TW416968B - Process for producing a vulcanizable rubber composition with silica-based reinforcing filler - Google Patents

Process for producing a vulcanizable rubber composition with silica-based reinforcing filler Download PDF

Info

Publication number
TW416968B
TW416968B TW085104897A TW85104897A TW416968B TW 416968 B TW416968 B TW 416968B TW 085104897 A TW085104897 A TW 085104897A TW 85104897 A TW85104897 A TW 85104897A TW 416968 B TW416968 B TW 416968B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
rubber composition
silica
tread
silicon
reinforcing filler
Prior art date
Application number
TW085104897A
Other languages
English (en)
Inventor
Marco Nahmias
Robert Schrafft
Christa Joseph
Original Assignee
Pirelli
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pirelli filed Critical Pirelli
Application granted granted Critical
Publication of TW416968B publication Critical patent/TW416968B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/28Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control
    • B29B7/286Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control measuring properties of the mixture, e.g. temperature, density
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/7495Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82Heating or cooling
    • B29B7/823Temperature control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/548Silicon-containing compounds containing sulfur
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/18Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/183Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2321/00Characterised by the use of unspecified rubbers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Description

Α7 Β7 416968 五、發明説明(1) 本發明在其一般性的方面,係有關於一類型的可硫化 橡膠組合物,它包括低碳黑含量,並在一可交鍵的不飽和 鏈狀聚合物基材中併入一矽基補強填充劑一部分或完全 取代碳黑。 更特定的本發明,係有關於製造上述類型的組合物的 方法,和從該組合物製得一胎面。 在下列敘述和繼而申請專利中,術語:可交鍵的不飽 和鏈狀聚合物基材,乃意指任何無交鍵的聚合物,天然的 或合成的,Μ硫基體糸交鏈(硫化反應)的結果能顯出彈 姓體典型的所有物理化學和機械特性。如已知的,在輪胎 製造的領域中,不斷増加的硏究之主要課題是盡可能降低 輪胎的滾動阻力。 爲此緣故,在技術上提出使用低含量磺黑之橡髎組合 物來製造輪胎的胎面。 在這些橡膠組合物中,以無機的,所謂「輕的」補強 填充劑,諸如石裔、滑石、高嶺土、皂土、二氧化鈦、各 種矽酸鹽,特別是砂石來部分或全部取代碳黒。 然而,因為矽石與組合物之聚合物基質之親合力很差 ,通常要在後者中併入一適當的偶合劑,使矽石與聚合物 基質能化學鍵接。 因此,例如在美國專利5,227,425號中,敘述了可用 於有低滾動阻力胎面的橡膠組合物,它藉將一聚合物基材 與高量的矽石作為填充劑和一矽烷基偁合劑混合而獲得, 此聚合物基材包括一共軛二烯和含從5至50%乙稀基的乙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210 X 297公釐) n^—- ml ^Et - - r^— .^ϋ - (請先閎請背面之注#^項再填寫本頁) 訂- 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 4 i 4I6S68 Α7 Β7 五、發明説明(2) 烯芳香化合物之共聚物。 類似的,在歐洲專利申謓案ΕΡ-Α-0 447 066中,敘述 了可用於有依滾動阻力胎面的組合物,其中使矽石與聚合 物基材化學鍵接的主要組份是一矽烷基偶合劑。 按照前有技術之經常教導和製造者不斷提供的指示, 有關於該偁合劑(參,例,文章”SILICA BASED TREAD COMPOUNDS: BACKGROUND AND PERF0RMANCEM Ρ.14» tab. IV,由Degussa發表於1993年10月28-29日在巴塞爾(Basel) 舉行的TYRETECH ’93會議中),在製備組合物時,矽石和 偶合劑必須同時加入並併入組合物Μ獲得矽石化學鍵接於 偶合劑所需的效果,並在後續的硫化反應操作中鍵合於聚 合物基質。 然而,需要將矽石和偶合劑同時併入組合物中,在 混合並機械處理操作組合物時*對能獲得最高溫度設下嚴 重的限制。 事實上,在製備紐合物時,若要避免偶合劑的不可逆 熱降解,組合物之溫度不能超過160°-1651C。 但是依照上述溫度之限制引起在混合中機械栝性之顯 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 著降低,而混合之機械活性又是對矽石最佳分散遍佈於聚 合物基質是必要的。 隨著矽石於組合物中分散不足之結果引起一些缺點, 基本上是由於橡膠組合物從一處至另一處,組合物之物理 機械性能之極度不同和不均勻性。 更特定的,Μ上述組合物製造胎面的許多嘗試中,觀 5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2Ι0Χ297公釐) A7 B7 Γ" 16 9 6 8 五、發明説明(3) 察到這樣製成的橡膠組合物來獲得胎面有明顯的拉延困難 並胎面紋大小之不同。 除了所有這些缺點,還加上另一値不可忽視的缺點, 亦即降低了用於製埴胎面的拉延器械的生產童。 其實 > 用技術上已知的含高矽石量之橡膠組合物,就 不能維持通常用於習用橡膠組合物之拉延速度,其值必須 降至能確保組合物在溫度約為1201:時從拉延工作槿中出 來0 以等於通常拉延速度之約50%來拉延,可Μ獲得上述 結果。 事實上,以較高速度會發現在胎面中有孔隙的區域, 它明顯地危害其尺寸性質之穩定性。 這些區域之來源可視為主要是由於高拉延速度導至高 溫,結果在橡膠組合物中所含鍵接於砂石的水快速蒸發。 顯然,較高的拉延速度,因此組合物達到的溫度使此 負面的現象更為明顯。 所引起的在設備每小時生產力之極度降低,顯著地影 響到生產時間和成本。 本發明的基本技術問題是在於提供一可硫化的橡膠組 合物,其中併入至少一矽基的補強填充劑,它具改良的砂 石分散性和改良的物理機械性和可加工之特性。 因此依照本發明的第一方面,係有藺於製造含矽基補 強填充劑之可硫化橡膠組合物的方法,其特戡在於包括下 列步驟: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2Ι0Χ297公釐) (請先閎绩背面之注意事項再填寫本頁) - Γ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 6 五、發明説明(4) Α7 Β7 416968 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -在溫度從165°至180t:,在基本上無矽石偶合劑中,充 分温合一可交鍵的不飽和鍵狀聚合物基材,至少一矽基 的補強填充劑和具選擇性的一種或多種非交鍵成份; -向如此所得的橡膠組合物加入至少一矽烷基的矽石偶合 劑和具選擇性的一第二份該矽基的補強填充劑; _結果之橡膠組合物在溫度從110°至16〇υ經受緊密的混 合; -向該橡膠組合物加入並在其中均勻分散一適當之硫化劑 »溫度為較低於硫化反應之溫度。 在以下敘述和在所附之申請範圍中,術語「矽基的補 強填充劑j意指基於二氧化矽(矽石)、矽酸鹽及其混合 物之補強瑱充劑,所具之表面稹,按BET法測定是從100至 300 m2/g ° 僅為簡化本敘述,本發明的矽基槙充劑在下以術語「 矽石」表之。 依照本發明,在橡膠組合物中,每100分重量之聚合 物基材,最有利的混入10至SO份重量之矽石。 事實上,當橡膠組合物混合這樣量之矽石,從它製得 的輸胎,考慮到它的機械特性、滾動阻力之降低,車輛行 駛安全性,特別是在潮濕路面上之附著力,可獲得最佳的 結.果0 事實上,從Μ下敘述會更清楚,發現了在每份的 聚合物基材中,所加入的矽石之量少於1〇重量份時,橡膠 組合物和從它所得之產品的補強活性降低。然而在60和80 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格公釐) 7 (請先閱讀背面之注項再填窝本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 at Ί^'Ϊ18963 Β7 五、發明説明(5). 重量份之間,橡膠組合物之可加工性開始大幅度明顯降低 ,在80份K上成為至終不再能接受的。 為本發明的目的,在可用的聚合物基材中,不飽和的 鍵聚合物或由共軛二烯和/或脂族或芳族乙烯單體經聚合 反應所得之共聚物是理想的。 更恃定的,本發明的聚合物基材物可選自組群包括: 天然橡膠、1,4-順聚丁二烯、聚氯丁烯、1,4-順聚異戊二 烯、具選擇性鹵化的異戊二烯-異丁烯共聚物、丁二烯-丙 烯氰、苯乙烯-丁二烯和苯乙烯-丁二烯-異戊二烯三聚物 ,在溶液中或在乳濁液中製備的,乙烯-丙烯-二烯之三聚 物。 依照本發明,按照最終產品所預期的特性,各聚合物 基材可Μ分別使用或彼此混合使用。 依照本發明之一理想實體,為提供橡膠組合物所必要 的機械和可加工性能所需要的非交鍵成份是在第一混合步 驟中加入並混入聚合物基材的。 這類成份,就其本身而言,是選自組群包括補強填充 劑,諸如,例如,磺黑、增塑劑、加工輔助劑、抗氧化劑 、防阻老化劑、等。 熟悉技術人士能輕易決定選擇各成份之量和比例來獲 得上述特性之最佳值。 除此Μ外,決定於混入橡膠組合物之矽石量,矽石 也能分成二份或多份加入聚合物基材中,最後一份能與偶 合劑同時加入,下面會更清楚說明。 本纸張尺度逋用中國國家標準(CNS Μ4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-8 ~ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 4 16968 B7 五、發明説明(Ο 事實上,注意到當混入橡膠組合物中之矽石童在每 100份聚合物基材中超過50重量份時,以二或多份分開步 驟加入並緊密混合能顯著地改良砂石在聚合物基材中之分 依照本發明,也驚訝地發現在製備橡膠組合物時矽石 與偶合劑,並在硫化反應時矽石與聚合物基材的化學鍵合 所需之效果可藉將這些組份分別混入橡膠組合物來獲得
C 與前有技術經常的教導相反,事實上可觀察到將偶合 劑和所有矽石或至少其一實質部分在不同時間内併入橡 膠組合物中並不危及矽石與偶合劑之反應可能性,也不危 及矽石、偶合劑和聚合物基質間所形成鍵之穩定性。 反之,本發明方法的目檫比前有技術所預見的有更重 大的和意外的優點。 依照本發明的一理想實體,所有矽石或其至少一實質 部分是不用任何偶合劑來混入橡膠組合物中,並在溫度 從165°至18〇υ間,理想者約為175¾,與該橡膠組合物之 其他成份充分混合,此溫度是比前有技術到目前爲止所用 的溫度高許多。 所幸上述高混合溫度可用熟知技術人士名為” Banbury 的普通混合設備將聚合物基材、矽石和具選擇性非交鍵成 份混合時容易並快速達到。 在這類設備中*事實上,要製備的橡膠組合物經受機 械加工,因它顙著的黏彈特性導至溫度快速上升至上述值 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29»7公釐) 9 1.'--卜—--------'τ------- (請先閱讀背面之注意事項存填寫本萸) Α7 Β7 |!ί 9 6 Β; 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(Ό 之範圍內。 侬照本發明,橡膠組合物所經受的增加機械加工可能 性,一方面使矽石均勻分散在全部橡膠組合物中,另一方 面除去後者中結合於矽石的實質部分的水。 至於有關於橡膠組合物的濕含量,特別觀察到它易於 降低至依照前有技術所製得的橡膠組合物中所得值與之相 等或小於約80%的值,因此基本上降低橡膠組合物在後續 加工步驟中產生孔隙結構。 在進行重覆試驗本發明橡膠組合物之過程 中,也注意到矽石分散遍及橡膠組合物、和在從它而得的 半成品(例如胎面)或完成的產品(例如輪胎)中,是 極度均勻的狀態,是可下定義的,在下將Μ—特定分散指 數的方法來更清楚表明。 Μ上逑類型的混合設備,更有利的是可在時間從1.5 至5分鐘間隔内,理想地約3分鐘,獲得Μ上優良特性。 需要完成此第一混合步驟的時間按照橡膠組合物的真 正配方和所選混合設備之結構和功用特性,顯然可在上述 值範圍内變化。 依照本發明,在獲得矽石均勻分散遍及橡膠組合物後 ,伴隨箸適當降低其水含量,向橡膠组合物加入一適合之 偶合劑,它能與矽石起化學反應,並將後者在其接縐的硫 化反應步驟中結合於聚合物基材上。 最後,適用的偶合劑包括至少一官能基,它在橡膠組 合物的製備步驟中的壓力和溫度條件中能與矽石外表面上 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 10 I!--:-----40裝----J--訂------- - _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
i 4 16 9 6 G Α7 Β7 五、發明説明(8) 的活性基囫(羥基、甲矽烷基,等)作用;並至少有一官 能基是在橡膠組合物硫化反應的壓力和溫度條件中能與聚 合物基材作用的。 為本發明之目的,特別適用之偶合劑是有下列結構式 之矽烷基試劑: (R)a - Si -CnHanX ( I ) 其中: R是含1至4碩原子的一烷基或烷氧基,或一氣原子,n是 從1至6的一整數,而X是-Sim-C„H2n-Si-(R)3,一亞硝 基、一氫硫基、一胺基、一環氧基、一乙烯基、一亞胺基 、一値氯原子、一個或多値硫原子、或一SmY基,其中Yii 自下列官能基: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) :-.¾.
Js
LI 經濟部中央標準局ίΜ工消費合作社印製 其中m和η是從1至6的一整數,R是含有1至4碳原子的 一烷基或一烷氧基,或一氯原子。 具上式(I )的特別適用之偶合劑是: 雙(3-三乙氧甲矽烷基-丙基)四硫化物, 雙(2-三乙氧甲矽烷基—乙基)四硫化物, 雙(3-三甲氧甲矽烷基—丙基)四硫化物, 雙(2-三甲氧甲矽烷基-乙基)四硫化物, 3-氫硫丙基-三甲氧基矽烷, 3-氫硫丙基〜三乙氧基矽烷, λ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(加幻卩7公楚) 11 696 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(9 ) 2-氩碕乙基-三甲氧基矽烷, 2- 氫硫乙基-三乙氧基矽烷, 3- 硝丙基-三甲氧基矽烷, 3-硝丙基-三乙氧基矽烷, 3-氯丙基-三甲氧基矽烷, 3-氣丙基-三乙氧基矽烷, 2-氣乙基-三甲氧基矽烷, 2- 氣乙基-三乙氧基矽烷, 3- 三甲氧基甲矽烷丙基-N, 二甲基硫代胺甲醯四硫化物, 3-三乙氧基甲矽烷丙基-Ν,Ν〜二甲基硫代胺甲醯四硫化物, 2- 三乙氧基甲矽烷基-Ν,Ν-二甲基硫代肢甲醢四硫化物, 3- 三甲氧基甲矽烷丙基-苯並瞎唑四硫化物, 3-三乙氧基甲矽烷丙基-苯並_唑四硫化物* 3-三乙氧基甲矽烷丙基-甲基丙烯酸酯-硫化物, 3-三甲氧基甲矽烷丙基-甲基丙烯酸酯-硫化物, 及其類。 它們之中特別理想的是雙(3-三乙氧基甲矽烷丙基)四 硫化物,市面上是DEGUSSA的商名Si69。 矽石偶合劑之併入橡膠組合物是使後者,依照上列所 述矽石併入步驟之法,受到緊密結合。但溫度從最低值 11(Γ至最高值,其範圍從140°至16〇υ,依照加於橡膠蛆 合物的矽石並同時一起加入的偶合劑的量而定。 如上強調的,事實上,矽石可Μ與偶合劑分開,在一 步驟或分別的二步驟中完全混合入橡膠組合物中,或在後 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210X297公釐) 12 I:--J---—Γο裝:- (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 416968 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(10 者的混合步驟中有一部分與該偶合劑一起加入。 在這方面*已觀察到矽石最佳分散和表面栝性的上列 有益效果,和混合於矽石部分水之除去,也可藉將偶合劑 與部分矽石同時加於橡膠組合物來獲得,此部分矽石等於 不超過要混人聚合物基材的矽石總重童的1/3。 在此情況中,混合階段的橡膠組合物之溫度铌持在接 近140¾的最低值(基本上無矽石)和接近1601C的最大值, 其時使用上列最大量的矽石(不超過總重量之1/3)之間 依照本發明,令人驚訝地發現,矽石與偶合劑除了彼 此能反應至一實質上完全的程度外,甚至在不同時間加入 橡膠組合物中,也能在低於那些視為最理想的溫度中<160 -165¾ )中彼此化合鍵合。 雖然此現象尚未完全清楚,矽石、聚合物基材和具選 擇性的其它非交鏈加成物之預先混合步驟被視為在某些方 面能「活化」矽石之外表面,和/或有較多數目的羥基或 甲矽烷基變得能有效地與偶合劑作用。 感謝矽石的這些較高反應性,也觀察到混合時間從0.5 至1.5分鐘已足以使偶合劑混入橡膠組合物中並使後者 與矽石發生作用。 本發明之目的,並不依靠選擇加入矽石的方法(分別 在一步驟或數步驟,或至少部分與偶合劑一起),加入橡 膠組合物中矽烷基偶合劑之量是每100重量份之矽石為從 4至15重量份,而理想地,每100重量份之矽石為8至10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(2丨OX297公釐) --J--------- n [ n - - (請先閱讀背面之注意事頃再填寫本頁) 13 4ίβ9ΘΒ Α7 Β7 五、發明説明(11) 重量份之間。 事實觀察到低於4重量份的偶合劑不能與矽石外表面 上所有有效官能圓起作用,而超過15重量份(對所示的矽 石類型),並不能.注意到結合活性之明顯改良。 依照本發明的一理想實體,混合和均勻分散矽石的步 驟,和混合並使矽石與偶合劑作用之步驟乃在不同時間和 /或不同儀器中,在放出橡膠組合物並在各步驟完成後使 其冷郤,來進行。 另一方法是也可Μ在柑同的混合儀器中(Banbury或雙 螺旋拉延檯)中進行上述之混合步驟,然而要小心降低橡 膠組合物之溫度,在開始偶合劑的混合步驟前,使操作在 上值(110°-160t )範圃内進行。 偶合劑-且均勻混合入橡膠組合物中,藉加入並混合 入一硫化劑使後者硫化,具選擇並理想地伴以適合之硫化 反應栝化劑和加速劑。 若聚合物基材選自理想的可交鏈之不飽和鍵狀聚合物 ,最有利使用的硫化劑是硫,或含硫的分子(硫提供者) ,而加速劑和活化劑則可用技術上已知的。 在硫化反應括化劑中,硬脂酸鋅是理想的,它能藉加 入氧化鋅和硬脂酸,在橡膠組合物中直接生成。 依照上述詳述之方法,對照於在橡膠組合物中併入矽 石及其偶合劑的前行步驟,硫化劑與可能的加速劑和活化 劑藉與橡膠組合物緊密混合而併入後者中。 為了避免在橡膠組合物中早期的和不需要的硫化反應 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2! Ο X 297公釐) ----------J 參 1J——L—訂 « < (請先間绩背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 14 - 五、 發明説明(l2) A7 B7 4t6968 經濟部中夬標隼局員工消費合作社印製 ,其溫度應維持在低於硫化反應溫度之值,理想值之範圍 從 100°至 1101C。 為了更佳控制溫度,在本案中理想地,在加入硫化劑 前,在偶合劑併入後,必要時將橡膠組合物從設備中放出 來,並使它冷郤。 在此步驟中,發現混合時間從2. 5至4分鐘已足夠在 橡膠組合物整體中獲得一均勻分散的硫化體条(硫化劑、 加速劑和括化劑)。 本發明的方法目標之進一步實體中,硫化反應活化劑 ,例如氧化鋅和硬脂酸,可Μ在上述混合步驟中的第一步 ,與矽石、聚合物基材和其它非交鏈劑一起混入橡膠組 合物中。 依照本發明進一步和有利之實體,也可能藉同時向橡 膠組合物加人偶合劑、硫化劑和上述的加速劑來減少全部 步驟之數目。 依照本發明進一步方面,藉上述方法提供一可硫化的 橡膠組合物,它有矽基補強槙充劑和低磺黑含量,此橡膠 組合物特別適用於製造輪胎的胎面,特別是具低滾動阻力 的胎面。 依照本發明,上逑橡膠組合物包括至少一可交鍵的不 飽和鏈狀聚合物基材和至少一均勻分散於全部橡膠組合物 之矽基補強填充劑。 本發明橡膠組合物件包括在每100重量份之聚合物基 材中有10至80重量份之矽石。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐} 15 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
五、發明説明(13) A7 B7 Ο 適用於本發明目標之聚合物基材中,理想的有不飽和 的鍵狀聚合物或由共轭二烯和/或脂族或芳族乙烯單體聚 合反應所獲得的共聚物。 更特定的,本發明的聚合物基材物可選自紐群包括: 天然橡膠、1,4-順聚丁二烯、聚氯丁烯、1,4-順聚異戊二 烯、具選擇性鹵化的異戊二烯-異丁烯共聚物、丁二烯-丙 烯氟、苯乙烯-丁二烯和苯乙烯-丁二烯-異戊二烯三聚物 、在溶液中或在乳濁液中製備的,乙烯-丙烯-二烯三聚物 及其混合物。 依照本發明提供橡膠組合物之一典型組合物如下(重 量份數),僅作爲不受限制之例: 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 -聚合物基材 -碳黑 -砂石 ~偶合劑 -ZnO -硬脂酸 -抗氧化劑 -防疲勞劑 •硫或供硫劑 -加速劑 -增塑劑 100 0-80 10-80 4-15%之矽石 1-3 0- 3 1- 3 0.5-3 0.5-3 0.5-3 3-30 感謝上述之高分散度,本發明之橡膠組合物不僅提供 了均勻的特性,也能從其製得有理想的低滾動阻力值之輪 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS > A4規格(210X297公釐) -16 16 I..----*---------訂------ '* (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 416968 五、發明説明(14) 胎胎面。 感謝其恆定的特性和其低濕含量,本發明的橡膠組合 物也有改良的加工特性,使能藉拉延、模製或壓延來獲得 半成品,並在特定的胎面面上有大小穩定 > 且孔隙指數小 於2%,在Μ後使用中相當被接納的胎面。 依照本發明進一方面,是提供製造有低滾動阻力而有 高性能車輛輪胎之胎面的一方法,其特徽在於它包括生成 有矽基補強填充劑和低磺黑含量之可硫化橡膠之橡膠組合 物之步驟,藉上述方法類型可Μ獲得。 本發明的胎面物理想地在溫度從80至120 C藉拉延、 模製或壓延來獲得。 感謝前述均勻性和低濕含量之有利特性*本發明可硫 化的橡膠組合物能在相當高速度中拉延,比前有技術的含 矽石橡膠組合物所達到的最大速度高許多。 按此法壓擠所得的胎面,除了有所需的低滾動阻力外 >更有利地具有孔隙度,定義磊: [(dm ~ dt)/dia] X 100 其中: dm =—橡膠組合物試樣本身之密度,且經過壓縮處理除去 其内任何孔隙; =在拉延檯出口所取一橡膠組合物試樣之密度; 它從0至2%。 當胎面裝配成要硫化的輪胎結構體時,此值完全相容 於對胎面所要求的特性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 17 A7 4 1 6 988 B7 五、發明説明(is). 除此,依照本發明的胎面所具的矽石分散指數是該指 數與有相同組成但基本上不含矽石的眙面(即,其中所有 矽石被碳黑取代)之指數之差是小於20,000。 在下列敘述和所附申請範圍中,術語「分散指數」乃 意指一無因次之數值,對應於所考慮的半成品(例如一胎 面)或成品(例一輪胎)外表面之粗糙度。 測量上列指數之值可藉市面已有之儀器,諸如,例如 FEDERAL的分散分析儀(ESTERLINE公司),它包括一自動指 出圔線的針,它能在要分析的試樣表面上滾動,並有記錄 和處理在與該表面成直角的指示針移動的裝置。 這些移動可藉畫出指示針位置變化的輪廓之圖示,此 輸廓之形狀是一間斷不連續的線,其特徴是一条列的峯, 並與一參考線比較不同的幅度與頻率。 顯然,一完全平滑表面會產生一直線,而一「粗糙的 」表面產生間斷不連縷的線,不規則和鋸齒狀越多,指示 針在途徑上遇到越多不同的阻礙。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 大家熟知,在遍及橡膠組合物中,成分之不良分散》 由於硫化反應所製得的最終產品之表面上充滿撤粗糙性, 這些微粗糙性越多越明顯*表示分散越差。 分析儀偵測得指示針在試樣預定長度的表面上所遇到 的峯數,並將它們轉變成一數宇值-在此定義為「分散指 數」-對應於峯頻率平方和峯平均高度之積,其中峯頻率 是測量每cm之峯,峯之平均高度則為其微米。 侬照本發明的進一步方面,提供製造車輸輪胎之方法 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2!OX297公釐) 18 416968 A7 B7 五、發明説明(16) ,特別是適用於製造高性能輪胎,它提供含一矽基補強埴 光劑的胎面,此方法包括的步驟有製備在胎體圓周上一胎 面,在其外部有一滾動表面,並藉硫化將該胎體與該胎面 連接,其特戡在於藉依照本文上述方法獲得之橡膠組合物 來製取該胎面。 依照本發明進一步方面也指車輪之輪胎,按照本 發明之方法來生產之胎面,顯示矽石在全部聚合物基材中 有最佳分散度,使該指數與有相同组成但基本上不含砂石 輪胎之分散指數之差是小於20,000。 令人驚訝的,依照本發明方法製造之輪胎*經過道路 測試並與売全相同的輪胎,只是用了按照前有技術製造的 胎面作比較,前者有更佳之結果,可見於下。 雖然所牽涉的現象尚未能完全明瞭,但令人想到輪胎 在道路使用的表現可能不僅受在胎面中存在矽石的強烈影 響*也可能受矽石併入聚合物基材的方法強烈影響。 因此,依照進一步的方面,本發明乃有關改進輪胎在 道路使用表現的一方法,其特擻在於輪胎眙面之獲得是經 過可硫化橡膠組合物之形成,它可藉本文上述方法來獲得 ύ 藉下逑本法一呰實例,按照本發明製造可硫化橡膠組 合物的方法Μ及製造胎面和有這些胎面之輪胎的方法可Μ 更清楚明白進一步的特點及優點。 提供下列諸例僅爲非限制性的說明,並參考附圖,它 顯示依照本發明一輪胎之部分中斷的截面。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ;---:----_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟、部中央棹準局員工消費合作杜印製 19 416908
經濟部中央標準局員工消費合作社印I A7 B7 五、發明説明(17) 參照附圖,一輪胎,傳統地包括至少一胎體層2,它 相向的周邊外彎圍繞胎唇金屬絲3,各結合入一胎唇4, 其界定乃沿輸胎内周邊,而輪胎本身啣接於輪圈5上。 沿胎體層2圓周擴展層中加Μ—個或數個環帶條6 > 後者係由併入一橡膠組合物片之織物或金屬索製成。 在胎髖層2的外部,對應於其相向邊部分,加Μ—對 胎邊7,各胎邊從胎唇4延伸向上至輪胎的所謂「扃」域 8,由對應於環帶條6柑向端界定。 在環帶條6上加Μ圓周形之胎面9,其邊端在對驩於 扃8連接於胎邊7處終結。胎面9有外部滾動表面9a,其 設計是為了與地面接觸,其中有周邊槽10*並有添加的橫 亙槽,並未示於附圖中,它界定了許多胎面塊11*變化 性地沿該滾動表面9a分佈。 上述輪胎1之製造方法是包括許多生產步驟*它們本 身是十分傳統並為技術上已知的。 更特定的,這類方法包括初歩的和分別製造對應於輸 胎不同部分(胎體層、環帶條、胎唇金靥絲、填充物、胎 邊和胎面)的步驟,它們藉一適當之裝配機彼此按序裝配 〇 接緒的硫化步驟將上述半成品熔接彤成一統一塊;卽 輪胎。 顯而易見的,製備上述半成品步驟之前是製備和生成 對腱的橡膠組合物之步驟。 在本發明的輪胎中,例如那些有低滾動阻力的,眙面 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) .1JBEK9P. -- ^^1 -- (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
20 A7 B7
4 1 6SSS 五、發明説明(18 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9中通常用作補強填充劑的磺黑,部分或全部被矽石取代 ,或被能適當改良胎面的滯後特點的其它一些組分取代1 藉生成一可硫化的橡膠組合物來生產胎面9,而橡膠組合 物又能藉上述方法製得。 這一方法能克服已述方法之困難,從以下諸例能更清 楚明白,在此提供僅作非限制性的說明。 例1 用POMINI公司型號F270的一封閉式轉子混合機(Banbury) ,使其轉動速度約爲40 r.p.m.,建續加入下列組分:107kg E-SBR聚合物基材、37kg磺黑、32kg矽石、2kg二氧化鋅、 lkg硬脂酸、2.5kg抗氧化劑、lkg抗疲勞劑、和16kg之芳 番油作為增塑劑*和較小量的其它常用成份。 所用各組份之特點如下: E-SBR= 丁二烯-苯乙烯共聚物,Μ乳濁液製備,其苯乙烯 含量為23% ; 碳黑=Ν 115 型(C a b 〇 t C 〇 r ρ 〇 r a t i ο η); 矽石= BET 175 m2/g,VN3型(Degussa); 抗老化劑= 6PPD,也稱為 SANTOFLEX 13<Monsanto); 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 抗疲勞劑=TMQ,也稱為 VULCANOX 4020 (Bayer〉。 更特定的,裝入各組份是按照下列時間順序(從旋轉 開始計算時間): '聚合物基树、碳黑和矽石 15” -添加物 Γ 30,, -増塑劑 2, 21 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐) A7 B7
41698S 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(l9) 按此加入的橡膠組合物的各成份然後再完全混合約 1'45”,這第一步驟的全部時間長度約等於3’45”。 在混合操作中,控製施予橡膠組合物之機械功,使它 保持其溫度範圍為約165°-1701C。 如此可獲得200kS橡膠組合物,結果矽石是均勻分散 的。 在室溫中冷卻後,如此所得之橡膠紐合物裝入POMINI 公司,型號為11D的一封閉式轉子混合機中,同時加入2. 35 kg矽烷偶合劑Si 69 [雙(3-三乙氧矽烷基-丙基)四硫化物] (DEGUSSA) 〇 在這方面,應觀察到當矽烷偶合劑是液態的,諸如例 Degussa試劑Si69,後者併入橡膠組合物可能引起處理之 困難-在某些情況中可能使成品之質變差:在這樣情況中 ,和在已知方式上,最好在混合機中加入與偁合劑同時加 入小量的惰性镇充劑(諸如,例如碳黑或矽石)*使得前 者能容易地併入橡膠組合物中。 另外,可用固態的偶合劑,諸如,例Degussa的X50S (50%磺黑,50%矽烷〉,其用量按上述說明的各組分之對 應值。 在本例中,混合機之轉子也使之在約為40 r.p.tn.轉 動,如此使橡膠組合物和偶合劑有緊密之混合,並維持組 合物之溫度值約等於135T;。 約2 30”後放出180kg橡膠組合物,然後在室溫冷郤後 再裝入,同時裝入2.3kg硫化體条,它包括:硫lkg,二苯 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---1--_-----'—衣 ^------訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -22 - 22 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 100 35 30 8%之矽石 2 1 2.5 1.0 15 1.2 2.5
Ί;;"4 t69 6 G Α7 . Β7_ 五 '發明説明(2〇 ) _ 基哌啶 DPG(Monsanto) 0.6kg,SANTOCURE NS(Monsanto) 1.6kg和技術上已知的硫化反應加速劑,裝人相同的POMINI 公司型號11D之封閉式轉子混合劑(Banbury),使其旋轉速 度約爲20 r. p. m.。 然後橡膠組合物經過緊密的混合使硫化體糸分散,注 意維持組合物溫度之值約等於l〇〇t。 約3’後,放出170kg可硫化的橡膠組合物,包括的重 量份數: -聚合物基材 -碳黑 -砂石 -偶合劑 -ZnQ -硬脂酸 -抗氧化劑 -防疲勞劑 -增塑劑 一硫 -加速劑 例2 -5 依照述於前例1之步驟,製備有示於下列表I組分之 橡膠組合物。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐} ---„-----1-----„--1T------^: -· (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
五、發明説明(η) 表 I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1' 416968 A7 ’ B7 成分 例2 例3 例4 例5 S-SBR 100 75 E-SBR • 75 75 NR — 25 - - BR - - 25 25 碳黑 20 50 40 20 矽石 50 15 20 50 偶合劑 5 1.5 2 5 ZnO 2 2 2 2 硬脂睃 1 1 1 1 抗氧化劑 2.5 2.5 2.5 2.5 碕 1.5 1.5 1.5 1.5 加速劑 2 2 2 2 S~SBR=在溶液中製備的丁二烯-苯乙烯共聚物,其笨乙烯 含量為26%,1,4-反式鍵含量爲22% ,乙烯基為 60¾ > NR =天然橡膠; BR =聚丁二烯,1,4-順式鍵含量等於93% ; 其它成份:如例1中。
例R 製備如前逑例1有相同組分之橡膠組合物,同時向已 併入矽石之橡膠組合物進行加入和混合偶合劑和硫化體系 的步驟。 在此例中,最後混合步驟之溫度維持約等於loot)之 本纸張尺度適用中國國家榇準(CNS ) A4規格(2] 0 X 297公釐).. _ 2 4 - {請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)
A7 B7 6 9 ο 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(22) 值,爲避免橡膠組合物之過早硫化反應。 俐7 製備如前述例1相同紐分之橡膠組合物,在第一混合 步驟剛結束,不從Banbury中放出橡膠組合物,就進行偶 合劑之混合。 然而*在第一步驟結束時使橡膠組合物之溫度降至約 14〇π,逐漸減少橡膠組合物經受Banbury轉子之機械功 Ο 在此例中,兩步驟之全部時間長度約等於6’。 依照例1的方法進行後續的硫化體条之併入步驟。 例只f屮較例1 用與例1相同童的相同成分,依照前有技術的製備方 法來製備第一比較之橡膠組合物。 更特定的,所有組分*除了硫和碕化反應加速劑,裝 入POMINI公司型號F270之Banbury,使其在約40 r.p.m.旋 轉。 因為矽石和偶合劑同時存在,於混合操作約持績3’内 ,組合物之溫度維持於約1601:之值。 然後向所得的橡膠組合物中加入硫化體系,此整體經 受Ρ0ΜΙΝΙ公司型號11D的Banbury之混合,使它在約20 r.p m.轉動。 在此例中於混合操作約持續2’内,也使組合物之溫度 維持約ιοου之值,比硫化反應溫度略低。 例Q ( hh龄例) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) I-^---^--*--JOM·;-I (請先鬩讀背面之注意事項再填窝本頁) 訂 25 416968
五、發明説明(23 ) 按照傳统已知方法製備第二比較橡膠組合物,包括只 有碳黑作為補強填充劑,其組分的重量份數如下: H. ' I I - - - - -·I I. Γ1 1- I I -3 一請先閱读背面之注意事項存填窝本頁) 訂 _聚合物基材(E-SBR) 100 _磺黒 68. -ZnO 2. -硬脂醆 1. -抗氧化劑 2. -防疲勞劑 1. -增塑劑 2. -硫 1. -加速劑 1. 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 各依照前述例1、8和9在後來時間製備數批橡膠組 合物,各枇由15/20次裝料組成。 從各次裝料中取一試樣,以後按技術上已知的一方法 和儀器之硫化,再Μ後經過數次測驗來測定在所有批中各 批的具特別意義的某些參數之變化係數。 這些參數是: -體積質量U«):依照ISO標準2751測定; -100%伸長之彈性模量(CA1) ··按ISO標準37 (環測試件 )測定; -300%伸長之彈性模量(CA3):按ISO標準37 (環測試件 )測定; -斷裂強度:按ISO標準37(環測試片)測定; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2! ο X 297公釐) 26 A7 B7 416968 發明説明(24) -硬度:按ISO標準48測定。 以下表I顯示進行測試之結果,K變化係數表之,變 化係數越小,在各生產枇中測得的係數可變性越小。 表 I 組成物 批號 CA1 CA3 CR 硬度 例 1 6 0. 10 2.33 2.52 5.50 0.70 例 8 10 0.29 6.21 5.24 6.13 1.86 例 9 17 0.23 4.47 4.94 4.83 2.00 例11 石分散指動:> 評估) - hi -« - --- *-- 【费1 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 依照前例1、6、8和9所得之橡膠組合物按照技術 上已知的方法和儀器經過拉延來製備車輛輪胎之外股。 取如此所得的(硫化的)輪胎之眙面試驗,然後使之 經過數以試驗為測定矽石分佈指數。 以前述FEDERAL公司之分散分析儀來進行測試,參照 值取自從前例9不含矽石橡膠組合物開始所得胎面試樣中 所測得之值。 用於測試的分析儀偵測指示針在經過路徑長度等於 14.25mm中所遇到的峯數。 Μ下表Μ顯示得自例1和6的橡膠紐合物(依照本發 明)、橡膠組合物8 (按前有技術方法製得的)和橡膠組 合物9 (不含矽石)的内胎試樣之分散指數。取這最後二 試樣乃為作參考。 訂- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -27 27 五、發明説明(25 A7 B7 4169
為了顯示組分之分散,特別是矽石之分散,第一列顯 示分析儀所記錄的分散指數值,第二列顯示由不含矽石試 樣的粗糙度所造成的「道路雜音」清除後之該值,Μ此法 使之顯著後,藉此二值之差可比較在橡膠組合物中矽石之 分散度。 可容易地觀察到,含矽石橡膠組合物分散指數和相同 的橡膠組合物但其中所有矽石被碳黑取代的分散指數之間 之差總是小於20, 000。 表 I 矽石分散指數 橡膠組合物 例子本身 只含矽石- 例 1 28,869.3 11,668.0 例 6 33,283.7 16,082.3 例 8 38,259.0 21,057.7 例 9 17,201.3 _ — (請先閲绩背面之注$項再填寫本頁)
經濟、部中央標準局員工消費合作社印製 ·=不含矽石試樣(例9的橡膠組合物)測定值之數字數據。 因為矽石分佈指數越大,矽石在測試的橡膠組合物中 的分佈越差,與前有技術比較,本發明所獲得的極大改良 可從上列數據清楚顯明。 例12 道路行駛表琨 依照前例1、 6和8所得之橡膠組合物,Μ習用儀器 拉延來製造一些胎面,然後將這些胎面裝配在235/40-18 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4規格(210Χ29?公釐) 28 -0 Q _ ί 416963 A7 B7 五、發明説明(26 ) 號之輪胎上。 嵌照本發明,例1和6之橡膠組合物以速度約為21m/ mi η拉延,產生的胎面之孔隙約等於2%,然而用例8之橡 膠組合物(前有技術)必須採用降低30%的拉延束度(14.7 m/m i η) 〇 除了速度降低,還必須丢索約20%的胎面,因為對固 定的幾何形狀要求缺乏一致性。 如此得到的輪胎經過檫準測試來評估它們的道路行駛 表現。 在進行的所有測試中,以用例8的橡膠組合物製造的 輪胎作為參考,來評估併入本發明的橡膠組合物製成眙 面的輪胎。 各測試結束後,測試駕駛員對所測定的各評估參數Μ 0至10的等级來給分。 表3V和V列出得到的結果,是由兩位不同測試駕駛員 所評定的平均值來表示。 ^^1- - I- -ί ^^1 1 * Μ -- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
-、tT Μ濟部中央標準局員工消費合作社印製 表IV 乾燥路面測試 參 數 例1 例6 例 8 轉動方向盤所需力量 6 5.5 4.5 傳動即時性 5 5 4 橫向和諧 6.5 6 4 彎路放開 6.5 6 3.5 直行穩定性 6.5 6 4 29 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐} A7 B7 18968 五、發明説明(27) 表V 潮濕路面測試 參 數 例1 例6 例 8 彎路穩定性 (方向盤轉動過度) 7.5 6 5 彎路穩定性 (方向盤轉動不足) 7.5 6 4.5 直行穩定性 7 6 4.5 水中駕駛 7,5 6 5 彎路控制 7 6 5 —^^1' I II - - -1 ι^ϋ ^^^1 PUB (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鯉濟部中央標準局員工消費合作社印製 從上表可以看到,本發明的輪胎與依照前有技術製造 之輪胎比較,前者表現有顯箸之改良。 更特定的,茌有關橫向和諧、彎路控制與放開特性、 和在乾或瀛路面的直行穩定性都有明顯的改良。 從以上敘述和閫明中,本發明所得到的多項優點是顯 而易見的,諸如: 改進了矽石遍及橡膠組合物和在從它而得的產品中之 分散性; (b)橡膠组合物之低濕含量,隨而可能大幅度提高它的拉 延速度》同時也增加了工廠的生產置; (c>橡膠組合物及從它而得的產品的物理機槭性能有高度 重現性和恒定之值; (d)改良輪胎的道路操作表現,尤其在濕路面上。 顯然,熟悉技術人士能對上述發明引入任何變化和改 良,爲滿足恃殊的和有條件的要求,下列申請範圍界定了 變化和改良的受保護範疇。 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐) 30 ^77 i 416963 五、發明説明() 27-1 圖式簡單說明 第1圖係顯示依照本發明一輪胎之部分中斷的截面 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖。 元件標號對照表: 1 輪胎 2 胎體層 3 金屬絲 4 胎唇 5 輪圈 6 環帶條 7 胎邊 8 肩域 9 胎面 9a 外部滾動表面 10 周邊槽 11 胎面塊 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -30-1 -

Claims (1)

  1. 4 16968 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第85104897號專利再審查案申請專利範圍修正本 修正日期:89年8月 一種製備具有矽基補強填充劑之可硫化橡膠組合物的 方法,其特徵在於包括下列步驟: a) 在基本上沒有石夕偶合劑與165。至180°C間之溫度 下’充分混合一可交聯的不飽和鏈狀聚合物基材、 至少一矽基補強填充劑與選擇性一種或多種非交 聯的成份; b) 於如此所得的橡膠組合物中加入至少一砍院基的 矽偶合劑與選擇性一該矽基補強填充劑之第二部 分; c) 在110°至160°C之溫度下,將所得之橡膠組合物 緊密地混合;及 d) 在一低於硫化反應溫度之溫度下,於該橡膠組合 物中加入一適宜之硫化劑,並使之均勻分散遍及 該橡膠組合物, 其中每100重量份之聚合物基材中,係加入10至80 重量份之該矽基補強填充劑, 其中該矽烷基偶合劑具有下列結構式: (R)3-Si-CnH2nX 其中: R為一包含1至4個碳原子的烷基或烷氧基,或一氯原 子,η為1至6的整數,而X為-Sim-CnH2n-Si-(R)3、一亞 硝基 風硫基 胺基、一環氧基、一乙稀基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210XMX公釐) :—,—------^3^·------訂----l·.—^ '^ (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -31 - c Η C 3 II Η c——c S 1 416968 —____^_______ '申凊專利範園 亞胺基、一氯原子、一或數個硫原子、或一 SmY基, 其中γ係選自下列官能基: C-N-(CH3)2 S 其中m與η為1至6的整數’而R為一含有1至4個碳原子 的貌基或烧氧基,或一氯原子,且至少一該取代的R 係非烷基,及 其中該可交聯不飽和鏈聚合物基材係選自組群包括: 天然橡膠、1,4-順聚丁二烯、聚氣丁烯、込‘順聚異 戊二歸、選擇性由化的異戊二烯-異丁婦共聚物、丁 二烯-丙烯氰、苯乙烯-丁二烯與笨乙烯_ 丁二烯_異戊 一稀二聚物’在溶液中或在乳濁液中製備的,乙締_ 丙烯-二烯之三聚物,及其混合物。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該充分混合聚合 物基材、矽基補強填充劑與選擇性非交聯成份之步驟 a)係以於兩個或更多步驟中加入該補強填充劑來進 行。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中矽基補強填充劑 之第二部分的量係不超過該補強填充劑總重量的 1/3。 4. 如申請專利範圍第3項之方法,其中該加有至少—發 偶合劑與該矽基補強填充劑之第二部分之橡膠組合物 的緊'混合步驟係依據加入該橡膠組合物中之發石的 本紙張尺度適用中國國家標窣(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注^^項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- A8 B8 CS 416968 六、申請專利範圍 量’而在140至160。(:之溫度下進行。 5 如申凊專利範圍第1項之方法,其中該石夕石具有1 〇 〇 至3〇〇 m2/g之表面積。 6.如申請專利範圍第1項之方法,其中該非交聯劑係選 自组群包括:補強填充劑' 增塑劑、加工輔助劑、抗 氧化劑與防老化劑。 7·如申請專利範圍第1項之方法,其中該矽烷基偶合劑 係以每100重量份之該矽基補強填充劑,4至〗5重量份 的量加入該橡膠組合物中。 8. 如申請專利範圍第7項之方法,其中該矽烷基偶合劑 為雙(3-三乙基乙氧基曱石夕燒丙基)四硫化物。 9. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該硫化劑包括硫 或一含硫的分子。 10. —種具有低滾動阻力之車輛輪胎的胎面,其包含至少 一矽基補強填充劑,其具有的矽石分散指數為使該指 數與相同組成之基本上不含矽石之胎面的分散指數之 間的差為小於20,000 » 11 · 一種製造車輛輪胎之胎面的方法,其包括下列步驟: a) 製備一沿胎體(2)之圓周的胎面(9),其包含至少一 矽基補強填充劑,該胎面(9)在外部係設有—滾動 表面(9a),及 b) 藉硫化使該胎體(2)與該胎面(9)連合, 其特徵在於,該胎面(9)具有的矽石分散指數為使該 指數與相同組成之基本上不含矽石之胎面的分散指數 本紙浪尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210X297公釐) ——-——.·----參—— - (請先聞讀背面之注意ΐ項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33- ^ 416968 六、申請專利範圍 之間的差為小於20,000。 12. —種車輛之輪胎,其包括: -至少一胎體層(2) ’其係固定在一對胎唇金屬絲(3) 的相對邊上,各併入沿該輪胎(1)之内圓周邊界定之 對應的胎唇(4)中; -至少一環帶條(6) ’其係沿該胎體層(2)之圓周周 圍延伸; -一胎面(9),其包括至少一分散遍及一聚合物基 材之矽基補強填充劑,該胎面(9)係置於沿該環帶條(6) 的圓周上,並具有外部的滾動表面(9a),可在路面上 滾動; 其特徵在於,該胎面(9)具有的矽石分散指數為 使該指數與相同組成之基本上不含矽石之胎面的分散 指數之間的差為小於20,000。 (諳先閲讀背面之注意事項存填寫本寊) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ297公釐) -34-
TW085104897A 1995-02-24 1996-04-24 Process for producing a vulcanizable rubber composition with silica-based reinforcing filler TW416968B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI950359A IT1274257B (it) 1995-02-24 1995-02-24 Procedimento per la produzione di una mescola di gomma vulcanizzabile con carica rinforzante a base di silice

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW416968B true TW416968B (en) 2001-01-01

Family

ID=11370685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW085104897A TW416968B (en) 1995-02-24 1996-04-24 Process for producing a vulcanizable rubber composition with silica-based reinforcing filler

Country Status (12)

Country Link
US (3) US5804636A (zh)
EP (1) EP0728803B1 (zh)
JP (1) JP3522437B2 (zh)
KR (1) KR100457255B1 (zh)
CN (1) CN1099440C (zh)
AR (1) AR001017A1 (zh)
BR (1) BR9600620A (zh)
DE (1) DE69608829T2 (zh)
ES (1) ES2149392T3 (zh)
IT (1) IT1274257B (zh)
TR (1) TR199600143A1 (zh)
TW (1) TW416968B (zh)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10175208A (ja) * 1996-10-18 1998-06-30 Bridgestone Corp シランカップリング剤配合ゴム組成物の練り方法
DE19653938A1 (de) * 1996-12-21 1998-06-25 Continental Ag Kautschukmischung für Laufstreifen von Fahrzeugreifen
US6369138B2 (en) 1997-07-11 2002-04-09 Bridgestone Corporation Processability of silica-filled rubber stocks with reduced hysteresis
US6384117B1 (en) 1997-07-11 2002-05-07 Bridgestone Corporation Processability of silica-filled rubber stocks
US6228908B1 (en) 1997-07-11 2001-05-08 Bridgestone Corporation Diene polymers and copolymers incorporating partial coupling and terminals formed from hydrocarboxysilane compounds
US6221943B1 (en) 1997-07-11 2001-04-24 Bridgestone Corporation Processability of silica-filled rubber stocks
US6525118B2 (en) 1997-07-11 2003-02-25 Bridgestone Corporation Processability of silica-filled rubber stocks with reduced hysteresis
US5872176A (en) 1997-07-11 1999-02-16 Bridgestone Corporation Addition of salts to improve the interaction of silica with rubber
US6313212B1 (en) 1997-09-25 2001-11-06 Pirelli Coordinamento Pneumatici S.P.A. Continuous process for producing semi-finished rubber products with a silica reinforcing filler, for tyres, and tyres thus produced
CA2338152A1 (fr) * 1998-07-22 2000-02-03 Societe De Technologie Michelin Systeme de couplage (charge blanche/elastomere dienique) a base d'alkoxysilane polysulfure, d'enamine et de derive guanidique
CN1128174C (zh) * 1998-07-22 2003-11-19 米凯林技术公司 基于多硫化烷氧基硅烷、二硫代磷酸锌和胍衍生物的偶联体系及其应用,包含该偶联体系的橡胶组合物及其应用
ATE238917T1 (de) * 1999-02-11 2003-05-15 Michelin Soc Tech Verbesserung der lebensdauer eines radialluftreifen durch verwendung von bestimmten kohäsiven zusammensetzungen mit geringer hysterese
TR200102770T2 (tr) * 1999-04-01 2002-01-21 Pirelli Pneumatici S.P.A. Bir silika ile takviye edilmiş kauçuk bileşiğinin üretilmesi için işlem
US6864310B2 (en) 1999-04-01 2005-03-08 Pirelli Pneumatici S.P.A. Process for manufacturing a tire compound
GB9918291D0 (en) * 1999-08-03 1999-10-06 Croda Int Plc Cold sealable adhesive
US6590017B1 (en) 2000-05-15 2003-07-08 Bridgestone Corporation Processability of silica-reinforced rubber containing an amide compound
US6512035B1 (en) 2000-05-15 2003-01-28 Bridgestone Corporation Processability of silica-reinforced rubber containing a monofunctional alkyl tin compound
IT1320206B1 (it) * 2000-06-20 2003-11-26 Bridgestone Firestone Tech Metodo per la preparazione di mescole di gomma vulcanizzabilecontenenti silice finalizzate alla produzione di fasce di battistrada.
ATE322365T1 (de) * 2000-10-04 2006-04-15 Pirelli Verfahren zur regelung des produktionsablaufs in einem mischgerät
US6433065B1 (en) 2000-10-13 2002-08-13 Bridgestone Corporation Silica-reinforced rubber compounded with mercaptosilanes and alkyl alkoxysilanes
US6608145B1 (en) 2000-10-13 2003-08-19 Bridgestone Corporation Silica-reinforced rubber compounded with an organosilane tetrasulfide silica coupling agent at high mixing temperature
ES2231372T3 (es) * 2000-10-26 2005-05-16 Jsr Corporation Composicion de caucho y metodos para su produccion.
JP4977939B2 (ja) * 2000-10-26 2012-07-18 Jsr株式会社 ゴム組成物及びその製造方法
US20040094252A1 (en) * 2000-12-06 2004-05-20 Maurizio Galimberti Process for manufacturing, moulding and curing tyres for vehicles wheels
DE10061473A1 (de) * 2000-12-08 2002-07-18 Continental Ag Verfahren zur Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukgrundmischung
US20040014869A1 (en) * 2001-05-09 2004-01-22 Wong Wai Keung Method for preparing silica filled elastomeric compositions
JP2004307820A (ja) * 2003-03-27 2004-11-04 Tokai Rubber Ind Ltd 耐熱性防振ゴム組成物
US20050090584A1 (en) * 2003-10-23 2005-04-28 Powell Clois E. Preparation of rubber compositions with organoclays
ES2334510T3 (es) * 2004-04-27 2010-03-11 Bridgestone Corporation Procedimiento de fabricacion de una composicion de neumatico con refuerzo de silice mejorado.
US7256231B2 (en) * 2004-11-12 2007-08-14 Bridgestone Corporation Silica-reinforced rubber compounded with blocked mercaptosilanes and alkyl alkoxysilanes
JP4805584B2 (ja) 2005-01-21 2011-11-02 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物およびそれからなるタイヤ
KR100526425B1 (ko) * 2005-02-24 2005-11-08 하재성 전격방지장치를 갖는 교류 아크 용접기의 동작상태표시장치및 방법
BRPI0501490A (pt) * 2005-04-20 2006-12-12 Rhodia Br Ltda formulação de borracha de epdm reforçada com sìlica precipitada, processo para sua fabricação, processo para obtenção de um perfil de borracha reforçada, perfil de borracha extrudado colorido e uso de formulação de borracha reforçada
JP5021203B2 (ja) * 2005-12-06 2012-09-05 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物の製造方法
CN101223225A (zh) * 2005-07-29 2008-07-16 倍耐力轮胎股份公司 高性能轮胎、胎冠和可交联弹性体组合物
US7625965B2 (en) 2007-02-08 2009-12-01 Momentive Performance Materials Inc. Rubber composition, process of preparing same and articles made therefrom
ES2310475B1 (es) * 2007-05-15 2009-12-04 Eduardo Menchen Pardo Producto para equilibrado de ruedas de vehiculos.
IT1394126B1 (it) * 2008-10-22 2012-05-25 Bridgestone Corp Mescola battistrada per pneumatici invernali
JP5567302B2 (ja) * 2009-08-17 2014-08-06 住友ゴム工業株式会社 シリカ配合ゴムの混練システム及び混練方法
US9260594B2 (en) 2010-11-29 2016-02-16 The Goodyear Tire & Rubber Company Preparation of rubber containing silica and carbon black reinforcement, rubber composition and tire with component
JP5430610B2 (ja) * 2011-05-25 2014-03-05 日鉄住金ドラム株式会社 オープン型ドラム缶
JP6482875B2 (ja) * 2015-01-06 2019-03-13 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物の製造方法およびタイヤ
US11065914B2 (en) 2015-04-30 2021-07-20 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Rubber-covered textile cords, tires containing same, and related methods
DE112020002676T5 (de) 2019-06-05 2022-03-17 Beyond Lotus Llc Reifenlauffläche
WO2022147447A1 (en) * 2020-12-31 2022-07-07 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Modulus recovery in silica-containing tire treads
WO2022173733A1 (en) 2021-02-09 2022-08-18 Pq Llc Silica gel as reinforcement agent for rubber compounds
US11773234B2 (en) 2021-02-09 2023-10-03 Pq, Llc Silica gel as reinforcement agent for rubber compounds
US20240158615A1 (en) 2022-11-02 2024-05-16 The Goodyear Tire & Rubber Company Precipitated silica pretreated with a coupling agent and polyethylene glycol for a rubber composition

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3569929D1 (en) * 1985-02-08 1989-06-08 Huels Chemische Werke Ag Coupling agent for the preparation of vulcanisates having a good filler-rubber adhesion
DE69119125T3 (de) * 1990-03-02 2001-01-11 Bridgestone Corp., Tokio/Tokyo Luftreifen
FR2673187B1 (fr) * 1991-02-25 1994-07-01 Michelin & Cie Composition de caoutchouc et enveloppes de pneumatiques a base de ladite composition.
US5277425A (en) * 1992-09-11 1994-01-11 Greenskeeper Corp. Of Dutchess Golf club including turf repair tool

Also Published As

Publication number Publication date
US6136913A (en) 2000-10-24
JP3522437B2 (ja) 2004-04-26
BR9600620A (pt) 1997-12-30
AR001017A1 (es) 1997-08-27
EP0728803A1 (en) 1996-08-28
KR100457255B1 (ko) 2005-09-06
CN1099440C (zh) 2003-01-22
DE69608829D1 (de) 2000-07-20
IT1274257B (it) 1997-07-15
US5804636A (en) 1998-09-08
US5916951A (en) 1999-06-29
ITMI950359A1 (it) 1996-08-24
ITMI950359A0 (it) 1995-02-24
JPH08277348A (ja) 1996-10-22
ES2149392T3 (es) 2000-11-01
EP0728803B1 (en) 2000-06-14
DE69608829T2 (de) 2001-01-04
TR199600143A1 (tr) 1996-10-21
KR960031481A (ko) 1996-09-17
CN1139684A (zh) 1997-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW416968B (en) Process for producing a vulcanizable rubber composition with silica-based reinforcing filler
JP6317757B2 (ja) ポリカルボン酸で架橋したエポキシドエラストマーを含むゴム組成物を含有するタイヤ
US8273820B2 (en) Rubber composition and tire
US20010009932A1 (en) Vulcanizable rubber composition for treads of vehicle tires
JPH08302072A (ja) キャップ/ベース構造のトレッドを有するタイヤ
JPH08295759A (ja) キャップ/ベース構造のトレッドを有するタイヤ
JPH08259739A (ja) シリカ強化ゴム組成物およびタイヤへのその使用
JP3933207B2 (ja) ゴム組成物及びその製造方法及び該組成物を用いたタイヤ
JP2003213041A (ja) 天然ゴムリッチかつシリカ強化剤リッチであるゴム組成物のシリカ強化カーカスプライ及び/又は周縁カーカスベルトを有するタイヤ
KR20070003775A (ko) 실리카 함유 공액 디엔계 고무 조성물 및 성형체
TW202128795A (zh) 氫化石油樹脂及其製備方法以及包括其之橡膠組成物及用於輪胎面的橡膠組成物
US20070208126A1 (en) Vulcanizable rubber composition, in particular for low rolling resistance treads of vehicle tires
US11111360B2 (en) Rubber composition comprising at least one silica as inorganic reinforcing filler
EP3620309A1 (en) Tire for two-wheeled vehicle
US5996663A (en) Vulcanizable rubber composition, in particular for low rolling resistance treads for vehicle tires
KR20000022337A (ko) 고무 보강용 변성 카본 블랙의 제조 방법 및변성 카본 블랙을함유하는 고무 조성물의 제조 방법
KR101747428B1 (ko) 특수화된 실리카, 이를 함유하는 고무 조성물, 및 이를 성분으로 갖는 제품
JP2009167238A (ja) ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ
US10947369B2 (en) Rubber composition with precipitated silica partially pre-hydrophobated with alkylsilane coupled to an elastomer in situ within the rubber composition and tire with component
EP0934973A1 (en) Vulcanizable rubber composition, in particular for low rolling resistance treads of vehicle tires
JP2005075348A (ja) 高ビニルポリブタジエンを含有するゴム組成物からなる少なくとも1つのサイドウォールインサートおよび/またはエイペックスを含むタイヤ
JP5836945B2 (ja) 天然ゴムとポリイミン化合物をベースとする組成物
JP6305796B2 (ja) アルコキシ変性ジエン系ゴムの製造方法及びそれを用いたゴム組成物
JP2001206984A (ja) カーボンブラック/シリカ充填ゴム組成物の製造方法及び重荷重用空気入りタイヤ
JP2013108002A (ja) ゴム組成物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees