KR20010042507A - 충전제를 함유하는 미분 고무, 이의 제조방법 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기계적 하중하에서도 유동성을 유지하는 충전제를 함유하는 미분 고무, 고무 분말이 2개의 침전 단계 내에서 수득되는 이의 제조방법 및 가황성 고무 혼합물을 제조하기 위한 이의 용도에 관한 것이다.

Description

충전제를 함유하는 미분 고무, 이의 제조방법 및 이의 용도{Powdered rubber containing fillers and method for producing and using it}
본 발명은 미분 충전된 고무, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
각종 문헌은 고무 분말의 사용에 대한 이유를 다루고 있고, 또한 이의 제조에 사용될 수 있는 방법도 다루고 있다.
미분 고무에 대한 관심은 고무 혼합물이 시간, 에너지 및 인원면에서 고 비용으로 제조되는, 고무 산업에서 사용되는 가공 기술로부터 유래하는 것 같다. 이에 대한 주요 이유는 고무 원료가 베일(bale) 형태라는 것이다.
베일의 미분쇄 및 충전제, 무기 오일 가소제 및 가황 조제와의 친밀한 혼합은 다수의 공정 단계로 롤 위에서 또는 내부 혼합기 속에서 수행된다. 혼합물은 일반적으로 단계들 사이에 저장된다. 내부 혼합기 또는 롤 다음에는 압출기-펠렛화기 시스템 또는 압출기-롤러 다이 시스템이 사용된다. 이러한 매우 복잡한 고무 가공 방법으로부터 벗어날 수 있는 완전히 새로운 가공 기술이 필요하다. 그러므로, 수시간 동안 고무 혼합물을 간단하고 신속하게 열가소성 분말로서 가공할 수 있는 자유 유동성(free-flowing) 고무 분말의 사용에 대한 논의가 있어왔다.
독일 특허 제DE-C 2822 148호에는 미분 충전된 고무의 제조방법이 기재되어 있다.
당해 특허에 따르면, 수성 충전제 유액을 고무 라텍스, 고무 용액 또는 고무의 수성 유액에 가하고, 목적하는 고무 분말을 침전시킨다.
당해 방법에서 주어진 충전제 함량의 입자 크기 의존성을 피하기 위해서, 선행 기술은 독일 특허 제DE-C 3723 213호 및 제DE-C 3723 214호를 보고하였다. 독일 특허 제DE-C 3723 213호에서 2단계 방법은 먼저 50% 이상의 충전제를 고무 분말 입자에 혼입시킨다. 제2 단계에서, 잔여량의 충전제를 이른바 고무 기재 입자 위에 흡수시킨다. 이는 충전제와 고무 사이에 결합이 생성되지 않기 때문에 분말의 변형체라고 할 수 있다.
그러나, 이 티 이탈리안더(E.T. Italiaander)[참조: Vortrag 151. Technische Tagung der Rubber Div. der ACS [Paper, 151st ACS rubber division technical conference], California, May 6-9 1997 (GAK 6/1997 (50) 456-464]에 의해 정립된 바와 같이, 미분 및 과립화된 고무에 대한 델파이 보고[참조: Delphi Report "Kunftige Herstellverfahren in der Gummiindustrie" [Future production processes in the rubber industry] Rubber Journal, Vol. 154, No. 11, 20-34 (1972)]에서 예상된 우수한 전망 및 공지된 중합체 제조업자에 의해 70년대 중반 내지 80년대 초에 수행된 미분 NBR, SBR-카본 블랙 마스터배치 및 과립화된 NR의 제조에 대한 다수의 실험에도 불구하고, 중합체가 공급되는 표준 형태는 여전히 고무 베일의 형태이다.
공지된 방법들의 한가지 단점은 최종 생성물 품질에 필수적인 것으로 생각되는 10㎛의 충전제 입자 직경을 달성하는 데 분쇄가 필요하다는 것이다.
이는 높은 에너지 비용을 창출할 뿐만 아니라, 활성 표면적과 함께 고무 사용 유효성에 있어서 중요한 파라미터인 충전제의 구조도 손상시킨다.
둘째, 생성물의 취급 용이성은 선행 기술에서 입자들이 저장 동안에 서로 접착한다는 사실에 의해 악영향을 받는다.
그러므로, 본 발명의 목적은 취급하기가 용이한 미분 충전된 고무 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 침전 방법에 의해 충전제 성분이 고무 매트릭스에 단단하게 결합된 미분 고무(고무 입자)를 제공한다. 그러므로, 단순히 표면 도포재를 갖는(접착 결합된) 고무 입자들(주요 단어: 분말화, 침전)과의 혼동은 있을 수 없다.
선행 기술과 비교하여, 본 발명에 따르는 분말의 프로파일은 보다 좁고, 보다 작은 입자 크기로 향해 이동한다[참조: Kautschuk + Gummi + Kunstoffe 7, 28 (1975) 397-402]. 이러한 상황은 분말을 보다 쉽게 가공하도록 한다. 제조방법은 또한 개별 입자 속의 충전제 함량의 입자 크기 의존성이 없도록 한다. 미분 고무는 충전제를 20 내지 250phr, 특히 50 내지 100phr(phr: 고무 100부당 부) 포함한다. 적합한 것으로 입증된 고무 유형은 다음과 같이 다양하며 서로 개별적으로 또는 혼합물로 사용된다:
천연 고무, 스티렌 함량이 10 내지 50%인 유액 SBR, 부틸-아크릴로니트릴 고무.
부틸 고무, 에틸렌, 프로필렌(EPM) 및 비공액 디엔(EPDM)을 사용하여 제조된 삼원공중합체, 부타디엔 고무, 용액 중합에 의해 제조되고 스티렌 함량이 10 내지 25%이고 1,2-비닐 성분 함량이 20 내지 55%인 SBR 및 이소프렌 고무, 특히 3,4-폴리이소프렌.
언급한 고무 이외에, 다음 탄성중합체가 개별적으로 또는 혼합물로 사용될 수 있다:
카복실 고무, 에폭시 고무, 트랜스-폴리펜테나머, 할로겐화 부틸 고무, 2-클로로부타디엔계 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에피클로로히드린 및, 필요한 경우, 화학적으로 개질된 천연 고무, 예를 들면, 에폭시화된 등급.
언급되어야 하는 충전제는 고무 가공으로부터 공지된 백색 합성 충전제 및 카본 블랙, 예를 들면, 침강 실리카 또는 천연 충전제, 예를 들면, 규산 백악, 점토 등이다.
특히 적합한 물질은 고무 가공에 일반적으로 사용되는 카본 블랙이다.
이는 요오드 흡착가가 5 내지 1000m2/g이고, CTAB가가 15 내지 600m2/g이고, DBP 흡착이 30 내지 400ml/100g이며 24 M4 DBP가가 50 내지 370ml/100g인 노 블랙, 가스 블랙 및 플레임 블랙(flame black)을 고무 100부에 대해서 각각 5 내지 250부, 특히 20 내지 150부, 특히 40 내지 100부 포함한다.
다른 적합한 물질은 고무 분야에 공지되어 있는 침강 실리카이다.
이는 일반적으로 공지된 BET법으로 측정된 N2표면적이 35 내지 700m2/g이고, CTAB 표면적이 30 내지 500m2/g이며 DPP가가 150 내지 400ml/100g이다. 본 발명의 생성물은 이러한 실리카를 고무 100부를 기준으로 하여 5 내지 250부, 특히 20 내지 100부 포함한다.
N2표면적이 2 내지 35m2/g인 점토 또는 규산 백악과 같은 백색 천연 충전제가 사용되는 경우, 이들은 고무 100부를 기준으로 하여 5 내지 350부의 양으로 사용된다.
실리카와 카본 블랙의 혼합물을 포함하는 충전제 고무 분말이 또한 적합하다. 이러한 경우, 충전제의 총량은 고무 100부당 충전제 20 내지 250부이다.
필요한 경우, 본 발명의 고무 분말은 위에서 언급한 충전제 이외에 산화아연, 아연 스테아레이트, 스테아르산, 폴리알콜, 폴리아민, 가소제, 열, 광, 산소 또는 오존의 작용에 대해 보호하기 위한 노화 억제제, 강화 수지, 난연제, 예를 들면, Al(OH)3또는 Mg(OH)2, 안료, 각종 가교결합 화학물질 및, 필요한 경우, 황을 고무 기술에서 통상적인 농도로 포함한다.
본 발명의 고무 분말은 선행 기술로부터 공지되어 있는 생성물의 단면과 분명히 상이한 단면을 갖는다. 이상적인 경우에 있어서, 이들은 고무 조성물 속의 균질한 충전제 분포를 갖거나 충전제 속의 균질한 고무 조성물 분포를 갖고 충전제 입자의 외피를 갖지만, 본 발명은 미분 생성물 내부 및 이에 이어지는 주변 영역에 충전제와 고무 성분의 균질한 분포를 갖는다.
입자 속의 충전제 양의 작용으로서, 표면 속에 결합된 충전제 입자들이 있어서 가압하에서도, 예를 들면, 다수의 부대자루가 서로의 상부에 놓여지는 경우에도 입자들의 접착이 일어나지 않는다.
이러한 표면의 "불활성화(inertization)"는 공지된 점착성 분말의 충전제와의 분말화와 혼동되어서는 안된다. 이들 충전제는 단지 표면에 접착하고, 기계적 하중하에, 예를 들면, 이동 시스템에서 또는 실로(silo) 속에 저장시 신속하게 방출된다. 분말화는 요망되는 미립자 분말의 블로킹 및 케이킹을 방지하지 못한다. 선행 기술로부터 공지되어 있는 바와 같이 점착성 입자의 표면이 유동 촉진제로서 작용하는 충전제의 도포재를 갖는 경우와는 달리, 본 발명은 미분 고무를 제조하기 위해 침전 공정 동안에 충전제 입자의 표면 속으로의 도입을 제공한다. 입자 내부와 이에 이어지는 외부 영역간의 유용한 분포가 설정되고, 이는 하나 이상의 위에서 언급한 충전제로 충전하는 양에 의존한다.
충전제 양이 높은(고무 100부당 충전제 80부 이상) 생성물의 경우, 입자의 외부 영역에 결합된 충전제 양은 이 양의 단지 1 내지 10부이다. 그러나, 미분 고무가 고무 100부당 충전제를 총 80부 미만으로 포함하는 경우, 입자의 외부 영역(주변 영역)에 결합된 충전제 양은 이 양의 10 내지 20부이다. 즉, 덜 효과적인 접착력에 의해서 접착하는 것만이 아니다.
입자 내부 및 주변 영역으로서 공지되어 있는 영역 속에서의 충전제의 분포는 일반적으로 비율들이 다양하다.
충전제의 총 함량이 증가함에 따라 분말의 점착성이 주변 영역에서의 충전제의 증가된 함량에 의해 억제될 필요가 적다.
본 발명은 또한 산을 가하여 현탁액 형태의 충전제, 원소 주기율표의 IIa족, IIb족, IIIa족 또는 VIII족 금속의 수용성 염 및 고무 라텍스 또는 고무 용액의 수성 유액을 포함하는 수성 혼합물로부터 침전을 일으킴으로써, 미립자 미분 충전된 고무(고무 분말)를 제조하는 방법으로서, 미립자 충전제 50중량% 이상을 고무 100중량부당 언급된 수용성 염 0.1 내지 6.5중량부 및 고무 라텍스 또는 고무 용액의 수성 유액과 혼합하고, 혼합물의 pH를 5.5 내지 4.5의 범위 내의 값으로 저하시키고(제1 단계), 잔여량의 미립자 충전제를 현탁액 형태로 가하고, pH를 약 3.2로 저하시켜(제2 단계) 혼합물 속에 존재하는 고무가 충전제와 함께 완전히 침전되도록 하는 방법을 제공한다.
침전 공정의 정도 및, pH 및 충전제 함량 의존성인 이의 지속시간은 일련의 측정을 통해서 쉽게 설정될 수 있다.
충전제 양이 높은(충전제 80phr 이상) 고무 분말의 경우, 이 양의 1 내지 10부가 일반적으로 고무 분말을 침전시킬 때 제2 단계에서 잔여량으로서 사용된다.
고무 분말이 충전제를 80phr 미만, 예를 들면, 총 50phr만 포함하는 경우, 이 양의 10 내지 20부가 침전 공정의 완료 전에 혼합물에 현탁액 형태로 도입된다.
이런 식으로 충전제는 고무 분말 속의 입자의 외부 영역(주변 영역)에 결합된다.
그러므로, 이러한 양의 충전제는 개별 고무 입자 위에 표면 흡수되기보다는 고무 표면에 통합된다(참조: DE-C 37 23213).
충전제의 이러한 분포 및 고무 조성물 속에서의 충전제의 결합 특성은 본 발명의 분말의 높은 유동성을 초래하고 분말의 저장 동안에 블로킹을 방지하며, 이러한 특성들은 실로 등으로 이동, 이송 동안에 기계적 하중하에 유지된다.
사용된 충전제는 미립자(플러피) 형태의 위에서 언급한 카본 블랙을 포함하고, 이들은 일반적으로 현탁액으로 도입되기 전에 평균 입자 직경이 1 내지 9㎛, 바람직하게는 1 내지 8㎛이다.
이는 분산을 더욱 용이하도록 하여 평균 직경이 10㎛ 미만인 충전제 입자를 갖는 수성 현탁액이 높은 에너지 소비없이 수득된다. 침강 실리카는 유리하게는 염으로부터 유리될 때까지 세척된 필터 케이크의 형태로 사용될 수 있다.
사용될 수 있는 금속염은 원소 주기율표의 IIa족, IIb족, IIIa족 또는 VIII족 원소로부터 유도된 염이다. 이러한 그룹 분류는 보다 용이한 IUPAC 권장에 상응한다[참조: Periodisches System der Elemente [Periodic Table of the Elements], Verlag Chemie, Weinheim, 1985]. 통상적인 예는 염화마그네슘, 황산아연, 염화알루미늄, 황산알루미늄, 염화철, 황산철, 질산코발트 및 황산니켈이며, 알루미늄의 염이 바람직하다. 황산알루미늄이 특히 바람직하다. 고무 100중량부당 0.1 내지 6.5중량부의 염이 사용된다. 특정 pH를 설정하는 데 적합하게 사용되는 산은 주로 무기산, 예를 들면, 황산, 인산 및 염산이고, 황산이 특히 바람직하다. 그러나, 카복실산, 예를 들면, 포름산 또는 아세트산도 사용될 수 있다.
산의 양은 존재하는 수용성 금속 염, 충전제, 고무 및 알칼리 금속 규산염의 특성 및 양에 의존한다. 이는 수회의 실험에 의해 쉽게 결정될 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 양태에 있어서, 알칼리 금속 규산염 용액 형태, 바람직하게는 Na2O:SiO2의 몰비가 2:1 내지 1:4인 물유리로서의 5중량부 이하의 실리카(SiO2)가 고무 100중량부당 사용된다. 알칼리 금속 규산염 용액을 고무 성분 및/또는 충전제 현탁액에 가할 수 있다. 고무 성분에 가하는 것이 특히 연속 방법을 사용하는 경우에 바람직하다.
본 발명의 방법은 일반적으로 다음과 같이 수행된다.
먼저, 최종 생성물에 존재하는 충전제의 일부, 바람직하게는 50% 이상을 금속 염과, 필요한 경우, 알칼리 금속 규산염 용액과 함께 물 속에 분산시킴으로써 충전제 현탁액을 제조한다. 사용되는 물의 총량은 충전제의 특성 및 이해도(disaggregation)에 좌우된다. 충전제 속의 수불용성 성분은 일반적으로 약 6중량%이다. 이 값은 결합 제한을 나타내지 못하며, 보다 많거나 적은 양이 사용될 수 있다. 최대 함량은 현탁액의 펌프 능력에 의해 제한된다.
그 다음, 생성된 충전제 현탁액을 바람직하게는 유화제의 존재하에 고무 라텍스(이는 적합한 경우 알칼리 금속 규산염 용액을 포함한다) 또는 고무 용액의 수성 유액(이는 적합한 경우 알칼리 금속 규산염 용액을 포함한다)과 친밀하게 혼합한다. 공지된 교반기 시스템, 예를 들면, 프로펠러 교반기가 이러한 목적에 적합하다.
혼합한 후, 계속 교반하면서 pH를 먼저 5.5 내지 4.5의 범위로 설정하고, 이 때 고무의 코어 입자는 일정한 함량의 충전제와 함께 침전된다. 이들 코어 입자의 크기는 0.1 내지 6.5phr의 범위 내에서 선택된 금속 염의 양을 통해 조절된다. 이러한 조절의 특성은 가장 적은 양의 금속 염이 가장 큰 입자 크기를 제공하도록 하는 것이다.
사용된 라텍스의 고체 함량은 일반적으로 20 내지 25중량%이다. 고무 용액의 고체 함량은 일반적으로 3 내지 35중량%이며 고무 유액의 고체 함량은 일반적으로 5 내지 30중량%이다.
이들 혼합물 및 이들의 제조방법은 선행기술로부터 공지되어 있다.
충전제 함량이 100phr 이상인 고무 분말의 후처리를 위해서, 상 분리 전에 pH를 2.5로 저하시키는 것이 유리하다. 이는 유리하게는 위에서 언급한 산 그룹으로부터 선택된 산을 사용하여 수행한다.
본 발명의 방법은 불연속적으로 또는 연속적으로 수행될 수 있다.
침전된 고무 분말은 유리하게는 원심분리기에 의해 분리된 후, 특히 유동상 건조기 속에서 일반적으로 1% 이상의 잔류 함수량으로 건조된다.
제조 공정 동안, 다른 가공 및/또는 가황 조제를 가황성 고무 혼합물에 일반적으로 존재하는 양 또는 그보다 적은 양으로 본 발명의 고무 분말에 가할 수 있다.
본 발명의 고무 분말은 가황성 고무 혼합물을 제조하는 데 사용된다. 여기서, 고무 분말은 혼합물을 제조하는 데 필요한 모든 성분들을 포함할 수 있다. 그러나, 이들은 바람직하게는 위에서 열거된 유형의 고무 및 충전제를 포함하지만, 다른 고무 및 충전제와 혼합하는 것이 목적하는 고무 혼합물을 위해 요구되는 경우, 이들은 다른 고무 및 충전제와 통상적인 방식으로 혼합될 수도 있다.
본 발명은 자유 유동성이고 이에 기계적 하중이 가해진 후(예: 이동, 포장)에도 자유 유동성으로 잔류하는 미립자 고무 분말을 제조할 수 있다. 당해 물질은 미립자를 갖기 때문에 미립자 분산액을 수득하기 위해서 분쇄 또는 기타 미분쇄 방법이 필요없다.
이는 특성이 향상된 가황고무를 제공하는, 가공하기에 용이한 미립자 고무 분말을 제공한다.
실시예
A. 실시예는 선행 기술(DE-C 3723213)을 사용하여 제조된 고무 분말의 가공 거동 및 본 발명의 고무 분말의 가공 거동을 기재한다. 이들 분말로 이루어진 가황고무특성을 또한 비교한다.
실시예 1에서, 일반적으로 입수 가능한 유일한 형태, 즉 습윤 비드 형태의 N 375 카본 블랙을 사용하여 혼합물 1 내지 4를 제조한다. 먼저 독일 특허 제DE-C 3723213호에 따라서 필요한 분말도 10μ(평균 입자 직경)을 달성하기 위해서 분쇄한다. 이는 언급된 특허가 출원되었던 상황에 상응한다. "플러피" 형태의 N 375를 사용하여 혼합물 5 내지 8을 제조한다.
동일한 조성의 혼합물에 있어서, 본 발명의 고무 분말을 사용하여 제조된 가황고무가 고무 혼합물의 혼합 시간이 보다 짧고 우수한 가황고무 특성을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
B. 실시예에서 사용되는 시험 표준
단위 표준
인장 강도 MPa DIN 53504
300% 모듈러스 MPa DIN 53504
내인열성 N/mm DIN 53507
쇼어 A 경도 - DIN 53507
DIN 내마모성 mm3 DIN 53516
파단 신도 % DIN 53504
C. 실시예에서 사용되는 화학물질:
TESPT 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설판
[Si69 데구사 아게(Degussa AG)]
나프톨렌(Naftolen) ZD 가소제, 방향족 탄화수소
6PPD N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민
CBS N-사이클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드
실시예 1
혼합 시간이 상이한 N 375(82부)로 충전된 E-SBR 혼합물들의 비교(본 발명의 방법에 대한 표준 방법)
a) 혼합물 조성
1 내지 4 5 내지 8
PB 1(표준) 180 ---
EPB I(본 발명) --- 180
ZnO RS 3 3
스테아르산 2 2
나프톨렌 ZD 30 30
6PPD 2 2
왁스 1 1
CBS 1.35 1.35
황 1.35 1.35
b) 혼합 방법
제1 단계
내부 혼합기: GK 1,5N, 용량: 1.6L, 마찰: 1:1.11, 램 압력: 5.5bar
혼합물 1 내지 8
rpm(1/min)온도(℃)충전제 양혼합 시간:0 내지 0.5'0.5'0.5' 내지 x'x' = 1,2,3,4 60500.85PB I 및, 각각 EPB I나프톨렌 ZD, ZnO RS, 스테아르산, 6PPD, 왁스세정 및 통기혼합 및 방출
배치 온도: ~ 150℃
제2 단계
내부 혼합기: GK 1,5N, 용량: 1.6L, 마찰: 1:1.11, 램 압력: 5.5bar, rpm: 40, 온도: 50℃, 충전제 양: 0.68
혼합 시간:0 내지 0.5'0.5' 내지 1.5' 배치 단계 1촉진제, 황혼합, 방출 및 롤 분쇄된 시트 형성
배치 온도: ~ 110℃
c) 가황고무에 대한 시험
1. 충전제 분산액, 입자 크기, 다분산도
표준 본 발명의 방법
혼합 시간(min) 4 3 2 1 4 3 2 1
분산 계수(%) 96.5 95.7 95.4 93.5 95.4 95.6 95.2 93.4
제1 모멘트(㎛) 13.0 17.6 16.3 16.5 11.4 10.8 12.3 12.1
제2 모멘트(㎛) 21.7 28.9 28.9 27.7 15.8 13.5 17.9 16.8
제3 모멘트(㎛) 36.4 40.5 40.7 41.5 27.6 19.6 30.2 26.4
다분산도 0.67 0.64 0.65 0.68 0.38 0.25 0.46 0.39
비교해보면, 본 발명의 방법으로부터의 생성물의 입자 크기(1 내지 3모멘트)가 표준 방법으로부터의 생성물의 입자 크기보다 현저히 작고, 또한 입자들의 다분산도도 작다(보다 작은 다분산도값).
2. 가황고무 특성
표준 본 발명의 방법
혼합 시간(min) 4 3 2 1 4 3 2 1
시험 방법:인장 강도(MPa)300% 모듈러스(MPa)파단 신도(%)파단 에너지(J)쇼어 A 경도반발탄성0℃60℃손실각:tan δ(0℃)tan δ(0℃) 15.96.86001456418.735.10.3740.311 15.87.157013563%18.134.80.3730.304 15.16.85601276517.934.30.3680.318 15.07.05501246518.133.90.3680.311 16.47.35901476418.437.50.3810.298 16.77.55901496318.336.80.3740.299 16.47.35901486418.237.10.3590.302 16.47.46001556518.436.30.3650.300
비교해보면 가장 짧은 혼합 시간(1')에서조차도 청구된 본 발명의 방법의 생성물은 우수한 특성 프로파일을 제공한다. 강도 값, 파단 에너지 및 보다 큰 파단신도에서의 잇점이 특히 두드러진다. 60℃에서의 반발탄성 및 tan δ에서의 잇점도 밝혀졌다.
실시예 2
실리카/TESPT로 충전된 E-SBR계 자동차 트레드(tread) 혼합물을 사용한 비교(본 발명의 방법에 대한 표준 방법)
a) 혼합물 조성
1 2
PB II(표준) 175 ---
EPB II(본 발명) --- 175
ZnO RS 3 3
스테아르산 2 2
나프톨렌 ZD 10 10
6PPD 2 2
왁스 1 1
CBS 1.5 1.5
DPG 2 2
황 1.5 1.5
b) 혼합 방법
제1 단계
내부 혼합기: GK 1,5N, 용량: 1.6L, 마찰: 1:1.11, 램 압력: 5.5bar
혼합물 1 + 2
rpm(1/min)온도(℃)충전제 양혼합 시간:0 내지 3'3'3' 내지 4' 60500.8PB II 및, 각각 EPB II나프톨렌 ZD, ZnO RS, 스테아르산,6PPD, 왁스세정 및 통기혼합 및 방출
배치 온도: ~ 155℃
제2 단계
내부 혼합기: GK 1,5N, 용량: 1.6L, 마찰: 1:1.11, 램 압력: 5.5bar, rpm: 40, 온도: 50℃, 충전제 양: 0.68
혼합 시간:0 내지 0.5'0.5' 내지 1.5' 배치 단계 1촉진제, 황혼합, 방출 및 롤 분쇄된 시트 형성
배치 온도: ~ 110℃
c) 가황고무 특성
시험 방법: 단위 1 2
분산도 조도 인자 3025 960
인장 강도 MPa 20.2 22.7
300% 모듈러스 MPa 12.9 13.7
파단 신도 % 410 440
파단 에너지 J 126 143
쇼어 A 경도 ----- 78 77
DIN 내마모성 mm3 90 80
본 발명의 방법으로부터의 생성물은 보다 우수한 분산도, 보다 큰 강도, 보다 우수한 강화 성능 및 보다 우수한 DIN 내마모성을 나타낸다.

Claims (18)

  1. 충전제 성분이 고무 매트릭스에 단단하게 결합된 미립자 미분 고무(고무 분말).
  2. 제1항에 있어서, 충전제 함량이 20 내지 250phr인 미립자 고무 분말.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 충전제가 5 내지 200phr의 침강 실리카를 포함하는 미립자 고무 분말.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 충전제가 20 내지 250phr의 카본 블랙을 포함하는 미립자 고무 분말.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 존재하는 충전제가 총 5 내지 250phr의 실리카와 카본 블랙을 포함하는 미립자 고무 분말.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 통상적인 가공 및 가황 조제를 추가로 포함하는 미립자 고무 분말.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 개별 입자들이 서로 친밀하게 결합되고 중심점을 동심으로 둘러싸고 있으며, 필요한 경우, 충전제 및/또는 고무의 비율이 상이한 2개의 영역으로 이루어진 미립자 고무 분말.
  8. 산을 가하여 현탁액 형태의 충전제, 원소 주기율표의 IIa족, IIb족, IIIa족 또는 VIII족 금속의 수용성 염 및 고무 라텍스 또는 고무 용액의 수성 유액을 포함하는 수성 혼합물로부터 침전을 일으킴으로써, 미립자 미분 충전된 고무(고무 분말)를 제조하는 방법으로서,
    미립자 충전제 50중량% 이상을 바람직하게는 유화제의 존재하에 고무 100중량부당 언급된 수용성 염 0.1 내지 6.5중량부 및 고무 라텍스 또는 고무 용액의 수성 유액과 혼합하고, 혼합물의 pH를 5.5 내지 4.5의 범위 내의 값으로 저하시키고(제1 단계), 잔여량의 미립자 충전제를 현탁액 형태로 가하고, pH를 약 3.2로 저하시켜(제2 단계) 혼합물 속에 존재하는 고무가 충전제와 함께 완전히 침전되도록 함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 사용된 충전제의 총 비율이 80phr 이상이고 이 양의 1 내지 10부가 제2 단계에 잔여량으로서 가해지는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 사용된 충전제의 총 비율이 80phr 미만이고 이 양의 10 내지 20부가 제2 단계에 잔여량으로서 가해지는 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 평균 입자 크기가 1 내지 9㎛인 카본 블랙이 사용되는 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 염으로부터 유리될 때까지 세척된 필터 케이크 형태의 실리카가 사용되는 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 고무 분말의 침전 동안 다른 통상적인 가공 또는 가황 조제가 가해지는 방법.
  14. 제8항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용된 수용성 금속 염이 황산알루미늄을 포함하는 방법.
  15. 제8항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 작업이 알칼리 금속 규산염의 존재하에 수행되는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 5phr 이하의 SiO2가 알칼리 금속 규산염 용액의 형태로 가해지는 방법.
  17. 제8항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 충전제 양이 100phr 이상인 고무 분말을 제조하는 동안 pH가 상 분리 전에 2.5로 저하되는 방법.
  18. 가황성 고무 혼합물을 제조하기 위한, 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 따르는 미분 충전된 고무 분말의 용도.
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