EP1169384A1 - Rubber compositions containing hydroxyl groups - Google Patents
Rubber compositions containing hydroxyl groupsInfo
- Publication number
- EP1169384A1 EP1169384A1 EP00920517A EP00920517A EP1169384A1 EP 1169384 A1 EP1169384 A1 EP 1169384A1 EP 00920517 A EP00920517 A EP 00920517A EP 00920517 A EP00920517 A EP 00920517A EP 1169384 A1 EP1169384 A1 EP 1169384A1
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- EP
- European Patent Office
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- rubber
- rubbers
- solution
- hydroxyl groups
- weight
- 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.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L19/00—Compositions of rubbers not provided for in groups C08L7/00 - C08L17/00
- C08L19/006—Rubber characterised by functional groups, e.g. telechelic diene polymers
-
- 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
- B60C1/0016—Compositions of the tread
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08C—TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
- C08C19/00—Chemical modification of rubber
- C08C19/20—Incorporating sulfur atoms into the molecule
Definitions
- the present invention relates to rubber mixtures containing rubbers polymerized in solution with a secondary hydroxyl group content of 0.1 to
- the rubber mixtures according to the invention are suitable for the production of highly reinforced, abrasion-resistant moldings, in particular for the production of tires which have a particularly high wet slip resistance and low rolling resistance.
- Double bond-containing anionically polymerized solution rubbers such as solution polybutadiene and solution styrene / butadiene rubbers, have advantages over the corresponding emulsion rubbers in the production of low rolling resistance tire treads.
- the advantages include in the controllability of the vinyl content and the associated glass transition temperature and the molecular branching. In practical use, this results in particular advantages in relation to the wet skid resistance and rolling resistance of the tire.
- U.S. Patent No. 5,227,425 describes the
- EP-A 464 478 A process for the hydroxylation of rubbers is described in EP-A 464 478, in which the hydroxylated rubbers differ structurally from those of the present invention.
- the secondary hydroxyl groups of EP-A 464 478 are in a more unfavorable position in the polymer and are therefore far less effective than the hydroxyl groups of the present invention, which are not further than 4 carbon atoms from the respective side chain end.
- EP-806 452 A1 also describes hydroxyl group-containing emulsion and solution rubbers, the hydroxyl contents described here for solution rubbers being in a significantly lower range (0.009 to 0.061%) due to the process.
- the present patent application shows that these contents have no significant influence on the wet slip resistance and that the position of the hydroxyl groups is particularly important.
- Hydroxyl groups and also not that the hydroxyl groups are not more than 4 carbon atoms away from the respective side chain end.
- the present invention therefore relates to rubber mixtures comprising one or more rubbers containing hydroxyl groups and polymerized in solution, composed of diolefins and vinylaromatic monomers, containing secondary hydroxyl groups bonded in the range from 0.1 to 5% by weight, characterized in that the secondary hydroxyl groups are not are located more than 4 carbon atoms from the respective side chain end.
- Another object of the invention is the use of said rubber mixtures for the production of rubber vulcanizates, in particular silica-filled tire treads with particularly high abrasion resistance, particularly high wet skid resistance and low rolling resistance.
- the vinyl aromatic / diolefin rubbers polymerized in solution advantageously have average molecular weights (number average) of 50,000 to 2,000,000 and glass transition temperatures of -50 ° to + 20 ° C.
- Preferred Vinvlaromat contents are between 0.01 and 50 particularly preferably between 5 to 40% by weight.
- Suitable vinyl aromatic monomers are styrene, o-, m- and p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, ⁇ -methylstyrene, vinylnaphthalene, divinylbenzene, trivinylbenzene and divinylnaphthalene. Styrene is particularly preferred.
- Suitable diolefins are all diolefins known to the person skilled in the art, in particular 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 1-pheny 1-1,3 -butadiene and 1,3-hexadiene. 1,3-Butadiene and isoprene are particularly preferred.
- the rubbers according to the invention for the rubber mixtures according to the invention are preferably produced by anionic solution polymerization, i.e. by means of an alkali metal based catalyst, e.g. n-butyllithium, in a hydrocarbon as a solvent.
- an alkali metal based catalyst e.g. n-butyllithium
- randomizers and control agents can be used for the microstructure of the polymer.
- anionic solution polymerizations are known and e.g. in I. Franta Elastomers and Rubber Compounding Materials; Elsevier 1989, pages 73-74, 92-94 and in
- hydroxyl groups are introduced in a subsequent reaction on the finished polymer.
- a preferred method for introducing hydroxyl groups is e.g. the addition of hydroxyl-containing mercaptans.
- alkali metal polymerization catalysts for the purposes of the present invention are lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium metal and their hydrocarbon compounds and complex compounds with polar organic compounds.
- Lithium and sodium hydrocarbon compounds with 2 to 20 carbon atoms are particularly preferred.
- n-butyllithium. sec-butyllithium. tert-octyllithium.
- Preferred amounts of catalyst are between 0.2 and 15 mmol / 100 g of polymer.
- the anionic solution polymerization is carried out in a hydrocarbon or in another solvent which does not adversely affect the catalyst, for example tetrahydrofuran, tetrahydropyran or 1,4-dioxane.
- Suitable hydrocarbons as solvents are, for example, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons having 2 to 12 carbon atoms.
- Preferred solvents are propane, butane, pentane, hexane, cyclohexane, propene, butene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene, benzene, toluene, xylene.
- the solvents can be used alone or as a mixture.
- the hydroxyl groups are preferably introduced by the addition of hydroxyl mercaptans of the general formula (1), hydroxyl group-containing mercapto carboxylic esters of the general formula (2) and / or hydroxyl mercaptans (3).
- the reaction is preferably carried out in solution, if appropriate in the presence of free radical initiators.
- R 2 represents hydrogen, a Cj-Cg-alkyl group or a group -CO 2 -R 3 -CHOH-R 1 and
- R 3 represents a linear, branched or cyclic C2-C36 alkyl group which can optionally be substituted by up to 6 further hydroxyl groups or can be interrupted by nitrogen, oxygen or sulfur atoms,
- OH stands for a secondary hydroxyl group.
- n, m independently of one another represents an integer from 1 to 7,
- q represents an integer in the range from 3 to 4.
- Preferred hydroxyl mercaptans are 1-mercapto-2-propanol and 1-mercapto-2-butanol. l-mercapto-3-butanol, l-mercapto-2-pentanol, l-mercapto-2-hydroxycyclohexane and 1-mercaptopropanediol. 1-Mercapto-2-propanol are particularly preferred. 1-mercapto-2-butanol, 1-mercapto-2-hydroxy-cyclohexane and 1-mercapto-propanediol (thioglycerol).
- Preferred mercaptocarboxylic acid esters containing hydroxyl groups are monoesters of mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid.
- the corresponding esters of 3-mercaptopropionic acid are particularly preferred.
- Hydroxyl mercaptans and hydroxyl group-containing mercaptocarboxylic acid esters which in addition to the special secondary hydroxyl group carry a further hydroxyl group in the 2- or 3-position, such as thioglycerol, are very particularly preferred.
- Suitable radical initiators for the attachment of the hydroxyl mercaptans to the solution rubbers are e.g. Azo initiators such as azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexanenitrile and peroxides such as dilauroyl peroxide, benzpinacols and benzpinacolsilyl ether or photoinitiators in the presence of visible or UV light.
- Azo initiators such as azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexanenitrile and peroxides such as dilauroyl peroxide, benzpinacols and benzpinacolsilyl ether or photoinitiators in the presence of visible or UV light.
- Diacyl peroxides in particular di- (3,3,5-trimethylhexanoyl) peroxide, didecanoyl peroxide and dilauroyl peroxide, are particularly preferred.
- radical initiators are in the range from 0.5 to 20% by weight, based on hydroxyl mercaptan.
- the Mooney viscosity ML 1 + 4 of the copolymers is in the range from 10 to 200, preferably 30 to 150, measured at 100 ° C.
- the content of polymerized 1,2-butadiene units (“vinyl content”) is in the range from 5 and 60% by weight, preferably 10 to 50% by weight.
- the copolymerized vinyl aromatic content is in the range of 0.0 40% by weight, preferably 5 to 40% by weight, particularly preferably 10 to 30% by weight.
- the content of secondary hydroxyl groups is in the range from 0.1 to 5% by weight. preferably in the range from 0.1 to 3% by weight. particularly preferably in the range from 0.1 to 2% by weight, very particularly preferably in the range from 0.1 to 1% by weight. based on rubber.
- the method according to the invention thus allows a targeted introduction of hydroxyl groups depending on the desired distance from the side chain end.
- the content of hydroxyl groups can be determined by known methods, for example by spectroscopy, tritrimetry, elemental analysis or by determining the so-called hydroxyl number (OH number), that is to say by conversion with reagents which release acids which can be titrated in contact with OH groups. See also DLN 53 240.
- the rubbers can also contain further functional groups, such as, for example, Carboxylic acid and carboxylic ester groups.
- the hydroxyl-containing rubbers polymerized in solution can be used alone, in admixture with aromatic or aliphatic oils or in a mixture with other rubbers.
- synthetic rubbers are also suitable as additional rubbers for the production of vulcanized rubber.
- Preferred synthetic rubbers are described, for example, by W. Hofmann, Kautschuktechnologie, Gentner Verlag, Stuttgart 1980 and I. Franta, Elastomers and Rubber Compounding Materials, Elsevier, Amsterdam 1989. They include
- EPDM - ethylene / propylene / diene copolymers as well as mixtures of these rubbers.
- Natural rubber, emulsion SBR and solution SBR rubbers with a glass transition temperature above -50 ° C., which can optionally be modified with silyl ethers or other functional groups, such as, for example, in EP-A, are particularly suitable for the production of motor vehicle tires - 447 066, polybutadiene rubber with a high 1.4-cis content (> 90%), which is produced with catalysts based on Ni, Co, Ti or Nd, and polybutadiene rubber with a vinyl content of 0 to 75% and mixtures thereof of interest .
- the rubber mixtures according to the invention contain 5 to 500 parts by weight of an active or inactive filler, such as e.g.
- finely divided silicas e.g. by precipitation of solutions of silicates or flame hydrolysis of silicon halides with specific
- the silicas can optionally also be mixed oxides with other metal oxides, such as Al, Mg, Ca, Ba, , Zn, Zr, and Ti oxides are present,
- synthetic silicates such as aluminum silicate, alkaline earth metal silicate, such as magnesium silicate or calcium silicate, with BET surface areas from 20 to 400 m 2 / g and primary particle diameters from 10 to 400 nm,
- silicates such as kaolin and other naturally occurring silica.
- Glass fibers and glass fiber products (mats, strands) or micro glass balls.
- metal oxides such as zinc oxide, calcium oxide.
- Magnesium oxide Alumina.
- Metal carbonates such as magnesium carbonate, calcium carbonate, zinc carbonate,
- Metal hydroxides e.g. Aluminum hydroxide, magnesium hydroxide,
- the carbon blacks to be used here are produced by the flan black, furnace or gas black process and have BET surfaces of 20 to 200 m 2 / g, such as SAF, ISAF, HAF, FEF or GPF carbon blacks.
- Rubber gels especially those based on polybutadiene, butadiene / styrene copolymers, butadiene / acrylonitrile copolymers and polychloroprene.
- the oxidic and silicate fillers can be activated and / or hydrophobicized with the known filler activators, in particular sulfur-containing silyl ethers and / or known hydrophobizing agents.
- the fillers mentioned can be used alone or in a mixture.
- the rubber mixtures contain, as fillers, a mixture of light fillers, such as highly disperse silicas, and carbon blacks, the mixing ratio of light fillers to carbon blacks being from 0.05 to
- the fillers are preferably added as solids or as a slurry in water or a solvent to the solution of the hydroxyl-containing rubbers polymerized in solution.
- the rubber solution can be prepared beforehand, but the solution originating from the polymerization is preferably used directly.
- the solvent is then removed thermally or preferably with the aid of steam. The conditions of this stripping process can easily be determined by preliminary tests.
- the fillers are furthermore preferably added to the solid hydroxyl-containing rubber or a mixture of rubbers and mixed in in a known manner, for example using a kneader.
- the rubber mixtures according to the invention may also contain
- Crosslinker Sulfur or peroxides can be used as crosslinking agents, with sulfur being particularly preferred.
- the rubber mixtures according to the invention can contain further rubber auxiliary products, such as reaction accelerators, anti-aging agents, heat stabilizers, light stabilizers, ozone protection agents. Processing aids, plasticizers, tackifiers, blowing agents, dyes, pigments,
- Waxes, extenders, organic acids, retarders, metal oxides and activators such as triethanolamine, polyethylene glycol, trimethylolpropane etc. which are known to the rubber industry.
- filler activators are sulfur-containing silyl ethers, in particular bis- (trialkoxysilyl-alkyl) polysulfides, as described in DE 2 141 159 and DE-AS 2 255 577, oligomeric and / or polymeric sulfur-containing silyl ethers of DE-OS 4,435,311 and EP -A 670 347, mercapatoalkyltrialkoxisilane. in particular
- the rubber auxiliaries are used in customary amounts, which depend, among other things, on the intended use. Common amounts are e.g. Quantities from 0.1 to 50% by weight, based on rubber.
- the rubber mixtures according to the invention are outstandingly suitable for the production of moldings of all kinds.
- Non-limiting examples of these shaped bodies are O-rings, profiles, seals, membranes, tires, tire treads, damping elements and tubes.
- Tires and tire treads are particularly preferred.
- a solution of 500 g of solution SBR rubber Buna ® VSL 5025-0 (Bayer AG, content of bound styrene 25% by weight, content of 1,2-linked butadiene 50% by weight) in 4 l of cyclohexane is added 70 ° C with 25 g l-mercapto-2-propanol and 2 g
- the rubber mixtures were then vulcanized at 170 ° C for 20 minutes.
- the vulcanizates had the following properties: Vulcanizate comparison comparison comparison invention
- the rubber compounds were then vulcanized at 170 ° C for 20 minutes.
- the vulcanizates had the following properties: Vulcanizate property comparative invention. example 5.A Example 5.1
- the test results show that the damping properties of the rubber according to the invention with a special content and arrangement of the hydroxyl groups are significantly improved compared to the unmodified rubber (comparison 5.A); a significantly lower rebound resilience was measured at room temperature and a higher tan delta at 0 ° C, both of which experience has shown to result in a significant improvement in wet skid resistance.
- the higher rebound elasticities at 70 ° C and the lower tan delta at 60 ° C of the rubber mixture according to the invention both show a lower rolling resistance compared to the reference rubber mixture without the hydroxyl group content according to the invention.
- the difference between the rebound elasticities at room temperature and 70 ° C and between the tan delta values at 0 and 60 ° C is The rubber compound is considerably larger, so that the relationship between wet skid resistance and rolling resistance in the tire is also significantly more favorable.
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Abstract
The invention relates to rubber compounds that contain rubbers polymerized in solution with a secondary hydroxyl group content of 0.1 to 5 wt.- % that are not more than 4 carbon atoms away from the respective side chain end. The invention also relates to mixtures thereof with fillers, optionally additional rubbers and rubber auxiliary agents and the vulcanized rubbers produced thereof. The inventive rubber compounds are useful for producing highly reinforced, abrasion-resistant molded bodies, especially for producing tires that are characterized by excellent non-skid properties on wet surfaces.
Description
Hydroxylgruppenhaltige LösungskautschukeSolution rubbers containing hydroxyl groups
Die vorliegende Erfindung betrifft Kautschukmischungen enthaltend in Lösung poly- merisierte Kautschuke mit einem Gehalt an sekundären Hydroxylgruppen von 0,1 bisThe present invention relates to rubber mixtures containing rubbers polymerized in solution with a secondary hydroxyl group content of 0.1 to
5 Gew.-%, die nicht weiter als 4 Kohlenstoffatome vom jeweiligen Seitenkettenende entfernt sind, sowie deren Mischungen mit Füllstoffen, gegebenenfalls weiteren Kautschuken und Kautschukhilfsmitteln und daraus hergestellte Vulkanisate. Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen eignen sich zur Herstellung von hochver- stärkten, abriebbeständigen Formkörpern, insbesondere zur Herstellung von Reifen, die eine besonders hohe Nassrutschfestigkeit und geringen Rollwiderstand aufweisen.5 wt .-%, which are not more than 4 carbon atoms from the respective side chain end, as well as their mixtures with fillers, optionally further rubbers and rubber auxiliaries and vulcanizates produced therefrom. The rubber mixtures according to the invention are suitable for the production of highly reinforced, abrasion-resistant moldings, in particular for the production of tires which have a particularly high wet slip resistance and low rolling resistance.
Doppelbindungshaltige anionisch polymerisierte Lösungskautschuke, wie Lösungs- Polybutadien und Lösungs-Styrol/Butadien-Kautschuke besitzen gegenüber entsprechenden Emulsionskautschuken Vorteile bei der Herstellung rollwiderstandsarmer Reifenlaufflächen. Die Vorteile liegen u.a. in der Steuerbarkeit des Vinylgehalts und der damit verbundenen Glastemperatur und der Molekülverzweigung. Hieraus ergeben sich in der praktischen Anwendung besondere Vorteile in der Relation von Nass- rutschfestigkeit und Rollwiderstand des Reifens. So beschreibt US-PS 5 227 425 dieDouble bond-containing anionically polymerized solution rubbers, such as solution polybutadiene and solution styrene / butadiene rubbers, have advantages over the corresponding emulsion rubbers in the production of low rolling resistance tire treads. The advantages include in the controllability of the vinyl content and the associated glass transition temperature and the molecular branching. In practical use, this results in particular advantages in relation to the wet skid resistance and rolling resistance of the tire. For example, U.S. Patent No. 5,227,425 describes the
Herstellung von Reifenlaufflächen aus einem Lösungs-SBR-Kautschuk und Kieselsäure. Zur weiteren Verbesserung der Eigenschaften sind zahlreiche Methoden zur Endgruppen-Modifizierung entwickelt worden, wie z.B. in EP-A 334 042 beschrieben, mit Dimethylarninopropyl-acrylamid oder, wie in EP-A 447 066 beschrieben, mit Silylethern. Durch das hohe Molekulargewicht der Kautschuke ist der Gewichtsanteil der Endgruppe jedoch gering und kann daher die Wechselwirkung zwischen Füllstoff und Kautschukmolekül nur wenig beeinflussen. Es war eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Lösungs-SBR-Kautschuke mit einem deutlich höheren Gehalt an wirkungsvollen Gruppen zur Füllstoffwechselwirkung herzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Herstellung von Kau- tschukvulkanisaten mit einer günstigeren Nassrutschfestigkeit-/Rollwiderstands- Relation.Manufacture of tire treads from a solution SBR rubber and silica. To further improve the properties, numerous methods for end group modification have been developed, for example as described in EP-A 334 042, with dimethylarninopropyl acrylamide or, as described in EP-A 447 066, with silyl ethers. Due to the high molecular weight of the rubbers, however, the weight fraction of the end group is low and can therefore have little influence on the interaction between the filler and the rubber molecule. It was an object of the present invention to produce solution SBR rubbers with a significantly higher content of effective groups for the interaction of fillers. Another object of the present invention was to produce rubber vulcanizates with a more favorable wet slip resistance / rolling resistance ratio.
Hydroxylgruppenhaltige Lösungs-Polybutadien-Kautschuke werden auch in DE-OSSolution-polybutadiene rubbers containing hydroxyl groups are also described in DE-OS
2 653 144 beschrieben. Diese Kautschuke eignen sich jedoch wegen ihrer zu geringen Festigkeit nicht als Hauptkomponente in Reifenlaufflächen.2,653,144. However, these rubbers are not suitable as the main component in tire treads because of their insufficient strength.
Ein Verfahren zur Hydroxylierung von Kautschuken beschreibt EP-A 464 478, wo- bei sich die hydroxylierten Kautschuke strukturell von denen der vorliegenden Erfindung unterscheiden. Insbesondere befinden sich die sekundären Hydroxylgruppen der EP-A 464 478 in einer ungünstigeren Postion im Polymer und sind damit weit weniger effektiv als die Hydroxylgruppen der vorliegenden Erfindung, welche sich nicht weiter als 4 Kohlenstoffatome vom jeweiligen Seitenkettenende entfernt befin- den.A process for the hydroxylation of rubbers is described in EP-A 464 478, in which the hydroxylated rubbers differ structurally from those of the present invention. In particular, the secondary hydroxyl groups of EP-A 464 478 are in a more unfavorable position in the polymer and are therefore far less effective than the hydroxyl groups of the present invention, which are not further than 4 carbon atoms from the respective side chain end.
Hydroxylgruppenhaltige Emulsions- und Lösungskautschuke beschreibt auch EP-806 452 A1, wobei die hier beschriebenen Hydroxylgehalte für Lösungskautschuke verfahrensbedingt in einem deutlich niedrigeren Bereich (0,009 bis 0,061 %) liegen. Die vorliegende Patentanmeldung zeigt, dass diese Gehalte keinen signifikanten Einfluss auf die Nassrutschfestigkeit haben und dass es besonders auf die Stellung der Hydroxylgruppen ankommt.EP-806 452 A1 also describes hydroxyl group-containing emulsion and solution rubbers, the hydroxyl contents described here for solution rubbers being in a significantly lower range (0.009 to 0.061%) due to the process. The present patent application shows that these contents have no significant influence on the wet slip resistance and that the position of the hydroxyl groups is particularly important.
Die älteren Anmeldungen DE-198 32 459.6 und DE-198 32 458.8 beschreiben hydroxylgruppenhaltige Lösungskautschuke. Sie beschreiben jedoch nicht sekundäreThe earlier applications DE-198 32 459.6 and DE-198 32 458.8 describe solution rubbers containing hydroxyl groups. However, they do not describe secondary ones
Hydroxylgruppen und auch nicht, dass sich die Hydroxylgruppen nicht mehr als 4 C-Atome vom jeweiligen Seitenkettenende entfernt befinden.Hydroxyl groups and also not that the hydroxyl groups are not more than 4 carbon atoms away from the respective side chain end.
Es wurde jetzt gefunden, dass sich aus hydroxylgruppenhaltigen Lösungs-Vinylaro- mat/Diolefin-Kautschuken mit einem Gehalt an 0.1 bis 5
gebundenen sekundären Hydroxylgruppen, die sich nicht weiter als 4 Kohlenstoffatome vom jeweiligen
Seitenkettenende entfernt befinden und einem 1.2-Vinylgehalt von 5 bis 60 Gew.-% Kautschukmischungen und Kautschukvulkanisate mit überraschend verbesserten dynamischen Dämpfungseigenschaften im nassrutschfestigkeitsrelevanten Temperaturbereich (0 bis 20°C) und im rollwiderstandsrelevanten Temperaturbereich (60 bis 80°C) und sowie verbessertem Abriebverhalten herstellen lassen. Weitere überraschende Vorteile wurden erhalten, wenn die Herstellung der Kautschukmischung nicht wie üblich im Kneter sondern durch Mischen einer Lösung von hydroxylgrup- penhaltigem Kautschuk und oxidischem oder silikatischen Füllstoff in organischem Lösungsmittel erfolgte und anschließend das Lösungsmittel mit Wasserdampf ent- fernt wurde, da dann der Füllstoff vollständig mit dem Kautschuk ausgefällt wird und nicht, wie beim Einsatz von unmodifiziertem Kautschuk, im Abwasser verbleibt.It has now been found that hydroxyl-containing solution vinyl aromatic / diolefin rubbers with a content of 0.1 to 5 bound secondary hydroxyl groups, which are not more than 4 carbon atoms from each Side chain end removed and produce a 1.2-vinyl content of 5 to 60 wt .-% rubber mixtures and rubber vulcanizates with surprisingly improved dynamic damping properties in the temperature range relevant to wet skid resistance (0 to 20 ° C) and in the temperature range relevant to rolling resistance (60 to 80 ° C) as well as improved abrasion behavior to let. Further surprising advantages were obtained when the rubber mixture was not produced in the kneader as usual, but by mixing a solution of rubber containing hydroxyl groups and oxidic or silicate filler in organic solvent and then removing the solvent with steam, since then the filler was removed is completely precipitated with the rubber and does not remain in the wastewater, as when using unmodified rubber.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Kautschukmischungen enthaltend einen oder mehrere hydroxylgruppenhaltige, in Lösung polymerisierte Kautschuke aufgebaut aus Diolefinen und vinylaromatischen Monomeren, enthaltend im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-% gebundene sekundäre Hydroxylgruppen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die sekundären Hydroxylgruppen nicht weiter als 4 Kohlenstoffatome vom jeweiligen Seitenkettenende entfernt befinden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung besagter Kautschukmischungen zur Herstellung von Kautschukvulkanisaten, insbesondere kieselsäuregefüllten Reifenlauf lächen mit besonders hoher Abriebbeständigkeit, besonders hoher Nassrutschfestigkeit und geringem Rollwiderstand.The present invention therefore relates to rubber mixtures comprising one or more rubbers containing hydroxyl groups and polymerized in solution, composed of diolefins and vinylaromatic monomers, containing secondary hydroxyl groups bonded in the range from 0.1 to 5% by weight, characterized in that the secondary hydroxyl groups are not are located more than 4 carbon atoms from the respective side chain end. Another object of the invention is the use of said rubber mixtures for the production of rubber vulcanizates, in particular silica-filled tire treads with particularly high abrasion resistance, particularly high wet skid resistance and low rolling resistance.
Die in Lösung polymerisierten Vinylaromat/Diolefin-Kautschuke besitzen vorteilhaft mittlere Molgewichte (Zahlenmittel) von 50.000 bis 2.000.000 und Glastemperaturen von -50° bis +20°C.The vinyl aromatic / diolefin rubbers polymerized in solution advantageously have average molecular weights (number average) of 50,000 to 2,000,000 and glass transition temperatures of -50 ° to + 20 ° C.
Bevorzugte Gehalte an Vinvlaromat liegen zwischen 0.01 bis 50
besonders bevorzugt zwischen 5 bis 40 Gew.-%.
Geeignete vinylaromatische Monomere sind Styrol, o-, m- und p- Methylstyrol, p- tert.-Butylstyrol, α-Methylstyrol, Vinylnaphthalin, Divinylbenzol, Trivinylbenzol und Divinylnaphthalin. Besonders bevorzugt wird Styrol.Preferred Vinvlaromat contents are between 0.01 and 50 particularly preferably between 5 to 40% by weight. Suitable vinyl aromatic monomers are styrene, o-, m- and p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, α-methylstyrene, vinylnaphthalene, divinylbenzene, trivinylbenzene and divinylnaphthalene. Styrene is particularly preferred.
Geeignete Diolefine sind sämtliche dem Fachmann bekannte Diolefine insbesondere sind 1,3-Butadien, Isopren, 1,3-Pentadien, 2,3-Dimethylbutadien, 1 -Pheny 1-1,3 -buta- dien und 1,3-Hexadien. Besonders bevorzugt werden 1,3-Butadien und Isopren.Suitable diolefins are all diolefins known to the person skilled in the art, in particular 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 1-pheny 1-1,3 -butadiene and 1,3-hexadiene. 1,3-Butadiene and isoprene are particularly preferred.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschuke für die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen erfolgt bevorzugt durch anionische Lösungspolymerisation, d.h. mittels eines Katalysators auf Alkalimetallbasis, z.B. n-Butyllithium, in einem Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel. Zusätzlich können die bekannten randomizer und Kontrollagentien für die MikroStruktur des Polymers verwendet werden. Derartige anionische Lösungspolymerisationen sind bekannt und z.B. in I. Franta Elasto- mers and Rubber Compounding Materials; Elsevier 1989, Seite 73-74, 92-94 und inThe rubbers according to the invention for the rubber mixtures according to the invention are preferably produced by anionic solution polymerization, i.e. by means of an alkali metal based catalyst, e.g. n-butyllithium, in a hydrocarbon as a solvent. In addition, the known randomizers and control agents can be used for the microstructure of the polymer. Such anionic solution polymerizations are known and e.g. in I. Franta Elastomers and Rubber Compounding Materials; Elsevier 1989, pages 73-74, 92-94 and in
Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Thieme Verlag, Stuttgart, 1987, Band E 20, Seiten 114 bis 134 beschrieben. Die Hydroxylgruppen werden in einer nachgeschalteten Reaktion am fertigen Polymer eingeführt. Eine bevorzugte Methode zur Einführung von Hydroxylgruppen ist z.B. die Addition von hydroxylgruppenhaltigen Mercaptanen.Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Thieme Verlag, Stuttgart, 1987, Volume E 20, pages 114 to 134. The hydroxyl groups are introduced in a subsequent reaction on the finished polymer. A preferred method for introducing hydroxyl groups is e.g. the addition of hydroxyl-containing mercaptans.
Beispiele für geeignete Alkalimetall-Polymerisationskatalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsiummetall und deren Kohlenwasserstoffverbindungen sowie Komplexverbindungen mit polaren or- ganischen Verbindungen.Examples of suitable alkali metal polymerization catalysts for the purposes of the present invention are lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium metal and their hydrocarbon compounds and complex compounds with polar organic compounds.
Besonders bevorzugt werden Lithium- und Natrium-Kohlenwassertoffverbindungen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Ethyllithium. n-Propyllithium. i-Pro- pyllithium. n-Butyllithium. sec-Butyllithium. tert.-Octyllithium. n-Decyllithium, Phenyllithium. 2-Naphthyllithium. 2-Butylphenyllithium. Cyclohexyllithium. 4-Lithium and sodium hydrocarbon compounds with 2 to 20 carbon atoms, for example ethyl lithium, are particularly preferred. n-propyllithium. i-propyllithium. n-butyllithium. sec-butyllithium. tert-octyllithium. n-decyllithium, phenyllithium. 2-naphthyllithium. 2-butylphenyllithium. Cyclohexyllithium. 4-
Cyclopentyllithium. 1.4-Dilithiobuten-2, Natriumnaphthalin. Natriumbiphenyl.
Kalium-Tetrahydrofuran-Komplex, Kalium-Diethoxiethan-Komplex, Natrium-Tetra- methylethylendiamin-Komplex. Die Katalysatoren können alleine und im Gemisch eingesetzt werden.Cyclopentyllithium. 1.4-Dilithiobutene-2, sodium naphthalene. Sodium biphenyl. Potassium tetrahydrofuran complex, potassium diethoxiethan complex, sodium tetramethylethylenediamine complex. The catalysts can be used alone and in a mixture.
Bevorzugte Katalysatormengen liegen zwischen 0,2 und 15 mMol / 100 g Polymer.Preferred amounts of catalyst are between 0.2 and 15 mmol / 100 g of polymer.
Die anionische Lösungspolymerisation wird in einem Kohlenwasserstoff oder in einem anderen Lösungsmittel, welches den Katalysator nicht nachteilig beeinflusst, durchgeführt, beispielsweise Tetrahydrofüran, Tetrahydropyran, oder 1.4-Dioxan. Als Lösungsmittel geeignete Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Lösungsmittel sind Propan, Butan, Pentan, Hexan, Cylohexan, Propen, Buten, 1-Penten, 2-Penten, 1-Hexene, 2-Hexen, Benzol, Toluol, Xylol. Die Lösungsmittel können alleine oder als Gemisch eingesetzt werden.The anionic solution polymerization is carried out in a hydrocarbon or in another solvent which does not adversely affect the catalyst, for example tetrahydrofuran, tetrahydropyran or 1,4-dioxane. Suitable hydrocarbons as solvents are, for example, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons having 2 to 12 carbon atoms. Preferred solvents are propane, butane, pentane, hexane, cyclohexane, propene, butene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene, benzene, toluene, xylene. The solvents can be used alone or as a mixture.
Die Eiriiuhrung der Hydroxylgruppen erfolgt bevorzugt durch die Anlagerung von Hydroxylmercaptanen der allgemeinen Formel (1), hydroxylgruppenhaltigen Mer- captocarbonsäureestern der allgemeinen Formel (2) und/oder Hydroxylmercaptanen (3). Die Reaktion wird bevorzugt in Lösung, gegebenenfalls in Gegenwart von Ra- dikalstartern durchgeführt.The hydroxyl groups are preferably introduced by the addition of hydroxyl mercaptans of the general formula (1), hydroxyl group-containing mercapto carboxylic esters of the general formula (2) and / or hydroxyl mercaptans (3). The reaction is preferably carried out in solution, if appropriate in the presence of free radical initiators.
HS - (CH2)n-CHOH -R1 (1)HS - (CH 2 ) n -CHOH -R 1 (1)
HS-(CHR2)m-(CO2-R3- CHOH -R1) (2)HS- (CHR 2 ) m - (CO 2 -R 3 - CHOH -R 1 ) (2)
HS-CH CH-OH (3) CHNHS-CH CH-OH (3) CHN
worin
R1 für eine
steht, die gegebenenfalls weitere Hydroxylgruppen tragen kannwherein R 1 for one stands, which can optionally carry further hydroxyl groups
R2 für Wasserstoff, eine Cj-Cg-Alkylgruppe oder eine Gruppe -CO2-R3-CHOH-R1 undR 2 represents hydrogen, a Cj-Cg-alkyl group or a group -CO 2 -R 3 -CHOH-R 1 and
R3 für eine lineare, verzweigte oder cyclische C2-C36-Alkylgruppe steht die gegebenenfalls mit bis zu 6 weiteren Hydroxylgruppen substituiert sein kann oder durch Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatome unterbrochen sein kann,R 3 represents a linear, branched or cyclic C2-C36 alkyl group which can optionally be substituted by up to 6 further hydroxyl groups or can be interrupted by nitrogen, oxygen or sulfur atoms,
OH für eine sekundäre Hydroxylgruppe steht.OH stands for a secondary hydroxyl group.
n, m unabhängig voneinander für eine ganze Zahl von 1 bis 7 steht,n, m independently of one another represents an integer from 1 to 7,
q eine ganze Zahl im Bereich von 3 bis 4 bedeutet.q represents an integer in the range from 3 to 4.
Bevorzugte Hydroxylmercaptane sind l-Mercapto-2-propanol, l-Mercapto-2-buta- nol. l-Mercapto-3-butanol, l-Mercapto-2-pentanol, l-Mercapto-2-hydroxi-cyclo- hexan und 1-Mercaptopropandiol. Besonders bevorzugt werden 1 -Mercapto-2-pro- panol. 1 -Mercapto-2-butanol, 1 -Mercapto-2-hydroxi-cyclohexan und 1 -Mercaptopro- pandiol (Thioglycerin).Preferred hydroxyl mercaptans are 1-mercapto-2-propanol and 1-mercapto-2-butanol. l-mercapto-3-butanol, l-mercapto-2-pentanol, l-mercapto-2-hydroxycyclohexane and 1-mercaptopropanediol. 1-Mercapto-2-propanol are particularly preferred. 1-mercapto-2-butanol, 1-mercapto-2-hydroxy-cyclohexane and 1-mercapto-propanediol (thioglycerol).
Bevorzugte hydroxylgruppenhaltige Mercaptocarbonsäureester sind Monoester der Mercaptoessigsäure, Mercaptopropionsäure. Mercaptobuttersäure und Mercaptobern- steinsäure mit 1.2-Propylenglykol, 1.2- und 1.3-Butylenglykol. Dipropylenglykol. Tripropylenglykol, Tetrapropylenglykol. Glycerin. Sorbit. Besonders bevorzugt werden die entsprechenden Ester der 3-Mercaptopropionsäure.
Ganz besonders bevorzugt werden Hydroxylmercaptane und hydroxylgruppenhaltige Mercaptocarbonsäureester, die neben der speziellen sekundären Hydroxylgruppe eine weitere Hydroxylgruppe in 2- oder 3 -Stellung tragen, wie z.B. Thioglycerin.Preferred mercaptocarboxylic acid esters containing hydroxyl groups are monoesters of mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid. Mercapto butyric acid and mercapto succinic acid with 1,2-propylene glycol, 1,2- and 1,3-butylene glycol. Dipropylene glycol. Tripropylene glycol, tetrapropylene glycol. Glycerin. Sorbitol. The corresponding esters of 3-mercaptopropionic acid are particularly preferred. Hydroxyl mercaptans and hydroxyl group-containing mercaptocarboxylic acid esters, which in addition to the special secondary hydroxyl group carry a further hydroxyl group in the 2- or 3-position, such as thioglycerol, are very particularly preferred.
Geeignete Radikalstarter zur Anlagerung der Hydroxylmercaptane an die Lösungskautschuke sind z.B. Azoinitiatoren, wie Azobisisobuttersäurenitril, Azobiscyclo- hexannitril und Peroxide, wie Dilauroylperoxid, Benzpinakole und Benzpinakolsilyl- ether oder Photoinitiatoren in Gegenwart von sichtbarem oder UV-Licht. Besonders bevorzugt werden Diacylperoxide, insbesondere Di-(3,3,5-trimethylhexanoyl)per- oxid, Didecanoylperoxid und Dilauroylperoxid.Suitable radical initiators for the attachment of the hydroxyl mercaptans to the solution rubbers are e.g. Azo initiators such as azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexanenitrile and peroxides such as dilauroyl peroxide, benzpinacols and benzpinacolsilyl ether or photoinitiators in the presence of visible or UV light. Diacyl peroxides, in particular di- (3,3,5-trimethylhexanoyl) peroxide, didecanoyl peroxide and dilauroyl peroxide, are particularly preferred.
Bevorzugte Mengen an Radikalstartern liegen im Bereich von 0,5 bis 20 Ge\v.-% bezogen auf Hydroxylmercaptan.Preferred amounts of radical initiators are in the range from 0.5 to 20% by weight, based on hydroxyl mercaptan.
Die Mooney- Viskosität ML 1+4 der Copolymere liegt im Bereich von 10 bis 200, vorzugsweise 30 bis 150, gemessen bei 100°C.The Mooney viscosity ML 1 + 4 of the copolymers is in the range from 10 to 200, preferably 30 to 150, measured at 100 ° C.
Der Gehalt an einpolymerisierten 1.2-Butadien-Einheiten („Vinylgehalt") liegt im Bereich von 5 und 60 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%.The content of polymerized 1,2-butadiene units (“vinyl content”) is in the range from 5 and 60% by weight, preferably 10 to 50% by weight.
Der Gehalt an einpolymerisiertem Vinylaromat liegt im Bereich von 0,0 Ibis 40 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%.The copolymerized vinyl aromatic content is in the range of 0.0 40% by weight, preferably 5 to 40% by weight, particularly preferably 10 to 30% by weight.
Der Gehalt an sekundären Hydroxylgruppen liegt im Bereich von 0.1 bis 5 Gew.-%. bevorzugt im Bereich von 0.1 bis 3 Gew.-%. besonders bevorzugt im Bereich von 0.1 bis 2 Ge\v.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0.1 bis 1 Gew.-%. bezogen auf Kautschuk.The content of secondary hydroxyl groups is in the range from 0.1 to 5% by weight. preferably in the range from 0.1 to 3% by weight. particularly preferably in the range from 0.1 to 2% by weight, very particularly preferably in the range from 0.1 to 1% by weight. based on rubber.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit eine zielgerichtete Einführung von Hydroxylgruppen abhängig von der gewünschten Entfernung zum Seitenkettenende.
Der Gehalt an Hydroxylgruppen kann nach bekannten Methoden ermittelt werden, also z.B. durch Spektroskopie, Tritrimetrie, Elementaranalyse oder durch die Bestimmung der sogenannten Hydroxylzahl (OH-Zahl), also durch Umsatz mit Reagentien, die in Berührung mit OH-Gruppen titrierbare Säuren abspalten. Siehe hierzu DLN 53 240.The method according to the invention thus allows a targeted introduction of hydroxyl groups depending on the desired distance from the side chain end. The content of hydroxyl groups can be determined by known methods, for example by spectroscopy, tritrimetry, elemental analysis or by determining the so-called hydroxyl number (OH number), that is to say by conversion with reagents which release acids which can be titrated in contact with OH groups. See also DLN 53 240.
Natürlich können die Kautschuke neben den bestimmten sekundären Hydroxylgruppen, die nicht weiter als 4 Kohlenstoffatome vom jeweiligen Seitenkettenende entfernt sind, noch weitere funktioneile Gruppen enthalten, wie z.B. Carbonsäure und Carbonsäureestergruppen.Of course, in addition to the specific secondary hydroxyl groups that are not more than 4 carbon atoms from the respective side chain end, the rubbers can also contain further functional groups, such as, for example, Carboxylic acid and carboxylic ester groups.
Die in Lösung polymerisierten hydroxylgruppenhaltigen Kautschuke können alleine, im Verschnitt mit aromatischen oder aliphatischen Ölen oder im Gemisch mit anderen Kautschuken verwendet werden. Für die Herstellung von Kautschukvulkamsaten eignen sich als zusätzliche Kautschuke neben Naturkautschuk auch Synthesekautschuke. Bevorzugte Synthesekautschuke sind beispielsweise bei W. Hofmann, Kautschuktechnologie, Gentner Verlag, Stuttgart 1980 und I. Franta, Elastomers and Rubber Compounding Materials, Elsevier, Amsterdam 1989 beschrieben. Sie umfassen u.a.The hydroxyl-containing rubbers polymerized in solution can be used alone, in admixture with aromatic or aliphatic oils or in a mixture with other rubbers. In addition to natural rubber, synthetic rubbers are also suitable as additional rubbers for the production of vulcanized rubber. Preferred synthetic rubbers are described, for example, by W. Hofmann, Kautschuktechnologie, Gentner Verlag, Stuttgart 1980 and I. Franta, Elastomers and Rubber Compounding Materials, Elsevier, Amsterdam 1989. They include
BR - PolybutadienBR - polybutadiene
ABR - Butadien/Acrylsäure-Ci-C^alkylester-CopolymereABR - butadiene / acrylic acid-Ci-C ^ alkyl ester copolymers
CR PolychloroprenCR polychloroprene
IR - Polyisopren SBR - Styrol/Butadien-Copolymerisate mit Styrolgehalten von 1 bis 60. vorzugsweise 20 bis 50 Ge\v.-% IIR - Isobutylen/Isopren-CopolymerisateIR - polyisoprene SBR - styrene / butadiene copolymers with styrene contents of 1 to 60%, preferably 20 to 50% by weight IIR - isobutylene / isoprene copolymers
NBR - Butadien/Acrylnitril-Copolmere mit Acrylnitrilgehalten von 5 bis 60. vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% HNBR - teilhydrierter oder vollständig hydrierter NBR-KautschukNBR - butadiene / acrylonitrile copolymers with acrylonitrile contents of 5 to 60. preferably 10 to 40 wt .-% HNBR - partially hydrogenated or fully hydrogenated NBR rubber
EPDM - Ethylen/Propylen/Dien-Copolymerisate
sowie Mischungen dieser Kautschuke. Für die Herstellung von Kfz-Reifen sind insbesondere Naturkautschuk, Emulsions-SBR sowie Lösungs-SBR-Kautschuke mit einer Glastemperatur oberhalb von -50°C, die gegebenenfalls mit Silylethern oder anderen funktionellen Gruppen, modifiziert sein können, wie z.B. in der EP-A- 447 066 beschrieben, Polybutadienkautschuk mit hohem 1.4-cis-Gehalt (>90 %), der mit Katalysatoren auf Basis Ni, Co, Ti oder Nd gergestellt wird, sowie Polybutadienkautschuk mit mit einem Vinylgehalt von 0 bis 75 % sowie deren Mischungen von Interesse.EPDM - ethylene / propylene / diene copolymers as well as mixtures of these rubbers. Natural rubber, emulsion SBR and solution SBR rubbers with a glass transition temperature above -50 ° C., which can optionally be modified with silyl ethers or other functional groups, such as, for example, in EP-A, are particularly suitable for the production of motor vehicle tires - 447 066, polybutadiene rubber with a high 1.4-cis content (> 90%), which is produced with catalysts based on Ni, Co, Ti or Nd, and polybutadiene rubber with a vinyl content of 0 to 75% and mixtures thereof of interest .
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen enthalten 5 bis 500 Gew.-Teile eines aktiven oder inaktiven Füllstoffs, wie z.B.The rubber mixtures according to the invention contain 5 to 500 parts by weight of an active or inactive filler, such as e.g.
hochdisperse Kieselsäuren, hergestellt z.B. durch Fällung von Lösungen von Silikaten oder Flammenhydrolyse von Siliciumhalogeniden mit spezifischenfinely divided silicas, e.g. by precipitation of solutions of silicates or flame hydrolysis of silicon halides with specific
Oberflächen von 5 bis 1000, vorzugsweise 20 bis 400 m /g (BET-Oberfläche) und mit Primärteilchengrößen von 10 bis 400 nm. Die Kieselsäuren können gegebenenfalls auch als Mischoxide mit anderen Metalloxiden, wie AI-, Mg-, Ca-, Ba-, Zn-, Zr-, Ti-oxiden vorliegen,Surfaces of 5 to 1000, preferably 20 to 400 m / g (BET surface area) and with primary particle sizes of 10 to 400 nm. The silicas can optionally also be mixed oxides with other metal oxides, such as Al, Mg, Ca, Ba, , Zn, Zr, and Ti oxides are present,
synthetische Silikate, wie Aluminiumsilikat, Erdalkalisilikat wie Magnesiumsilikat oder Calciumsilikat, mit BET-Oberflächen von 20 bis 400 m2/g und Primärteilchendurchmessern von 10 bis 400 nm,synthetic silicates, such as aluminum silicate, alkaline earth metal silicate, such as magnesium silicate or calcium silicate, with BET surface areas from 20 to 400 m 2 / g and primary particle diameters from 10 to 400 nm,
- natürliche Silikate, wie Kaolin und andere natürlich vorkommende Kieselsäure.- natural silicates, such as kaolin and other naturally occurring silica.
Glasfasern und Glasfaserprodukte (Matten, Stränge) oder Mikroglaskugeln.Glass fibers and glass fiber products (mats, strands) or micro glass balls.
- Metalloxide, wie Zinkoxid, Calciumoxid. Magnesiumoxid. Aluminiumoxid.
Metallcarbonate, wie Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Zinkcarbonat,- metal oxides, such as zinc oxide, calcium oxide. Magnesium oxide. Alumina. Metal carbonates, such as magnesium carbonate, calcium carbonate, zinc carbonate,
Metallhydroxide, wie z.B. Alumimumhydroxid, Magnesiumhydroxid,Metal hydroxides, e.g. Aluminum hydroxide, magnesium hydroxide,
- Ruße. Die hierbei zu verwendenen Ruße sind nach dem Flan mruß, Furnace- oder Gasrußverfahren hergestellt und besitzen BET-Oberflächen von 20 bis 200 m2/g, wie z.B. SAF-, ISAF-, HAF-, FEF- oder GPF-Ruße.- soot. The carbon blacks to be used here are produced by the flan black, furnace or gas black process and have BET surfaces of 20 to 200 m 2 / g, such as SAF, ISAF, HAF, FEF or GPF carbon blacks.
Kautschukgele, insbesondere solche auf Basis Polybutadien, Butadien/Styrol- Copolymere, Butadien/ Acrylnitril-Copolymere und Polychloropren.Rubber gels, especially those based on polybutadiene, butadiene / styrene copolymers, butadiene / acrylonitrile copolymers and polychloroprene.
Besonders bevorzugt werden hochdisperse Kieselsäuren und Ruße. Die oxidischen und silikatischen Füllstoffe können mit den bekannten Füllstoffaktivatoren, insbesondere schwefelhaltigen Silylethern und/oder bekannten Hydrophobierungsmitteln aktiviert un/oder hydrophobiert sein.Highly disperse silicas and carbon blacks are particularly preferred. The oxidic and silicate fillers can be activated and / or hydrophobicized with the known filler activators, in particular sulfur-containing silyl ethers and / or known hydrophobizing agents.
Die genannten Füllstoffe können alleine oder im Gemisch eingesetzt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die Kautschukmischungen als Füllstoffe ein Gemisch aus hellen Füllstoffen, wie hochdispersen Kieselsäuren, und Rußen, wobei das Mischungsverhältnis von hellen Füllstoffen zu Rußen bei 0,05 bisThe fillers mentioned can be used alone or in a mixture. In a particularly preferred embodiment, the rubber mixtures contain, as fillers, a mixture of light fillers, such as highly disperse silicas, and carbon blacks, the mixing ratio of light fillers to carbon blacks being from 0.05 to
20, bevorzugt 0,1 bis 10 liegt.20, preferably 0.1 to 10.
Die Füllstoffe werden bevorzugt als Feststoffe oder als Aufschlämmung in Wasser oder einem Lösungsmittel zur Lösung des/der hydroxylgruppenhaltigen, in Lösung polymerisierten Kautschuke hinzugegeben. Die Kautschuklösung kann vorher hergestellt werden, bevorzugt wird aber die aus der Polymerisation stammende Lösung direkt eingesetzt. Anschließend wird das Lösungsmittel thermisch oder bevorzugt mit Hilfe von Dampf entfernt. Die Bedingungen dieses Stripp-Prozesses lassen sich leicht durch Vorversuche ermitteln.
Weiterhin bevorzugt werden die Füllstoffe zum festen hydroxylgruppenhaltigen Kautschuk oder einem Gemisch aus Kautschuken hinzugegeben und auf bekannte Weise, z.B. mit einem Kneter, eingemischt.The fillers are preferably added as solids or as a slurry in water or a solvent to the solution of the hydroxyl-containing rubbers polymerized in solution. The rubber solution can be prepared beforehand, but the solution originating from the polymerization is preferably used directly. The solvent is then removed thermally or preferably with the aid of steam. The conditions of this stripping process can easily be determined by preliminary tests. The fillers are furthermore preferably added to the solid hydroxyl-containing rubber or a mixture of rubbers and mixed in in a known manner, for example using a kneader.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen enthalten gegebenenfalls weiterhinThe rubber mixtures according to the invention may also contain
Vernetzer. Als Vernetzer können Schwefel oder Peroxide eingesetzt werden, wobei Schwefel besonders bevorzugt wird. Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können weitere Kautschukhilfsprodukte enthalten, wie Reaktionsbeschleuniger, Alterungsschutzmittel, Wärmestabilisatoren, Lichtschutzmittel, Ozonschutzmittel. Verar- beitungshilfsmittel, Weichmacher, Tackifier, Treibmittel, Farbstoffe, Pigmente,Crosslinker. Sulfur or peroxides can be used as crosslinking agents, with sulfur being particularly preferred. The rubber mixtures according to the invention can contain further rubber auxiliary products, such as reaction accelerators, anti-aging agents, heat stabilizers, light stabilizers, ozone protection agents. Processing aids, plasticizers, tackifiers, blowing agents, dyes, pigments,
Wachse, Streckmittel, organische Säuren, Verzögerer, Metalloxide sowie Aktivatoren wie Triethanolamin, Polyethylenglykol, Trimethylolpropan etc. die der Gummiindustrie bekannt sind.Waxes, extenders, organic acids, retarders, metal oxides and activators such as triethanolamine, polyethylene glycol, trimethylolpropane etc. which are known to the rubber industry.
In den bevorzugten Kautschukmischungen mit hochaktiven gefällten Kieselsäuren ist die Verwendung von zusätzlichen Füllstoffaktivatoren besonders vorteilhaft. Bevorzugte Füllstoffaktivatoren sind schwefelhaltige Silylether, insbesondere Bis-(tri- alkoxisilyl-alkyl)-polysulfide, wie in DE 2 141 159 und DE-AS 2 255 577 beschrieben, oligomere und/oder polymere schwefelhaltige Silylether der DE-OS 4 435 311 und EP-A 670 347, Mercapatoalkyltrialkoxisilane. insbesondereThe use of additional filler activators is particularly advantageous in the preferred rubber mixtures with highly active precipitated silicas. Preferred filler activators are sulfur-containing silyl ethers, in particular bis- (trialkoxysilyl-alkyl) polysulfides, as described in DE 2 141 159 and DE-AS 2 255 577, oligomeric and / or polymeric sulfur-containing silyl ethers of DE-OS 4,435,311 and EP -A 670 347, mercapatoalkyltrialkoxisilane. in particular
Mercaptopropyltriethoxisilan und Thiocyanatoalkylsilylether, wie z.B. in DE-OS 19 544 469 beschrieben.Mercaptopropyltriethoxysilane and thiocyanatoalkylsilyl ether, e.g. described in DE-OS 19 544 469.
Die Kautschukhilfsmittel (siehe auch J. Franta in Elastomers and Rubber Compoundierung Materials, Elsevier. 1989) werden in üblichen Mengen, die sich unter anderem nach dem Verwendungszweck richten, eingesetzt. Übliche Mengen sind z.B. Mengen von 0,1 bis 50 Geλv.-%, bezogen auf Kautschuk.The rubber auxiliaries (see also J. Franta in Elastomers and Rubber Compounding Materials, Elsevier. 1989) are used in customary amounts, which depend, among other things, on the intended use. Common amounts are e.g. Quantities from 0.1 to 50% by weight, based on rubber.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen eignen sich hervorragend zur Herstel- lung von Formkörpern aller Art.
Nichtlimitierende Beispiele dieser Formkörper sind O-Ringe, Profile, Dichtungen, Membranen, Reifen, Reifenlaufflächen, Dämpfelemente und Schläuche.The rubber mixtures according to the invention are outstandingly suitable for the production of moldings of all kinds. Non-limiting examples of these shaped bodies are O-rings, profiles, seals, membranes, tires, tire treads, damping elements and tubes.
Besonders bevorzugt werden Reifen und Reifenlaufflächen.
Tires and tire treads are particularly preferred.
Beispiel 1example 1
Eine Lösung von 500 g Lösungs-SBR-Kautschuk Buna® VSL 5025-0 (Bayer AG, Gehalt an gebundenem Styrol 25 Gew.-%, Gehalt an 1 ,2-gebundenem Butadien 50 Gew.-%) in 4 1 Cyclohexan wird bei 70°C mit 25 g l-Mercapto-2-propanol und 2 gA solution of 500 g of solution SBR rubber Buna ® VSL 5025-0 (Bayer AG, content of bound styrene 25% by weight, content of 1,2-linked butadiene 50% by weight) in 4 l of cyclohexane is added 70 ° C with 25 g l-mercapto-2-propanol and 2 g
Azobiscyclohexannitril versetzt. Anschließend rührte man 16 Stunden bei 80°C nach. Dann setzte man 2,5 g Antioxidant Vulkanox® BKF (Bayer AG) hinzu und destillierte das Lösungsmittel mit Wasserdampf ab. Nach dem Trocknen bei 70°C im Vakuum erhielt man einen farblosen Kautschuk mit der Glastemperatur (DSC) -6°C und OH-Gehalt 0,9 Gew.-%.Azobiscyclohexanenitrile added. The mixture was then stirred at 80 ° C for 16 hours. Then 2.5 g Antioxidant Vulkanox.RTM ® BKF (Bayer AG) added and the solvent was distilled off with steam. After drying at 70 ° C. in vacuo, a colorless rubber with a glass transition temperature (DSC) -6 ° C. and an OH content of 0.9% by weight was obtained.
Beispiel 2Example 2
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, wobei folgende Mengen zum Einsatz kamen: 500 g Buna® VSL 5025-0 (BayerAG)The procedure was as in Example 1, the following amounts were used: 500 g Buna ® VSL 5025-0 (Bayer AG)
41 Cyclohexan 12,5 g l-Mercapto-2-propanol41 cyclohexane 12.5 g l-mercapto-2-propanol
1 g Dilauroylperoxid (als Ersatz f ir Azobiscyclohexannitril) (Interox LP, Peroxid Chemie, D) Reaktionstemperatur: 3 Stunden bei 80°C. Anschließend wurden 2,5 g Alterungsschutzmittel Vulkanox® 4020 (Bayer AG) zugegeben. Man erhielt einen farblosen Kautschuk mit einer Glastemperatur von -13°C und einem OH-Gehalt von 0,45 Gew.-%.
1 g dilauroyl peroxide (as a replacement for azobiscyclohexanenitrile) (Interox LP, Peroxid Chemie, D) Reaction temperature: 3 hours at 80 ° C. Then 2.5 g of anti-aging agent Vulkanox ® 4020 (Bayer AG) were added. A colorless rubber with a glass transition temperature of -13 ° C. and an OH content of 0.45% by weight was obtained.
VergleichsbeispieleComparative Examples
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, wobei folgende Mengen zum Einsatz kamen:The procedure was as in Example 1, the following amounts being used:
VergleichsLösungs- Hydroxyl- Radikalstarter GlasOH-Gehalt beispiel SBR mercaptan und Reaktionsdauer temperaim End¬Comparison solution hydroxyl radical starter glass OH content example SBR mercaptan and reaction time temperaim End¬
B. VSL tur produktB. VSL tur product
5025-05025-0
1 500 g 1,6 g 0,2 g -18°C 0,07 Gew.-%1 500 g 1.6 g 0.2 g -18 ° C 0.07% by weight
1 -Mercapto-2- Azobiscyclohexanethanol nitril1 -Mercapto-2-azobiscyclohexane ethanol nitrile
16 Stunden / 80°C16 hours / 80 ° C
2 500 g 73,5 g 1 g Dilauroylperoxid -27°C l,0 Ge .-%2 500 g 73.5 g 1 g dilauroyl peroxide -27 ° C 1.0 wt%
(gemäß 1 -Mercapto-2- 3 Stunden / 80°C(according to 1 -Mercapto-2-3 hours / 80 ° C
EP 464.478) hydroxy- dodecanEP 464.478) hydroxydodecane
Beispiel 3Example 3
Die folgenden Kautschukmischungen wαirden (bis auf Schwefel und Beschleuniger) bei 140°-150°C in einem 1,5 1 Kneter hergestellt. Mischdauer im Kneter: 5 Minuten. Schwefel und Beschleuniger wurden anschließend bei ca. 50°-70°C auf einer Walze zugemischt.
The following rubber mixtures were produced (apart from sulfur and accelerator) at 140 ° -150 ° C in a 1.5 l kneader. Mixing time in the kneader: 5 minutes. Sulfur and accelerator were then mixed in at about 50 ° -70 ° C on a roller.
Bestandteile VergleichsVergleichsVergleichserfindungsgem. beispiel beispiel beispiel BeispielComponents of comparison comparison comparison invention example example example
3.A 3.B 3.C 3.13.A 3.B 3.C 3.1
Lösungs-SBR- 70 0 0 0Solution SBR- 70 0 0 0
Kautschuk Buna®Buna® rubber
VSL 5025-0VSL 5025-0
(Bayer AG)(Bayer AG)
Kautschuk gem. 0 0 0 70Rubber acc. 0 0 0 70
Bsp. 1Ex. 1
Kautschuk gemäß 0 0 70 0Rubber according to 0 0 70 0
VergleichsbeispielComparative example
1 (EP 806 452)1 (EP 806 452)
Kautschuk gemäß 0 70 0 0Rubber according to 0 70 0 0
VergleichsbeispielComparative example
2 (EP 464 478)2 (EP 464 478)
BR-Kautschuk 30 30 30 30BR rubber 30 30 30 30
Buna® CB 25Buna® CB 25
(Bayer AG)(Bayer AG)
Kieselsäure 70 70 70 70Silica 70 70 70 70
Vulkasil® SVulkasil® S
(Bayer AG) aromat. Mineralöl 37,5 37,5 37,5 37,5(Bayer AG) aromat. Mineral oil 37.5 37.5 37.5 37.5
Enerthene 1849-1Enerthene 1849-1
(BP)(BP)
Silan Si 69 6 6 6 6Silane Si 69 6 6 6 6
(Degussa)(Degussa)
Ruß N 121 10 10 10 10Carbon black N 121 10 10 10 10
(Degussa)(Degussa)
Zinkoxid RS® 2,5 2,5 2,5 2-5Zinc oxide RS® 2.5 2.5 2.5 2-5
(Bayer)(Bayer)
Stearinsäure 1 1 1 1Stearic acid 1 1 1 1
Vulkanox® 4020 1 1 1 1Vulkanox® 4020 1 1 1 1
(Bayer)(Bayer)
Schwefel 1,5 1,5 1,5 1.5Sulfur 1.5 1.5 1.5 1.5
(Kali Chemie, D)(Kali Chemie, D)
Vulkacit® CZ 1,8 1,8 1,8 1.8Vulkacit® CZ 1.8 1.8 1.8 1.8
Vulkacit® D 2 2 2 1Vulkacit® D 2 2 2 1
Die Kautschukmischungen wαirden anschließend 20 Minuten bei 170°C vulkanisiert. Die Vulkanisate hatten folgende Eigenschaften:
Vulkanisat- VergleichsVergleichsVergleichserfindungsgem.The rubber mixtures were then vulcanized at 170 ° C for 20 minutes. The vulcanizates had the following properties: Vulcanizate comparison comparison comparison invention
Eigenschaft beispiel 3.A beispiel 3.B beispiel 3.C Beispiel 3.1Property example 3.A example 3.B example 3.C example 3.1
Zugfestigkeit (Mpa)(1) 14,6 16,3 14,6 12,6Tensile strength (Mpa) (1) 14.6 16.3 14.6 12.6
Bruchdehnung (%) (,) 390 380 380 275Elongation at break (%) (,) 390 380 380 275
Spannungswert bei 100Voltage value at 100
% Dehnung (Mpa) (,) *> 3 2,9 3,7% Elongation (Mpa) (,) *> 3 2.9 3.7
Shore A-Härte (23 °C) (2) 73 69 72 73Shore A hardness (23 ° C) (2) 73 69 72 73
Shore A-Härte (70°C) (2) 69 65 69 69Shore A hardness (70 ° C) (2) 69 65 69 69
Rückprallelastizität beiRebound resilience at
23 °C (%) (3) 28 28 28 2223 ° C (%) (3) 28 28 28 22
Rückprallelastizität bei 47 49 49 49Rebound resilience at 47 49 49 49
70°C (%) (3) 70 ° C (%) (3)
Differenz zwischen denDifference between the
Rückprallelastizitäten 19 21 21 27 bei 23° und 70°CRebound elasticities 19 21 21 27 at 23 ° and 70 ° C
Abrieb DIN 53.516 104 83 98 75Abrasion DIN 53.516 104 83 98 75
(ccm)(ccm)
(1) bestimmt mittels Zugversuch nach DIN 52 504 mit Normstab 2(1) determined by tensile test according to DIN 52 504 with standard rod 2
(2) bestimmt nach DIN 53 505(2) determined according to DIN 53 505
(3) bestimmt nach DIN 53 512
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kautschuks mit speziellem Gehalt und Anordnung der Hydroxylgruppen gegenüber dem unrnodifizierten Kautschuk (Vergleich 3.A), den Kautschuken mit dem gleichen Hydroxylgruppengehalt (1 Gew.-%, Vergleich 3. B) und mit zu geringem Hydroxyl- gruppengehalt (0,07 Gew.-%, Vergleich 3.C) verbessert wurden; es wurde eine deutlich niedrigere Rückprallelastizität bei Raumtemperatur gemessen, die erfahrungsgemäß mit einer deutlichen Verbesserung der Nassrutschfestigkeit einhergeht. Die Differenz zwischen den Rückprallelastizitäten bei Raumtemperatur und 70°C ist bei den erfindungsgemäßen Kautschukmischungen erheblich größer, so dass auch die Relation von Nassrutschfestigkeit und Rollwiderstand im Reifen deutlich günstiger ist.(3) determined according to DIN 53 512 The test results show that the properties of the rubber according to the invention with a specific content and arrangement of the hydroxyl groups compared to the unmodified rubber (comparison 3.A), the rubbers with the same hydroxyl group content (1% by weight, comparison 3. B) and with too little Hydroxyl group content (0.07% by weight, comparison 3.C) were improved; a significantly lower rebound resilience was measured at room temperature, which experience has shown to be accompanied by a significant improvement in wet slip resistance. The difference between the rebound elasticities at room temperature and 70 ° C. is considerably greater in the rubber mixtures according to the invention, so that the relationship between wet skid resistance and rolling resistance in the tire is also significantly more favorable.
Beispiel 4Example 4
Eine Lösung von 500 g Lösungskautschuk Buna VSL 5025-0 (Bayer AG) in 4 1A solution of 500 g of solution rubber Buna VSL 5025-0 (Bayer AG) in 4 l
Cyclohexan wurde bei 80°C mit 4,15 g Thioglycerin (3-Mercapto-1.2-propandiol) und 0,5 g Dilauroylperoxid versetzt und 2 Stunden bei 80°C gerührt. Dann wurden 2,5 g Vulkanox 4020 (Antioxidant der Bayer AG) zugegeben, das Lösungsmittel mit Wasserdampf abdestilliert. Nach dem Trocknen bei 70°C im Vakuum erhielt man 504,1 g Kautschuk mit der Viskosität ML 1 + 4 (100°C) 70 und einem OH-Gehalt von 0,26 Gew.-%.4.15 g of thioglycerol (3-mercapto-1,2-propanediol) and 0.5 g of dilauroyl peroxide were added to cyclohexane at 80 ° C. and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours. Then 2.5 g of Vulkanox 4020 (antioxidant from Bayer AG) were added and the solvent was distilled off with steam. After drying at 70 ° C. in vacuo, 504.1 g of rubber with the viscosity ML 1 + 4 (100 ° C.) 70 and an OH content of 0.26% by weight were obtained.
Beispiel 5Example 5
Die folgenden Kautschukmischungen wαirden (bis auf Schwefel und Beschleuniger) bei 140°C in einem 1,5 1 Kneter hergestellt. Mischdauer im Kneter: 5 Minuten. Schwefel und Beschleuniger wurden anschließend bei ca. 50°C bis 70°C auf einer Walze zugemischt.
Bestandteile Vergleichserfindungsgem. beispiel BeispielThe following rubber mixtures were produced (apart from sulfur and accelerator) at 140 ° C. in a 1.5 l kneader. Mixing time in the kneader: 5 minutes. Sulfur and accelerator were then mixed in at about 50 ° C to 70 ° C on a roller. Components of comparative invention example example
5.A 5.15.A 5.1
Lösungs-SBR-Kautschuk Buna® VSL 70 0Solution SBR rubber Buna® VSL 70 0
5025-05025-0
(Bayer AG)(Bayer AG)
Kautschuk gem. Bsp. 4 0 70Rubber acc. Ex. 4 0 70
BR-Kautschuk Buna® CB 25 (Bayer AG) 30 30BR rubber Buna® CB 25 (Bayer AG) 30 30
Kieselsäure Vulkasil® S 70 70Silica Vulkasil® S 70 70
(Bayer AG) aromat. Mineralöl 37,5 37,5(Bayer AG) aromat. Mineral oil 37.5 37.5
Enerthene 1849-1 (BP)Enerthene 1849-1 (BP)
Silan Si 69 (Degussa) 5,6 5,6Silane Si 69 (Degussa) 5.6 5.6
Ruß N 121 (Degussa) 10 10Soot N 121 (Degussa) 10 10
Zinkoxid RS® (Bayer) 3 jZinc oxide RS® (Bayer) 3 y
Stearinsäure 1 1Stearic acid 1 1
Vulkanox® HS (Bayer) 1 1Vulkanox® HS (Bayer) 1 1
Vulkanox® 4020 (Bayer) 1 1Vulkanox® 4020 (Bayer) 1 1
Schwefel 1,5 1,5Sulfur 1.5 1.5
Vulkacit® CZ 1,8 1,8Vulkacit® CZ 1.8 1.8
Vulkacit® D 2 2Vulkacit® D 2 2
Die Kautschukmischungen wurden anschließend 20 Minuten bei 170°C vulkanisiert. Die Vulkanisate hatten folgende Eigenschaften:
Vulkanisat-Eigenschaft Vergleichserfindungsgem. beispiel 5.A Beispiel 5.1The rubber compounds were then vulcanized at 170 ° C for 20 minutes. The vulcanizates had the following properties: Vulcanizate property comparative invention. example 5.A Example 5.1
Zugfestigkeit (Mpa)(1) 15,6 19,6Tensile strength (Mpa) (1) 15.6 19.6
Bruchdehnung (%) (1) 380 400Elongation at break (%) (1) 380 400
Spannungswert bei 100 % Dehnung (Mpa) (1) 1,8 1,4Tension value at 100% elongation (Mpa) (1) 1.8 1.4
Shore A-Härte (23°C) (2) 72 65Shore A hardness (23 ° C) (2) 72 65
Shore A-Härte (70°C) (2) 69 65Shore A hardness (70 ° C) (2) 69 65
Rückprallelastizität bei 23°C (%) (3) 28 25Rebound resilience at 23 ° C (%) (3) 28 25
Rückprallelastizität bei 70°C (%) (3) 46 50Rebound resilience at 70 ° C (%) (3) 46 50
Differenz zwischen den Rückprallelastizitäten bei 23° und 70°C 22 25 tan delta 0°C 0,387 0,562 tan delta 60°C 0,153 0,11Difference between the rebound elasticities at 23 ° and 70 ° C 22 25 tan delta 0 ° C 0.387 0.562 tan delta 60 ° C 0.153 0.11
(1) bestimmt mittels Zugversuch nach DIN 52 504 mit Normstab 2(1) determined by tensile test according to DIN 52 504 with standard rod 2
(2) bestimmt nach DIN 53 505(2) determined according to DIN 53 505
(3) bestimmt nach DIN 53 512(3) determined according to DIN 53 512
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Dampfungseigenschaften des erfindungsgemäßen Kautschuks mit speziellem Gehalt und Anordnung der Hydroxylgruppen gegenüber dem unmodifizierten Kautschuk (Vergleich 5.A) erheblich verbessert wαirden; es wurde eine deutlich niedrigere Rückprallelastizität bei Raumtemperatur und ein höherer tan delta bei 0°C gemessen, die beide erfahrungsgemäß mit einer deutlichen Verbesserung der Nassrutschfestigkeit einhergeht. Die höhere Rückprallelastizitäten bei 70°C und der geringere tan delta bei 60°C der erfindungsgemäßen Kautschukmischung zeigen beide einen geringeren Rollwiderstand an gegenüber der Referenzkautschukmischung ohne den erfindungsgemäßen Gehalt an Hydroxylgruppen. Die Differenz zwischen den Rückprallelastizitäten bei Raumtemperatur und 70°C und zwischen den tan delta- Werten bei 0 und 60°C ist bei der erfmdungsge-
mäßen Kautschukmischung erheblich größer, so dass auch die Relation von Nassrutschfestigkeit und Rollwiderstand im Reifen deutlich günstiger ist.
The test results show that the damping properties of the rubber according to the invention with a special content and arrangement of the hydroxyl groups are significantly improved compared to the unmodified rubber (comparison 5.A); a significantly lower rebound resilience was measured at room temperature and a higher tan delta at 0 ° C, both of which experience has shown to result in a significant improvement in wet skid resistance. The higher rebound elasticities at 70 ° C and the lower tan delta at 60 ° C of the rubber mixture according to the invention both show a lower rolling resistance compared to the reference rubber mixture without the hydroxyl group content according to the invention. The difference between the rebound elasticities at room temperature and 70 ° C and between the tan delta values at 0 and 60 ° C is The rubber compound is considerably larger, so that the relationship between wet skid resistance and rolling resistance in the tire is also significantly more favorable.
Claims
1. Kautschukmischungen enthaltend einen oder mehrere hydroxylgruppenhaltige, in Lösung polymerisierte Kautschuke aufgebaut aus Diolefinen und vinylaromatischen Monomeren enthaltend im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-% gebundene sekundäre Hydroxylgruppen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die sekundären Hydroxylgruppen nicht weiter als 4 Kohlenstoffatome vom jeweiligen Seitenkettenende entfernt befinden.1. Rubber mixtures containing one or more hydroxyl-containing, solution-polymerized rubbers composed of diolefins and vinylaromatic monomers containing in the range from 0.1 to 5% by weight bound secondary hydroxyl groups, characterized in that the secondary hydroxyl groups do not differ from the carbon atoms by more than 4 the respective side chain ends are removed.
2. Kautschukmischungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die hydroxylgruppenhaltigen in Lösung polymerisierten Kautschuke einen Gehalt an einpolymerisiertem Vinylaromat im Bereich von 5 bis 40 Gew.-% und einen 1 ,2- Vinylgehalt im Bereich von 5 bis 60 Gew.-% haben.2. Rubber mixtures according to claim 1, characterized in that the or the hydroxyl-containing rubbers polymerized in solution have a copolymerized vinyl aromatic content in the range from 5 to 40% by weight and a 1,2-vinyl content in the range from 5 to 60% by weight. % to have.
3. Kautschukmischungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als vinylaromatisches Monomer Styrol einsetzt.3. Rubber mixtures according to claim 1, characterized in that styrene is used as the vinyl aromatic monomer.
4. Kautschukmischungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Diolefine 1,3-Butadien und/oder Isopren einsetzt.4. Rubber mixtures according to claim 1, characterized in that 1,3-butadiene and / or isoprene are used as diolefins.
Verwendung der Kautschukmischungen gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Formkörpern aller Art, insbesondere zur Herstellung von Reifenlaufflächen. Use of the rubber mixtures according to claim 1 for the production of moldings of all kinds, in particular for the production of tire treads.
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