HU180711B

HU180711B - Vulcanizable caoutchouc-mixture for producing runnung surface for tyre

Info

Publication number: HU180711B
Application number: HU74DE865A
Authority: HU
Inventors: Kurt Burmester; Siegfried Wolff; Erhard Kloetzer; Friedrich Thurn
Original assignee: Degussa
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1974-10-10
Publication date: 1983-04-29
Also published as: FI272074A; NO142310C; LU71076A1; JPS5652057B2; FR2247501B1; CS187428B2; DK529974A; FI63050C; CH612886A5; DK150681C; JPS5088150A; ATA869273A; AT332642B; NL178513C; IT1021758B; IE40183L; NL7412353A; FI63050B; RO68794A; BE821015A

Description

A találmány tárgya olyan, gumiabroncs-futófelületek előállítására alkalmas vulkanizálható kaucsukkeverék, amelyek nedves, hóval fedett és különösen eljegesedett utakon, kifejezetten csúszásbiztos jármű-gumiabroncsoknál kerül alkalmazásra.

Jéggel vagy keményre járt hóval borított utakon járművek meg- vagy lecsúszásának megakadályozására ezidáig leginkább használt autógumiabroncsként a futófelületükön keményacéllal megtűzdelt („szöges”) téli gumiabroncsok, az úgynevezett Spikes-gumiabroncsok használatosak.

A Spikes-gumiabroncsok alkalmazása azonban — részben az ezekkel ellátott gépjárművek nagy száma miatt is — jelentős hátrányokkal jár. Tetemes károk keletkeznek ugyanis az útburkolatban a kerekek által kivájt nyombarázdák miatt, amely ugyancsak veszélyeket rejt magában. A Spikes-gumiabroncsok vezetéstechnikai szempontból is hátrányosak, ugyanis nagyobb fékezési úthosszra van szükség és a kanyarban a jármű kormányozhatósága bizonytalanná válik. A útburkolat károsodásának csökkentése érdekében elrendelt sebességkorlátozások a Spikes-gumiabroncsokkal ellátott járműveknél az említett hátrányokat egyáltalán nem, vagy csak kis mértékben szüntetik meg. Spikes-gumiabroncsoknak melegebb évszakokban való használata pedig mind a járműre, mind pedig az utasra veszélyt jelent és emellett az útburkolat is károsodik.

Számos kísérletet végeztek már annak érdekében, hogy javítsák a gumiabroncsok tapadását a nedves útfelületen, jégen és a keményre taposott havon a gumiab180711 roncs futófelületének súrlódási tényezőjének növelésével. Biztosnak látszott a kérdés oly módon való megoldása, hogy a jégre mechanikai hatást gyakorolnak. így például a futófelületként alkalmazott keverékbe durvaszemcsés idegen részeket, így apróra tört követ, cementrészeket, dióhéjat, keménygumit, acélforgácsot vagy fémgyapotot és hasonló anyagokat dolgoztak be. Ezek az intézkedések azonban csak alig, vagy egyáltalán nem vezettek eredményre, sőt egyes esetekben a futófelület tulajdonságainak a rosszabbodását eredményezték.

Azt is megkísérelték már, hogy a futófelület-keverék összetételének változtatása útján javítsák a gumiabroncsnak az eljegesedett utakon való tapadását, de nem sikerült jelentős hatást elérni, illetve a kívánt hatást elérni; eljegesedett utakon a Spikes-gumiabroncsok csúszásbiztonságát eddig nem, illetve még megközelítőleg sem sikerült elérni. Továbbra sem találták meg tehát annak a fontos feladatnak a megoldását, hogy mind téli időszakokban, mind átmeneti évszakokban, különösen pedig jég- és hóborította utakon csúszásmentes járműgumiabroncsot alakítsanak ki.

Az ismert megoldások tanulmányozása után arra a következtetésre jutottunk, hogy a vázolt probléma megoldására mégis a megfelelő keverék összetétel nyújthatna lehetőséget.

Ismeretes a 6 516 641 sz. nyilvánosságra hozott holland szabadalmi bejelentésből töltőanyagot nem tartalmazó szintetikus kaucsuk szobahőmérsékleten való vulkanizálása. Ebben a keverékben merkaptocsoport tartalmú szilán-vegyuleteket használnak. A kapott termék

-1alkalmazási területét a leírásban nem ismertetik, a termék azonban gumiabroncsköpeny futófelületként való felhasználásra nem felel meg.

Ugyancsak ismert a 2 041 655 sz. francia szabadalmi leírásból butadién-kaucsukot, kovasavat és szervesen kötött ként tartalmazó vulkanizálható keverék. Általában lágyítóolajok használatára és a szokásos vulkanizálási mechanizmusra vonatkozó információkat közöl a következő irodalmi hely: Khim. Khim. Tekhnol. Tr. Yubileonoi Konf., Posvyashch. 70—Tetiyn Inst. 1970 (Pub. 1972) 199—200 (C. A. 81 122 292 q).

A fenti keverék-készítésre vonatkozó irodalmi helyeken sem adnak azonban megoldást arra nézve, hogy hogyan lehetne csúszásmentes gumiabroncsköpeny futófelület készítéséhez alkalmas keveréket kialakítani.

Ismeretes már egy olyan, vulkanizált kaucsukkeverékből készített gumiabroncs-futófelület, amelynél a vulkanizálandó keverék kaucsukból, finomeloszlású erősítő hatású kovasavpigmentből és valamely kapcsolókomponensből áll (2 062 883 sz. NSZK nyilvánosságrahozatali irat). Eddig már meglehetősen nagyszámú, általános képletekkel is leírható kapcsolókomponenst említettek, azonban csak nagyon kevés olyan egyedi kapcsolókomponenst neveztek meg, amelyek a molekulában ként tartalmazó szilánok közül kerülnek ki. Csupán a merkaptopropil-trimetoxi-szilánok és -trietoxi-szilánok az ilyen célra a gyakorlatban is kipróbált szilánvegyületek. A futófelületekhez alkalmas kaucsukkevcrékek a kapcsolókomponensen és kovasavpigmenten kívül semmiféle keverékalkotórészt nem tartalmaznak. Az említett futófelület-keverékek előnyös tulajdonságaiként a technika állásához tartozó ismert ilyen célú keverékek tulajdonságaival szemben, a megrövidült vulkanizálási időt, valamint a viszkozitás, a modulusérték, a maradandó alakváltozás és a hiszterézis vagy a kisebb melegedés tekintetében mutatkozó javulásokat sorolhatjuk fel;

A találmány célkitűzése a technika jelenlegi állásából eredő hátrányok kiküszöbölése, azaz csúszásmentes gumiabroncs futófelület előállítása.

Meglepő módon, a megfelelő keverék-komponensek segítségével sikerült olyan gumiabroncs-futófelület keveróket’és abból gumiabroncs-futófelületet (illetve ilyen futófelülettel ellátott gumiabroncsot) előállítanunk, mely a gumiabroncsnak az ezideig szokásos, 1,2 mm-es kiálló acéltüskékkiel ellátott Spikes-gumiabroncs csúszásbiztonságának megfelelő csúszásbiztonságot ad, sőt néhány tulajdonságban a Spikes-gumiabroncsot még felül is múlja.

A találmány szerinti új, gumiabroncs-futófelülethez alkalmas, előnyösen kénnel térhálósodó kaucsukot, kovasav töltőanyagot, lágyítóként olajat, ként tartalmazó organoszilán, kén és gyorsító alapon felépült, vulkanizálható kaucsuk keveréket az jellemzi, hogy a kaucsukkeverékben levő elasztomer 20—100 súly%-a egy vagy kétféle polibutadiénkaucsuk, 80—0 súly'4-a pedig egyvagy kétfajta szintetikus kaucsuk vagy természetes kaucsuk, kivéve a polibutadiént, 100 súlyrész kaucsukra számítva legalább 80 súlyrész aktív kovasav töltőanyagot, 100 súlyrész kaucsukra számítva — 40—100 súlyrész mennyiségű lágyitóolajat, — legalább 0,1—25 súlyrész mennyiségben meghatározott szilán-vegyületet, — körülbelül 0,2—8 súlyrész ként, valamint adott esetben két leadó anyagot és

I — mintegy 0,1—8 súlyrész mennyiségben legalább égy gyorsítót tartalmaz, adott esetben szokásos mennyiségű, egyéb, a gumiabroncskészítésnél használatos keverékalkotórész, előnyösen öregedésgátló anyag, fáradást késleltető anyag, ózonállóságot biztosító szerek, antioxidánsok, színezékek, pigmentek, tapadásjavító adalékok, aktivátorok és viaszok kíséretében.

A keverék adott esetben 100 súlyrész kaucsukra számítva 0,1—50 súiyrész mennyiségben még kormot is tartalmazhat.

A találmány szerinti kaucsukkeverék tehát előre nem várt módon, a szokatlanul nagy folyadék részarány dacára jól feldolgozható és tulajdonságai alapján a gumiabroncskészítésnél használatos gépi berendezéseken feldolgozható. Meglepő az is, hogy a keverék a nagy töltőanyag-mennyiség és nagy lágyítóolaj mennyiség ellenére jól vulkanizálható, úgy, hogy a vulkanizált anyag szakítószilárdság, tépőszilárdság és hasonlók tekintetében a kívánt tulajdonságokkal rendelkezik és ezeket még korom hozzáadása nélkül is mutatja, továbbá, az új keverékekből előállított futófelületek, illetve gumiabroncsok, a keverék szokatlan összetétele ellenére kitűnő és előre nem várt kedvező viselkedést tanúsítanak nedves, jéggel borított és/vagy hóval fedett utakon.

A kaucsukkeverék alkotóelemeként használt szilánok az (I) általános képletnek felelnek meg

Z—Alk—S_n—Alk—Z(I) mely képletben Z az alábbi csoportokat képviseli:

R^l R¹R² / // —Si R¹, — Si—R² és —Si—R²\ \\

R² r²r² — e csoportokban R^l 1—4 szénatomos alkilcsopörtöt, 5—8 szénatomos cikloalkilcsoportot vagy fenilcsöpörtot, R² pedig 1—8 szénatomos alkoxicsoportot vagy 5—8 szénatomos cikloalkoxicsoportot jelent, mimellett R¹ és R² szubsztituensek jelentése egymással megegyező vagy egymástól eltérő lehet; t

Alk egy kétértékű, egyenes vagy elágazó láncú 1—8 szénatomos szénhidrogéncsoportot, előnyösen 2—4 szénatomos alkiléncsoportot jelent, n értéke pedig 2,0—6,0, előnyösen 2,0—4,0. Alk jelenthet egy telítetlen vagy egy ciklusos szénhidrogéncsoportot is.

Az említett (I) általános képletü vegyületek a 787 691 lajstromszámú belga szabadalmi leírásban ismertetett módon állíthatók elő. A találmány szerint például a következő szilán-vegyületek alkalmazhatók előnyösen: bisz-(3-trimetoxi-szilil-propil)-triszulfid, bisz-(3-trietöxi-szilil-propil)-triszulfid, bisz-(3-trimetoxi-szilil-propil)-tetraszulfid, bisz-(3-trietoxi-szilil-propil)-tetraszulfid, bisz-(3-dietoxi-metil-szilil-propil)-tetraszulfid, bisz-(3-dietoxi-fenil-sziiil-propil)-tetraszulfid, bisz-(3-triciklohexil-szilil-propil)-tetraszulfid, bisz-(2-trietoxi-sziIil-etil)-tetraszulfid és mások.

Kéntartalmuk következtében az alkalmazható szilánvegyületek a sztöchiometrikusan számított arányoktól el is térhetnek, így „n” értéke az (1) általános képletben az egész számok törtrésze is lehet, például előnyösen 2,8 és 4,2 közötti jelentéssel rendelkezhet.

Polimerként az új kaucsukkeverékben polibutadién-kaucsukoknak kell jelen lenniök, a polimer adott eset-2180711 ben kétféle polibutadiént tartalmazó keverék is lehet. A legtöbb esetben szükség van arra, hogy egy, sőt két további kaucsukfélét is alkalmazzunk kaucsukalkotórészként. Erre a célra lehetőleg alacsony üvegesedési ponttal rendelkező kaucsukok alkalmasak. Ebben az értelemben előnyösen természetes kaucsuk (NR), valamint szintetikus kaucsukok, így poliizoprén kaucsuk (IR) és transz-polipentenamerek jönnek számításba. Alkalmasak továbbá sztirol-butadiénkaucsuk (SBR), különösen pedig a keverékpolímerizátumok, mégpedig az úgynevezett „Low-Mooney”-minőség, tehát a kis viszkozitással rendelkező SBR-típusok (DIN 53 523, ASTM D 1646 — 62 vagy BS 1673:3: 1951), amelyek kereskedelmi forgalomban vannak, továbbá nitrilkaucsuk, halogénbutilkaucsuk, így klór- vagy brómbutilkaucsukok, valamint etilén-propilén-dién-terpolimerek vágj hasonló szintetikus kaucsukok, amelyek előnyösen kénnel térhálósodnak. A BR-típusok közül különösen a közepes molakulasúlyúak jönnek tekintetbe, elsősorban a nagy cisz-l,4-tartaiommal rendelkezöek.

Az új kaucsukkeverékekben előnyösen két kaucsukféle kerül felhasználásra, például BR és SÖR; vagy BR és NR; vagy BR és IR. A BR mennyiség a kaucsukkeverékben levő elasztomerrész 20—(00 súlyszázaléka, különösen 30—90, előnyösen 50—85 súlyszázaléka, a mindenkor fennmaradó 80- 0 súlyszázalék elasztomerrészt az említett egyéb kaucsukfajták teszik ki, mégpedig az említett szintetikus kaucsukok és/vagy természetes kaucsuk.

Az aktív töltőanyagok megválasztása és ezek nagy részaránya különösen fontos. Töltőanyagként elsősorban a gumiiparban ismert kovasav jön számításba, előnyösen nagydiszperzitásfokú aktív vagy erősítő kovasav, amely legnagyobb részben szilíciumdioxidból áll. Ezek különösen nagy tisztaságú és aktivitású lecsapott kovasavak, amelyek fajlagos felülete körülbelül 50 és 300 m²/g között van és primer részecskenagysága körülbelül 10 miiíimikron fölötti, például 10 és 5Ö millimikron közötti. További alkalmazható, kovasav-töltőanyagok az ismert — pirogén úton előállított — kovasavák. Kovasav töltőanyag-keverékek is előnyösén alkalmazhatók.

Ezt a kovasav-töltőanyagot 80 súlyrésznél nagyobb mennyiségben kell alkalmazni 100 súlyrész kaucsukra számítva, annak érdekében, hogy az autógumi nedves utakon mutatkozó jó csúszásbiztonságát a keverékben levő nagy polibutadién részarány ellenére biztosítsuk. A kovasav töltőanyag mennyisége a keverékben így nagyobb, mint az autógumi-futófelületekben szokásos mennyiségben alkalmazott korom, így a kaucsukkeverék feldolgozhatósága önmagában, például a viszkozitására való tekintette! nem volna lehetséges és a vulkanizált anyag minősége (szakítószilárdság, tépőszilárdság és hasonlók) nem volna megfelelő, ha nem volna jelen valamely (I) általános képletü vegyület a kaucsukkeverékben. A kovasav mennyiség felső határa a keverék és a vulkanizált termék kívánt tulajdonságai szerint változhat, e mennyiség megválasztása a szakember köteles tudásához tartozik. A töltőanyag-mennyiségek célszerűen mintegy 80 és 130 súlyrész között változnak, 100 súlyrész kaucsukra számítva, de mennyiségük előnyösen 90 és 120 súlyrész között van.

Sok esetben célszerűnek bizonyult, ha a szilán-vegyületet előzetesen alaposan összekeverjük az aktív kovasav egy részével, például azonos részarányban (súly szerint) és azután ezt a szilán-kovasav-keveréket a kaucsukkeverék egyéb komponenseihez adjuk, például az első keverési lépésben a kaucsukkal és a lágyítóolajjal keverjük össze.

Különösen előnyös lehet, ha a találmány szerinti kaucsukkeverékhez aktivátorokat adunk. Ilyen bázísos aktivátoroknak vagy töltőanyag-aktivátorokhak is nevezett anyagok például a következők lehetnek: difenil-guanidin, hexametilén-tetramin, ο-tolil-guanidin-, trietanol-amin, dietilén-glikol és más guanidinek, aminok vagy többértékű alkoholok. Az ilyen bázisos aktivátorok felhasználandó mennyiségét a töltőanyag mennyiségével összhangban úgy kell megválasztani, hogy 0,2—8 súlyrész aktivátor jusson 100 súlyrész' fehér töltőanyagra.

Kívánt esetben — például színezés céljából — kormot is adhatunk a találmány szerinti kaucsukkeverékhez. A kormot általában körülbelül 0,1 és 50 súlyrész közötti mennyiségben alkalmazhatjuk, 100 súlyrész kaucsukra számítva, az alkalmazott mennyiség adott esetberf azonban ennél kevesebb is leltet. Különböző kőrómfajták, különösen a gumiiparban futófelületek' készítésénél szokásosan használt kőrómfajták jönnek számításba. Példaképpen a HAF-kormot és különösen az TSAFkormot említjük meg.

A lágyítőolaj ugyáhbsak Fontos alkotórésze á találmány szerinti kaucsukkeveréknék, különösen nagy részaránya hűátt. Á lágyítöoíáj rtieririyisége 100 súlyrész kaucsukra számítva körülbelül 40 és 100 súlyrész közötti, előnyöáfeh 50 és 8Ö sulyrész közötti. Előnyösek az olyan lágyltóolajök, áfflelyek a nafténes ölajok típusához tartoznak. Különöséri előnyösek a Ö és —60 °C, előriyÖséri — ÍÖés —55 °C közötti defmeŰéspönttal rendelkező lágyítóolajok. Ezenkívül adott esetben aroniás jellegű olajok is szárriításba jöhetnek és különböző lágyítóolajok keverékéi is alkalmazhatók. A lágyitóolajok rendszerint olyan ásványolajfrakciók, amelyek adott esetben kémiailag még módosíthatók.

A szilán-vegyületeket általában 0,1—25 súlyrész, előnyösen 0,1—15 súlyrész mennyiségben dolgozzuk be a kaucsukkeverékbe, 100 súlyrész kaucsukra vonatkoztatva.

Tapadást javító adalékokon olyan ismert anyagokat vagy adalékanyag-keverékeket értünk, amelyek a vulkanizálás alatt a kaucsukkeveréknek a gumiabroncs felépítésénél használt szerkezeti anyaghoz, így fémhez vágy textilhez, tehát például acélkordhoz, textilkordhoz, üvegkordhoz, peremkarikához és hasonlókhoz való jó tapadását elősegítik. Ezek az anyagok a szokásos menynyiségben kerülnek felhasználásra.

Az új kaucsukkeverékek tartalmaznak továbbá a vulkanizáláshoz előnyösen ként, adott esetben kénleadó anyagokat, így az ismert N,N'-ditio-bisz-hexahidro-2H-azepinon-(2) és 2-benztiazil-ditiol-N-morfoíid vegyületeket, a két anyagot együttesen 1Ö0 sulyrész kaucsukra vonatkoztatva a szokásos 0,2—5 súlyrész mennyiségben, valamint legalább egy gyorsítót, ugyancsak a szokásos 0,1—8 súlyrész mennyiségben, 1Ö0 súlyrész kaucsukra számítva. Adott esetben a vulkanizálást azonban z ‘t - ^r' peroxidokkal, például dikumil-peroxidda!. is. elvégezhetjük.

A találmány szerint előnyös, ha a kénnel történő vulkanizálásnál gyorsítóként olyan kéntartalmú triazinszármazékpkat használunk, amelyek a 16 69 954.0/számú NSZK találmányi bejelentésben (illetve a megfelelő 1 564 112 lajstromszámú francia vagy az 1 201 862 lajstromszárrtú angol szabadalmi leírásokban vannak ismertetve, így például a bisz-(2-etil-amino-4-dietiI-amino-trianilil-6)-diszulfidot. Ezeket adott esetben más ismert gyorsítókkal, így például difenil-guanidinnel együtt is alkalmazhatjuk.

A találmány szerinti keverékbe előnyösen valamely szerves savat, így például sztearin-, benzoe- vagy szalicilsavat, valamint adott esetben cinkoxidot vagy ólomoxi.dpt is adagolhatunk a szokásos mennyiségben. Előnyös az is, ha a találmány szerinti keverékekbe önmagában ismert segédanyagokat, így antioxidánst, fáradás elleni anyagokat, valamint öregedésgátló anyagokat és/vagy ózonelleni szereket dolgozunk be szokásos mennyiségben. A keverékhez adott esetben további, a gumiiparban ismert adalékanyagokat, így például pigmenteket, színezékeket, más ismert töltőanyag-tapadásjavítókat, viaszokat, aktivátorokat és hasonlókat adhatunk, a szokásos mennyiségben.

A kaucsukkcverékek előállítása, valamint formázása például fröccsöntéssel, vulkanizálása a szokásos módszerekkel és ismert berendezésekkel történik, melyek a gumiiparban általában használatosak.

Á formázás és vujkanizálás a szokásos hőmérsékleten, körülbelül 100 C és 300 °C közötti, előnyösen 130 °Ctól 240 C-ig terjedő hőmérséklettartományban végezhető, Erre a célra az abroncsgyártásban szokásos vulkanizálóberendezések ^használhatók.

A találmányt a kivetkezőkben példák kapcsán is szemléltetjük. . / .

Két, a találmány szerinti keverék a következő összetétellel rendelkezik (a régzek súlyrészeket jelentenek).

	1. keverék 2. keverék
sztirol-butadién-kaucsuk
(Low Mooney típusú) '' ¹ polibutadiéri-kaucsuk, nagy cisz-1,4-·	30	30
tartalommal lecsapott aktív kovasav, felülete	70	70
130 m²/g BET szerint mérve; primer-részecske nagyság: 28 millimikron. Ultrasil VN 2
DEGUSSA bisz-(3-trietoxi-sziliI-propil)-	95	114
-tetraszulfid	5	6
cinkoxid	3	3
sztearinsav	1	1
nagymértékben aromás lágyítóolaj N-izopropil-N'-fenil-p-fenilén-diamin	48	69
öregedésgátló szer	1,2	1,2
fenil-β-naftil-amin öregedésgátló szer	1,2	1,2
benz-tiazoIil-2-ciklohexil-szulfén-amid	1,2	1,2
difenil-guánidin	3,15	2,8
tetrametil-tiurarn-monoszulfid	—	0,1
kén	2	2
	260,75	301,5

Ezt a két keveréket és az ezekből készült vulkanizált térmékeket egy NSZK-gyártmányú, kereskedelmi forgalomban levő autóabroncs-futófelület előállítására használt szokásos téli gumiabroncs-keverékkel — amelyet „A” jellel látunk el — és a következő, kormot tartalmazó „B” jelű keverékkel, valamint az ezekből készült termékekkel hasonlítottuk össze.

B keverék

olajjal hígított sztirol-butadién-kaucsuk	96,5
cisz-l,4-dipolibutadién	30
ÍSAF-korom
(Corax 6 nevű DEGUSSA termék)	75
cinkoxid	4
sztearinsav	1,2
nagymértékben aromás lágyítóolaj	15
N-izopropil -N '-fenil-p-fenilén-diam in
öregedésgátló szer	1,5
fenil-β-naftil-amin öregedésgátló szer	1,5
benz-tiazolil-2-ciklohexil-szulfén-amid	1,2
kén	1,6

227,5

A vizsgálatoknál és az azokból származó vizsgálati eredményeknél a következő rövidítéseket használtuk:

Rövidítés Megjelölés mérték, illetve mérés

15	Mooney—-Scorch-idő	perc
'35	Mooney—Cure-idő	perc
ML 4	Mooney-plaszticitás 100 C-on, normális rotor, vizsgálati idő-
	tartam 4 perc	—
fajsúly	fajsúly	g/cm³
vz	vulkanizálási idő	perc
VT	vulkanizálási hőmérséklet	°c
ZF	húzószilárdság	kp/cm²
M 300	feszítést érték 300? ó-os
	nyújtásnál	kp/cm²
BD	törési nyúlás	0/ /0
bl.D.	maradó nyúlás törés után	%
E	ütési rugalmasság	%
SH	Shorc A keménység	—
EF	továbbszakítási ellenállás	kp/cm
A	kopás („DIN-kopás” is)	mm³
ΔΤ	hőmérsék letnövekedés
	(Goodrich-flexométer)	^CC

Vizsgálati szabványok

A fizikai vizsgálatokat szobahőmérsékleten a következő szabványelőírások szerint végeztük:

húzószilárdság, törési nyúlás és feszítési érték 6 mm vastag

gyűrűkön	DIN 53 504
továbbszakítási ellenállás	DIN 53 507
ütési rugalmasság	DIN 53 512
Shore A keménység	DIN 53 505
fajsúly	DIN 53 550

-4180711

Mooney-vizsgálat

Goodrich-flexométer (melegedés meghatározása = heat build up ΔΤ) kopás

A vulkanizált anyagokat állandóan egy gőzzel fűtött emeletes présben a megadott vulkanizálási hőmérsékleten állítottuk eíö.

DIN 53 524

ASTM D 623—62

DIN 53 516 5

A vulkanizálatlan keverékek tulajdonságai

Keverek	A	B	1	' 2
t₅ (130 ^CC)	18,5	29,6	15,4	14,0
*35	'22,2-	33,3	20,1	17,4
ML 4	60	-64	60	67
fajsúly	1,16	1,15’	1,21	1,23

A vulkanizált keverékek tulajdonságai A vulkanizálás 160 °C-on történt

Kcveiék	vz	ZF	M 300	BD	bl. D.	E	SH	EF	A
A	20	160	71	555		29	59	21	66
	40	166	65	620		29	58	19
B	20	169	56	658	24	28	56	13	86
	40	169	56	690	23	27	56	14
1	20	162	57	653	35	35	67	30	74
	40	151	56	615	28	35	67	27
2	20	121	42	715	50	24	67	28	111
	40	113	43	677	40	25	70	27

Goodrich-flexométer-vizsgálatok

Vulkanizálási hőmérséklet Vulkanizálási idő löket frekvencia fajlagos terhelés mérési hőmérséklet menetidő

160 °C perc

0,250

Hz kg szobahőmérséklet perc

Keverék	ΔΤ,	Sztatikus	Dinamikus	Marandandó alakváltozás százalékbna
^CC	nyomás százalékban
, A	136	15,6	1 36,0	25,8
B	149	16,1	36,2	27,3
1.	79	15,4	32,0	25,9
2.	87	19,4	1 37,5	34,2

, A négy keverékből (1. és 2. találmány szerinti, A és B technika állása szerinti keverékből) futófelületeket és ezekkel azután gumiabroncsokat készítettünk. Ezeket a gumiabroncsokat ezt követően egy személygépkocsira felszerelve egy műjégpálya jegén, valamint durva aszfaltburkolattal ellátott nedves úttesten vizsgáltuk és az eredményeket egymással összehasonlítottuk. A vizsgálatokat ugyanazzal a gépkocsival végeztük. Valamennyi gumiabroncs egyforma profillal rendelkezett.

Először egy 20 méter hasznos átmérőjű körpályán végeztük a kísérletet (körpályakísérlet, 4 mérési kör, menetidőmérés).

Másodszor fékkísérletben 30 km/óra indítási sebességnél teljes blokkolást végeztünk (fékezés-lassulás fékútméréssej, méterben).

Harmadszor gyorsulási kísérlet következett, egy adott mérési szakasznak a lehető legnagyobb gyorsulással való megtétele útján (időmérés másodpercben és a végsebesség mérése 25 méter után). A műjég hőmérséklete a felületen 0 °C és —3,5 C közötti, a levegöhőmérséklet pedig 0,8 m magasságban a jégfelület felett +2 ^C'C és 30 +4 °C közötti volt.

A gumiabroncsok nedves pályán való vizsgálatát egy nedvesített aszfaltkörpályán végeztük. A 67 m hasznos átmérőnél mindenkor négy mérőkört tettünk meg. A menetidőt másodpercekben egy fémsorompó segít35 ségével mértük. A fékkísérletnél nedves úttesten 50 km/óra kezdeti sebességgel mentünk és utána vizes durva aszfaltpályán teljes blokkolási méréseket végeztünk. A fékutat méterben mértük és a közepes lassulást meghatároztuk.

4C> A pálya hőmérséklete a felületen 11—20 °C, a levegő hőmérséklete pedig 9 °C és 19 C között volt.

Az összes mért értékből a közepes gyorsulási, körgyorsulási-, illetve lassulási értékeket meghatároztuk és ezekből a μ-értékeket (amelyeket súrlódási tényezőknek 45 is neveznek) kiszámítottuk. Az értékelésnél az „A” keverékből készült gumiabroncsra a mindenkori súrlódási tényezőt (középértékként) 100-nak vettük. A többi mért súrlódási tényezőből a következő értékelés adódott.

---------------_:-i Vizsgálat

Keverék	jégen	nedves úttesten
körpálya	fékezés	gyorsulás	körpálya	fékezés
A	100	100	100	100	100
B	95	95	96	100	104
1.	110	116	105	95	94
2.	129	121	121	98	95

Ezekből a számokból az alábbi következtetések vezethetők le:

A csúszásvizsgálat súrlódási tényezői (illetve μ-értékei) jég esetében a találmány szerinti keverékekből elő65 állított gumiabroncsoknál a csúszásbiztonság nagy-5180711 mértékű javulását mutatják. A csúszásbiztonság jelentős növekedését jég esetében a többször megismételt vizsgálatok jó eredményei bizonyították. A csúszásbiztonság ilyen jelentős javulása mindezideig nem volt elérhető. így tehát egy olyan futófelület-minőséget alakítottunk ki, amely lehetővé teszi, hogy a jelenleg előállított és használatban levő Spikes-gumiabroncsokat egyenértékűen helyettesítsük a találmány szerinti keverékekből készített gumiabroncsokkal a jégen való kedvező viselkedésűk miatt.

Az összehasonlító vizsgálatoknál alkalmazott személygépkocsi téli gumiabroncsokat már évek óta gyártják és kereskedelmi forgalomban árulják. Ezek nagyon jónak tartott futófelület-minőséggel rendelkeznek („A” keverék). Az „A keveréket speciálisan jégen kedvező csúszási tulajdonságokkal, kiegyensúlyozott jég- és csvszásbiztonsággal rendelkező gumiabroncsok előállítására dolgozták ki. Az „A keverék azonban töltőanyagként csak kormot tartalmaz, éppen úgy, mini az összehasonlításként alkalmazott „B futófelület-keverék. E célra egy olyan jellegzetes keverékösszetételt választottunk, amiben a személygépkocsi-gumiabroncsok előállításánál leginkább használatos. A B-keverékből előállított gumiabroncsok jégen való csúszási tulajdonságaik tekintetében valamivel rosszabbak, mint az A-keverékekből készített gumiabroncsok. Az ,,A keverékkel szemben a találmány szerinti keverékekből készült futófelülettel elért javulások a jégen mutatkozó csúszásbiztonság tekintetében elérik a 3’0%-ot, sőt még azt is túlhaladhatják. Ez kizárólag a találmány szerinti k eve rék összeté tel nek tulaj donítható.

Egy további, találmány szerinti keverék a következő összetétellel rendelkezik:

3. keverék 'Súlyrész

Természetes kaucsuk (ML 4 mintegy 40) 30 polibuladiénkaucsuk 9'8% cisz-í ,‘4-tartalommúí 70 lecsapott aktív kovasav 200 m²/g BET szerint mért fajlagos felülettel és 18 míílimíkron közepes primer részecskenagysággal (Ultrasíi V'N 3, ÓÉG ÜS'SA termék)103

HAT-korom, „improved minőség (Corax 4, ÖEÓUSsA) ,5 bisz-(3-trietoxi-szilil-propil)-tetraszulfid8 cinkoxid4 sztearinsav1 nafténes lágyítóolaj'(dermedéspont: —28 C)70

N-izopropii-N'-'feníl-p-fenilén-diamin öregedésgátló szer1,5 féhil-lí-há’ftil-ámin örégedésgátló szer1,5 difenibguanidin3,5 bisz-(2-etil-atnino-4-dietií-amino-tria2in-6-il)-diszulfid2 kén2 \3OL5

A vulkanizálatían keverék tulajdonságai t₅ (130 Ό11,4 t₃₅ (13Ö °C)15,5

ML 451 fajsúly1,Í8

A vulkanizált keverék tulajdonságai

A vulkanizálás 150 C-on történt és 20 percig tartott.

	ZF	133
5	M 300	62
	BD	577
	bl.D.	35
	E	34
	SH	68
10	EF	31
	A	61

Csúszásbiztonság

A fenti 3. keverék súrlódási tényezőinek (μ-értékek) mérésére az előző példában megadott 2. keverék ilyen értékeivel összehasonlítva.

20	Keverék	í Vizsgálat
jégen	nedves úttesten
ί körpálya	\| fékezés	fékezés
	2.	I 1 100	í 100	100
25	3.	; 98	1 94	99

4. keverék Súlyrész

Természetes kaucsuk (ML 4 mintegy 40) 30 polibutadiénkaücsuk 98% cisz-1,4-tartalommal 70 lecsapott aktív kovasav 200 m²/g BET szerint mért fajlagos felülettel és 18 ntillimikron közepes prirfiér fészecskenagysággal (L’ltrasil VN 3, DEGUSSA termék)60

ISAE-körom, ..'improved minőség (Corax 7, DEGUSSA) ~'60 bisz-(3-triétoxi-szilil-pröpil)-tetraszulfid2,5 cinkoxid4 sztearinsavl nafténes lágyítóolaj (dermedéspoht: —28 °C)72

N-izopropil-N'-fenil-p-fenilén-diamin öregedésgátló szer1,5 fenil-S-naftil-amin öregedésgátló szer1,5 difenil-guanídin1,5 bisz-(2-étil-afni'no-4-dietíl-afn'ino-'triazin-6-il)-diszulfid2 kén2

3Ö8/Ö

A vulkanizálatían keverék tulajdonságai t, (130=0‘21,2 ö (130 O-6.C

ML 474 fajsúly1,17 '60 A vulkanizált kévérék tulajdonságai

A vulkanizálás 160 °C-on történt és 20 percig tartott.

Z180

M 300'48

SÖ450

bí.D.	32
E	24
SH	65
EF	15
A	76

Csúszásbiztonság

A 4. keverékből készített gumiabroncsok súrlódási tényezőinek a meghatározása összehasonlítva a hagyományos gumiabroncsok hasonló értékeivel, amelyek A-keverékből és egy B-keverékbői készültek.

	Vizsgálat
Keverék	jégen	nedves úttesten
	körpálya	fékezés	fékezés
A	1C0	100	100
B	100	96	100
4.	115	116	102

A fenti számokból, különösen pedig a súrlódási tényezőkből látható a meglepő, szembetűnő fölénye a találmány szerinti kaucsukkeverékekből készített gumiabroncs-futófelüleieknek, illetve az ilyen futófelületekkel rendelkező gumiabroncsoknak.

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Vulkanizálható kaucsukkeverék gumiabroncs-futófelülethez, amely — előnyösen kénnel térhálósítható — kaucsuk, kovasav-töltőanyag, lágyítóolaj, kéntartalmú organoszilán-vegyület, kén és gyorsító alapon épül fel, azzal jellemezve, hogy a kaucsukkeverékben levő elasztomerrész 20—100 súly% mennyiségben egy vagy két fajta polibutadiénkaucsukból, 80—0 súly% mennyiségben poliizoprénkaucsuk, transz-polipentenamer, sztirol- 40 -butadién kaucsuk, nitrilkaucsuk, halogén-butilkaucsuk, etilén-propilén-dién terpolimer és természetes kaucsuk közül egy vágy két fajtából, 100 súlyrész kaucsukra számítva legalább 80 súlyrész aktív kovasav-töltőanyagból, 100 súlyrész kaucsukra számítva lágyítóként 40— 45 100 súlyrész olajból, 100 súlyrész kaucsukra számítva legalább 0,1—25 súly rész I általános képletü vegyületből — a képletben Z az alábbi csoportokat képviseli:

R¹ R' R² / / / —Si— R¹, —Si—R² és —Si—R² \ \ \ 5 R² R² R²

mely csoportokban R¹ 1—4 szénatomos alkilcsoportot, 5—8 szénatomos cikloalkilcsoportot vagy fenilcsoportot, R² pedig 1—8 szénatomos alkoxiesoportot vagy 5—8 szénatomos cikloalkoxicsoportot jelent, R¹ és R²szubsz10 tituensek jelentése egymással megegyező vagy egymástól eltérő lehet; Alk egy kétértékű, egyenes vagy elágazó láncú 1—8 szénatomos szénhidrogéncsoportot, előnyösen 2—4 szénatomos alkiléncsoportot, vagy egy telítetlen vagy ciklusos szénhidrogéncsoportot jelent, n értéke 15 pedig 2,0—6,0, előnyösen 2,0—4,0; 100 súlyrész kaucsukra számítva előnyösen 0,2—8 súlyrész kénből, valamint adott esetben kenet leadó anyagból és 100 súlyrész kaucsukra számítva 0,1—8 súlyrész mennyiségben legalább egy gyorsítóból áll, adott esetben a szokásos 20 mennyiségben további, szokásos adalékanyagokat, előnyösen öregedésgátló, elfáradást késleltető, illetve ózonelleni szereket, antioxidánsokat, színezékeket, pigmenteket, tapadásjavító adalékokat, aktivátorokaí és viaszokat tartalmaz.
2. Az 1. igénypont szerinti keverék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy elasztomerként 20—100 súly⁰/,', butadiénből és 80—0 súly °/_o sztirol-butadién-kaucsukból álló keveréket tartalmaz.
3. Az 1. és 2. igénypontok szerinti keverék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy elasztomerként 20— 100 súly”,, mennyiségben nagy cisz-1,
4-tartalmú polibutadiénkaucsuk és 80—0 súly⁰',,-bán sztirol-butadién-kaucsukból álló keveréket tartalmaz.

35 4. Az 1. igénypont szerinti keverék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy elasztomerként 20—100 súly'/ζ polibutadiénkaucsukból és 0—80 súly'X természetes kaucsukból álló keveréket tartalmaz.
5. Az 1—4. igénypontok szerinti keverék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy 100 súlyrész kaucsukra számítva 0,1—50 súlyrész mennyiségben kormot is tartalmaz.
6. Az 1—5. igénypontok szerinti keverék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy lágyítóként valamely alacsony dermedéspontú olajat tartalmaz.
7. Az 1—6. igénypontok szerinti keverék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy aktivátorként valamely bázisos természetű anyagot tartalmaz.