WO2009007167A1 - Kautschukmischung, insbesondere für reifen - Google Patents

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phr
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Christoph Rose
Dietmar SÖHNEN
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Continental Aktiengesellschaft
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    • C08L7/00—Compositions of natural rubber

Definitions

  • Rubber compound in particular for tires
  • the invention relates to a rubber mixture containing at least two rubber components, each having different glass transition temperatures and other additives.
  • Tread compound set Tread compound set.
  • the desired properties are abrasion, rolling resistance and wet grip.
  • Tire property often brings with it a deterioration of another property.
  • abrasion resistance for example, in a given mixing system, there are several known ways to increase the abrasion resistance. Worth mentioning here are the reduction of the glass transition temperature of the rubber mixture, the optimization of the degree of filling and the change of the polymer system. All these measures inevitably lead to a deterioration of the wet grip properties of the given mixture.
  • PJ_ a rubber composition containing a conjugated diolefin polymer modified with a primary amino group and an alkoxysilyl group is described. This rubber compound is used for improved processability, improved wet braking and more balanced abrasion behavior.
  • D2 discloses a sulfur crosslinkable rubber composition containing at least one diene polymer functionalized with a silanol group or a polysiloxane block and carbon black or a mixture of carbon black and silica. This mixture has improved hysteresis properties and thereby achieves advantages in rolling resistance.
  • D3_ describes a rubber composition
  • a rubber composition comprising 10 to 100 parts by weight of a solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a vinyl content of 20 to 70 wt .-% and a styrene content of 54.5 to 65 wt .-% and 0 to 90 parts by weight of an emulsion polymerized styrene Butadiene rubber having a glass transition point of at least -60 0 C and a styrene content of 20 to 65 wt .-% and at least 70 parts by weight of carbon black, which are blended into this rubber composition.
  • This rubber composition is intended for use on treads of high performance tires with high hysteresis loss, high thermal resistance and remarkable grip.
  • a rubber composition having high flexibility at low temperature and good grip is known from D4. This mixture includes one
  • High molecular weight polymer component having a molecular weight of 30 x 10 4 in terms of polystyrene and bound styrene in an amount of not more than 30 wt% and a low molecular weight polymer component having a molecular weight of 0.2 x 10 4 to 8 x 10 4 , expressed as styrene, and bound styrene in an amount of not more than 30% by weight.
  • a pneumatic tire will be described with a pivoting RDI vulcanizable composition characterized by 50 to 90 phr of a rubber having a glass transition temperature in the range from -80 0 C to -110 0 C and 10 to 50 phr of at least one rubber having a glass transition temperature the range is from -79 ° C to +20 0 C and 15 to 50 phr of a resin which is not a rubber.
  • This blend shows improved lab performance, which correlates with improved tire wear while improving grip and handling.
  • a sulfur crosslinkable, non-black rubber composition comprising 20 to 50 phr of solution polymerized styrene-butadiene copolymer having a styrene content of 20 to 40 mole percent and a vinyl content of 10 to 40 mole percent, 20 to 40 phr ethylene-propylene-diene copolymer and / or butylene-styrene copolymer and 10 to 60 phr of natural rubber.
  • This rubber compound finds particular use for the treads of two-wheeled vehicles which are not intended to be black, i. this mixture contains no soot.
  • D7 describes an elastomeric, sulfur vulcanizable composition for the manufacture of tires for reducing hysteresis and thus reducing fuel consumption.
  • This blend comprises a blend of from 20 to 100 weight percent of a functionalized elastomer having 10 to 150 phr of silica and having 0 phr of carbon black and 0 to 80 weight percent of a non-functionalized elastomer. It is an object of the present invention to provide rubber compounds, in particular for tires, whose vulcanizates are distinguished by improved abrasion resistance and increased wet grip, at the same time improving the rolling resistance.
  • phr parts per hundred parts of rubber by weight
  • the dosage of the parts by weight of the individual substances is always based on 100 parts by weight of the total mass of all the rubbers present in the mixture.
  • such a composite polymer system shows significantly improved tire properties.
  • a wet grip value corresponding to the arithmetic mean of the wet grip values of the individual polymers is determined, while an abrasion resistance is determined which does not follow the arithmetic mean but is shifted in favor of the better abrasion resistance.
  • the rubber mixture contains at least the two mentioned rubber components A and B with different glass transition temperatures, both of which originate from the group of diene rubbers.
  • the diene rubbers include all rubbers having an unsaturated carbon chain derived at least in part from conjugated dienes.
  • the one diene rubber A is used in proportions of 20 to 90 phr and has a comparatively higher glass transition temperature between -50 ° C and +80 0 C.
  • the other diene rubber B is used in proportions of 10 to 80 phr and has a comparatively lower glass transition temperature between -150 0 C and -50 0 C.
  • the diene rubber B is a styrene-butadiene rubber, having a styrene content of less than or equal to 30 wt .-%, preferably less than or equal to 20 wt -.%, And a vinyl content less than or equal to 50 wt .-%.
  • the diene rubber B is modified with primary amino groups and / or secondary amino groups and / or alkoxysilyl groups and / or OH groups and / or epoxide groups and / or carboxyl groups and / or mercapto groups.
  • the diene rubber A is a solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) or an emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR).
  • S-SBR solution-polymerized styrene-butadiene rubber
  • E-SBR emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber
  • the diene rubber A has a styrene content greater than or equal to 20% by weight, preferably greater than or equal to 30% by weight and / or a vinyl content greater than 50% by weight.
  • the diene rubber A may be modified with functional groups known to those skilled in the art, wherein a modification of the diene rubber A has no significant effect on the solution of the problem.
  • the rubber mixture according to the invention may contain further rubbers in proportions of from 5 to 50 phr which are selected from the group comprising natural rubber (NR), synthetic diene rubbers, namely polyisoprene (IR), halobutyl rubber (HBR ), Polyethylene (PE), polybutadiene (BR) and other styrene-butadiene copolymers (SBR).
  • NR natural rubber
  • synthetic diene rubbers namely polyisoprene (IR), halobutyl rubber (HBR ), Polyethylene (PE), polybutadiene (BR) and other styrene-butadiene copolymers (SBR).
  • styrene-butadiene copolymers are those which do not fall under the types defined according to claims 1 to 6. It can be z. B. not or otherwise modified or coupled solution-polymerized styrene-butadiene copolymers act. However, it is also possible to use emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymers (E-SBR) and also mixtures of E-SBR and S-SBR.
  • E-SBR emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymers
  • additives essentially include the total amount of fillers, such as e.g. Carbon black and / or silica bonded by silane coupling agents, crosslinking system (crosslinker and accelerator), plasticizers, waxes, anti-aging agents, mastication aids and activators.
  • the proportion of the total amount of additives is 5 to 300 phr, preferably 10 to 200 phr.
  • the rubber mixture according to the invention contains within the scope of the further additives 5 to 60 phr of at least one processing oil, the process oil preferably being a mineral oil selected from the group consisting of DAE (distilled aromatic extracts) and / or RAE (residual aromatic extract) and / or TDAE (Treated Distilled Aromatic Extracts) and / or MES (Mild Extracted Solvents) and / or naphthenic oils.
  • DAE distilled aromatic extracts
  • RAE residual aromatic extract
  • TDAE Teated Distilled Aromatic Extracts
  • MES Mild Extracted Solvents
  • This further plasticizer may be a synthetic plasticizer and / or a fatty acid and / or a fatty acid derivative and / or a resin and / or a fact and / or vegetable oil, e.g. Rapeseed oil, be.
  • Rubber mixture 10 to 150 phr preferably 20 to 100 phr, of at least one silica and 1 to 15 phr of at least one silane coupling agent. All the silicas known to the person skilled in the tire industry can be used. In addition to silica, the rubber mixture may also contain other fillers such as aluminum hydroxide, layered silicates, chalk, starch, magnesium oxide, titanium dioxide, rubber gels, short fibers, etc. in any desired combinations. Preferably, however, it contains from 5 to 60 phr of carbon black.
  • the silane coupling agents serve to improve the processability and to bond the silica and other optional polar fillers to the diene rubber and react with the silanol superficial groups of the silica or other polar groups during the mixing of the rubber or rubber mixture (in situ). or even before the addition of the filler to the rubber in the sense of a pretreatment (pre-modification). All silane coupling agents known to those skilled in the art for use in rubber compounds can be used as silane coupling agents.
  • the vulcanization is carried out in the presence of sulfur or sulfur donors, with some sulfur donors can also act as a vulcanization accelerator.
  • Sulfur or sulfur donors are added in the last mixing step in the amounts customary by the person skilled in the art (0.4 to 4 phr, sulfur, preferably in amounts of 1.5 to 2.5 phr) of the rubber mixture.
  • the rubber mixture may contain vulcanization-influencing substances such as vulcanization accelerators, vulcanization retarders and vulcanization activators in the usual amounts, which are contained according to the invention in the above-described additives.
  • the preparation of the rubber mixture according to the invention is carried out according to the usual method in the rubber industry, in which first in one or more mixing stages, a base mixture with all components except the vulcanization system (sulfur and vulcanisationsbeeinlende substances) is prepared. By adding of the vulcanization system in a final mixing stage, the finished mixture is produced. The finished mixture is further processed eg by an extrusion process and brought into the appropriate form.
  • the mixture is preferably made in the form of a tread and applied as known in the manufacture of the vehicle tire blank.
  • the tread may also be wound up in the form of a narrow rubber mix strip on a green tire. It is irrelevant in the tires whether the entire tread has been made from a single mixture or z.
  • B. has a cap and base structure, because it is important that at least the coming into contact with the road surface of the rubber composition according to the invention has been prepared.
  • Quantities Parts by weight based on 100 parts by weight of total rubber (phr).
  • the comparison mixtures are labeled V for a mixture previously used without the polymer system according to the invention or E for a mixture with use of the polymer system according to the invention.
  • a rubber composition using the polymer system (E) of the present invention shows an improvement in the abrasion performance of the rubber composition

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kautschukmischung, die zumindest zwei Kautschukkomponenten mit jeweils unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen sowie sonstige Zusatzstoffe enthält, und gekennzeichnet ist durch folgende Zusammensetzung: 20 bis 90 phr eines Dienkautschuks mit einer Glasübergangstemperatur zwischen -50°C und +80°C, 10 bis 80 phr eines Dienkautschuks mit einer Glasübergangstemperatur zwischen -150°C und -50°C und 5 bis 300 phr sonstige Zusatzstoffe. Die erfindungsgemäße Kautschukmischung wird insbesondere für Reifen eingesetzt.

Description

Continental Aktiengesellschaft
Beschreibung
Kautschukmischung, insbesondere für Reifen
Die Erfindung betrifft eine Kautschukmischung, die zumindest zwei Kautschukkomponenten mit jeweils unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen sowie sonstige Zusatzstoffe enthält.
Da die Fahreigenschaften eines Reifens, insbesondere Fahrzeugluftreifens, in einem großen Umfang von der Kautschukzusammensetzung des Laufstreifens abhängig sind, werden besonders hohe Anforderungen an die Zusammensetzung der
Laufstreifenmischung gestellt. So wurden vielfältige Versuche unternommen, die Eigenschaften des Reifens durch die Variation der Polymerkomponenten, der Füllstoffe und der sonstigen Zuschlagstoffe in der Laufstreifenmischung positiv zu beeinflussen. Prinzipiell handelt es sich bei den gewünschten Eigenschaften um Abrieb, Rollwiderstand und Nassgriff. Dabei muss man berücksichtigen, dass eine Verbesserung in der einen
Reifeneigenschaft oft eine Verschlechterung einer anderen Eigenschaft mit sich bringt. In einem gegebenen Mischungssystem existieren zum Beispiel verschiedene, bekannte Möglichkeiten die Abriebsfestigkeit heraufzusetzen. Zu erwähnen sind hier die Senkung der Glasübergangstemperatur der Kautschukmischung, die Optimierung des Füllgrades und der Wechsel des Polymersystems. Alle genannten Maßnahmen führen dabei zwangsläufig zu einer Verschlechterung der Nassgriffeigenschaften der gegebenen Mischung.
Insbesondere die Beeinflussung der Glasübergangstemperatur der verwendeten Kautschukmischung durch die Wahl geeigneter Polymersysteme wird in der Fachwelt vielfach diskutiert. Um Reifeneigenschaften wie Abrieb, Nassrutschverhalten und Rollwiderstand zu beeinflussen, ist es z. B. bekannt, verschiedene Styrol-Butadien- Copolymere mit unterschiedlichen Styrol- und Vinyl-Gehalten und mit unterschiedlichen
Modifizierungen für die Kautschukmischungen zu verwenden.
Der diesbezügliche Stand der Technik soll nun näher vorgestellt werden.
Zum Stand der Technik sind folgende Druckschriften zu würdigen: (Dl) EP 1 457 501 Al (D2) DE 697 04 724 T2 (D3) DE 40 01 822 C2 (D4) DE 696 12 912 T2 (D5) DE 698 02 245 T2 (D6) DE 196 53 371 C2 (D7) DE 601 19 370 T2
In PJ_ wird eine Kautschukmischung beschrieben, welche ein konjugiertes Diolefm- Polymer enthält, welches mit einer primären Aminogruppe und einer Alkoxysilylgruppe modifiziert ist. Diese Kautschukmischung wird hinsichtlich verbesserter Prozessierbarkeit, verbessertem Nassbremsen und einem ausbalancierterem Abriebsverhalten verwendet.
Aus D2 ist eine schwefelvernetzbare Kautschukzusammensetzung bekannt, die mindestens ein mit einer Silanolgruppe oder einem Polysiloxanblock funktionalisiertes Dienpolymer und Ruß oder eine Mischung von Ruß und Kieselsäure enthält. Diese Mischung weist verbesserte Hystereseeigenschaften auf und erzielt dadurch Vorteile im Abrollwiderstand.
D3_ beschreibt eine Kautschukmasse, umfassend 10 bis 100 Gewichtsteile eines lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuks mit einem Vinylgehalt von 20 bis 70 Gew.-% und einem Styrolgehalt von 54,5 bis 65 Gew.-% und 0 bis 90 Gewichtsteile eines emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuks mit einem Glaspunkt von wenigstens -600C und einem Styrolgehalt von 20 bis 65 Gew.-% und wenigstens 70 Gewichtsteile Ruß, die in diese Kautschukmasse eingemischt werden. Diese Kautschukmasse ist für den Einsatz für Laufflächen von Hochleistungsreifen mit einem großen Hystereseverlust, einem hohen Wärmewiderstand und einer bemerkenswerten Griffigkeit gedacht. Eine Kautschukzusammensetzung mit hoher Flexibilität bei niedriger Temperatur und guter Griffigkeit ist aus D4 bekannt. Diese Mischung umfasst eine
Hochmolekulargewichts-Polymerkomponente mit einem Molekulargewicht von 30 x 104, ausgedrückt als Polystyrol, und gebundenem Styrol in einer Menge von nicht mehr als 30 Gew.-% und eine Niedrigmolekulargewichts-Polymerkomponente mit einem Molekulargewicht von 0,2 x 104 bis 8 x 104, ausgedrückt als Styrol, und gebundenem Styrol in einer Menge von nicht mehr als 30 Gew.-%.
In D5_ wird ein Luftreifen mit einer schwe fei- vulkanisierbaren Zusammensetzung beschrieben, die gekennzeichnet ist durch 50 bis 90 phr eines Kautschuks mit einer Glasübergangstemperatur im Bereich von -800C bis -1100C und 10 bis 50 phr mindestens eines Kautschuks mit einer Glasübergangstemperatur im Bereicht von -79°C bis +200C und 15 bis 50 phr eines Harzes, das kein Kautschuk ist. Diese Mischung zeigt verbesserte Laboreigenschaften, welche mit einer verbesserten Reifenabnutzung bei gleichzeitiger Verbesserung der Griffigkeit und des Fahrverhaltens korrelieren.
Aus D6 ist eine schwefelvernetzbare, nicht schwarze Kautschukmischung bekannt, die 20 bis 50 phr lösungspolymerisiertes Styrol-Butadien-Copolymer mit einem Styrolanteil von 20 bis 40 Molprozent und einem Vinylanteil von 10 bis 40 Molprozent, 20 bis 40 phr Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer und / oder Butylen-Styrol-Copolymer und 10 bis 60 phr Naturkautschuk enthält. Diese Kautschukmischung findet vor allem für die Laufstreifen von Zweiradfahrzeugen Verwendung, die nicht schwarz sein sollen, d.h. diese Mischung enthält kein Ruß.
D7 beschreibt eine elastomere, schwefelvulkanisierbare Zusammensetzung für die Herstellung von Reifen zur Reduzierung der Hysterese und somit zur Verringerung des Treibstoffverbrauchs. Diese Mischung umfasst einen Blend aus 20 bis 100 Gew.-% eines funktionalisierten Elastomers mit 10 bis 150 phr Siliziumdioxid und mit 0 phr Ruß und 0 bis 80 Gew.-% eines nicht-funktionalisierten Elastomers. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, Kautschukmischungen, insbesondere für Reifen, bereitzustellen, deren Vulkanisate sich durch eine verbesserte Abriebbeständigkeit und einen erhöhten Nassgriff auszeichnen, wobei gleichzeitig der Rollwiderstand verbessert wird.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die Kautschukmischung der eingangs genannten Art zumindest durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet ist:
20 bis 90 phr eines Dienkautschuks mit einer Glasübergangstemperatur zwischen -500C und +800C (Dienkautschuk A), - 10 bis 80 phr eines Dienkautschuks mit einer Glasübergangstemperatur zwischen -1500C und -500C (Dienkautschuk B) und
5 bis 300 phr sonstige Zusatzstoffe.
Die in dieser Schrift verwendete Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist dabei die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungsrezepturen. Die Dosierung der Gewichtsteile der einzelnen Substanzen wird dabei stets auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Mischung vorhandenen Kautschuke bezogen.
Überraschenderweise zeigt ein derartig zusammengesetztes Polymersystem deutlich verbesserte Reifeneigenschaften. Erwartungsgemäß wird ein Wert für den Nassgriff ermittelt, der dem arithmetischen Mittel der Nassgriffwerte der Einzelpolymere entspricht, während ein Abriebwiderstand ermittelt wird, der nicht dem arithmetischen Mittel folgt, sondern zugunsten des besseren Abriebwiderstandes verschoben ist.
Die Kautschukmischung enthält zumindest die beiden genannten Kautschukkomponenten A und B mit unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen, die beide aus der Gruppe der Dienkautschuke stammen. Zu den Dienkautschuken zählen alle Kautschuke mit einer ungesättigten Kohlenstoffkette, die sich zumindest teilweise von konjugierten Dienen ableiten. Der eine Dienkautschuk A wird in Mengenanteilen von 20 bis 90 phr eingesetzt und hat eine vergleichsweise höhere Glasübergangstemperatur zwischen -50°c und +800C. Der andere Dienkautschuk B wird in Mengenanteilen von 10 bis 80 phr eingesetzt und hat eine vergleichsweise niedrigere Glasübergangstemperatur zwischen -1500C und -500C.
Besonders bevorzugt ist, wenn es sich bei dem Dienkautschuk B um einen Styrol- Butadien-Kautschuk handelt, mit einem Styrolgehalt kleiner oder gleich 30 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 20 Gew. -%, und einem Vinylgehalt kleiner oder gleich 50 Gew.-%.
Des Weiteren ist der Dienkautschuk B mit primären Aminogruppen und / oder sekundären Aminogruppen und / oder Alkoxysilylgruppen und / oder OH-Gruppen und / oder Epoxidgruppen und / oder Carboxylgruppen und / oder Mercaptogruppen modifiziert.
Besonders bevorzugt ist, wenn es sich bei dem Dienkautschuk A um einen lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk (S-SBR) oder einen emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk (E-SBR) handelt.
Der Dienkautschuk A besitzt einen Styrolgehalt größer oder gleich 20 Gew.-%, bevorzugt größer oder gleich 30 Gew. -% und / oder einen Vinylgehalt größer 50 Gew.-%.
Der Dienkautschuk A kann mit dem Fachmann bekannten funktionellen Gruppen modifiziert sein, wobei eine Modifizierung des Dienkautschuks A keinen wesentlichen Einfluss auf die Lösung der gestellten Aufgabe hat.
In der erfindungsgemäßen Kautschukmischung kann neben den genannten Dienkautschuken A und B noch weitere Kautschuke in Mengenanteilen von 5 bis 50 phr enthalten sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend Naturkautschuk (NR), synthetischen Dienkautschuken, nämlich Polyisopren (IR), Halobutylkautschuk (HBR), Polyethylen (PE), Polybutadien (BR) und andere Styrol-Butadien-Copolymere (SBR). Diese Kautschukmischungen lassen sich gut zu der Kautschukmischung verarbeiten und ergeben in den vulkanisierten Reifen gute Reifeneigenschaften.
Bei den anderen Styrol-Butadien-Copolymeren handelt es sich um solche, die nicht unter die gemäß Ansprüchen 1 bis 6 definierten Typen fallen. Es kann sich z. B. um nicht oder anders modifizierte oder gekoppelte lösungspolymerisierte Styrol-Butadien-Copolymere handeln. Es können aber auch emulsionspolymerisierte Styrol-Butadien-Copolymere (E- SBR) sowie Mischungen aus E-SBR und S-SBR eingesetzt werden.
Sonstige Zusatzstoffe beinhaltet im Wesentlichen die Gesamtmenge an Füllstoffen, wie z.B. Ruß und / oder Kieselsäure angebunden durch Silan-Kupplungsagenzien, Vernetzungssystem (Vernetzer und Beschleuniger), Weichmacher, Wachse, Alterungsschutzmittel, Mastikationshilfsmittel und Aktivatoren. Der Mengenanteil der Gesamtmenge an Zusatzstoffen beträgt 5 bis 300 phr, bevorzugt 10 bis 200 phr.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung enthält im Rahmen der weiteren Zusatzstoffe 5 - 60 phr zumindest eines Weichmacheröls, wobei das Weichmacheröl bevorzugt ein Mineralöl ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus DAE (Destillated Aromatic Extracts) und / oder RAE (Residual Aromatic Extract) und / oder TDAE (Treated Destillated Aromatic Extracts) und / oder MES (Mild Extracted Solvents) und / oder naphtenische Öle.
Es können in der Kautschukmischung im Rahmen der weiteren Zusatzstoffe noch 0 - 20 phr zumindest eines weiteren zusätzlichen Weichmachers vorhanden sein. Dieser weitere Weichmacher kann ein synthetischer Weichmacher und / oder eine Fettsäure und / oder ein Fettsäurederivat und / oder ein Harz und / oder ein Faktis und / oder Pflanzenöl, wie z.B. Rapsöl, sein.
Im Gesamtmengenanteil an Zusatzstoffen enthält die erfindungsgemäße
Kautschukmischung 10 bis 150 phr, bevorzugt 20 bis 100 phr, zumindest einer Kieselsäure und 1 bis 15 phr zumindest eines Silan-Kupplungsagenzes. Es können dabei alle dem Fachmann für die Reifenindustrie bekannten Kieselsäuren eingesetzt werden. Die Kautschukmischung kann neben Kieselsäure auch noch weitere Füllstoffe wie Aluminiumhydroxid, Schichtsilikate, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid, Titandioxid, Kautschukgele, Kurzfasern usw. in beliebigen Kombinationen enthalten. Vorzugsweise enthält sie jedoch 5 bis 60 phr Ruß.
Die Silan- Kupplungsagenzien dienen gleichzeitig zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und zur Anbindung der Kieselsäure und anderer ggf. vorhandener polarer Füllstoffe an den Dienkautschuk und reagieren mit den oberflächlichen Silanolgruppen der Kieselsäure oder anderen polaren Gruppen während des Mischens des Kautschuks bzw. der Kautschukmischung (in situ) oder bereits vor der Zugabe des Füllstoffes zum Kautschuk im Sinne einer Vorbehandlung (Vormodifizierung). Als Silan-Kupplungsagenzien können dabei alle dem Fachmann für die Verwendung in Kautschukmischungen bekannten Silan- Kupplungsagenzien verwendet werden.
Die Vulkanisation wird in Anwesenheit von Schwefel oder Schwefelspendern durchgeführt, wobei einige Schwefelspender zugleich als Vulkanisationsbeschleuniger wirken können. Schwefel oder Schwefelspender werden im letzten Mischungsschritt in den vom Fachmann gebräuchlichen Mengen (0.4 bis 4 phr, Schwefel bevorzugt in Mengen von 1.5 bis 2.5 phr) der Kautschukmischung zugesetzt. Zur Kontrolle der erforderlichen Zeit und / oder Temperatur der Vulkanisation und zur Verbesserung der Vulkanisateigenschaften kann die Kautschukmischung vulkanisationsbeeinflussende Substanzen wie Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsverzögerer und Vulkanisationsaktivatoren in den üblichen Mengen enthalten, die erfindungsgemäß in den obig beschriebenen Zusatzstoffen enthaltend sind.
Die Herstellung der erfmdungsgemäßen Kautschukmischung erfolgt nach dem in der Kautschukindustrie üblichen Verfahren, bei dem zunächst in ein oder mehreren Mischstufen eine Grundmischung mit allen Bestandteilen außer dem Vulkanisationssystem (Schwefel und vulkanisationsbeeinflussende Substanzen) hergestellt wird. Durch Zugabe des Vulkanisationssystems in einer letzten Mischstufe wird die Fertigmischung erzeugt. Die Fertigmischung wird z.B. durch einen Extrusionsvorgang weiterverarbeitet und in die entsprechende Form gebracht. Zur Verwendung in Fahrzeugreifen wird die Mischung bevorzugt in die Form eines Laufstreifens gebracht und bei der Herstellung des Fahrzeugreifenrohlings wie bekannt aufgebracht. Der Laufstreifen kann aber auch in Form eines schmalen Kautschukmischungsstreifens auf einen Reifenrohling aufgewickelt werden. Es ist bei den Reifen unerheblich, ob der gesamte Laufstreifen aus einer einzigen Mischung hergestellt worden ist oder z. B. einen Cap- und Base- Aufbau aufweist, denn wichtig ist, dass zumindest die mit der Fahrbahn in Berührung kommende Fläche aus der erfindungsgemäßen Kautschukmischung hergestellt worden ist.
Die Erfindung soll nun anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen, die in Tabelle 1 zusammengefasst sind, näher erläutert werden.
Bei sämtlichen in der Tabelle enthaltenen Mischungsbeispielen sind die angegebenen
Mengenangaben Gewichtsteile, die auf 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk bezogen sind (phr). Die Vergleichsmischungen sind mit V für eine bisher eingesetzte Mischung ohne das erfindungsgemäße Polymersystem bzw. E für eine Mischung mit Verwendung des erfindungsgemäßen Polymersystems gekennzeichnet.
Tabelle 1
Figure imgf000010_0001
a High-cis Polybutadien, eis- Anteil > 95 Gew.-%, Buna, Fa. Lanxess b S-SBR OH-modifϊziert, Glasübergangstemperatur: -29°C, Styrolgehalt: 20,0 Gew. -%,
Vinylgehalt: 55,0 Gew.-%; NS 620, Fa. Nippon Zeon c S-SBR OH-modifϊziert, Glasübergangstemperatur: -24°C, Styrolgehalt: 21,0 Gew. -%, Vinylgehalt: 63,0 Gew.-%; NS 616, Fa. Nippon Zeon d S-SBR OH-modifϊziert, Glasübergangstemperatur: -65°C, Styrolgehalt: 15,0 Gew. -%, Vinylgehalt: 30,0 Gew.-%; NS 612, Fa. Nippon Zeon e Mineralöl, TDAE f Pflanzenöl, Rapsöl g TESPD, A1589, Fa. Momentive Performance Materials h Fällungskieselsäure, VN3, Fa. Degussa Im Vergleich zu einer Kautschukmischung ohne das erfindungsgemäße Polymersystem (V) zeigt eine Kautschukmischung mit Verwendung des erfindungsgemäßen Polymersystems (E) eine Verbesserung hinsichtlich des Abriebsverhaltens, des
Rollwiderstandes, des Nassgriffs und des Fahrens auf verschneiter Fahrbahn. Insofern kann der Einsatz des erfindungsgemäßen Polymer Systems in einer Kautschukmischung für Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen den eingangs erwähnten Zielkonflikt nicht nur entschärfen, sondern sogar aufheben.

Claims

Patentansprüche
1. Kautschukmischung, die zumindest zwei Kautschukkomponenten mit jeweils unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen sowie sonstige Zusatzstoffe enthält, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
20 bis 90 phr eines Dienkautschuks mit einer Glasübergangstemperatur zwischen -500C und +800C,
10 bis 80 phr eines Dienkautschuks mit einer Glasübergangstemperatur zwischen -1500C und -500C, - 5 bis 300 phr sonstige Zusatzstoffe.
2. Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dienkautschuk mit der niedrigeren Glasübergangstemperatur einen Styrolgehalt kleiner oder gleich 30 Gew.-% und einen Vinylgehalt kleiner oder gleich 50 Gew.-% hat.
3. Kautschukmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dienkautschuk mit der niedrigeren Glasübergangstemperatur einen Styrolgehalt kleiner oder gleich 20 Gew.-% und einen Vinylgehalt kleiner oder gleich 50 Gew.-% hat.
4. Kautschukmischung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dienkautschuk mit der niedrigeren Glasübergangstemperatur mit primären Aminogruppen und / oder sekundären Aminogruppen und / oder Alkoxysilylgruppen und / oder OH-Gruppen und / oder Epoxidgruppen und / oder Carboxylgruppen und / oder Mercaptogruppen modifiziert ist.
5. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dienkautschuk mit der höheren Glasübergangstemperatur einen Styrolgehalt größer oder gleich 20 Gew.-% und / oder einen Vinylgehalt größer 50 Gew.-% hat.
6. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dienkautschuk mit der höheren Glasübergangstemperatur ein lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk (SSBR) oder ein emulsionspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk (ESBR) ist.
7. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese 5 bis 50 phr zumindest einen weiteren Dienkautschuk enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Naturkautschuk, synthetischem Polyisopren, Halobutylkautschuk, Polyethylen, Polybutadien und anderen Styrol- Butadien-Copolymeren.
8. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengenanteil der Zusatzstoffe 10 bis 200 phr beträgt.
9. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Gesamtmengenanteil der Zusatzstoffe 10 bis 150 phr, vorzugsweise 20 bis 100 phr, zumindest einer Kieselsäure und 1 bis 15 phr zumindest eines Silan- Kupplungsagenzes enthalten sind.
10. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Gesamtmengenanteil der Zusatzstoffe 5 bis 60 phr Ruß enthalten ist.
11. Verwendung einer Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung eines Reifens, insbesondere eines Fahrzeugluftreifens.
12. Verwendung einer Kautschukmischung nach Anspruch 11 zur Herstellung des Laufstreifens eines Reifens.
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