Композиция с высокой жесткостью для покрышки

Изобретение относится к композиции с высокой жесткостью для покрышки. Композиция элемента конструкции покрышки содержит сшиваемую полимерную основу с ненасыщенной цепью, армирующий наполнитель и отвердители. Композиция образована из смеси армирующих смол, в свою очередь, образованной из (а) смолы акцептора метилена в сочетании с соединением донора метилена и (b) смолы, произведенной из гидразида. Армирующий наполнитель образован из смеси от 20 до 80% мас. технического углерода, характеризующегося удельной поверхностью, измеряемой по абсорбции азота (N2SA) в диапазоне от 100 до 150 м2/г, и от 80 до 20% мас. технического углерода, характеризующегося удельной поверхностью, измеряемой по абсорбции азота (N2SA) в диапазоне от 33 до 49 м2/г. Изобретение позволяет увеличить жесткость при сохранении хороших показателей сопротивления качению. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиции с высокой жесткостью для покрышки.

Говоря более конкретно, настоящее изобретение относится к композиции элемента конструкции покрышки, такого как подстилающий слой протектора, подпротекторный слой, наполнительный шнур бортового крыла, противоабразивная резиновая ленточка или боковина.

Термин «сшиваемая полимерная основа с ненасыщенной цепью» предполагает обозначение любого несшитого природного или синтетического полимера, способного в случае сшивания (отверждения) при использовании систем на основе серы приобретать все химические, физические и механические характеристики, типичные для эластомеров.

Термин «отвердители» предполагает обозначение веществ, таких как сера и ускорители, способных сшивать полимерную основу.

Термин «смола «донора метилена»» предполагает обозначение смолы, способной сшиваться по метиленовым мостикам в присутствии соединения «акцептора метилена».

Уровень техники

Как известно, в шинной промышленности существует настоятельная потребность в соединениях, из которых будут изготавливать элементы покрышки, характеризующиеся низким гистерезисом и, поэтому, улучшенным сопротивлением качению, но при отсутствии ухудшения других характеристик, таких как жесткость, оказывающих воздействие на характеристики управляемости покрышки.

Характеристики отдельных элементов покрышки обычно подгоняют исходя из типа и количества технического углерода, использующегося в соответствующих композициях.

В документе ASTM Standard D1765 технический углерод классифицируют в соответствии с его удельной поверхностью.

Говоря более конкретно, в документе ASTM Standard D1765 технический углерод классифицируют по категориям N1, N2, N3, N5 и N6, где N1 указывает на удельную поверхность в диапазоне от 121 до 150 м2/г; N2 - на удельную поверхность в диапазоне от 100 до 120 м2/г; N3 - на удельную поверхность в диапазоне от 70 до 99 м2/г; N5 - на удельную поверхность в диапазоне от 40 до 49 м2/г; и N6 - на удельную поверхность в диапазоне от 33 до 39 м2/г.

Как известно специалистам в данной области техники, технический углерод, характеризующийся высокой удельной поверхностью, улучшает характеристики жесткости, но также и увеличивает гистерезис и, следовательно, сопротивление качению. Тогда как технический углерод, характеризующийся низкой удельной поверхностью, уменьшает гистерезис и, следовательно, сопротивление качению, но ухудшает характеристики жесткости.

При получении композиции, способной обеспечить достижение как хорошего сопротивления качению, так и хороших характеристик управляемости, общепринятая практика заключается в использовании промежуточного класса технического углерода (N3) или в объединении двух различных классов технического углерода для достижения баланса между воздействием на жесткость и гистерезис от одного и соответствующим воздействием от другого. Хотя ни одно из данных двух решений не ухудшает гистерезис или жесткость, ни одно из них не приводит и к какому-либо значительному улучшению.

Поэтому существует потребность в каучуковой композиции, демонстрирующей превосходную жесткость, но при отсутствии ухудшения ее сопротивления качению.

Раскрытие изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается композиция для элемента конструкции покрышки, содержащая сшиваемую полимерную основу с ненасыщенной полимерной цепью, армирующий наполнитель и отвердители; при этом упомянутая композиция отличается тем, что она содержит смесь армирующих смол, в свою очередь содержащую (а) смолу акцептора метилена в сочетании с соединением донора метилена и (b) смолу, произведенную из гидразида, и тем, что упомянутый армирующий наполнитель содержит смесь от 20 до 80% (мас.) технического углерода, характеризующегося удельной поверхностью, измеряемой по абсорбции азота (N2SA) в диапазоне от 100 до 150 м2/г, и от 80 до 20% (мас.) технического углерода, характеризующегося удельной поверхностью, измеряемой по абсорбции азота (N2SA) в диапазоне от 33 до 49 м2/г.

Предпочтительно композиция содержит от 2 до 20 массовых частей на сто массовых частей каучука (далее - м.ч./сто м.ч. каучука) смеси из армирующих смол и от 20 до 70 м.ч./сто м.ч. каучука технического углерода в совокупности.

Предпочтительно смолой акцептора метилена является фенолоформальдегидная смола, а соединение донора метилена представляет собой гексаметоксиметилмеламин.

Предпочтительно смесь из армирующих смол содержит от 20 до 80% (мас.) фенолоформальдегидной смолы и от 20 до 80% (мас.) смолы, произведенной из гидразида.

Предпочтительно смолу, произведенную из гидразида, выбирают из группы, включающей гидразид 2-гидрокси-N'-(1-метилэтилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид 2- гидрокси-N'-(1-метилпропилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид 2-гидрокси-N'-(1-метилбутилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид 2-гадрокси-N'-(1,3-диметилбутилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид 2-гидрокси-N'-(2,6-диметил-4-гептилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид N'-(l-метилэтилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1-метилпропилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1-метилбутилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1,3-диметилбутилиден)салициловой кислоты и гидразид N'-(2,6-диметил-4-гептилиден)салициловой кислоты.

Предпочтительно сшиваемая полимерная основа с ненасыщенной цепью содержит от 40 до 80 м.ч./сто м.ч. натурального каучука и от 20 до 60 м.ч./сто м.ч. синтетического каучука, выбранного из группы, включающей бутадиеновый каучук, стиролбутадиеновый каучук и изопреновый каучук.

Композицию, соответствующую настоящему изобретению, предпочтительно используют для изготовления элементов, таких как подстилающий слой протектора, подпротекторный слой, наполнительный шнур бортового крыла, противоабразивная резиновая ленточка или боковина.

В соответствии с настоящим изобретением также предлагается элемент, изготовленный из композиции, соответствующей настоящему изобретению.

В соответствии с настоящим изобретением также предлагается покрышка, содержащая элемент, образованный из композиции, соответствующей настоящему изобретению.

Наилучший способ осуществления изобретения

Нижеследующее представляет собой неограничивающие примеры для более ясного понимания настоящего изобретения.

Примеры

Получали пять контрольных композиций (Контр. 1 - Контр. 5) и одну композицию, соответствующую настоящему изобретению (Композиция А). Говоря более конкретно, в контрольных композициях используют: смесь из двух классов технического углерода, соответствующую изобретению, при отсутствии смеси из смол, соответствующей изобретению (Контр. 1); смесь из смол, соответствующую изобретению, при наличии только одного класса технического углерода (Контр. 2 и Контр. 3); и смесь из классов технического углерода, соответствующую изобретению, при наличии только одной смолы (Контр. 4 и Контр. 5). Тогда как в композиции, соответствующей изобретению (Композиция А), используют как смесь из классов технического углерода, так и смесь из армирующих смол в соответствии с указанием в основном пункте формулы изобретения.

Получение композиции

(Первая стадия перемешивания)

В смеситель с тангенциальным ротором на 230-270 л перед перемешиванием загружали сшиваемую полимерную основу и часть технического углерода (от 50 до 75% от совокупного количества, использующегося в композиции) при коэффициенте заполнения 66-72%.

Смеситель функционировал при скорости 40-60 об/мин, и получающуюся в результате смесь выгружали при достижении температуры 140-160°C.

(Вторая стадия перемешивания)

К смеси с первой стадии добавляли остаток технического углерода, соединение акцептора метилена и смолу, произведенную из гидразина (по мере надобности). Смеситель функционировал при скорости 40-60 об/мин, и получающуюся в результате смесь выгружали при достижении температуры 130-150°C.

(Третья стадия перемешивания)

К смеси со второй стадии добавляли отвердители и при необходимости соединение донора метилена при коэффициенте заполнения 63-67%.

Смесь обрабатывали при скорости 40-60 об/мин, и получающуюся в результате смесь выгружали при достижении температуры 100-110°C.

В таблице I продемонстрированы составы в м.ч./сто м.ч. каучука для пяти контрольных композиций и композиции, соответствующей изобретению.

НК представляет собой натуральный каучук; БК представляет собой бутадиеновый каучук; смола акцептора метилена является фенолформальдегидной; соединение донора метилена представляет собой гексаметоксиметилмеламин; и гидразидная смола представляет собой гидразид 2-гидрокси-N'-(1,3-диметилбутилиден)-3-нафтоевой кислоты (ВМН).

Описанные выше композиции подвергали испытаниям в соответствии с документом ISO Standard 4664 для измерения модуля упругости Е' (30°C), значения TanD (60°C) и определения жесткости и сопротивления качению соответственно.

В таблице II продемонстрированы результаты по сопротивлению качению и жесткости, индексированные по отношению к результатам для композиции Контр. 1.

Как это ясно продемонстрировано результатами из таблицы II, композиция, соответствующая настоящему изобретению, обнаруживает преимущество в виде значительно улучшенной жесткости при отсутствии ухудшения сопротивления качению.

Было принято решение по индексации результатов по отношению к результатам для композиции Контр. 1, которая представляет собой обычно использующееся решение, применяющее в качестве наполнителя смесь из двух классов технического углерода, характеризующихся различными площадями удельной поверхности.

Как демонстрирует анализ результатов по контрольным композициям, вышеупомянутые преимущества получают только в результате использования как смеси из смол, так и смеси из классов технического углерода.

Говоря более конкретно, контрольные композиции Контр. 2 и Контр. 3 демонстрируют то, насколько использование смеси из смол, соответствующей изобретению, при наличии только одного класса технического углерода неспособно приводить к значительному улучшению жесткости; а контрольные композиции Контр. 4 и Контр. 5 демонстрируют то, насколько использование смеси из классов технического углерода при наличии только одной смолы приводит к улучшению жесткости, но только за счет резкого уменьшения сопротивления качению. Также важно отметить то, насколько улучшение жесткости контрольных композиций Контр. 4 и Контр. 5, тем не менее, является все еще меньшим, чем у композиции А, соответствующей изобретению.

1. Композиция элемента конструкции покрышки, содержащая сшиваемую полимерную основу с ненасыщенной цепью, армирующий наполнитель и отвердители; при этом упомянутая композиция отличается тем, что она содержит смесь армирующих смол, которая, в свою очередь, содержит (а) смолу акцептора метилена в сочетании с соединением донора метилена и (b) смолу, произведенную из гидразида, и тем, что указанный армирующий наполнитель содержит смесь от 20 до 80% мас. технического углерода, характеризующегося удельной поверхностью, измеряемой по абсорбции азота (N2SA) в диапазоне от 100 до 150 м2/г, и от 80 до 20% мас. технического углерода, характеризующегося удельной поверхностью, измеряемой по абсорбции азота (N2SA) в диапазоне от 33 до 49 м2/г.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся содержанием от 2 до 20 м.ч./сто м.ч. каучука смеси из армирующих смол и от 20 до 70 м.ч./сто м.ч. каучука технического углерода в совокупности.

3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что смолой акцептора метилена является фенолоформальдегидная смола, а соединение донора метилена представляет собой гексаметоксиметилмеламин.

4. Композиция по п. 3, отличающаяся тем, что смесь из армирующих смол содержит от 20 до 80% мас. фенолоформальдегидной смолы и от 20 до 80% мас. смолы, произведенной из гидразида.

5. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что смолу, произведенную из гидразида, выбирают из группы, содержащей гидразид 2-гидрокси-N'-(1-метилэтилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид 2-гидрокси-N'-(1-метилпропилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид 2-гидрокси-N'-(1-метилбутилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид 2-гидрокси-N'-(1,3-диметилбутилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид 2-гидрокси-N'-(2,6-диметил-4-гептилиден)-3-нафтоевой кислоты, гидразид N'-(1-метилэтилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1-метилпропилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1-метилбутилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1,3-диметилбутилиден)салициловой кислоты и гидразид N'-(2,6-диметил-4-гептилиден)салициловой кислоты.

6. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что сшиваемая полимерная основа с ненасыщенной цепью содержит от 40 до 80 м.ч./сто м.ч. натурального каучука, и от 20 до 60 м.ч./сто м.ч. синтетического каучука, выбранного из группы, содержащей бутадиеновый каучук, стиролбутадиеновый каучук и изопреновый каучук.

7. Элемент конструкции покрышки, изготовленный из каучуковой композиции по п. 1, который является элементом, выбранным из группы, включающей подстилающий слой протектора, подпротекторный слой, наполнительный шнур бортового крыла, противоабразивную резиновую ленточку и боковину.

8. Покрышка, содержащая элемент конструкции по п. 7.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к изготовлению футеровок внутренней части гидроциклонов - песковых насадок, работающих в водной среде и среде слабых растворов кислот и щелочей для обеспечения защиты от абразивного износа.

Изобретение относится к способу получения диеновых полимеров или статистических виниларен-диеновых сополимеров. Способ получения диеновых полимеров или статистических виниларен-диеновых сополимеров включает анионную (со)полимеризацию в присутствии, по меньшей мере, одного углеводородного растворителя, по меньшей мере, одного конъюгированного диенового мономера и, возможно, по меньшей мере, одного виниларена, в присутствии, по меньшей мере, одного литиевого инициатора, по меньшей мере, одного апротонного полярного соединения и, по меньшей мере, одного соединения, содержащего одну или более функциональную группу ацетиленового типа, выбранного из соединений общей формулы (II): где R2 представляет собой атом водорода или выбран из линейных или разветвленных C1-C20 алкильных групп, С3-С20 циклоалкильных групп, С6-С20 арильных групп, где указанные алкильные, циклоалкильные и арильные группы необязательно содержат один или более гетероатомов, таких как кислород, азот, кремний, а n представляет собой целое число от 1 до 10.

Изобретение относится к области противокоррозионных композиций для покрытия, а именно для защиты железных и стальных конструкций, при этом оно также относится к набору частей, содержащему данную композицию, а также к металлическим конструкциям, покрытым композицией.

Изобретение относится к смеси на основе каучука, в частности, для автомобильных шин. Смесь на основе каучука отличается тем, что она содержит по меньшей мере следующие составляющие: от 5 до 100 phr по меньшей мере одного полимера А приведенной ниже формулы I): I) F-(P-Y-P-Sx)z-P-Y-P-F, где S представляет собой атом серы, P представляет собой эластомерную полимерную цепь, которая была получена путем анионной полимеризации по меньшей мере одного диена с сопряженными двойными связями и необязательно по меньшей мере одного винилароматического соединения в присутствии двухфункционального инициатора, Y представляет собой дикарбанионную группу, полученную из двухфункционального инициатора, x независимо представляет собой для каждой группы Sx целое число, равное или больше 1, при условии, что по меньшей мере для одной группы Sx х выбран из чисел 2, 3 и 4, z представляет собой целое число от 1 до 160, каждый F независимо представляет собой концевую группу, выбранную из группы, состоящей из -H, -SH, -SOH, -SCl, -SSCl, -SO2H и -SO3H, и по меньшей мере один наполнитель.

Изобретение относится к каучуковым смесям, к способу получению каучуковых смесей, к способу получению вулканизатов, к вулканизатам и применению эфира ω-меркапто- С 2 –С 6-карбоновой кислоты с многоатомным спиртом для получения каучуковых смесей и их вулканизатов.

Изобретение относится к способам связывания полидиенов или полидиеновых полимеров с глицинными эфирами. Способ включает (i) полимеризацию мономеров с образованием реакционно-способного полимера, при этом мономер содержит сопряженный диеновый мономер, на указанном этапе полимеризации используют координационный катализатор и указанный реакционно-способный полимер имеет реакционно-способный конец цепи, и (ii) осуществление реакции указанного реакционно-способного полимера с глицидным эфиром.

Изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции, подходящей для использования при нанесении покрытия на обрабатываемые изделия, содержащей термопластичный полимер, содержащий винилацетат, и ненасыщенный эластомер, содержащий двойные связи, в качестве полимерных компонентов, где полимерные компоненты присутствуют в форме гомогенной полимерной смеси, и где формируется смесевая матрица, вулканизованная исключительно при использовании серы или системы сшивания, содержащей серу, где система серного сшивания распространяется по всей матрице и полностью проникает в эту матрицу, а также по меньшей мере один антипирен или комбинацию антипиренов.

Изобретение относится к получению саженаполненных эластомеров на основе бутадиен-стирольных каучуков общего назначения, бутадиен-нитрильных каучуков специального назначения, а также других каучуков эмульсионной полимеризацией.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Пневматическая шина имеет протектор, в котором содержится вулканизируемая каучуковая композиция, содержащая в расчете на 100 массовых частей эластомера (phr) (мас.

Изобретение относится к вулканизующимся резиновым смесям и их вулканизатам, применяемым для производства протекторов нешипованных зимних шин. Вулканизующася резиновая смесь включает по меньшей мере следующие компоненты: 100 масс.

Изобретение относится к каучуковой композиции и шине, использующей композицию в качестве протекторного каучука. Каучуковую композицию получают в результате введения в композицию каучукового компонента (А), включающего натуральный каучук в количестве, составляющем 70 мас.% и более, и каучуковый сополимер стирол-бутадиена, и дальнейшего введения в композицию совместно с каучуковым компонентом в количестве 100 мас.ч.: (В) по меньшей мере одного типа термопластичных смол, выбираемых из числа смол на С5-основе, смол на С5-С9-основе, смол на С9-основе, смол на терпеновой основе, смол на основе терпена-ароматического соединения, дициклопентадиеновых смол и смол на алкилфенольной основе, в количестве от 5 до 50 мас.ч.; и (С) наполнителя, включающего диоксид кремния и технический углерод, в количестве от 20 до 120 мас.ч., причем диоксид кремния представляет собой влажный диоксид кремния с площадью удельной поверхности БЭТ в диапазоне 200-250 м2/г и его содержание составляет 90 мас.% и более.
Изобретение относится к сшиваемой серой каучуковой смеси, в частности, для протекторов пневматических автомобильных шин и к пневматической автомобильной шине. Каучуковая смесь содержит по меньшей мере следующие составляющие: 40-100 частей по меньшей мере одного природного и/или синтетического полиизопрена на 100 частей каучука, 15 частей или более по меньшей мере одной углеводородной смолы на 100 частей каучука, образованной из 50-100 вес.% алифатических мономеров C5 и из 0-50 вес.% по меньшей мере одного дополнительного мономера, причем углеводородная смола имеет значение Q от 0,015 до 0,050 [°С⋅моль/г], где Q=температура размягчения [°C]/определенная центрифугированием средняя Mc [г/моль], и причем углеводородная смола имеет температуру размягчения по стандарту ASTM E 28 (метод кольца и шарика) от 60 до 200°С, и 10-300 частей по меньшей мере одной кремниевой кислоты на 100 частей каучука.

Изобретение относится к каучуковым смесям, к способу получению каучуковых смесей, к способу получению вулканизатов, к вулканизатам и применению эфира ω-меркапто- С 2 –С 6-карбоновой кислоты с многоатомным спиртом для получения каучуковых смесей и их вулканизатов.

Изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции, подходящей для использования при нанесении покрытия на обрабатываемые изделия, содержащей термопластичный полимер, содержащий винилацетат, и ненасыщенный эластомер, содержащий двойные связи, в качестве полимерных компонентов, где полимерные компоненты присутствуют в форме гомогенной полимерной смеси, и где формируется смесевая матрица, вулканизованная исключительно при использовании серы или системы сшивания, содержащей серу, где система серного сшивания распространяется по всей матрице и полностью проникает в эту матрицу, а также по меньшей мере один антипирен или комбинацию антипиренов.

Изобретение относится к способу получения обработанного наполнителя. Способ включает (a) обработку суспензии, содержащей необработанный наполнитель, который не является предварительно высушенным, с помощью агента для обработки с формированием при этом суспензии обработанного наполнителя, и (b) сушку суспензии обработанного наполнителя с получением обработанного наполнителя.

Предложены основанные на органических растворителях способы выделения очищенного природного каучука из растений, не относящихся к гевее. В частности, указанные способы можно применять с растительным материалом, содержащим по меньшей мере 90% по массе корней, полученных из Taraxacum kok-saghyz (кок-сагыза), Scorzonera tau-saghyz (тау-сагыза), Scorzonera uzbekistanica и их комбинаций.

Изобретение относится к вулканизующимся резиновым смесям и их вулканизатам, применяемым для производства протекторов нешипованных зимних шин. Вулканизующася резиновая смесь включает по меньшей мере следующие компоненты: 100 масс.

Изобретение относится к резиновой смеси на основе комбинации каучуков и может быть использовано в шинной промышленности при разработке рецептуры резин для протектора легковых высокоскоростных шин.

Изобретение относится к каучуковой композиции для шины и к зимней нешипованной шине. Каучуковая композиция для шины содержит 100 частей по массе диенового каучука (A); от 30 до 100 массовых частей углеродной сажи и/или светлого наполнителя (B) и от 0,3 до 30 массовых частей отвержденного продукта (C).

Изобретение относится к каучуковой композиции для боковой стенки шины, подвергающейся воздействию атмосферных условий. Каучуковая композиция для боковой стенки шины содержит натуральный или синтетический каучуковый полимер, антидеградант, вызывающий образование налета, и полиэфирную смолу, которая содержит сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола в количестве от приблизительно 0,1 мас.ч.
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к получению водостойкой фанеры. Способ включает смешивание карбамидоформальдегидного концентрата, доведенного до рабочего значения концентрации ионов водорода, меламина и воды.

Изобретение относится к композиции с высокой жесткостью для покрышки. Композиция элемента конструкции покрышки содержит сшиваемую полимерную основу с ненасыщенной цепью, армирующий наполнитель и отвердители. Композиция образована из смеси армирующих смол, в свою очередь, образованной из смолы акцептора метилена в сочетании с соединением донора метилена и смолы, произведенной из гидразида. Армирующий наполнитель образован из смеси от 20 до 80 мас. технического углерода, характеризующегося удельной поверхностью, измеряемой по абсорбции азота в диапазоне от 100 до 150 м2г, и от 80 до 20 мас. технического углерода, характеризующегося удельной поверхностью, измеряемой по абсорбции азота в диапазоне от 33 до 49 м2г. Изобретение позволяет увеличить жесткость при сохранении хороших показателей сопротивления качению. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх