PL99665B1 - Mieszanka kauczukowa,dajaca sie wulkanizowac do wytwarzania bieznikow opon - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest dajaca sie wulkani¬ zowac mieszanka kauczukowa do wytwarzania biez¬ ników opon przeznaczonych na opony odporne na poslizg na ulicach mokrych, pokrytych sniegiem, a zwlaszcza oblodzonych.

Przeprowadzano liczne próby majace za zadanie podwyzszenie wspólczynnika tarcia biezników opon w celu polepszenia przyczepnosci opon na mokrych ulicach, na lodzie i mocno zjezdzonym sniegu. Do mieszanek na biezniki opon wrabiano gruboziarniste ciala obce, takie jak male kamyki, czastki cemen¬ tu, luski orzecha wloskiego, ebonit wióry stalowe albo wate stalowa itd. Jednakze te srodki zarad¬ cze przydawaly sie tylko w malym stopniu albo , w ogóle nie, albo prowadzily czesciowo nawet do pogorszenia sie wlasnosci biezników.

Próbowano juz takze zwiekszyc przyczepnosc opon na oblodzonych ulicach przez sklad miesza¬ nek stosowanych do wytwarza biezników, jednak¬ ze nie mozna bylo uzyskac zdecydowanej wzgled¬ nie pozadanej poprawy.

Znane sa biezniki opon na zwulkanizowanej mieszanki kauczukowej skladajacej sie z kauczu¬ ku, dokladnie rozdrobnionego wzmacniajacego pig¬ mentu, a mianowicie kwasu krzemowego, i srod¬ ka wiazacego (opis patentowy RFN DOS nr 2 062 883). Z opisu tego znane jest stosowanie ja¬ ko srodków wiazacych silanów zawierajacych w czasteczce siarke, takich jak merkaptopropylo- trójmetoksysilan i merkaptopropylotrójetokssilan.

Mieszanki kauczukowe sluzace do wytwarzania biezników opon nie zawieraja oprócz srodka wia¬ zacego i kwasu krzemowego jako pigmentu zad¬ nych specyficznych skladników i stosunków ilos¬ ciowych. Jako korzystne wlasnosci podanych mie¬ szanek na biezniki w porównaniu z mieszankami na biezniki wedlug znanego stanu techniki podaje sie skrócony czas wulkanizacji i poprawe pod wzgledem lepkosci, modulu, odksztalcenia trwale¬ go i histerezy albo wytwarzania ciepla (heat build up).

W nie spodziewany sposób wynaleziono mieszan¬ ke na biezniki opon i wytworzone z niej biezniki opon wzglednie opony zaopatrzone w takie biezni¬ ki, które zabezpieczaja opony przed poslizgiem w sposób dorównujacy oponom z kolcami ze stoso¬ wanym obecnie wystepem kolców stalowych wy¬ noszacym 1,2 mm, i które pewnymi wlasnosciami nawet przewyzszaja opony z kolcami.

Nowa, nadajaca sie do wulkanizacji mieszanka kauczukowa na biezniki opon na bazie zwlaszcza dajacych sie sieciowac siarke kauczuków, kwasu krzemowego jako wypelniacza, oleju zmiekszaja- cego, organosilanu zawierajacego siarke, siarki i przyspieszaczy charakteryzuje sie tym, ze zawie¬ ra jeden albo dwa kauczuki polibutadienowe w ilosci 20—100% wagowych udzialu elastomerów, jeden albo dwa kauczuki z grupy kauczuków syn¬ tetycznych, z wyjatkiem polibutadienu, i kauczu¬ ków naturalnych w ilosci 80% wagowych udzialu 99 6653 elastomerów w mieszance kauczukowej, kwas krzemowy jako aktywny napelniacz w ilosci wiek¬ szej niz 80 czesci wagowych na 100 czesci wago¬ wych kauczuku, olej zmiekszajacy w ilosci 40— 100 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kau¬ czuku, co najmniej jeden bis-/alkoksysililoalkilo/- -oligosiarczek w ilosci 0,1—25 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku^ siarki oraz ewentualnie donora siarki w ilosci razem okolo 0,2—8 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku i co najmniej jeden przyspieszacz wul¬ kanizacji w ilosci okolo 0,1—8 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku oraz ewentualnie dalsze skladniki mieszanki uzywane w przemysle opon w zwyklych ilosciach, takie jak srodki prze- ciwstarzeniowe, srodki przeciwzmeczeniowe, srod¬ ki zabezpieczajace przed dzialaniem ozonu, prze- ciwutleniacze, barwniki, pigmenty, dodatki zwiek¬ szajace przyczepnosc, aktywatory i woski. Mie¬ szanka ewentualnie moze zawierac jeszcze wzmac¬ niajaca sadze w ilosci 0,1—50 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku. , Mieszanka kauczukowa wedlug wynalazku wbrew wszystkim oczekiwaniom, pomimo duzego udzialu napelniaczy ma tak niska lepkosc, ze daje sie dobrze przerabiac i jest zwlaszcza ^odpowiednia do natryskiwania i dlatego na podstawie swoich wlasnosci moze byc stosowana na obecnie uzywa¬ nych w fabrykach opon urzadzeniach.

Tak samo zaskakujace jest to, ze pomimo bar-t dzo duzego udzialu napelniaczy i dodatkowo duze¬ go udzialu oleju zmiekczajacego mieszanke mozna z powodzeniem tak wulkanizowac, ze wulkaniza wykazuje wymagane wlasnosci odnosnie wytrzy¬ malosci ' na zrywanie (rozciaganie), wytrzymalosc na pekanie, i podobnych, i to nawet bez obecnosci sadzy, i ze wytworzone z nowej mieszanki biez¬ niki wzglednie opony wykazuja pomimo niezwy¬ klego skladu mieszanki doskonale i nieoczekiwane, korzystne zachowanie sie na mokrych, pokrytych — lodem albo gololedzia nawierzchniach.

Te przedstawione wlasnosci mozna bylo uzyskac zwlaszcza przez stosowanie znanych juz oligo- siarczkowych silanów. Najbardziej istotnym sklad- , nikiem mieszanek kauczukowych sa silany o wzo¬ rze ogólnym Z-alk-Sn-alk-Z, w którym Z oznacza ugrupowanie przedstawione wzorami 1, 2 i 3, w których R1 oznacza grupe alkilowa o 1—4 ato¬ mach weg^a, grupe cykloalkilowa o 5—8 atomach Wegla albo grupe fenylowa, a R2 oznacza grupe alkoksylowa o 1—8 atomach wegla, przy czym , wszystkie symbole R1 i R2 moga miec w danym przypadku takie samo albo rózne znaczenie, alk oznacza dwuwartosciowa, prosta albo rozgaleziona grupe weglowodorowa o 1—8 atomach wegla, zwlaszcza grupe alkilenowa o 2—4 atomach wegla, zas n oznacza liczbe 2,0—6,0, zwlaszcza 2,0—4,0; alk moze takze oznaczac nienasycona albo cyklicz¬ na grupe weglowodorowa.

Wedlug wynalazku korzystnie stosuje sie silany takie jak na przyklad bis-/31trójmetoksysililopro- pylo/-trójsiarczek, bis-/3-trójetoksysililopropylo/- -trójsiarczek, bis^/3-trójmetoksysililopropylo/-czte- rosiarczek, bis-/3-trójetoksysililopropylo/-czterosiar- czek, bis-/3-dwuetoksymetylosililopropylo/-cztero- 665 4 siarczek, bis-/3-dwuetoksyfenylosililopropylo/-czte- rosiarczek, bis-/3-trójcykloheksoksysililopropylo/- -czterosiarczek, bis-/2-trójtetoksysililoetylo/-cztero- siarczek i inne. Co do zawartosci siarki stosowane silany moga róznic sie takze od stechiometrycz- nie obliczonej ilosci, tak ze „n" we wzorze ogól¬ nym Z-alk-Sn-alk-Z moze takze oznaczac ulamki wymienionych liczb, na przyklad ewentualnie ko¬ rzystnie 2,8—4,2. !0 W mieszance kauczukowej wedlug wynalazku czesc polimeru musi stanowic kauczuk polibuta¬ dienowy (BR), ewentualnie takze mieszanina skla¬ dajaca sie z dwóch polibutadienów. W wiekszosci przypadków konieczne jest dodanie jednego albo takze dwóch dalszych gatunków kauczuku jako skladników mieszanki. W tym celu korzystnie sto¬ suje sie kauczuki o mozliwie niskiej temperaturze zeszklenia. Biorac to pod uwage wymienia sie zwlaszcza kauczuki naturalne (NR) kauczuki syn-. tetyczne z izoprenu (IR) i trans-polipentenamcr.

Ponadto odpowiednie sa kauczuki ze styrenu i ** butadieniu (SBR), zwlaszcza polimery mieszane w gatunku tak zwanym „Low-Mooney", czyli kau¬ czuki butadienowostyrenowe (SBR) o niskiej lep- kosci wedlug Mooney'a (DIN 53 523, ASTM D 1646 - 62 albo BS 1673 : 3 : 1951), które dostepne . sa w handlu i znane jako takie, kauczuki nitrylo- we, kauczuki chlorowcobutylowe, jak kauczuk chlorobutylowy albo bromobutylowy, terpolimery 80 etylen-propylen-dien albo podobne kauczuki syn¬ tetyczne, które mozna korzystnie sieciowac siarka.

Równiez w przypadku kauczuków polibutadieno- wych (SBR) stosuje sie korzystnie typy o srednim ciezarze czasteczkowym, zwlaszcza o duzej zawar- tosci izomeru cis-1,4.

Do mieszanek wedlug wynalazku stosuje sie ko¬ rzystnie dwa gatunki kauczuku na przyklad kau¬ czuk polibutadienowy (BR) i kauczuk butadieno¬ wo-styrenowy (SBR), albo kauczuk \polibutadieno- 40 wy (BR) i kauczuk naturalny (NR), albo kauczuk polibutadienowy (BR) i kauczuk izoprenowy (IR).

Ilosc kauczuku polibutadienowego (BR) wynosi —100% wagowych, korzystnie 30—90, zwlaszcza 50—85% wagowych udzialu elastomerów w mie- 45 szance kauczukowej. Pozostala reszte elastomerów, w danym przypadku w wysokosci 80—0% wago¬ wych, stanowi wymieniony inny gatunek wzgled¬ nie inne gatunki kauczuków, a mianowicie kau¬ czuków syntetycznych, z wyjatkiem kauczuku _po- 50 .libutadienowego (BR) wzglednie kauczuków natu¬ ralnych.

Szczególnie wazny jest asortyment aktywnych napelniaczy i ich wysoki udzial w mieszance kau¬ czukowej. W pierwszym rzedzie jako napelniacz 55 stosuje sie kwas krzemowy znany w przemyslo¬ wym przerobie kauczuku, zwlaszcza kwas krzemo¬ wy aktywny albo wzmacniajacy o wysokim stop¬ niu rozproszenia,, który sklada sie.w przewazajacej ilosci albo glównie z dwutlenku krzemowego. Sa 80 to zwlaszcza kwasy krzemowe stracane o wysokim stopniu czystosci i aktywnosci, o powierzchni we¬ dlug BET okolo 50—300 m2/g i sredniej wielkosci czastek pierwotnych powyzej okolo 10 milimikro- nów na przyklad 10—50 milimikronów.

^ Dalszymi kwasami krzemowymi stosowanymi»9« jako napelniacze sa^ znane kwasy krzemowe wy¬ twarzane na drodze' pirogenicznej. Korzystnie jako napelniacze stosuje sie równiez mieszaniny kwa¬ sów krzemowych.

Kwas krzemowy jako napelniacz musi byc do- 5 dawany do mieszanki w ilosci wiekszej niz 80 cze¬ sci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, aby zagwarantowac pozadana dobra odpornosc na poslizg na mokrej nawierzchni gotowych opon po¬ mimo wysokiego udzialu polibutadienu w mie- w szance. Ilosc kwasu krzemowego jako napelniacza w mieszance jest wiec wieksza niz stosowane do¬ tychczas na biezniki opon ilosci sadzy i dlatego jest samo przez sie zrozumiale, ze zdolnosc do przerobu mieszanki kauczukowej na przyklad ze 15 wzgledu na jej lepkosc nie bylaby odpowiednia i takze nie moznaby uzyskac wulkanizatu o odpo¬ wiedniej wartosci pod wzgledem technicznym (od¬ pornosc na zrywanie, odpornosc na pekanie dtd.), gdyby w mieszance nie bylo bis-(alkoksysiiyoalki- 20 lo)-oligosiarczku.

Górna granica udzialu kwasu krzemowego moze wahac sie zaleznie od pozadanych wlasnosci mie¬ szanki oraz wulkanizatu. Korzystnie ilosc napelnia- czy wynosi okolo 80—130 czesci wagowych, zwla- 25 szcza 90—120 czesci wagowych, na 100 czesci wa¬ gowych kauczuku.

Okazalo sie w wielu przypadkach, ze korzystnie jest najpierw dobrze wymieszac oligosiarczkowe silany z czescia aktywnego kwasu krzemowego, 30 na przyklad w jednakowych ilosciach wagowych, i nastepnie te przedmieszke silan- kwas krzemowy dodac do pozostalych skladników mieszanki kau¬ czukowej, które wymieszano w pierwszym etapie mieszania razem z kauczukiem i olejem zmiek- 35 czajacym.

Szczególnie korzystnie mieszanka kauczukowa wedlug wynalazku zawiera aktywatory. Jako za¬ sadowe aktywatory albo takze substancje okresla¬ ne jako napelniacze-aktywatory wymienia sie na *o przyklad substancje, takie jak dwufenyloguanidy- na, szesciometylenoczteroamina, o-tolitoguanidyna, trójetanoloamina, cykloheksyloamina, glikol dwu- etylenowy i inne odnosne znane guanidy, aminy albo alkohole wielowartosciowe. Stosowane ilosci « tych zasadowych aktywatorów dobiera sie zalez¬ nie od ilosci napelniaczy i wynosza one okolo 0,2—8 czesci wagowych na 100 czesci wagowych bialego napelniacza.

W razie potrzeby, na przyklad w celu zabar- 50 wienia, mozna do mieszanki kauczukowej weHlug wynalazku dodac takze sadze. Mozna ja wrabiac do^ mieszanki na ogól w ilosci okolo 0,1—50 cze¬ sci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, ewentualnie w jeszcze mniejszej ilosci. Stosuje sie 55 wszystkie rodzaje sadzy, zwlaszcza rodzaje stoso¬ wane zwykle w przemysle kauczukowym na biez¬ niki opon. Wymienia sie na przyklad sadze HAF, a zwlaszcza sadze ISAF.

Stosowany wedlug wynalazku olej zmiekczajacy 60 jest glównym skladnikiem nowej mieszanki kau¬ czukowej, istotna jest równiez ilosc oleju zmiek¬ czajacego w mieszance, a mianowicie powinna ona wynosic okolo 40—100 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, zwlaszcza 50—80 cze- 65 6 sci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku.

Korzystnie stosuje sie oleje zmiekczajace, okresla¬ ne takze jako oleje biorace udzial w procesie, typu olejów * naftenowych. Najkorzystniejsze sa oleje zmiekczajace o temperaturze krzepniecia 0— —60°C, zwlaszcza —10 — —53°C. Mozna równiez stosowac oleje zmiekczajace o charakterze wyso- koarornatycznym,. ewentualnie takze oleje o cha¬ rakterze aromatycznym. Korzystnie stosuje sie takze mieszaniny róznych olejów zmiekczajacych.

Oleje zmiekczajace albo oleje wchodzace do pro¬ cesu (processing oils) sa z reguly frakcjami ropy naftowej, które mozna jeszcze ewentualnie che¬ micznie modyfikowac.

Bis-(alkoksysililoalkilo)-oligosiarczki wrabia sie w mieszanke kauczukowa na ogól w ilosci 0,1—25 czesci wagowych, zwlaszcza 1,0—-15 czesci wago¬ wych, na 100 czesci wagowych kauczuku.

Jako dodatki zwiekszajace przyczepnosc rozumie sie znane substancje albo mieszaniny substancji, które powoduja w czasie wulkanizacji dobra przy¬ czepnosc (polaczenie) mieszanki kauczukowej do stosowanych przy wytwarzaniu opon tworzyw, ta¬ kich jak metale albo tekstylia, na przyklad kord stalowy, kord tekstylny, kord z wlókien szklanych, drut stopki opony i podobne. Stosuje sie je w zwyklych ilosciach.

Mieszanki kauczukowe wedlug wynalazku za¬ wieraja w celu wulkanizacji zwlaszcza siarke, ewentualnie takze donory siarki, jak N,N'-dwutio- bis-szesciowodoro-2H-azepinon-2 i 2-benzotiazylo- dwutio-N-morfid, obydwa razem obliczone w zwy¬ klych ilosciach, wynoszacych okolo 0,2—5 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, oraz co najmniej jeden przyspieszacz wulkanizacji rów- niz w zwyklej ilosci, a mianowicie okolo 0,1—8 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczu¬ ku. Do celów specjalnych mozna prowadzic wul¬ kanizacje takze przy uzyciu nadtlenków, na przy¬ klad nadtlenku dwukumylu.

Wedlug wynalazku szczególnie korzystnie stosuje sie jako przyspieszczacz wulkanizacji siarka po¬ chodne triazyny zawierajace siarke, które opisane sa w opisie ogloszeniowym RFN DOS Nr 16 69 954.

(Patent francuski 1564112 albo patent brytyjski 1 201 862), na przyklad bis-(2-etyloamino-4-dwuety-, loamino-triazynylo-6)-dwusiarczek, ewentualnie kompozycje jego z innymi znanymi przyspieszcza- czami, jak na przyklad dwufenyloguanidyna.

Do mieszanki wedlug wynalazku stosuje sie ko¬ rzystnie w zwyklych, ilosciach takze kwas organi¬ czny, jak na przyklad kwas stearynowy, benzoeso¬ wy albo salicylowy oraz ewentualnie tlenek cynku albo tlenek olowiu. Korzystnie takze do mieszanek wedlug wynalazku wrabia sie w zwyklych gos¬ ciach znane substancje pomocnicze, takie jak prze- ciwutleniacze i srodki przeciw zmeczeniowe oraz przeciwstarzeniowe i/albo srodki chroniace przed dzialaniem ozonu. Do mieszanki mozna ewentual¬ nie wprowadzic w zwyklych ilosciach dalsze sub¬ stancje dodatkowe znane w przemysle przerobu kauczuku, takie jak pigmenty, barwniki, inne zna¬ ne napelniacze polepszajace przyczepnosc, woski, aktywatory i podobne.

Wytwarzanie mieszanek kauczukowych jak rów-7 99 665 8 niez nadawanie im ksztaltu, na przyklad przez natrysk, i wulkanizacje prowadzi sie zwyklymi sposobami i przy pomocy znanych urzadzen, zwy¬ kle stosowanych w przemysle gumowym.

Sposób wytwarzania nadajacych sie do wulka¬ nizacji mieszanek kauczukowych na biezniki opon na bazie zwlaszcza dajacych sie sieciowac siarke kauczuków, kwasu krzemowego jako napelniacza, oleju zmiekczajacego, organosilanu zawierajacego siarke, siarki i przyspieszaczy polega na tym, ze poddaje sie mieszaniu az do równomiernego roz¬ prowadzenia jeden ewentualnie dwa kauczuki po- libutadienowe w ilosci 20—100% wagowych udzia¬ lu elastomerów, jeden albo dwa kauczuki, z wy¬ jatkiem polibutadianu, z grupy kauczuków synte¬ tycznych i kauczuków naturalnych w ilosci 80— 0% wagowych udzialu elastomerów w mieszance kauczukowej, kwas krzemowy jako aktywny na- pelniacz w ilosci wiekszej niz 80 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, olej zmiekcza- . jacy w ilosci 40—100 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, co najmniej jeden bis-(alkoksysililoalkilo)-oligosiarczek w ilosci 0,1— czesci wagowych na 100 czesci wagowych kau¬ czuku, siarke oraz ewentualnie donor siarki w ilosci razem okolo 0,2—8 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku i co najmniej jeden przyszpieszacz wulkanizacji w ilosci okolo 0,1—8 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczu¬ ku oraz ewentualnie dalsze dodatki stosowane w przemysle opon w zwyklych ilosciach, jak srodki przeciwstarzeniowe, srodki przeciwzmeczeniowe, srodki chroniace przed dzialaniem ozonu, przeciw- utleniacze, barwniki, pigmenty, dodatki zwieksza¬ jace przyczepnosc, aktywatory i woski.

Samo mieszanie prowadzi sie korzystnie w zag- niatarce tak zwanym sposobem „Upside-Down".

Dalszy przerób mieszanki kauczukowej prowadzi sie korzystnie przez natrysk za pomoca znanych urzadzen natryskowych.

Nastepujace potem nadanie ksztaltu i wulkani¬ zacje mozna przeprowadzac w zwykle stosowanych temperaturach, a mianowicie okolo 100—300°C, zwlaszcza w 130—240°C. Stosuje sie do tego zwy¬ kle urzadzenia wulkanizacyjne stosowane w prze¬ mysle opon.

Przyklad. Sporzadzone dwie mieszanki we¬ dlug wynalazku o ponizszych skladach w czesciach wagowych.

Mieszanka 1 Mieszanka 2 Kauczuk butadienowo- styrenowy typu „Low Mooney" Kauczuk polibutadie- nowy o duzej zawarto¬ sci izomeru cis-1,4 Stracony aktywny kwas krzemowy krzemowy powierzch¬ nia mierzona wedlug BET: 130 m2/g. Srednia wielkosc czastek pier¬ wotnych: 28 milimikro- nów 70 95 70 114 40 45 50 55 60 65 Ultrasil VN2 Degussa Bis-(3-trójetoksysililo- propylo)-czterosiarczek Tlenek cynku Kwas stearynowy Wysokoaromatyczny olej zmiekczajacy Srodek przeciwstarze- niowy N-izopropylo-N'-feny- lo-p-fenylenodwuamina Srodek przeciwstarze- niowy ienylo-/?-naftyloamina Benzotiazolilo-2-cyklo- cheksylo-sulfonamid Dwufenyloguanidyna Siarczek czterometylo- tiuramu Siarka 3 1 48 1,2 1,2 6 3 1 69 1,2 1,2 1,2 3,15 — 2 1,2 2,8 0,1 2 260,75 301,5 Te obydwie mieszanki i ich wulkanizaty porów¬ nano z mieszanka na opony zimowe „A" stoso¬ wana na biezniki opon znajdujace sie na rynku i z nastepujaca mieszanka „B" zawierajaca sadze oraz ich wulkanizatami.

Kauczuk butadienowo-styrenowy rozprowadzony w oleju cis-l,4-polibutadien Sadza ISAF Tlenek cynku Kwas stearynowy Wysokoaromatyczny olej zmiekcza¬ jacy Srodek przeoiwstarzeniowy N-izopropylo-N'-fenylo-p-fenyleno- dwuamina Srodek przeciwstarzeniowy ienylon/?-naftyloamina Benzotiazolilo-2-cykloheksylo- sulfenamid Siarka Mieszanka B 95,5 75 4 1,2 1,5 1,5 1,2 1,6 227,5 Normy do badan Doswiadcznia fizyczne prowadzono w tempera¬ turze pokojowej wedlug nastepujacych przepisów normowych: Wytrzymalosc na rozciaganie, wy¬ dluzenie wzgledne przy zerwaniu i modul na pierscieniach o grubo¬ sci 6mm DIN 53 504 Wytrzymalosc na rozdzieranie DIN 53 507 Odbojnosc DIN 53 512 Ciezar wlasciwy DIN 53 550 Twardosc wedlug Shor'ea A DIN 53 505 Badania wedlug Mooneya' DIN 53 524 Elektrometr Goodrich'a (oznacza¬ nie wytwarzania ciepla — heat99 665 biuld up AT) ASTM D 623-62 Scieranie DIN 53 516 Wulkanizaty wytwarzano stale w prasie wielo- plytowej ogrzewanej para, w podanych temperatu¬ rach wulkanizacji.

Wyniki otrzymane podczas- badan przedstawiono w tablicy 1 i 2.

W doswiadczeniach i otrzymanych zen wynikach stosowano nastepujace skróty: Doswiadczenie na fleksometrze Goodrich'a 1 Skrót t5 - U, ML4 C.wl. " t. wulk.

R.

M30o W.w.

W. tr.

O °ShA EF A T Oznaczenie Czas podwulkanizacji wg Mooney'a Czas wulkanizacji (utwar¬ dzania) wg Mooney-a Plastycznosc wedlug Mooney'a w temperaturze 100°C, rotor normalny, czas trwania doswiadcze¬ nia 4 minuty Ciezar wlasciwy Temperatura wulkanizacji Wytrzymalosc na rozciaga¬ nie Naprezenie przy 300% wy¬ dluzeniu Wydluzenie wzgledne przy zerwaniu Wydluzenie trwale po zerwaniu Odbójnosc Twardosc wedlug Sho^a A Wytrzymalosc na rozdzie¬ ranie Scieranie (takze scieranie DIN) Wzrost temperatury (peksometr Goodrich'a) •Mierzono w minuty minuty — g/cm- °C kg/cm2 kg/cm2 % % % — kg/cm mms °C | Tablica 1 Wlasnosci mieszanek niezwulkanizowanych Mieszanka t5 (130°C) t35 ML4 C. wl.

A 18,5 22,2 60 1,16 B 29,6 33,3 64 1,15 1 ,4 ,1 60 1,21 2 14,0 17,4 67 1,23 | Temperatura wulkanizacji Czas trwania wulkanizacji Skok Czestotliwosc Obciazenie wlasciwe Temperatura pomiaru io Czas przebiegu 40 45 160° 40 minut 0,250 Hz 11 kg temperatura pokojowa minut Mieszan- A B 1 2 --T w °C 136 149 79 87 Statystyczne/dyna¬ miczne sciskanie w procentach ,6 16,1 ,4 19,4 36,0 36,2 32,0 37,5 Odksztalceni trwale w procentach • 25,8 27,3 ,9 34,2 Z czterech mieszanek (1 i 2 wedlug wynalazku, A i B wedlug stanu techniki) sporzadzono biezniki a z nich opony. Opony te badano nastepnie w oso¬ bowym samochodzie na torze ze sztucznego lodu oraz na mokrej jezdni z nawierzchnia z chropo¬ watego asfaltu i porównywano ze soba wyniki.

Doswiadczenie prowadzono na tym samym samo¬ chodzie osobwym. Komplety opon mialy wszystkie taki sam. profil. Doswiadczenie prowadzono w ten sposób, ze jezdzono na torze kolowym o srednicy uzytecznej wynoszacej 20 m (próba na torze kolo¬ wym, 4 okrazenia pomiarowe, pomiar czasu jazdy).

¦'. W trakcie badan przeprowadzono w próbie ha¬ mowania przy szybkosci poczatkowej 30 kb/godzi- ne pomiar az do calkowitego zahamowania (opóz¬ nie hamowania przez pomiar drogi hamowania w metrach).

Przeprowadzono takze próbe przyspieszenie przez jazde na odcinku pomiarowym 22 m ze stojacego startu z maksymalnie mozliwym przyspieszeniem (pomiar czasu w sekundach i pomiar szybkosci koncowej po 25 metrach). Sztuczny lód posiadal temperature powierzchni 0— —3,5°C. Temperatu¬ ra powietrza na wysokosci 0,8 m nad powierzchnia lodu wynosila +2 —+4°C.

Badanie opono na mokrej jezdni prowadzono na polanym woda, asfaltowym torze kolowym. Przy Tablica 2 Wlasnosci mieszanek zwulkanizowanych Wulkanizacje prowadzono w temperaturze 160°C Mieszan- | ka A B 1 2 t. wulk. 40 40 40 40 T. wulk. 160 166 169 169 162 151 121 113 M3oo 71 65 56 56 57 56 42 43 W. w. 555 620 658 690 653 615 715 677 W. tr. 24 23 28 50 40 O 29 29 28 27 24 °ShA 59 58 % 56 56 67 67 67 * 70 EF 21 19 13 14 27 28 * 27 A '66 86 74 111l 9 9665 11 12 uzytecznej srednicy 67 m przejechano kazdorazowo cztery okrazenia. Czas jazdy w sekundach mierzo¬ no za pomoca fotokomórki elektrycznej. Przy pró¬ bach hamowania na mokrej nawierzchni jezdzono z szybkoscia poczatkowa 50 km/godzine wzglednie 80 km/godzine, i nastepnie przprowadzano nomia- ry az do calkowitego zahamowania na torze z chropowatego asfaltu polanym woda. Droge hamo¬ wania mierzono w metrach i tak okreslano sred¬ nie opóznienie.

Temperatura powierzchni toru wynosila 11— °C, a temperatura powietrza 9—19°C.

Z powyzszych liczb mozna wyciagnac nastepu¬ jace wnioski: Podane w procentach wspólczynniki tarcia wzglednie wartosci prób poslizgowych na lodzie wykazuja dla opon wytworzonych z miesza¬ nek wedlug wynalazku znaczne polepszenie odpor¬ nosci na poslizg na lodzie. Znaczne podwyzszenie odpornosci na poslizg na lodzie zostalo wielokrot¬ nie potwierdzone.

Tego rodzaju dobre wartosci odpornosci na pos¬ lizg na lodzie nie byly dotychczas znane. Uzyska¬ no wiec biezniki o takiej jakosci, ze sa one w sta¬ nie zastapic w sposób równowazny wytworzone obecnie i stosowane opony z kolcami w ich ko¬ rzystnym zachowaniu sie na lodzie.

Uwzglednione w próbach porównawczych zimo¬ we opony do samochodów osobowych sa produko¬ wane od kilku lat i dostepne w handlu. Posiadaja one jakosc biezników okreslona jako bardzo do¬ bra (mieszanka A). Mieszanka A zostala specjal¬ nie opracowana na opony o korzystnych wlasnos¬ ciach przeciwposlizgowych na lodzie z umiarkowa¬ na odpornoscia na poslizg na lodzie i mokrej na¬ wierzchni. Jednakze w przypadku mieszanki A chodzi o mieszanke zawierajaca jako napelniacz tylko sadze, równiez jak w przypadku stosowanej do porównania mieszanki B na biezniki, dla której wybrano reprezentatywny sklad,' który dzis stoso¬ wany jest wielokrotnie do wytwarzania opon do samochodów osobowych. Opony z mieszanki B sa nieco mniej korzystne od opon z mieszanki A pod wzgledem zachowania sie w poslizgu na lodzie.

W porównaniu z mieszanka A mozna uzyskac we¬ dlug wynalazku poprawe w zachowaniu sie w po¬ slizgu na lodzie wynoszaca do 30% i wiecej, co osiaga sie przez same sklady mieszanek wedlug wynalazku.

Dalsza mieszanka wedlug wynalazku posiadala nastepujacy sklad: Mieszanka3 czesci wagowe Kauczuk naturalny (ML 4 okolo 40) 30 Kauczuk polibutadinowy zawieraja¬ cy 98% izomeru cis-1,4 v 70 Ze wszystkich wartosci pomiarowych mozna bylo wyznaczyc srednie wartosci przyspieszenie poste¬ powego, przyspieszenia po torze kolowym wzgled¬ nie- opóznienia i z tego obliczyc wartosc \i, zwana • takze wspólczynnikiem tarcia. W celu przprowa- dzenia oceny przyjmowano kazdorazowy wspól¬ czynnik tarcia (jako sredni) opon wykonanych z mieszanki A za 100. Z pozostalych zmierzonych wspólczynników tarcia uzyskano nastepujace oce- ny.

Stracany aktywny kwas krzemo¬ wy o powierzchni wlasciwej mie¬ rzonej wedlug BET 200 m2/g i sred¬ niej wielkosci czastek pierwotnych. 18 milimlkronów (Ultrasil VN 3 DE- GUSSA) 103 Sadza HAF jakosc „improved" (Corax 4 DEGUSSA) 5 Bis-(3-trójetoksysililopropylo)- -ozterosiarczek 8 Tlenekcynku 4 Kwas stearynowy 1 Naftenowy olej zmiekczajacy (temperatura krzepniecia —28°C) 70 Srodek przeciwstarzeniowy N-izopropylo-N'-fenylo-p- fenylo-p-naftyloamina 1,5 Srodek przeciwstarzeniowy fenylo-i/?-naftyloamina 1,5 Dwufenyloguanidyna • 3,5 Bis-(2-etylomino-4-dwuetyloami- no-triazynylo-6)-dwusiarczek 2 Siarka 2 301,5 Wlasnosci mieszanki niezwulkanizowanej t5 (130°C) 11,4 t35 (130°C) 15,5 ML 4 51 ciezar wlasciwy 1,18 Wlasnosci mieszanki zwulkanizowanej Wulkanizacje prowadzono w temperaturze 150°C w ciagu 20 minut.

R M300 W.w.

W. tr. 0 °ShA EF A 133 62 577 34 68 31 61 Próba — Wyniki badan Na lodzie Mieszanka A B 1 2 Tor kolowy 100 95 110 129 Hamowanie 100 95 116 121 Przyspieszenie 100 96 105 121 Na mokrej jezdni Tor kolowy | Hamowanie 100 100 95 98 100 104 94 95 40 45 50 55 6099 665 13 Odpornosc na poslizg 14 Pomiar wspólczynnika tarcia (wartosci \i) po¬ wyzej mieszanki 3 w porównaniu z mieszanka 2 z poprzedniego przykladu przedstawia sie naste¬ pujaco: Wyniki — prób Na lodzie Mieszanka | Tor kolowy 2 3 100 98 Hamowanie 100 94 Na mokrej ' jezdni Hamowanie 100 99 J Dalsza mieszanka wedlug wynalazku posiadala nastepujacy sklad Mieszanka4 czesci wagowe Kauczuk naturalny' (ML 4 okolo40) 30 Kauczuk polibutadienowy zawiera¬ jacy 98% izomeru cis-1,4 70 Stracany aktywny kwas krzemowy o powierzchni wlasciwej mierzonej wedlug BET 200 m2/g i sredniej wielkosc i czastek pierwotnych 18 milimikronów (Ultrasil VN 3 DEGUSSA) 60 Sadza ISAF jakosci „improved" (Corax 7 DEGUSSA) 60 Bis-(3-trójetoksysililopropylo)- -czterosiarczek 2,5 Tlenekcynku 4 Kwas stearynowy 1 Naftenowy olej zmiekczajacy (temperatura krzepniecia —28°C) 72 , Srodek przeciwstarzeniowy Nrizopropylo-N^fenylo-p-fenyle- no-dwuamina 1,5 Srodek przeciwstarzeniowy ienylo-/?-naftyloamina 1,5 Dwufenyloguanidyna 1,5 Bis-(2-etyloamino-4-dwuetyloami- no-triazynylo-6)-dwusiarczek ' 2 Siarka 2 40 45 308,0 50 55 Wlasnosci mieszanki miezwulkanizowanej t5 (130QC) 21,2 taB (130°C) 26,0 ML 4 74 ^ . ciezar wlasciwy 1,17 Wlasnosci mieszanki zwulkanizowanej Wulkanizacje prowadzono w temperaturze 160°C 60 w ciagu 20 minut 65 W. ,tr. 0 °ShA EF A -32 24 65 76 Odpornosc na poslizg Oznaczony wspólczynnik tarcia opon z bieznika¬ mi wykonanymi z mieszanki 4 w porównaniu z powszechnie stosowanymi oponami posiadajacymi biezniki wykonane z mieszanki A i mieszanki B przedstawia sie nastepujaco: Wyniki — prób Na lodzie Mieszanka A B 4 Tor kolowy 100 100 115 Hamowanie 100 96 116 Na mokrej jezdni Hamowanie 100 100 102 | R M300 W.w. 80 48 45i Z powyzszych liczb, zwlaszcza z oceny wspól¬ czynnika tarcia, widac niespodziewana, wyrazna przewage biezników opon wzglednie opon z biez¬ nikami z mieszanek kauczukowych wedlug wyna¬ lazku.

Claims (9)

Zastrzezenia patentowe

1. Mieszanka kauczukowa, dajaca sie wulkani¬ zowac, do wytwarzania biezników opon na bazie zwlaszcza zdolnych do sieciowania siarka kauczu¬ ków, kwasu krzemowego jako napelniacza, oleju zmiekczajacego, organosilanu zawierajacego siar¬ ke, siarki i przyspieszaczy, zawierajaca srodki przeciwstarzeniowe, srodki przeciwzimeczenipwe, srodki zabezpieczajace przed dzialaniem ozonu, , przeciwutleniacze, barwniki, pigmenty, dodatki zwiekszajace przyczepnosc, aktywatory i woski, znamienna tym, ze zawiera jeden albo dwa kau¬ czuki polibutadieniowe w ilosci 20—100°/o wago¬ wych udzialu elastomerów, jeden albo dwa kauczu¬ ki, z wyjatkiem polibutadienu, z grupy kauczuków syntetycznych i kauczuków naturalnych w ilosci do 80% wagowych udzialu elastomerów w mieszance kauczukowej, kwas krzemowy jako aktywny na- pelniacz w ilosci wiekszej niz 80 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, olej zmiekcza¬ jacy w ilosci 40—100 czesci .wagowych na 100 cze¬ sci wagowych kauczuku, co najmniej jeden bis- -(alkoksysililoalkilo)-oligosiarczek w ilosci 0,1—25 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczu¬ ku, siarke oraz ewentualnie donor siarki w ilosci lacznej okolo 0,2—8 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku i co najmniej jeden przy¬ spieszacz wulkanizacji w ilosci okolo 0,1—8 cze¬ sci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku.

2. "2. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera jako kauczuk mieszanine kauczuku po- libutadienowego i kauczuku butadienowo-styreno- wego.99 665 15

3. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera jako kauczuk mieszanine kauczuku po- libutadienowego o duzej zawartosci izomeru cis-1,4 i kauczuk butadienowo-styrenowy o niskiej lep¬ kosci.

4. Mieszanka wdlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera jako kauczuk mieszanine kauczuku po- libutadienowego i kauczuku naturalnego.

5. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera dodatkowo sadze w ilosci okolo 0,1—50 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kau¬ czuku.

6. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, 16 ze korzystnie zawiera bis-(alkoksysilikoalkilo)-oli- gosiarczek zmieszany z kwasem krzemowym jako wypelniaczem i ewentualna sadza.

7. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera jako przyspieszacz wulkanizacji co naj¬ mniej jedna pochodna triazyny zawierajaca siarke, ewentualnie w mieszaninie z innymi przyspiesza¬ czami wulkanizacji.

8. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera jako olej zmiekczajacy olej o niskiej temperaturze krzepniecia.

9. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera aktywator o charakterze zasadowym. R — bl R R' Wzór 1 Wzór 2 Wzór WZGraf. Z-d 2, zam. 1365/78, A4, 90 Cena 45 zl