Способ получения протекторов шин, резиновая смесь, коронная зона и зимняя шина

Изобретение относится к способу производства протектора шины, а именно к способу получения коронной зоны, которая в ходе своего использования образует пористую поверхность с площадью пор от 75 до 800 мкм2. Способ включает в себя первую стадию смешивания, на которой полимерную основу, вторичную резину и диоксид кремния смешивают вместе; и вторую стадию смешивания, на которой систему для отверждения добавляют и подмешивают к смеси, поступающей с первой стадии смешивания. На первой стадии смешивания добавляют от 5 до 20 м.ч. вторичной резины на 100 м.ч. основы. Вторичная резина имеет размер частиц от 75 до 800 мкм и подвергнута предварительной криогенной обработке. Причем вторичную резину добавляют на первой стадии смешивания без предварительного смешивания с какой-либо полимерной основой. Полимерная основа выбрана из стирол-бутадиенового каучука, бутадиенового каучука, натурального каучука и их смесей. Обеспечивается изготовление коронной зоны, которая приобретает требуемую пористость при фактическом применении, что исключает таким образом использование химических реагентов для формирования пор на стадии отверждения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу производства протектора шины.

Уровень техники

Один из давно используемых способов улучшения сцепления шины на мокрой дороге и в зимних условиях заключается в формировании пористой поверхности на протекторе. Поры увеличивают площадь контакта протектор - дорога, что позволяет также отводить водный слой, который образуется между протектором и поверхностью дороги.

В резиновой промышленности обычная практика для получения протектора с пористой поверхностью заключается в добавлении к смеси, при ее приготовлении, специальных химических реагентов, которые на стадии отверждения обусловливают протекание химических реакций с выделением газов, образующих поры.

Данное решение имеет как стоимостные, так и технологические недостатки, первый ввиду химических реагентов, добавляемых к смеси, а последний в результате наличия постоянного контроля температуры смеси при ее переработке с целью предотвращения взаимодействия реагентов до стадии отверждения.

С учетом вышесказанного, имеется необходимость в способе изготовления протектора с заданной пористостью при одновременном исключении недостатков известного уровня техники.

Заявитель неожиданно обнаружил, что использование определенных количеств вторичной резины в форме гранул заданного размера приводит к получению протекторов шин с требуемой степенью пористости, но без сопряжения с недостатками известного уровня техники.

Более конкретно, заявитель разработал способ получения коронных зон, способных приобретать требуемую пористость поверхности в реальных условиях применения.

Один из первоначальных аспектов настоящего изобретения, в действительности, состоит в получении протектора заданной пористости с использованием стратегии, полностью отличающейся от стратегии, принятой на данный момент. То есть, в противоположность изготовлению коронной зоны с требуемой пористостью зимних шин изначально, в настоящем изобретении предлагается изготовление коронной зоны, которая приобретает требуемую пористость при фактическом применении, что исключает таким образом использование химических реагентов для формирования пор на стадии отверждения.

Раскрытие изобретения

Согласно настоящему изобретению предлагается способ получения резиновой смеси для коронной зоны, выполненной с возможностью формирования пористой поверхности с площадью пор от 75 до 800 мкм2 в процессе использования; при этом упомянутый способ включает в себя первую стадию смешивания, на которой полимерную основу, вторичную резину и диоксид кремния смешивают вместе, и вторую стадию смешивания, на которой систему для отверждения добавляют и подмешивают к смеси, поступающей с первой стадии смешивания; причем указанный способ отличается тем, что на упомянутой первой стадии смешивания добавляют от 5 до 20 м.ч. указанной вторичной резины на 100 м.ч. основы; указанная вторичная резина имеет размер частиц от 75 до 800 мкм и подвергнута предварительной криогенной обработке; а упомянутая полимерная основа выбрана из стирол-бутадиенового каучука (СБК), бутадиенового каучука (БК), натурального каучука (НК) и их смесей.

Обнаружено, что использование свыше 20 м.ч. вторичной резины на 100 м.ч. основы приводит к получению излишне пористой коронной зоны в такой степени, что подвергается риску ее применение.

К тому же, вторичной резине, подвергнутой обработке, отличной от криогенной, не удается обеспечивать достижение требуемой пористости, вероятно, в результате, чрезмерного взаимодействия с полимерной основой.

Здесь и далее в настоящем документе подразумевается, что термин «система для отверждения» означает сочетание ингредиентов, заключающее в себе, по меньшей мере, серу и ускорители, которые добавляют к смеси на конечной стадии смешивания для активирования отверждения полимерной основы сразу по достижении смесью температуры отверждения.

Здесь и далее в настоящем документе подразумевается, что термин «сшиваемая полимерная основа с ненасыщенной цепью» обозначает любой, натуральный или синтетический, несшитый полимер, способный приобретать все физико-химические и механические характеристики, обычно достигаемые эластомерами, отвержденными с помощью систем на основе серы.

Вторичную резину добавляют к смеси предпочтительно необработанной, т.е. в форме без каких-либо полимерных основ.

Подразумевается, термин «необработанная» означает, что вторичную резину добавляют в том виде, как она имеется, а не в форме, предварительно смешанной с полимерной основой. Если вторичную резину предварительно смешивают с частью полимерной основы, достигаемая в процессе применения пористость протектора оказывается неудовлетворительной. Это можно объяснить избыточным взаимодействием между вторичной резиной и полимерной основой.

Размер частиц упомянутой вторичной резины предпочтительно находится в диапазоне от 100 до 200 мкм.

Вторичная резина предпочтительно представляет собой шинную резину.

Дополнительным объектом настоящего изобретения является резиновая смесь для изготовления коронной зоны, выполненной с возможностью формирования пористой поверхности с площадью пор от 75 до 800 мкм2 в процессе использования; при этом упомянутая смесь отличается присутствием в своем составе полимерной основы, диоксида кремния и от 5 до 20 м.ч. вторичной резины на 100 м.ч. основы; указанная вторичная резина имеет размер частиц от 75 до 800 мкм и подвергнута предварительной криогенной обработке; а упомянутая полимерная основа выбрана из СБК, БК, НК и их смесей.

Дополнительным объектом настоящего изобретения является коронная зона, выполненная с возможностью формирования пористой поверхности с площадью пор от 75 до 800 мкм2 в процессе использования и отличающаяся тем, что изготовлена из смеси согласно данному изобретению.

Дополнительный объект настоящего изобретения представляет собой зимняя шина, содержащая коронную зону в соответствии с данным изобретением.

Краткое описание чертежей

Нижеследующее представляет собой лишь неограничивающие примеры для обеспечения возможности более четкого понимания данного изобретения с помощью фигур 1 и 2, на которых показаны фотографии подвергнутой криогенной обработке вторичной резины, используемой в данном изобретении (фигура 1), и вторичной резины, подвергнутой обработке при температуре окружающей среды (фигура 2). Фотографии фигур 1 и 2 были сняты с использованием цифрового микроскопа Hirox КН-7700 и объектива MX(G)-5040Z. Как отчетливо показано на фигурах 1 и 2, подвергнутая криогенной обработке вторичная резина обладает гладкой поверхностью и угловатой структурой частиц в отличие от вторичной резины, подвергнутой обработке при температуре окружающей среды, которая имеет более шероховатую поверхность и нерегулярную структуру. В связи с указанными поверхностями и структурными характеристиками вторичная резина, отображенная на фигуре 1, имеет меньшую площадь поверхности, чем вторичная резина, подвергнутая обработке при температуре окружающей среды, и, следовательно, меньшую площадь контакта с окружающей каучуковой матрицей при добавлении ее к смеси.

Наилучший вариант осуществления изобретения

Примеры

Приготовили шесть смесей (A-F) с использованием способа согласно настоящему изобретению, при этом единственные различия между ними заключались в размере частиц (550 или 150 мкм) и количестве (5, 10 или 20 м.ч. на 100 м.ч. основы) вторичной резины.

Смеси для воплощения примеров получали следующим образом:

- Приготовление смеси -

(Первая стадия смешивания)

Перед началом операции смешивания в 230-270-литровый, тангенциальный роторный смеситель загружали сшиваемую полимерную основу, вторичную резину, диоксид кремния, силановый связывающий агент и сажу до степени заполнения 66-72%.

Смеситель приводили в движение со скоростью 40-60 об/мин и выгружали полученную смесь по достижении температуры 140-160°С.

(Вторая стадия смешивания)

Смесь, поступающую с первой стадии, снова смешивали в смесителе, работающем со скоростью 40-60 об/мин, и выгружали по достижении температуры 130-150°С. (Конечная стадия смешивания)

К смеси, поступающей со второй стадии, добавляли серу и отверждающие реагенты до степени заполнения 63-67%.

Смеситель приводили в движение со скоростью 20-40 об/мин и выгружали полученную смесь по достижении температуры 100-110°С.

В таблице I приведены составы шести смесей в единицах м.ч.

Используемая полимерная основа представляет собой составленную смесь каучуков СБК и БК в отношении 70-30.

Используемый диоксид кремния представляет собой продукт VN3, реализуемый на рынке фирмой Evonik.

Используемый силановый связывающий агент представляет собой продукт Si75.

Отверждающие реагенты составлены из ди-2-бензтиазилдисульфида (MBTS) и дифенилгуанидина (DPG).

Используемый антиоксидант представляет собой N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин (6PPD).

Вторичная резина (а) подвергнута криогенной обработке, вторичная шинная резина с размером частиц 150 мкм.

Вторичная резина (b) подвергнута криогенной обработке, вторичная шинная резина с размером частиц 550 мкм.

Из каждой вышеуказанной смеси изготовляли протектор; каждый протектор в одинаковых условиях подвергали износу, имитируя 10000 км пробега (эксплуатационное испытание на износ); и затем определяли долю площади поверхности пор с использованием метода анализа при помощи цифрового оптического микроскопа.

В таблице II приведены результаты определения доли площади поверхности пор.

Как ясно показано в таблице II, способ согласно настоящему изобретению позволяет заранее определять долю пор протектора на основе размера частиц и количества вторичной резины, используемой в смеси.

Более конкретно, в случае смеси F, густота пор протектора сравнима с таковой для протекторов, произведенных с использованием известных способов образования пор.

Способ согласно настоящему изобретению обладает преимуществами, заключающимися в переработке отхода, с очевидными экологическим и стоимостным положительными эффектами; предопределении пористости протектора; и, наконец, исключении элементов технологического контроля, вовлеченных в известные способы.

Важно подчеркнуть различие между подходом, в рамках которого вторичную шинную резину используют в способе согласно настоящему изобретению, и подходом, в рамках которого ее используют в известных способах. Вторичную резину используют в шинных смесях все больше и больше, но исключительно по экологическим причинам. И поскольку вторичная резина, как обнаружено, создает проблемы в аспекте механических характеристик шины, должны быть приняты меры в отношении состава смеси для возвращения механических характеристик шины к стандарту. С другой стороны, вторичная резина, используемая в способе согласно настоящему изобретению, не только обеспечивает достижение тех же положительных экологических эффектов, но и имеет стратегическое значение в достижении заданных целевых характеристик протектора.

1. Способ получения коронной зоны, которая в ходе своего использования образует пористую поверхность с площадью пор от 75 до 800 мкм2; причем указанный способ включает в себя фазу приготовления резиновой смеси, при этом:

- на первой стадии смешивания полимерную основу, выбранную из стирол-бутадиенового каучука (СБК), бутадиенового каучука (БК), натурального каучука (НК) и их смесей, от 5 до 20 м.ч. вторичной резины, имеющей размер частиц от 75 до 800 мкм, на 100 м.ч. основы и диоксид кремния смешивают вместе; и

- на второй стадии смешивания систему для отверждения добавляют и подмешивают к смеси, поступающей с первой стадии смешивания;

при этом указанный способ отличается тем, что упомянутая вторичная резина подвергнута предварительной криогенной обработке и ее добавляют на указанной первой стадии смешивания без предварительного смешивания с какой-либо полимерной основой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая вторичная резина имеет размер частиц от 100 до 200 мкм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая вторичная резина представляет собой шинную резину.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к шинам для колес транспортных средств, в частности, шины с высокими и сверхвысокими эксплуатационными характеристиками наряду с технологическим процессом их изготовления.
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шина имеет протектор из каучуковой композиции, содержащей смесь синтетических эластомеров с высокими и низкими температурами стеклования (Tg).

Изобретение относится к многокомпонентному сополимеру, каучуковой смеси и шине. Описан многокомпонентный сополимер, содержащий звено сопряженного диена (1,3-бутадиен и/или изопрен), звено несопряженного олефина (этилен) и винилароматическое звено (стирол).

Изобретение может быть использовано в производстве изделий на основе полимерных композиций, таких как шины. Осажденный диоксид кремния имеет удельную поверхность БЭТ от 45 до 550 м2/г.

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 кабельной промышленности, а именно к полимерным электроизоляционным композициям, предназначенным для применения в конструкциях кабельных изделий, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности и пониженных температур при воздействии дизельного топлива и смазочных масел.

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 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.

Изобретение относится к шинам для колес транспортных средств, в частности, шины с высокими и сверхвысокими эксплуатационными характеристиками наряду с технологическим процессом их изготовления.

Изобретение относится к производству синтетических каучуков, получаемых растворной полимеризацией, в частности к регенерации возвратного растворителя со стадии выделения каучуков.

Изобретение относится к способам скрытой маркировки и идентификации резиновых изделий и может быть использовано в криминалистике и в судебной практике для экспертизы резин физико-химическими способами.

Изобретение относится к вулканизуемой каучуковой композиции, содержащей сталь и аминоалкоксимодифицированный силсесквиоксан (АМС), который включает одно или более соединений, выбранных из группы, состоящей из амино АМС, амино/меркаптан со-АМС, амино/ блокированный меркаптосилан со-АМС и их смеси, и используется для покрытия металлизированного или неметаллизированного металлического провода для обеспечения адгезии провода к резиновой смеси.
Изобретение относится к плоскопараллельным слоистым уплотнительным материалам - паронитам и различным прокладкам из них, предназначенным для эксплуатации в уплотнительных узлах с плоскими уплотняемыми поверхностями, в процессе эксплуатации которых материал подвергается переменным термическим и механическим нагрузкам - периодическим сжатиям, нагревам и др.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шипованная шина изобретения содержит шиповые шпильки (шипы противоскольжения) (20), устанавливаемые в поверхность участка (1) протектора, контактирующую с дорожным покрытием.

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 анализу старения резиновой смеси для шины, в частности к ухудшению состояния поверхности полимерного материала с низкой проводимостью. Способ анализа старения резиновой смеси включает облучение резиновой смеси с образованным на ней металлическим покрытием толщиной 100 Ǻ или менее рентгеновскими лучами высокой интенсивности, имеющими энергию в диапазоне 4000 эВ или менее, и измерение поглощения рентгеновских лучей по графикам спектров поглощения для анализа старения резиновой смеси для шины.
Изобретение относится к экологически безопасному получению резиновой смеси и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности. Способ получения резиновой смеси на основе диенового каучука заключается в предварительной обработке в течение 1-2 мин одного или нескольких компонентов резиновой смеси, выбранных из каучука, сшивающего агента-серы, ускорителя вулканизации, активатора вулканизации и кремнекислотного наполнителя в электромагнитном аппарате под воздействием переменного электромагнитного поля.

Изобретение относится к резиновой композиции, включающей сополимер, каучуковый компонент по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, включающей технический углерод со средним размером частиц от 5 до 100 нм и диоксид кремния со средним размером частиц от 0,5 до 200 нм.

Изобретение относится к резиновым смесям для морозо-, маслостойких изделий на основе пропиленоксидного каучука и может быть использовано в автомобильной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и других отраслях техники.

Изобретение относится к способу производства протектора шины, а именно к способу получения коронной зоны, которая в ходе своего использования образует пористую поверхность с площадью пор от 75 до 800 мкм2. Способ включает в себя первую стадию смешивания, на которой полимерную основу, вторичную резину и диоксид кремния смешивают вместе; и вторую стадию смешивания, на которой систему для отверждения добавляют и подмешивают к смеси, поступающей с первой стадии смешивания. На первой стадии смешивания добавляют от 5 до 20 м.ч. вторичной резины на 100 м.ч. основы. Вторичная резина имеет размер частиц от 75 до 800 мкм и подвергнута предварительной криогенной обработке. Причем вторичную резину добавляют на первой стадии смешивания без предварительного смешивания с какой-либо полимерной основой. Полимерная основа выбрана из стирол-бутадиенового каучука, бутадиенового каучука, натурального каучука и их смесей. Обеспечивается изготовление коронной зоны, которая приобретает требуемую пористость при фактическом применении, что исключает таким образом использование химических реагентов для формирования пор на стадии отверждения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Наверх