin) oder 0,4 - -
DOTG (Diortholylguanidiri) 0,8
(N-Cyclohexyl-2-benzothiazoI- - - -
sulfonamid) -
Tetramethylthiuramidsulfid - - I -
Mercaptoben/.thiazol - 0,5 -
Schließlich wurde noch ein gemischtes Vulkanisationssystem (M), enthaltend auf 100Teile Elastomeres 0,3 Teile Schwefel, 2,5 Teile Dicumyiperoxid und 0 5 Teile CHBS, ausprobiert.
In allen Fällen wurden diese Mischungen 15 Minuten bei 164 C vulkanisiert.
c) Versuche
Die Ermüdungsversuche bei Biegung wurden nach dem DeMattia-Test durchgeführt. Ein 25 mm breiter, 150mm langer und 6 mm dicker Probestab mit einer 3 mm tiefen Querrinne wird wiederholten Biegungen unterworfen. Man mißt die Breite des Einschnitts in mm nach einer bestimmten Anzahl von Cyclen. Die Bildung der Einkerbung durch Biegung kann durch einen Anschnitt erleichtert werden.
Die Prüfung der Ozonwirkung wird so durchgeführt, daß man ein 50 mm langes, 20 rrrm breites und 2,5 mm dickes Probestück in eine Ozonkammer legt und es 25%igen Dehnungen mit einer Frequenz von 20 Cyclen pro Minute 48 Stunden lang unterwirft. Man mißt dann die Länge der Einkerbungen in mm.
Der Haftversuch wird so durchgeführt, daß man auf einem Teil ihrer Oberflächen 2 Probestücke ko-
vulkanisiert, wovon das eine aus einer Testmischung und das andere aus der Mischung besteht, die haften soll. Man mißt die Kraft, ausgedrückt in Kilogramm, die zur Trennung der beiden Proben erforderlich ist. Bei einer guten Haftfestigkeit erfolgt die Trennung innerhalb einer der Proben, und man sagt, daß eine Spaltung stattfindet (C in den folgenden Tabellen). Bei schlechter Haftfestigkeit erfolgt die Trennung an der Fläche zwischen den beiden Proben und man sagt, daß eine Ablösung stattfindet (D in den Tabellen). Die verwendeten Testmischunßcn besitzen die folgenden Zusammensetzungen:
T1 1 T2 1 - Tj T4 50 IO
Naturkautschuk 50 2 1,5 65 100 50 3 5
Puiybuiauieii i5 55 - 30 - 1 1 2,0 1
SBR 35 - 100 3 - •1 1 0,7 -
Neopren Poly(2-chloro- - 20 - 1,8 35 35 0,7
1,3-butadien) 3 0,7 -
Stearinsäure 1,6
Antioxydationsmittel 1
Hochofenruß
Ruß Beispiel 1
Öl
ZnO
Schwefel
CHBS
2-Mercaptoimidazolin
In diesem Beispiel werden die Eigenschaften von zwei mit Peroxiden vulkanisierten Mischungen für Seitenwände von Luftreifen mit radialer Karkasse mit drei analogen, jedoch mit Schwefel vulkanisierten Mischungen verglichen, die sich nur für die Seitenwände von Luftreifen mit gekreuzter Karkasse eignen:
Mischung Nr. 2 3 4 5
1 A B B B
Grundmischung A S1 P S2 S3
VuI kanisationssystem P 129,5 106 125 160
Modul bei 100%, kg/cm2 99 27,3 22,7 26,3 23,8
Verlust bei 60 C, % 26,4 120 146 94 64
Reißfestigkeit, kg/cm2 168 525 660 500 330
Bruchdehnung, % 625 14 4 16 25
De Mattia mit Anschnitt 9
(160 000 Cyclen) 25 0 22 25
De Mattia 2
ohne Anschnitt
(500 000 Cyclen) 0 0 0 0
Ozonwirkung 0 D
5 kg		 C
12-15 kg		 C
6- Ii kg		 D
3^ kg
Haftung an T1 (C
.8 kg		 C
20 kg		 C
15 kg		 C
10 kg		 C
3-4 kg
Haftung an T2 iC
140 kg
Die Peroxid-Schwefel-Vulkanisation verbessert in bemerkenswerter Weise die Reißfestigkeit, die festigkeit und die Haftfestigkeit.
Biege-
Beispiel 2
In diesem Beispiel werden verschiedene erfindungsgemäße Mischungen, die sich voneinander durch Art und Anteil des Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren unterscheiden, verglichen.
Die Peroxid-Schwefel-Vulkanisation gibt gegenüber der Schwefelvulkanisation selbst bei einem wesentlich höheren Anteil an EPDT überlegene Resultate.
Mischung Nr. 6
Il
Grundmischung A A1 40
EPDT Terpolymerisat B P
% EPDT 35 88
Vulkanisationssystem P 23,1
Modul bei 100%, kg/cm2 91,5 178
Verlust bei 60 C, % 21,6 667
Reißfestigkeit, kg/cm2 192 4
Bruchdehnung, % 650
De Mattia mit Anschnitt 4
SOOOOOCyclen 2
32OO0OCyclen
De Mattia ohne Anschnitt 4
1600 000 Cyclen 0
500000Cyclen C
Ozon 0
Haftung an Ti \ ic
I ti Λ ·> I
24,9
24-49 kg
C
19-27 kg
A A A
Terpnl.- B' Terpnl - Γ Tfirnrij - A
35 35 35
P P S,
104 106 117
24,7 24,1 28,1
156 186 120
590 610 550
25
11
5
0
10
0
25
13-27 kg
Die in der vorstehenden Tabelle und in den nachfolgenden Tabellen angegebenen Terpolymerisate A bis F haben die folgenden Zusammensetzungen:
Terpolymerisat A
= Äthylen/Propylen/Äthyfidennorbornen (48/44/8)-Terpolymerisat
Terpolymerisat A'
= Äthyien/Propylen/Äthylidennorbornen (55/42/3)-Terpolymerisat
Terpolymerisat A"
= Äthylen/Propylen/Äthylidennorbornen (52/43/5)-Terpo!ymerisat
Terpolymerisat B
= Äthylen/Propylen/Hexadien-1,4-(54/39/7)-Terpo!ymerisat
Terpolymerisat B'
= Äthylen/Propylen/Hexadien-1,4-(54/42/4)-Terpo!ymerisat
Terpolymerisat B" = Äthylen/Propylen/Hexadien-1,4-
(66,5/30/3,5)-Terpolymerisat TerpolymerisatC
= Äthylen/Propylen/Dicyclopentadien (45/50/5)-Terpo!ymerisat
Terpolymerisat C
= Äthylen/Propylen/Äthylidennorbornen (55/J8/7)-Terpolymerisat Terpolymerisat C"
= Äthylen/Propylen/Äthylidennorbome.i-(65/28/7)-Terpolymerisat
Terpolymerisat C"
= Äthylen/Propylen/Äthylidennorbornen-(49/38/13)-Terpolymerisat
Terpolymerisat D
= Äthylen/Propylen/Äthylidennorbornen (72,5/23/4,5)-Terpolymerisat
Terpolymerisat E
= Äthylen/Propylen/Äthylidennorbornen (53/26/11)-Terpolymerisat
Beispiel 3
In diesem Beispiel vergleicht man einmal verschiedene Dien-Elastomere und zum anderen wird die Möglichkeit der Verwendung eines Terpolymerisats mit hohem Gehalt an Molekülen mit hohem Molekulargewicht in kleinerer Menge aufgezeigt
Als Dien-EIastomeres kann man einen SBR verwenden. Andererseits kann man mit einem EPDT
si mit hohem Gehalt an Molekülen mit hohem Molekulargewicht einen kleineren Anteil EPDT verwenden und erhält einen guten Schutz gegen Ozon.
11
12
Mischung Nr. 12 13
15
17
Grundmischung B C 35 C C, 30
EPDT Terpolymerisat B P Terpolymerisat B" P
% EPDT 35 109 35 152
Vulkanisationssystem P 24,1 P 23,4
Modul bei 100%, kg/cm2 89 138 158 144
Verlust bei 60 C, % 22,5 650 24,4 510
Reißfestigkeit, kg/cm2 170 5 !10 Il
Bruchdehnung, % 695 490
De Mattia mit Anschnitt 5 2 25 η
500000Cyc!en
De. Maltia ohne Anschnitt 2 0 Q 0
500000Cyclen C
15 kg		 C
7 kg
Ozon 0 0
Haftung an T ι /C
110 kg		 C
5 kg
Beispiel 4
C2
25 P Ml 23,1 146 510 11
10 kg
20 P
149 21,9 170 520 11
In diesem Beispiel werden Mischungen verglichen, die mit verschiedenen Arten und verschiedenen Mengen an Peroxiden vulkanisiert wurden.
Mischung Nr. 19 20 21 22
18 A A A A
Grundmischung A P PXy') P' M
Vulkanisationssystem PX-*) 91,5 109 87,5 96,9
Modul bei 100%, kg/cm2 66,7 21,6 18,7 22,9 24,1
Verlust bei 60 C, % 30 192 190 182 156
Reißfestigkeit, kg/cm2 156 650 590 670 660
Bruchdehnung, % 770 5 10 4 7
De Mattia mit Anschnitt 3
500000Cyclen 3 5 1 4
De Mattia ohne Anschnitt 2
1600 000 Cycler. 0 0 0 0
Ozonwirkung 0 D
5-7 kg		 C
7-10 kg		 D
6-18 kg
Haftung an T, 15-6 kg C
37-38 kg		 C
38-45 kg		 C
30-45 kg
Haftung an T2 iC
1 12-28 kg		 C
37-42 kg		 C
43-46 kg
Haftung an T3 {
*) System P, jedoch in kleinerer oder größerer Menge im Verhältnis 4/7 oder 10/7.
Die Erhöhung des Peroxidgehalts beeinträchtigt die Biegefestigkeit, verbessert jedoch die Haftung.
Anstelle des Dicumylperoxids kann man είπε äquivalente Menge eines anderen Peroxids verwenden (anstelle von 3,5TeiIen Die umylperoxid 2,8Τεϋε Bis(t-peroxybutyl)-diisopropylbenzol in der Mischung Nr. 21).
Man kann auch eine gemischte Schwefel/Peroxidvulkanisation anwenden; das bietet jedoch keinen besonderen Vorteil.
13 14
Beispiel 5
Wie dcis nachstehende Beispiel zeigt, kann man verschiedene Arten von Füllstoffen in unterschiedliche] Mengen verwenden.
Mischung 24 25 26
23 C C C
Grundmischung C - 40 50
Ruß 30 30 - -
Hochofenruß - 5 7 10
Öl 5 P P P
Vulkanisationssystem P 104 128 149
Modul bei 100%, kg/cm2 110 28,8 28,1 31,4
Verlust bei 60 C 24,7 172 138 128
Reißfestigkeit, kg/cm2 144 650 570 470
Bruchdehnung, % 620 0 0 0
Ozonwirkung 0 3 6 14
De Mattia mit Anschnitt 2
240000Cyclen 0 1 3
De Mattia ohne Anschnitt 0
SOOOOOCyclen C
11-14 kg 		D
5-6 kg 		D
4-5 kg
Haftung an T( iC
19-16 kg 		C
14-21 kg 		C
26-46 kg 		C
13-23 kg
Haftung an T2 fc
t 16-35 kg
Eine Erhöhung des Füll- oder Streckmittels kann die Haftfestigkeit und die Biegefestigkeit beeinträchtiger
Beispiel 6 Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von weißen Seitenwänden.
Mischung Nr. 28 29 Terpolymerisat A 40 35 30 31 32 33 34 35
27 D1 D - - Di D2 D3 D D D
Grundmischung D 35 Terpol. Terpol. Terpol.
EPDT - S4 P C B D + B
101 78 40 35 35 35 35 35
% EPDT S4 22,7 20 - 35 65 - — -
% SBR = Styrol/Butadien- 102 116 168
Kautschuk 20,8 770 760 P P P P P P
Vulkanisationssystem 126 50 45 80 80 88 87 75 89
Modul bei 100%, kg/cm2 750 0 0 21,5 26 27,4 19 17 18,1
Verlust bei 6OC, % 49 gelb weiß 153 88 68 168 189 204
Reißfestigkeit, kg/cm2 0 D
4-5 		C
8-17 		760 710 700 775 810 810
Bruchdehnung, % gelb 46 49 50 45 43 46
Shore-Härte iD
17-10 		0 0 0 0 0 0
Ozonwirkung weiß weiß weiß weiß weiß weiß
Belichtung mit UV-Licht C
6-10 		C
8-1Ö 		C
3-5 		C
7-16 		C
5-15 		C
6-14
Haftung an T4
Die Peroxidvulkanisation verbessert wesentlich die Die in den vorstehenden Beispielen beschriebene Haftfestigkeit, vermeidet ein Gelbwerden und ermög- es Laboratoriumsversuche wurden durch an Luftreife
licht die Verwendung von »SBR«-Kautschuk (SBR- durchgeführte Versuche bestätigt Vor der Erfindun
Kautschuk = Styrolbutadien-Kautschuk) anstelle von ermöglichte nur der Zusatz von Neopren zu dei Naturkautschuk. . Gummi von Scitcnwändcn von Luftreifen mit radiale
Karlcasse einen Schutz gegen Ozon und gegen Alterung ohne eine unannehmbare Beeinträchtigung der Ermüdungsfestigkeit und ohne zu große Gefahr innerer Ablösungen, Die Verwendung von Äthylen-Propylen-Dien-Elastomeren fuhrt bei einer Schwefelvulkanisation zu einer sehr viel schlechteren Lösung, im Gegensatz dazu jedoch bei einer Peroxid-Schwefel-Vulka-
nisation zu einer verbesserten Lösung, Es ist zumindest erstaunlich, daß ein Vulkanisationssystera, das in der Regel weniger günstiger Resultate liefert und das man daher in der Kautschukindustne systematisch zu vermeiden trachtet, sich in diesem besonderen Fall als das bessere erweist
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verwendung von Peroxide und sehr klßine, zur Alleinvulkanisation nicht ausreichende Mengen s Schwefel enthaltenden Verschnitten von eliistomeren Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisaten und Dien-Elastomeren für die Herstellung von Seitenwänden von Luftreifen mit radialer Karkasse.
2. Verwendung von Verschnitten von elaisto- ι ο meren Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisaten und Dien-Elastomeren, die zu IS bis 60% aus Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisaten bestehen, zu dem in Anspruch 1 angegebenen Zweck.
3. Verwendung von Verschnitten von elasto- is meren Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisaten und Dien-Elastomeren, die mindestens zur Hälfte aus den Dien-Elastomeren, insbesondere einem Butadien/Styrol-Mischpolymerisat, bestehen, zu dem in Anspruch 1 angegebenen Zweck.
4. Verwendung von Verschnitten von elastomeren Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisiiten und Dien-Elastomeren, die zu 20 bis 30% aus einem Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisat mit einer Mooney-Viskosität von mehr als 100 bei 1000C oder von mehr als 80 bis 1300C bestehen, zu dem in Anspruch 1 angegebenen Zweck.
5. Verwendung von Verschnitten von elastomeren Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisaten und Dien-Elastomeren, die zu 30 bis 40% aus einem Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisat mit einer Mooney-Viskosität von weniger als 100 bei 100°C und von weniger als 80 bei 130°C besteht, zu dem in Anspruch 1 angegebenen Zweck.
6. Verwendung von Verschnitten von elastomeren Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisaten und Dien-Elastomeren, die zusätzlich noch 30 bis 50 Teile Ruß auf 100 Teile der Elastomeren enthalten, zu dem in Anspruch 1 angegebenen Zweck.
40
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