RU2495888C2 - Rubber mixture - Google Patents
Rubber mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495888C2 RU2495888C2 RU2011130276/05A RU2011130276A RU2495888C2 RU 2495888 C2 RU2495888 C2 RU 2495888C2 RU 2011130276/05 A RU2011130276/05 A RU 2011130276/05A RU 2011130276 A RU2011130276 A RU 2011130276A RU 2495888 C2 RU2495888 C2 RU 2495888C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- cis
- svr
- natural
- silylpropyl
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Tires In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к резиновой смеси на основе комбинации натурального и цис-бутадиенового каучуков, содержащей кремнекислотный наполнитель, которая может быть использована в шинной промышленности при разработке рецептуры резин для протектора с зимним рисунком нешипуемых шин.The invention relates to a rubber mixture based on a combination of natural and cis-butadiene rubbers containing a silicic acid filler, which can be used in the tire industry to develop rubber formulations for treads with winter patterns of non-studded tires.
Известно техническое решение (патент RU 2308469, дата приоритета 24.01.2006 г.), относящееся к резиновым смесям, содержащим кремнекислотный наполнитель для изготовления низкогистерезисных протекторов топливоэкономических шин, обладающих улучшенными сцепными свойствами. Но наиболее близким к изобретению по технической сущности является техническое решение (патент RU 2129131, дата приоритета 08.11.1995 г.), предусматривающее использование для протектора зимних шин резиновую смесь на основе ненасыщенных каучуков, включающая бутадиеновый каучук, содержащая серу, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, канифоль, углеводородные смолы (кумароноинденовая, стирол-инденовая), нефтяное масло, защитный воск, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, N-циклогексилтиофталимид, технический углерод и активатор (смесевая композиция на основе цинковых солей жирных кислот и оксида цинка). Однако это техническое решение не обеспечивает достаточных сцепных свойств с мокрым и обледенелым покрытием и не может быть использовано в шинах без шипов.A technical solution is known (patent RU 2308469, priority date 01/24/2006), relating to rubber compounds containing silicic acid filler for the manufacture of low-hysteresis treads of fuel-economy tires with improved grip properties. But the technical solution is the closest to the invention in technical essence (patent RU 2129131, priority date 11/08/1995), providing for the use of unsaturated rubbers rubber compound for winter tires, including butadiene rubber containing sulfur, N-cyclohexyl-2 -benzothiazolylsulfenamide, rosin, hydrocarbon resins (coumaronodenine, styrene-indene), petroleum oil, protective wax, N-isopropyl-N'-phenyl-n-phenylenediamine, polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, N -cyclohexylthiophthalimide, techn cal carbon and activator (blend compositions based on zinc salts of fatty acids and zinc oxide). However, this technical solution does not provide sufficient grip with a wet and icy coating and cannot be used in tires without studs.
Преимуществом протекторных резиновых смесей на основе комбинации натурального и синтетического цис-бутадиенового каучука при наполнении кремнекислотного наполнителя является повышенная износостойкость, низкое сопротивление качению, высокое качество сцепления на мокрой и обледенелой дороге, что является одним из основных положительных факторов для резины протектора. Исходя из приоритетных требований к выходным характеристикам шин, изменились требования к резинам и материалам, а также к процессам смешения и профилирования. Наиболее актуальным становятся: однородность резиновых смесей, лучшая перерабатываемость, долговечность шин, а также экологичность на стадии производства и эксплуатации шин (Пичугин A.M. // Материаловедческие аспекты создания шинных резин. Научное издание-Москва, 2008).The advantage of tread rubber compounds based on a combination of natural and synthetic cis-butadiene rubber when filling silicic acid filler is increased wear resistance, low rolling resistance, high adhesion on wet and icy roads, which is one of the main positive factors for tread rubber. Based on the priority requirements for the output characteristics of tires, the requirements for rubbers and materials, as well as for mixing and profiling, have changed. The most relevant are: uniformity of rubber compounds, better processability, durability of tires, as well as environmental friendliness at the stage of production and operation of tires (Pichugin A.M. // Materials science aspects of creating tire rubbers. Scientific publication-Moscow, 2008).
Задачей данного изобретения является получение резиновой смеси для протектора зимних шин, обеспечивающей повышенное сцепление шин без шипов с обледенелой и заснеженной дорогой в широком диапазоне температур (в том числе критической области) до уровня, максимально приближающегося к сцеплению шин с шипами, и снижение гистерезисных потерь. В настоящее время из-за усиленного разрушения дорожного покрытия шипами поднимается вопрос совершенствования рецептуры протекторных резин для зимних шин без шипов. Снижение истираемости продляет срок службы шины и является одним из основных положительных факторов для резины протектора.The objective of this invention is to obtain a rubber mixture for the tread of winter tires, providing increased adhesion of tires without spikes with icy and snowy roads in a wide temperature range (including the critical region) to a level as close as possible to the adhesion of tires with spikes, and reducing hysteresis losses. Currently, due to the increased destruction of the road surface with spikes, the question is being raised of improving the formulation of tread rubber for winter tires without spikes. Reduced abrasion extends tire life and is one of the main positive factors for tread rubber.
Задача достигается изготовлением резиновой смеси на основе натурального каучука марки SVR и цис-бутадиенового каучука на титановом катализаторе, включающая серу растворимую, вулканизующую группу, активный технический углерод, кремнекислотный наполнитель с удельной поверхностью 165 м2/г, стабилизатор на основе воска микрокристаллического, мягчители, противостарители, технологическую добавку, связующий агент бис-[3-(триэтокси)-силилпропил]-тетрасульфида, при соотношении компонентов на 100 масс.ч. полимеров:The objective is achieved by manufacturing a rubber mixture based on natural rubber of the SVR brand and cis-butadiene rubber on a titanium catalyst, including soluble sulfur, vulcanizing group, active carbon black, silicic acid filler with a specific surface of 165 m 2 / g, a stabilizer based on microcrystalline wax, softeners, antioxidants, processing aid, bis- [3- (triethoxy) -silylpropyl] -tetrasulfide binding agent, with a ratio of components per 100 parts by weight polymers:
В качестве мягчителя используется низкотемпературный эфирный пластификатор - триоктилфосфат, препятствующий эффекту «дубовой резины» даже в самые сильные морозы. Введение углеводородных смол в качестве мягчителя резиновой смеси повышает клейкость, что улучшает ее технологические характеристики. Применение натурального каучука марки SVR придает резине высокую эластичность и сохраняет сцепные свойства при низких температурах (-5÷0°C). Это связано с лучшей смачиваемостью, вследствие наличия полярных азотосодержащих веществ. В области низких температур (-20°C и ниже) резины на основе цис-бутадиенового каучука на титановом катализаторе обладают наилучшим комплексом свойств. Использование связующего агента бис-[3-(триэтокси)-силилпропил]-тетрасульфид, кремнекислотного наполнителя и каучуков снижает скольжение слоев и энергию диссипации химических связей между частицами наполнителя и каучуковой матрицей. Резины на основе связующих агентов бис-[3-(триэтокси)-силилпропил]-тетрасульфида уже довольно давно используются для обеспечения совместимости и соединения разнородных материалов. Без связующего агента кремнеземная технология не могла бы работать. Выбор в настоящее время в качестве самого эффективного кремнекислотного наполнителя с удельной поверхностью 165 м2/г в комбинации со связующим агентом бис-[3-(триэтокси)-силилпропил]-тетрасульфидом улучшает физические свойства шин, таких как срок жизни протектора, сопротивление качению (которое непосредственно влияет на экономичность расхода топлива автомобилем), износостойкость и сцеплению с мокрой дорогой и снегом. Резины на его основе обладают высокой диспергирующей и усиливающей способностью. А для лучшего диспергирования активного технического углерода, как один из частных случаев, выбрана технологическая добавка на основе смеси цинковых солей и жирных кислот, которая улучшает технологические характеристики резиновых смесей.The softener used is a low-temperature ether plasticizer - trioctyl phosphate, which prevents the effect of “oak rubber” even in the most severe frosts. The introduction of hydrocarbon resins as a rubber softener increases the stickiness, which improves its technological characteristics. The use of SVR natural rubber gives the rubber high elasticity and retains grip properties at low temperatures (-5 ÷ 0 ° C). This is due to better wettability due to the presence of polar nitrogen-containing substances. At low temperatures (-20 ° C and below), rubbers based on cis-butadiene rubber on a titanium catalyst have the best set of properties. The use of a bis- [3- (triethoxy) silylpropyl] -tetrasulfide binder, silica filler and rubbers reduces layer slipping and the energy of dissipation of chemical bonds between the filler particles and the rubber matrix. Bis [3- (triethoxy) silylpropyl] tetrasulfide coupling agents rubbers have been used for a long time to ensure compatibility and bonding of dissimilar materials. Without a bonding agent, silica technology could not work. Currently, the choice of the most effective silica filler with a specific surface of 165 m 2 / g in combination with a bis- [3- (triethoxy) -silylpropyl] -tetrasulfide binding agent improves the physical properties of tires, such as tread life and rolling resistance ( which directly affects the fuel economy of the car), wear resistance and traction with wet roads and snow. Rubbers based on it have a high dispersing and reinforcing ability. And for better dispersion of active carbon black, as one of the special cases, a technological additive based on a mixture of zinc salts and fatty acids has been selected, which improves the technological characteristics of rubber compounds.
Решение поставленной задачи позволяет при проведении лабораторно-дорожных испытаний шин размера 205/75R15 на автомобиле Honda CR-V с различными протекторными резиновыми смесями получить положительные результаты выходных характеристик шин при управлении на мокрой и обледенелой поверхности. Все испытания, а это:The solution to this problem allows for laboratory road tests of tires of size 205 / 75R15 on a Honda CR-V car with various tread rubber compounds to obtain positive results of the output characteristics of tires when driving on wet and icy surfaces. All tests, and this:
- разгон с 10-30 км/ч (на укатанном снегу);- acceleration from 10-30 km / h (on packed snow);
- разгон с 10-30 км/ч (на льду);- acceleration from 10-30 km / h (on ice);
- тормозной путь на укатанном снегу с 40 км/ч;- braking distance on packed snow from 40 km / h;
- тормозной путь на льду с 40 км/ч- braking distance on ice from 40 km / h
- тест змейка на укатанном снегу;- a snake test on packed snow;
- тест змейка на льду;- test snake on ice;
- тест трасса замкнутой конфигурации (на укатанном снегу);- test track closed configuration (on rolled snow);
- экспертная оценка- expert review
показали более высокий уровень управления для шин с протекторной резиновой смесью под вариантами №3, 4 в сравнении с другими вариантами (1, 2) протекторными резиновыми смесями (варианты состава резиновых смесей указаны в таблице 1). Результаты описанных испытаний представлены на Фиг., таблице 2.showed a higher level of control for tires with tread rubber compound under options No. 3, 4 in comparison with other options (1, 2) tread rubber compounds (options for the composition of rubber compounds are shown in table 1). The results of the described tests are presented in Fig., Table 2.
Рецептура резиновой смеси по данному техническому решению позволяет для зимних шин без шипов улучшить качество сцепления с обледенелой и заснеженной дорогой в широком диапазоне температур (в том числе критической области) до уровня, максимально приближающегося к сцеплению шин с шипами, за счет использования натурального каучука марки SVR в комбинации с цис-бутадиеновым каучуком на титановом катализаторе, оказывающих наибольшее влияние на выходные свойства резиновых смесей (таблица 3) и эксплуатационные показатели шин.The compounding of the rubber mixture according to this technical solution allows for winter tires without studs to improve the grip quality on icy and snowy roads in a wide temperature range (including the critical region) to a level as close as possible to the tire grip with studs due to the use of SVR natural rubber in combination with cis-butadiene rubber on a titanium catalyst, which have the greatest influence on the output properties of rubber compounds (table 3) and tire performance.
Резиновая смесь изготавливается на технологическом оборудовании в резиносмесителе со взаимозацепляющимися роторами, регулируемыми зазорами между роторами (линия маточных смесей) и резиносмеситель с тангенциальными роторами (линия финальных стадий), с дополнительной обработкой на вальцах по 3-стадийному режиму изготовления.The rubber mixture is manufactured on technological equipment in a rubber mixer with interlocking rotors, adjustable gaps between the rotors (master batch line) and a rubber mixer with tangential rotors (final stages line), with additional processing on the rollers according to the 3-stage manufacturing mode.
Возможность осуществления изобретения иллюстрируются примерами.The possibility of carrying out the invention is illustrated by examples.
Состав резиновых смесей представлен в таблице 1.The composition of the rubber compounds are presented in table 1.
Испытания резиновых смесей и их вулканизатов проводят по известной технологии, используемой в шинной промышленности. Результаты физико-механических испытаний стандартной резиновой смеси:Tests of rubber compounds and their vulcanizates are carried out according to the known technology used in the tire industry. Results of physical and mechanical tests of a standard rubber compound:
- по ГОСТ 14925 «Каучук синтетический цис-изопреновый» для выбора марки натурального каучука из 3-х вариантов. По результатам испытаний изопреновых каучуков (таблица 4) видно, что требуемым уровнем свойств (температурой стеклования и физико-механическими показателями), наиболее предпочтительным для зимнего протектора является натуральный каучук марки SVR;- according to GOST 14925 “Synthetic cis-isoprene rubber” for choosing a natural rubber brand from 3 options. According to the test results of isoprene rubbers (table 4), it is seen that the required level of properties (glass transition temperature and physicomechanical indicators), the most preferred for winter tread is SVR natural rubber;
- по ГОСТ 19920 «Каучуки стереорегулярные бутадиеновые» для выбора по результатам испытаний протекторных резиновых смесей на основе различных каучуков (таблица 5). Наилучшим комплексом свойств для зимнего протектора обладает резиновая смесь на основе цис-бутадиенового каучука на титановом катализаторе.- according to GOST 19920 "Stereoregular butadiene rubbers" for selection according to the test results of tread rubber compounds based on various rubbers (table 5). The best combination of properties for winter tread is possessed by a rubber mixture based on cis-butadiene rubber on a titanium catalyst.
Чтобы подобрать соотношение натурального и синтетического цис-бутадиенового каучуков для рецептуры нешипуемого протектора, эксплуатируемого при пониженных температурах, определена фактическая температура стеклования чистых каучуков: натурального каучука = -63,1 и цис-бутадиенового каучука = -104,7 на приборе DSC204 F1 Phoenix. Результаты по температуре стеклования смеси каучуков представлены в таблице 6. Температура стеклования полимеров рассчитана по температурам стеклования каучуков и их массовым долям в смеси по уравнению Фокса.In order to select the ratio of natural and synthetic cis-butadiene rubbers to formulate an inexpressible tread that operates at low temperatures, the actual glass transition temperature of pure rubbers was determined: natural rubber = -63.1 and cis-butadiene rubber = -104.7 on a DSC204 F1 Phoenix instrument. The results for the glass transition temperature of the rubber mixture are presented in Table 6. The glass transition temperature of the polymers was calculated from the glass transition temperatures of the rubbers and their mass fractions in the mixture according to the Fox equation.
Таким образом, для производства нешипуемых шин, удовлетворяющих требованиям автомобильных заводов, разработана резиновая смесь для протектора зимних шин на основе комбинации натурального каучука марки SVR и цис-бутадиенового каучуков на титановом катализаторе, включающая кремнекислотный наполнитель с удельной поверхностью 165 м2/г, что позволяет повысить сцепление на заснеженной и обледенелой дороге в широком диапазоне температур (в том числе критической области), снизить гистерезисные потери, улучшить эксплуатационные показатели шин.Thus, for the production of non-studded tires that meet the requirements of automobile plants, a rubber mixture has been developed for the tread of winter tires based on a combination of natural rubber of the SVR brand and cis-butadiene rubbers on a titanium catalyst, including silicic acid filler with a specific surface of 165 m 2 / g, which allows increase grip on snowy and icy roads in a wide temperature range (including the critical region), reduce hysteresis losses, improve tire performance .
Состав резиновых смесейThe composition of the rubber compounds
Эксплуатационные показатели шинTire performance
Свойства резиновой смесиRubber compound properties
Результаты физико-механических испытаний стандартной резиновой смеси на основе изопренов по ГОСТ 14925 «Каучук синтетический цис-изопреновый»Results of physical and mechanical tests of a standard rubber compound based on isoprene according to GOST 14925 "Synthetic rubber cis-isoprene"
Результаты физико-механических испытаний стандартной резиновой смеси на основе полибутадиенов по ГОСТ 19920 «Каучуки стереорегулярные бутадиеновые»Results of physical and mechanical tests of a standard rubber compound based on polybutadiene according to GOST 19920 "Stereoregular butadiene rubbers"
Температура стеклования смеси каучуков на приборе DSC204 F1 PhoenixThe glass transition temperature of the rubber mixture on the instrument DSC204 F1 Phoenix
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130276/05A RU2495888C2 (en) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | Rubber mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130276/05A RU2495888C2 (en) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | Rubber mixture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011130276A RU2011130276A (en) | 2013-01-27 |
RU2495888C2 true RU2495888C2 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=48805325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011130276/05A RU2495888C2 (en) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | Rubber mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2495888C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672438C1 (en) * | 2017-06-29 | 2018-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Кама" | Rubber mixture for gasket tape |
RU2674192C1 (en) * | 2017-06-29 | 2018-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Кама" | Rubber composition |
RU2817048C1 (en) * | 2023-06-02 | 2024-04-09 | Публичное акционерное общество "Нижнекамскшина" | Frost-, oil- and petrol-resistant rubber mixture for making rubber articles |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015224450A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-08 | Evonik Degussa Gmbh | rubber compounds |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU670229A3 (en) * | 1973-10-11 | 1979-06-25 | Дегусса (Фирма) | Rubber mix |
UA6256A1 (en) * | 1988-03-28 | 1994-12-29 | Науково-Дослідний Інститут Великогабаритних Шин | Curable rubber compound |
RU2129131C1 (en) * | 1995-11-08 | 1999-04-20 | Акционерное общество "Нижнекамскшина" | Rubber mixture |
EP0781801B1 (en) * | 1995-12-26 | 1999-09-15 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Silica-filled rubber compositions containing dialkyleneamide polysulfides |
US6114432A (en) * | 1995-03-29 | 2000-09-05 | Nippon Zeon Co., Ltd. | Diene rubber composition |
RU2308469C1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-10-20 | Семен Моисеевич Кавун | Curable rubber compound for low-hysteresis tire treads with improved catenation properties and wear resistance |
-
2011
- 2011-07-20 RU RU2011130276/05A patent/RU2495888C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU670229A3 (en) * | 1973-10-11 | 1979-06-25 | Дегусса (Фирма) | Rubber mix |
UA6256A1 (en) * | 1988-03-28 | 1994-12-29 | Науково-Дослідний Інститут Великогабаритних Шин | Curable rubber compound |
US6114432A (en) * | 1995-03-29 | 2000-09-05 | Nippon Zeon Co., Ltd. | Diene rubber composition |
RU2129131C1 (en) * | 1995-11-08 | 1999-04-20 | Акционерное общество "Нижнекамскшина" | Rubber mixture |
EP0781801B1 (en) * | 1995-12-26 | 1999-09-15 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Silica-filled rubber compositions containing dialkyleneamide polysulfides |
RU2308469C1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-10-20 | Семен Моисеевич Кавун | Curable rubber compound for low-hysteresis tire treads with improved catenation properties and wear resistance |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672438C1 (en) * | 2017-06-29 | 2018-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Кама" | Rubber mixture for gasket tape |
RU2674192C1 (en) * | 2017-06-29 | 2018-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Кама" | Rubber composition |
RU2817048C1 (en) * | 2023-06-02 | 2024-04-09 | Публичное акционерное общество "Нижнекамскшина" | Frost-, oil- and petrol-resistant rubber mixture for making rubber articles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011130276A (en) | 2013-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2648490C1 (en) | Tire, having a protector for operation at low temperature and clutch with wet road | |
JP7002845B2 (en) | Tires with treads for low temperature performance and wet traction | |
US9771469B2 (en) | Tire with tread for combination of low temperature performance and for wet traction | |
US9650503B2 (en) | Tire with tread for low temperature performance and wet traction | |
US9873780B1 (en) | Tire with tread for combination of low temperature performance and wet traction | |
JP2002088192A (en) | Rubber blend | |
EP3323632B1 (en) | Rubber composition and tire with tread for combination of low temperature performance and wet traction | |
JP2008001900A (en) | Tire using tread comprising highly silica-containing rubber for performance for winter season | |
DK150681B (en) | VULCANIZABLE CAUTION MIXTURE FOR TIRE COATS FOR DAEK, ISAER VINTERDAEK | |
US20200094623A1 (en) | Tire with tread | |
RU2495888C2 (en) | Rubber mixture | |
US7671126B1 (en) | Tire with tread | |
JPH02308832A (en) | Rubber composition for tire tread | |
JP2019026671A (en) | tire | |
US20090054551A1 (en) | Rubber mixture and tire | |
JP2021507021A (en) | Polyurethane-containing tread rubber composition and related methods | |
KR101016369B1 (en) | Tire tread rubber composition | |
CN113321856B (en) | Rubber composition for improving performance of tire in ice and snow fields and tire | |
JPS60258235A (en) | Rubber composition | |
KR100426067B1 (en) | Tread Rubber composition improved wet traction | |
KR102318440B1 (en) | Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same | |
KR100635610B1 (en) | Tread rubber composition for studless snow tire | |
CN115216071A (en) | Rubber composition for winter tire and winter tire | |
KR830001972B1 (en) | Manufacturing method of rubber composition for tire tread | |
JPS6220704A (en) | Studless tyre |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161123 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |