DE3883952T2 - Gummi-Zusammensetzung. - Google Patents
Gummi-Zusammensetzung.Info
- Publication number
- DE3883952T2 DE3883952T2 DE3883952T DE3883952T DE3883952T2 DE 3883952 T2 DE3883952 T2 DE 3883952T2 DE 3883952 T DE3883952 T DE 3883952T DE 3883952 T DE3883952 T DE 3883952T DE 3883952 T2 DE3883952 T2 DE 3883952T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- weight
- parts
- isoprene
- composition
- isobutylene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 45
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims description 16
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims description 15
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims description 28
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 23
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 claims description 2
- YNLAOSYQHBDIKW-UHFFFAOYSA-M diethylaluminium chloride Chemical compound CC[Al](Cl)CC YNLAOSYQHBDIKW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 150000007517 lewis acids Chemical group 0.000 claims description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical group C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005727 Friedel-Crafts reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N dibenzothiazol-2-yl disulfide Chemical compound C1=CC=C2SC(SSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- -1 thiuram sulfides Chemical class 0.000 description 2
- DUBNHZYBDBBJHD-UHFFFAOYSA-L ziram Chemical compound [Zn+2].CN(C)C([S-])=S.CN(C)C([S-])=S DUBNHZYBDBBJHD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KMMCAFRMHUZFTJ-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene 2-methylprop-1-ene styrene Chemical compound CC(C)=C.CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 KMMCAFRMHUZFTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 210000004712 air sac Anatomy 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229920000140 heteropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003558 thiocarbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZUBNXRHITOZMOO-UHFFFAOYSA-N zinc;octadecanoic acid;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O ZUBNXRHITOZMOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
- B60C1/0008—Compositions of the inner liner
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Tires In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft Polymerzusammensetzungen und Vulkanisate davon. Insbesondere betrifft sie Zusammensetzungen, die brauchbar für die Herstellung von Erzeugnissen sind, die geringe oder verminderte Permeabilität gegen Gase im allgemeinen erfordern, sowie für Innenauskleidungen von Luftreifen und für Luftschläuche im besonderen.
- Butylkautschuke sind Copolymere von Isobutylen mit geringen Mengen eines konjugierten Diens, gewöhnlich Isopren, das Doppelbindungen liefert, die die Kautschuke mit Schwefel und anderen Vulkanisationsmitteln vulkanisierbar machen. Butylkautschuke besitzen eine Vielzahl von ihnen eigentümlichen, zufriedenstellenden Eigenschaften, die es ihnen möglich machen, Verwendung in vielen technischen Gebieten zu finden. Unter ihren zufriedenstellenden eigentümlichen Eigenschaften sind ihre Undurchlässigkeit für Luft, die hohe Dämpfung von Vibrationen geringer Frequenz und die gute Beständigkeit gegen Altern, Hitze, Säuren, Basen, Ozon und andere Chemikalien nach Vulkanisation, was sie sehr gut geeignet macht zur Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich von Erzeugnissen, die geringe oder verminderte Permeabilität gegen Luft erfordern. Zu Beispielen solcher Erzeugnisse gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Innenschläuche für Reifen, Heizbälge für die Reifenvulkanisation und verschiedene andere Luftschläuche. Bei der andauernden Suche der Reifenindustrie nach verbesserten Innenschläuchen und Auskleidungen bzw. Stützschläuchen wäre eine elastomere Verbindung, die nach Vulkanisation eine Verminderung in der Luftpermeabilität gegenüber herkömmlichen Innenschläuchen und Auskleidungen bzw. Stützschläuchen zeigt, wünschenswert.
- Das U.S. Patent 2,539,523 (Reid) zeigt ein Verfahren zur Terpolymerisation eines Isoolefins, eines konjugierten Diens und eines kernsubstituierten Alpha-Alkyl- (z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-)styrolmonomeren in Gegenwart eines Lösungsmittels und eines Friedel-Crafts-Katalysators bei einer Temperatur von -10ºC bis -150ºC. Weiterhin werden bei der Durchführung der Terpolymerisation zusätzliche Mengen das Katalysators und des reaktivsten Olefins, gewöhnlich das kernsubstituierte Alpha-Alkylstyrol periodisch oder kontinuierlich in das Reaktionsgefäß so eingeführt, daß die Zusammensetzung des reagierenden Gemisches im wesentlichen konstant bleibt. Dies führt zu einem Terpolymeren von gleichmäßiger Zusammensetzung und gleichmäßigen Eigenschaften.
- Marchionna, F. (siehe "Recent Advances in Butalastic Polymers", (1954), Band 1, S. 444 bis 445) zeigt, daß bei Polymerisation eines 77:3:20 Gemisches von Isobutylen-Butadien-α- Methylstyrol bei -105ºC "vulkanisierbare, harte und brüchige Heteropolymere erhalten werden, die begrenzte Biegsamkeit haben".
- Das U.S. Patent 3,948,868 (Powers) zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Isobutylen-Isopren-Styrol-Terpolymeren. Im speziellen wird ein Beschickungsstrom, der 0,5 bis 30 Gew.-% Isopren, 0,5 bis 0,30 Gew.-% Styrol und als Rest Isobutylen hat, in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators bei einer Temperatur von -30 bis -100ºc polymerisiert.
- Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Gummizusammensetzung zur Verwendung für Erzeugnisse zu liefern, die verminderte Permeabilität gegen Luft zeigen, wobei die Zusammensetzung nach Vulkanisation sehr geringe Permeabilität gegen Gase besitzt, während auch ein geeigneter Ausgleich von anderen physikalischen Eigenschaften aufrechterhalten bleibt.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Gummizusammensetzung, die sich zur Verwendung für Innenschläuche und Auskleidungen bzw. Stützschläuche von Luftreifen eignet.
- Demgemäß liefert die vorliegende Erfindung eine Gummizusammensetzung zur Verwendung in Erzeugnissen, die verminderte Permeabilität gegen Luft benötigen, wobei die Zusammensetzung enthält:
- 100 Gewichtsteile eines Terpolymers von Isobutylen, Isopren und α-Methylstyrol,
- etwa 30 bis etwa 90 Gewichtsteile von zumindest einem Ruß und
- ein Härtungssystem, und dadurch gekennzeichnet ist, daß dieses Terpolymere von etwa 0,5 bis etwa 2 Mol-% Isopren, von etwa 2 bis etwa 7 Mol-% α-Methylstyrol und von etwa 91 bis etwa 97,5 Mol-% Isobutylen enthält.
- Es wurde überraschenderweise und unerwarteterweise gefunden, daß ein Terpolymeres, das etwa 0,5 bis etwa 2 mol-% Isopren, etwa 2 bis etwa 7 mol-% α-Methylstyrol und etwa 91 bis etwa 97,5 mol-% Isobutylen enthält, nach Aufmischen und Vulkanisieren verminderte Permeabilität gegenüber Luft zeigt im Vergleich zu einem Vulkanisat, das aus einem Standard-Butylkautschuk erhalten ist.
- Das Verfahren zur Erzeugung des Terpolymeren von Isobutylen, Isopren und α-Methylstyrol, das sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignet, ist nicht besonders beschränkt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren zur Erzeugung dieses Terpolymeren das Inkontaktbringen einer Lösung von Isobutylen, Isopren und α-Methylstyrol in einem halogenierten Kohlenwasserstoff, bevorzugt Methylchlorid, mit einem Katalysatorsystem, das wenigtens eine Lewis-Säure, bevorzugter Aluminiumtrichlorid, vorzugsweise ein Gemisch von Aliumintrichlorid und Diethylaluminiumchlorid, in einem molaren Verhältnis von 1:0 bis 1:6, am meisten bevorzugt 1:4, bei einer Temperatur von etwa -85 bis etwa -100ºC zu einem geeigneten Polymerisationsumwandlungsgrad, was ein Terpolymeres liefert, das von etwa 0,5 bis 2 mol-% Isopren, von etwa 2 bis 7 mol-% α-Methylstyrol und von etwa 91 bis etwa 97,5 mol-% Isobutylen enthält.
- Bei einer bevorzugten Ausführungform umfaßt ein Terpolymeres, das sich zur Verwendung in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eignet, von etwa 0,5 bis etwa 2 Mol-0-% Isopren, von etwa 4 bis etwa 7 Mol-% α-Methylstyrol und von 91 bis etwa 95,5, Mol-% Isobutylen.
- Die Verwendung von Rußen zur Verstärkung von Vulkanisaten ist auf diesem Gebiet wohlbekannt und führt zu verbesserten Festigkeitseigenschaften der endgültigen Vulkanisate. Zu geeigneten Rußen zur Durchführung dieser Erfindung gehören die wohlbekannten Ofen- und Channelruße, vorzugsweise Ofenruße, und sie werden in Mengen von etwa 30 bis etwa 90, vorzugsweise von etwa 50 bis etwa 70 Gew.-Teilen verwendet.
- Das Härtungssystem, das sich für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignet, ist nicht besonders beschränkt. Ein typisches Härtungssystem umfaßt: (i) ein Metalloxid, (ii) gegebenenfalls elementaren Schwefel und (iii) wenigstens einen Beschleuniger auf Schwefelbasis. Die Verwendung von Metalloxiden als Komponente im Härtungssystem ist auf diesem Gebiet wohlbekannt. Ein geeignetes Metalloxid ist Zinkoxid, das in Mengen von etwa 1 bis etwa 10, vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 5 Gew.-Teilen verwendet werden kann. Elementarer Schwefel, der die Komponente (ii) dieses Härtungssystems bildet, kann, falls vorhanden in Mengen von etwa 0,2 bis etwa 2 Gew.-Teilen verwendet werden. Geeignete Beschleuniger auf Schwefelbasis (Komponente (iii) dieses Härtungssystems) können in Mengen von etwa 0,5 bis etwa 3 Gew.-Teilen verwendet werden und umfassen die Thiuramsulfide, wie Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD), die Thiocarbamate, wie Zinkdimethyldithiocarbamat (ZDC) und die Thiazyl- und Benzthiazylverbindungen, wie Mercaptobenzthiazyldisulfid (MBTS). Vorzugsweise ist der Beschleuniger auf Schwefelbasis Tetramethylthiuramdisulfid.
- Auch Stabilisatoren, Antioxidantien, Kohlenwasserstoffstrecköle und Klebrigmacher können verwendet werden, wie dies auf diesem Gebiet des Aufmischens von Gummipolymeren vom Butyltyp wohlbekannt ist.
- Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung können nach wohlbekannten Methoden für das Mischen von kautschukartigen Polymeren hergestellt werden, einschließlich des Aufmischens auf einem Kalander oder einem Innenmischer vom Banbury- oder Brabendertyp. Beim Aufmischen werden die herkömmlichen Bestandteile der Zusammensetzung eingebracht. Im allgemeinen wird es bevorzugt, die härtungsaktiven Mittel des Härtungssystems in einer zweiten Stufe des Aufmischens einzubringen, die auf einem Kalander oder in einem Innenmischer durchgeführt werden kann, der bei einer Temperatur von normalerweise nicht mehr als etwa 110ºC betrieben wird. Die Zusammensetzungen werden in herkömmlicher Weise vulkanisiert, indem man sie für etwa 5 bis etwa 120 Minuten auf Temperaturen von etwa 150 bis etwa 200ºC erhitzt um elastomere Vulkanisate zu bilden, die brauchbare Eigenschaften, wie hier beschrieben, haben.
- Wenn Gummizusammensetzungen gemäß dieser Erfindung, wie oben beschrieben, vulkanisiert werden, zeigen die Vulkanisate sowohl überraschenderweise als auch ohne wissenschaftliche Erklärung eine Verminderung in der Luftpermeabilität, während sie einen wünschenswerten Ausgleich von anderen physikalischen Eigenschaften beibehalten, was diese Vulkanisate geeignet zur Verwendung in Erzeugnissen macht, die geringe oder verminderte Permeabiltät für Luft erfordern. Unter Verminderung der Luftpermeabiltät ist eine Verminderung im Volumen an Luft zu verstehen, das durch eine Einheitsfläche von definierter Dicke von Vulkanisat pro Zeiteinheit geht. Unter physikalischen Eigenschaften sind die Vulkanisationsmerkmale zu verstehen. Demgemäß eignen sich diese Vulkanisate zur Verwendung in Erzeugnissen, die geringe oder verminderte Permeabilität für Luft benötigen, während ein gewünschter Ausgleich von anderen physikalischen Eigenschaften beibehalten bleibt. Zu Beispielen solcher Erzeugnissen können, ohne darauf beschränkt zu sein, Innenauskleidungen bzw. Stützschläuche und Schläuche für Luftreifen und gummiartige Membranmaterialien gehören, die sich zur Verwendung bei der Herstellung von Luftbälgen und dergleichen eignen.
- Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung und sollen deren Umfang nicht beschränken. Alle Teile sind Gew-.Teile, wenn nichts anderes angegeben ist.
- Vier Terpolymere von Isobutylen, Isopren und α-Methylstyrol wurden gemäß der folgenden Arbeitsweise hergestellt. Alle Monomere, Lösungsmittel und Chemikalienreagenzien wurden gereinigt, um zu gewährleisten, daß Wasser und andre Verunreinigungen während der Polymerisation nicht vorlagen. Isobutylen, Isopren, α-Methylstyrol und Methylchlorid wurden gemäß der in Tabelle I gezeigten Beschickungszusammensetzung in ein Reaktionsgefäß aus rostfreiem Stahl eingebracht, das mit einem Rührmittel und einem Kühlmittel ausgestattet war. Eine Katalysatorlösung wurde hergestellt, indem (i) 200 ml einer Methylenchloridlösung, die 1 g AlCl&sub3; enthielt, mit (ii) 20 ml einer Hexanlösung, die 20 Vol-% Et&sub2;AlCl enthielt, kombiniert wurden. Das die Monomerlösung enthaltende Reaktionsgefäß wurde auf etwa -90ºC abgekühlt, wonach 40 ml dieser Katalysatorlösung in das Reaktionsgefäß eingeführt wurden. Die Polymerisation wurde wie folgt durchgeführt: bei einer Temperatur von weniger als etwa -85ºC, unter einer Stickstoffatmosphäre, unter kräftigem Rühren und bis zu einem Umwandlungsgrad von etwa 10% bis etwa 20% Umwandlung. Die Polymerisation wurde durch Zugabe einer kleinen Menge Methanol beendet. Die Terpolymeren wurden durch Koagulation in einem großen Überschuß von Methanol und Verdampfen des Methylchloridlösungsmittels gewonnen. Die Terpolymeren wurden dann gereinigt, indem sie wieder in Hexan gelöst und dann aus Methanol rekoaguliert wurden. Tabelle I Beschickungszusammensetzung Methylchlorid (g) Isobutylen (g) Isopren (g) α-Methylstyrol (g)
- Unter Verwendung der vier in Beispiel 1 erzeugten Terpolymeren wurden vier Gummizusammensetzungen gemäß der in Tabelle II gezeigten Rezepturen hergestellt, wobei jedes Terpolymere bezüglich der Beschickungszusammensetzung identifiziert ist, die zu seiner Herstellung benutzt wurde. Das Terpolymere (wie angegeben) und Ruß wurden 20 Sekunden in einem Miniaturinnenmischer stampfgemischt, der mit einem Brabender-Mischkopf ausgestattet und bei einer Temperatur von etwa 90ºC und Rotorgeschwindigkeit von etwa 63 Umdrehungen pro Minute betrieben war, wonach alle verbleibenden Bestandteile in den Mischer gegeben wurden. Nach einer Gesamtmischzeit von 5 Minuten wurde die Zusammensetzung ausgeleert, auf Zimmertemperatur abgekühlt und 30 Minuten bei einer Temperatur von 166ºC vulkanisiert. Tabelle II Probe Nr. Terpolymer A Ruß IRB Nr. 6 Stearinsäure Zinkoxid Tetramethylthiuramdisulfid Schwefel
- Die Gehalte an α-Methylstyrol und Isopren in den Rohpolymeren wurden durch Standard-Kernmagnetische-Resonanz-Spektroskopie (NMR) bestimmt. Die Glasübergangstemperatur der Rohpolymeren wurde gemäß ASTM D3418-82 gemessen.
- Die rheologischen Merkmale der Zusammensetzungen wurden gemäß ASTM D2084-87 bestimmt. Das Härtungsmeßgerät wurde bei einer Prüftemperatur von 160ºC betrieben.
- Die Vulkanisate der Gummizusammensetzungen wurden dann auf Luftpermeabilität geprüft. Bei dieser Prüfung wirde eine vulkanisierte Gummiplatte in eine Permeabilitäts-Prüfzelle eingebracht, zu welchem Zeitpunkt ein positiver Gasdruck von 0,34 MPa auf einer Seite der Platte angelegt wurde. Die die Probe enthaltende Prüfzelle wurde 24 Stunden bei Zimmertemperatur vorkonditioniert, um die Einstellung eines Gleichgewichts im System vor der tatsächlichen Prüfung zu gestatten, wonach die Prüfzelle in ein Bad von konstanter Temperatur von 65ºC eingebracht wurde. Das die Probe permeierende Gas verdrängte eine Flüssigkeit aus einem graduierten Kapillarrohr, was eine direkte Messung des Volumens gestattete. Demgemäß stellt der angegebene Wert (Q) für die Luftpermeabilität das Volumen an Luft dar, das pro Sekunde durch eine Probe von 1 cm² Fläche und 1 cm Dicke ging, wenn die Druckdifferenz über die Probe 1 Atmosphäre beträgt.
- Die Prüfergebnisse sind in Tabelle III angegeben. Die in Tabelle III gezeigte KONTROLLE 1 stammte aus einer Kautschukzusammensetzung, welche enthielt: 100 Gew.-Teile Butylkautschuk (Handelsprodukt POLYSAR Butyl 301, mit einer Mooney- Viskosität (ML 1+8 bei 125ºC) von etwa 47 bis etwa 57); 50 Gew.-Teile Ruß IRB Nr. 6, 1 Gew.Teil Stearinsäure, 3 Gew.- Teile Zinkoxid, 1 Gew.-Teil Tetramethylthiuramdisulfid und 1,75 Gew.Teile Schwefel. Die Auswertung der in Tabelle III angegebenen Prüfergebnisse zeigt, daß die Verwendung von α- Methylstyrol als zusätzliches Monomeres bei der Polymerisation von Isobutylen und Isopren zu einem verbesserten Polymeren führt, dessen Vulkanisat eine deutlich verminderte Luftdurchlässigkeit zeigt im Vergleich zu einem Vulkanisat eines Standardbutylkautschuks. Somit ist die Gummizusammensetzung der vorliegenden Erfindung wertvoll bei der Herstellung von Erzeugnissen die geringe oder verminderte Luftdurchlässigkeit im allgemeinen erfordern, und insbesondere für Innenschläuche, Stützschläuche und Auskleidungen von Luftreifen. Tabelle III Probe Rohpolymereigenschaften Kontrolle α-Methylstyrolgehalt (Mol%) Isoprengehalt (Mol%) Tg (ºC) Rheometrie bei 160ºC MH (dN.m) ML (dN.m) t(10) (min) t(50) (min) t(90) (min) Permeabilität gegen Luft (Vulkanisat 24 Stunden bei Zimmertemperatur und 0,34 MPa vorkonditioniert) bei 65ºC, Q x 10&sup8;
- Vier Terpolymere von Isobutylen, Isopren und Styrol wurden gemäß (i) der im Beispiel 1 angegebenen Polymerisationsarbeitsweise und (ii) der in Tabelle IV angegebenen Beschikkungszusammensetzungen hergestellt.
- Die vier Terpolymere wurden dann in Gummizusammensetzungen gemäß den in Tabelle 5 angegebenen Rezepturen eingebracht, wobei jedes Terpolymer bezüglich der Beschickungszusammensetzung identifiziert ist, die zu seiner Herstellung benutzt wurde. Nach Kalandern des Rohpolymeren für etwa eine Minute auf einem Mikrokalander, der bei einer Temperatur von 60ºC betrieben wurde, wurden dann der Ruß und das Kohlenwasserstoffstrecköl dem Terpolymeren auf dem Kalander zugegeben. Nach Entfernen der Mischung vom Kalander und Abkühlen auf Zimmertemperatur wurden die restlichen Bestandteile in das Gemisch auf einem Kalander eingebracht, der bei Zimmertemperatur betrieben wurde.
- Die Rohpolymereigenschaften, die rheometrischen Eigenschaften und die Luftpermeabilitätseigenschaften wurden wie im Beispiel 2 beschrieben, gemessen und sind in Tabelle IV angegeben. Die Kontrolle 2 von Tabelle VI stammte von einer Gummimasse die enthielt: 100 Gew.-Teile Butylkautschuk (Handelsprodukt, vertrieben als POLYSAR Butyl 301, wie schon beschrieben), 48 Gew.-Teile Ruß N-550, 15 Gew.-Teile Sunpar 2280 (Kohlenwasserstoffstrecköl), 1,5 Gew.-Teile Stearinsäure, 5 Gew.-Teile Zinkoxid, 1 Gew.-Teil Tetramethyldithiuramdisulfid und 1,75 Gew.-Teile Schwefel. Diese Eigenschaften zeigen, daß die aus Terpolymeren von Isobutylen, Isopren und Styrol erzeugten Vulkanisate, die außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen, keine deutlich verminderte Permeabilität gegen Luft zeigen. Demgemäß ist das Einbringen eines solchen Terpolymeren in eine Gummizusammensetzung zur Verwendung in Erzeugnissen, welche verminderte Permeabilität gegen Luft erfordern, scheinbar nicht vorteilhaft. Dieses Beispiel dient dazu zu zeigen, daß die verminderte Luftpermeabilität von Vulkanisaten, die aus Terpolymeren von Isobutylen, Isopren und α-Methylstyrol, wie vorher beschrieben, stammen, tatsächlich überraschend und unerwartet ist. Tabelle IV Beschickungszusammensetzung Methylchlorid (g) Isobutylen (g) Isopren (g) α-Methylstyrol (g) Tabelle V Probe Nr. Terpolymer Ruß N-550 Sunpar 2280 Stearinsäure Zinkoxid Tetramethyltriuramdisulfid Schwefel Tabelle VI Probe Nr. Rohpolymereigenschaften Kontrolle Styrolgehalt (Mol%) Isoprengehalt (Mol%) Tg (ºC) Rheometrie bei 160ºC MH (dN.m) ML (dN.m) t(10) (min) t(50) (min) t(90) (min) Permeabilität gegen Luft (Vulkanisat 24 Stunden bei Zimmertemperatur und 0,34 MPa vorkonditioniert) bei 65ºC, Q x 10&sup8;
Claims (8)
1. Gummi-Zusammensetzung zur Verwendung in Erzeugnissen, die
verminderte Permeabilität gegen Luft benötigen, wobei die
Zusammensetzung enthält:
100 Gewichtsteile eines gummiartigen Terpolymeren,
von etwa 30 bis etwa 90 Gewichtsteile wenigstens eines
Rußes, und
ein Härtungssystem,
dadurch gekennzeichnet, daß das gummiartige Terpolymere
von etwa 0,5 bis etwa 2 Mol% Isopren, von etwa 2 bis etwa
7 Mol% α-Methylstyrol und von etwa 91 bis etwa 97,5 Mol%
Isobutylen enthält.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Terpolymere von etwa 0,5 bis etwa 2 Mol%
Isopren, von etwa 4 bis etwa 7 Mol% α-Methylstyrol und
von etwa 91 bis etwa 95,5 Mol% Isobutylen enthält.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Terpolymere nach einem Verfahren erzeugt ist, das
das Inkontaktbringen einer Lösung von Isobutylen, Isopren
und α-Methylstyrol in einem halogenierten
Kohlenwasserstoff mit einem Katalysatorsystem umfaßt, das
wenigstens eine Lewis-Säure enthält, und zwar bei einer
Temperatur von etwa -85ºC bis etwa -100ºC
4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Katalysatorsystem Aluminiumtrichlorid enthält.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Katalysatorsystem ein Gemisch von
Aluminiumtrichlorid und Diethylaluminiumchlorid in einem
molaren Verhältnis von 1:0 bis 1:6 enthält.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Härtungssystem von etwa 1 bis etwa 10
Gewichtsteile Zinkoxid, von etwa 0,2 bis etwa 2
Gewichtsteile elementaren Schwefel und von etwa 0,5 bis
etwa 3 Gewichtsteilen wenigstens eines Beschleunigers auf
Schwefelbasis enthält.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie weiterhin durch Erhitzen bei etwa 150ºC bis etwa
200ºC für eine Zeit von etwa 5 bis etwa 120 Minuten
vulkanisiert ist.
8. Luftreifen mit einem inneren Schlauch oder Auskleidung
(Stützschlauch), dadurch gekennzeichnet, daß er oder sie
ein Vulkanisat nach Anspruch 7 ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/137,979 US4779657A (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Rubber compositions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3883952D1 DE3883952D1 (de) | 1993-10-14 |
DE3883952T2 true DE3883952T2 (de) | 1994-06-23 |
Family
ID=22479894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3883952T Expired - Lifetime DE3883952T2 (de) | 1987-12-28 | 1988-11-28 | Gummi-Zusammensetzung. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4779657A (de) |
EP (1) | EP0323569B1 (de) |
JP (1) | JP2617549B2 (de) |
CN (1) | CN1008630B (de) |
AU (1) | AU599273B2 (de) |
CA (1) | CA1328702C (de) |
DE (1) | DE3883952T2 (de) |
ES (1) | ES2058220T3 (de) |
MX (1) | MX166725B (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69124695T2 (de) * | 1990-07-18 | 1997-05-28 | Exxon Chemical Co | Innenbelagzusammensetzung eines reifens |
US5333662A (en) * | 1990-07-18 | 1994-08-02 | Exxon Chemical Patents Inc. | Tire innerliner composition |
WO1992011295A1 (en) * | 1990-12-20 | 1992-07-09 | Exxon Chemical Patents Inc. | Uv/eb curable butyl copolymers for coating applications |
CA2282900C (en) * | 1999-09-20 | 2011-02-01 | Bayer Inc. | Halogenated terpolymers of isobutylene, diolefin monomer and styrenic monomer |
CN1602320B (zh) | 2001-12-10 | 2011-06-15 | 埃克森美孚化学专利公司 | 弹性体组合物 |
CN100455605C (zh) * | 2001-12-10 | 2009-01-28 | 埃克森美孚化学专利公司 | 卤化异烯烃类三元共聚物 |
US7329697B2 (en) * | 2001-12-10 | 2008-02-12 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Elastomeric compositions |
CN100427512C (zh) * | 2002-12-20 | 2008-10-22 | 埃克森美孚化学专利公司 | 聚合方法 |
CA2438024C (en) * | 2003-08-14 | 2013-05-28 | Bayer Inc. | Peroxide curable butyl formulations |
CA2465407C (en) * | 2004-04-28 | 2012-11-13 | Rui Resendes | Peroxide curable butyl formulations |
US7585914B2 (en) * | 2005-11-09 | 2009-09-08 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Thermoplastic elastomer compositions and methods for making the same |
US7767743B2 (en) | 2006-03-10 | 2010-08-03 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processable branched isoolefin-alkylstyrene elastomers |
JP4952647B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2012-06-13 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用チューブ |
US10030092B2 (en) | 2014-06-12 | 2018-07-24 | Bridgestone Corporation | Multicomponent copolymer, rubber composition, and tire |
CN106928391B (zh) * | 2015-12-30 | 2020-01-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种异丁烯、异戊二烯与烷基苯乙烯聚合物的制备方法 |
EP3613777B1 (de) * | 2017-04-18 | 2021-11-10 | Bridgestone Corporation | Verfahren zur herstellung von multicopolymer, multicopolymer, kautschukzusammensetzung und reifen |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2479450A (en) * | 1944-12-30 | 1949-08-16 | Standard Oil Dev Co | Chemical process for tripolymers |
US2539523A (en) * | 1947-02-14 | 1951-01-30 | Atlantic Refining Co | Polymerization of olefin mixtures |
US3948868A (en) * | 1969-04-03 | 1976-04-06 | Exxon Research And Engineering Company | Homogeneous styrene/isoolefin copolymers |
US3928297A (en) * | 1971-06-08 | 1975-12-23 | Exxon Research Engineering Co | High molecular weight, high unsaturation isobutylene-conjugated diene copolymers |
US4215022A (en) * | 1978-10-16 | 1980-07-29 | Exxon Research & Engineering Co. | Isobutylene cyclodiolefin copolymers and terpolymers |
JPS57151402A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-18 | Bridgestone Corp | Pneumatic tyre |
AU567623B2 (en) * | 1984-11-15 | 1987-11-26 | Bridgestone Corporation | Rubber composition. |
US4754793A (en) * | 1987-06-23 | 1988-07-05 | Polysar Limited | Butyl elastomeric compositions having reduced permeability to gases |
-
1987
- 1987-12-28 US US07/137,979 patent/US4779657A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-11-14 CA CA000583050A patent/CA1328702C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-22 AU AU25778/88A patent/AU599273B2/en not_active Ceased
- 1988-11-28 EP EP88119818A patent/EP0323569B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-28 DE DE3883952T patent/DE3883952T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-28 ES ES88119818T patent/ES2058220T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-09 JP JP63311773A patent/JP2617549B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-15 MX MX026510A patent/MX166725B/es unknown
- 1988-12-28 CN CN89100066.6A patent/CN1008630B/zh not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX166725B (es) | 1993-01-29 |
EP0323569B1 (de) | 1993-09-08 |
CA1328702C (en) | 1994-04-19 |
EP0323569A3 (de) | 1991-01-02 |
JPH01190740A (ja) | 1989-07-31 |
AU599273B2 (en) | 1990-07-12 |
JP2617549B2 (ja) | 1997-06-04 |
US4779657A (en) | 1988-10-25 |
AU2577888A (en) | 1989-07-06 |
DE3883952D1 (de) | 1993-10-14 |
CN1034006A (zh) | 1989-07-19 |
EP0323569A2 (de) | 1989-07-12 |
ES2058220T3 (es) | 1994-11-01 |
CN1008630B (zh) | 1990-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3883952T2 (de) | Gummi-Zusammensetzung. | |
DE69320756T2 (de) | Butylgummizusammensetzungen | |
DE3884678T2 (de) | Halobutyl Elastomer-Zusammensetzungen. | |
DE69124695T2 (de) | Innenbelagzusammensetzung eines reifens | |
DE69104986T2 (de) | Zusammensetzung für reifenkarkassen. | |
DE2218160C2 (de) | Copolymeres von Äthylen und einem Dien | |
DE3880405T2 (de) | Olefin-Copolymer-Zusammensetzung. | |
DE69011307T2 (de) | Modifizierter Asphalt. | |
DE69123849T2 (de) | Mischung für reifenseitenwand | |
DE69500866T2 (de) | Luftreifen mit einer Innenschicht aus vulkanisiertem Gummi der trans 1,4 polybutadien enthält | |
DE2823900A1 (de) | Verfahren zur ver- bzw. bearbeitung von synthetischen polymeren | |
DE3230744C2 (de) | Kautschukmassen | |
DE69212530T2 (de) | Pfropfcopolymere aus halogeniertem Butylkautschuk | |
DE1814446A1 (de) | Hochmolekulare Terpolymere | |
US3159691A (en) | Cis-polybutadiene compositions | |
DE2101183A1 (de) | Vulkanisierbare Polymergemische und ihre Verwendung | |
DE2139888C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen | |
US2392847A (en) | Rubberlike polymeric substance and process of producing it | |
DE2557559A1 (de) | Vulkanisierbare mischungen | |
EP0221313A1 (de) | Kautschukmischungen und daraus hergestellte Covulkanisate | |
DE2528852C3 (de) | Luftreifen | |
DE952302C (de) | Verfahren zum Vulkanisieren von Butylkautschuk | |
DE2123911A1 (de) | Mit Schwefel vulkanisierbare, in der Kette gesättigte, verzweigte elastomere Copolymere | |
DE2311796B2 (de) | Verfahren zur copolymerisation von isobutylen mit isopren | |
KR960005628B1 (ko) | 클로로술폰화 에틸렌·α-올레핀 공중합체 조성물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8332 | No legal effect for de | ||
8370 | Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted | ||
8364 | No opposition during term of opposition |