DEF0017326MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 13. April 1955 Bekanntgemacht am 22. November 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die wichtigsten anwendungstechnischen Kriterien von verstärkenden Füllstoffen in natürlichen und synthetischen Kautschukvulkanisaten sind die Verbesserungen der Zerreißfestigkeit, des Abriebwiderstandes und des Widerstarides gegen Weiterreißen. Je nach dem Grad der Verbesserung dieser drei Eigenschaften wird die »Aktivität« eines Kautschukfüllstoffes bewertet. Die Voraussetzung für hohe Aktivität ist ein möglichst kleiner Durchmesser der Füllstoffteilchen. Je kleiner der Teilchenduichmesser, um so größer ist die vom Kautschuk umschlossene Gesamtoberfläche des Füllstoffes. Die in der Kautschuktechnik gebräuchlichen hochaktiven Ruße haben Teilchendurchmesser von 25 bis 50 τημ. Aus kolloidaler Kieselsäure lassen sich ebenso feine Füllstoffe herstellen. Kolloide Kieselsäure als verstärkender Füllstoff für Kautschuk kann sowohl durch thermische Prozesse als auch durch Fällungsprozesse gewonnen werden. Durch Zugabe von gleichen Volumenmengen kolloider Kieselsäure lassen sich dieselben Erhöhungen sowohl der Zerreißfestigkeit als auch des Widerstandes gegen Weiterreißen erzielen wie bei vergleichbaren Volumenmengen an aktiven Rußen. Die beiden Füllstoffarten Ruß und Kieselsäure unterscheiden sich bisher noch in ihrer Wirkung auf den Abriebwiderstand. Sämtliche optimalen Kautschukmischungen, die kolloide Kieselsäure als Füllstoff

fiO9 708/385

F 17326 IVb/39b

enthalten, ergeben im Vulkanisat einen schlechteren Abriebwiderstand als vergleichbare Mischungen mit aktivem Ruß.

Gegenstand der Erfindung sind abriebfeste, für Autolaufflächen geeignete, aktiven Ruß enthaltende vulkanisierte Kautschukmischungen, die einen Gehalt an aktiver Kieselsäure aufweisen.

Durch die Kombination von aktivem Ruß und kolloider Kieselsäure, wobei das Rußvolumen immer

ίο etwas größer ist als das Volumen der aktiven Kieselsäure, kann der gleiche oder fast der gleiche Abriebwiderstand erreicht werden, wie wenn die Mischung nur aktiven Ruß enthalten würde. Der überraschende Effekt bei der Kombination von aktivem Ruß mit kolloider Kieselsäure als ,Füllstoff in Kautschuk liegt darin, dan der Abriebwiderstand keine additive Eigenschaft darstellt, sondern daß' die guten Abriebeigenschaften des aktiven Rußes überwiegen.

Die Kombination von aktivem Ruß iundiaktiver Kieselsäure verleiht den vulkanisierten Kautschuk-' mischungen günstige elastische Eigenschaften, die in einer Erniedrigung der Reifentemperatur während des Fahrens ihren Ausdruck findet', was wiederum einen günstigen Einfluß auf den Abriebwiderstand hat.'Diese Betrachtungen gelten sowohl für natürlichen Kautschuk als auch für synthetischen, wie z.B. die Mischpolymerisate aus Butadien und Styrol, Butadien und Acrylsäuremtril, Iso-' butylen und Butadien bzw. Isopren, sowie für·reine Polymerisate des Butadiens und des Chlorbutadiens.

Die -aktiven Ruße werden durch verschiedene

Herstellungsverfahren sowohl aus Gasen als auch aus Ölen und durch Mischung·..von Gas und „Öl.

durch mehr oder weniger ausgeprägte unvollständige Verbrennung gewonnen. Daneben gibt es hochaktive Ruße, für deren Herstellung als Rohmaterial Naphthalin und Anthracen verwendet werden. ^: ■ ■ - o-

Beispiel 1 · ;^ri. : ;^r.ib:

■ In einem Laboratoriumsinnenmischer (Fassungsvermögen 1,8 1) wurden folgende drei Vergleichsmischungen hergestellt; die angegebenen Zahlen

sind Gewichtsteile.
45

Mischungszusammensetzung:

Naturkautschuk -A- BC

(smoked sheets) ..·,..' 100,0 ΐοο,ο ΐοο,ο

aktiver Gasruß 45>° — ²7>°

5ο kolloide Kieselsäure ... — 5°>° ²⁰>°

Zinkoxyd 3,0 3>ο 3,0

Alterungsschutzmittel .. 1,5 ι,5 j,5

Weichmacher 3>5 — 2,¹

Stearinsäure 3.0 2,5 2,8

Dicyclohexylamin (als

Füllstoff aktivator) . . — 1,0 0,4

Schwefel 3,0 . 3,0 3,0

Dibenzothiazyldisulfid. . 0,8 0,8 0,8

Di-o-tolylguanidin — 0,5 0,2

Nach einer Vulkanisationszeit von 45 Minuten bei 3 atü gesättigtem Wasserdampf (= 143 ° C) wurden folgende Prüf werte gefunden:

.-.·,„- ■■■■-. -..-. · —-,- A"' '*■"<■'< B '''C '■· Zerreißfestigkeit ' ^{: ; j V;} ■->'■■--·->-' -■- ^■■- - -

(kg/cm²) 2.7.O;O...., 260,0 265,0

Widerstand gegen ' ,i-^:-\..·■&-.

Weiterreißen -■.;{ '■>% '..'■>.■'■'■

(kg/4mm) ' 45,0"t'45'° 48,0

Abrieb (mm³—°/o nach ^:'·'■'■■*.'''■ DIN 53516) ........ 85,0 153,0 89,0

Beispiel 2

In einem Betriebsinnenmischer (Fassungsvermögen 45 .1) wurden folgende drei Mischungen hergestellt:

Naturkautschuk ___._ .

... '(.smoked sheets) '..■.: .-iÖQ,p 100,0 100,0

. ,aktiver-^Gasruß'--ν., ..,. . ^;- >45,ο — 3°>° g

gefällte kolloide

Kieselsäure — 50,0 20,0

Zinkoxyd _λ. ..._. 3,o 3,0 3,0

■ Weichmacher 3,1 0,6 1,6

_;„ ;Stearinsäure ;ίί.^,-.·. j,;;--7^Θ^·: 2,5 3,ο _g

AlterühgsschützmitteT.'.' ϊ,5 2,ο 2,ο

■ Dibenzothiazyldisulfid.. ■— 0,8 0,8 N-Cyclohexyl-2-benzo-

thiazylsulfenamid ... 0,6 — .- —-

Di.-o-tolylguanidin — 0,25 —

Dicyclohexylamin. ,—. 1,0, 0,5

Schwefel .. . .. .... .-;.'·';■ r-'¹---· Zß-■-"·■ 3,0-' 3,0

Nach "'einer Vulkanisationszeit von 30 Minuten bei 143⁰C wurden bei einer Laboratoriumsuntersuchung folgende Prüf werte gefunden: ' "95*

... ,, ..'_A .B. C .Zerreißfestigkeit ■ '.'-'■ .r..-λJ. .■:. ·..

(kg/cm²) 265,0 245,0 246,0

Widerstand gegen
Weiterreißen

.(kg/4mm)' '.; .. ... .:.'-32"jö:,/... .28,0: 31,0

■Abrieb - ..■·.·-,,.;,
(nach DIN 53 516) . . 102,0 150,0 108,0

Aus diesen drei Mischungen wurden Personenwagenreifen der Größe 5,50-16 hergestellt und auf einem 2-1-Personenwagen auf trockener Fahrbahn gefahren. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Abrieb der Reifen nach 560 km Fahrt auf dem Nürburgring:

ABC (Abnahme der Höhe der
Profilstollen' des Rei- ■;■ fens in mm) 2,4 3,8 2,6

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Abriebfeste, für Autolaufflächen geeignete, aktiven Ruß enthaltende vulkanisierte Kautschukmischungen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an aktiver Kieselsäure.
2. 2. Vulkanisierte Kautschukmischungen gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen kleineren Gehalt an aktiver Kieselsäure als an aktivem Ruß.