Соединения эластомеров, содержащие обработанные кремнием углеродные сажи

 

Изобретение относится к новым эластомерным соединениям с улучшенными гистерезисными свойствами, в частности к эластомерным соединениям, содержащим обработанные кремнием углеродные сажи, и к продуктам, полученным из таких соединений. Обработанная кремнийсодержащим соединением сажа представляет собой агрегат, в котором обработанные кремнийсодержащим соединением участки распределены в части агрегата углеродной сажи и находятся на поверхности этого агрегата или вблизи, или внутри него. Такая сажа при введении в эластомер придает ему пониженное сопротивление истиранию, сопоставимый или более низкий тангенс потерь при высокой температуре и более высокий тангенс потерь при низкой температуре по сравнению с необработанной углеродной сажей. 16 c. и 67 з.п. ф-лы, 25 табл., 5 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть) Те

Формула изобретения

1. Обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа, представляющая собой агрегат, в котором обработанные кремнийсодержащим соединением участки распределены в части агрегата углеродной сажи и находятся на поверхности этого агрегата или вблизи или внутри этого агрегата, и который при введении в эластомер придает ему пониженное сопротивление истиранию, сопоставимый или более низкий тангенс потерь при высокой температуре и более высокий тангенс потерь при низкой температуре по сравнению с необработанной углеродной сажей.

2. Обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа по п. 1, включающая содержащие кремний участки, главным образом, у поверхности агрегата углеродной сажи.

3. Обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа по п. 1, включающая содержащие кремний участки, распределенные по всему агрегату углеродной сажи.

4. Обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа по п. 1, которая является оксидированной.

5. Обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа по п. 1, которая содержит приблизительно 0,1 - 25 вес. % кремния.

6. Обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа по п. 5, которая содержит приблизительно 0,5 - 10 вес. % кремния.

7. Обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа по п. 1, которая содержит приблизительно 2 - 6 вес. % кремния.

8. Эластомерное соединение, содержащее эластомер и обработанную кремнийсодержащим соединением углеродную сажу по любому из пп. 1-7, которая придает эластомеру пониженное сопротивление истиранию, сопоставимый или более высокий тангенс потерь при низкой температуре и более низкий тангенс потерь при высокой температуре по сравнению с необработанной углеродной сажей.

9. Эластомерное соединение по п. 8, дополнительно содержащее связующий агент.

10. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутая углеродная сажа включает содержащие кремний участки, главным образом, у поверхности агрегата углеродной сажи.

11. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутая углеродная сажа включает содержащие кремний участки, распределенные по всему агрегату углеродной сажи.

12. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутая углеродная сажа является оксидированной.

13. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутый эластомер выбирают из группы, состоящей из раствора SBR (бутадиенстирольного каучука), натурального каучука, функционального раствора SBR, эмульсии SBR, полибутадиена, полиизопрена и смесей любых из них.

14. Эластомерное соединение по п. 8, дополнительно содержащее кремнезем.

15. Эластомерное соединение по п. 8, дополнительно содержащее углеродную сажу, кремнезем, углеродную сажу, имеющую присоединенную к ней органическую группу или их комбинации.

16. Эластомерное соединение по п. 8, где, по меньшей мере, часть упомянутой обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажи имеет присоединенную к ней органическую группу и которая, необязательно, обработана силановым связующим агентом.

17. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутая органическая группа представляет собой ароматический сульфид, определяемый формулами Аr-Sn-Аr' или Аr-Sn-Аr", в которых Аr и Аr', независимо, представляют собой ариленовые группы, Аr" представляет собой арильную группу, а n = 1 ÷ 8.

18. Эластомерное соединение по п. 8, дополнительно включающее углеродную сажу, имеющую присоединенную к ней органическую группу.

19. Эластомерное соединение по п. 8, дополнительно включающее углеродную сажу.

20. Эластомерное соединение по п. 8, где часть упомянутой обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажи имеет присоединенную к ней органическую группу, а упомянутое эластомерное соединение, кроме того, включает углеродную сажу, имеющую присоединенную к ней органическую группу, кремнезем, углеродную сажу или их смесь.

21. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутая обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа содержит приблизительно 0,1 - 25 вес. % кремния.

22. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутая обработанная кремнийсодержащим соединением углеродная сажа содержит приблизительно 0,5 - 10 вес. % кремния.

23. Эластомерное соединение по п. 22, где упомянутая обработанная кремнийсодержащим соединением сажа содержит приблизительно 2 - 6 вес. % кремния.

24. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутый эластомер представляет собой гомополимер, сополимер или тройной полимер.

25. Эластомерное соединение по п. 8, где упомянутый эластомер имеет измеренную посредством DSC (дифференциальный сканирующий калориметр) точку стеклования ниже 20^oС.

26. Эластомерное соединение по п. 25, где упомянутый эластомер имеет измеренную посредством DSC точку стеклования в пределах между - 120^oС и 0^oС.

27. Эластомерное соединение по п. 9, где упомянутый связующий агент выбирают из группы, включающей силановые связующие агенты, связующие агенты из цирконатов, связующие агенты из титанатов, нитросвязующие агенты и их смеси.

28. Эластомерное соединение по п. 9, где упомянутый связующий агент выбирают из группы, включающей бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфан, 3-тиоцианатопропил-триэтоксисилан, γ-меркаптопропил-триметоксисилан, динеоалканолатоди(3-меркапто)пропионато-O-цирконий, N, N'-бис(2-метил-2-нитропропил)-1,6-диаминогексан и их смеси.

29. Эластомерное соединение по п. 9, где упомянутый связующий агент присутствует в количестве приблизительно 0,1 - 15 ч. на 100 ч. эластомера.

30. Эластомерное соединение по п. 9, где упомянутый связующий агент присутствует в количестве приблизительно 0,1 - 6 ч. на 100 ч. эластомера.

31. Эластомерное соединение, содержащее эластомер и обработанную кремнийсодержащим соединением углеродную сажу по любому из пп. 1-7, в котором упомянутый эластомер представляет собой тройной этиленпропиленовый каучук с диеновым мономером, полихлорпрен, натуральный каучук, гидрогенизированный бутадиеннитрильный каучук, бутадиеннитрильный каучук, хлорированный полиэтилен, бутадиенстирольный каучук, бутилкаучук, полиакриловый каучук, полиэпихлоргидрин, этиленвинилацетат или их смеси.

32. Эластомерное соединение по п. 31, где упомянутая углеродная сажа присутствует в количестве приблизительно 10 - 300 ч. на 100 ч. упомянутого эластомера.

33. Эластомерное соединение по п. 32, где упомянутая углеродная сажа присутствует в количестве приблизительно 100 - 200 ч. на сто частей упомянутого эластомера.

34. Эластомерное соединение по п. 33, где упомянутая углеродная сажа присутствует в количестве приблизительно 10 - 150 ч. на 100 ч. упомянутого эластомера.

35. Эластомерное соединение по п. 34, где упомянутая углеродная сажа присутствует в количестве приблизительно 20 - 80 ч. на 100 ч. упомянутого эластомера.

36. Эластомерное соединение, включающее эластомер и обработанную кремнийсодержащим соединением углеродную сажу по любому из пп. 1-7, в котором упомянутая углеродная сажа придает эластомеру улучшенные сопротивление срезу-слущиванию и свойства, определяющие выделение тепла.

37. Эластомерное соединение, включающее эластомер и обработанную кремнийсодержащим соединением углеродную сажу по любому из пп. 1-7, в котором упомянутая углеродная сажа придает эластомеру улучшенную адгезию к находящемуся в шине корду.

38. Промышленное изделие, полученное формовкой из эластомера по п. 31.

39. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют брызговики.

40. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют шланг для хладагента.

41. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют шланг для гидравлических жидкостей.

42. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют шланг для топлива.

43. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют раму подвески двигателя.

44. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют втулку.

45. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют приводной ремень.

46. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют конвейерную ленту.

47. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют ремень для трансмиссии.

48. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют уплотнение.

49. Изделие по п. 38, где из упомянутого эластомерного соединения формуют сальник.

50. Способ улучшения гистерезиса эластомерного соединения, включающий компаундирование эластомера с обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажей по любому из пп. 1-7 и, необязательно, со связующим агентом, по которому упомянутая углеродная сажа придает эластомеру пониженное сопротивление истиранию, сопоставимый или более высокий тангенс потерь при низкой температуре и более низкий тангенс потерь при высокой температуре по сравнению с необработанной углеродной сажей.

51. Способ по п. 50, где упомянутая углеродная сажа включает содержащие кремний участки, главным образом, у поверхности агрегата углеродной сажи.

52. Способ по п. 50, где упомянутая углеродная сажа включает содержащие кремний участки, распределенные по всему агрегату углеродной сажи.

53. Способ по п. 50, где упомянутая углеродная сажа является оксидированной.

54. Способ по п. 50, где упомянутый эластомер выбирают из группы, состоящей из раствора SBR (бутадиенстирольный каучук), натурального каучука, функционального раствора SBR, эмульсии SBR, полибутадиена, полиизопрена и смесей любого из них.

55. Способ по п. 50, где упомянутая углеродная сажа содержит приблизительно 0,1 - 25 вес. % кремния.

56. Способ по п. 55, где упомянутая углеродная сажа содержит приблизительно 0,5 - 10 вес. % кремния.

57. Способ по п. 56, где упомянутая углеродная сажа содержит приблизительно 2 - 6 вес. % кремния.

58. Способ по п. 50, где упомянутый связующий агент выбирают из группы, включающей силановые связующие агенты, связующие агенты из цирконатов, связующие агенты из титанатов, нитросвязующие агенты и их смеси.

59. Способ по п. 50, где упомянутый связующий агент выбирают из группы, включающей бис(3-триэтоксисилил-пропил)тетрасульфан, 3-тиоцианатопропилтриэтоксисилан, γ-меркаптопропилтриметоксисилан, динеоалканолатоди(3-меркапто)пропионато-O-цирконий, N, N'-бис(2-метил-2-нитропропил)-1,6-диаминогексан и их смеси.

60. Способ по п. 50, где упомянутый связующий агент присутствует в количестве приблизительно 0,1 - 15 ч. на 100 ч. эластомера.

61. Способ получения эластомерного соединения, включающий пластификацию в смесителе обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажи по любому из пп. 1-7 и эластомера и, необязательно, связующего агента в течение периода времени и при температуре, достаточных для образования маточной смеси, измельчение упомянутой маточной смеси, охлаждение упомянутой маточной смеси для облегчения введения вулканизирующей добавки и во избежание преждевременного существенного поперечного сшивания, пластификацию в смесителе смеси, содержащей маточную смесь и вулканизирующую добавку и, необязательно, связующий агент в течение периода времени и при температуре, достаточных для образования упомянутого эластомерного соединения.

62. Способ по п. 61, где упомянутый связующий агент присутствует в количестве приблизительно 0,1 - 6 ч. на 100 ч. эластомера.

63. Способ по п. 61, где упомянутая углеродная сажа включает содержащие кремний участки, главным образом, у поверхности агрегата углеродной сажи.

64. Способ по п. 61, где упомянутая углеродная сажа включает содержащие кремний участки, распределенные по всему агрегату углеродной сажи.

65. Способ по п. 61, где упомянутая углеродная сажа является оксидированной.

66. Способ по п. 61, где упомянутый эластомер выбирают из группы, состоящей из раствора SBR (бутадиенстирольный каучук), натурального каучука, функционального раствора SBR, эмульсии SBR, полибутадиена, полиизопрена и смесей любого из них.

67. Способ по п. 61, где упомянутая углеродная сажа содержит приблизительно 0,1 - 25 вес. % кремния.

68. Способ по п. 61, где упомянутая углеродная сажа содержит приблизительно 0,5 - 10 вес. % кремния.

69. Способ по п. 61, где упомянутая углеродная сажа содержит приблизительно 2 - 6 вес. % кремния.

70. Способ по п. 61, где упомянутый связующий агент выбирают из группы, включающей силановые связующие агенты, связующие агенты из цирконатов, связующие агенты из титанатов, нитросвязующие агенты и их смеси.

71. Способ по п. 61, где упомянутый связующий агент выбирают из группы, включающей бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфан, 3-тиоцианатопропилтриэтоксисилан, γ-меркаптопропилтриметоксисилан, динеоалканолатоди (3-меркапто)пропионато-O-цирконий, N, N'-бис(2-метил-2-нитропропил)-1,6-диаминогексан и их смеси.

72. Способ по п. 71, где упомянутый связующий агент присутствует в количестве приблизительно 0,1 - 15 ч. на 100 ч. эластомера.

73. Способ по п. 72, где упомянутый связующий агент присутствует в количестве приблизительно 0,1 - 6 ч. на 100 ч. эластомера.

74. Упрочняющий агент, включающий обработанную кремнийсодержащим соединением углеродную сажу по любому из пп. 1-7, которая при введении в эластомер придает ему пониженное сопротивление истиранию, сопоставимый или более высокий тангенс потерь при низкой температуре и более низкий тангенс потерь при высокой температуре по сравнению с необработанной углеродной сажей, и связующий агент.

75. Способ улучшения сопротивления срезу-слущиванию эластомера, включающий добавление в эластомер эффективного количества обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажи по любому из пп. 1-7.

76. Способ улучшения адгезии эластомера к находящемуся в шине корду, включающий добавление в эластомер эффективного количества обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажи по любому из пп. 1-7.

77. Способ увеличения удельного электросопротивления эластомера, включающий добавление в эластомер эффективного количества обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажи по любому из пп. 1-7.

78. Способ снижения степени упругости при данном tgδ эластомера, включающий добавление в эластомер эффективного количества обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажи по любому из пп. 1-7.

79. Способ улучшения предела прочности, относительного удлинения при разрыве или прочности при раздире эластомера, включающий добавление в эластомер эффективного количества обработанной кремнийсодержащим соединением углеродной сажи по любому из пп. 1-7.

80. Способ увеличения CDBP (абсорбции дибутилфталата измельченной углеродной сажей), включающий введение содержащего кремний соединения для получения углеродной сажи, имеющей содержащие кремний участки.

81. Состав для получения эластомерной композиции, включающий эластомер и обработанную кремнийсодержащим соединением углеродную сажу по любому из пп. 1-7.

82. Состав по п. 81, включающий дополнительно связующий агент.

83. Состав по п. 82, в котором связующий агент представляет собой APDS (4-аминодифенилдисульфид).

Приоритет по пунктам: 22.05.1995 - по пп. 1-14, 17-23, 24, 29-30, 43, 47-48, 50-60, 62-73, 77, 78, 81-82; .

15.09.1995 - по пп. 15-16, 31-36, 38-42, 44-46, 49, 75, 79; 21.05.1996 - по пп. 25, 37, 61, 76, 80, 83.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66, Рисунок 67, Рисунок 68, Рисунок 69, Рисунок 70, Рисунок 71, Рисунок 72, Рисунок 73, Рисунок 74, Рисунок 75, Рисунок 76, Рисунок 77, Рисунок 78, Рисунок 79, Рисунок 80, Рисунок 81