WO2014106580A1 - Kautschukmischung - Google Patents

Kautschukmischung Download PDF

Info

Publication number
WO2014106580A1
WO2014106580A1 PCT/EP2013/077142 EP2013077142W WO2014106580A1 WO 2014106580 A1 WO2014106580 A1 WO 2014106580A1 EP 2013077142 W EP2013077142 W EP 2013077142W WO 2014106580 A1 WO2014106580 A1 WO 2014106580A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rubber
phr
rubber mixture
mixture according
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/077142
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kerstin Hoffmann-Jacobsen
Marc Laschet
Norbert Müller
Carla Recker
Kirsten Schwekendiek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Industries AG
Original Assignee
Evonik Industries AG
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 Evonik Industries AG filed Critical Evonik Industries AG
Publication of WO2014106580A1 publication Critical patent/WO2014106580A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016—Compositions of the tread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0041—Compositions of the carcass layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C2001/0066—Compositions of the belt layers

Definitions

  • the invention relates to a rubber compound, in particular for pneumatic vehicle tires, straps, belts and hoses.
  • the rubber composition of the tread highly determines the ride characteristics of a tire, especially a pneumatic vehicle tire.
  • the rubber compounds found in belts, hoses and straps, especially in the mechanically heavily stressed areas are essentially responsible for the stability and longevity of these rubber articles. Therefore, to this
  • organosilanes are used to hydrophobize the silica and to form the bond between filler and polymer.
  • Polysulfidic organosilanes are attached to the polymer.
  • different silanes have different effects on the physical properties of the rubber compound. For example, it is known from WO2008083242A1 that the "silated core polysulfides" (SCP) described there, ie silanes with cyclic units, improve the abrasion behavior but have no influence on the rolling resistance behavior
  • a rubber mixture which comprises at least one diene rubber and at least one silica and at least one oligo- (n- (n'-trialkoxysilyl-alkyl) cycloalkane-n ", n'-diyl) bis-oligosulfide and / or or at least one 01igo- (n- (n'-trialkoxysilyl-alkyl) cycloalkane-n "-yl) oligosulfide as silane, where n, n ', n" and n' "independently of one another can assume values between 1 and 10.
  • the rubber mixture contains at least one diene rubber. Preferably, this is selected from the group consisting of natural
  • Styrene-butadiene rubber and / or emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber with particularly good properties being achieved when using at least one natural polyisoprene.
  • the solution-polymerized styrene-butadiene rubber may be used in a particular
  • Embodiment be hydrogenated and / or with hydroxyl groups and / or
  • Aminosiloxan and / or carboxyl groups and / or Phtalocyanin development be modified. But there are also others known to the expert,
  • the diene rubber is preferably used in amounts of from 10 to 100 phr, particularly preferably in amounts of from 30 to 100 phr, very particularly preferably in amounts of from 50 to 100 phr.
  • the rubber mixture contains at least 5 phr, preferably 5 to 50 phr, particularly preferably 5 to 30 phr, of at least one natural and / or synthetic
  • Polyisoprene contains.
  • nitrile rubber hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber
  • Chloroprene rubber butyl rubber, halobutyl rubber or ethylene-propylene Diene rubber is used in the manufacture of technical rubber articles such as straps, belts and hoses.
  • the other rubber may preferably be used in amounts of 0 to 20 phr, especially in amounts of 0 to 10 phr.
  • the rubber mixture of the invention contains at least one silica, which is often referred to as a light filler.
  • the silicas used in the rubber industry are generally precipitated silicas, which are characterized in particular according to their surface.
  • the nitrogen surface area (BET) according to DIN 66131 and DIN 66132 as a measure of the inner and outer filler surface in m 2 / g
  • the CTAB surface according to ASTM D 3765 as a measure of the outer surface, often as the rubber surface, in m 2 / g.
  • CTAB surface area of the silica is between 150 and 250 m 2 / g.
  • the amount of silicic acid is preferably 1 to 300 phr, more preferably 5 to 250 phr and most preferably 10 to 200 phr.
  • the rubber mixture of the invention may further contain at least one dark filler.
  • the total amount of filler can thus consist only of light filler or a combination of light and dark fillers.
  • the carbon black is in a preferred embodiment in amounts of 0 to 100 phr, more preferably in amounts of 0 to 80 phr, most preferably in amounts of 0 to 60 phr, preferably at least in amounts of 0.1 phr, more preferably at least but in amounts of 0.5 phr, used.
  • the carbon black has an iodine value, according to ASTM D 1510, which is also referred to as iodine adsorption number, greater than or equal to 20 g / kg, preferably greater than or equal to 35 g / kg, particularly preferably greater than or equal to 50 g / kg, most preferably greater than or equal to 75 g / kg and a DBP number greater than or equal to 60 cm 3 / 100g, preferably greater than or equal to 80 cm 3 / 100g.
  • the DBP number according to ASTM D 2414 determines the specific adsorption volume of a carbon black or a light filler by means of dibutyl phthalate.
  • the rubber mixture may also contain further fillers such as aluminum hydroxide, layered silicates, lime, chalk, starch, magnesium oxide, titanium dioxide, rubber gels, short fibers, etc. in any desired combinations.
  • further fillers such as aluminum hydroxide, layered silicates, lime, chalk, starch, magnesium oxide, titanium dioxide, rubber gels, short fibers, etc. in any desired combinations.
  • the rubber mixture comprises at least one
  • oligo n- (n'-trialkoxysilyl-alkyl) cycloalkane n ", n"'- diyl bis-oligosulfides and / or oligo (n- (n'-trialkoxysilyl-alkyl) cycloalkane-n " -yl) oligosulfides are described, for example, in particular in EP4660661A1, but also in WO96 / 10604 A1, where n, n ', n "and n'" can independently of one another assume values between 1 and 10.
  • n, n ', n "and n'" by the integer values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10, more preferably 1, 2, 3, and 4.
  • the silanes mentioned are multimeric sulfur-bridged silanes which have a cyclohexyl spacer group (cyclohexyl spacer). In the following, therefore, these silanes are referred to as cyclohexylspacersilanes.
  • the cyclohexylspacersilan is preferably used in amounts of from 0.1 to 25 phr, particularly preferably in amounts of from 0.1 to 20 phr, very particularly preferably from 3 to 15 phr.
  • the quantity refers to the total amount of
  • the rubber mixture according to the invention further silanes, as described above, are included.
  • the rubber composition is free of other silanes, i. the amount of other silanes is 0 phr.
  • the rubber mixture There may be present in the rubber mixture 0.1 to 150 phr, preferably 1 to 80 phr, more preferably 10 to 80 phr, most preferably 20 to 60 phr, of at least one plasticizer.
  • This plasticizer is preferably selected from the group consisting of mineral oils and / or synthetic plasticizers and / or fatty acids and / or fatty acid derivatives and / or resins and / or ingredients and / or glycerides and / or liquid polymers having a molecular weight of less than or equal to 2000 g / mol and / or terpenes and / or vegetable oils and / or biomass-to-liquid oils and / or rubber-to-liquid oils.
  • the rubber mixture contains other additives.
  • crosslinking system crosslinker, sulfur donor and / or elemental sulfur, accelerator and retarder
  • antiozonants anti-aging agents, masticating agents and others
  • the proportion of the total amount of further additives is 3 to 150 phr, preferably 3 to 100 phr and more preferably 5 to 80 phr.
  • the vulcanization of the rubber compound is intended for use in
  • Pneumatic vehicle preferably performed in the presence of elemental sulfur or sulfur donors, with some sulfur donors at the same time as
  • Vulkanisationsbelixer can act. Elemental sulfur and / or
  • Sulfur donors are added in the last mixing step in the amounts customary by the skilled person (0.1 to 10 phr, wherein elemental sulfur is preferably contained in amounts of 0 to 6 phr, more preferably in amounts of 0.1 to 4 phr) of the rubber mixture ,
  • the rubber mixture vulkanisationsbeeinlende substances such as
  • Vulcanization accelerators contained in the additives described above.
  • the rubber mixture according to the invention contains 0.1 to 6 phr, preferably 1 to 5 phr, of at least one vulcanization accelerator.
  • the vulcanization accelerator is preferably selected from the group of sulfenamide accelerators and / or thiazole accelerators and / or
  • Dithiocarbamatebeschleumger and / or amine accelerators and / or dithiophosphates and / or thioureas, with sulfenamide accelerators are preferred.
  • the preferred sulfenamide accelerator is benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide (CBS).
  • the preparation of the rubber mixture according to the invention is usually 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
  • Vulkanisationssystem for example, sulfur and vulcanization-influencing substances
  • Vulkanisationssystem for example, sulfur and vulcanization-influencing substances
  • Extrusion process further processed and brought into the appropriate form.
  • the invention is further based on the object, as described above
  • Rubber compound for the manufacture of tires, in particular for the production of tires Tread of a tire and / or a body mixture of a tire and to use for the production of belts, straps and hoses.
  • the tire may be a truck tire, a car tire or a two-wheeled tire.
  • the tire may be a truck tire, a car tire or a two-wheeled tire.
  • rubber composition according to the invention in a passenger tire and there preferably as a rubber mixture for the tread.
  • the body mix of a tire is essentially the sidewall, innerliner, apex, belt, shoulder, belt profile, squeegee, carcass, bead enhancer and / or bandage rubber compounds.
  • 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 in the form of a narrow
  • Rubber mix strip are wound onto a green tire. If the tread, as described above, two-piece or multi-part, so the rubber mixture is preferably used as a mixture for the cap.
  • the preparation of the rubber mixture according to the invention for use as a body mixture in vehicle tires is carried out as already described for the tread.
  • the difference lies in the shape after the extrusion process.
  • the thus obtained forms of the rubber mixture according to the invention for one or more different body mixtures then serve to build up a green tire.
  • the extruded mixture is shaped into the appropriate shape and often or subsequently with reinforcing materials, e.g. synthetic fibers or steel cords. In most cases, this results in a multi-layered structure, consisting of one and / or several layers of rubber mixture, one and / or more layers of identical and / or different reinforcement and one and / or several other layers of the like and / or another rubber mixture.
  • Test specimens were subjected to the following test procedures:
  • Silane 2 blocked mercaptosilane, NXT lowV, from Momentive Performance Materials Inc.
  • Silane 3 3-mercaptopropyltriethoxysilane, Si 363, Evonik
  • Silane 4 cyclohexylspacersilane
  • the rolling resistance behavior is represented by the rebound resilience at 70 ° C, with higher values representing an improvement.
  • Wet grip behavior is illustrated by room temperature rebound resilience, with lower values being an improvement.
  • Delta rebound indicates the difference between the two rebound values, increasing this difference im means that the target conflict between rolling resistance and wet grip is better resolved, and the value for tan d also shows improved rolling resistance behavior, with lower values each indicating the improvement.
  • Cyclohexylspacersilan when used in rubber mixtures, inter alia, also result from the interaction with the rubbers and rubber mixtures used here.
  • the Cyclohexylspacersilan shows in particular in Interplay with a natural polyisoprene (NR) the described property picture of improved hysteresis properties and high rigidity. Specifically, the improvement in hysteresis properties is enhanced at elevated NR content.
  • NR polyisoprene

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kautschukmischung, insbesondere für Fahrzeugluftreifen, Gurte, Riemen und Schläuche. Die Kautschukmischung enthält folgende Bestandteile: - wenigstens einen Dienkautschuk und - wenigstens eine Kieselsäure und - wenigstens ein Oligo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n'',n'''-diyl)bis-oligosulfid und / oder Oligo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n''-yl)oligosulfid als Silan, wobei n, n', n'', n''' unabhängig voneinander Werte zwischen 1 und 10 annehmen können, und - weitere Zusatzstoffe.

Description

Beschreibung
Kautschukmischung
Die Erfindung betrifft eine Kautschukmischung, insbesondere für Fahrzeugluftreifen, Gurte, Riemen und Schläuche.
Die Kautschukzusammensetzung des Laufstreifens bestimmt in hohem Maße die Fahreigenschaften eines Reifens, insbesondere eines Fahrzeugluftreifens. Ebenso sind die Kautschukmischungen, die in Riemen, Schläuchen und Gurten Verwendung vor allem in den mechanisch stark belasteten Stellen finden, für Stabilität und Langlebigkeit dieser Gummiartikel im Wesentlichen verantwortlich. Daher werden an diese
Kautschukmischungen für Fahrzeugluftreifen, Gurte, Riemen und Schläuche sehr hohe Anforderungen gestellt.
Durch den teilweisen oder vollständigen Ersatz des Füllstoffes Ruß durch Kieselsäure in Kautschukmischungen wurden z.B. die Fahreigenschaften eines Reifens in den vergangenen Jahren insgesamt auf ein höheres Niveau gebracht. Die bekannten
Zielkonfiikte der sich gegensätzlich verhaltenden Reifeneigenschaften, bestehen allerdings auch bei kieselsäurehaltigen Laufstreifenmischungen weiterhin. So zieht eine Verbesserung des Nassgriffs und des Trockenbremsens weiterhin in der Regel eine Verschlechterung des Rollwiderstandes und des Abriebverhaltens nach sich. Diese Eigenschaften sind auch bei technischen Gummiartikeln, wie Gurten, Riemen und Schläuchen, ein wichtiges Qualitätskriterium.
Um diese Zielkonfiikte zu lösen, sind schon vielfältige Ansätze verfolgt worden. So hat man beispielsweise unterschiedlichste, auch modifizierte, Polymere, Weichmacher und hochdisperse Füllstoffe für Kautschukmischungen eingesetzt und man hat versucht, die Vulkanisateigenschaften durch Modifikation der Mischungsherstellung zu beeinflussen.
In kieselsäurehaltigen Kautschukmischungen werden Organosilane eingesetzt, um die Kieselsäure zu hydrophobieren und die Verbindung zwischen Füllstoff und Polymer herzustellen. Polysulfidische Organosilane) werden an das Polymer gebunden. Verschiedene Silane haben dabei allerdings unterschiedlichen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften der Kautschukmischung. So ist beispielsweise aus WO2008083242A1 bekannt, dass die dort beschriebenen„silated core polysulfides" (SCP), d.h. Silane mit cyclischen Einheiten, zwar das Abriebverhalten verbessern, gleichzeitig aber keinen Einfluss auf das Rollwiderstandsverhalten haben. Im Vergleich zu den klassischen multimeren Schwefelsilanen, wie beispielsweise
Bis(triethoxysilylpropyl)-disulfid (TESPD) und Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (TESPT), verbessern monomere Silane, wie beispielsweise Mercaptosilane, zwar das Rollwiderstandsverhalten, gehen jedoch mit einer stark verschlechterten
Prozessierbarkeit sowie verringertem Nassgriffverhalten und stärkerem Abriebsverlust einher. Geschützte Mercaptosilane, d.h. Mercaptosilane bei denen die Mercaptogruppe geblockt wird, verbessern den Rollwiderstand lediglich leicht auf Kosten des Nassgriffs und des Abriebs, wobei allerdings die Steifigkeit, d.h. das Handlingpotential, sinkt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Kautschukmischung, welche insbesondere Kieselsäure als Füllstoff enthält, bereitzustellen, die ein deutlich verbessertes Rollwiderstandsverhalten zeigt, während gleichzeitig das
Nassgriffverhalten auf gleichem Niveau verbleibt. Dadurch wird der Zielkonflikt zwischen Rollwiderstand versus Nassgriff gelöst oder zumindest entschärft.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Bereitstellung einer Kautschukmischung, die wenigstens einen Dienkautschuk und wenigstens eine Kieselsäure und wenigstens ein 01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n",n'"-diyl)bis-oligosulfid und / oder wenigstens ein 01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n"-yl)oligosulfid als Silan enthält, wobei n, n', n" und n'" unabhängig voneinander Werte zwischen 1 und 10 annehmen können.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine derartige Kautschukmischung ein optimiertes Rollwiderstandsverhalten aufweist, ohne das Nassgriffverhalten negativ zu beeinflussen.
Die Kautschukmischung enthält zumindest einen Dienkautschuk. Vorzugsweise ist dieser ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus natürlichem
Polyisopren und / oder synthetischem Polyisopren und / oder Butadien-Kautschuk und / oder Styrolbutadienkautschuk und / oder lösungspolymerisierter
Styrolbutadienkautschuk und / oder emulsionspolymerisierter Styrolbutadienkautschuk, wobei besonders gute Eigenschaften bei der Verwendung wenigstens eines natürlichen Polyisoprens erzielt werden.
Der lösungspolymerisierte Styrolbutadienkautschuk kann in einer besonderen
Ausführungsform hydriert sein und / oder mit Hydroxylgruppen und / oder
Epoxygruppen und / oder Siloxangruppen und / oder Aminogruppen und / oder
Aminosiloxan und / oder Carboxylgruppen und / oder Phtalocyaningruppen modifiziert sein. Es kommen aber auch weitere, der fachkundigen Person bekannte,
Modifizierungen, auch als Funktionalisierungen bezeichnet, in Frage
Der Dienkautschuk wird bevorzugt in Mengen von 10 bis 100 phr, besonders bevorzugt in Mengen von 30 bis 100 phr, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 50 bis 100 phr verwendet.
Besonders gute Eigenschaften hinsichtlich des Rollwiderstandsverhaltens zeigen sich , wenn die Kautschukmischung wenigstens 5 phr, bevorzugt 5 bis 50 phr, besonders bevorzugt 5 bis 30 phr, wenigstens eines natürlichen und / oder synthetischen
Polyisoprens enthält.
In der Kautschukmischung können aber auch noch weitere polare oder unpolare Kautschuke enthalten sein, wie beispielsweise Flüssigkautschuke und / oder
Halobutylkautschuk und / oder Polynorbornen und / oder Isopren-Isobutylen- Copolymer und / oder Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk und / oder Nitrilkautschuk und / oder Chloroprenkautschuk und / oder Acrylat-Kautschuk und / oder
Fluorkautschuk und / oder Silikon-Kautschuk und / oder Polysulfidkautschuk und / oder Epichlorhydrinkautschuk und / oder Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer und / oder hydrierter Acrylnitrilbutadienkautschuk und / oder Isopren-Butadien-Copolymer und / oder hydrierter Styrolbutadienkautschuk.
Insbesondere Nitrilkautschuk, hydrierter Acrylnitrilbutadienkautschuk,
Chloroprenkautschuk, Butylkautschuk, Halobutylkautschuk oder Ethylen-Propylen- Dien- Kautschuk kommen bei der Herstellung von technischen Gummiartikeln, wie Gurte, Riemen und Schläuche, zum Einsatz.
Der weitere Kautschuk kann bevorzugt in Mengen von 0 bis 20 phr, besonders in Mengen von 0 bis 10 phr verwendet werden.
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.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung enthält wenigstens eine Kieselsäure, welche oft auch als heller Füllstoff bezeichnet wird.
Die in der Kautschukindustrie eingesetzten Kieselsäuren sind in der Regel gefällte Kieselsäuren, die insbesondere nach ihrer Oberfläche charakterisiert werden. Zur Charakterisierung werden dabei die Stickstoff-Oberfläche (BET) gemäß DIN 66131 und DIN 66132 als Maß für die innere und äußere Füllstoffoberfläche in m2/g und die CTAB-Oberfläche gemäß ASTM D 3765 als Maß für die äußere Oberfläche, die oftmals als die kautschukwirksame Oberfläche angesehen wird, in m2/g angegeben. Erfindungsgemäß werden Kieselsäuren mit einer Stickstoff-Oberfläche größer oder gleich 50 m2/g, bevorzugt zwischen 50 und 320 m2/g, besonders bevorzugt zwischen 100 und 250 m2/g, und einer CTAB-Oberfläche zwischen 50 und 300 m2/g , bevorzugt zwischen 50 und 250 m2/g und besonders bevorzugt zwischen 80 und 250 m2/g, eingesetzt.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die CTAB-Oberfläche der Kieselsäure zwischen 150 und 250 m2/g beträgt.
Die Menge der Kieselsäure beträgt bevorzugt 1 bis 300 phr, besonders bevorzugt 5 bis 250 phr und ganz besonders bevorzugt 10 bis 200 phr. Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann des Weiteren zumindest einen dunklen Füllstoff enthalten. Die Gesamtmenge an Füllstoff kann somit nur aus hellem Füllstoff oder aus einer Kombination von hellen und dunklen Füllstoffen bestehen. Der Ruß wird in einer bevorzugten Ausführungsform in Mengen von 0 bis 100 phr, besonders bevorzugt in Mengen von 0 bis 80 phr, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0 bis 60 phr, bevorzugt wenigstens aber in Mengen von 0,1 phr, besonders bevorzugt wenigstens aber in Mengen von 0,5 phr, eingesetzt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat der Ruß eine Iodzahl, gemäß ASTM D 1510, die auch als Iodadsorptionszahl bezeichnet wird, größer oder gleich 20 g/kg, bevorzugt größer oder gleich 35 g/kg, besonders bevorzugt größer oder gleich 50 g/kg, ganz besonders bevorzugt größer oder gleich 75 g/kg und eine DBP-Zahl größer oder gleich 60 cm3 /100g, bevorzugt größer oder gleich 80 cm3 /100g. Die DBP-Zahl gemäß ASTM D 2414 bestimmt das spezifische Adsorptionsvolumen eines Rußes oder eines hellen Füllstoffes mittels Dibutylphthalat.
Die Kautschukmischung kann neben Kieselsäure und Ruß auch noch weitere Füllstoffe wie Aluminiumhydroxid, Schichtsilikate, Kalk, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid, Titandioxid, Kautschukgele, Kurzfasern usw. in beliebigen Kombinationen enthalten.
Erfindungswesentlich ist es, dass die Kautschukmischung wenigstens ein
01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n",n"'-diyl)bis-oligosulfid und / oder wenigstens ein 01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n"-yl)oligosulfid als Silan enthält. Nur dann zeigen sich die Vorteile hinsichtlich des Rollwiderstands Verhaltens ohne Nachteile im Nassgriffverhalten.
Die Herstellung derartiger 01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n",n"'-diyl)bis- oligosulfide und / oder 01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n"-yl)oligosulfide wird beispielsweise insbesondere in EP4660661A1, aber auch in W096/ 10604 AI, beschrieben, n, n', n" und n'" können dabei unabhängig voneinander Werte zwischen 1 und 10 annehmen. Bevorzugt handelt es sich hierbei für n, n', n" und n'" um die ganzzahligen Werte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10, besonders bevorzugt 1, 2, 3, und 4. Bei den genannten Silanen handelt es sich um multimere Silane mit schwefelbrücken, welche eine Cyclohexyl- Abstandsgruppe (Cyclohexylspacer) besitzen. Im Folgenden werden diese Silane daher als Cyclohexylspacersilane bezeichnet.
Das Cyclo hexylspacersilan wird bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 25 phr, besonders bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 20 phr, ganz besonders bevorzugt 3 bis 15 phr verwendet.
Die Mengenangabe bezieht sich hierbei auf die Gesamtmenge von
01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n",n'"-diyl)bis-oligosulfid und / oder 01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n"-yl)oligosulfid.
Es ist durchaus möglich, dass in der erfindungsgemäßen Kautschukmischung noch weitere Silane, wie sie eingangs beschrieben wurden, enthalten sind. Bevorzugt ist die Kautschukmischung allerdings frei von weiteren Silanen, d.h. die Menge der weiteren Silane beträgt 0 phr.
Es können in der Kautschukmischung 0,1 bis 150 phr, bevorzugt 1 bis 80 phr, besonders bevorzugt 10 bis 80 phr, ganz besonders bevorzugt 20 bis 60 phr, zumindest eines Weichmachers vorhanden sein. Dieser Weichmacher ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mineralölen und / oder synthetischen Weichmachern und / oder Fettsäuren und / oder Fettsäurederivaten und / oder Harzen und / oder Faktisse und / oder Glyceriden und / oder flüssigen Polymeren mit einem Molekulargewicht kleiner oder gleich 2000 g/mol und / oder Terpenen und / oder Saatenölen und / oder Biomass- To-Liquid-Ölen und / oder Rubber-To-Liquid-Ölen. Weiterhin enthält die Kautschukmischung noch weitere Zusatzstoffe.
Weitere Zusatzstoffe beinhaltet im Wesentlichen das Vernetzungssystem (Vernetzer, Schwefelspender und / oder elementaren Schwefel, Beschleuniger und Verzögerer), Ozonschutzmittel, Alterungsschutzmittel, Mastikationshilfsmittel und weitere
Aktivatoren.
Der Mengenanteil der Gesamtmenge an weiteren Zusatzstoffen beträgt 3 bis 150 phr, bevorzugt 3 bis 100 phr und besonders bevorzugt 5 bis 80 phr. Die Vulkanisation der Kautschukmischung wird für die Verwendung in
Fahrzeugluftreifen vorzugsweise in Anwesenheit von elementarem Schwefel oder Schwefelspendern durchgeführt, wobei einige Schwefelspender zugleich als
Vulkanisationsbeschleuniger wirken können. Elementarer Schwefel und / oder
Schwefelspender werden im letzten Mischungsschritt in den von der Fachkundigen Person gebräuchlichen Mengen (0,1 bis 10 phr, wobei elementarer Schwefel bevorzugt in Mengen von 0 bis 6 phr, besonders bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 4 phr enthalten ist) 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, die in den obig beschriebenen Zusatzstoffen enthalten sind, enthalten.
Vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäße Kautschukmischung 0,1 bis 6 phr, bevorzugt 1 bis 5 phr, zumindest eines Vulkanisationsbeschleunigers enthält.
Der Vulkanisationsbeschleuniger ist bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe der Sulfenamidbeschleuniger und / oder Thiazolbeschleuniger und / oder
Thiurambeschleuniger und / oder Mercaptobeschleuniger und / oder
Dithiocarbamatbeschleumger und /oder Aminbeschleuniger und / oder Dithiophosphate und / oder Thioharnstoffe, wobei Sulfenamidbeschleuniger bevorzugt sind.
Als Sulfenamidbeschleuniger findet bevorzugt Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid (CBS) Verwendung.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung erfolgt zumeist nach dem in der Kautschukindustrie üblichen Verfahren, bei dem zunächst in ein oder mehreren Mischstufen eine Grundmischung mit allen Bestandteilen außer dem
Vulkanisationssystem (bspw. 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.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, obig beschriebene
Kautschukmischung, zur Herstellung von Reifen, insbesondere zur Herstellung des Laufstreifens eines Reifens und / oder einer Body-Mischung eines Reifens und zur Herstellung von Riemen, Gurten und Schläuchen zu verwenden.
Bei dem Reifen kann es sich um einen LKW-Reifen, einen PKW-Reifen oder um einen Zweiradreifen handeln. Bevorzugt ist allerdings die Verwendung der
erfindungsgemäßen Kautschukmischung in einem PKW-Reifen und zwar dort bevorzugt als Kautschukmischung für den Laufstreifen.
Als Body-Mischung eines Reifens werden im Wesentlichen die Kautschukmischungen für Seitenwand, Innenseele, Apex, Gürtel, Schulter, Gürtelprofil, Squeegee, Karkasse, Wulstverstärker und / oder Bandage bezeichnet.
Zur Verwendung in Fahrzeugluftreifen 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. Ist der Laufstreifen, wie eingangs beschrieben, zweiteilig oder auch mehrteilig, so findet die Kautschukmischung bevorzugt Anwendung als Mischung für die Cap.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung zur Verwendung als Body- Mischung in Fahrzeugreifen erfolgt wie bereits für den Laufstreifen beschrieben. Der Unterschied liegt in der Formgebung nach dem Extrusionsvorgang. Die so erhaltenen Formen der erfindungsgemäßen Kautschukmischung für eine oder mehrere unterschiedliche Body- Mischungen dienen dann dem Aufbau eines Reifenrohlings. Zur Verwendung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung in Riemen und Gurten, insbesondere in Fördergurten, wird die extrudierte Mischung in die entsprechende Form gebracht und dabei oder nachher häufig mit Festigkeitsträgern, z.B. synthetische Fasern oder Stahlcorde, versehen. Zumeist ergibt sich so ein mehrlagiger Aufbau, bestehend aus einer und / oder mehrerer Lagen Kautschukmischung, einer und / oder mehrerer Lagen gleicher und / oder verschiedener Festigkeitsträger und einer und / oder mehreren weiteren Lagen dergleichen und / oder einer anderen Kautschukmischung.
Zur Verwendung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung in Schläuchen wird häufig eine peroxidische Vernetzung bevorzugt. Die Herstellung der Schläuche erfolgt zumeist analog dem im Handbuch der Kautschuktechnologie, Dr. Gupta Verlag, 2001, Kapitel 13.4 beschriebenen Verfahren.
Die Erfindung soll nun anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen, die in Tabellen la und lb zusammengefasst sind, näher erläutert werden. Die mit„E" gekennzeichneten Mischungen sind hierbei erfindungsgemäße Mischungen, während es sich bei den mit„V" gekennzeichneten Mischungen um Vergleichsmischungen handelt. Die mit„a" gekennzeichnete Tabelle stellt dabei die Mischungszusammensetzung dar, während die mit„b" gekennzeichnete Tabelle die dazugehörigen entsprechenden physikalischen Eigenschaften illustriert.
Bei sämtlichen in der Tabelle enthaltenen Mischungsbeispielen sind die angegebenen Mengenangaben Gewichtsteile, die auf 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk bezogen sind (phr).
Die Mischungsherstellung erfolgte unter üblichen Bedingungen in mehreren Stufen in einem Labortangentialmischer. Aus sämtlichen Mischungen wurden Prüfkörper durch Vulkanisation hergestellt und mit diesen Prüfkörpern für die Kautschukindustrie typische Materialeigenschaften bestimmt. Für die obig beschriebenen Tests an
Prüfkörpern wurden folgende Testverfahren angewandt:
• Rückprallelastizität bei Raumtemperatur und 70°C gemäß DIN 53 512
• Shore-A-Härte bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 505
• Spannungswert bei 50% und bei 200% Dehnung bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 504
• Bruchdehnung bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 504
• Zugfestigkeit bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 504
• Verlustfaktor tan d, synonym zu tan δ, bei 55°C aus dynamisch-mechanischer
Messung gemäß DIN 53 513
· dynamischer Speichermodul E' bei 55 °C gemäß DIN 53 513 bei 8% Dehnung Folgende Silane wurden in den Tabellen verwendet:
Silanl : TESPD
Silan2: geblocktes Mercaptosilan, NXT lowV, Fa. Momentive Performance Materials Inc.
Silan3: 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, Si 363, Fa. Evonik
Silan4: Cyclohexylspacersilan
Tabelle la
Figure imgf000011_0001
a NR, TSR
b BR, Nd-BR, Fa. Lanxess
C SSBR, NS116, Fa. Zeon
d Zeosil 1165MP, Fa. Rhodia, CTAB 155m2/g, BET 160 m2/g
e TDAE
6PPD, Ozonschutzwachs, Stearinsäure
g CBS
h DPG Tabelle lb
Figure imgf000012_0001
Aus den Tabellen la und lb wird ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen El bis E2 einen deutlichen Vorteil hinsichtlich des Zielkonfliktes
Rollwiderstand versus Nassgriff bieten.
Das Rollwiderstandsverhalten wird hierbei anhand der Rückprallelastizität bei 70°C dargestellt, wobei höhere Werte eine Verbesserung darstellen. Das Nassgriffverhalten wird anhand der Rückprallelastizität bei Raumtemperatur illustriert, wobei niedrigere Werte eine Verbesserung darstellen. „Delta Rückprall" gibt wiederum die Differenz zwischen den beiden Rückprallwerten an. Eine Erhöhung dieser Differenz im bedeutet, dass der Zielkonflikt zwischen Rollwiderstand und Nassgriff besser gelöst wird. Der Wert für tan d zeigt ebenfalls ein verbessertes Rollwiderstandsverhalten auf, wobei niedrigere Werte jeweils die Verbesserung darstellen. Gleichzeitig ist aus dem Wert für E'(8%>) zu erkennen, dass sich die dynamische Steifigkeit verbessert, was sich positiv auf das Handlingverhalten auswirkt. Dadurch ergibt sich durch die erfindungsgemäße Kautschukmischung ein bisher unbekanntes Eigenschaftsbild. Sie ermöglicht eine Verbesserung des Rollwiderstandes bei gleichzeitiger Erhöhung der Steifigkeit ohne Verluste im Nassbremsen. Die spezifischen Vorteile des verwendeten
Cyclohexylspacersilans bei der Anwendung in Kautschukmischungen ergeben sich unter anderem auch aus der Wechselwirkung mit den hier verwendeten Kautschuken und Kautschukgemischen. So zeigt das Cyclohexylspacersilan insbesondere im Zusammenspiel mit einem natürlichen Polyisopren (NR) das beschriebene Eigenschaftsbild von verbesserten Hystereseeigenschaften und hoher Steifigkeit. Speziell die Verbesserung der Hystereseeigenschaften ist bei erhöhtem NR-Gehalt verstärkt.

Claims

Patentansprüche
1. Kautschukmischung, dadurch gekennzeichnet, dass sie
- wenigstens einen Dienkautschuk und
- wenigstens eine Kieselsäure und
- wenigstens ein 01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl-alkyl)cycloalkan-n",n"'-diyl)bis- oligosulfid und / oder wenigstens ein 01igo-(n-(n'-Trialkoxysilyl- alkyl)cycloalkan-n"-yl)oligosulfid als Silan, wobei n, η', n", n'" unabhängig voneinander Werte zwischen 1 und 10 annehmen können, und
- weitere Zusatzstoffe enthält.
2. Kautschukmischung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens 5 phr wenigstens eines natürlichen Polyisoprens enthält.
3. Kautschukmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie 5 bis 50 phr wenigstens eines natürlichen Polyisoprens enthält.
4. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Silan in Mengen von 0, 1 bis 25 phr verwendet wird.
5. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass sie 1 bis 300 phr wenigstens einer Kieselsäure enthält.
6. Kautschukmischung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kieselsäure eine CTAB-Oberfläche zwischen 20 und 250 m2/g hat.
7. Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Sulfenamidbeschleuniger enthält.
8. Verwendung einer Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines Reifens.
9. Verwendung einer Kautschukmischung nach Anspruch 8 zur Herstellung des Laufstreifens und / oder einer Body-Mischung eines Reifens.
10. Verwendung einer Kautschukmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines Gurtes, Riemens oder Schlauches.
PCT/EP2013/077142 2013-01-02 2013-12-18 Kautschukmischung Ceased WO2014106580A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013100011.8A DE102013100011A1 (de) 2013-01-02 2013-01-02 Kautschukmischung
DE102013100011.8 2013-01-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014106580A1 true WO2014106580A1 (de) 2014-07-10

Family

ID=49876618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/077142 Ceased WO2014106580A1 (de) 2013-01-02 2013-12-18 Kautschukmischung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013100011A1 (de)
WO (1) WO2014106580A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12473654B2 (en) 2020-08-12 2025-11-18 Evonik Operations Gmbh Use of silicon dioxide for improving the cathodic anticorrosion effect of ground coats

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0466066A1 (de) * 1990-07-13 1992-01-15 Hüls Silicone Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von Oligo-(4-(2-organo-organooxy-silylalkyl)cyclohexan-1,2-diyl)bis-oligosulfiden
DE4435311A1 (de) * 1994-10-01 1996-04-04 Huels Silicone Gmbh Verstärkungsadditive
EP0890600A1 (de) * 1997-07-10 1999-01-13 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von füllstoffhaltigen Kautschukmischungen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7968636B2 (en) 2006-12-28 2011-06-28 Continental Ag Tire compositions and components containing silated cyclic core polysulfides

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0466066A1 (de) * 1990-07-13 1992-01-15 Hüls Silicone Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von Oligo-(4-(2-organo-organooxy-silylalkyl)cyclohexan-1,2-diyl)bis-oligosulfiden
DE4435311A1 (de) * 1994-10-01 1996-04-04 Huels Silicone Gmbh Verstärkungsadditive
EP0890600A1 (de) * 1997-07-10 1999-01-13 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von füllstoffhaltigen Kautschukmischungen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12473654B2 (en) 2020-08-12 2025-11-18 Evonik Operations Gmbh Use of silicon dioxide for improving the cathodic anticorrosion effect of ground coats

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013100011A1 (de) 2014-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2853558B1 (de) Schwefelvernetzbare Kautschukmischung
EP2591049B1 (de) Kautschukmischung
EP2853557B1 (de) Schwefelvernetzbare Kautschukmischung
DE102010061469A1 (de) Kautschukmischung mit verbessertem Rollwiderstandsverhalten
DE102015218746A1 (de) Kautschukmischung und Fahrzeugreifen
EP2977227B1 (de) Schwefelvernetzbare kautschukmischung und fahrzeugreifen
DE102019212916B4 (de) Vernetzbare Kautschukmischung, Vulkanisat daraus, sowie Verwendung der Kautschukmischung bzw. des Vulkanisats
DE102009003839A1 (de) Kautschukmischung mit verbessertem Rollwiderstand und verbessertem Nassbremsen
DE102013105193A1 (de) Kautschukmischung und Fahrzeugreifen
DE102015214731B4 (de) Fahrzeugreifen
DE102008026351A1 (de) Kautschukmischung mit verbessertem Rollwiderstand
DE102009044471B4 (de) Kautschukmischung mit verbessertem Rollwiderstand und Verwendung einer solchen
DE102014212485B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer schwefelvernetzbaren Kautschukmischung
DE102013100009B4 (de) Kautschukmischung und Verwendung einer solchen
DE102010017501B4 (de) Kautschukmischung und deren Verwendung
DE102009003464A1 (de) Kautschukmischung mit verbessertem Rollwiderstand
DE102010037323A1 (de) Kautschukmischung mit verbessertem Abriebverhalten
EP2500185B1 (de) Kautschukmischung
WO2014106580A1 (de) Kautschukmischung
DE102016201195A1 (de) Kautschukmischung und Fahrzeugreifen
DE102009044466A1 (de) Kautschukmischung
WO2014106582A1 (de) Kautschukmischung
DE102013100012B4 (de) Kautschukmischung und Verwendung einer solchen
DE102014202749A1 (de) Schwefelvernetzbare Kautschukmischung und Fahrzeugreifen
DE102009026225A1 (de) Kautschukmischung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13811488

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13811488

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1