DE2430352A1

DE2430352A1 - Laufflaechenmischung

Info

Publication number: DE2430352A1
Application number: DE19742430352
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Chem Dr Paulus; Hubert Dipl Chem Dr Schoeppl
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1974-06-25
Filing date: 1974-06-25
Publication date: 1976-01-08
Also published as: HU171078B; FR2276186B1; SE7507177L; ATA482875A; CS207704B2; DE2430352C3; JPS512752A; DE2430352B2; AT347676B; NL7507323A; SE409092B; FR2276186A1; GB1514283A; IT1038131B; CH595222A5; BE830504A

Description

BASF Aktiengesellschaft

Unser Zeichen: O. Z. 30 617 Mu/L 6700 Ludwigshafen, 19. 6. 1974

Laufflächenmisohung

Laufflächenmischungen für Fahrzeugreifen müssen besondere Eigenschaften habenj insbesondere Haftvermögen und Abriebfestigkeit sowie Alterungsbeständigkeit (besonders in der Wärme) sind tragende, ständig verbesserte Eigenschaften.

Die Technologie der Herstellung von Reifen und ihren Bestandteilen ist vielfach beschrieben; es wird z.B. auf Boström, Handbuch der Kautschuktechnologie sowie Kleemann, Einführung in die Rezeptentwicklung der Gummi-Industrie, verwiesen.

Nun ergibt sich die Aufgabe, besonders nachdem Fahrzeugreifen mit mechanischen Hafthilfen, sogenannten Spikes oder dergleichen sich als nachteilig in vieler Hinsicht erwiesen haben, Laufflächenmischungen auf Kautschukbasis zu finden, die auf nassen oder vereisten bzw. verschneiten Fahrbahnen gute Hafteigenschaften haben, ohne daß die bisherigen Fortschritte der Reifentechnik wieder eingebüßt werden.

Man kennt bereits Laufflächenmischungen mit verbesserter Haftung auf nasser Oberfläche; z.B. werden schon Polyalkylenglykole als Zusatz versucht; diese haben aber den Nachteil der Wasserlöslichkeit und werden aus den Laufflächen mit der Zeit ausgewaschen.

Auch Mischungen, bei denen der übliche Füllstoff Ruß ganz oder teilweise durch aktive Kieselsäure(aerogele) ersetzt ist, werden erprobt. Reifen mit diesem Füllstoff haben aber eine verminderte Lebensdauer.

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Es wurde nun gefunden, daß die Laufflächen für Fahrzeugreifen eine erheblich verbesserte Haftung auf Fahrbahnen praktisch aller vorkommenden Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, wenn sie neben üblichen Bestandteilen, d.h. Natur- oder Synthesekautschuken, aktiven und anderen Füllstoffen, Stabilisieyungsmitteln und gegebenenfalls weiteren Bestandteilen einen Gehalt von 2 bis 25 %, insbesondere 2 bis 15 % (bezogen auf das Gewicht des Kautschukanteils) eines Kondensationsproduktes enthalten, das durch Kondensation eines Alkylphenols mit Acetylen im Molverhältnis von 1 : 1 bis 1.7 : 1 in an sich bekannter Weise erhältlich ist.

Die Zugabe des Kondensationsproduktes zur Kautschukmischung (etwa in einem Kneter bzw. Walzwerk) kann auf jede beliebige Weise geschehen.

Ungeachtet gewisser Probleme, die die Verwendung aktiver Kieselsäure als Laufflächenbestandteil mit sich bringt, kann in manchen Fällen die Verwendung von Mischungen aus Ruß und Kieselsäure anstelle von Ruß, z.B. im Verhältnis 20 : 80 bis 80 : 20, von Vorteil sein.

Weiterhin ist es vorteilhaft, zur Unterstützung der Haftung der Laufflächenmischung dieser eine gewisse Menge, z.B. etwa 2 bis 25, insbesondere 2 bis 15 %, eines Polyisobutylen mit einem mittleren Molgewicht von etwa 30 000 bis 200 000, insbesondere 30 000 bis 100 000, zuzusetzen. Die beiden Zusätze haben auf die Hafteigensehaften anscheinend unabhängigen Einfluß, so daß insgesamt sich gegenüber dem Zusatz von Kondensationsharz und Polyisobutylen allein ein Vorteil ergibt.

Kondensationsprodukt bzw. Kondensationsharz im Sinne der Erfindung sind die in an sich bekannter Weise aus z.B. t-Butylphenol und Acetylen, gegebenenfalls auch anderen Alkylphenolen, z.B. 2-fithylhexylphenol sowie Verbindungen, die sich äquivalent dem Acetylen verhalten, z.B. Acetaldehyd und gegebenenfalls auch Formaldehyd, erhältlichen Kondensationsprodukte. Die Herstellung dieser Produkte ist z.B. beschrieben von Marvel, Gander und Chambers in J. Polym. Sei. 4, 689 bis 702 (1949),-auf die in diesem Zusammenhang ausdrücklich verwiesen wird.

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•3.

Kondensationsharze der genannten Art sind z.B. unter dem Hände 1snamen ® Koresin (Hersteller BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen) erhältlich.

Als Kautschuke (Elastomere), die sich für Laufflächenmischungen im Rahmen der Erfindung eignen, sind z.B. zu nennen: Naturkautschuk (HR), gegebenenfalls ö'lverstreckt (OENR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), gegebenenfalls ölverstreckt (OESBR), Cis-Polybutadien (BR), Cis-Polyisopren (IR); je nach Verwendungszweck, z.B. für Laufflächen von PKW-, Industriefahrzeugoder Lastwagenreifen-Laufflächen, werden dabei unterschiedliche Grundmischungen verwendet.

Als aktive Füllstoffe im Sinne der Erfindung kommen z.B. Ruße, wie HAF (high abrasion furnace)-, ISAF (lnmediate super abrasion furnace)-, SAF (super abrasion furnace)-Ruße und ähnliche Ruße sowie Kieselsäuren in Betracht'; Kieselsäuren werden zweckmäßig zusammen mit gewissen sogenannten Aktivatoren, z.B. vom Typ gewisser schwefelhaltiger Organosilane, verwendet.

Als Alterungsschutzmittel, die sich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung besonders eignen und insbesondere die Eigenschaften der erhaltenen Kautschukmischungen günstig beeinflussen, sind zu nennen: p-Phenylendiamin(derivate), Phenylnaphthylamine, Phenol(derivate), Chinolin(derivate).

Einschlägig verwendbare Alterungsschutzmittel sind z.B. in Voigt, Die Stabilisierung der Kunststoffe gegen Licht und Wärme (Springer-Verlag, 1966, Berlin) ausführlich abgehandelt. Ebenfalls wird in diesem Zusammenhang auf das vorerwähnte Buch von Kleemann verwiesen, das auch die Verwendung sonstiger Kautschukhilfsmittel behandelt.

Prüfe inri chtung

Die Messungen erfolgten an vulkanisierten Gummischeiben von 6 mm Dicke und 60 mm Durchmesser. Als Unterlage wurden verschiedene der Praxis angepaßte Straßenbeläge in Form von Platten bei Raumtemperatur sowie zwischen 0 und -25⁰C verwendet". Die

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Meßvorrichtung ist in der Abbildung schematisch wiedergegeben.

Hierin bedeuten:

Ia= Gummiprobe 5 = Hygrometer

Ib= Eisschicht 6 a, b = Kraftmeßring

Ic= Straßenbelag 6c= Oszillograph

2 = Belastungsgewicht 7 = Gewindespindel

3 a, b, c = Temperaturmessung 8 = Klimazelle

4 = Lüfter

Auf die Gummischeiben wirkten Normalkräfte von 50, 100 und 150 N. Die Scheiben wurden durch gleichmäßiges Drehen der Gewindespindel mit niedriger Gleitgeschwindigkeit ruckfrei bewegt. In das Zugsystem eingeschaltet war ein geradgeführter Kraftmeßring, dessen Verformung induktiv gemessen und an einem Oszillographen als Maß für die Reibkraft abgelesen wurde.

Die Gleitreibungszahl (Reibbeiwert) errechnet sich nach der Gleichung

R
N

Dabei bedeuten:

R Reibkraft /Newton7

N = m · g = Normalkraft /Newton/

m Masse des Belastungskb'rpers in kg g Erdbeschleunigung in -_p

	A	1	B	C	Vergl.
Beispiel	1500) 40		40	40	40
Prüfmischung (PKW-Lauffläche)	60	60	6o	60
	50	50	50	50
Kautschuk (Buna Hüls	10	10	10	10
Kautschuk (Buna CB)	1	1	1	1
Ruß N 220	Phenyl-ß-naphthylamin 1	1	1	1
Naphth. Weichmacher	Zinkoxid	3	3	3
4010 NA

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—	Stearinsäure	F -	A	5	B	O.z. 30 61	Γ7	97
	Schwefel	1,	8	1,5	C	Vergl.	155
VuIk. CZ	1,	2	1,8	1,5	1,5	426
VuIk. D	1,	2	1,2	1,8	1,8	62
Kondensatharz (Koresin)	0,		0,2	1,2	1,2	40
Physikalische Daten	1		3	0,2	0,2
(VuIk. 20 Min../151⁰G)				5	-
Modul (300 % kp/cm²)						1,04
Festigkeit (kp/cm²)	95		83			1,05
Dehnung (%)	146		146	75	1,19
Härte (° Shore A)	412		450	166	0,92
Standard-Abrieb (mm3)	63		61	514	1,25
Ergebnisse (Reibbeiwert)	43		36	59	0,88
Belastung 50 N				38 .	1,06
Asphalt fein trocken		08			0,61
Asphalt fein naß	l,	18	1,23
Asphalt grob trocken	1,	21	1,21	1,17
Asphalt grob naß	1,	00	1,37	1,13
Beton trocken	1,	38	1,05	1,33
Beton naß	1,	90	1,48	1,09
Basalt trocken	0,	13	1,12	1,59
Basalt naß	1,	77	1,13	1,19
ο,		0,73	1,13
	0,69

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O.ζ. 30

Beispiel 2 Prüfmischung (LKW-Lauffläche)

A Vergl.

Kautschuk (smooked Sheets RSSl) 40 40

Kautschuk (Buna CB) 60 60

Kieselsäure 65 65

Kieselsäureaktivator (Degussa X 50) 14 14

Zinkoxid 5 5

Stearinsäure 2 2

Naphthen. Weichmacher 12 12

Phenyl-ß-naphthylamin 1 1

Phenyl-o(-naphthylamin 0,5 0,5

Alterungssch.Mtl. 4010 NA 0,8 0,8

Schwefel 1,75 1,75

Vulkacit CZ 1 1

Vulkacit D 1,3 1,3 Kondensatharz (Köresin) 5

Physikalische Daten
(VuIk. 40 Min./151⁰C)

Modul (300 % kp/cm²) 48 57

Festigkeit (kp/cra2) 149 164

Dehnung {%) 708 664

Härte (° Shore A) 67 68

Standard-Abrieb (ranr⁵) 64 62

Ergebnisse (Reibbeiwert) Belastung 50 N

Asphalt trocken 22⁰C Asphalt naß 22⁰C

Asphalt Eis -5^PC

Asphalt Eis -10⁰C

Asphalt Eis -15°C

Asphalt Eis -20°C

0,87	0,77
0,87	0,66
0,12	0,06
0,20	0,08
0,16	0,08
0,37	0,32

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	A	O.Z. 30	2430352
	40		617
	60
Beispiel 3	35
Prüfmis-chung" (LKW-Lauffläche)	27	B
	6	4o	Vergl.
Kautschuk (.Smooked Sheets RSSl)	5	60	40
Kautschuk (Buna CB)	2	35	60
Ruß N 220	12	27	35
Kieselsäure :	1,5	6	27
Kieselsäureaktivator (Degussa X 50)	0,8	5	■ 6
Zinkoxid	1,75	2	5
Stearinsäure	1	12	2
Naphthenischer Weichmacher	1	1,5 -	12
Phenyl-ß-naphthylamin	-	0,8	1,5
Alterungssch.Mtl. 4010 NA	5	1,75	0,8
Schwefel		1	1,75
Vulkacit CZ		1	1
Vulkac it D	10	1
Polyisobutylen (Oppanol B 50)	5	10
Phenolharz (Koresin)		-
r Physikalische Daten

(VuIk. 30 Min../151°C) Modul (300 % kp/cm²) Festigkeit (kp/cm²) Dehnung {%)
Härte (ο Shore A)
Standard-Abriefe (mnr )

Ergebnisse (Reibbeiwert) Belastung 50 N

Basalt glatt trocken Basalt glatt naß
Basalt glatt vereist Basalt glatt vereist Basalt glatt vereist Basalt glatt vereist Basalt glatt vereist

49	46	67
169	139	178
674	636	590
52	50	57
58	70	62

22⁰C	2,1	2,1	1,80
22°C	1,15	1,23	1,09
-5⁰C	0,58	0,56	0,51
-10⁰C	0,63	0,67	0,56
-15⁰C	0,87	0,89	0,77
-20⁰C	0,95	0,98	0,89
-25°C	1,05	1,08	0,89

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Claims

Patentansprüche

/1/ Verwendung eines durch Kondensation eines Alkylphenols mit Acetylen im Molverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 1,7 in an sich bekannter Weise erhätlichen Kondensationsproduktes in einer Menge von 2 bis 25 % als Mischungsbestandteil einer Laufflächenmischung für Fahrzeugreifen, wobei die Menge auf den Kautschukanteil bezogen ist.
2. Verwendung eines Kondensationsproduktes gemäß Anspruch 1 in Verbindung mit einem Polyisobutylen eines mittleren Molgewichtes von 50 000 bis 200 000, jeweils in einer.Menge von etwa 2 bis 25 %, bezogen auf den Kautschukanteil.

Zeichn.

BASF Aktiengesellschaft

509882/0212