Композиція гумової суміші і пневматична шина, що виготовляється з її застосуванням

 

Область техніки, до якої належить винахід

Даний винахід відноситься до композиції гумової суміші і шині, до якої застосовується ця композиція гумової суміші, і, конкретніше, до композиції гумової суміші, яка володіє чудовою перерабативаемостью при виробництві і стійкістю до теплового старіння, високим модулем нагромадження (Г') і малою величиною тангенса втрат (tg δ).

Рівень техніки

Зазвичай, коли композиція гумової суміші піддається впливу підвищеної температури під час вулканізації композиції гумової суміші або в реальних умовах експлуатації у вигляді вулканізованої гуми для шин і т.п., зшиті ділянки сегментів гуми, переважно утворюються при вулканізації, розриваються, приводячи до деградації гуми. В якості способу поліпшення стійкості гуми до деградації під впливом підвищеної температури (стійкість проти теплового старіння) ефективною є технологія створення структури із зшитих ділянок сегментів гуми з допомогою зв'язків, що мають велику енергію дисоціації. Конкретніше, згадується технологія зменшення кількості введеної в композицію сірки і збільшення кількості включається у склад�астков збільшується в ряду від полісульфідній зв'язку (CSx-C) через дисульфідних місток (C-S-S-C) до моносульфидной зв'язку (C-S-C). При цій технології поліпшується стійкість гуми проти теплового старіння, однак довжина зв'язку в зшитому ділянці сегментів гуми стає короткою і виникає проблема погіршення показника подовження при розриві (Eb) або межі міцності на розрив (Tb).

У зв'язку з загальною тенденцією до міжнародного регулювання кількості викидів діоксиду вуглецю, пов'язаної з підвищенням останнім часом інтересу до проблем навколишнього середовища, сильно зростає потреба в транспортних засобах з низькою витратою пального. Щоб справитися з цими вимогами, необхідно знижувати таку робочу характеристику шини, як опір коченню. В якості технології, спрямованої на зниження опору коченню шини, ефективним є застосування композиції гумової суміші, що має знижену величину тангенса втрат (tg δ) і низьке теплоутворення, як композиції гумової суміші для отримання протекторного ділянки шини.

З іншого боку, композиція гумової суміші, що має високий модуль нагромадження (Г'), яка є придатною для застосування в якості композиції гумової суміші для ділянок шини, складових протектор і боковину, для наповнювального шнура бортового крила високий модуль накопичення (G'). В якості способів збільшення модуля накопичення (G') композиції гумової суміші відомі технологія збільшення кількості сажі, що вводиться в композицію гумової суміші, технологія введення в суміш біс-малеіміду (BMI) з особливою структурою, такого як N,N'-(4,4'-дифенілметан)-біс-малеимид або такого, як розкривається в JP-А-2002-121326, і технологія додавання з'єднання, що має групу, реакционноспособную по відношенню до каучуковому компоненту, і групу, яка має адсорбційну здатність по відношенню до наповнювача, наприклад, дималеата поліетиленгліколю (PEGM) чи іншого подібного, як розкривається в JP-A-2003-176378.

Однак, хоча модуль накопичення (G') композиції гумової суміші при збільшенні кількості введеної в композицію гумової суміші сажі може бути поліпшено, але водночас зростає тангенс втрат (tg δ) композиції гумової суміші, що погіршує величину теплоутворення композиції гумової суміші, підвищуючи її, і, крім того, збільшується в'язкість по Муні композиції гумової суміші, що знижує її здатність до переробки.

Коли в композицію гумової суміші вводиться з'єднання, що має групу, реакционноспособную по відношенню до біс-малеиду (BMI) чи каучуковому компоненту, та групової суміші може бути покращено, тангенс втрат (tg δ) композиції гумової суміші по суті виявляється рівним тангенсу втрат композиції гумової суміші, не містить ніяких з'єднань і, отже, тепловиділення композиції гумової суміші достатнім чином покращено бути не може.

Розкриття винаходу

Мета винаходу полягає в тому, щоб вирішити вищезазначені проблеми звичайних технологій і забезпечити композицію гумової суміші, яка мала б чудовою перерабативаемостью при виробництві і стійкістю до теплового старіння, високим модулем нагромадження (Г') і малою величиною тангенса втрат (tg δ). Крім того, інша мета винаходу полягає в тому, щоб надати пневматичну шину, яка застосовує таку композицію гумової суміші в щонайменше будь-якому з наступних ділянок шини: протекторі, боковині, внутрішній оболонці, обкладочной гумі брекера і наполнительном шнурі бортового крила.

Автори винаходу провели різні дослідження для досягнення вищезазначених цілей і виявили, що низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів, має певні среднемассовую молекулярну масу і зміст вінільних зв'язків і зменшує частку змісту місце частини або всього размягчителя, зазвичай використовуваного в композиціях гумових сумішей, забезпечує поліпшення модуля нагромадження (Г') і зниження тангенса втрат (tg δ), крім того, може бути поліпшена стійкість проти теплового старіння без погіршення нафтових композиції гумової суміші, в результаті чого було зроблено даний винахід.

А саме композиція гумової суміші згідно винаходу відрізняється введенням в неї 1-60 мас. частин низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В), має среднемассовую молекулярну масу (за даними гельпроникающей хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу) 10000-200000 і зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками не менше 40%, з розрахунку на 100 мас. частин каучукового компонента (А), що складається щонайменше з одного вибраного з групи, що складається з натурального каучуку, полиизопренового каучуку, каучуку на основі співполімеру бутадієну і стиролу, полибутадиенового каучуку і изобутиленизопренового каучуку,

в якій каучуковий компонент (А) містить натуральний каучук та/або полиизопреновий каучук і

загальна частка змісту стирольних ланок у низкомолекулярном полімері на окаучуковий компонент (А) переважно має среднемассовую молекулярну масу за даними гельпроникающей хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу більше 200000.

У композиції гумової суміші згідно винаходу низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) переважно має среднемассовую молекулярну масу за даними гельпроникающей хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу 20000-200000, більш переважно 30000-150000.

У кращому втіленні композиції гумової суміші згідно винаходу загальна частка змісту стирольних ланок у каучуковому компонент (А) складає менш 30 мас.%.

В іншому кращому втіленні композиції гумової суміші згідно винаходу низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) є полибутадиеном та/або полиизопреном. На даний момент часу кращим низькомолекулярним полімером на основі спряжених дієнів (В) є полибутадиен.

В іншому кращому втіленні композиції гумової суміші згідно винаходу в неї, крім того, вводиться сажа або двоокис кремнію.

Крім того, пневматична шина згідно винаходу відрізняється застосуванням вищезгаданої композиції гумової суміші в щонайменше будь-якому з наступних ділянок шини: протекторі, боковині, внутрішній оболонці, обкладочной гумі брекера і полімеру на основі спряжених дієнів, має певні величини вмісту вінільних зв'язків і среднемассовой молекулярної маси, і зменшення частки змісту стирольних ланок до величини нижче деякого значення може бути забезпечена композиція гумової суміші, що володіє чудовою перерабативаемостью при виробництві і стійкістю до теплового старіння, високим модулем нагромадження (Г') і малою величиною тангенса втрат (tg δ). Крім того, може бути забезпечена пневматична шина, застосовує таку композицію гумової суміші в щонайменше будь-якому з наступних ділянок шини: протекторі, боковині, внутрішній оболонці, обкладочной гумі брекера і наполнительном шнурі бортового крила.

Найкращий варіант здійснення винаходу

Далі винахід буде описано більш докладно. Композиція гумової суміші згідно винаходу відрізняється введенням в неї 1-60 мас. частин низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В), має среднемассовую молекулярну масу (за даними гельпроникающей хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу) 10000-200000 і зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками не менше 40%, з розрахунку на 100 ма� натурального каучуку, полиизопренового каучуку, каучуку на основі співполімеру бутадієну і стиролу, полибутадиенового каучуку і изобутиленизопренового каучуку, в якій каучуковий компонент (А) містить натуральний каучук та/або полиизопреновий каучук і загальна частка змісту стирольних ланок у низкомолекулярном полімері на основі спряжених дієнів (В) становить менш як 5 мас.%.

В цілому, як каучукового компонента (А), диеновие каучуки, що містять подвійний зв'язок у своїй основний ланцюга, такі як натуральний каучук, полиизопреновий каучук або подібні, легко руйнуються при підвищених температурах і володіють низькою стійкістю до теплового старіння. Однак композиція гумової суміші згідно винаходу змішується з низькомолекулярним полімером на основі спряжених дієнів (В), має високий вміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками з тим, щоб мав місце ефект, при якому сірка зшиваючих сірчаних містків, що руйнуються під впливом підвищених температур, утворювала б нові зшивають зв'язку з вуглецем в аллильном положенні, що знаходяться в бічний ланцюга низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В), і так далі. ПЂиками може підтримувати тривимірну зшиту структуру з поліпшенням стійкості композиції гумової суміші проти теплового старіння. Крім того, автори винаходу провели дослідження і виявили, що можливе поліпшення модуля нагромадження (Г') і зниження тангенса втрат (tg δ) без погіршення нафтових композиції гумової суміші при введенні в композицію гумової суміші замість частини або всього включається до складу суміші размягчителя низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В), має среднемассовую молекулярну масу за даними гельпроникающей хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу 10000-200000, зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками не менше 40% і загальну частку змісту стирольних ланок менш як 5 мас.%.

Каучуковий компонент (А) в композиції гумової суміші згідно винаходу є щонайменше одним, обраним з групи, що складається з натурального каучуку, полиизопренового каучуку (IR), каучуку на основі співполімеру бутадієну і стиролу (SBR), полибутадиенового каучуку (BR) і изобутиленизопренового каучуку (IIR), і повинен містити щонайменше натуральний каучук та/або полиизопреновий каучук. Коли каучуковий компонент (А) містить каучук на основі співполімеру бутадієну і стиролу, загальна частка змісту стиролье 20 мас.%, і ще більш переважно менш як 15 мас.%. Коли загальна частка змісту стирольних ланок у каучуковому компонент (А) складає менш 30 мас.%, каучуковий компонент (А) демонструє чудову сумісність з низькомолекулярним полімером на основі спряжених дієнів (В). Отже, межа міцності композиції гумової суміші зростає і може бути досягнутий стійкий ефект поліпшення модуля нагромадження (Г') і зменшення тангенса втрат (tg δ). До того ж, коли низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) містить сополімер бутадієну і стиролу, загальна частка змісту стирольних ланок у низкомолекулярном полімері на основі спряжених дієнів (В) повинна бути менш як 5 мас.%. Крім цього каучуковий компонент (А) може використовуватися індивідуально або в суміші з двох або більше компонентів.

Каучуковий компонент (А) композиції гумової суміші згідно винаходу переважно має среднемассовую молекулярну масу, виміряну за допомогою гельпроникающей хроматографії, в перерахунку на молекулярну масу полістиролу більше 200 000. Коли середньомасова молекулярна маса в перерахунку на молекулярну масу полістиролу складає не більше 200 000, існують побоювання�згідно винаходу з розрахунку на 100 мас. частин каучукового компонента (А) повинна містити 1-60 мас. частин, переважно 5-50 мас. частин, більш переважно 5-40 мас. частин низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В), має среднемассовую молекулярну масу (за даними гельпроникающей хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу) 10000-200000, зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками не менше 40% і загальну частку змісту стирольних ланок менш як 5 мас.%. Коли кількість низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В) становить менш як 1 мас. частини, ефект додання композиції гумової суміші властивостей нафтових невисокий, в той час як у випадку, коли воно перевищує 60 мас. частин, спостерігається тенденція до погіршення стійкості вулканізованої гуми до руйнування.

Необхідно, щоб низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) мав среднемассовую молекулярну масу за даними гельпроникающей хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу 10000-200000, переважно 20000-200000, більш переважно 30000-150000, ще більш переважно 30000-100000. Коли середньомасова молекулярна маса в пересч� теплового старіння, у той час як у випадку, коли вона перевищує 200000, погіршується здатність до переробки композиції гумової суміші.

Низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) повинен мати зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками не менше 40%, переважно не менше 45%, більш переважно не менше 50%. Коли зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками складає не менш 40%, досягається ефект поліпшення термічної стійкості. При цьому при вмісті вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками менше 40% стає важким забезпечення стійкості композиції гумової суміші до теплової дії.

Низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) яким-небудь особливим чином не обмежується за умови того, що він має зазначені величини среднемассовой молекулярної маси і змісту вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками і знижує частку змісту стирольних ланок нижче деякої величини, але при цьому він переважно є гомополимером з'єднання дієнового з пов'язаними �і подвійними зв'язками. В якості з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками, що застосовується як мономер, згадуються 1,3-бутадієн, метилбутадиен, 1,3-пентадиен, 2,3-диметилбутадиен, 2-феніл-1,3-бутадієн, 1,3-гексадиен і т.п. Кращими серед них є 1,3-бутадієн метилбутадиен. З іншого боку, як мономерів для ароматичного вінільного з'єднання згадуються стирол, п-метилстирол, м-метилстирол, п-трет-бутилстирол, α-метилстирол, хлорметилстирол, винилтолуол і т.п. У зв'язку з цим в якості низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В) переважними є полибутадиен та/або полиизопрен, при цьому більш кращий полибутадиен. Крім цього ці мономери можуть застосовуватися індивідуально або в поєднаннях по два або більше.

Коли низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) є сополімером ароматичного вінільного з'єднання і з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками, кількість пов'язаного ароматичного вінільного сполуки переважно становить менш як 5 мас.%. Коли кількість пов'язаного ароматичного вінільного з'єднання не відповідає умові «менш як 5 мас.%», погіршується сумісність з каучуковим компонентом (апример натуральним каучуком (NR) або полиизопреновим каучуком (IR), і не можуть бути забезпечені достатня стійкість проти теплового старіння і стійкість до руйнування.

Низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) особливим чином не обмежується, але він може бути отриманий, наприклад, полімеризацією з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками з індивідуального мономеру або при використанні в якості суміші мономерів ароматичного вінільного з'єднання і з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками в вуглеводневому розчиннику, не активний по відношенню до реакції полімеризації. У разі необхідності введення в молекулу низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В) щонайменше однієї функціональної групи, це може бути виконано (1) способом, при якому мономер(и) (зі)полімеризується з ініціатором полімеризації для отримання (зі)полімеру, що має активний ділянку полімеризації, і потім активний ділянку полімеризації модифікується різними добавками, або (2) способом (со)полімеризації мономера(ів) з ініціатором полімеризації, що містять функціональну групу, наприклад ініціатором полімеризації, які мають зв'язки Sn-Li, C-Li або N-Li. В якості ініціатора полімеризації, використовуємо�алкільні сполуки літію і амід літію. Коли в якості ініціатора полімеризації застосовується литийсодержащее з'єднання, ароматичне винильное з'єднання і диеновое з'єднання зі спряженими подвійними зв'язками полімеризуються допомогою аніонної полімеризації. Коли в якості ініціатора полімеризації застосовується алкильное поєднання літію, утворюється полімер, що має алкільних груп на початковому кінці ланцюга полімеризації і активну точку полімеризації на іншому кінці ланцюга. З іншого боку, коли в якості ініціатора полімеризації застосовується з'єднання аміда літію, то виходить полімер, що має містить азот функціональну групу на початковому кінці ланцюга полімеризації і активну точку полімеризації на іншому кінці, при цьому даний полімер може застосовуватися у винаході як низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В), який має щонайменше одну функціональну групу і не піддаючись модифікуванню з допомогою модифікатора. Крім того, кількість використовуваного ініціатора полімеризації переважно знаходиться в межах 0,2 - 20 ммоль на 100 г мономеру.

Як алкильного сполуки літію згадуються этиллитий, н-пропиллитий, изопропиллитий, н-бутиллитий, втор-бутиллиѻлитий, циклопентиллитий, продукт реакції диизопропенилбензола і бутіллітія і т.п. Серед них переважними є такі алкільні сполуки літію, як этиллитий, н-пропиллитий, изопропиллитий, н-бутиллитий, втор-бутиллитий, тре-октиллитий, н-дециллитий та інші, особливо бажаним є н-бутиллитий.

Спосіб отримання полімеру на основі спряжених дієнів з вищевказаним ініціатором полімеризації, як згадувалося вище, особливим чином не обмежується. Наприклад, полімер (В) може бути одержаний полімеризацією мономеру(ів) в вуглеводневому розчиннику, не активний по відношенню до реакції полімеризації. В якості активного по відношенню до реакції полімеризації вуглеводневої розчинника згадуються пропан, н-бутан, ізобутан, н-пентан, ізопентан, н-гексан, циклогексан, пропілен, бут-1-ен, ізобутен, транс-бут-2-ен, цис-бут-2-ен, пент-1-ен, пент-2-ен, гекс-1-ен, гекс-2-ен, бензол, толуол, ксилол, етилбензол та інші. Вони можуть застосовуватися індивідуально або в поєднаннях по два або більше.

Реакція полімеризації повинна проводитися в присутності рандомизатора. Рандомизатор може керувати в (з)полімері мікроструктурою ділянки з'єднання дієнового зі спряженими подвійними связния зі спряженими подвійними зв'язками в (з)полімері, рандомизируя в сополімери ланки з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками і ланки ароматичного вінільного з'єднання або інші подібні. Як рандомізаторів згадуються диметоксибензол, тетрагідрофуран, диметоксиэтан, дибутиловий ефір діетиленгліколю, диметиловий ефір діетиленгліколю, біс-тетрагидрофурилпропан, триетиламін, піридин, N-метилморфолин, N,N,N',N'-тетраметилэтилендиамин, 1,2-дипиперидиноэтан, тре-амилат калію, трет-бутоксид калію, тре-амилат натрію та інші. Кількість використовуваного рандомизатора переважно знаходиться в межах 0,1-100 молярних еквівалентів на 1 моль ініціатора полімеризації.

Анионная полімеризація переважно проводиться полімеризацією в розчині. Концентрація мономеру в реакційному розчині полімеризації переважно знаходиться в діапазоні 5-50 мас.%, більш переважно 10-30 мас.%. Крім того, коли диеновое з'єднання зі спряженими подвійними зв'язками і ароматичне винильное з'єднання застосовуються разом, вміст ароматичного вінільного з'єднання в суміші мономерів може бути належним чином вибрано залежно від змісту ароматичного вінільного з'єднання в цільовому сополімери. При цьому �або системою безперервної дії.

Температура полімеризації при аніонної полімеризації переважно знаходиться в діапазоні 0-150°С, більш пріоритетним 20-130°С. Крім того, полімеризація може проводитися в умовах розвивається при реакції тиску, але зазвичай переважно здійснюється під тиском, достатнім для збереження застосовуваних мономерів у по суті рідкій фазі. Коли реакція полімеризації проводиться під тиском вище розвивається тиску, тиск в реакційній системі переважно нагнітається за допомогою інертного газу. Крім того, використовувані при полімеризації вихідні матеріали, такі як мономери, ініціатор полімеризації, розчинник та інші, переважно використовуються після попереднього видалення перешкоджають реакції речовин, таких як вода, кисень, діоксид вуглецю, протонні з'єднання і т.п.

Коли активна точка полімеризації (з)полімеру, має активну точку полімеризації, модифікується модифікатором, переважно в якості модифікатора застосовуються азотосодержащее сполука, що містить кремній з'єднання і містить олово з'єднання. В цьому випадку містить азот функціональна група, яка містить кремній функціональна група �я модифікування активної зони полімеризації модифікатором переважно виконується реакцією в розчині. В такий розчин може бути включений застосовуваний при полімеризації мономер(и). При цьому реакційна система реакції модифікування особливим чином не обмежується і може бути системою з періодичним завантаженням або системою безперервної дії. Крім того, реакційна температура реакції модифікування за умови протікання реакції особливим чином не обмежується, а реакційна температура реакції полімеризації може бути прийнята такою, яка є. Кількість модифікатора переважно знаходиться в діапазоні 0,25-3,0 моль, більш переважно 0,5-1,5 моль на 1 моль ініціатора полімеризації, застосовуваного для отримання (зі)полімеру.

Згідно винаходу містить полімер (В) реакційний розчин може бути висушений для відділення полімеру (В), а потім отриманий полімер (В) може бути введений в каучуковий компонент (А), або ж реакційний розчин, що містить полімер (У), може бути змішаний з каучуковим клеєм каучукового компонента (А) в стані розчину і потім висушений для отримання суміші каучукового компонента (А) і полімеру (В).

У композиції гумової суміші згідно винаходу більш переважно вводити наповнювач у кількості 30-90 мас. частин на 100 міс. частин, стійкість до руйнування і зносостійкість вулканізованої гуми виявляються недостатніми, в той час як у випадку, коли воно перевищує 90 мас. частин, спостерігається тенденція до погіршення нафтових. В якості наповнювача переважними є сажа і двоокис кремнію. При цьому кращими марками сажі є FEF, SRF, HAF, ISAF і SAF, кращими марками сажі є HAF, ISAF і SAP. З іншого боку, як двоокису кремнію переважними є осаджена двоокис кремнію, колоїдна двоокис кремнію і т.п., більш кращою є осаджена двоокис кремнію. Ці зміцнюючі наповнювачі можуть застосовуватися індивідуально або в поєднаннях по два або більше.

Композиція гумової суміші згідно винаходу може, крім того, містити пом'якшувач. Як размягчителя згадуються технологічні масла, такі як парафінове масло, нафтенові масло, ароматичне нафтове масло і так далі. Ароматичне нафтове масло є кращим зважаючи стійкості до руйнування і зносостійкості, а нафтенові масло і парафінове масло є переважними завдяки низькому тепловиділення і низькотемпературним хаѸчество низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В) і введеного размягчителя переважно складають 1-80 мас. частин на 100 мас. частин каучукового компонента (А). Коли загальна кількість низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В) і введеного размягчителя перевищує 80 мас. частин, стійкість до руйнування вулканізованої гуми проявляє тенденцію до погіршення.

В рамках обсягу винаходу і без шкоди для цілей винаходу композиція гумової суміші згідно винаходу на додаток до вищезазначених каучуковому компонент (А), низкомолекулярному полімеру на основі спряжених дієнів (В), наповнювача і размягчителю може бути належним чином змішана з зазвичай застосовуваними в гумовій промисловості добавками, такими як антиоксиданти, кремнійорганічні аппрети, прискорювачі вулканізації, активатори каталізатора, вулканизирующие добавки і т.п. В якості таких добавок можуть переважно використовуватися пропоновані до продажу. Композиція гумової суміші може бути отримана змішуванням каучукового компонента (А) з низькомолекулярним полімером на основі спряжених дієнів (В) і, в разі потреби, належним чином обраними різними добавками, і подальшим вальцюванням, нагріванням, екструдуванням і так далі.

Пневматична шина згідно изобр� ділянок шини: протекторі, боковині, внутрішній оболонці, обкладочной гумі брекера і наполнительном шнурі бортового крила. Шина, в якій композиція гумової суміші застосовується щонайменше будь-якому з наступних ділянок шини: протекторі, боковині, внутрішній оболонці, обкладочной гумі брекера і наполнительном шнурі бортового крила, - володіє чудовою перерабативаемостью при виробництві, стійкістю до теплового старіння, сприяє низькій витраті пального і рульової стійкості. Пневматична шина згідно винаходу особливим чином не обмежується за умови, що вищезгадана композиція гумової суміші використовується щонайменше будь-якому з наступних ділянок шини: протекторі, боковині, внутрішній оболонці, обкладочной гумі брекера і наполнительном шнурі бортового крила, - і може проводитися звичайним способом. Крім того, в якості газу для наповнення шини може використовуватися звичайний повітря або повітря, що має відрегульоване парціальний тиск кисню, а також інертні гази, такі як азот, аргон, гелій та інші.

Приклади

Наступні далі наводяться приклади з метою ілюстрування винаходи і не призначаються для обмеження його обсягу.

<Приий азотом, поміщалося 300 г циклогексану, 40 г 1,3-бутадієну і 0,16 ммоль дитетрагидрофурилпропана, потім було додано 1,32 ммоль н-бутіллітія (n-Були), після чого протягом 1,5 годин при 50°С проводилася реакція полімеризації. У цьому випадку ступінь полімеризаційного перетворення склала приблизно 100%. Після цього до полімеризаційній системі для зупинки реакції полімеризації було додано 0,5 мл розчину 2,6-ди-трет-бутил-п-крезолу (ЗНО) в изопропаноле (концентрація ВНТ 5 мас.%) і потім звичайним чином була проведена сушка для отримання полімеру (В-1).

<Приклад отримання полімеру (В-2)>

У скляну посудину високого тиску ємністю 800 мл, висушений і заповнений азотом, містилося 300 г циклогексану, 40 г 1,3-бутадієну, 10 г стиролу і 0,53 ммоль дитетрагидрофурилпропана, потім було додано 1,32 ммоль н-бутіллітія (n-Були), після чого протягом 1,5 годин при 50°С проводилася реакція полімеризації. У цьому випадку ступінь полімеризаційного перетворення склала приблизно 100%. Після цього до полімеризаційній системі для зупинки реакції полімеризації було додано 0,5 мл розчину 2,6-ди-трет-бутил-п-крезолу (ЗНО) в изопропаноле (концентрація ВНТ 5 мас.%) і потім звичайним чином була проведена сушка для �стю 800 мл, висушений і заповнений азотом, містилося 300 г циклогексану, 40 г 1,3-бутадієну і 0,53 ммоль дитетрагидрофурилпропана, потім було додано 1,32 ммоль н-бутіллітія (n-Були), після чого протягом 1,5 годин при 50°С проводилася реакція полімеризації. У цьому випадку ступінь полімеризаційного перетворення склала приблизно 100%. Після цього до полімеризаційній системі для зупинки реакції полімеризації було додано 0,5 мл розчину 2,6-ди-трет-бутил-п-крезолу (ЗНО) в изопропаноле (концентрація ВНТ 5 мас.%) і потім звичайним чином була проведена сушка для отримання полімеру (В-3).

<Приклад отримання полімеру (В-4)>

У скляну посудину високого тиску ємністю 800 мл, висушений і заповнений азотом, містилося 300 г циклогексану, 40 г 1,3-бутадієну і 0,79 ммоль дитетрагидрофурилпропана, потім було додано 1,32 ммоль н-бутіллітія (n-Були), після чого протягом 1,5 годин при 50°С проводилася реакція полімеризації. У цьому випадку ступінь полімеризаційного перетворення склала приблизно 100%. Після цього до полімеризаційній системі для зупинки реакції полімеризації було додано 0,5 мл розчину 2,6-ди-трет-бутил-п-крезолу (ЗНО) в изопропаноле (концентрація ВНТ 5 мас.%) і потім звичайним чином(У-5)-(- 11) і (В-17) синтезувалися таким же чином, як і в Прикладі отримання полімеру (В-3), за винятком того, що було змінено кількість використовуваного н-бутіллітія (n-Були).

<Приклад отримання полімерів (В-12)-(- 13)>

Полімери (- 12)-(- 13) синтезувалися таким же чином, як і в Прикладі отримання полімеру (В-1), за винятком того, що було змінено кількість використовуваного дитетрагидрофурилпропана.

<Приклад отримання полімерів (В-14)-(- 15)>

Полімери (В-14)-(- 15) синтезувалися таким же чином, як і в Прикладі отримання полімеру (В-2), за винятком того, що було змінено кількість використовуваних 1,3-бутадієну і стиролу.

<Приклад отримання полімеру (В-16)>

Полімер (В-16) синтезувався таким же чином, як і в Прикладі отримання полімеру (В-4), за винятком того, що замість 1,3-бутадієну використовувався метилбутадиен, кількість використовуваного дитетрагидрофурилпропана було змінено з 0,79 ммоль на 0,026 ммоль, а реакція полімеризації проводилася протягом 7 годин.

Середньомасова молекулярна маса (Mw) і мікроструктура полімерів (В-1)-(В-17), отриманих так, як зазначено вище, визначалися згідно наступним далі способів. Результати представлені в Таблиці 1.

(1) Середньомасова молекулярна маса (Mw)

Середньомасова моль�роникающей хроматографії [GPC: HLC-8020, виробництва TOSOH, колонка: GMH-XL (дві серії) виробництва TOSOH, детектор: диференціальний рефрактометр (RI)] з використанням в якості стандартного речовини монодисперсного полістиролу.

(2) Мікроструктура

Мікроструктура полімеру визначалася інфрачервоним способом (спосіб Morello).

Таблиця 1
Середньомасова молекулярна маса (Mw) (×103)Вміст зв'язаного стиролу (мас.%)Зміст вінільних зв'язків (%)
Полімер (В-1)80035
Полімер (У-2)802045
Полімер (У-3)80045
Полімер (В-4)80055
Полімер (У-5)3045
Полімер (В-7)25045
Полімер (В-8)40045
Полімер (В-9)120045
Полімер (В-10)180045
Полімер (В-11)220045
Полімер (В-12)80040
Полімер (В-13)80050
Полімер (В-14)80345
Полімер (В-15)80745
Полімер (В-17)100045

Потім готувалася композиція гумової суміші, що має показану в Таблицях 2-6 рецептуру, і згідно з наступним далі способам вимірювалися в'язкість по Муні [ML1+4 (130°С)] і стійкість проти теплового старіння композиції гумової суміші. Потім композиція гумової суміші вулканизировалась при звичайних умовах для отримання вулканізованої гуми і згідно наступним далі способам визначалися модуль накопичення (G'), тангенс втрат (tg δ) і межа міцності вулканізованої таким чином гуми. Результати представлені в Таблицях 2-6.

(3) В'язкість по Муні

В'язкість по Муні [ML1+4 (130°С)] вимірювалася при 130°С згідно JIS (японський промисловий стандарт) До 6300-1; 2001 і представлялася у вигляді показника, що ґрунтується на тому, що в'язкість по Муні композицій гумової суміші з Порівняльних прикладів 1 і 7 в Таблицях 2-5 дорівнювала 100, в'язкість по Муні композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 11 дорівнювала 100 для Прикладу 20 і Порівняльного прикладу 11 Таблиці 6, в'язкість по Муні композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 12 дорівнювала 100 для Прикладу 21 і �внялась 100 для Прикладу 22 і Порівняльного прикладу 13 у Таблиці 6 і в'язкість по Муні композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 14 дорівнювала 100 для Прикладу 23 і Порівняльного прикладу 14 в Таблиці 6. Чим нижче величина показника, тим вище здатність до переробки.

(4) Стійкість проти теплового старіння (реверсія вулканізації)

За допомогою віскозиметра протягом 15 хвилин при 175°С вимірювався крутний момент композиції гумової суміші для оцінки згідно наступного далі рівнянню показника реверсії вулканізації, виходячи з того, що протилежне значення показника реверсії вулканізації в композиціях гумової суміші Порівняльних прикладів 1 і 7 дорівнює 100 в Таблицях 2-5, зворотне значення показника реверсії вулканізації композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 11 дорівнює 100 для прикладу 20 і Порівняльного прикладу 11 Таблиці 6, зворотне значення показника реверсії вулканізації композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 12 дорівнює 100 для прикладу 21 і Порівняльного прикладу в Таблиці 12 6, зворотне значення показника реверсії вулканізації композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 13 дорівнює 100 для прикладу 22 і Порівняльного прикладу 13 у Таблиці 6 і зворотне значення показника реверсії вулканізації композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 14 дорівнює 100 для прикладу 23 і Порівняльного прикладу 14 в Таблиці 6. Чим нижче величина показника, тпредставляет максимальну величину крутного моменту, Fmin представляє мінімальну величину крутного моменту та F становить величину крутного моменту після 15 хвилин вимірювання.

(5) Модуль нагромадження (Г') і тангенс втрат (tg δ)

Модуль нагромадження (Г') і тангенс втрат (tg δ) вимірювалися при температурі 50°С, частоті 15 Гц і розтягуванні 5% з допомогою пристрою для виміру в'язкопружних властивостей виробництва RHEOMETRICS Corporation і представлялися показником, що засновується на тому, що модуль нагромадження (Г') і тангенс втрат (tg δ) в композиціях гумової суміші Порівняльних прикладів 1 і 7 кожен складав 100 в Таблицях 2-5, модуль нагромадження (Г') і тангенс втрат (tg δ) у композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 11 кожен складав 100 для Прикладу 20 і Порівняльного прикладу 11 Таблиці 6, модуль нагромадження (Г') і тангенс втрат (tg δ) у композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 12 кожен складав 100 для Прикладу 21 та Порівняльного прикладу 12 у Таблиці 6, модуль нагромадження (Г') і тангенс втрат (tg δ) у композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 13 кожен складав 100 для Прикладу 22 і Порівняльного прикладу 13 у Таблиці 6 і модуль нагромадження (Г') і тангенс втрат (tg δ) у композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 14 кожен становив ачение показника, тим вище модуль накопичення. Щодо тангенса втрат (δ) чим менше величина показника, тим нижче теплоутворення.

(6) Межа міцності

Готувався гантелеобразний зразок за JIS (японський промисловий стандарт) №3 і проводилося випробування на розтягнення згідно JIS ДО 6251-1993 для визначення межі міцності композиції гумової суміші, показник якого представлявся виходячи з того, що межа міцності композицій гумової суміші Порівняльних прикладів 1 і 7 становив 100 в Таблицях 2-5, межа міцності композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 11 становив 100 для Прикладу 20 і Порівняльного прикладу в Таблиці 6, межа міцності композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 12 становив 100 для Прикладу 21 і Порівняльного прикладу в Таблиці 6, межа міцності композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 13 становив 100 для Прикладу 22 та Порівняльного прикладу 11 в Таблиці 6 і межа міцності композиції гумової суміші Порівняльного прикладу 14 становив 100 для Прикладу 23 і Порівняльного прикладу 14 в Таблиці 6. Чим вище величина показника, тим вище межа міцності.

*1 Середньомасова молекулярна маса у п�я маса в перерахунку на молекулярну масу полістиролу=550000.

*3 N-(1,3-Диметилбутил)-N'-феніл-п-фенілендіамін.

*4 Ді-2-бензотиазолилдисульфид.

*5 N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид.

З Таблиць 2-3 видно, що композиції гумової суміші Прикладів 1-7, в яких застосовується низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В), має среднемассовую молекулярну масу 10000-200000, зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками не менше 40% і загальну частку змісту стирольних ланок менш як 5 мас.%, володіють добре збалансованими перерабативаемостью, стійкістю до теплового старіння, модулем накопичення (), тангенсом втрат (tg δ) і межею міцності порівняно з композиціями гумової суміші Порівняльних прикладів 1-6.

*6 Натуральний каучук, середньомасова молекулярна маса (Mw) в перерахунку на молекулярну масу полістиролу = 1500000.

*7 Полибутадиеновий каучук BR01 виробництва JSR Corporation, середньомасова молекулярна маса (Mw) в перерахунку на молекулярну масу полістиролу = 550000.

*8 Каучук на основі співполімеру бутадієну і стиролу, тип SL 563 виробництва JSR Corporation, середньомасова молекулярна маса (Mw) в перерахунку на молекулярному р 55%.

*9 Каучук на основі співполімеру бутадієну і стиролу, тип Т 0150 виробництва JSR Corporation, середньомасова молекулярна маса (Mw) в перерахунку на молекулярну масу полістиролу = 900×103, вміст зв'язаного стиролу 45 мас.%, зміст вінільних зв'язків = 19%.

*10 N-(1,3-Диметилбутил)-N'-феніл-п-фенілендіамін.

*11 Ді-2-бензотиазолилдисульфид.

*12 N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид.

З Таблиць 4-5 видно, що композиція гумової суміші Порівняльного прикладу 8, в якій використовується низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В-1), що має зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками менше 40%, не може забезпечити достатні показники стійкості проти теплового старіння та межі міцності. Також не можуть забезпечити достатні показники стійкості проти теплового старіння та межі міцності композиції гумової суміші з Порівняльних прикладів 9-10, в яких використовуються низькомолекулярні полімери на основі спряжених дієнів (В-14)-(- 15), які мають загальну частку змісту стирольних ланок не менше 5%. Крім того, порівняння Прикладів 15 і 17-19, видно, що ефекти поліпшення нафтових, стійкості проти тепловоколичества додається в суміш низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (- 7).

*6 Натуральний каучук, середньомасова молекулярна маса (Mw) в перерахунку на молекулярну масу полістиролу = 1500000.

*7 Полибутадиеновий каучук BR01 виробництва JSR Corporation, середньомасова молекулярна маса (Mw) в перерахунку на молекулярну масу полістиролу = 550000.

*8 Каучук на основі співполімеру бутадієну і стиролу, тип SL 563 виробництва JSR Corporation, середньомасова молекулярна маса (Mw) в перерахунку на молекулярну масу полістиролу = 600×103, вміст зв'язаного стиролу 20 мас.%, зміст вінільних зв'язків = 55%.

*9 Каучук на основі співполімеру бутадієну і стиролу, тип Т 0150 виробництва JSR Corporation, середньомасова молекулярна маса (Mw) в перерахунку на молекулярну масу полістиролу = 900×103, вміст зв'язаного стиролу 45 мас.%, зміст вінільних зв'язків = 19%.

*10 N-(1,3-Диметилбутил)-N'-феніл-п-фенілендіамін.

* 11 Ді-2-бензотиазолилдисульфид.

*12 N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид.

З Таблиці 6 видно, що композиції гумової суміші Прикладів 20-23, утворені введенням низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В-17) у каучуковий компонент (А), що містить стиролові ланки, покращує здатність до переробки, стійкість протвующими композиціями гумової суміші з Порівняльних прикладів 11-14. Крім того, з отриманих в Прикладах 20-23 результатів видно, що, коли загальна частка змісту стирольних ланок у каучуковому компонент (А) складає менш 30 мас.%, нафтових, стійкість проти теплового старіння, модуль накопичення (G'), тангенс втрат (tg δ) і межа міцності композиції гумової суміші різко поліпшуються.

1. Композиція гумової суміші, яка містить 1-60 мас.ч. низькомолекулярного полімеру на основі спряжених дієнів (В), має среднемассовую молекулярну масу, виміряну за даними гель-проникаючої хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу, що становить від 30000 до не більш, ніж 200000, і зміст вінільних зв'язків на ділянці з'єднання дієнового зі спряженими подвійними зв'язками не менше 40%, з розрахунку на 100 мас.ч. каучукового компонента (А), що містить натуральний каучук та/або полиизопреновий каучук і, при необхідності, щонайменше один каучук, обраний із групи, що складається з каучуку на основі співполімеру бутадієну і стиролу, полибутадиенового каучуку і изобутиленизопренового каучуку,
причому низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) отримано аніонної полімеризацією та
загальна частка змісту стирольних й суміші по п.1, в якій каучуковий компонент (А) має среднемассовую молекулярну масу за даними гель-проникаючої хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу більше 200000.

3. Композиція гумової суміші по п.1, в якій низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) має среднемассовую молекулярну масу за даними гель-проникаючої хроматографії в перерахунку на молекулярну масу полістиролу від більш ніж 30000 до 150000.

4. Композиція гумової суміші по п.1, в якій загальна частка змісту стирольних ланок у каучуковому компонент (А) складає менш 30 мас.%.

5. Композиція гумової суміші по п.1, в якій низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) є полибутадиеном та/або полиизопреном.

6. Композиція гумової суміші по п.5, в якій низькомолекулярний полімер на основі спряжених дієнів (В) є полибутадиеном.

7. Композиція гумової суміші по п.1, що додатково містить сажу або двоокис кремнію.

8. Пневматична шина, протектор якої містить композицію гумової суміші по кожному з пп.1-7.

9. Пневматична шина, боковина якої містить композицію гумової суміші по кожному з пп.1-7.

10. Пневматична шина, в якого шнура, містить композицію гумової суміші по кожному з пп.1-7.



 

Схожі патенти:
Винахід відноситься до гумової промисловості, зокрема до гумової суміші на основі маслонаповненого бутадієн--метилстирольного каучуку, і може бути використане для виготовлення гумотехнічних виробів для різних галузей промисловості - нафтопереробки, трубопровідного транспорту, залізничного транспорту, виробів побутового призначення

Мінеральний наповнювач до гум на основі винилсилоксанового каучуку, бутадієн-нітрильного синтетичного каучукуа і бутадієн--метилстирольного каучуку

Винахід відноситься до хімічної промисловості, зокрема до виробництва ряду гумових сумішей, що мають у своєму складі мінеральні наповнювачі

Еластомірні полімери, модифіковані по кінцях ланцюгів силансульфидом

Винахід відноситься до функционализированним еластомерним полімерів, їх застосування при отриманні еластомерних композицій і виробів з них

Гумова суміш шини і зимова шина з її використанням

Винахід відноситься до гумової суміші шини, що має поліпшену характеристику зчеплення з обледенілою поверхнею дороги
Винахід відноситься до деревно-полімерних композиційних матеріалів на основі термореактивних смол, що працюють в умовах агресивних середовищ, динамічних навантажень і змінних температур, володіє поліпшеними експлуатаційними властивостями - підвищеною міцністю і морозостійкістю

Спосіб виготовлення гумової суміші

Винахід відноситься до гумової промисловості, зокрема до способу виготовлення гумової суміші на основі каучуків у вигляді блоків

Жидкофазний спосіб приготування каучукових маткових сумішей, що містять білу сажу

Винахід відноситься до процесу отримання сумішей на основі наповнювача і синтетичних каучуків, які можуть бути використані у гумовій і шинної промисловості, зокрема для виготовлення протекторів високошвидкісних зимових і літніх шин

Гумова суміш для виготовлення підрейкових і нашпальних прокладок-амортизаторів рейкових скріплень

Винахід відноситься до резинотехническому виробництва, а саме до гумових сумішей для виготовлення морозостійких і маслостойких залізничних підрейкових і нашпальних прокладок-амортизаторів рейкових скріплень

Спосіб виготовлення виробу з вибухової складу

Винахід відноситься до технології вибухових речовин
Винахід відноситься до ракетної техніки

Гумова суміш для бічної гуми і пневматична радіальна шина підвищеної міцності

Винахід відноситься до гумової суміші для бічної гуми і до пневматичної радіальній шині
Винахід відноситься до гумової промисловості, зокрема до гумової суміші на основі маслонаповненого бутадієн--метилстирольного каучуку, і може бути використане для виготовлення гумотехнічних виробів для різних галузей промисловості - нафтопереробки, трубопровідного транспорту, залізничного транспорту, виробів побутового призначення

Гумова суміш шини

Винахід відноситься до гумової суміші для шини
Винахід відноситься до нафтохімії, зокрема до переробки нафтової сировини термічним крекінгом з отриманням переважно дорожнього бітуму, а також фракції світлих нафтопродуктів

Бітумно-гумова мастика

Винахід відноситься до області дорожньо-будівельних матеріалів і може бути використано в якості мастики для ремонту дорожніх і аеродромних покриттів
Винахід відноситься до гумової промисловості, може застосовуватися в ущільнювальних деталі в рухомих вузлах механізмів
Винахід відноситься до полімерному матеріалознавства і може бути використане в машинобудуванні для виготовлення зносостійких ущільнень штоків і циліндрів гідравлічних пристроїв замість шевронних гумотканинних манжет, а також для виробів конструкційного призначення в гірничодобувній, нафтогазовидобувної та хімічної промисловості

Мінеральний наповнювач до гум на основі винилсилоксанового каучуку, бутадієн-нітрильного синтетичного каучукуа і бутадієн--метилстирольного каучуку

Винахід відноситься до хімічної промисловості, зокрема до виробництва ряду гумових сумішей, що мають у своєму складі мінеральні наповнювачі

Мінеральний наповнювач до гум на основі винилсилоксанового каучуку, бутадієн-нітрильного синтетичного каучукуа і бутадієн--метилстирольного каучуку

Винахід відноситься до хімічної промисловості, зокрема до виробництва ряду гумових сумішей, що мають у своєму складі мінеральні наповнювачі

Модифікований полімер спряженого дієна, каучукова композиція і шини

Винахід відноситься до модифікованому полімеру спряженого дієна, каучукової композиції і шині

Гумова суміш для бічної гуми і пневматична радіальна шина підвищеної міцності

Винахід відноситься до гумової суміші для бічної гуми і до пневматичної радіальній шині
Up!