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  • 法律状态
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    • 专利摘要:
    Kautschukzusammensetzung,die man überdas Beimengen, zu 100 Gew.-Teilen eines Kautschuks, von 10 bis 100Gew.-Teilen eines Rußeserhält,der mit einer Silanverbindung mit (einer) Aminogruppe (oder -gruppen)oberflächenbehandeltwurde, worin mindestens 0,1 Gew.-Teile des Kautschukbestandteilsmit Maleinsäureanhydridmodifiziert sind, wodurch die Widerstandsfähigkeit gegen Wärmezunahmeund die Abriebbeständigkeit derKautschukzusammensetzung gefördertund die Widerstandsfähigkeitgegen Anvulkanisieren verbessert wird.
    公开号:DE102004030826A1
    申请号:DE200410030826
    申请日:2004-06-25
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Yoshiaki Hiratsuka Kirino
    申请人:Yokohama Rubber Co Ltd；
    IPC主号:C08L21-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung, undinsbesondere eine Kautschukzusammensetzung mit einer verbessertenWiderstandsfähigkeitgegen Wärmezunahme("heat buildup") und einer verbessertenWiderstandsfähigkeitgegen Anvulkanisieren ("scorchresistance") aufgrundder kombinierten Verwendung spezieller Mischbestandteile.
    [0002] Inder Vergangenheit wurde Ruß,der mit einer organischen Siliziumverbindung oberflächenbehandelt wurde,beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr.10-46047, der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 11-116841etc., als Kautschuk verstärkenderFüllstoffvorgeschlagen, der eine geringe Wärmezunahme ergibt und die Abriebbeständigkeitverbessert. Ferner wird in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai)Nr. 9-87612 als oberflächenbehandelterRuß zurVerbesserung dieser Funktionen ein Ruß vorgeschlagen, der mit einerSilankupplungsverbindung oberflächenbehandeltwird, die eine Aminogruppe aufweist. Darüber hinaus haben die vorliegendenErfinder herausgefunden, daß dieWiderstandsfähigkeitgegen Wärmezunahmesich verbessert, wenn man gleichzeitig einen Ruß beimengt, der mit einer Silanverbindung miteiner Aminogruppe behandelt wurde, und ein Silankupplungsmittel,das Schwefel enthält.Dies führtjedoch zum Problem einer schlechten Widerstandsfähigkeit gegen das Anvulkanisieren.
    [0003] Dementsprechendist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mischsystembereitzustellen, das in der Lage ist, die Widerstandsfähigkeitgegen Wärmezunahmeund die Abriebbeständigkeiteiner Kautschukzusammensetzung zu verbessern und ferner die Widerstandsfähigkeitgegen Anvulkanisieren zu verbessern, wenn man Ruß verwendet, der mit einerSilanverbindung behandelt wird, die (eine) Aminogruppe (oder -gruppen)aufweist.
    [0004] Erfindungsgemäß wird eineKautschukzusammensetzung bereitgestellt, die 100 Gew.Teile einesKautschuks und 10 bis 100 Gew.Teile Ruß umfaßt, der mit einer Silanverbindungmit (einer) Aminogruppe (oder -gruppen) oberflächenbehandelt ist, wobei mindestens0,1 Gew.Teile des Kautschuks mit Maleinsäureanhydrid modifiziert sind.
    [0005] Erfindungsgemäß wird ebenfallseine Kautschukzusammensetzung bereitgestellt, die 100 Gew.Teile einesKautschuks, 10 bis 100 Gew.Teile eines Rußes, der mit einer Silanverbindungmit einer Aminogruppe (oder -gruppen) oberflächenbehandelt ist, und 0,1bis 20 Gew.Teile eines schwefelhaltigen Silankupplungsmittels umfaßt, wobeimindestens 0,1 Gew.Teile des Kautschuks mit Maleinsäureanhydridmodifiziert sind.
    [0006] Inder Beschreibung und in den Patentansprüchen sollen die Singularformen "ein", "eine", "einer", "eines" usw. und "der", "die", "das" und dergleichenauch den Bezug auf den Plural beinhalten, es sei denn, daß der Zusammenhangdem klar widerspricht.
    [0007] Gemäß der vorliegendenErfindung hat man herausgefunden, daß durch das gleichzeitige Beimengen einesRußes,der mit einer Silanverbindung mit einer Aminogruppe oberflächenbehandeltist, und eines mit Malein(säure)anhydrid-modifiziertenKautschuks, der Maleinsäureanhydridabschnittim Kautschuk eine hohe Reaktivitätgegenüberden (der) Aminogruppe(n) an der Oberfläche des Rußes umfaßt und der Kautschukabschnittvulkanisierbar ist und daher der Maleinsäureanhydridkautschuk einenKupplungseffekt aufweist. Ferner verbessert sich die Widerstandsfähigkeitgegen Anvulkanisieren durch das Neutralisieren des pH-Werts der Kautschukverbindung,der durch das Aminosilan an der Rußfläche in den alkalischen Bereichverschoben ist, durch die Säuredes Maleinsäureanhydrid-modifiziertenKautschuks. Wenn man ferner ein schwefelhaltiges Silankupplungsmitteldiesem Mischsystem beimengt, kommt es zu einem Kupplungseffekt zwischendem Ruß, dermit dem Silankupplungsmittel oberflächenbehandelt ist, und demKautschuk, was sich daher in einer überlegenen Widerstandsfähigkeitgegen Wärmezunahmemanifestiert.
    [0008] Diein der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzungverwendbaren Kautschukarten umfassen beispielsweise natürlichenKautschuk (NR) und synthetischen Kautschuk auf Dienbasis, wie Polyisoprenkautschuk(IR), verschiedene Arten von Styrol-Butadien-Copolymer-Kautschuk(SBB), verschiedene Arten von Polybutadienkautschuk (BR), Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Kautschuk(NBR), Butylkautschuk (IIR) etc., die verwendet werden können. Mankann diese Kautschukarten allein oder in irgendeiner Mischung verwenden. Wennman sie als Kautschukmischung eines natürlichen Kautschuks und einessynthetischen Kautschuks auf Dienbasis verwendet, ist es bevorzugt,mindestens 60 Gew.Teile natürlichenKautschuk in der Mischung einzusetzen.
    [0009] DieMenge des Rußes,der mit einer Silanverbindung mit einer Aminogruppe oberflächenbehandeltist und der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzungbeigemengt wird, beträgtvorzugsweise 10 bis 100 Gew.Teile, bezogen auf 100 Gew.Teile desKautschuks auf Dienbasis. Wenn die beigemischte Menge weniger als10 Gew.Teile beträgt,erhältman wahrscheinlich den gewünschtenEffekt nicht. Wenn ferner die Menge mehr als 100 Gew.Teile beträgt, wirddie Viskositätdes Kautschuks tendenziell zu hoch und verschlechtert sich tendenzielldie Verarbeitbarkeit.
    [0010] Fernerumfassen die Silankupplungsmittel mit einer Aminogruppe, die manfür dieOberflächenbehandlungdes Rußeseinsetzt, beispielsweise N-β-(Aminomethyl)-γ-aminopropylmethoxysilan,N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethylmethoxysilan,N-β-(Aminomthyl)-γ-aminopropyltriethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan,N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilanetc.. Die Menge zur Behandlung des Rußes beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10Gew.Teile, bezogen auf das Gewicht des Rußes. Wenn die Behandlungsmengeweniger als 0,1 Gew.% beträgt,manifestiert sich der gewünschteEffekt wahrscheinlich nicht. Wenn man andererseits mehr als 10 Gew.%einsetzt, verursacht man tendenziell eine schlechte Dispersion desRußesund eine Verschlechterung der Widerstandsfähigkeit gegen Anvulkanisieren.
    [0011] DieMenge des Maleinsäureanhydrid-modifiziertenKautschuks, der der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzungbeigemengt wird, beträgtvorzugsweise mindestens 0,1 Gew.Teile, stärker bevorzugt 2 bis 10 Gew.Teile,bezogen auf 100 Gew.Teile des verwendeten Kautschuks. Wenn die beigemischteMenge weniger als 0,1 Gew.Teile beträgt, erhält man die gewünschtenEffekte wahrscheinlich nicht und daher ist dies nicht bevorzugt.
    [0012] DerMaleinsäureanhydrid-modifizierteKautschuk, den man der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzungbeimengt, enthält einenfesten Maleinsäureanhydrid-modifiziertenKautschuk, der vorzugsweise ein Molekulargewicht von 100.000 bis2.000.000 aufweist, und einen flüssigenMaleinsäureanhydridmodifiziertenKautschuk mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise nicht mehrals 30.000, stärkerbevorzugt 10.000 bis 30.000. Als Maleinsäureanhydrid-modifizierten Kautschuksetzt man einen Kautschuk auf Dienbasis, einen Butylkautschuk odereine Mischung davon, vorzugsweise mit einer Maleierungsrate von0,2 bis 20 Gew.% des reagierenden Maleinsäureanhydrids bezüglich desGesamtgewicht des Maleinsäureanhydrid-modifiziertenKautschuks ein.
    [0013] AlsMaleinsäure(anhydrid)-modifiziertenKautschuk zur effektiven Verwendung in der vorliegenden Erfindungsetzt man vorzugsweise den zuvor beschriebenen flüssigen Maleinsäure(anhydrid)-modifiziertenKautschuk, beispielsweise Maleinsäure(anhydrid)-modifiziertenButylkautschuk, flüssigenMaleinsäure(anhydrid)-modifiziertenPolyisoprenkautschuk, flüssigenMaleinsäure(anhydrid)-modifiziertenPolybutadienkautschuk etc. ein.
    [0014] Fernerbeträgtdie Menge des schwefelhaltigen Silankupplungsmittels, das man dererfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzungbeimengt, vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.Teile, bezogen auf 100 Gew.Teile desKautschuks. Wenn die beigemischte Menge weniger als 0,1 Gew.Teilebeträgt,manifestiert sich der gewünschteEffekt wahrscheinlich nicht. Ferner kommt es bei mehr als 20 Gew.Teilenleichter zum Anvulkanisieren beim Mischen oder einem Extrusionsverfahren,und daher ist dies nicht wünschenswert.
    [0015] Dieschwefelhaltigen Silankupplungsmittel umfassen beispielsweise 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, Bis-(3-(triethoxysilyl)-propyl)tetrasulfid,3-Trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, Trimethoxysilylpropylmercaptobenzo-thiazoltetrasulfid,Triethoxysilylpropylmethacrylatmonosulfid, Dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfidetc..
    [0016] Dieerfindungsgemäße Kautschukzusammensetzungkann zusätzlichzu den zuvor beschriebenen wesentlichen Bestandteilen ein Vernetzungs-oder Vulkanisierungsmittel, einen Vernetzungs- oder Vulkanisierungsbeschleuniger,verschiedene Ölarten,ein Antialterungsmittel, einen Weichmacher, ein Plastifizierungsmittelund andere verschiedene Mischadditive enthalten, die man Kautschukfür Reifenoder anderem allgemeinen Kautschuk beimengt. Die Mischadditive werdengemischt und die Mischung nach herkömmlichen Verfahren vulkanisiert,wobei man eine Kautschukzusammensetzung erhält, die man dann zum Vulkanisieren oderVernetzen einsetzen kann. Die Menge der Mischadditive kann eineallgemein üblichein der Vergangenheit eingesetzte Menge sein, so lange die Zielsetzungder vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.
    [0017] Dievorliegende Erfindung wird nun durch Beispiele und Vergleichsbeispielenäher erläutert, wobei selbstverständlich dertechnische Bereich der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispielebegrenzt ist.
    [0018] DieBestandteile mit Ausnahme des Schwefels und des Vulkanisierungsbeschleunigers,in dem in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Kautschukmischsystem,wurden in einen 1,8 1-Innenmischer 3 bis 5 Minuten gemischt. Wenndie Temperatur 165 ± 5°C erreichte,wurde die resultierende Mischung entleert. Man gab Schwefel undVulkanisierungsbeschleuniger zu dieser Masterbatch und mischte dieresultierende Mischung mit einer 8 Inch offenen Walze ("roll") unter Erhalt einerKautschukzusammensetzung. Ein Teil dieser Kautschukzusammensetzungwurde füreinen Anvulkanisierungs- und Vulkanisierungstest verwendet. Alsnächsteswurde der Rest der Kautschukzusammensetzung in einer Form mit 15cm × 15cm × 0,2mm bei 160°C20 Minuten druckvulkanisiert, um ein Teststück (Kautschuklage) herzustellen.Dieses wurde in einem Viskoelastizitäts- und Abriebbeständigkeitstestverwendet.
    [0019] DieErgebnisse werden in Tabelle I gezeigt.
    [0020] Anhanddieser Ergebnisse wird klar, daß mandurch die Mischzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine Kautschukzusammensetzungerhält,die hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Anvulkanisierenund Wärmezunahmeund in ihrer Abriebständigkeit überlegenist.
    权利要求:
    Claims (4)
    [1] Kautschukzusammensetzung, die 100 Gew.Teile einesKautschuks und 10 bis 100 Gew.Teile Ruß umfaßt, der mit einer Silanverbindung,die (eine) Aminogruppe (oder -gruppen) aufweist, oberflächenbehandelt ist,worin mindestens 0,1 Gew.Teile des Kautschuks mit Maleinsäureanhydridmodifiziert sind.
    [2] Kautschukzusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche ferner0,1 bis 20 Gew.Teile eines schwefelhaltigen Silankupplungsmittelsumfaßt.
    [3] Kautschukzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, worinder oberflächenbehandelteRuß durch Behandelnvon Ruß mit0,1 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Rußes, einer Silanverbindungmit (einer) Aminogruppe (oder -gruppen) erhalten wird.
    [4] Kautschukzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis3, worin der Maleinsäureanhydrid-modifizierteKautschuk eine Hauptkette aus einem Kautschuk auf Dienbasis, einemButylkautschuk oder einer Mischung davon aufweist, und die Maleierungsrate0,2 bis 20 Gew.% des umgesetzten Maleinsäureanhydrids, bezogen auf dasGesamtgewicht des Maleinsäureanhydrids-modifiziertenKautschuks, beträgt.
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    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-04-22| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
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