RU2774650C1 - Method for manufacturing compounds for tyres and tyres containing said compounds - Google Patents
Method for manufacturing compounds for tyres and tyres containing said compounds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774650C1 RU2774650C1 RU2021111827A RU2021111827A RU2774650C1 RU 2774650 C1 RU2774650 C1 RU 2774650C1 RU 2021111827 A RU2021111827 A RU 2021111827A RU 2021111827 A RU2021111827 A RU 2021111827A RU 2774650 C1 RU2774650 C1 RU 2774650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compound
- rubber
- filler
- zinc
- elastomeric
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 198
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 134
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 101
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 88
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 88
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 88
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 58
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 58
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 57
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 27
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 197
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 97
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 94
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 75
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 65
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N Stearic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 60
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 57
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 44
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 34
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 32
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 32
- 241000208689 Eucommia ulmoides Species 0.000 claims description 30
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 28
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 28
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 28
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 24
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 claims description 24
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 claims description 21
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 16
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 14
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 13
- -1 mercapto, amino Chemical group 0.000 claims description 13
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 13
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 10
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 7
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N Behenic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N Lauric acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QZZGJDVWLFXDLK-UHFFFAOYSA-N Lignoceric acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QZZGJDVWLFXDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N Myristic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC(O)=O TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N Palmitic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001021 Polysulfide Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims description 6
- TUKQLEWOUPCTOS-UHFFFAOYSA-N dimagnesium;dioxido(oxo)silane;hydroxy-oxido-oxosilane;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])=O.O[Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O TUKQLEWOUPCTOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 6
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 6
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 6
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 5
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N Butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims description 4
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000021353 Lignoceric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000021360 Myristic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- DGMCGTFMFPEQLT-UHFFFAOYSA-M aluminum;magnesium;silicon;hydroxide;tetradecahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[OH-].[Mg].[Mg].[Al].[Al].[Si].[Si].[Si].[Si] DGMCGTFMFPEQLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 claims description 3
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 claims description 3
- KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane;hydrate Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229950008690 docosanoic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims description 3
- FBBATURSCRIBHN-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyldisulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC FBBATURSCRIBHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyltetrasulfanyl)propyl]silane Chemical group CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N Caprolactam Natural products O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N Trolnitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCCN(CCO[N+]([O-])=O)CCO[N+]([O-])=O HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000111 anti-oxidant Effects 0.000 claims description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VLLYOYVKQDKAHN-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;2-methylbuta-1,3-diene Chemical compound C=CC=C.CC(=C)C=C VLLYOYVKQDKAHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VNSBYDPZHCQWNB-UHFFFAOYSA-N calcium;aluminum;dioxido(oxo)silane;sodium;hydrate Chemical compound O.[Na].[Al].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O VNSBYDPZHCQWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000273 nontronite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N oxophosphanyl Chemical group [P]=O LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 claims description 2
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910000276 sauconite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000005369 trialkoxysilyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 230000003213 activating Effects 0.000 abstract description 41
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 230000001603 reducing Effects 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 47
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 35
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 28
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 22
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 21
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 20
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 17
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 13
- 230000003078 antioxidant Effects 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 12
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N N-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)cyclohexanamine Chemical compound C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 235000020127 ayran Nutrition 0.000 description 8
- 238000011068 load Methods 0.000 description 8
- 230000003068 static Effects 0.000 description 8
- IUJLOAKJZQBENM-UHFFFAOYSA-N N-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)-2-methylpropan-2-amine Chemical compound C1=CC=C2SC(SNC(C)(C)C)=NC2=C1 IUJLOAKJZQBENM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 7
- 240000008528 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 6
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 210000000006 pectoral fin Anatomy 0.000 description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 5
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 4
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 4
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 4
- ZJNLYGOUHDJHMG-UHFFFAOYSA-N 1-N,4-N-bis(5-methylhexan-2-yl)benzene-1,4-diamine Chemical compound CC(C)CCC(C)NC1=CC=C(NC(C)CCC(C)C)C=C1 ZJNLYGOUHDJHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YZRSLFIRGZJTAZ-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexyl-3-sulfanylideneisoindol-1-one Chemical compound S=C1C2=CC=CC=C2C(=O)N1C1CCCCC1 YZRSLFIRGZJTAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 4-N-(4-methylpentan-2-yl)-1-N-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(NC(C)CC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 3
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- BEAZKUGSCHFXIQ-UHFFFAOYSA-L zinc;diacetate;dihydrate Chemical compound O.O.[Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O BEAZKUGSCHFXIQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- VETPHHXZEJAYOB-UHFFFAOYSA-N 1-N,4-N-dinaphthalen-2-ylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(NC=3C=CC(NC=4C=C5C=CC=CC5=CC=4)=CC=3)=CC=C21 VETPHHXZEJAYOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N Aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 description 2
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N Cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 2
- FSWDLYNGJBGFJH-UHFFFAOYSA-N N,N'-Di-2-butyl-1,4-phenylenediamine Chemical compound CCC(C)NC1=CC=C(NC(C)CC)C=C1 FSWDLYNGJBGFJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UTGQNNCQYDRXCH-UHFFFAOYSA-N N,N'-diphenyl-1,4-phenylenediamine Chemical compound C=1C=C(NC=2C=CC=CC=2)C=CC=1NC1=CC=CC=C1 UTGQNNCQYDRXCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine Chemical compound C1=CC(NC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L Zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated Effects 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N benzohydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003211 cis-1,4-polyisoprene Polymers 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 description 2
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000005673 monoalkenes Chemical class 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- KJRCEJOSASVSRA-UHFFFAOYSA-N propane-2-thiol Chemical compound CC(C)S KJRCEJOSASVSRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 2
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 2
- OJOWICOBYCXEKR-KRXBUXKQSA-N (5E)-5-ethylidenebicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1C2C(=C/C)/CC1C=C2 OJOWICOBYCXEKR-KRXBUXKQSA-N 0.000 description 1
- PCDQPRRSZKQHHS-XVFCMESISA-N ({[({[(2R,3S,4R,5R)-5-(4-amino-2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methoxy}(hydroxy)phosphoryl)oxy](hydroxy)phosphoryl}oxy)phosphonic acid Chemical compound O=C1N=C(N)C=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 PCDQPRRSZKQHHS-XVFCMESISA-N 0.000 description 1
- IRFSXVIRXMYULF-UHFFFAOYSA-N 1,2-dihydroquinoline Chemical compound C1=CC=C2C=CCNC2=C1 IRFSXVIRXMYULF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UVJHQYIOXKWHFD-UHFFFAOYSA-N 1,4-Cyclohexadiene Chemical compound C1C=CCC=C1 UVJHQYIOXKWHFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-Hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIBIAJQNHWMGTD-UHFFFAOYSA-N 1-N,3-N-bis(4-methylphenyl)benzene-1,3-diamine Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1NC1=CC=CC(NC=2C=CC(C)=CC=2)=C1 PIBIAJQNHWMGTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUHXTONDLXIGGK-UHFFFAOYSA-N 1-N,4-N-bis(5-methylheptan-3-yl)benzene-1,4-diamine Chemical compound CCC(C)CC(CC)NC1=CC=C(NC(CC)CC(C)CC)C=C1 JUHXTONDLXIGGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBGWQADSQGPVBF-UHFFFAOYSA-N 1-N,4-N-di(hexan-2-yl)benzene-1,4-diamine Chemical compound CCCCC(C)NC1=CC=C(NC(C)CCCC)C=C1 RBGWQADSQGPVBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-Octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDNSZPNSUQRUMS-UHFFFAOYSA-N 1-cyclohexyl-4-ethenylbenzene Chemical compound C1=CC(C=C)=CC=C1C1CCCCC1 VDNSZPNSUQRUMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJNKJKGZKFOLOJ-UHFFFAOYSA-N 1-dodecyl-4-ethenylbenzene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=C(C=C)C=C1 WJNKJKGZKFOLOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JZHGRUMIRATHIU-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(C=C)=C1 JZHGRUMIRATHIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRRXUCMQOPNVAT-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-4-(4-methylphenyl)benzene Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1C1=CC=C(C=C)C=C1 RRRXUCMQOPNVAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHTICDZLXFNVKL-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-4-(4-phenylbutyl)benzene Chemical compound C1=CC(C=C)=CC=C1CCCCC1=CC=CC=C1 JHTICDZLXFNVKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVTGQMLRTKFKAM-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-4-propylbenzene Chemical compound CCCC1=CC=C(C=C)C=C1 VVTGQMLRTKFKAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGGDKDTUCAWDAN-UHFFFAOYSA-N 1-vinylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C=C)=CC=CC2=C1 IGGDKDTUCAWDAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trimethyl-1H-quinoline Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC(C)(C)NC2=C1 ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLLSSPDPJPLOR-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylbut-2-ene Chemical compound CC(C)=C(C)C WGLLSSPDPJPLOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDJHPPZKZZWAKF-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylbuta-1,3-diene Chemical compound CC(=C)C(C)=C SDJHPPZKZZWAKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-Vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUGNJOCQALIQFG-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(C=C)=CC=C21 XUGNJOCQALIQFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-propenoic acid methyl ester Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHOQXEIFYTTXJU-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;2-methylprop-1-ene Chemical compound CC(C)=C.CC(=C)C=C VHOQXEIFYTTXJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXYAVSFOJVUIHT-UHFFFAOYSA-N 2-vinylnaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC(C=C)=CC=C21 KXYAVSFOJVUIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPGLJHGYYVLNTR-UHFFFAOYSA-N 4-N-(2-methylphenyl)-1-N-(4-methylphenyl)benzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1NC(C=C1)=CC=C1NC1=CC=CC=C1C HPGLJHGYYVLNTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZNDXCVEWRZEEU-UHFFFAOYSA-N 4-N-cyclohexyl-4-N-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1CCCCC1 KZNDXCVEWRZEEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBZWRBILNREYLH-UHFFFAOYSA-N 4-N-hexan-2-yl-1-N-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(NC(C)CCCC)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 LBZWRBILNREYLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DXFURPHVJQITAC-UHFFFAOYSA-N 4-benzyl-1-ethenyl-2-ethylbenzene Chemical compound C1=C(C=C)C(CC)=CC(CC=2C=CC=CC=2)=C1 DXFURPHVJQITAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWNPESVXYXCGLH-UHFFFAOYSA-N 4-ethenylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1CC2C=CC1(C=C)C2 NWNPESVXYXCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGWOAPBVIGCNOV-UHFFFAOYSA-N 5-ethenyldec-5-ene Chemical compound CCCCC=C(C=C)CCCC UGWOAPBVIGCNOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTQBISBWKRKLIJ-UHFFFAOYSA-N 5-methylidenebicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1C2C(=C)CC1C=C2 WTQBISBWKRKLIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYZIHLWOWKMNNX-UHFFFAOYSA-N Benzimidazole Chemical compound C1=C[CH]C2=NC=NC2=C1 JYZIHLWOWKMNNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N Diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000554 Iris Anatomy 0.000 description 1
- 229920002521 Macromolecule Polymers 0.000 description 1
- UBUCNCOMADRQHX-UHFFFAOYSA-N N-Nitrosodiphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(N=O)C1=CC=CC=C1 UBUCNCOMADRQHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N Neodymium Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N O-Phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC=C1N GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101700074785 OLEO Proteins 0.000 description 1
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N Pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Chemical compound C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N Piperylene Chemical compound C\C=C\C=C PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N Silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 210000001138 Tears Anatomy 0.000 description 1
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N Thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000011954 Ziegler–Natta catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000004110 Zinc silicate Substances 0.000 description 1
- XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N Zinc silicate Chemical compound [Zn+2].[O-][Si]([O-])=O XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 230000000240 adjuvant Effects 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000004948 alkyl aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000010539 anionic addition polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 239000010692 aromatic oil Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000005102 attenuated total reflection Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 150000008366 benzophenones Chemical class 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920005557 bromobutyl Polymers 0.000 description 1
- IMJGQTCMUZMLRZ-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-dien-2-ylbenzene Chemical compound C=CC(=C)C1=CC=CC=C1 IMJGQTCMUZMLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229920005556 chlorobutyl Polymers 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- PWZFXELTLAQOKC-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O PWZFXELTLAQOKC-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 150000004659 dithiocarbamates Chemical class 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)=C SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000002357 guanidines Chemical class 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229920005555 halobutyl Polymers 0.000 description 1
- AHAREKHAZNPPMI-UHFFFAOYSA-N hexa-1,3-diene Chemical compound CCC=CC=C AHAREKHAZNPPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRBHEGAFLDMLAL-UHFFFAOYSA-N hexa-1,4-diene Chemical compound CC=CCC=C PRBHEGAFLDMLAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 1
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 description 1
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000003278 mimic Effects 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 125000001979 organolithium group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000012169 petroleum derived wax Substances 0.000 description 1
- 235000019381 petroleum wax Nutrition 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 1
- SLCVWXCTLZGEPX-UHFFFAOYSA-N piperidine-2-thiol Chemical compound SC1CCCCN1 SLCVWXCTLZGEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000284 resting Effects 0.000 description 1
- 239000003340 retarding agent Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 150000004819 silanols Chemical class 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atoms Chemical group 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003557 thiazoles Chemical class 0.000 description 1
- 150000003585 thioureas Chemical class 0.000 description 1
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 1
- 235000019352 zinc silicate Nutrition 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N α-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к способу изготовления эластомерных компаундов для шин с пониженным содержанием цинка, отличающемуся введением конкретных активирующих вулканизацию наполнителей и точной последовательностью добавления некоторых компонентов компаунда.The present invention relates to a process for the manufacture of elastomeric compounds for tires with reduced zinc content, characterized by the introduction of specific vulcanization-activating fillers and the exact sequence of addition of certain components of the compound.
Уровень техникиState of the art
В шинной промышленности вулканизация представляет собой процесс, обычно используемый для улучшения механических свойств натурального каучука или ненасыщенных полимеров, процесс, который оказывает влияние на твердость, эластичность, гистерезис материала при разных температурах и, следовательно, на поведение шины на мокрой поверхности, а также на трение и ее истирание при эксплуатации.In the tire industry, vulcanization is a process commonly used to improve the mechanical properties of natural rubber or unsaturated polymers, a process that affects the hardness, elasticity, hysteresis of the material at different temperatures and therefore the behavior of the tire on wet surfaces, as well as friction and wear and tear during use.
На протяжении многих лет для улучшения процесса вулканизации были предложены различные добавки в качестве активаторов и ускорителей вулканизации.Over the years, various additives have been proposed to improve the vulcanization process as vulcanization activators and accelerators.
В общем случае с помощью этих добавок желательно повышать степень и однородность сшивки при одновременном уменьшении энергии и времени, требуемых для окончания реакции.In general, with these additives, it is desirable to increase the degree and uniformity of crosslinking while reducing the energy and time required to complete the reaction.
Основными активаторами вулканизации, которые способны повышать эффективность процесса, являются неорганические соединения, такие как оксиды и гидроксиды металлов, например, ZnO, MgO, Ca(OH)2.The main vulcanization activators that can increase the efficiency of the process are inorganic compounds such as metal oxides and hydroxides, for example, ZnO, MgO, Ca(OH) 2 .
Среди различных активаторов оксид цинка ZnO считают наиболее эффективным и до сих пор используют во многих процессах вулканизации. Этот активатор используют в комбинации со слабыми неорганическими кислотами (например, со стеариновой кислотой), которые способствуют его активности в каучуке.Among the various activators, zinc oxide ZnO is considered the most effective and is still used in many vulcanization processes. This activator is used in combination with weak inorganic acids (eg, stearic acid) which promote its activity in rubber.
В некоторых исследованиях (см., например, статью Y. Ikeda et al., Dinuclear bridging bidentate zinc/stearate complex in sulfur cross-linking of rubber, Macromolecules 48 (2015) 462-475) сделано предположение, что ионы Zn2+, генерируемые при взаимодействии ZnO со стеариновой кислотой, взаимодействуют с молекулами ускорителя и серы, образуя металлорганический комплекс, который мог бы действовать в качестве более эффективных сульфирующих агентов. Гипотеза по структуре таких комплексов проиллюстрирована на ФИГ. 3 настоящего описания.In some studies (see, for example, Y. Ikeda et al., Dinuclear bridging bidentate zinc/stearate complex in sulfur cross-linking of rubber , Macromolecules 48 (2015) 462-475) it has been suggested that Zn 2+ ions , generated by the interaction of ZnO with stearic acid, interact with the accelerator and sulfur molecules, forming an organometallic complex that could act as more effective sulphurizing agents. The hypothesis on the structure of such complexes is illustrated in FIG. 3 of this description.
Способность Zn2+ образовывать такие комплексы является ключевым элементом процесса вулканизации и сильно зависит от дисперсии ZnO в пределах полимерной матрицы, на что, в свою очередь, влияют как размер частиц, так и кристаллическая структура оксида цинка.The ability of Zn 2+ to form such complexes is a key element of the vulcanization process and is highly dependent on the dispersion of ZnO within the polymer matrix, which in turn is affected by both the particle size and the crystal structure of the zinc oxide.
Как правило, в процессе вулканизации каучуков для шин в качестве активатора используют микрокристаллический ZnO, который, однако, с трудом диспергируется в полимерной матрице и только частично реагирует с другими вулканизирующими агентами.As a rule, microcrystalline ZnO is used as an activator in the vulcanization process of rubbers for tires, which, however, is difficult to disperse in the polymer matrix and only partially reacts with other vulcanizing agents.
Плохие диспергируемость и реакционная способность микрокристаллического оксида цинка в эластомерном компаунде неизбежно приводят к его избыточной дозировке относительно количества, действительно требуемого для сшивки.The poor dispersibility and reactivity of the microcrystalline zinc oxide in the elastomeric compound inevitably leads to its excessive dosage relative to the amount actually required for crosslinking.
При использовании шины, особенно вследствие истирания протектора на асфальте, цинк, находящийся в компаунде, частично высвобождается.When using the tire, especially due to tread wear on asphalt, the zinc in the compound is partially released.
Следовательно, с учетом защиты окружающей среды на протяжении многих лет пытались уменьшить количество цинка в компаундах.Therefore, in view of environmental protection, attempts have been made over the years to reduce the amount of zinc in compounds.
Например, сделана попытка использовать тонкодисперсный ZnO (наноразмерные частицы), но диспергирование все еще было трудным из-за образования агрегатов внутри полимерной матрицы, что фактически устраняло размерное преимущество по сравнению с микрокристаллическим оксидом цинка.For example, an attempt was made to use finely dispersed ZnO (nanosized particles), but dispersion was still difficult due to the formation of aggregates within the polymer matrix, which effectively eliminated the size advantage over microcrystalline zinc oxide.
С другой стороны, доказано преимущество использования продуктов, содержащих наночастицы оксида цинка, непосредственно связанные с наночастицами диоксида кремния, соединений, выполняющих двойную функцию наполнителя и активаторов вулканизации (далее называемых обобщенно активирующими наполнителями или более конкретно ZnO/SiO2) (см. статьи A. Susanna et al., ZnO nanoparticles anchored to silica filler. A curing accelerator for isoprene rubber composites, Chemical Engineering Journal 275 (2015) 245-252); A. Susanna et al., Catalytic effect of ZnO anchored silica nanoparticles on rubber vulcanization and cross-link formation, European Polymer Journal 93 (2017) 63-74).On the other hand, the advantage of using products containing nanoparticles of zinc oxide directly bonded to nanoparticles of silicon dioxide, compounds that perform the dual function of a filler and vulcanization activators (hereinafter collectively called activating fillers or more specifically ZnO/SiO 2 ) (see articles A. Susanna et al., ZnO nanoparticles anchored to silica filler, A curing accelerator for isoprene rubber composites , Chemical Engineering Journal 275 (2015) 245-252); A. Susanna et al., Catalytic effect of ZnO anchored silica nanoparticles on rubber vulcanization and cross-link formation , European Polymer Journal 93 (2017) 63-74).
Согласно авторам, по сравнению с обычным микрокристаллическим ZnO эти активирующие наполнители приводят к более высокой эффективности вулканизации, что включает a) более быструю реакцию ZnO со стеариновой кислотой и вулканизирующими агентами с образованием более реакционноспособных комплексов серы, b) более высокая сшивка в компаунде с более однородным распределением связей и преимущественным образованием моно- и дисульфидных мостиков между полимерными цепочками и, наконец, c) более однородная дисперсия наночастиц при отсутствии агрегатов непрореагировавшего ZnO внутри полимерной матрицы в конце процесса вулканизации.According to the authors, compared to conventional microcrystalline ZnO, these activating fillers result in higher vulcanization efficiency, which includes a) faster reaction of ZnO with stearic acid and vulcanizing agents to form more reactive sulfur complexes, b) higher cross-linking in a compound with a more uniform the distribution of bonds and the predominant formation of mono- and disulfide bridges between polymer chains and, finally, c) a more uniform dispersion of nanoparticles in the absence of aggregates of unreacted ZnO inside the polymer matrix at the end of the vulcanization process.
Все эти аспекты делают описанные выше активирующие наполнители перспективными заменителями микрокристаллического оксида цинка при вулканизации шинных компаундов, которые позволяют снизить использование цинка с важными последствиями для стабильности экологической ситуации.All these aspects make the activating fillers described above promising substitutes for microcrystalline zinc oxide in the curing of tire compounds, which can reduce the use of zinc with important consequences for environmental stability.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Заявителем предприняты исследования по дополнительному улучшению эффективности активирующих наполнителей, описанных выше, при производстве компаундов для шин с целью дополнительного снижения содержания цинка для вулканизации и, следовательно, для сдерживания загрязнения окружающей среды высвобождаемым цинком и при одновременном сохранении или возможно улучшении условий процесса, выхода и всех описанных выше свойств конечных эластомерных компаундов.Applicant has undertaken studies to further improve the performance of the activating fillers described above in the manufacture of tire compounds in order to further reduce the zinc content for vulcanization and hence contain environmental pollution by released zinc while maintaining or possibly improving process conditions, yield and all the properties of the final elastomeric compounds described above.
Неожиданно установлено, что желаемые цели могут быть достигнуты, если в процессе производства компаунда порядок добавления некоторых добавок установлен соответствующим образом, например, путем введения компатибилизирующего агента (силана) только после окончания реакции между активирующим наполнителем (ZnO/SiO)2) и жирной кислотой (стеариновой кислотой).Surprisingly, it has been found that the desired goals can be achieved if during the production of the compound the order of adding some additives is set appropriately, for example, by introducing a compatibilizing agent (silane) only after the reaction between the activating filler (ZnO/SiO) 2 ) and the fatty acid ( stearic acid).
Заявителем подтверждено, что помимо сокращения времени и энергии, требуемых для вулканизации, полученные в результате компаунды с одинаковым содержанием активирующих наполнителей и цинка, показывают более хорошую сшивку.The Applicant has confirmed that in addition to reducing the time and energy required for vulcanization, the resulting compounds with the same content of activating fillers and zinc show better crosslinking.
Более того, гистерезисные свойства, проявляемые этими компаундами, позволяют в целом обеспечивать более низкое сопротивление качению и лучшую стойкость к истиранию, а также при возможном применении в протекторном браслете возможно более хорошее сцепление шины на мокрой поверхности.Moreover, the hysteresis properties exhibited by these compounds allow for generally lower rolling resistance and better abrasion resistance, and, if used in a tread band, better grip on wet surfaces is possible.
Кроме того, при той же производительности или даже лучшей производительности количество активирующего наполнителя и, в конечном итоге, цинка в компаунде, может быть уменьшено, что в результате снижает высвобождение этого металла на уровне окружающей среды.In addition, for the same performance or even better performance, the amount of activating filler and ultimately zinc in the compound can be reduced, resulting in lower environmental release of this metal.
Первый аспект настоящего изобретения представляет собой способ изготовления вулканизируемого эластомерного компаунда для шин, причем указанный способ включает, по меньшей мере:The first aspect of the present invention is a method for the manufacture of a vulcanizable elastomeric tire compound, said method comprising at least:
- стадию смешения (1), по меньшей мере, одного эластомерного полимера (A) и, по меньшей мере, одной добавки для эластомерного компаунда, за исключением вулканизирующих агентов (B), с получением невулканизируемого эластомерного компаунда;- the step of mixing (1) at least one elastomeric polymer (A) and at least one additive for an elastomeric compound, excluding curing agents (B), to obtain a non-vulcanizable elastomeric compound;
- стадию смешения (2) невулканизируемого эластомерного компаунда и, по меньшей мере, одного вулканизирующего агента (B) с получением вулканизируемого эластомерного компаунда, и- a step of mixing (2) a non-vulcanizable elastomeric compound and at least one curing agent (B) to obtain a curable elastomeric compound, and
- стадию выгрузки вулканизируемого эластомерного компаунда,- the stage of unloading the vulcanizable elastomeric compound,
где на стадиях смешения (1) и/или (2) добавляют, по меньшей мере, одну жирную кислоту (С), по меньшей мере, один продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, и, по меньшей мере, один компатибилизирующий агент (E),where at the stages of mixing (1) and/or (2) add at least one fatty acid (C), at least one product (D) containing zinc directly associated with a light filler, and at least , one compatibilizing agent (E),
отличающийся тем, что указанный, по меньшей мере, один компатибилизирующий агент (E) добавляют после окончания добавления и обработки указанной, по меньшей мере, одной жирной кислоты (С) и, по меньшей мере, одного продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем.characterized in that said at least one compatibilizing agent (E) is added after completion of addition and processing of said at least one fatty acid (C) and at least one product (D) containing zinc directly associated with light filler.
Второй аспект настоящего изобретения представляет собой вулканизируемый эластомерный компаунд, полученный в соответствии со способом по первому аспекту настоящего изобретения.The second aspect of the present invention is a vulcanizable elastomeric compound obtained in accordance with the method according to the first aspect of the present invention.
Третий аспект настоящего изобретения составляет компонент шины, содержащий вулканизируемый компаунд по второму аспекту изобретения или вулканизированный компаунд, полученный его вулканизацией.The third aspect of the present invention is a tire component containing the vulcanizable compound according to the second aspect of the invention or the vulcanized compound obtained by vulcanization thereof.
Четвертый аспект настоящего изобретения составляет шина для колес транспортных средств, содержащая компонент в соответствии с третьим аспектом изобретения.The fourth aspect of the present invention is a tire for vehicle wheels containing the component according to the third aspect of the invention.
ОпределенияDefinitions
Применительно к настоящему описанию и приведенной ниже формуле изобретения термин «масс.ч./100 масс.ч. каучука» (массовые части на сто массовых частей каучука) означает массовые части данного компонента эластомерной композиции на 100 массовых частей диенового эластомерного полимера.In relation to the present description and the following claims, the term "mass.h./100 mass.h. rubber" (mass parts per hundred mass parts of rubber) means the mass parts of a given component of the elastomeric composition per 100 mass parts of the diene elastomeric polymer.
Если не указано иное, все проценты выражены в виде массовых процентов.Unless otherwise indicated, all percentages are expressed as weight percent.
В настоящем описании термин «эластомерный полимер» или «каучук» или «эластомер» означает натуральный или синтетический полимер, который после вулканизации при комнатной температуре может быть растянут многократно, по меньшей мере, до двойной его первоначальной длины и который после снятия растягивающей нагрузки по существу сразу же возвращается с усилием приблизительно к своей первоначальной длине (в соответствии с определениями ASTM D1566-11 по стандартной терминологии, относящейся к каучуку).As used herein, the term "elastomeric polymer" or "rubber" or "elastomer" means a natural or synthetic polymer that, after vulcanization at room temperature, can be stretched repeatedly to at least twice its original length, and which, after removal of the tensile load, is substantially returns immediately with force to approximately its original length (as defined by ASTM D1566-11 in standard rubber terminology).
В настоящем описании термин «армирующий наполнитель» относится к армирующему материалу, как правило, используемому для улучшения механических свойств шинных каучуков, предпочтительно выбираемых из углеродной сажи, обычного диоксида кремния, такого как диоксид кремния из песка, осажденный сильными кислотами, предпочтительно аморфный, диатомовой земли, карбоната кальция, диоксида кремния, талька, оксида алюминия, алюмосиликатов, каолина, силикатных волокон и их смесей.In the present description, the term "reinforcing filler" refers to a reinforcing material generally used to improve the mechanical properties of tire rubbers, preferably selected from carbon black, conventional silica such as sand silica precipitated with strong acids, preferably amorphous, diatomaceous earth , calcium carbonate, silicon dioxide, talc, alumina, aluminosilicates, kaolin, silicate fibers and mixtures thereof.
В настоящем описании термин «светлый наполнитель» относится к обычному армирующему материалу, используемому в данной области, который выбирают из обычных диоксида кремния и силикатов, таких как сепиолит, палыгорскит, также известный как аттапульгит, монтмориллонит, аллоизит и т.п., возможно модифицированных кислотной обработкой и/или подвергнутых дериватизации. Как правило, светлые наполнители имеют поверхностные гидроксильные группы.In the present description, the term "light filler" refers to a common reinforcing material used in this field, which is selected from conventional silica and silicates, such as sepiolite, palygorskite, also known as attapulgite, montmorillonite, alloisite, etc., optionally modified acid treated and/or derivatized. As a rule, light fillers have surface hydroxyl groups.
В настоящем описании термин «активирующий вулканизацию» указывает на соединение, способное облегчать вулканизацию, делая ее протекающей за более короткое время и возможно при более низких температурах.In the present description, the term "activating vulcanization" refers to a compound capable of facilitating vulcanization, making it flow in a shorter time and possibly at lower temperatures.
В настоящем описании термины «активирующий наполнитель» или «продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем» используются взаимозаменяемо и указывают на продукт, способный выполнять как функцию армирования компаунда, так и функцию активатора вулканизации, образованного светлым наполнителем и цинковым продуктом, в котором цинк непосредственно связан с поверхностными гидроксильными группами наполнителя. В частности, как указано в статье A. Susanna et al., Chemical Engineering Journal 275 (2015) 245-252, цинк связывается непосредственно с поверхностными гидроксильными группами светлого наполнителя без посредничества какой-либо группы или пространственной группы с помощью связей типа Zn-O-Si, определяемых например, по анализу Si29-ЯМР. В настоящем описании такую непосредственную связь также называют «закрепляющей» цинк на светлом наполнителе.In the present description, the terms "activating filler" or "product (D) containing zinc directly bonded to a light filler" are used interchangeably and indicate a product capable of performing both the function of reinforcing the compound and the function of a vulcanization activator formed by a light filler and a zinc product. , in which zinc is directly bonded to the surface hydroxyl groups of the filler. In particular, as stated in A. Susanna et al., Chemical Engineering Journal 275 (2015) 245-252, zinc binds directly to the surface hydroxyl groups of a light-colored filler without the mediation of any group or space group using bonds of the Zn-O type -Si, determined for example, by analysis of Si 29 -NMR. In the present description, such a direct connection is also called "fixing" zinc on a light filler.
В настоящем описании термин «соединение цинка» означает соединение, выбираемое из ZnO, Zn(OH)2 и органических или неорганических солей Zn2+.In the present description, the term "zinc compound" means a compound selected from ZnO, Zn(OH) 2 and organic or inorganic salts of Zn 2+ .
В настоящем описании термин «эластомерный компаунд» относится к продукту, полученному путем смешения и необязательно нагревания, по меньшей мере, одного эластомерного полимера, по меньшей мере, с одной из добавок, обычно используемых при получении шинных компаундов.In the present description, the term "elastomer compound" refers to a product obtained by mixing and optionally heating at least one elastomeric polymer with at least one of the additives commonly used in the preparation of tire compounds.
В настоящем описании термин «невулканизируемый эластомерный компаунд» означает продукт, полученный смешением, по меньшей мере, одного эластомерного полимера, по меньшей мере, с одной из добавок, обычно используемых при получении шинных компаундов, за исключением вулканизирующих агентов. Невулканизируемый эластомерный компаунд также может быть назван как фаза (1) эластомерного компаунда.In the present description, the term "unvulcanizable elastomeric compound" means a product obtained by mixing at least one elastomeric polymer with at least one of the additives commonly used in the preparation of tire compounds, with the exception of vulcanizing agents. The non-vulcanizable elastomer compound may also be referred to as phase (1) of the elastomer compound.
В настоящем описании термин «вулканизируемый эластомерный компаунд» означает эластомерный компаунд, готовый для вулканизации, в который введены все добавки, включая добавки для вулканизации. Вулканизируемый эластомерный компаунд также может быть назван как фаза (2) эластомерного компаунда.As used herein, the term "vulcanizable elastomer compound" means a ready-to-vulcanize elastomer compound in which all additives, including vulcanization additives, have been incorporated. The vulcanizable elastomer compound may also be referred to as phase (2) of the elastomer compound.
В настоящем описании термин «вулканизированный эластомерный компаунд» означает материал, полученный вулканизацией вулканизируемого эластомерного компаунда.In the present description, the term "vulcanized elastomeric compound" means a material obtained by vulcanizing a vulcanizable elastomeric compound.
В настоящем описании термин «обычный способ», относящийся к способу получения компаунда, указывает на многостадийный способ получения, в котором компатибилизирующий агент (силан) подают до того, как реакция между жирной кислотой и цинком началась или закончилась. В обычном способе, таким образом, компатибилизирующий агент добавляют на более ранней или проходящей одновременно стадии относительно добавления жирной кислоты и/или цинка.In the present description, the term "conventional method" referring to a compounding method refers to a multi-stage production method in which a compatibilizing agent (silane) is supplied before the reaction between fatty acid and zinc has started or ended. In a conventional process, therefore, the compatibilizing agent is added at an earlier or concurrent step relative to the addition of the fatty acid and/or zinc.
В настоящем описании термин «способ в соответствии с изобретением», относящийся к способу получения эластомерных компаундов, указывает на многостадийный способ получения, в котором компатибилизирующий агент (E) (силан) вводят в смеситель только после завершения добавления и переработки жирной кислоты (C) и продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем.In the present description, the term "method according to the invention", referring to a method for producing elastomeric compounds, indicates a multi-stage production method in which the compatibilizing agent (E) (silane) is introduced into the mixer only after the addition and processing of fatty acid (C) is completed and product (D) containing zinc directly associated with a light-colored filler.
В способе в соответствии с изобретением переработку жирной кислоты (C) и продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, продолжают, по меньшей мере, в течение времени, необходимого для существенного завершения реакции между жирной кислотой и цинком.In the process according to the invention, the processing of the fatty acid (C) and the product (D) containing zinc directly bound to the light-colored filler is continued for at least the time necessary to substantially complete the reaction between fatty acid and zinc.
В настоящем описании термин «стадия смешения (1)» указывает на стадию способа производства эластомерного компаунда, на которой одна или несколько добавок могут быть введены путем смешения и возможно нагревания, за исключением добавок для вулканизации, которые подают на стадии (2).In the present description, the term "mixing step (1)" refers to a step in the process for producing an elastomeric compound in which one or more additives may be added by mixing and possibly heating, with the exception of vulcanization additives, which are supplied in step (2).
Эта стадия может включать множество промежуточных процессов, во время которых вводят одну или несколько добавок, за исключением добавок для вулканизации, после чего следует дополнительная переработка.This step may include a plurality of intermediate processes during which one or more additives, with the exception of curing additives, are introduced, followed by further processing.
Эта стадия может включать «стадию перетирания», в данном случае также называемую как «стадия 1-0», которая представляет собой начальную стадию, во время которой один или несколько диеновых эластомерных полимеров (A) обрабатывают механически, возможно горячими и возможно с добавлением одной или нескольких добавок, обычно исключая добавки для вулканизации и компатибилизирующий агент (E), чтобы сформировать эластомерную массу и сделать ее более пригодной для обработки и гомогенной. На этой стадии полимер обычно обрабатывают, возможно с помощью пластификаторов, понижая его вязкость и увеличивая его открытую поверхность, что облегчает введение в него добавок, в частности наполнителей.This step may include a "grinding step", in this case also referred to as a "1-0 step", which is an initial step during which one or more diene elastomeric polymers (A) are mechanically processed, possibly hot and possibly with the addition of one or more additives, usually excluding the vulcanization additives and the compatibilizing agent (E), to form the elastomeric mass and make it more workable and homogeneous. At this stage, the polymer is usually treated, possibly with the help of plasticizers, to lower its viscosity and increase its exposed surface, which makes it easier to incorporate additives, in particular fillers.
В настоящем описании термин «стадия смешения (2)» включает последующую стадию способа производства эластомерного компаунда, на которой вулканизаторы и предпочтительно ускорители и/или замедлители вулканизации вводят и смешивают в материале при контролируемой температуре, обычно при температуре смешения ниже чем 160°C. Стадию смешения (1) также называют «непроизводительной стадией», так как в смесительное устройство подают компоненты компаунда, за исключением компонентов для сшивки (например, серы и ускорителей).As used herein, the term "mixing step (2)" includes a subsequent step in the process for producing an elastomeric compound, in which the vulcanizers and preferably vulcanization accelerators and/or retarders are added and mixed into the material at a controlled temperature, typically at a mixing temperature of less than 160°C. The mixing step (1) is also referred to as the "non-productive step", since the compound components are fed into the mixing device, with the exception of the components for crosslinking (for example, sulfur and accelerators).
Стадию смешения (2) напротив называют производительной стадией. На этой стадии эластомерный компаунд, полученный со стадии (1), и вулканизирующие добавки, способные оказывать содействие и/или контролировать сшивку, добавляют в смесительное устройство, чтобы получить вулканизируемый эластомерный компаунд.The mixing step (2) is instead referred to as the production step. At this stage, the elastomeric compound obtained from step (1) and curative additives capable of promoting and/or controlling crosslinking are added to the mixing device to obtain a curable elastomeric compound.
В настоящем описании термин «смеситель прерывистого или периодического действия» указывает на смесительное устройство, приспособленное для периодической подачи компонентов эластомерной композиции в заданных количествах (загрузках) и смешения их в течение заданного периода времени, чтобы получать эластомерную композицию. В конце смешения полученную эластомерную композицию полностью выгружают из смесительного устройства в одном растворе.As used herein, the term "intermittent or batch mixer" refers to a mixing device adapted to batch feed components of an elastomeric composition in predetermined amounts (feeds) and mix them for a predetermined period of time to obtain an elastomeric composition. At the end of mixing, the resulting elastomeric composition is completely discharged from the mixing device in one solution.
Как правило, смеситель периодического действия включает пару тангенциальных или взаимопроникающих роторов, размещенных в смесительной камере и вращающихся в противоположных направлениях, чтобы смешивать компоненты, введенные в смесительную камеру через ее верхнюю часть.Typically, a batch mixer includes a pair of tangential or interpenetrating rotors placed in the mixing chamber and rotating in opposite directions to mix the components introduced into the mixing chamber through its top.
Для этого смеситель периодического действия может быть снабжен пневматическим или гидравлическим цилиндром, расположенным в верхней части смесительной камеры, и поршнем, который перемещается как вверх, чтобы открывать смесительную камеру, обеспечивая введение ингредиентов композиции с помощью специальных загрузочных бункеров, так и вниз, чтобы оказывать давление на перерабатываемый материал в смесительной камере и расположенный выше пары роторов.To do this, the batch mixer can be equipped with a pneumatic or hydraulic cylinder located at the top of the mixing chamber and a piston that moves both upwards to open the mixing chamber, allowing the introduction of the ingredients of the composition using special hoppers, and downwards to apply pressure on the processed material in the mixing chamber and located above the pair of rotors.
Пневматическая или гидравлическая система, расположенная на дне смесительной камеры, дает возможность выгружать эластомерную композицию в конце цикла смешения через отверстие специально предусмотренного входного конца.A pneumatic or hydraulic system located at the bottom of the mixing chamber allows the elastomeric composition to be discharged at the end of the mixing cycle through a specially provided inlet end opening.
Конкретными примерами смесителей периодического действия, которые могут быть использованы в соответствии с настоящем изобретением, являются смесители закрытого (Banbury®, Intermix®, Tandem Mixer HF) или открытого (открытая мельница или Z-лопастной смеситель) типа.Specific examples of batch mixers that can be used in accordance with the present invention are closed (Banbury®, Intermix®, Tandem Mixer HF) or open (open mill or Z-blade mixer) type mixers.
В настоящем описании термин «смеситель непрерывного действия» указывает на смесительное устройство, подходящее для приема ингредиентов эластомерной композиции в виде непрерывной подачи, смешения и/или переработки их, чтобы производить и выгружать эластомерную композицию в непрерывном потоке (за исключением возможных остановок смесительного устройства из-за обслуживания или изменения рецептуры эластомерной композиции) в противоположность периодической загрузке/выгрузке в случае смесительного устройства периодического действия.As used herein, the term "continuous mixer" refers to a mixing device suitable for receiving the ingredients of an elastomeric composition as a continuous feed, mixing and/or processing them to produce and discharge the elastomeric composition in a continuous flow (with the exception of possible stops of the mixing device due to - for maintenance or reformulation of the elastomer composition) as opposed to batch loading/unloading in the case of a batch mixer.
Смеситель непрерывного действия по существу дает возможность смешивать ингредиенты эластомерной композиции, особенно в условиях холодной подачи/дозирования, и перетирать эластомерный материал, повышая в результате его температуру, чтобы сделать его обрабатываемым и пластичным для облегчения введения и/или распределения ингредиентов внутри полимерной матрицы. Смеситель непрерывного действия, таким образом, снабжен преимущественно смесительными участками, способными придавать композиции высокое сдвиговое напряжение, и какими-либо участками перераспределения. Смеситель непрерывного действия дополнительно снабжен транспортными участками, способными переносить обрабатываемую композицию от одного продольного конца к другому концу внутренней камеры. Примеры смесительных устройств непрерывного действия включают двухшнековые или мультишнековые (например, смесители кольцевого типа), смесительные устройства взаимопроникающие и с вращением в одном направлении, или планетарные смесительные устройства.The continuous mixer essentially allows the ingredients of the elastomeric composition to be mixed, especially under cold feeding/dispensing conditions, and to grind the elastomeric material, thereby raising its temperature, to make it processable and plastic to facilitate the incorporation and/or distribution of the ingredients within the polymer matrix. A continuous mixer is thus preferably provided with mixing sections capable of imparting high shear stress to the composition and any redistribution sections. The continuous mixer is additionally provided with transport sections capable of transferring the processed composition from one longitudinal end to the other end of the inner chamber. Examples of continuous mixers include twin screw or multi-screw (eg ring-type mixers), interpenetrating and co-rotating mixers, or planetary mixers.
Термин «планетарный смеситель» означает смесительное устройство непрерывного действия, имеющее центральный ротор и множество смесителей-сателлитов, каждый из которых, приводимый в движение центральным ротором, вращается одновременно вокруг своей собственной оси и вокруг центрального ротора.The term "planetary mixer" means a continuous mixing device having a central rotor and a plurality of satellite mixers, each of which, driven by the central rotor, rotates simultaneously around its own axis and around the central rotor.
Как смеситель периодического действия, так и смеситель непрерывного действия способны придавать достаточно энергии эластомерной композиции, чтобы смешивать и диспергировать наполнитель в эластомерном полимере даже в случае холодной подачи, в отличие от других устройств для переработки эластомерной композиции, таких как конвейерные устройства и устройства для изготовления полуфабриката.Both the batch mixer and the continuous mixer are able to impart enough energy to the elastomer composition to mix and disperse the filler in the elastomer polymer even when cold fed, unlike other devices for processing the elastomer composition, such as conveyor devices and devices for the manufacture of semi-finished product .
В настоящем описании термин «сырой (зеленый)» обычно используют, чтобы указать на материал, компаунд, композицию, компонент или шину, которые еще не были вулканизированы.In the present description, the term "raw (green)" is usually used to indicate a material, compound, composition, component or tire that has not yet been vulcanized.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Ниже подробно проиллюстрирован способ изготовления вулканизируемого эластомерного компаунда для шин в соответствии с изобретением.Below is illustrated in detail a process for the manufacture of a vulcanizable elastomeric tire compound in accordance with the invention.
Этот способ отличается одним или несколькими из приведенных ниже предпочтительных аспектов, взятых по отдельности или в комбинации друг с другом, в частности, отличается использованием, по меньшей мере, одного активирующего наполнителя (D) и последовательности добавления некоторых компонентов.This method is characterized by one or more of the following preferred aspects, taken alone or in combination with each other, in particular, characterized by the use of at least one activating filler (D) and the sequence of addition of some components.
Настоящий способ может представлять собой непрерывный способ, но предпочтительно он является прерываемым способом (периодическим).The present process may be a continuous process, but preferably it is an intermittent process (batch).
Настоящий способ, когда он является периодическим, может быть проведен в одном или в нескольких смесителях, предпочтительно в единственном смесителе.The present process, when it is batchwise, can be carried out in one or more mixers, preferably in a single mixer.
Способ в соответствии с изобретением включает стадию смешения (стадия 1), по меньшей мере, одного диенового эластомерного полимера (A) и, по меньшей мере, одной добавки для эластомерных компаундов, которая не является вулканизирующим агентом (B).The method according to the invention includes the step of mixing (step 1) at least one diene elastomeric polymer (A) and at least one elastomeric compound additive which is not a curing agent (B).
По меньшей мере, одна добавка для эластомерных компаундов, которую смешивают, по меньшей мере, с одним диеновым эластомерным полимером (A) на стадии смешения (1) может представлять собой, например, жирную кислоту (C), продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, возможно компатибилизирующий агент (E), армирующий наполнитель (H), антиоксидант (I), воск (L), пластификатор (M) и т.п.The at least one additive for elastomeric compounds which is mixed with at least one diene elastomeric polymer (A) in the mixing step (1) may be, for example, a fatty acid (C), a product (D) containing zinc , directly associated with a light-colored filler, possibly a compatibilizing agent (E), a reinforcing filler (H), an antioxidant (I), a wax (L), a plasticizer (M), etc.
Обычно на стадии смешения (1) никакой вулканизирующий агент (B) не добавляют и предпочтительно не добавляют даже агенты ускорения (F) или агенты замедления вулканизации (G).Generally, no curing agent (B) is added in the mixing step (1), and preferably not even accelerating agents (F) or curing delay agents (G) are added.
В одном варианте осуществления способ в соответствии с изобретением включает стадию смешения (стадию 1), по меньшей мере, одного диенового эластомерного полимера (A), по меньшей мере, одной жирной кислоты (С), по меньшей мере, одного продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, и только после их добавления и переработки, по меньшей мере, одного компатибилизирующего агента (E).In one embodiment, the process according to the invention comprises the step of mixing (step 1) at least one diene elastomeric polymer (A), at least one fatty acid (C), at least one product (D), containing zinc, directly associated with a light filler, and only after their addition and processing, at least one compatibilizing agent (E).
В одном варианте осуществления способ в соответствии с изобретением включает стадию смешения (стадия 1), по меньшей мере, одного диенового эластомерного полимера (A), по меньшей мере, одной жирной кислоты (С) и, по меньшей мере, одного продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем. В этом варианте способа, по меньшей мере, один продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, и, по меньшей мере, одну жирную кислоту (С) перерабатывают на стадии (1), при этом, по меньшей мере, один компатибилизирующий агент (E) подают на стадии (2).In one embodiment, the process according to the invention comprises the step of mixing (step 1) at least one diene elastomeric polymer (A), at least one fatty acid (C) and at least one product (D) , containing zinc, directly associated with a light filler. In this process variant, at least one product (D) containing zinc directly bound to the light filler and at least one fatty acid (C) is processed in step (1), wherein at least one compatibilizing agent (E) is fed into step (2).
В одном варианте осуществления способ в соответствии с изобретением включает стадию смешения (стадия 1), по меньшей мере, одного диенового эластомерного полимера (A), по меньшей мере, одной жирной кислоты (С), или, по меньшей мере, одного продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем. В этом варианте способа, по меньшей мере, один продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, или, по меньшей мере, одну жирную кислоту (С) соответственно можно добавлять и перерабатывать на стадии (2), после чего следует добавление, по меньшей мере, одного компатибилизирующего агента (E).In one embodiment, the process according to the invention comprises the step of mixing (step 1) at least one diene elastomeric polymer (A), at least one fatty acid (C), or at least one product (D ) containing zinc, directly associated with a light-colored filler. In this process variant, at least one product (D) containing zinc directly bound to the light filler, or at least one fatty acid (C), respectively, can be added and processed in step (2), followed by adding at least one compatibilizing agent (E).
Стадия смешения (1) по настоящему способу может включать несколько промежуточных технологический стадий, называемых здесь стадиями 1-0, 1-1, 1-2, 1-3 и т.д., отличающихся кратковременным прекращением смешения и добавлением одного или нескольких ингредиентов, но без промежуточной выгрузки компаунда.The mixing stage (1) according to the present method may include several intermediate technological stages, here called stages 1-0, 1-1, 1-2, 1-3, etc., characterized by a short cessation of mixing and the addition of one or more ingredients, but without intermediate unloading of the compound.
Предпочтительно в случае периодического способа, в котором стадия смешения (1) включает несколько промежуточных технологических стадий, промежуточные компаунды не выгружают, а перерабатывают в том же смесителе с добавлением соответствующих добавок.Preferably, in the case of a batch process, in which the mixing step (1) includes several intermediate processing steps, the intermediate compounds are not discharged, but are processed in the same mixer with the addition of appropriate additives.
Стадия смешения (1) предпочтительно включает начальную стадию перетирания (стадия 1-0), во время которой перерабатывают, по меньшей мере, один эластомерный полимер (A). При перетирании полимер подвергают механической и предпочтительно термической обработке для снижения его вязкости, увеличения его открытой поверхности и перерабатываемости, делая более легким введением добавок. Кроме того, в случае смесей нескольких полимеров (A), перетирание обеспечивает более хорошую гомогенность компаунда.The mixing step (1) preferably includes an initial grinding step (step 1-0) during which at least one elastomeric polymer (A) is processed. At grinding, the polymer is subjected to mechanical and preferably heat treatment to reduce its viscosity, increase its open surface and processability, making it easier to incorporate additives. In addition, in the case of mixtures of several polymers (A), grinding provides a better homogeneity of the compound.
Необязательно, по меньшей мере, одна жирная кислота (С) и/или, по меньшей мере, один продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, или другие добавки стадии 1, но предпочтительно не компатибилизирующий агент (E), могут быть введены при перетирании.Optionally, at least one fatty acid (C) and/or at least one product (D) containing zinc directly associated with a light filler, or other additives of
В настоящем способе, по меньшей мере, одна жирная кислота (С) может быть подана полностью или частично на стадии смешения (1).In the present method, at least one fatty acid (C) may be fed in whole or in part in the mixing step (1).
Предпочтительно всю жирную кислоту (C) подают на стадии смешения (1).Preferably all of the fatty acid (C) is fed into the mixing step (1).
Необязательно жирная кислота (C) может быть подана полностью или частично на стадии перетирания (стадия 1-0), если она присутствует.Optionally, the fatty acid (C) may be fed in whole or in part in the grinding step (step 1-0), if present.
С другой стороны, добавление жирной кислоты (C) также может быть разделено на несколько промежуточных стадий на стадии смешения (1), при условии, что они предшествуют стадии добавления компатибилизирующего агента (E).On the other hand, the addition of the fatty acid (C) can also be divided into several intermediate steps in the mixing step (1), provided that they precede the step of adding the compatibilizing agent (E).
В настоящем способе на стадии смешения (1), по меньшей мере, один продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, может быть подан полностью или частично.In the present method, in the mixing step (1), at least one product (D) containing zinc directly bound to the light-colored filler may be fed in whole or in part.
Предпочтительно весь продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, подают на стадии (1).Preferably, all of the product (D) containing zinc directly bound to the light filler is fed to step (1).
Необязательно продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, может быть подан полностью или частично на стадии перетирания (стадия 1-0), если она присутствует.Optionally, the product (D) containing zinc directly bound to the light filler may be fed in whole or in part to the grinding step (step 1-0) if present.
С другой стороны, добавление продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, также может быть разделено на несколько промежуточных стадий на стадии смешения (1), при условии, что они предшествуют стадии добавления компатибилизирующего агента (E).On the other hand, the addition of the product (D) containing zinc directly bound to the light-colored filler can also be divided into several intermediate steps in the mixing step (1), provided that they precede the step of adding the compatibilizing agent (E).
Предпочтительно продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, не подают на стадии перетирания (стадия 1-0), если она присутствует.Preferably, the product (D) containing zinc directly bound to the light filler is not fed to the grinding step (step 1-0), if present.
В настоящем способе на стадии смешения (1), если она присутствует, необязательно могут быть поданы другие добавки помимо, по меньшей мере, одной жирной кислоты (С), по меньшей мере, одного продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, и, по меньшей мере, одного компатибилизирующего агента (E), такие как, например, масла и воски.In the present method, in the mixing step (1), if present, other additives besides at least one fatty acid (C), at least one product (D) containing zinc directly associated with light filler, and at least one compatibilizing agent (E), such as, for example, oils and waxes.
В настоящем способе необязательная стадия перетирания (стадия 1-0) может быть проведена в смесителе периодического действия или в смесителе непрерывного действия, которые описаны выше, в течение времени, например, от 30 сек до 2 мин, при температурах смешения, как правило, от 70 до 155°C.In the present process, the optional grinding step (step 1-0) can be carried out in a batch mixer or in a continuous mixer as described above, for a time period of, for example, 30 seconds to 2 minutes, at mixing temperatures typically from 70 to 155°C.
На стадии смешения (1) смешивают, по меньшей мере, один эластомерный полимер (A) и возможно, по меньшей мере, одну жирную кислоту (С) и/или, по меньшей мере, один продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, и необязательно, если как жирную кислоту (C), так и продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, подают на этой стадии, по меньшей мере, один компатибилизирующий агент (E), при условии, что компатибилизирующий агент (E), если он присутствует на этой стадии, добавляют после подачи и переработки жирной кислоты (C) и продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем.In the mixing step (1), at least one elastomeric polymer (A) and optionally at least one fatty acid (C) and/or at least one product (D) containing directly bonded zinc are mixed. with a light filler, and optionally, if both the fatty acid (C) and the product (D) containing zinc directly associated with the light filler are served at this stage, at least one compatibilizing agent (E), provided that that the compatibilizing agent (E), if present at this stage, is added after the supply and processing of the fatty acid (C) and the product (D) containing zinc directly associated with the light filler.
Предпочтительно, по меньшей мере, одну жирную кислоту (С), по меньшей мере, один продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, и, по меньшей мере, один компатибилизирующий агент (E) все подают на стадии (1), всегда таким образом, что компатибилизирующий агент (E) добавляют после подачи и переработки жирной кислоты (C) и продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем.Preferably, at least one fatty acid (C), at least one product (D) containing zinc directly associated with a light filler, and at least one compatibilizing agent (E) are all served in stage (1 ), always in such a way that the compatibilizing agent (E) is added after the supply and processing of the fatty acid (C) and the product (D) containing zinc directly associated with the light filler.
Добавление, по меньшей мере, одного компатибилизирующего агента (E) может иметь место на одной или нескольких возможных промежуточных стадиях стадии смешения (1), предпочтительно не на стадии перетирания 1-0, или, с другой стороны, полностью или частично, на стадии (2), всегда при условии, что реакция между, по меньшей мере, одной жирной кислоты (С) и, по меньшей мере, одним продуктом (D), содержащим цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, по существу завершена до добавления компатибилизирующего агента (E).The addition of at least one compatibilizing agent (E) may take place in one or more possible intermediate stages of the mixing stage (1), preferably not in the 1-0 grinding stage, or, on the other hand, in whole or in part, in the stage ( 2), always provided that the reaction between at least one fatty acid (C) and at least one product (D) containing zinc directly bound to the light filler is essentially complete before the addition of the compatibilizing agent ( e).
Как правило, стадия переработки, по меньшей мере, одной жирной кислоты (С) и, по меньшей мере, одного продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, во время которой происходит реакция между жирной кислотой и цинком, продолжается, по меньшей мере, в течение 30 сек или больше при температуре смешения предпочтительно, по меньшей мере, равной, более предпочтительно выше чем, температура плавления жирной кислоты, обычно при температуре смешения, по меньшей мере, 70°C. Например, переработка может длиться, по меньшей мере, в течение 90 сек и при температуре смешения, по меньшей мере, 100°C, перед добавлением компатибилизирующего агента (E). Специалист в данной области техники может успешно изменить время переработки и температуру, в зависимости, например, от типа смесителя, перерабатываемой массы, типа полимера, типа жирной кислоты и ее температуры плавления.As a rule, the stage of processing at least one fatty acid (C) and at least one product (D) containing zinc directly associated with a light filler, during which a reaction between fatty acid and zinc occurs, continues, for at least 30 seconds or more at a mixing temperature preferably at least equal to, more preferably higher than, the melting point of the fatty acid, typically at a mixing temperature of at least 70°C. For example, processing may last for at least 90 seconds and at a mixing temperature of at least 100° C. before adding the compatibilizing agent (E). One skilled in the art can advantageously vary the processing time and temperature depending on, for example, the type of mixer, the mass being processed, the type of polymer, the type of fatty acid, and its melting point.
На стадии (1) смешение проводят при температурах смешения обычно между 70 и 160°C и в течение времени, как правило, от 2 до 20 мин.In step (1), the mixing is carried out at mixing temperatures typically between 70 and 160° C. and for a period of time typically from 2 to 20 minutes.
В случае двух или нескольких промежуточных стадий специалист в данной области техники способен определить оптимальные рабочие условия для каждой их них, принимая во внимание тип и предполагаемое применение компаунда, тип смесителя, компоненты, перерабатываемые на каждой промежуточной стадии, и необходимость по существу окончания реакции между жирной кислотой (C) и продуктом (D), содержащим цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, перед последующим добавлением компатибилизирующего агента (E).In the case of two or more intermediate steps, the person skilled in the art will be able to determine the optimal operating conditions for each of them, taking into account the type and intended use of the compound, the type of mixer, the components processed in each intermediate step, and the need to substantially end the reaction between the fatty acid (C) and product (D) containing zinc directly bound to the light filler before the subsequent addition of the compatibilizing agent (E).
В качестве ориентира, каждая промежуточная стадия на стадии (1) обычно длится в течение времени в интервале от 2 до 10 мин, и проводится при температурах смешения в интервале от 70 до 160°C.As a guide, each intermediate step in step (1) typically lasts for a time in the range of 2 to 10 minutes, and is carried out at mixing temperatures in the range of 70 to 160°C.
На стадии (1) настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда всегда может меняться, при условии, что любой компатибилизирующий агент (E) не подают до существенного завершения реакции между жирной кислотой (C) и продуктом (D), содержащим цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем.In step (1) of the present process, the order in which the compounding components are added can always be changed, provided that any compatibilizing agent (E) is not added until the reaction between the fatty acid (C) and the product (D) containing zinc directly bound to light filler.
В конце стадии (1) эластомерный компаунд подают в такой же или в другой смеситель для стадии введения вулканизирующих агентов (стадия 2).At the end of step (1), the elastomeric compound is fed into the same or a different mixer for the step of introducing vulcanizing agents (step 2).
До начала проведения стадии (2) может быть полезно проводить стадию выгрузки и/или выдерживания в покое невулканизируемого эластомерного компаунда, чтобы обеспечить завершение каких-либо реакций.Before starting step (2), it may be useful to carry out a step of unloading and/or resting the uncured elastomeric compound to ensure that any reactions are completed.
Предпочтительно компаунд стадии (1) выгружают до начала проведения стадии (2).Preferably, the compound of step (1) is discharged before the start of step (2).
На последующей стадии (2) вводят, по меньшей мере, один вулканизирующий агент (B). Необязательно на стадии (2) могут быть добавлены, по меньшей мере, один ускоряющий вулканизацию агент (F), по меньшей мере, один замедляющий вулканизацию агент (G) и, если уже не добавлены полностью на стадии смешения (1), по меньшей мере, одна жирная кислота (С) и/или, по меньшей мере, одно соединение цинка, закрепленное на светлом наполнителе (D), и по окончании их добавления и переработки, по меньшей мере, один компатибилизирующий агент (E).In the subsequent step (2), at least one curing agent (B) is added. Optionally, at least one vulcanization accelerating agent (F), at least one vulcanization retarding agent (G) can be added in step (2) and, if not already fully added in mixing step (1), at least , one fatty acid (C) and/or at least one zinc compound fixed on a light-colored filler (D), and after their addition and processing, at least one compatibilizing agent (E).
Стадия смешения (2) настоящего способа может включать несколько промежуточных технологических стадий, называемых стадиями 2-0, 2-1, 2-2 и т.д., отличающихся кратковременным прекращением смешения, чтобы обеспечить добавление одного или нескольких ингредиентов, но без промежуточной выгрузки компаунда.The mixing step (2) of the present process may include several intermediate processing steps, referred to as steps 2-0, 2-1, 2-2, etc., characterized by a short interruption of mixing to allow the addition of one or more ingredients, but without intermediate discharge compound.
В способе получения эластомерных компаундов в соответствии с изобретением, если компатибилизатор (E) подают на более чем одной стадии, добавление, по меньшей мере, одной жирной кислоты (С) и, по меньшей мере, одного продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, должно происходить на одной или нескольких стадиях, предшествующих первой стадии подачи компатибилизирующего агента (E).In the process for producing elastomeric compounds according to the invention, if the compatibilizer (E) is supplied in more than one stage, the addition of at least one fatty acid (C) and at least one zinc-containing product (D) directly associated with a light filler, should occur in one or more stages preceding the first stage of supplying the compatibilizing agent (E).
На стадии (2) настоящего способа температуру смешения обычно поддерживают ниже 160°C, предпочтительно при 140°C, более предпочтительно при 120°C, чтобы исключить нежелательное явление предварительной сшивки.In step (2) of the present method, the mixing temperature is usually maintained below 160°C, preferably at 140°C, more preferably at 120°C, in order to avoid the undesirable phenomenon of pre-crosslinking.
Обычно на стадии (2) смешение может быть проведено при температурах смешения между 70 и 155°C и в течение времени от 2 до 10 мин.Typically, in step (2), the mixing can be carried out at mixing temperatures between 70 and 155° C. and for a period of 2 to 10 minutes.
В конце стадии (2) рассматриваемый способ включает стадию выгрузки вулканизируемого эластомерного компаунда, который будет предназначен для последующих типичных технологических стадий производства шин и их компонентов.At the end of step (2), the process in question includes the step of discharging the vulcanizable elastomeric compound, which will be destined for subsequent typical manufacturing steps in the production of tires and their components.
На одной или нескольких стадиях настоящего способа могут быть добавлены другие добавки, обычно используемые при производстве шинных компаундов, которые выбирают на основании конкретного варианта применения, для которого предназначена композиция. Например, могут быть добавлены следующие компоненты: противостарители, пластификаторы, адгезивы, антиозонанты, модифицирующие смолы или их смеси.Other additives commonly used in the production of tire compounds may be added at one or more stages of the present process, which are selected based on the particular application for which the composition is intended. For example, the following components can be added: antioxidants, plasticizers, adhesives, antiozonants, modifying resins, or mixtures thereof.
В настоящем способе, по меньшей мере, один диеновый эластомерный полимер (A) может быть выбран из полимеров, обычно используемых в эластомерных композициях, вулканизируемых серой, которые особенно приемлемы для производства шин, то есть, из числа эластомерных полимеров или сополимеров с ненасыщенной цепочкой, имеющих температуру стеклования (Tст) обычно ниже 20°C, предпочтительно в интервале от 0 до -110°C.In the present method, at least one diene elastomeric polymer (A) may be selected from polymers commonly used in sulfur curable elastomeric compositions that are particularly suitable for tire production, i.e., from among elastomeric polymers or unsaturated chain copolymers, having a glass transition temperature (T article ) usually below 20°C, preferably in the range from 0 to -110°C.
Предпочтительно диеновый эластомерный полимер имеет средневесовую молекулярную массу (Mw) выше чем 80000 г/моль.Preferably, the diene elastomeric polymer has a weight average molecular weight (Mw) greater than 80,000 g/mol.
Эти полимеры или сополимеры могут быть природного происхождения или могут быть получены путем полимеризации в растворе, эмульсионной полимеризации или газо-фазной полимеризации одного или нескольких сопряженных диолефинов, необязательно смешанных, по меньшей мере, с одним сомономером, выбираемым из моновиниларенов и/или полярных сомономеров, в количестве, не превышающем 60% масс.These polymers or copolymers may be of natural origin or may be obtained by solution polymerization, emulsion polymerization or gas phase polymerization of one or more conjugated diolefins, optionally mixed with at least one comonomer selected from monovinylarenes and/or polar comonomers, in an amount not exceeding 60% of the mass.
Сопряженные диолефины обычно содержат от 4 до 12, предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода и могут быть выбраны, например, из группы, включающей 1,3-бутадиен, изопрен, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 1,3-пентадиен, 1,3-гексадиен, 3-бутил-1,3-октадиен, 2-фенил-1,3-бутадиен и их смеси.Conjugated diolefins generally contain 4 to 12, preferably 4 to 8 carbon atoms and may be selected, for example, from the group consisting of 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3 -pentadiene, 1,3-hexadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene and mixtures thereof.
Особенно предпочтительными являются 1,3-бутадиен и изопрен.Especially preferred are 1,3-butadiene and isoprene.
Моновиниларены, которые необязательно могут быть использованы в качестве сомономеров, обычно содержат от 8 до 20, предпочтительно от 8 до 12 атомов углерода и могут быть выбраны, например, из числа стирола, 1-винилнафталина, 2-винилнафталина, различных алкильных, циклоалкильных, арильных, алкиларильных или арилалкильных производных стирола, таких как, например, α-метил-стирол, 3-метилстирол, 4-пропилстирол, 4-циклогексилстирол, 4-додецилстирол, 2-этил-4-бензилстирол, 4-п-толилстирол, 4-(4-фенилбутил)стирол и их смеси. Особенно предпочтителен стирол.Monovinylarenes, which may optionally be used as comonomers, generally contain from 8 to 20, preferably from 8 to 12 carbon atoms and may be selected, for example, from styrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, various alkyl, cycloalkyl, aryl , alkylaryl or arylalkyl derivatives of styrene, such as, for example, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylstyrene, 2-ethyl-4-benzylstyrene, 4-p-tolylstyrene, 4- (4-phenylbutyl)styrene and mixtures thereof. Styrene is especially preferred.
Полярные сомономеры, которые необязательно могут быть использованы, могут быть выбраны, например, из числа винил-пиридина, винилхинолина, акриловой кислоты и эфиров алкил-акриловой кислоты, нитрилов или их смесей, таких как, например, метилакрилат, этилакрилат, метилметакрилат, этилметакрилат, акрилонитрил и их смеси.Polar comonomers, which may optionally be used, may be selected, for example, from vinyl pyridine, vinyl quinoline, acrylic acid and alkyl-acrylic acid esters, nitriles or mixtures thereof, such as, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, acrylonitrile and mixtures thereof.
Предпочтительно диеновый эластомерный полимер (A), который может быть использован в настоящем изобретении, может быть выбран, например, из числа цис-1,4-полиизопрена (натурального или синтетического, предпочтительно натурального каучука), 3,4-полиизопрена, полибутадиена (в частности полибутадиена с высоким 1,4-цис содержанием), необязательно галогенированных изопрен/изобутеновых сополимеров, 1,3-бутадиен/акрилонитрильных сополимеров, стирол/1,3-бутадиеновых сополимеров, стирол/изопрен/1,3-бутадиеновых сополимеров, стирол/1,3-бутадиен/акрилонитрильных сополимеров и их смесей.Preferably, the diene elastomeric polymer (A) which can be used in the present invention may be selected from, for example, cis-1,4-polyisoprene (natural or synthetic, preferably natural rubber), 3,4-polyisoprene, polybutadiene (in in particular polybutadiene with a high 1,4-cis content), optionally halogenated isoprene/isobutene copolymers, 1,3-butadiene/acrylonitrile copolymers, styrene/1,3-butadiene copolymers, styrene/isoprene/1,3-butadiene copolymers, styrene/ 1,3-butadiene/acrylonitrile copolymers and mixtures thereof.
Описанный выше вулканизируемый эластомерный компаунд вероятно может содержать эластомерный полимер из одного или нескольких моноолефинов с олефиновым сомономером или его производными (A’). Моноолефины могут быть выбраны из этилена и α-олефинов, обычно содержащих от 3 до 12 атомов углерода, таких как, например, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен и их смеси. Предпочтительны следующие: сополимеры этилена и α-олефина, необязательно с диеном; гомополимеры изобутена или его сополимеры с небольшими количествами диена, которые необязательно, по меньшей мере, частично галогенированы. Потенциально присутствующий диен обычно содержит от 4 до 20 атомов углерода и предпочтительно выбран из 1,3-бутадиена, изопрена, 1,4-гексадиена, 1,4-циклогексадиена, 5-этилиден-2-норборнена, 5-метилиден-2-норборнена, винилнорборнена и их смесей. Из них следующие сополимеры особенно предпочтительны: этилен/пропиленовые (EPR) сополимеры или этилен/пропилен/диеновые (EPDM) сополимеры; полиизобутен; бутилкаучук; галогенированные бутилкаучуки, особенно хлорбутил- или бромбутил-каучуки; или их смеси.The vulcanizable elastomeric compound described above may conceivably comprise an elastomeric polymer of one or more monoolefins with an olefin comonomer or derivatives thereof (A'). The mono-olefins may be selected from ethylene and α-olefins, typically having 3 to 12 carbon atoms, such as, for example, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, and mixtures thereof. The following are preferred: ethylene-α-olefin copolymers, optionally with a diene; isobutene homopolymers or copolymers thereof with small amounts of a diene, which are optionally at least partially halogenated. The potentially present diene typically contains 4 to 20 carbon atoms and is preferably selected from 1,3-butadiene, isoprene, 1,4-hexadiene, 1,4-cyclohexadiene, 5-ethylidene-2-norbornene, 5-methylidene-2-norbornene , vinylnorbornene and mixtures thereof. Of these, the following copolymers are particularly preferred: ethylene/propylene (EPR) copolymers or ethylene/propylene/diene (EPDM) copolymers; polyisobutene; butyl rubber; halogenated butyl rubbers, especially chlorobutyl or bromobutyl rubbers; or mixtures thereof.
Диеновый эластомерный полимер (A) или эластомерный полимер (A’), функционализированные по реакции с подходящими агентами обрыва цепи или связующими агентами, также могут быть использованы. В частности, диеновые эластомерные полимеры, полученные анионной полимеризацией в присутствии металлорганического инициатора (особенно литийорганического инициатора), могут быть функционализированы при взаимодействии остаточных металлорганических групп, образованных из инициатора, с подходящими агентами обрыва цепи или связующими агентами, такими как, например, имины, карбодиимиды, галогениды алкил-олова, замещенные бензофеноны, алкоксисиланы или арилоксисиланы.Diene elastomeric polymer (A) or elastomeric polymer (A') functionalized by reaction with suitable chain terminators or coupling agents can also be used. In particular, diene elastomeric polymers obtained by anionic polymerization in the presence of an organometallic initiator (especially an organolithium initiator) can be functionalized by reacting residual organometallic groups derived from the initiator with suitable chain terminators or coupling agents, such as, for example, imines, carbodiimides , alkyltin halides, substituted benzophenones, alkoxysilanes or aryloxysilanes.
В настоящем способе для получения вулканизируемого эластомерного компаунда, по меньшей мере, один эластомерный полимер (A) может содержать один или несколько диеновых эластомерных полимеров (A), определенных выше, в смеси, которая может быть успешно подвергнута стадии перетирания (стадия 1-0) для лучшего смешения.In the present method for obtaining a vulcanizable elastomeric compound, at least one elastomeric polymer (A) may contain one or more diene elastomeric polymers (A) as defined above in a mixture that can be successfully subjected to a grinding step (step 1-0) for better mixing.
В настоящем способе количество используемого, по меньшей мере, одного эластомерного полимера (A) или смеси двух или более эластомерных полимеров (A), определенных выше, составляет в сумме 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука.In the present method, the amount of at least one elastomeric polymer (A) or a mixture of two or more elastomeric polymers (A) as defined above to be used is 100 parts by mass/100 parts by mass. rubber.
В настоящем способе, по меньшей мере, один вулканизирующий агент (B) предпочтительно выбирают из серы или, с другой стороны, серосодержащих молекул (доноров серы), таких как, например, дисульфид капролактама (CLD), бис(триалкоксисилил)-пропил]полисульфиды, дитиофосфаты, фосфорилполисульфид (SDT) и их смеси.In the present process, the at least one curing agent (B) is preferably selected from sulfur or, on the other hand, sulfur-containing molecules (sulfur donors) such as, for example, caprolactam disulfide (CLD), bis(trialkoxysilyl)-propyl]polysulfides , dithiophosphates, phosphoryl polysulfide (SDT) and mixtures thereof.
Предпочтительно вулканизирующий агент (B) представляет собой серу, предпочтительно выбираемую из растворимой серы (кристаллическая сера), нерастворимой серы (полимерная сера), диспергированной в масле серы и их смесей.Preferably, the vulcanizing agent (B) is sulfur, preferably selected from soluble sulfur (crystalline sulfur), insoluble sulfur (polymeric sulfur), oil-dispersed sulfur, and mixtures thereof.
Промышленные примеры подходящих вулканизирующих агентов (B) представляют собой 65%-ную серу, известную под торговым наименованием Rhenogran от компании Lanxess, 67%-ную серу, известную под торговым наименованием Crystex OT33 от компании Eastman, 95%-ную серу, известную под торговым наименованием Solvay SchwefelKC, ромбическую кристаллическую серу, известную под торговым наименованием Sulphur (1% масла и 0,3% диоксида кремния) от компании Zolfindustria.Commercial examples of suitable vulcanizing agents (B) are 65% sulfur known under the trade name Rhenogran from Lanxess, 67% sulfur known under the trade name Crystex OT33 from Eastman, 95% sulfur known under the trade name name Solvay SchwefelKC, rhombic crystalline sulfur, known under the trade name Sulfur (1% oil and 0.3% silica) from the company Zolfindustria.
Вулканизирующий агент (B) может присутствовать в вулканизируемом эластомерном компаунде в суммарном количестве обычно от 0,1 до 15 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно от 0,5 до 10 масс.ч./100 масс.ч. каучука, даже более предпочтительно от 1 до 7 масс.ч./100 масс.ч. каучука.The curing agent (B) may be present in the curable elastomeric compound in a total amount of typically 0.1 to 15 parts by weight/100 parts by weight. rubber, preferably from 0.5 to 10 wt.h./100 wt.h. rubber, even more preferably from 1 to 7 wt.h./100 wt.h. rubber.
Рассматриваемый эластомерный компаунд может содержать в смеси один или несколько вулканизирующих агентов (B), описанных выше.The elastomeric compound in question may contain, in a mixture, one or more of the curing agents (B) described above.
В настоящем способе вулканизирующий агент (B) предпочтительно используют вместе с адъювантами, такими как ускорители и/или замедлители вулканизации, которые известны специалисту в данной области техники.In the present method, the vulcanizing agent (B) is preferably used together with adjuvants such as vulcanization accelerators and/or retarders, which are known to the person skilled in the art.
В настоящем способе предпочтительно жирную кислоту (C) выбирают из насыщенных или ненасыщенных жирных кислот, содержащих от 8 до 26 атомов углерода, их сложных эфиров, их солей и их смесей.In the present method, preferably the fatty acid (C) is selected from saturated or unsaturated fatty acids having from 8 to 26 carbon atoms, their esters, their salts and mixtures thereof.
Предпочтительными жирными кислотами являются лауриновая кислота (C12), миристиновая кислота (C14), пальмитиновая кислота (C16), стеариновая кислота (C18), бегеновая кислота (C22), лигноцериновая кислота (C24).Preferred fatty acids are lauric acid (C12), myristic acid (C14), palmitic acid (C16), stearic acid (C18), behenic acid (C22), lignoceric acid (C24).
Примерами смесей жирных кислот являются смесь C18/C16 (стеариновая кислота и пальмитиновая кислота), C12/C14 (лауриновая кислота и миристиновая кислота), C22/C24 (бегеновая кислота и лигноцериновая кислота).Examples of fatty acid mixtures are C18/C16 (stearic acid and palmitic acid), C12/C14 (lauric acid and myristic acid), C22/C24 (behenic acid and lignoceric acid) mixture.
Предпочтительно жирная кислота (C) представляет собой стеариновую кислоту или ее эфир или соль, более предпочтительно стеариновую кислоту.Preferably the fatty acid (C) is stearic acid or an ester or salt thereof, more preferably stearic acid.
В настоящем способе получения вулканизируемого эластомерного компаунда суммарное количество жирной кислоты (C) обычно находится в интервале между 0,05 и 20 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно в интервале между 0,1 и 15 масс.ч./100 масс.ч. каучука, более предпочтительно в интервале между 0,5 и 5 масс.ч./100 масс.ч. каучука.In the present process for preparing a vulcanizable elastomeric compound, the total amount of fatty acid (C) is usually in the range between 0.05 and 20 mass/100 mass. rubber, preferably in the range between 0.1 and 15 wt.h./100 wt.h. rubber, more preferably in the range between 0.5 and 5 wt.h./100 wt.h. rubber.
Продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, или активирующий наполнитель (D) предпочтительно представляет собой неорганическое соединение, содержащее продукт цинка, предпочтительно оксида цинка или гидроксида цинка, в котором цинк связан непосредственно с поверхностью светлого наполнителя.Product (D) containing zinc directly bonded to the light-colored filler or activating filler (D) is preferably an inorganic compound containing a zinc product, preferably zinc oxide or zinc hydroxide, in which zinc is bonded directly to the surface of the light-colored filler.
Цинк, присутствующий в продукте (D), находится в форме, например, оксида цинка, гидроксида цинка, соли двухвалентного цинка, такой как ацетат цинка или силикат цинка, или их смесей, но не в виде металлического цинка (Zn0). Предпочтительно цинк присутствует в виде оксида цинка.The zinc present in product (D) is in the form of, for example, zinc oxide, zinc hydroxide, a divalent zinc salt such as zinc acetate or zinc silicate, or mixtures thereof, but not as zinc metal (Zn 0 ). Preferably the zinc is present in the form of zinc oxide.
Предпочтительно продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, содержит оксид цинка, закрепленный на диоксиде кремния.Preferably, the product (D) containing zinc directly bonded to the light-colored filler contains zinc oxide fixed on silica.
Предпочтительно оксид цинка, закрепленный на светлом наполнителе, представляет собой оксид цинка в виде частиц среднего размера между 3 и 100 нм, предпочтительно между 4 и 10 нм (наночастицы).Preferably, the zinc oxide fixed on the light-colored filler is zinc oxide in the form of medium particle sizes between 3 and 100 nm, preferably between 4 and 10 nm (nanoparticles).
Наночастицы оксида цинка могут быть аморфными или кристаллическими, и с разной морфологией, например, сферические, тетрагональные, орторомбические, моноклинные или триклинные. Предпочтительно наночастицы оксида цинка являются аморфными.Zinc oxide nanoparticles can be amorphous or crystalline, and with different morphologies, such as spherical, tetragonal, orthorhombic, monoclinic or triclinic. Preferably, the zinc oxide nanoparticles are amorphous.
Содержание цинка в продукте (D), содержащем цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, обычно может находиться в интервале от 0,5 до 50% масс., предпочтительно от 1 до 25%, более предпочтительно от 7 до 14% масс. относительно общей массы продукта (D).The zinc content of the product (D) containing zinc directly bound to the light filler can generally be in the range of 0.5 to 50% by mass, preferably 1 to 25%, more preferably 7 to 14% by mass. relative to the total weight of the product (D).
Содержание цинка может быть определено, например, с помощью анализа ICP-AES (атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, АЭ-ИСП), как описано в экспериментальной части.The zinc content can be determined, for example, using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry, ICP-AE) analysis, as described in the experimental part.
Продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, предпочтительно имеет содержание оксида цинка от 1 до 65%, предпочтительно от 5 до 30%, более предпочтительно от 7 до 15% масс. относительно общей массы продукта (D).The product (D) containing zinc directly bonded to the light filler preferably has a zinc oxide content of 1 to 65%, preferably 5 to 30%, more preferably 7 to 15% by mass. relative to the total weight of the product (D).
Светлый наполнитель, к которому присоединяется цинк, может представлять собой любой обычный светлый армирующий наполнитель, который имеет гидроксильные группы на поверхности.The light-colored filler to which the zinc is attached can be any conventional light-colored reinforcing filler that has hydroxyl groups on the surface.
Светлый наполнитель предпочтительно выбирают из диоксида кремния и силикатов в форме волокон, чешуек или гранул, таких как бентонит, нонтронит, бейделлит, волконскоит, гекторит, сапонит, сауконит, вермикулит, серицит, сепиолит, палыгорскит, также известный как аттапульгит, монтмориллонит, аллоизит и т.п., возможно модифицированных кислотной обработкой и/или подвергнутых дериватизации, и их смесей, более предпочтительно наполнителем является диоксид кремния.The light filler is preferably selected from silica and silicates in the form of fibers, flakes or granules, such as bentonite, nontronite, beidellite, wolkonskoite, hectorite, saponite, sauconite, vermiculite, sericite, sepiolite, palygorskite, also known as attapulgite, montmorillonite, alloisite and the like, optionally acid-treated and/or derivatized, and mixtures thereof, more preferably the filler is silica.
Диоксид кремния, на котором закреплено соединение цинка, может меняться по форме, удельной площади поверхности и размеру.The silica on which the zinc compound is attached can vary in shape, specific surface area and size.
Примерами диоксида кремния являются пирогенный диоксид кремния, осажденный аморфный диоксид кремния, влажный диоксид кремния (гидратированная кремниевая кислота) или их смеси.Examples of silica are pyrogenic silica, precipitated amorphous silica, wet silica (hydrated silicic acid), or mixtures thereof.
Примерами подходящих промышленных диоксидов кремния являются осажденный диоксид кремния Rhodia Zeosil MP1165 (удельная площадь поверхности по БЭТ 160 м2/г), Ultrasil VN3 GR (удельная площадь поверхности по БЭТ 180 м2/г) и Zeosil 1115 MP (удельная площадь поверхности по БЭТ 95-120 м2/г).Examples of suitable industrial silicas are precipitated silica Rhodia Zeosil MP1165 (BET specific surface area 160 m 2 /g), Ultrasil VN3 GR (BET specific surface area 180 m 2 /g) and Zeosil 1115 MP (BET specific surface area 95-120 m 2 /g).
Предпочтительно диоксид кремния имеет удельную площадь поверхности (БЭТ), по меньшей мере, 120 м2/г, более предпочтительно, по меньшей мере, 140 м2/г.Preferably the silica has a specific surface area (BET) of at least 120 m 2 /g, more preferably at least 140 m 2 /g.
Предпочтительно диоксид кремния имеет удельную площадь поверхности (БЭТ) меньше чем 220 м2/г, более предпочтительно меньше чем или равную 180 м2/г.Preferably the silica has a specific surface area (BET) of less than 220 m 2 /g, more preferably less than or equal to 180 m 2 /g.
На ФИГ. 2 представлено изображение в ПЭМ (TEM), взятое из статьи Chemical Engineering Journal 275 (2015) 245-252, активирующего наполнителя, подходящего для использования в рассматриваемом способе, который содержит наночастицы оксида цинка, закрепленные на диоксиде кремния.FIG. 2 is a TEM image (TEM) taken from the Chemical Engineering Journal article 275 (2015) 245-252 of an activating excipient suitable for use in the present process, which contains zinc oxide nanoparticles supported on silica.
Продукт (D), содержащий цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, может быть получен и охарактеризован в соответствии с известными методами, например, описанными в статьях Chem. Eng. 275 (2015), 245-252 или Solid State Phenom. 151 (2009) 264-268, или которые приведены в данной экспериментальной части.The product (D) containing zinc directly bound to the light-colored filler can be obtained and characterized according to known methods, for example, those described in Chem. Eng. 275 (2015), 245-252 or Solid State Phenom. 151 (2009) 264-268, or which are given in this experimental part.
В настоящем способе получения вулканизируемого эластомерного компаунда суммарное количество продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, в эластомерном компаунде находится между 1 и 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно между 5 и 80 масс.ч./100 масс.ч. каучука, более предпочтительно между 10 и 30 масс.ч./100 масс.ч. каучука.In the present process for preparing a vulcanizable elastomer compound, the total amount of product (D) containing zinc directly bonded to a light-colored filler in the elastomer compound is between 1 and 100 parts by mass/100 parts by mass. rubber, preferably between 5 and 80 wt.h./100 wt.h. rubber, more preferably between 10 and 30 wt.h./100 wt.h. rubber.
В настоящем способе добавляют, по меньшей мере, один компатибилизирующий агент (E).In the present method, at least one compatibilizing agent (E) is added.
Термин «компатибилизирующий агент (E)» обычно означает соединение, способное взаимодействовать с армирующим наполнителем, в частности, со светлым наполнителем, таким как диоксид кремния, и связывать его с диеновым эластомерным полимером во время вулканизации.The term "compatibilizing agent (E)" generally means a compound capable of reacting with a reinforcing filler, in particular a light-colored filler such as silica, and bonding it to the diene elastomeric polymer during vulcanization.
В настоящем способе компатибилизирующий агент (E) обычно представляет собой силан, выбираемый из силанов, имеющих, по меньшей мере, одну гидролизуемую группу, которые могут быть описаны, например, следующей общей формулой (I):In the present method, the compatibilizing agent (E) is usually a silane selected from silanes having at least one hydrolyzable group, which can be described, for example, by the following general formula (I):
(R)3Si-CnH2n-X (I),(R) 3 Si-C n H 2n -X (I),
где группы R, которые могут быть одинаковыми или разными, выбирают из алкильных, алкокси- или арилокси-групп или из атомов галогена, при условии, что, по меньшей мере, одна из групп R представляет собой алкокси- или арилокси-группу или атом галогена; n представляет собой целое число от 1 до 6 включительно; X представляет собой группу, выбираемую из азотистой, меркапто-, амино-группы, эпоксидной, винильной, имидной группы, хлора, -(S)mCnH2n-Si-(R)3 и -S-COR, где m и n представляют собой целые числа от 1 до 6 включительно и группы R имеют определенные выше значения.where the R groups, which may be the same or different, are selected from alkyl, alkoxy or aryloxy groups or from halogen atoms, provided that at least one of the R groups is an alkoxy or aryloxy group or a halogen atom ; n is an integer from 1 to 6 inclusive; X is a group selected from nitrogen, mercapto, amino, epoxy, vinyl, imide, chlorine, -(S) m C n H 2n -Si-(R) 3 and -S-COR, where m and n are integers from 1 to 6 inclusive, and the R groups are as defined above.
Предпочтительными компатибилизирующими агентами (E) являются бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид (TESPT) и бис(3-триэтоксисилилпропил)дисульфид (TESPD).Preferred compatibilizing agents (E) are bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide (TESPT) and bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide (TESPD).
Промышленным примером подходящего компатибилизирующего агента (E) является TESPT или бис(3-триэтоксисилилпропил)-тетрасульфид Si69, поставляемый на рынок компанией Evonik.A commercial example of a suitable compatibilizing agent (E) is TESPT or bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide Si69 marketed by Evonik.
Предпочтительно компатибилизирующий агент (E) вводят в эластомерный компаунд в суммарном количестве между 0,1 и 20 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно между 0,5 и 10 масс.ч./100 масс.ч. каучука.Preferably, the compatibilizing agent (E) is incorporated into the elastomeric compound in a total amount between 0.1 and 20 parts by mass/100 parts by mass. rubber, preferably between 0.5 and 10 wt.h./100 wt.h. rubber.
Рассматриваемый эластомерный компаунд может содержать в смеси один или несколько компатибилизирующих агентов (E), определенных выше.The elastomeric compound in question may contain in admixture one or more compatibilizing agents (E) as defined above.
В настоящем способе ускоритель вулканизации (F) предпочтительно выбирают из дитиокарбаматов, гуанидинов, тиомочевин, тиазолов, сульфенамидов, сульфенимидов, тиурамов, аминов, ксантогенатов и их смесей.In the present process, the vulcanization accelerator (F) is preferably selected from dithiocarbamates, guanidines, thioureas, thiazoles, sulfenamides, sulfenimides, thiurams, amines, xanthates and mixtures thereof.
Предпочтительно ускоритель (F) выбирают из N-циклогексил-2-бензотиазолсульфенамида (CBS), N-трет-бутил-2-бензотиазол-сульфенамида (TBBS) и их смесей.Preferably the accelerator (F) is selected from N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide (TBBS) and mixtures thereof.
Промышленным примером подходящего ускорителя (F) является N-циклогексил-2-бензотиазолсульфенамид Vulkacit® (CBS или CZ), поставляемый на рынок компанией Lanxess.A commercial example of a suitable accelerator (F) is N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide Vulkacit® (CBS or CZ) marketed by Lanxess.
Ускоритель (F) может присутствовать в вулканизируемом эластомерном компаунде в суммарном количестве обычно в интервале между 0,05 и 10 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно между 0,1 и 5 масс.ч./100 масс.ч. каучука.The accelerator (F) may be present in the vulcanizable elastomer compound in a total amount typically between 0.05 and 10 wt/100 wt. rubber, preferably between 0.1 and 5 wt.h./100 wt.h. rubber.
Рассматриваемый эластомерный компаунд может содержать в смеси один или несколько ускорителей (F), определенных выше.The elastomeric compound in question may contain one or more accelerators (F) as defined above in the mixture.
В настоящем способе замедлитель вулканизации (G) может быть выбран, например, из мочевины, фталевого ангидрида, N-нитрозо-дифениламин, N-циклогексилтиофталимида (CTP или PVI) и их смесей.In the present process, the vulcanization retardant (G) may be selected from, for example, urea, phthalic anhydride, N-nitroso-diphenylamine, N-cyclohexylthiophthalimide (CTP or PVI) and mixtures thereof.
Промышленным примером подходящего замедлителя (G) является N-циклогексилтиофталимид VULKALENT G от компании Lanxess.A commercial example of a suitable moderator (G) is N-cyclohexylthiophthalimide VULKALENT G from Lanxess.
Замедлитель (G) может присутствовать в вулканизируемом эластомерном компаунде в количестве, обычно находящемся в интервале между 0,05 и 2 масс.ч./100 масс.ч. каучука.The retarder (G) may be present in the vulcanizable elastomer compound in an amount typically in the range between 0.05 and 2 parts by weight/100 parts by weight. rubber.
Рассматриваемый эластомерный компаунд может содержать в смеси один или несколько замедлителей (G), определенных выше.The elastomeric compound in question may contain in the mixture one or more retarders (G) as defined above.
Предпочтительно в настоящем способе предпочтительно на стадии смешения (1) могут быть поданы одна или несколько необязательных добавок, таких как, например, по меньшей мере, один армирующий наполнитель (H), по меньшей мере, один антиоксидант (I), по меньшей мере, один воск (L) и, по меньшей мере, один пластификатор (M).Preferably, in the present process, one or more optional additives, such as, for example, at least one reinforcing filler (H), at least one antioxidant (I), at least one wax (L) and at least one plasticizer (M).
В настоящем способе под армирующем наполнителем понимают обычный наполнитель, в котором отсутствует соединение цинка, закрепленное на его поверхности.In the present method, a reinforcing filler is understood to mean a conventional filler in which there is no zinc compound attached to its surface.
В настоящем способе армирующий наполнитель (H) выбирают из углеродной сажи, обычного диоксида кремния, такого как диоксид кремния из песка, осажденный сильными кислотами, предпочтительно аморфный, гидротальцита, диатомовой земли, карбоната кальция, диоксида титана, талька, оксида алюминия, алюмосиликатов, каолина, силикатных волокон и их смесей.In the present method, the reinforcing filler (H) is selected from carbon black, conventional silica such as sand silica precipitated with strong acids, preferably amorphous, hydrotalcite, diatomaceous earth, calcium carbonate, titanium dioxide, talc, alumina, aluminosilicates, kaolin , silicate fibers and mixtures thereof.
Предпочтительно дополнительный армирующий наполнитель (H) выбирают из углеродной сажи, обычного диоксида кремния, силикатных волокон и их смесей, предпочтительно им является диоксид кремния.Preferably, the additional reinforcing filler (H) is selected from carbon black, conventional silica, silicate fibers and mixtures thereof, preferably silica.
Углеродная сажа может быть выбрана из сажи стандартного сорта для шин или имеющей удельную площадь поверхности не меньше чем 20 м2/г, более предпочтительно больше чем 50 м2/г (измеренную в соответствии со стандартом ASTM D6556-16).The carbon black may be selected from standard tire grade carbon black or having a specific surface area of not less than 20 m 2 /g, more preferably greater than 50 m 2 /g (measured in accordance with ASTM D6556-16).
Промышленным примером подходящего армирующего наполнителя (H) является диоксид кремния Zeosil 1165MP от компании Solvay Rhodia.A commercial example of a suitable reinforcing filler (H) is Zeosil 1165MP silica from Solvay Rhodia.
Промышленными примерами углеродной сажи являются N375 или N234, поставляемые на рынок компанией Birla Group (Индия) или Cabot Corporation.Commercial examples of carbon black are N375 or N234 marketed by Birla Group (India) or Cabot Corporation.
Армирующий наполнитель (H) может присутствовать в вулканизируемом эластомерном компаунде в количестве, обычно находящемся в интервале между 0 и 120 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно между 3 и 80 масс.ч./100 масс.ч. каучука.The reinforcing filler (H) may be present in the vulcanizable elastomeric compound in an amount typically in the range between 0 and 120 wt/100 wt. rubber, preferably between 3 and 80 wt.h./100 wt.h. rubber.
В одном варианте осуществления армирующий наполнитель (H) может отсутствовать, и в этом случае армирующую функцию выполняет продукт (D).In one embodiment, the reinforcing filler (H) may be absent, in which case the reinforcing function is performed by the product (D).
В некоторых областях применения эластомерный компаунд, полученный в соответствии с настоящим способом, может содержать, по меньшей мере, 1 масс.ч./100 масс.ч. каучука, более предпочтительно, по меньшей мере, 2 масс.ч./100 масс.ч. каучука, более предпочтительно, по меньшей мере, 3 или 4 масс.ч./100 масс.ч. каучука углеродной сажи, что успешно защищает эластомер от старения, вызываемого действием ультрафиолетового излучения.In some applications, the elastomeric compound obtained in accordance with the present method may contain at least 1 wt.h./100 wt.h. rubber, more preferably at least 2 mass/100 mass. rubber, more preferably at least 3 or 4 wt.h./100 wt.h. carbon black rubber, which successfully protects the elastomer from aging caused by ultraviolet radiation.
Рассматриваемый эластомерный компаунд может содержать один или несколько армирующих наполнителей (H), определенных выше, в смеси.The elastomeric compound in question may contain one or more reinforcing fillers (H) as defined above in a mixture.
В настоящем способе в качестве антиоксиданта (I) могут быть использованы фенилендиамин, дифениламин, дигидрохинолин, фенол, бензимидазол, гидрохинон и их производные, возможно в смеси.In the present method, phenylenediamine, diphenylamine, dihydroquinoline, phenol, benzimidazole, hydroquinone and their derivatives, possibly in mixture, can be used as antioxidant (I).
В настоящем способе антиоксидант (I) предпочтительно выбирают из N-изопропил-N’-фенил-п-фенилендиамина (IPPD), N-(1,3-диметилбутил)-N’-фенил-п-фенилендиамина (6PPD), N, N’-бис-(1,4-диметилпентил)-п-фенилендиамина (77PD), N, N’-бис(1-этил-3-метилпентил)-п-фенилендиамина (DOPD), N, N’-бис(1,4-диметил-пентил)-п-фенилендиамина, N, N’-дифенил-п-фенилендиамина (DPPD), N, N’-дитолил-п-фенилендиамина (DTPD), N, N’-ди-бета-нафтил-п-фенилендиамина (DNPD), N, N’-бис(1-метилпентил)-п-фенилендиамина, N, N’-ди-втор-бутил-п-фенилендиамина (44PD), N-фенил-N-циклогексил-п-фенилендиамина, N-фенил-N’-1-метилпентил-п-фенилендиамина и т.п., и их смесей, предпочтительно антиоксидант представляет собой N-(1,3-диметилбутил)-N’-фенил-п-фенилендиамин (6PPD).In the present method, the antioxidant (I) is preferably selected from N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (IPPD), N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD), N, N'-bis-(1,4-dimethylpentyl)-p-phenylenediamine (77PD), N, N'-bis(1-ethyl-3-methylpentyl)-p-phenylenediamine (DOPD), N, N'-bis( 1,4-dimethyl-pentyl)-p-phenylenediamine, N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine (DPPD), N, N'-ditolyl-p-phenylenediamine (DTPD), N, N'-di-beta- naphthyl-p-phenylenediamine (DNPD), N,N'-bis(1-methylpentyl)-p-phenylenediamine, N,N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine (44PD), N-phenyl-N-cyclohexyl -p-phenylenediamine, N-phenyl-N'-1-methylpentyl-p-phenylenediamine and the like, and mixtures thereof, preferably the antioxidant is N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p- phenylenediamine (6PPD).
Промышленным примером подходящего антиоксиданта (I) является 6PPD от компании Solutia/Eastman.A commercial example of a suitable antioxidant (I) is 6PPD from Solutia/Eastman.
Антиоксидант (I) может присутствовать в вулканизируемом эластомерном компаунде в суммарном количестве, обычно находящемся в интервале от 0 и 20 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно между 0,5 и 10 масс.ч./100 масс.ч. каучука.The antioxidant (I) may be present in the vulcanizable elastomeric compound in a total amount usually in the range of 0 and 20 wt/100 wt. rubber, preferably between 0.5 and 10 wt.h./100 wt.h. rubber.
В настоящем способе воск (L) может представлять собой, например, нефтяной воск или смесь парафинов.In the present method, the wax (L) may be, for example, a petroleum wax or a mixture of paraffins.
Промышленными примерами подходящих восков являются парафиновая смесь Repsol N и микрокристаллический воск Antilux® 654 от компании Rhein Chemie.Commercial examples of suitable waxes are Repsol N paraffin blend and Antilux® 654 microcrystalline wax from Rhein Chemie.
Воск (L) может присутствовать в вулканизируемом эластомерном компаунде в суммарном количестве обычно в интервале между 0 и 20 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно между 0,5 и 5 масс.ч./100 масс.ч. каучука.Wax (L) may be present in the vulcanizable elastomeric compound in a total amount usually in the range between 0 and 20 wt/100 wt. rubber, preferably between 0.5 and 5 wt.h./100 wt.h. rubber.
В настоящем способе для улучшения перерабатываемости эластомерный компаунд может быть смешан, по меньшей мере, с одним пластифицирующим агентом (M), обычно выбираемым из минеральных масел, растительных масел, синтетических масел, полимеров с низкой молекулярной массой и их смесей, таких как, например, ароматическое масло, нафтеновое масло, фталаты, соевое масло и их смеси. Количество пластификатора обычно лежит в интервале от 0 и 70 масс.ч./100 масс.ч. каучука, предпочтительно от 5 до 30 масс.ч./100 масс.ч. каучука. Предпочтительно пластифицирующий агент (M) добавляют на стадии перетирания полимера 1-0, если она присутствует.In the present process, to improve processability, the elastomeric compound may be mixed with at least one plasticizing agent (M), typically selected from mineral oils, vegetable oils, synthetic oils, low molecular weight polymers, and mixtures thereof, such as, for example, aromatic oil, naphthenic oil, phthalates, soybean oil and mixtures thereof. The amount of plasticizer usually lies in the range from 0 and 70 wt.h./100 wt.h. rubber, preferably from 5 to 30 wt.h./100 wt.h. rubber. Preferably, the plasticizing agent (M) is added during the 1-0 polymer milling step, if present.
В качестве неограничивающего примера ниже представлены некоторые варианты осуществления рассматриваемого способа.As a non-limiting example, some embodiments of the considered method are presented below.
В одном варианте осуществления настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда состоит в следующем:In one embodiment of the present method, the order in which the compound components are added is as follows:
стадия 1-0: полимер (A);step 1-0: polymer (A);
стадия 1-1: жирная кислота (C);step 1-1: fatty acid (C);
стадия 1-2: активирующий наполнитель (D);stage 1-2: activating filler (D);
стадия 1-3: компатибилизирующий агент (E);step 1-3: compatibilizing agent (E);
стадия 2: вулканизирующий агент (B).stage 2: vulcanizing agent (B).
В одном варианте осуществления настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда состоит в следующем:In one embodiment of the present method, the order in which the compound components are added is as follows:
стадия 1-0: полимер (A);step 1-0: polymer (A);
стадия 1-1: жирная кислота (C);step 1-1: fatty acid (C);
стадия 1-2: активирующий наполнитель (D);stage 1-2: activating filler (D);
стадия 1-3: компатибилизирующий агент (E);step 1-3: compatibilizing agent (E);
стадия 2: вулканизирующий агент (B) и компатибилизирующий агент (E).step 2: curing agent (B) and compatibilizing agent (E).
В одном варианте осуществления настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда состоит в следующем:In one embodiment of the present method, the order in which the compound components are added is as follows:
стадия 1-0: полимер (A) и жирная кислота (C);step 1-0: polymer (A) and fatty acid (C);
стадия 1-1: жирная кислота (C) и активирующий наполнитель (D);step 1-1: fatty acid (C) and activating excipient (D);
стадия 1-2: компатибилизирующий агент (E);step 1-2: compatibilizing agent (E);
стадия 2: вулканизирующий агент (B).stage 2: vulcanizing agent (B).
В одном варианте осуществления настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда состоит в следующем:In one embodiment of the present method, the order in which the compound components are added is as follows:
стадия 1-0: полимер (A) и жирная кислота (C);step 1-0: polymer (A) and fatty acid (C);
стадия 1-1: активирующий наполнитель (D);step 1-1: activating filler (D);
стадия 1-2: компатибилизирующий агент (E);step 1-2: compatibilizing agent (E);
стадия 2: вулканизирующий агент (B).stage 2: vulcanizing agent (B).
В одном варианте осуществления настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда состоит в следующем:In one embodiment of the present method, the order in which the compound components are added is as follows:
стадия 1-0: полимер (A);step 1-0: polymer (A);
стадия 1-1: наполнитель (H), жирная кислота (C) и антиоксидант (I);stage 1-1: filler (H), fatty acid (C) and antioxidant (I);
стадия 1-2: активирующий наполнитель (D);stage 1-2: activating filler (D);
стадия 1-3: компатибилизирующий агент (E);step 1-3: compatibilizing agent (E);
стадия 2: вулканизирующий агент (B) и ускоритель (F).stage 2: vulcanizing agent (B) and accelerator (F).
В одном варианте осуществления настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда состоит в следующем:In one embodiment of the present method, the order in which the compound components are added is as follows:
стадия 1-0: полимер (A);step 1-0: polymer (A);
стадия 1-1: наполнитель (H), жирная кислота (C) и антиоксидант (I);stage 1-1: filler (H), fatty acid (C) and antioxidant (I);
стадия 1-2: активирующий наполнитель (D);stage 1-2: activating filler (D);
стадия 1-3: компатибилизирующий агент (E);step 1-3: compatibilizing agent (E);
стадия 2: вулканизирующий агент (B), ускоритель (F) и компатибилизирующий агент (E).stage 2: vulcanizing agent (B), accelerator (F) and compatibilizing agent (E).
В одном варианте осуществления настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда состоит в следующем:In one embodiment of the present method, the order in which the compound components are added is as follows:
стадия 1-0: полимер (A) и жирная кислота (C);step 1-0: polymer (A) and fatty acid (C);
стадия 1-1: наполнитель (H), жирная кислота (C) и активирующий наполнитель (D);stage 1-1: filler (H), fatty acid (C) and activating filler (D);
стадия 1-2: антиоксидант (I), воск (L) и компатибилизирующий агент (E);step 1-2: antioxidant (I), wax (L) and compatibilizing agent (E);
стадия 2: вулканизирующий агент (B), ускоритель (F) и замедлитель (G).stage 2: vulcanizing agent (B), accelerator (F) and retarder (G).
В одном варианте осуществления настоящего способа порядок добавления компонентов компаунда состоит в следующем:In one embodiment of the present method, the order in which the compound components are added is as follows:
стадия 1-0: полимер (A) и жирная кислота (C);step 1-0: polymer (A) and fatty acid (C);
стадия 1-1: наполнитель (H) и активирующий наполнитель (D);stage 1-1: filler (H) and activating filler (D);
стадия 1-2: антиоксидант (I), воск (L) и компатибилизирующий агент (E);step 1-2: antioxidant (I), wax (L) and compatibilizing agent (E);
стадия 2: вулканизирующий агент (B), ускоритель (F) и замедлитель (G).stage 2: vulcanizing agent (B), accelerator (F) and retarder (G).
Второй аспект настоящего изобретения составляет вулканизируемый эластомерный компаунд, полученный в соответствии со способом, описанным выше.The second aspect of the present invention is a vulcanizable elastomeric compound obtained in accordance with the method described above.
Предпочтительно вулканизируемый эластомерный компаунд в соответствии с изобретением содержит цинк в количестве меньше чем 4 масс.ч./100 масс.ч. каучука, более предпочтительно меньше чем 3 масс.ч./100 масс.ч. каучука, даже более предпочтительно меньше чем 2 масс.ч./100 масс.ч. каучука с последующим преимуществом для окружающей среды, заключающемся в более низком его высвобождении по сравнению с традиционными эластомерными компаундами.Preferably, the vulcanizable elastomeric compound according to the invention contains zinc in an amount of less than 4 parts by weight/100 parts by weight. rubber, more preferably less than 3 wt.h./100 wt.h. rubber, even more preferably less than 2 wt.h./100 wt.h. rubber with the consequent environmental benefit of lower rubber release compared to traditional elastomer compounds.
Предпочтительно вулканизированный эластомерный компаунд в соответствии с изобретением содержит цинк в количестве меньше чем 4 масс.ч./100 масс.ч. каучука, более предпочтительно меньше чем 3 масс.ч./100 масс.ч. каучука, даже более предпочтительно меньше чем 2 масс.ч./100 масс.ч. каучука.Preferably, the vulcanized elastomeric compound according to the invention contains zinc in an amount of less than 4 parts by mass/100 parts by mass. rubber, more preferably less than 3 wt.h./100 wt.h. rubber, even more preferably less than 2 wt.h./100 wt.h. rubber.
В эластомерном компаунде в соответствии с изобретением цинк обычно присутствует в разных формах, например, в ионной форме, такой как Zn2+, ковалентно связанный и/или в виде комплекса, но не форме металлического цинка (Zn0).In the elastomeric compound according to the invention, zinc is usually present in various forms, for example in ionic form such as Zn 2+ , covalently bound and/or complexed, but not in the form of metallic zinc (Zn 0 ).
Количество цинка в компаунде может быть определено, например, с помощью рентгеновской флюоресценции (XRF), как описано в экспериментальной части.The amount of zinc in the compound can be determined, for example, using X-ray fluorescence (XRF), as described in the experimental part.
Рассматриваемый вулканизируемый эластомерный компаунд может быть введен в один компонент или в несколько компонентов шины.The vulcanizable elastomeric compound in question may be incorporated into one or several tire components.
Благодаря присутствию, по меньшей мере, одного вулканизирующего агента (B) вулканизируемый компаунд может быть вулканизирован в соответствии с известными методиками.Due to the presence of at least one vulcanizing agent (B), the vulcanizable compound can be vulcanized according to known techniques.
Благодаря использованию продукта (D), содержащего цинк, непосредственно связанный со светлым наполнителем, в качестве активатора и отложенному добавлению компатибилизирующего агента (E) в соответствии с настоящим способом получают полное и гомогенное диспергирование цинка с несомненными преимуществами при последующей реакции вулканизации эластомерного компаунда, такими как более высокая и более однородная сшивка, отсутствие агрегатов непрореагировавшего оксида цинка, а также в свойствах вулканизованного компаунда с точки зрения улучшения нагрузки и относительного удлинения при разрыве.By using the product (D) containing zinc directly bound to the light-colored filler as an activator and the delayed addition of the compatibilizing agent (E), according to the present method, a complete and homogeneous dispersion of zinc is obtained with undoubted advantages in the subsequent vulcanization reaction of the elastomeric compound, such as higher and more uniform crosslinking, no aggregates of unreacted zinc oxide, and properties of the vulcanized compound in terms of improved load and elongation at break.
Такая особенная реакционная способность подтверждена увеличением моно- и дисульфидных мостиков в вулканизированном компаунде, как измерено в данной экспериментальной части в примере 6 (таблица 8), и сокращением времени сшивки (см., например, значения T-MH в таблицах 6, 10 или T90 в таблице 12), а также отражена на графике нормализованных кривых значений крутящего момента, представленных на ФИГ. 5 и 6.This particular reactivity is confirmed by the increase in mono- and disulphide bridges in the vulcanized compound, as measured in this experimental part in example 6 (table 8), and the reduction in crosslinking time (see, for example, the T-MH values in tables 6, 10 or T90 in table 12) and is also reflected in the graph of the normalized curves of the torque values presented in FIG. 5 and 6.
Более того, представленные в данном документе эксперименты доказывают, что эластомерный компаунд для шин, полученный в соответствии со способом изобретения, характеризуется, при таком же содержании цинка, значительным снижением горячего гистерезиса (70 и 100°C), что позволяет прогнозировать уменьшение сопротивления качению при эксплуатации, полезное для увеличения пройденного расстояния шины, и/или повышением холодного гистерезиса (10 и 23°C), который связан с более хорошими характеристиками шины на мокрой поверхности.Moreover, the experiments presented herein prove that the elastomeric tire compound produced according to the method of the invention is characterized, at the same zinc content, by a significant reduction in hot hysteresis (70 and 100°C), which makes it possible to predict a decrease in rolling resistance at useful for increasing tire mileage and/or increasing cold hysteresis (10 and 23°C) which is associated with better tire performance on wet surfaces.
Благодаря настоящему способу можно уменьшить количество цинка, вводимого в компаунды, с важными преимуществами для окружающей среды без ухудшения или даже с улучшением их эксплуатационных характеристик по сравнению с сопоставимыми традиционными компаундами.With the present process, it is possible to reduce the amount of zinc added to the compounds, with important environmental benefits, without compromising or even improving their performance compared to comparable conventional compounds.
В соответствии с третьим аспектом изобретения рассматриваемый эластомерный компаунд применим для таких компонентов шины, как протекторный браслет, прослойка, антиабразивный удлиненный элемент, боковина, вставка боковины, минибоковина, герметизирующий слой, каучуковые слои, наполнительный шнур и полотно бортового крыла, более предпочтительно в протекторном браслете, прослойке и боковине.According to a third aspect of the invention, the subject elastomeric compound is applicable to tire components such as tread band, liner, anti-abrasion elongate, sidewall, sidewall insert, mini-sidewall, liner, rubber plies, filler cord and bead wing web, more preferably in the tread band. , interlayer and sidewall.
Предпочтительно компонент шины в соответствии с изобретением состоит из вулканизируемого компаунда в соответствии с изобретением (сырой компонент) или вулканизированного компаунда, полученного его вулканизацией (вулканизированный компонент).Preferably, the tire component according to the invention consists of the vulcanizable compound according to the invention (green component) or the vulcanized compound obtained by vulcanizing it (vulcanized component).
Четвертый аспект настоящего изобретения составляет шина для колес транспортных средств, содержащая, по меньшей мере, один из компонентов, обозначенных выше.A fourth aspect of the present invention is a tire for vehicle wheels comprising at least one of the components identified above.
Предпочтительно шина для колес транспортных средств по изобретению содержит, по меньшей мере, один компонент шины, который состоит из вулканизируемого эластомерного компаунда (сырого компонента) в соответствии со вторым аспектом изобретения или из вулканизированного эластомерного компаунда, полученного его вулканизацией.Preferably, a tire for vehicle wheels according to the invention comprises at least one tire component which consists of a vulcanizable elastomeric compound (green component) according to the second aspect of the invention or a vulcanized elastomeric compound obtained by vulcanization thereof.
В одном варианте осуществления шина для колес транспортных средств в соответствии с настоящим изобретением содержит, по меньшей мере,In one embodiment, a tire for vehicle wheels according to the present invention comprises at least
- каркасную структуру, включающую, по меньшей мере, слой каркаса, имеющий противоположные боковые кромки, связанные с соответствующей бортовой структурой;a carcass structure comprising at least a carcass ply having opposite side edges associated with a respective bead structure;
- возможно пару боковин, наложенных на боковые поверхности каркасной структуры, соответственно, в аксиально наружном положении;- possibly a pair of sidewalls superimposed on the side surfaces of the frame structure, respectively, in an axially outward position;
- возможно брекерную структуру, наложенную в радиально наружном положении относительно каркасной структуры;possibly a belt structure superimposed in a radially outward position relative to the frame structure;
- протекторный браслет, наложенный в радиально наружном положении к указанной каркасной структуре или, если присутствует, брекерной структуре,- a tread band applied in a radially outward position to said carcass structure or, if present, a belt structure,
- возможно слой эластомерного материала, называемого прослойкой, нанесенный в радиально внутреннем положении относительно указанного протекторного браслета,possibly a layer of elastomeric material, called interlayer, applied in a radially inward position relative to said tread band,
где, по меньшей мере, один компонент, выбираемый из указанной пары боковин, указанной прослойки и указанного протекторного браслета содержит эластомерный компаунд или предпочтительно состоит из эластомерного компаунда в соответствии с изобретением.wherein at least one component selected from said pair of sidewalls, said interlayer and said tread band comprises or preferably consists of an elastomeric compound according to the invention.
Вариант осуществления в соответствии с настоящим изобретением относится к шине для высокопроизводительных автомобилей (HP, SUV и UHP), в которых, по меньшей мере, один компонент, предпочтительно выбираемый из прослойки, боковин и протекторного браслета, содержит эластомерный компаунд или предпочтительно состоит из эластомерного компаунда в соответствии с изобретением.An embodiment in accordance with the present invention relates to a tire for high performance vehicles (HP, SUV and UHP) in which at least one component, preferably selected from the ply, sidewalls and tread band, contains an elastomeric compound or preferably consists of an elastomeric compound in accordance with the invention.
Вариант осуществления в соответствии с настоящим изобретением относится к шине для тяжелых транспортных средств, в которых, по меньшей мере, один компонент, предпочтительно выбираемый из прослойки, боковины и протекторного браслета, содержит или предпочтительно состоит из эластомерного компаунда в соответствии с изобретением.An embodiment in accordance with the present invention relates to a tire for heavy vehicles, in which at least one component, preferably selected from the ply, sidewall and tread band, contains or preferably consists of an elastomeric compound in accordance with the invention.
Шина в соответствии с изобретением может представлять собой шину для двух- или четырех-колесных транспортных средств.The tire according to the invention may be a tire for two or four wheeled vehicles.
В одном варианте осуществления шина в соответствии с изобретением представляет собой шину для велосипедных колес.In one embodiment, the tire according to the invention is a bicycle tire.
Шина для велосипедных колес, как правило, содержит каркасную структуру, обернутую вокруг пары сердечников борта шины на бортах, и протекторный браслет, размещенный в радиально наружном положении относительно каркасной структуры.A bicycle tire typically comprises a carcass structure wrapped around a pair of tire bead cores on the beads and a tread band placed at a radially outward position relative to the carcass structure.
Каркасная структура предназначена для того, чтобы выдерживать давление накачивания и поддерживать вес велосипеда и велосипедиста. Она включает один или несколько слоев каркаса, каждый содержащий множество подходящим образом ориентированных армирующих кордов. В случае нескольких слоев каркаса они наклонены относительно друг друга с образованием закрытой структуры.The frame structure is designed to withstand inflation pressure and support the weight of the bike and rider. It includes one or more carcass plies, each containing a plurality of suitably oriented reinforcing cords. In the case of several carcass layers, they are inclined relative to each other to form a closed structure.
Сердечники бортов шины обеспечивают надежное крепление шины к ободу колеса.The tire bead cores ensure that the tire is securely attached to the wheel rim.
В радиально внутреннем положении каркасной структуры может быть предусмотрена воздушная камера, в которую вводят сжатый воздух.In the radially inward position of the frame structure, an air chamber may be provided into which compressed air is introduced.
Шина в соответствии с изобретением может быть предназначена для применения летом или зимой или для всех сезонов.The tire according to the invention may be intended for use in summer or winter or all seasons.
Шина в соответствии с настоящим изобретением может быть произведена способом, который включает:A tire according to the present invention may be produced by a process which includes:
- сборку компонентов сырой шины, по меньшей мере, на одном формовочном барабане;- assembly of raw tire components on at least one molding drum;
- придание формы, формование и вулканизацию шины;- shaping, molding and vulcanization of the tire;
где сборка, по меньшей мере, одного из компонентов зеленой шины включает:where the assembly of at least one of the components of the green tire includes:
- производство, по меньшей мере, одного сырого компонента, содержащего или предпочтительно состоящего из вулканизируемого эластомерного компаунда по изобретению.- production of at least one raw component containing or preferably consisting of a vulcanizable elastomeric compound according to the invention.
Описание чертежейDescription of drawings
ФИГ. 1 показывает радиальное полусечение шины для колес транспортных средств, содержащей, по меньшей мере, один компонент, образованный эластомерным компаундом, полученным в соответствии со способом по изобретению.FIG. 1 shows a radial half-section of a tire for vehicle wheels containing at least one component formed by an elastomeric compound obtained in accordance with the method of the invention.
ФИГ. 1 показывает радиальное полусечение шины для колес транспортных средств в соответствии с изобретением.FIG. 1 shows a radial half-section of a tire for vehicle wheels according to the invention.
На ФИГ. 1 «a» указывает на осевое направление и «X» указывает на радиальное направление, в частности X-X определяет экваториальную плоскость. Для простоты на ФИГ. 1 представлена только часть шины, остальная часть, которая не показана, идентична и располагается симметрично относительно экваториальной плоскости «X-X».FIG. 1 "a" indicates the axial direction and "X" indicates the radial direction, in particular X-X defines the equatorial plane. For simplicity, FIG. 1 shows only part of the tire, the rest, which is not shown, is identical and is located symmetrically with respect to the equatorial plane "X-X".
Шина 100 для четырехколесных транспортных средств содержит, по меньшей мере, одну каркасную структуру, включающую, по меньшей мере, один слой каркаса 101, имеющий соответственно противоположные концевые ободные ленты, входящие в зацепление с соответствующими кольцевыми крепежными структурами 102, называемыми сердечниками борта, возможно связанными с бортовым наполнительным шнуром 104.The
Слой каркаса 101 необязательно выполнен с эластомерным компаундом.The
Область шины, содержащая сердечник борта 102 и наполнительный шнур 104, образует бортовую структуру 103, предназначенную для крепления шины к соответствующему монтажному ободу, который не показан.The region of the tire containing the
Каркасная структура обычно представляет собой радиальный тип, то есть, армирующие элементы, по меньшей мере, одного слоя каркаса 101 лежат на плоскостях, включающих ось вращения шины и по существу перпендикулярных экваториальной плоскости шины. Указанные армирующие элементы обычно состоят из текстильных кордов, таких как вискоза, нейлон, полиэстер (например, полиэтиленнафталат, ПЭН (PEN)). Каждая бортовая структура связана с каркасной структурой за счет заворачивания противоположных боковых кромок, по меньшей мере, одного слоя каркаса 101 вокруг кольцевой крепежной структуры 102 таким образом, что образуются так называемые каркасные ободные ленты 101a, как показано на ФИГ. 1.The carcass structure is typically of the radial type, that is, the reinforcing elements of at least one carcass ply 101 lie on planes including the axis of rotation of the tire and substantially perpendicular to the equatorial plane of the tire. These reinforcing elements usually consist of textile cords such as viscose, nylon, polyester (for example, polyethylene naphthalate, PEN (PEN)). Each bead structure is connected to the carcass structure by wrapping opposite side edges of at least one carcass ply 101 around an
В одном варианте осуществления соединение между каркасной структурой и бортовой структурой может быть обеспечено с помощью второго слоя каркаса (не показан на ФИГ. 1), наложенного в аксиально наружном положении относительно первого слоя каркаса.In one embodiment, the connection between the carcass structure and the bead structure can be provided with a second carcass ply (not shown in FIG. 1) superimposed at an axially outward position relative to the first carcass ply.
Антиабразивная лента 105, необязательно выполненная из эластомерного компаунда, расположена в наружном положении каждой бортовой структуры 103.An
Каркасная структура связана с брекерной структурой 106, содержащей один или несколько брекерных слоев 106a, 106b, расположенных в радиальном наложении относительно друг друга и относительно слоя каркаса, имеющих, как правило, текстильные и/или металлические армирующие корды, внедренные внутрь слоя из вулканизованного эластомерного компаунда.The carcass structure is associated with a
Такие армирующие корды могут иметь перекрестную ориентацию относительно направления окружного развития шины 100. Под «окружным» направлением понимают направление, обычно обращенное в направлении вращения шины.Such reinforcing cords may have a cross orientation with respect to the direction of circumferential development of the
По меньшей мере, один армирующий слой с нулевым углом 106c, обычно известный как «0° брекер», может быть наложен в радиально крайнем положении на брекерные слои 106a, 106b, который обычно включает множество удлиненных армирующих элементов, как правило, металлических или текстильных кордов, ориентированных по существу в окружном направлении, образуя в результате угол в несколько градусов (например, угол приблизительно между 0° и 6°) относительно направления, параллельного экваториальной плоскости шины, и покрытых вулканизированным эластомерным компаундом.At least one zero
Протекторный браслет 109 из вулканизированного эластомерного компаунда накладывают в положении, радиально наружном по отношению к брекерной структуре 106.The vulcanized elastomer
Более того, соответствующие боковины 108 из вулканизированного эластомерного компаунда наложены в аксиально наружном положении на боковые поверхности каркасной структуры, причем каждая выступает от одной из боковых кромок протектора 109 у соответствующей бортовой структуры 103.Moreover,
В радиально наружном положении протекторный браслет 109 имеет поверхность качения 109a, предназначенную для контакта с грунтом. Кольцевые канавки, которые соединены поперечными выемками (не показано на ФИГ. 1) так, что они ограничивают множество блоков разных форм и размеров, распределенных по всей поверхности качения 109a, обычно выполнены на этой поверхности 109a, которая для простоты представлена гладкой на ФИГ. 1.In the radially outward position, the
Прослойка 111 из вулканизированного эластомерного компаунда может быть размещена между брекерной структурой 106 и протекторным браслетом 109.A
Полоса 110, состоящая из эластомерного компаунда, обычно известная как «минибоковина», из вулканизированного эластомерного компаунда необязательно может быть предусмотрена в соединительной зоне между боковинами 108 и протекторным браслетом 109, и эту минибоковину обычно получают соэкструзией с протекторным браслетом 109, и она обеспечивает улучшение механического взаимодействия между протекторным браслетом 109 и боковинами 108. Предпочтительно торцевая часть боковины 108 непосредственно накрывает боковую кромку протекторного браслета 109.A
В случае бескамерных шин каучуковый слой 112, обычно известный как «герметизирующий слой», который обеспечивает необходимую непроницаемость для накачиваемого воздуха шины, также может быть предусмотрен в радиально внутреннем положении относительно слоя каркаса 101.In the case of tubeless tyres, the
Жесткость шинной боковины 108 может быть улучшена за счет создания бортовой структуры 103 с армирующим слоем 120, обычно известным как «флиппер» или дополнительная полосовидная вставка.The rigidity of the
Флиппер 120 представляет собой армирующий слой, который намотан вокруг соответствующего сердечника борта 102 и наполнительного шнура борта 104 таким образом, что, по меньшей мере, частично окружает их, причем указанный армирующий слой расположен между, по меньшей мере, одним слоем каркаса 101 и бортовой структурой 103. Обычно флиппер находится в контакте с указанным, по меньшей мере, одним слоем каркаса 101 и указанной бортовой структурой 103.The
Флиппер 120, как правило, содержит множество текстильных кордов, внедренных в слой из вулканизированного эластомерного компаунда.
Бортовая структура 103 шины может содержать дополнительный защитный слой, который обычно известен как «бортовая лента» 121 или защитная полоса и которая имеет функцию повышения жесткости и целостности бортовой структуры 103.The
Бортовая лента 121 обычно содержит множество кордов, внедренных в каучуковый слой из вулканизированного эластомерного компаунда. Такие корды обычно выполнены из текстильных материалов (например, из арамида или вискозы) или металлических материалов (например, стальные корды).The
Слой или лист из эластомерного компаунда может быть размещен между брекерной структурой и каркасной структурой. Слой может иметь равномерную толщину. С другой стороны, слой может иметь переменную толщину. Например, слой может иметь большую толщину ближе к аксиально наружной кромке относительно центральной зоны (короны).A layer or sheet of elastomeric compound may be placed between the belt structure and the carcass structure. The layer may have a uniform thickness. On the other hand, the layer may have a variable thickness. For example, the layer may have a greater thickness closer to the axially outer edge relative to the central zone (crown).
Предпочтительно слой или лист может проходить по поверхности, по существу соответствующей выступающей поверхности указанной брекерной структуры.Preferably, the layer or sheet may extend over a surface substantially corresponding to the raised surface of said belt structure.
В предпочтительном варианте осуществления слой эластомерного компаунда, описанный выше, называемый прослойкой, может быть помещен между указанной брекерной структурой и указанным протекторным браслетом, причем указанная прослойка предпочтительно проходит по поверхности, по существу соответствующей выступающей поверхности указанной брекерной структуры.In a preferred embodiment, a layer of elastomeric compound as described above, referred to as an interlayer, may be placed between said belt structure and said tread band, said interlayer preferably extending over a surface substantially corresponding to the raised surface of said belt structure.
Эластомерный компаунд в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно может быть введен в один или несколько компонентов шины, выбираемых из брекерной структуры, каркасной структуры, протекторного браслета, прослойки, боковины, минибоковины, вставки боковины, борта, флиппера, бортовой ленты, листа и антиабразивной ленты, предпочтительно введен, по меньшей мере, в боковины и/или в прослойку.The elastomeric compound of the present invention may preferably be incorporated into one or more tire components selected from belt structure, carcass structure, tread band, ply, sidewall, mini-sidewall, sidewall insert, bead, flipper, bead tape, sheet, and anti-abrasion tape, preferably inserted at least in the sidewalls and/or in the interlayer.
В соответствии с непоказанным вариантом осуществления шина может представлять собой шину для мотоциклетных колес, которая, как правило, представляет собой шину, имеющую прямой участок, отличающийся высокой изогнутостью протектора.According to an embodiment not shown, the tire may be a motorcycle tire, which is typically a tire having a straight portion characterized by a high tread curve.
В соответствии с непоказанным вариантом осуществления шина может быть шиной для велосипедных колес.According to an embodiment not shown, the tire may be a bicycle tire.
В соответствии с непоказанным вариантом осуществления шина может представлять собой шину для колес тяжелых транспортных средств, таких как грузовики, автобусы, прицепы, фургоны, и в целом для транспортных средств, в которых шина подвергается высокой нагрузке. Предпочтительно такая шина приспособлена для установки на колесные диски, имеющие диаметр равный или больше чем 17,5 дюйма (44,5 см) для направляющих или прицепных колес.In accordance with an embodiment not shown, the tire may be a tire for wheels of heavy vehicles such as trucks, buses, trailers, vans, and in general for vehicles in which the tire is subjected to a high load. Preferably, such a tire is adapted to be mounted on rims having a diameter equal to or greater than 17.5 inches (44.5 cm) for steering or trailer wheels.
ФИГ. 2 представляет собой изображение в микроскопе активирующего наполнителя ZnO/SiO2 (D), полученное с помощью электронного микроскопа с высокой разрешающей способностью (ПЭМ ВР (HRTEM)), которое показывает, что частицы оксида цинка прикреплены к поверхности диоксида кремния.FIG. 2 is a high resolution electron microscope image of the ZnO/SiO 2 (D) activating filler (HRTEM) showing that the zinc oxide particles are attached to the silica surface.
ФИГ. 3 показывает схематично возможную структуру комплекса, который образуется между стеариновой кислотой и наночастицами ZnO, закрепленными на SiO2, где Y означает противоион, такой как OH группа или ацетат.FIG. 3 shows schematically a possible structure of the complex that forms between stearic acid and ZnO nanoparticles anchored on SiO 2 , where Y is a counterion such as an OH group or an acetate.
ФИГ. 4 представляет собой спектроскопическое изображение в ИК-спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения с Фурье-преобразованием (ATR-FTIR), показывающее образование комплекса, представленного на ФИГ. 2, по реакции между стеариновой кислотой и наночастицами ZnO, закрепленными на SiO2 (график a), в сравнении со стандартной системой ZnO и стеариновой кислоты (график b), которые нагревали при 120°C в течение 5 мин в модели упрощенной вулканизации. В этой модели используют молекулы с низкой молекулярной массой, которые имитируют реакционноспособный полимер, например, такие как 2,3-диметил-2-бутен, используемый при моделировании изопреновых каучуков.FIG. 4 is a spectroscopic image in attenuated total internal reflection Fourier transform IR (ATR-FTIR) showing the formation of the complex shown in FIG. 2, the reaction between stearic acid and ZnO nanoparticles anchored on SiO 2 (plot a) compared to a standard system of ZnO and stearic acid (plot b) that were heated at 120° C. for 5 min in a simplified vulcanization model. This model uses low molecular weight molecules that mimic a reactive polymer, such as 2,3-dimethyl-2-butene, used in modeling isoprene rubbers.
ФИГ. 5 показывает нормализованную кривую значений крутящего момента [(Sx-Sмин)/(Sмакс-Sмин)×100], измеренных в течение времени (мин) при проведении вулканизации вулканизируемого компаунда в соответствии с изобретением и сравнительного компаунда (примеры 7.2 и 7.1).FIG. 5 shows a normalized curve of torque values [(S x -S min )/(S max -S min )×100] measured over time (min) during vulcanization of a vulcanizable compound according to the invention and a comparative compound (examples 7.2 and 7.1).
ФИГ. 6 показывает нормализованную кривую значений крутящего момента [(Sx-Sмин)/(Sмакс-Sмин)×100], измеренных в течение времени (мин) при проведении вулканизации двух сравнительных вулканизируемых компаундов (примеры 8.1 и 8.2) и компаунда в соответствии с изобретением (пример 8.3).FIG. 6 shows a normalized curve of torque values [(S x -S min )/(S max -S min )×100] measured over time (min) during vulcanization of two comparative vulcanizable compounds (Examples 8.1 and 8.2) and a compound in according to the invention (example 8.3).
Ниже представлено описание некоторых предварительных примеров в соответствии с изобретением и сравнительных примеров, которые приведены только для иллюстрации, но не для ограничения объема изобретения.Below is a description of some preliminary examples in accordance with the invention and comparative examples, which are given only to illustrate and not to limit the scope of the invention.
Экспериментальная частьexperimental part
Методы анализаAnalysis Methods
Анализ ATR-FTIR (ИК-спектроскопия нарушенного полного внутреннего отражения с Фурье-преобразованием) проводят с помощью прибора Perkin Elmer Spectrum 100 (спектры с разрешением 4 см-1, область от 650 до 400 см-1, 32 сканирования) (см. ФИГ. 4). ATR-FTIR (Fourier Transform Attenuated Total Reflectance IR) analysis was performed using a
Просвечивающую электронную микроскопию высокого разрешения (ПЭМ ВР (HRTEM)) выполняют с помощью микроскопа 300 KV Jeol 3010 с полярным полюсом высокого разрешения (разрешение точка-к-точке 0,17 нм) и оборудованного камерой с медленным сканированием Gatan CCD 792. Порошки суспендируют в изопропаноле и каплю 5 мкл этой суспензии наносят на перфорированную углеродную пленку, опирающуюся на 3 мм медную сетку для анализа ПЭМ (см. ФИГ. 2) High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) was performed using a 300 KV Jeol 3010 high resolution polar pole microscope (0.17 nm point-to-point resolution) and equipped with a Gatan CCD 792 slow scan camera. isopropanol and a drop of 5 μl of this suspension is applied to a perforated carbon film supported on a 3 mm copper grid for TEM analysis (see FIG. 2)
Определение содержания цинка в активирующем наполнителе (D)Determination of the zinc content in the activating filler (D)
Содержание оксида цинка, закрепленного на светлом наполнителе (D), может быть определено с использованием спектроскопии ИСП-АЭ (ICP-AES) (атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой) с помощью одновременного ИПС спектрометра с плазмой (модель TJA IRIS II; источник возбуждения: радиочастотный генератор с частотой 27,12 МГц и переменной выходной мощностью до 1750 Вт).The content of zinc oxide fixed on a light-colored filler (D) can be determined using ICP-AE spectroscopy (ICP-AES) (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry) with a simultaneous plasma IRS spectrometer (model TJA IRIS II; source excitation: RF generator with a frequency of 27.12 MHz and variable output power up to 1750 W).
Определение содержания цинка в компаунде с помощью рентгеновской флуоресценции (РФА (XRF))Determination of the content of zinc in the compound using X-ray fluorescence (XRF)
Рентгеновский флуоресцентный анализ основан на эффекте излучения, создаваемом первичным рентгеновским лучом высокой интенсивности и соответствующей энергии, падающим на образец.X-ray fluorescence analysis is based on the radiation effect created by a primary x-ray beam of high intensity and corresponding energy incident on a sample.
Образец готовят путем пропускания приблизительно 2 г вулканизированного компаунда между цилиндрами холодного лабораторного смесителя до получения однородного и компактного листа толщиной между 0,5 и 0,7 мм.The sample is prepared by passing approximately 2 g of the vulcanized compound between the cylinders of a cold laboratory mixer until a uniform and compact sheet is obtained between 0.5 and 0.7 mm thick.
Затем из листа вырезают круглый образец для испытаний диаметром приблизительно 4 см и вводят в держатель образцов прибора (рентгеновский флуоресцентный спектрометр с дисперсией длины волны, модель ARL-XRF 8420+).Then, a round test piece with a diameter of approximately 4 cm is cut from the sheet and inserted into the sample holder of the instrument (Wavelength Dispersion X-ray Fluorescence Spectrometer Model ARL-XRF 8420+).
Реометрический MDR-анализ (в соответствии со стандартом ISO 6502) Rheometric MDR analysis (according to ISO 6502)
Используют реометр компании Alpha Technologies типа MDR2000. Испытания проводят при 170°C в течение 20 мин при частоте колебаний 1,66 Гц (100 колебаний в минуту) и при амплитуде колебаний ±0,5°, измеряя время, необходимое для достижения повышения на две реометрические единицы (TS2), и время, необходимое для достижения 30% (T30), 60% (T60), 90% (T90) и 100% (T-MH), соответственно, от максимального значения крутящего момента (MH). Измеряют максимальное значение крутящего момента MH и минимальное значение крутящего момента ML и рассчитывают их разницу (MH-ML).An Alpha Technologies type MDR2000 rheometer was used. The test is carried out at 170°C for 20 min at an oscillation frequency of 1.66 Hz (100 oscillations per minute) and at an oscillation amplitude of ±0.5°, measuring the time required to achieve an increase of two rheometric units (TS2), and the time required to achieve 30% (T30), 60% (T60), 90% (T90) and 100% (T-MH), respectively, of the maximum torque (MH). The maximum torque value MH and the minimum torque value ML are measured and their difference (MH-ML) is calculated.
Свойства вулканизированных материаловProperties of vulcanized materials
Эластомерные материалы, приготовленные в предыдущих примерах, вулканизируют для получения образцов для испытания, на которых проводят аналитические исследования и оценку статических и динамических механических свойств.The elastomeric materials prepared in the previous examples are vulcanized to obtain test specimens on which analytical studies and evaluation of static and dynamic mechanical properties are carried out.
Если не указано иное, вулканизацию проводят в пресс-форме, в гидравлическом прессе при 170°C и давлении 200 бар в течение приблизительно 10 мин.Unless otherwise stated, vulcanization is carried out in a mold, in a hydraulic press at 170° C. and 200 bar pressure for approximately 10 minutes.
Твердость в единицах IRHD (23°C) (степень твердости резины по международной шкале) измеряют в соответствии со стандартом ISO 48:2007 на образцах эластомерных материалов, вулканизированных в условиях, представленных в экспериментальной части. Hardness in units of IRHD (23°C) (the degree of hardness of rubber on the international scale) is measured in accordance with ISO 48:2007 on samples of elastomeric materials vulcanized under the conditions presented in the experimental part.
Определение общей степени сшивки и моно- и дисульфидных связей (% масс.) Determination of the total degree of cross-linking and mono- and disulfide bonds (% wt.)
Измерение общего количества связей или степени общей сшивки (суммарное число связей, выраженное в виде молей на грамм компаунда, моль/г) проводят, используя эффект набухания толуола на компаунде. Сильно сшитый компаунд будет иметь более низкую тенденцию абсорбировать растворитель, чем компаунд, в котором сшивка ниже. В соответствии с этим принципом установлена обратная зависимость между количеством абсорбированного растворителя и сшивкой. Количество абсорбированного растворителя определяют гравиметрическим методом путем расчета разницы в массе между образцом, набухшим при равновесии с растворителем, и тем же образцом после полного удаления абсорбированного растворителя вакуумной сушкой.The measurement of the total number of bonds or the degree of overall crosslinking (total number of bonds expressed as moles per gram of compound, mol/g) is carried out using the effect of swelling of toluene on the compound. A highly crosslinked compound will have a lower tendency to absorb solvent than a compound that is less crosslinked. In accordance with this principle, an inverse relationship has been established between the amount of absorbed solvent and crosslinking. The amount of absorbed solvent is determined gravimetrically by calculating the difference in mass between a sample swollen in equilibrium with the solvent and the same sample after complete removal of the absorbed solvent by vacuum drying.
Методику набухания в толуоле также используют для определения количества моно- и дисульфидных связей, однако ей предшествует обработка подходящими реагентами, способными селективно разделять полисульфидные связи. Смесь пиперидина и пропан-2-тиола используют для расщепления всех полисульфидных связей (содержащих 3 или более атомов серы). Следовательно, при последующем набухании измеряют только вклад оставшихся моно- и ди-сернистых связей.The toluene swelling technique is also used to quantify mono- and disulfide bonds, but is preceded by treatment with suitable reagents capable of selectively separating polysulfide bonds. A mixture of piperidine and propane-2-thiol is used to cleave all polysulfide bonds (containing 3 or more sulfur atoms). Therefore, during subsequent swelling, only the contribution of the remaining mono- and di-sulfur bonds is measured.
Измерение общего количества связей и определение моно- и дисульфидных связей проводят параллельно на двух разных порциях одного и того же образца в двух разных реакционных контейнерах в соответствии со следующей методикой.The measurement of the total number of bonds and the determination of mono- and disulfide bonds are carried out in parallel on two different portions of the same sample in two different reaction containers in accordance with the following procedure.
Образец вулканизированного компаунда размерами 10×10×1 мм (0,10±0,05 г) погружают в толуол при 25°C в лабораторной колбе и выдерживают в темноте семь дней. Толуол заменяют свежим толуолом через три дня. На седьмой день взвешивают массу набухшего твердого вещества, затем сушат в вакууме при 70°C в течение 12 час и взвешивают повторно.A 10×10×1 mm sample of the vulcanized compound (0.10±0.05 g) is immersed in toluene at 25°C in a laboratory flask and kept in the dark for seven days. The toluene is replaced with fresh toluene after three days. On the seventh day, the bulk of the swollen solid is weighed, then dried under vacuum at 70° C. for 12 hours and reweighed.
Объемную фракцию набухшего каучука рассчитывают с использованием уравнения:The volume fraction of swollen rubber is calculated using the equation:
, ,
где m0 представляет собой массу компаунда до набухания; msw означает массу набухшего компаунда; md представляет собой массу компаунда, высушенного после набухания; mso представляет собой массу растворителя внутри набухшей массы, полученную как msw-md; ρp=0,94 г/см3 означает плотность полимера; ρs=0,87 г/см3 означает плотность толуола; f означает фракцию наполнителя, определенную по ТГА (TGA). Плотность сшивки (ν), то есть, число связанных цепочек на грамм на двух разных полимерных цепочках, оценивают в соответствии с уравнением Флори-Ренера (Flory-Rehner equation) [Thermodynamics of high polymer solutions, J. Chem. Phys. 10 (1942) 51-61]. where m 0 is the mass of the compound before swelling; m sw means the mass of the swollen compound; m d is the weight of the compound dried after swelling; m so is the mass of solvent within the swollen mass, given as m sw -m d ; ρ p =0.94 g/cm 3 means the density of the polymer; ρs=0.87 g/cm 3 means the density of toluene; f means the fraction of the filler, determined by TGA (TGA). Crosslink density (ν), that is, the number of linked chains per gram on two different polymer chains, is estimated according to the Flory-Rehner equation [Thermodynamics of high polymer solutions, J. Chem. Phys. 10 (1942) 51-61].
, ,
где Vs=105,91 представляет собой молярный объем толуола и χ представляет собой параметр Флори взаимодействия растворитель-полимер, который равен 0,43 для системы толуол-(изопреновый каучук) (ИК).where Vs=105.91 is the molar volume of toluene and χ is the Flory parameter of the solvent-polymer interaction, which is 0.43 for the toluene-(isoprene rubber) (IR) system.
Статические механические свойства измеряют при 23°C в соответствии со стандартом ISO 37:2005. Static mechanical properties are measured at 23°C in accordance with ISO 37:2005.
В частности, на образцах эластомерных материалов, упомянутых выше, измеряют нагрузку при 100%-ом удлинении, называемую CA1, нагрузку при разрыве CR и относительное удлинение при разрыве AR%.Specifically, on the samples of elastomeric materials mentioned above, the load at 100% elongation referred to as CA1, the load at break CR and the elongation at break AR% are measured.
Испытания на растяжение проводят на прямолинейных образцах гантельного типа (ISO37-2011, T=23°C) или на кольцевых образцах (ISO37-2011, T=23°C).Tensile tests are carried out on straight dumbbell-type specimens (ISO37-2011, T=23°C) or ring specimens (ISO37-2011, T=23°C).
Динамические механические свойства измеряют в соответствии со следующими методами. Dynamic mechanical properties are measured according to the following methods.
Динамические модули E (растяжение/сжатие): измеряют с использованием динамического устройства Instron в режиме сжатие-натяжение по следующей методике. Dynamic moduli E (tension/compression): measured using an Instron dynamic device in compression-tension mode using the following procedure.
Образец исследуемых вулканизированных эластомерных компаундов, имеющий цилиндрическую форму (длина 25 мм, диаметр 18 мм), подвергнутый сжатию перед нагрузкой до 25%-ной продольной деформации относительно начальной длины и выдерживаемый при заданной температуре (равной +23°C или 70°C) в течение всей продолжительности испытания, подвергают динамической синусоидальной деформации, имеющей амплитуду ±3,5% относительно длины при предварительной нагрузке, с частотой 100 Гц. Динамические упругие свойства выражают в значениях динамического при растяжении/сжатии модуля упругости (E’), модуля вязкости (E”) и Tan delta (тангенс угла потерь E”/E’). A sample of the investigated vulcanized elastomeric compounds, having a cylindrical shape (length 25 mm, diameter 18 mm), subjected to compression before loading up to 25% longitudinal deformation relative to the initial length and maintained at a given temperature (equal to +23°C or 70°C) in during the entire duration of the test, is subjected to a dynamic sinusoidal deformation having an amplitude of ± 3,5% relative to the length under preload, with a frequency of 100 Hz. Dynamic elastic properties are expressed in terms of dynamic tensile/compressive modulus of elasticity (E'), viscous modulus (E") and Tan delta (loss tangent E"/E').
Значение Tan delta рассчитывают в виде отношения между динамическим модулем вязкости (E”) и динамическим модулем упругости (E’), которые оба определяют с помощью описанных выше динамических измерений.The Tan delta value is calculated as the ratio between the dynamic modulus of viscosity (E") and the dynamic modulus of elasticity (E'), which are both determined using the dynamic measurements described above.
Динамический модуль G (при сдвиге): измеряют с использованием реометра Monsanto RPA 2000 следующим методом. Цилиндрические образцы для испытания массой в интервале от 4,5 до 5,5 г готовят штамповкой образцов вулканизируемой эластомерной композиции и их вулканизацией в приборе «RPA» (при 170°C в течение 10 мин). На вулканизированных образцах измеряют динамический модуля упругости при сдвиге (G’) при 70°C, частоте 10 Гц, деформации 0,1% и 10%. Dynamic modulus G (at shear) : measured using a Monsanto RPA 2000 rheometer by the following method. Cylindrical test specimens weighing between 4.5 and 5.5 g are prepared by stamping specimens of the curable elastomer composition and curing them in an RPA machine (at 170° C. for 10 minutes). On the vulcanized samples, the dynamic shear modulus (G') is measured at 70° C., 10 Hz, 0.1% and 10% strain.
Динамические упругие свойства выражают в значениях динамического при сдвиге модуля упругости (G’), вязкости (G”) и Tan delta (тангенс угла потерь E”/E’).Dynamic elastic properties are expressed in terms of shear modulus (G'), viscosity (G") and Tan delta (loss angle E"/E').
Пример 1Example 1
Получение активирующих наполнителей (ZnO/SiOPreparation of activating fillers (ZnO/SiO 22 ) в соответствии с предшествующим уровнем техники) in accordance with the prior art
Активирующие наполнители ZnO/SiO2 готовят, следуя методике, описанной в публикации Chemical Engineering Journal 275 (2015) 245-252.ZnO/SiO 2 activating fillers are prepared following the procedure described in Chemical Engineering Journal 275 (2015) 245-252.
Порошковый диоксид кремния (0,426 моль, осажденный диоксид кремния Rhodia Zeosil MP1165, удельная площадь поверхности по БЭТ 160 м2/г), диспергируют в 0,90 л безводного этанола обработкой ультразвуком в течение 10 мин (импульсы 1 сек; 20 кГц). Затем при перемешивании при 65°C к суспензии диоксида кремния добавляют Zn(CH3COO)2 .2H2O (количество в таблице 1) и NaOH (0,10 моль).Powdered silica (0.426 mol, precipitated silica Rhodia Zeosil MP1165, BET specific surface area 160 m 2 /g) was dispersed in 0.90 L of anhydrous ethanol by sonication for 10 min (1 sec pulses; 20 kHz). Zn(CH 3 COO) 2 is then added to the silica slurry with stirring at 65°C . 2H 2 O (amount in table 1) and NaOH (0.10 mol).
Таблица 1Table 1
Наночастицы ZnO, образовавшиеся в результате гидролиза, конденсируются на поверхности диоксида кремния, образуя образцы с разными количествами цинка. Через 20 мин отфильтровывают частицы твердого ZnO/SiO2, затем промывают четыре раза этанолом и сушат на воздухе при комнатной температуре.ZnO nanoparticles formed as a result of hydrolysis condense on the surface of silicon dioxide, forming samples with different amounts of zinc. After 20 min, particles of solid ZnO/SiO2 are filtered off, then washed four times with ethanol and dried in air at room temperature.
Пример 2Example 2
Приготовление наполнителей, активирующих вулканизацию (ZnO/SiOPreparation of vulcanization-activating fillers (ZnO/SiO 22 ))
В 3-литровую колбу вводят 1,2 л этанола, 4,7 г NaOH и 8,9 г дигидрата ацетата цинка при перемешивании до полного растворения. Полученный таким образом раствор нагревают до 65°C, пока он не станет молочным вследствие возможного образования соединения цинка типа [Zn(OH)n]n+. Затем добавляют 17,06 г диоксида кремния (Rhodia Zeosil MP1165, удельная площадь поверхности по БЭТ 160 м2/г), поддерживая температуру при 65°C, в течение 20 мин при перемешивании. Затем суспензию фильтруют через фильтр, твердое вещество промывают 200 мл этанола три раза и, наконец, сушат продукт на воздухе при комнатной температуре.In a 3-liter flask, 1.2 liters of ethanol, 4.7 g of NaOH and 8.9 g of zinc acetate dihydrate are added with stirring until complete dissolution. The solution thus obtained is heated to 65° C. until it becomes milky due to the possible formation of a zinc compound of the [Zn(OH)n] n+ type. Then, 17.06 g of silica (Rhodia Zeosil MP1165, BET specific surface area 160 m 2 /g) was added, maintaining the temperature at 65° C., for 20 minutes with stirring. The suspension is then filtered through a filter, the solid is washed with 200 ml of ethanol three times and finally the product is dried in air at room temperature.
Получают 19,4 г твердого вещества, содержащего наночастицы диоксида кремния, с загрузкой ZnO приблизительно 12,3% масс.Get 19.4 g of a solid substance containing nanoparticles of silicon dioxide, loading ZnO approximately 12.3% of the mass.
Пример 3Example 3
Приготовление наполнителей, активирующих вулканизацию (ZnO/Сепиолит)Preparation of vulcanization-activating fillers (ZnO/Sepiolite)
Растворяют 1 г сепиолита в 50 мл 0,01 M NaOH и оставляют при перемешивании при комнатной температуре на 24 час. Дисперсию центрифугируют при 9000 об/мин в течение 30 мин. Осадок диспергируют несколько раз в деионизированной воде, чтобы обеспечить оптимальную промывку, и снова выделяют центрифугированием до нейтрального значения pH. Твердое вещество сушат лиофилизацией. В другую колбу добавляют 140 мл этанола и 0,56 г NaOH (конц. 0,1 M NaOH) и перемешивают при 65°C в течение 10 мин. После растворения добавляют соду, дигидрат ацетата цинка (0,39 г) и оставляют при перемешивании, пока раствор не станет мутным. И, наконец, добавляют 1 г ранее обработанного сепиолита и оставляют при перемешивании на 20 мин.Dissolve 1 g of sepiolite in 50 ml of 0.01 M NaOH and leave under stirring at room temperature for 24 hours. The dispersion is centrifuged at 9000 rpm for 30 minutes. The precipitate is dispersed several times in deionized water to ensure optimal washing, and again recovered by centrifugation until pH neutral. The solid is dried by lyophilization. To another flask, add 140 ml of ethanol and 0.56 g of NaOH (conc. 0.1 M NaOH) and stir at 65°C for 10 minutes. After dissolution, add soda, zinc acetate dihydrate (0.39 g) and leave under stirring until the solution becomes cloudy. Finally, 1 g of the previously treated sepiolite is added and left under stirring for 20 minutes.
Продукт отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают 3 раза свежим этанолом и сушат в печи в течение ночи при 80°C.The product is filtered off on a Buchner funnel, washed 3 times with fresh ethanol and dried in an oven overnight at 80°C.
Описание активирующих вулканизацию наполнителей (D)Description of vulcanization-activating fillers (D)
На образцах активирующих наполнителей, полученных в примере 2, проводят приведенные ниже исследования.On samples of activating fillers obtained in example 2, conduct the following studies.
Таблица 2table 2
(XRD)X-ray diffraction
(XRD)
(UV-Vis)Absorption UV visible area
(UV Vis)
(микро относительно нано)Absorption energy of ZnO particles
(micro versus nano)
(Si-OH)No signal related to silanols
(Si-OH)
(ICP)Mass spectroscopy with inductively coupled plasma
(ICP)
Пример 4Example 4
Приготовление эластомерных компаундов на основе изопрена для прослойкиPreparation of elastomeric compounds based on isoprene for interlayer
В этом примере проводят сравнение между обычным компаундом для прослойки, содержащим традиционный наполнитель (диоксид кремния) и активирующий агент (микрокристаллический ZnO) (сравнительный пример 4.1), компаунда, содержащего активирующий наполнитель (ZnO/SiO2), но приготовленный в соответствии со стандартным способом с одновременным добавлением силана (сравнительный пример 4.2), компаунда, содержащего активирующий наполнитель (ZnO/SiO2), полученный путем добавления силана вместе с указанным наполнителем и только после стеариновой кислоты (Сравнительный пример 4.3, как описано в публикации Chem. Eng, 2015, 245, р. 247, par. 2.4), и компаунда в соответствии с изобретением (пример 4.4), в котором силан добавляют на последней стадии, когда стеариновая кислота полностью прореагировала с цинком активирующего наполнителя.In this example, a comparison is made between a conventional interlayer compound containing a traditional filler (silica) and an activating agent (microcrystalline ZnO) (comparative example 4.1), a compound containing an activating filler (ZnO/SiO 2 ), but prepared according to a standard method with the simultaneous addition of silane (comparative example 4.2), a compound containing an activating filler (ZnO/SiO2) obtained by adding silane together with the indicated filler and only after stearic acid (comparative example 4.3, as described in Chem. Eng, 2015, 245 , p. 247, par. 2.4), and a compound according to the invention (example 4.4), in which the silane is added at the last stage, when the stearic acid has completely reacted with the zinc of the activating filler.
Эластомерные компаунды примеров 4.1-4.4 ниже приготовлены в соответствии со способами, описанным здесь. Количества разных компонентов указаны в масс.ч./100 масс.ч. каучука и приведены в таблице 3.The elastomeric compounds of examples 4.1-4.4 below are prepared in accordance with the methods described here. The amounts of the various components are given in parts by weight/100 parts by weight. rubber and are shown in table 3.
Таблица 3Table 3
В таблице:In the table:
IR: синтетический полиизопрен с высоким содержанием цис-связей (мин. 96%), полученный полимеризацией в растворе с катализатором Циглера-Натта. Поставщик NIZHNEKAMSKNEFTECHIM EXPORT;IR: Synthetic polyisoprene with a high cis content (min. 96%) obtained by solution polymerization with a Ziegler-Natta catalyst. Supplier NIZHNEKAMSKNEFTECHIM EXPORT;
Диоксид кремния: ZEOSIL 1115 MP (удельная площадь поверхности по БЭТ 95-120 м2/г, белые микробусины, полученные путем осаждения из растворов силиката натрия серной кислотой. Не содержит кристаллический диоксид кремния. Поставщик SOLVAY RHODIA OPERATIONS;Silica: ZEOSIL 1115 MP (BET specific surface area 95-120 m 2 /g, white microbeads obtained by precipitation from sodium silicate solutions with sulfuric acid. Does not contain crystalline silica. Supplied by SOLVAY RHODIA OPERATIONS;
Стеариновая кислота: Поставщик TEMIX OLEO SRL;Stearic acid: Supplier TEMIX OLEO SRL;
6PPD: N-(1,3-диметилбутил)-N’-фенил-п-фенилендиамин. Поставщик: SOLUTIA/EASTMAN;6PPD: N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine. Supplier: SOLUTIA/EASTMAN;
ZnO (80): 80% оксида цинка, 20% полимерного связующего и диспергирующего агента. Поставщик LANXESS ADD;ZnO (80): 80% zinc oxide, 20% polymeric binder and dispersing agent. Supplier LANXESS ADD;
Силан: TESPD, бис-(3-триэтоксисилилпропил)дисульфид. Поставщик JINGZHOU JIANGHAN FINE CHEM;Silane: TESPD, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide. Supplier JINGZHOU JIANGHAN FINE CHEM;
CBS: N-циклогексил-2-бензотиазилсульфенамид, содержание циклогексилaмина <1%. Поставщик DUSLO;CBS: N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, cyclohexylamine content <1%. Supplier DUSLO;
Сера: Crystex OT33, аморфная сера, нерастворима в CS2 и толуоле. Обработана 33%-ным гидроочищенным тяжелым нафтеновым дистиллятом (нефтяным). Поставщик EASTMAN.Sulfur: Crystex OT33, amorphous sulfur, insoluble in CS 2 and toluene. Treated with 33% hydrotreated heavy naphthenic distillate (petroleum). EASTMAN Supplier.
Смешение проводят на нескольких стадиях с использованием внутреннего лабораторного смесителя Thermo Haake Reomix с тангенциальным ротором (камера смешения 250 мл).Mixing is carried out in several stages using an internal laboratory mixer Thermo Haake Reomix with a tangential rotor (mixing chamber 250 ml).
На первой стадии (1-0) вводят эластомерные полимеры и перетирают 30 сек при 60°C (заданная температура).In the first step (1-0), elastomeric polymers are added and triturated for 30 seconds at 60°C (set temperature).
На следующей стадии (1.1) добавляют традиционный наполнитель, антиоксидант и возможно стеариновую кислоту, активирующий наполнитель, силан.In the next step (1.1) the traditional filler, the antioxidant and possibly the stearic acid, the activating filler, the silane, are added.
Перемешивание продолжают 2 мин до достижения 120±5°C.Stirring is continued for 2 min until reaching 120±5°C.
Через 12-24 час на следующей стадии (1.2), проводимой с использованием того же смесителя, вводят ZnO (сравнительный пример 4.1) или активирующий наполнитель ZnO/SiO2 (сравнительный пример 4.2, сравнительный пример 4.3 и заявляемый пример 4.4), для сравнительного примера 4.2 силан и для сравнительного примера 4.3 стеариновую кислоту. Перемешивание продолжают приблизительно 2 мин, пока не завершится реакция между стеариновой кислотой и цинком, достигая 125±5°C. На следующей стадии 1.3 в случае некоторых примеров добавляют силан и перемешивание продлевают еще на 2-3 мин, после чего компаунды выгружают.After 12-24 hours, in the next step (1.2) carried out using the same mixer, ZnO (comparative example 4.1) or an activating filler ZnO/SiO 2 (comparative example 4.2, comparative example 4.3 and claimed example 4.4) are introduced, for a comparative example 4.2 silane and for comparative example 4.3 stearic acid. Stirring is continued for approximately 2 minutes until the reaction between stearic acid and zinc is completed, reaching 125±5°C. In the next step 1.3, in the case of some examples, silane is added and mixing is extended for another 2-3 minutes, after which the compounds are discharged.
Через 12-24 час на стадии (2), проводимой в том же самом смесителе, вводят вулканизирующий агент (сера) и ускоритель и перемешивание продолжают в течение приблизительно 2 мин до достижения 95±5°C при выгрузке компаундов.After 12-24 hours, in step (2) carried out in the same mixer, the vulcanizing agent (sulphur) and accelerator are added and mixing is continued for about 2 minutes until 95±5°C is reached when the compounds are discharged.
Эластомерные компаунды 4.1-4.4, приготовленные выше, оценивают по их поведению при вулканизации (170°C, 10 мин) и затем с точки зрения статических и динамических механических свойств в соответствии с описанными здесь методами. Результаты этих испытаний, пересчитанные с учетом принятия за 100 значений, полученных со сравнительным примером 4.1, обобщены в таблице 4.The elastomeric compounds 4.1-4.4 prepared above are evaluated for their vulcanization behavior (170° C., 10 min) and then for static and dynamic mechanical properties according to the methods described here. The results of these tests, recalculated as per 100 values obtained with Comparative Example 4.1, are summarized in Table 4.
Таблица 4Table 4
В таблице:In the table:
MH (максимальный крутящий момент): крутящий момент, измеренный, когда сшивку можно считать оконченной;MH (maximum torque): torque measured when the stitching can be considered finished;
MH-ML: разность между максимальным крутящим моментом MH и минимальным крутящим моментом ML;MH-ML: difference between maximum torque MH and minimum torque ML;
T-MH: время, необходимое для достижения полной сшивки образца;T-MH: time required to achieve complete crosslinking of the sample;
Tan D (гистерезис) рассчитывают в виде отношения модулей G”/G’ (деформация 9% при 70°C);Tan D (hysteresis) is calculated as the modulus ratio G”/G’ (strain 9% at 70°C);
G’ (9%): модуль упругости при сдвиге, измеренный при 70°C при амплитуде деформации 9%;G' (9%): shear modulus measured at 70°C with a strain amplitude of 9%;
G” (9%): модуль вязкости при сдвиге, измеренный при 70°C при амплитуде деформации 9%;G” (9%): shear modulus measured at 70°C with a strain amplitude of 9%;
CR: указывает на напряжение при удлинении при разрыве (МПа);CR: indicates stress at elongation at break (MPa);
CA1: указывает на напряжение, измеренное при деформации 100% (МПа);CA1: indicates the stress measured at 100% strain (MPa);
н.д.: нет данных.n.d.: no data.
Из значений MH, CR и CA1, представленных в таблице, видно, что активирующий наполнитель ZnO/SiO2 гарантирует, по меньшей мере, такие же механические и кинетические характеристики вулканизации системы стандартного микрокристаллического ZnO с таким же количеством Zn и наполнителя (заявляемый пример 4.4 относительно сравнительного примера 4.1).From the values of MH, CR and CA1 presented in the table, it can be seen that the activating filler ZnO/SiO 2 guarantees at least the same mechanical and kinetic characteristics of the vulcanization of a system of standard microcrystalline ZnO with the same amount of Zn and filler (claimed example 4.4 with respect to comparative example 4.1).
Кроме того, благодаря модификации порядка добавления ингредиентов по настоящему способу, то есть, с ранним добавлением стеариновой кислоты на стадии 1.1 и особенно отложенным введением силана на стадии 1.3, отмечено, что вулканизированный компаунд заявляемого примера (4.4) показывает значительное снижение tan D и модуля вязкости при сдвиге (G”) при 70°C (10 Гц и 9%) на 46% и 53% соответственно. Такие свойства предполагают снижение сопротивления качению во время работы, что приводит к увеличению пробега шины и, следовательно, к большей экологической устойчивости.In addition, by modifying the order of addition of the ingredients of the present method, i.e., with the early addition of stearic acid in step 1.1 and especially the delayed introduction of silane in step 1.3, it is noted that the vulcanized compound of the claimed example (4.4) shows a significant decrease in tan D and viscosity modulus at shear (G”) at 70°C (10 Hz and 9%) by 46% and 53%, respectively. Such properties suggest a reduction in rolling resistance during operation, resulting in increased tire mileage and therefore greater environmental sustainability.
Когда, с другой стороны, силан добавляют одновременно с ZnO/SiO2 на стадии 1.2 в виде смеси в сравнительном примере 4.2, снижение tan D и модуля G” при 70°C составляет только 31% и 39%.When, on the other hand, silane is added simultaneously with ZnO/SiO 2 in step 1.2 as a mixture in comparative example 4.2, the reduction in tan D and modulus G” at 70°C is only 31% and 39%.
Сравнительный пример 4.3 показывает негативное влияние добавления ZnO/SiO2 вместе с силаном особенно на значения G” при 70°C, где можно увидеть 7%-ное увеличение в сравнении со значительным снижением (-53%) для образца по изобретению (4.4).Comparative example 4.3 shows the negative effect of adding ZnO/SiO 2 together with silane, especially on the G” values at 70°C, where a 7% increase can be seen compared to a significant decrease (-53%) for the sample according to the invention (4.4).
Пример 5Example 5
Приготовление эластомерных компаундов на основе синтетического изопрена и полибутадиена для боковины шиныPreparation of elastomeric compounds based on synthetic isoprene and polybutadiene for tire sidewalls
В этом примере для такого же способа в соответствии с изобретением проведена оценка влияния введения наполнителя Zn/SiO2 относительно традиционного ZnO на параметры вулканизации и на механические свойства компаунда на основе синтетического изопрена (40%) и полибутадиена с высоким цис-содержанием (60%).In this example, for the same method according to the invention, the effect of introducing a Zn/SiO 2 filler relative to traditional ZnO on the vulcanization parameters and on the mechanical properties of a compound based on synthetic isoprene (40%) and polybutadiene with a high cis content (60%) was evaluated. .
Эластомерные компаунды примеров 5.1 и 5.2 готовят в соответствии со способами, описанными в изобретении. Количества разных компонентов указаны в масс.ч./100 масс.ч. каучука и представлены в следующей таблице 5.The elastomeric compounds of examples 5.1 and 5.2 are prepared in accordance with the methods described in the invention. The amounts of the various components are given in parts by weight/100 parts by weight. rubber and are presented in the following table 5.
Таблица 5Table 5
В таблице:In the table:
BR: бутадиен с высоким цис-содержанием (97,5%), полимеризованный с неодимом. Поставщик ARLANXEO; иBR: high cis butadiene (97.5%) polymerized with neodymium. Supplier ARLANXEO; and
другие ингредиенты представляют собой те же самые, что и в предыдущем примере 4.the other ingredients are the same as in the previous example 4.
Смешение проводят на нескольких стадиях, как описано в примере 4, путем добавления ингредиентов в количествах, на стадии и в порядке, указанных в таблице 5, в частности путем добавления стеариновой кислоты (1.1) раньше и силана (1.3) позднее.Mixing is carried out in several steps as described in example 4 by adding the ingredients in the quantities, steps and in the order indicated in table 5, in particular by adding stearic acid (1.1) before and silane (1.3) later.
Эластомерные компаунды 5.1 и 5.2, приготовленные в результате, оценивают по их поведению при вулканизации (170°C, 10 мин), а затем в значениях статических и динамических механических свойств в соответствии с описанными в изобретении методами. Результаты, пересчитанные с учетом принятия за 100 значений, полученных со сравнительным примером 5.1, обобщены в следующей таблице 6.The resulting elastomeric compounds 5.1 and 5.2 are evaluated for their vulcanization behavior (170° C., 10 min) and then for static and dynamic mechanical properties in accordance with the methods described in the invention. The results, recalculated to 100 values obtained with Comparative Example 5.1, are summarized in the following Table 6.
Таблица 6Table 6
В таблице:In the table:
DG’ при 70°C, 10 Гц, 9% и 3% означает разницу модулей сдвига, измеренных при 70°C при амплитуде деформации 9% или 3% соответственно (позволяющую прогнозировать сопротивление качению), а другие параметры имеют значения, рассмотренные выше.DG' at 70°C, 10 Hz, 9% and 3% means the difference in shear modulus measured at 70°C with a strain amplitude of 9% or 3% respectively (predicting rolling resistance), and the other parameters have the meanings discussed above.
Из значений MH, G’ и DG’, представленных в таблице 6, можно отметить, что при одинаковом способе получения и с одинаковыми эластомерными полимерами активирующий наполнитель ZnO/SiO2 обеспечивает хорошие механические свойства и значительное снижение горячего tan Delta, что позволяет прогнозировать снижение в шине сопротивления качению при эксплуатации.From the values of MH, G' and DG' presented in table 6, it can be noted that with the same production method and with the same elastomeric polymers, the ZnO/SiO 2 activating filler provides good mechanical properties and a significant reduction in hot tan Delta, which makes it possible to predict a decrease in rolling resistance tire during operation.
В способе в соответствии с изобретением (заявленный пример 5.2) также отмечено значительное снижение времени сшивки T-MH.In the method according to the invention (claimed example 5.2), a significant reduction in the T-MH crosslinking time was also noted.
Пример 6Example 6
Приготовление эластомерных компаундов на основе синтетического изопрена и полибутадиена для боковины шиныPreparation of elastomeric compounds based on synthetic isoprene and polybutadiene for tire sidewalls
В этом примере для такого же способа в соответствии с изобретением проведена оценка влияния введения наполнителя Zn/SiO2 относительно традиционного ZnO на параметры вулканизации и на механические свойства компаунда на основе синтетического изопрена (40%) и полибутадиена с высоким цис-содержанием (60%) в присутствии системы вулканизации, отличной от предыдущей системы.In this example, for the same method according to the invention, the effect of introducing a Zn/SiO 2 filler relative to traditional ZnO on the vulcanization parameters and on the mechanical properties of a compound based on synthetic isoprene (40%) and polybutadiene with a high cis content (60%) was evaluated. in the presence of a vulcanization system different from the previous system.
Эластомерные компаунды примеров 6.1 и 6.2 получены в соответствии со способами, описанными в изобретении. Количества разных компонентов указаны в масс.ч./100 масс.ч. каучука и представлены в следующей таблице 7.The elastomeric compounds of examples 6.1 and 6.2 were prepared according to the methods described in the invention. The amounts of the various components are given in parts by weight/100 parts by weight. rubber and are presented in the following table 7.
Таблица 7Table 7
В таблице:In the table:
Углеродная сажа CB: произведена печным способом. Поставщик ORION ENGINEERED CARBONS;Carbon black CB: produced by kiln process. ORION ENGINEERED CARBONS supplier;
Воск: смесь нормальных и изо-парафинов с бимодальным распределением (может содержать, самое большее, 1% полиэтилена (ПЭ)). Поставщик REPSOL LUBRICANTES Y ESPECIAL;Wax: mixture of normal and iso-paraffins with bimodal distribution (may contain at most 1% polyethylene (PE)). REPSOL LUBRICANTES Y ESPECIAL supplier;
TBBS: N-трет-бутил-2-бензотиазилсульфенамид. Поставщик LANXESS; иTBBS: N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide. Supplier LANXESS; and
другие ингредиенты представляют собой те же самые, что и в предыдущих примерах.the other ingredients are the same as in the previous examples.
Смешение проводят на нескольких стадиях, как описано в примере 4, путем добавления ингредиентов в количествах, на стадии и в порядке, указанных в таблице 7, в частности путем добавления стеариновой кислоты (стадия 1.1) раньше и силана (стадия 1.3) позднее.Mixing is carried out in several steps as described in example 4 by adding the ingredients in the quantities, steps and in the order shown in table 7, in particular by adding stearic acid (step 1.1) before and silane (step 1.3) later.
Эластомерные компаунды 6.1 и 6.2, полученные в результате, оценивают с точки зрения типа сшивки после вулканизации (170°C, 10 мин), а затем в терминах статических и динамических механических свойств в соответствии с описанными в изобретении методами. Результаты, пересчитанные с учетом принятия за 100 значений, полученных со сравнительным примером 6.1, обобщены в следующей таблице 8.The resulting elastomeric compounds 6.1 and 6.2 are evaluated in terms of the type of crosslinking after vulcanization (170°C, 10 min) and then in terms of static and dynamic mechanical properties in accordance with the methods described in the invention. The results, recalculated to 100 values obtained with Comparative Example 6.1, are summarized in the following Table 8.
Таблица 8Table 8
Из значений, представленных в таблице 8, видно, что при всех равных переменных, включая систему вулканизации, активирующий наполнитель ZnO/SiO2 и методы добавления в способе по изобретению гарантируют снижение горячего tan D вместе с повышением содержания моно- и дисульфидов с меньшим гистерезисным поведением компаунда, что позволяет прогнозировать более низкое сопротивление качению шины во время эксплуатации.It can be seen from the values presented in Table 8 that, with all variables being equal, including the curing system, the ZnO/SiO 2 activating filler and addition methods in the method of the invention guarantee a reduction in hot tan D along with an increase in mono- and disulfides with less hysteresis behavior. compound, which makes it possible to predict a lower rolling resistance of the tire during operation.
Пример 7Example 7
Приготовление эластомерных компаундов на основе натурального каучука для прослойкиPreparation of elastomeric compounds based on natural rubber for interlayer
В этом примере проведена оценка влияния введения в соответствии со способом по изобретению наполнителя ZnO/SiO2 относительно традиционного ZnO при одинаковом содержании наполнителя и цинка на параметры вулканизации и на механические свойства компаунда на основе натурального каучука.In this example, the effect of the addition of a ZnO/SiO 2 filler according to the method according to the invention relative to traditional ZnO at the same filler and zinc content on the vulcanization parameters and on the mechanical properties of a natural rubber compound was evaluated.
Эластомерные компаунды примеров 7.1 и 7.2 получены в соответствии со способами, описанными в изобретении. Количества разных компонентов указаны в масс.ч./100 масс.ч. каучука и представлены в следующей таблице 9.The elastomeric compounds of examples 7.1 and 7.2 were prepared in accordance with the methods described in the invention. The amounts of the various components are given in parts by weight/100 parts by weight. rubber and are presented in the following table 9.
Таблица 9Table 9
В таблице:In the table:
NR: натуральный каучук (цис-1,4-полиизопрен), SIR 20. Поставщик PT. KIRANA MUSI PERSADA, SFN;NR: natural rubber (cis-1,4-polyisoprene),
ZnO: микрокристаллический, белый порошок. Поставщик ZINCOL OSSIDI;ZnO: microcrystalline, white powder. Supplier ZINCOL OSSIDI;
TMQ: полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин. Поставщик LANXESS;TMQ: polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline. Supplier LANXESS;
PVI: N-циклогексилтиофталимид, Поставщик SHANDONG YANGGU HUATAI CHEM, и PVI: N-cyclohexylthiophthalimide Supplier SHANDONG YANGGU HUATAI CHEM, and
другие ингредиенты представляют собой те же самые, что и в предыдущих примерах.the other ingredients are the same as in the previous examples.
Смешение проводят на нескольких стадиях, как описано в примере 4, путем добавления ингредиентов в количествах, на стадии и в порядке, указанных в таблице 9, в частности путем добавления стеариновой кислоты (стадия -0) даже раньше и силана (стадия 1.2) позднее.The mixing is carried out in several stages as described in example 4 by adding the ingredients in the quantities, stages and in the order indicated in table 9, in particular by adding stearic acid (stage -0) even earlier and silane (stage 1.2) later.
Эластомерные компаунды 7.1 и 7.2, полученные в результате, оценивают по параметрам вулканизации, а затем с точки зрения статических и динамических механических свойств в соответствии с описанными в изобретении методами. Результаты, пересчитанные с учетом принятия за 100 значений, полученных со сравнительным примером 7.1, обобщены в следующей таблице 10.The resulting elastomeric compounds 7.1 and 7.2 are evaluated for vulcanization parameters and then for static and dynamic mechanical properties in accordance with the methods described in the invention. The results, recalculated to 100 values obtained with Comparative Example 7.1, are summarized in the following Table 10.
Таблица 10Table 10
Натяжение на кольцевых образцах(170°C, 10 min)
Tension on ring
В таблице:In the table:
T30, T60, T90 и T-MH: время, требуемое до достижения соответственно 30% (T30), 60% (T60), 90% (T90) и 100% (T-MH) максимального значения крутящего момента (MH);T30, T60, T90 and T-MH: time required to reach respectively 30% (T30), 60% (T60), 90% (T90) and 100% (T-MH) of the maximum torque value (MH);
E”: динамический модуль вязкости при растяжении/сжатии;E”: tensile/compressive modulus of viscosity;
E’: динамический модуль упругости при растяжении/сжатии;E': tensile/compressive modulus of elasticity;
Tan delta: соотношение между динамическим модулем вязкости (E”) и динамическим модулем упругости (E’);Tan delta: ratio between the dynamic modulus of viscosity (E”) and the dynamic modulus of elasticity (E’);
AR: относительное удлинение при разрыве.AR: elongation at break.
Из значений, представленных в таблице 10, видно, что при всех других равных переменных активирующий наполнитель ZnO/SiO2 дает компаунд по изобретению примера 7.2 с лучшими статическими механическими свойствами (CR и AR, соответственно увеличенными на 14% и 17%) и более быструю кинетику вулканизации относительно компаунда сравнительного примера 7.1, содержащего обычный микрокристаллический ZnO (сравни значения T30, T60, T90 и T-MH). Разницу в кинетике вулканизации можно оценить по образцу графических кривых, представленных на ФИГ. 5.From the values presented in Table 10, it can be seen that, with all other variables being equal, the ZnO/SiO 2 activating filler gives the compound according to the invention of Example 7.2 with better static mechanical properties (CR and AR increased by 14% and 17% respectively) and faster vulcanization kinetics relative to the compound of comparative example 7.1 containing conventional microcrystalline ZnO (compare the values of T30, T60, T90 and T-MH). The difference in vulcanization kinetics can be estimated from the pattern of the graphical curves shown in FIG. 5.
Активирующий наполнитель ZnO/SiO2 и способ получения в соответствии с изобретением приводят к увеличению гистерезиса при температурах 23°C и 10°C вулканизированных компаундов с соответствующим повышением модуля E”, что позволяет прогнозировать более хорошие характеристики на мокрой поверхности. В остальном, при 100°C наблюдается гистерезис, аналогичный эталону, что позволяет прогнозировать сравнимые сопротивление качению и износостойкость шины при эксплуатации.The ZnO/SiO 2 activating filler and preparation method according to the invention lead to an increase in hysteresis at 23°C and 10°C of the cured compounds with a corresponding increase in the E'modulus, thus predicting better wet surface performance. Otherwise, at 100°C, there is a hysteresis similar to the reference, which makes it possible to predict comparable rolling resistance and wear resistance of the tire in operation.
Пример 8Example 8
Приготовление эластомерных компаундов на основе натурального каучука для прослойкиPreparation of elastomeric compounds based on natural rubber for interlayer
В этом примере проведено сравнение между традиционными сравнительными компаундами прослойки, включающими традиционный диоксид кремния и активирующий микрокристаллический ZnO (сравнительный пример 8.1 и 8.2), которые приготовлены первый в соответствии с настоящим способом с ранним добавлением ZnO и диоксида кремния и последующим добавлением силана (стадия 1.2) и второй с помощью другого способа, в котором силан и диоксид кремния вводят изначально на стадии 1.1 и ZnO и стеариновую кислоту впоследствии на стадии 2.0, с компаундом в соответствии с изобретением, содержащим в качестве альтернативы активирующий наполнитель ZnO/SiO2 (D) и полученный с поздним добавлением силана (стадия 1.2) (заявляемый пример 8.3). Эластомерные компаунды примеров 8.1-8.3 получены в соответствии со способами, описанными в изобретении. Количества разных компонентов указаны в масс.ч./100 масс.ч. каучука и представлены в следующей таблице 11.In this example, a comparison is made between conventional comparative interlayer compounds comprising conventional silica and activating microcrystalline ZnO (Comparative Examples 8.1 and 8.2), which were first prepared according to the present method with early addition of ZnO and silica and subsequent addition of silane (step 1.2) and second by another method in which silane and silica are introduced initially in step 1.1 and ZnO and stearic acid subsequently in step 2.0, with a compound according to the invention containing alternatively an activating filler ZnO/SiO 2 (D) and obtained with late addition of silane (stage 1.2) (claimed example 8.3). The elastomeric compounds of examples 8.1-8.3 were prepared in accordance with the methods described in the invention. The amounts of the various components are given in parts by weight/100 parts by weight. rubber and are presented in the following table 11.
Таблица 11Table 11
В таблице все ингредиенты являются такими же, что и в предыдущих примерах.In the table, all ingredients are the same as in the previous examples.
Смешение проводят на нескольких стадиях, как описано в примере 4, путем добавления ингредиентов в количествах, на стадии и в порядке, указанных в таблице 11.Mixing is carried out in several stages, as described in example 4, by adding the ingredients in the amounts, at the stage and in the order indicated in table 11.
Эластомерные компаунды 8.1-8.3, полученные в результате, оценивают по параметрам вулканизации, а затем с точки зрения статических и динамических механических свойств в соответствии с описанными в изобретении методами. Результаты, пересчитанные с учетом принятия за 100 значений, полученных со сравнительным примером 8.1, обобщены в следующей таблице 12.The resulting elastomeric compounds 8.1-8.3 are evaluated in terms of vulcanization parameters and then in terms of static and dynamic mechanical properties in accordance with the methods described in the invention. The results, recalculated to 100 values obtained with Comparative Example 8.1, are summarized in the following Table 12.
Таблица 12Table 12
(170°C, 10 мин)When vulcanized
(170°C, 10 min)
(30 мин при 151°C)After vulcanization
(30 min at 151°C)
Из значений, представленных в таблице 12, видно, что при всех равных переменных, компаунд по изобретению (пример 8.3, способ по изобретению, активирующий наполнитель ZnO/SiO2) относительно сравнительных компаундов примера 8.1 (способ по изобретению, но со стандартным микрокристаллическим ZnO) и примера 8.2 (стандартный способ и стандартный микрокристаллический ZnO) показывает увеличение гистерезиса при 10°C и 23°C с повышением модуля E”, что позволяет прогнозировать хорошее поведение шины на мокрой поверхности, и существенное снижение при высоких температурах (100°C) главным образом из-за снижения модуля E’, что позволяет напротив прогнозировать улучшенные качение и стойкость к истиранию шины при эксплуатации.From the values presented in Table 12, it can be seen that, all variables being equal, the compound according to the invention (example 8.3, method according to the invention, activating filler ZnO/SiO 2 ) relative to the comparative compounds of example 8.1 (method according to the invention, but with standard microcrystalline ZnO) and example 8.2 (standard method and standard microcrystalline ZnO) shows an increase in hysteresis at 10°C and 23°C with increasing modulus E”, which predicts good tire behavior on wet surfaces, and a significant decrease at high temperatures (100°C) mainly way due to the decrease in the modulus E', which allows, on the contrary, to predict improved rolling and abrasion resistance of the tire during operation.
Более того, компаунд по изобретению пример 8.3 показывает значительное сокращение времени вулканизации (см. значения T30-T90).Moreover, the inventive compound example 8.3 shows a significant reduction in curing time (see T30-T90 values).
При рассмотрении времени вулканизации, представленного в таблице 12 (T30-T90), при переходе от стандартного компаунда (сравнительный пример 8.2, стандартный способ и соединение цинка) к компаунду сравнительного примера 8.1 (стандартный способ по изобретению и соединение цинка) наблюдают увеличение, чтобы, как позднее добавление компатибилизирующего агента, характеризующее настоящий способ, само по себе не приводит к увеличению скорости сшивки, а наблюдается, что удивительно, только в конкретном случае использования цинка в форме активирующего наполнителя ZnO/SiO2.When considering the vulcanization times shown in Table 12 (T30-T90), an increase is observed when going from the standard compound (comparative example 8.2, standard method and zinc compound) to the compound of comparative example 8.1 (standard method according to the invention and zinc compound), so that, as the late addition of a compatibilizing agent, which characterizes the present method, does not in itself lead to an increase in the crosslinking rate, but is observed, surprisingly, only in the specific case of using zinc in the form of an activating filler ZnO/SiO 2 .
Разница в кинетике вулканизации может быть заметна по форме графических кривых, представленных на ФИГ. 6.The difference in vulcanization kinetics can be seen from the shape of the graphical curves shown in FIG. 6.
ФИГ. 6 показывает нормализованную кривую значений крутящего момента [(Sx-Sмин)/(Sмакс-Sмин)×100], измеренных в течение времени (мин) при проведении вулканизации при 170°C в течение 10 мин для вулканизируемого компаунда в соответствии с изобретением примера 8.3 относительно сравнительных компаундов примера 8.1 и 8.2. Как можно заметить, образец заявляемого примера 8.3 показывает более быструю кинетику вулканизации по сравнению с обоими сравнительными примерами 8.2 и 8.1.FIG. 6 shows a normalized curve of torque values [(S x -S min )/(S max -S min )×100] measured over time (min) while vulcanizing at 170°C for 10 minutes for a curable compound according to with the invention of example 8.3 relative to the comparative compounds of example 8.1 and 8.2. As can be seen, the sample of the claimed example 8.3 shows faster vulcanization kinetics compared to both comparative examples 8.2 and 8.1.
Более того, отмечено, что микрокристаллический цинк, введенный на стадии 1.1 примера 8.1, приводит к более медленной кинетике.Moreover, it is noted that microcrystalline zinc introduced in step 1.1 of example 8.1 results in slower kinetics.
Claims (30)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102018000009327 | 2018-10-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2774650C1 true RU2774650C1 (en) | 2022-06-21 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7635729B2 (en) * | 2005-09-29 | 2009-12-22 | Raymond Lee Nip | Zinc oxide coated particles, compositions containing the same, and methods for making the same |
CN106751837A (en) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 德轮橡胶股份有限公司 | A kind of tire is with ageing-resistant abrasive rubber material |
RU2660883C1 (en) * | 2014-11-27 | 2018-07-10 | Бриджстоун Корпорейшн | Rubber composition, method for its production and tire |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7635729B2 (en) * | 2005-09-29 | 2009-12-22 | Raymond Lee Nip | Zinc oxide coated particles, compositions containing the same, and methods for making the same |
RU2660883C1 (en) * | 2014-11-27 | 2018-07-10 | Бриджстоун Корпорейшн | Rubber composition, method for its production and tire |
CN106751837A (en) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 德轮橡胶股份有限公司 | A kind of tire is with ageing-resistant abrasive rubber material |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SUSANNA A. et al., "ZnO nanoparticles anchored to silica filler. A curing accelerator for isoprene rubber composites", CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL. Vol. 275, 09.04.2015. SUSANNA A. et al., "Catalytic effect of ZnO anchored silica nanoparticles on rubber vulcanization and cross-link formation", EUROPEAN POLYMER JOURNAL, PERGAMON PRESS LTD. OXFORD, GB. Vol. 93, 20.05.2017. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2159074B1 (en) | Rubber composition for cap tread and tire having cap tread comprising the same | |
CN107531943B (en) | Vulcanizable elastomeric material comprising modified silicate fibers for tire components and tire thereof | |
EP3681945B1 (en) | Tyre for vehicle wheels comprising a composite reinforcing filler | |
EP2250218B1 (en) | Tire and crosslinkable elastomeric composition | |
CN109982861B (en) | Reinforcing material, elastomeric composition and tyre for vehicle wheels comprising same | |
EP2629987B1 (en) | Tyre for vehicle wheels | |
JP6057683B2 (en) | Rubber composition for base tread, method for producing the same, and pneumatic tire | |
RU2749274C2 (en) | Elastomeric materials for tire components and tires containing modified silicate fibers | |
US11365306B2 (en) | Microbeads comprising silicate fibres with needle-shaped morphology of nanometric size, preparation thereof, elastomeric compositions and tyres for vehicles comprising them | |
US11851566B2 (en) | Process for preparing compounds for tyres and tyres comprising them | |
CN110382255B (en) | Elastomeric compositions containing nanosized silicate fibers having acicular morphology and vehicle tires comprising them | |
EP3864081B1 (en) | Process for preparing compounds for tyres and tyres comprising them | |
CN114174406A (en) | Tyre for vehicle wheels | |
RU2774650C1 (en) | Method for manufacturing compounds for tyres and tyres containing said compounds | |
RU2786563C1 (en) | Method for obtaining compounds for tires and tires including them | |
US20240043665A1 (en) | Tyre for vehicle wheels | |
WO2023238007A1 (en) | Process for preparing compounds for tyres and tyres comprising them | |
WO2023209588A1 (en) | Tyre for vehicle wheels | |
WO2023209587A1 (en) | Tyre for vehicle wheels |