CZ9903435A3 - Elastomeric compositions, with built in carbon black treated with metal - Google Patents
Elastomeric compositions, with built in carbon black treated with metal Download PDFInfo
- Publication number
- CZ9903435A3 CZ9903435A3 CZ19993435A CZ343599A CZ9903435A3 CZ 9903435 A3 CZ9903435 A3 CZ 9903435A3 CZ 19993435 A CZ19993435 A CZ 19993435A CZ 343599 A CZ343599 A CZ 343599A CZ 9903435 A3 CZ9903435 A3 CZ 9903435A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- phase
- metal
- containing species
- aggregate
- carbon black
- Prior art date
Links
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 title claims abstract description 228
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 127
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 127
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 114
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 72
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 30
- -1 e.g. Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims abstract description 6
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims abstract 3
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 claims description 221
- 241000894007 species Species 0.000 claims description 105
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 68
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims description 50
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 28
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 27
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 19
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 11
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- HKMVWLQFAYGKSI-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl thiocyanate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSC#N HKMVWLQFAYGKSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 4
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 claims description 4
- VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyltetrasulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 claims 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims 1
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims 1
- 229920002755 poly(epichlorohydrin) Polymers 0.000 claims 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 10
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 abstract description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000012954 diazonium Substances 0.000 description 56
- 150000001989 diazonium salts Chemical class 0.000 description 55
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 37
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 31
- 239000000047 product Substances 0.000 description 31
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 16
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 13
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 12
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 10
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 8
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 8
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 7
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 7
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 7
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 7
- 229920010800 Duradene Polymers 0.000 description 6
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000003586 protic polar solvent Substances 0.000 description 6
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 5
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- SDJHPPZKZZWAKF-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylbuta-1,3-diene Chemical compound CC(=C)C(C)=C SDJHPPZKZZWAKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101100298295 Drosophila melanogaster flfl gene Proteins 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylguanidine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=N)NC1=CC=CC=C1 OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LTUJKAYZIMMJEP-UHFFFAOYSA-N 9-[4-(4-carbazol-9-yl-2-methylphenyl)-3-methylphenyl]carbazole Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(C=2C(=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C)C(C)=C1 LTUJKAYZIMMJEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002178 anthracenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 3
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 3
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 description 3
- 229920006342 thermoplastic vulcanizate Polymers 0.000 description 3
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 description 3
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- ILWJAOPQHOZXAN-UHFFFAOYSA-N 1,3-dithianyl Chemical group [CH]1SCCCS1 ILWJAOPQHOZXAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001140 1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:2])=C([H])C([H])=C1[*:1] 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HVBSAKJJOYLTQU-UHFFFAOYSA-N 4-aminobenzenesulfonic acid Chemical compound NC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 HVBSAKJJOYLTQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical class OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 2
- 235000015241 bacon Nutrition 0.000 description 2
- 125000001164 benzothiazolyl group Chemical group S1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 2
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 2
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- WITDFSFZHZYQHB-UHFFFAOYSA-N dibenzylcarbamothioylsulfanyl n,n-dibenzylcarbamodithioate Chemical compound C=1C=CC=CC=1CN(CC=1C=CC=CC=1)C(=S)SSC(=S)N(CC=1C=CC=CC=1)CC1=CC=CC=C1 WITDFSFZHZYQHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)cyclohexanamine Chemical compound C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical class CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical group 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001792 phenanthrenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C=CC12)* 0.000 description 2
- 125000005496 phosphonium group Chemical group 0.000 description 2
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- WOZZOSDBXABUFO-UHFFFAOYSA-N tri(butan-2-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].CCC(C)[O-].CCC(C)[O-].CCC(C)[O-] WOZZOSDBXABUFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CHJMFFKHPHCQIJ-UHFFFAOYSA-L zinc;octanoate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC([O-])=O CHJMFFKHPHCQIJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FLOJNXXFMHCMMR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dithiolanyl Chemical group [CH]1SCCS1 FLOJNXXFMHCMMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBYMUDUGTIKLCR-UHFFFAOYSA-N 2-chloroethenylbenzene Chemical compound ClC=CC1=CC=CC=C1 SBYMUDUGTIKLCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 4-Methylstyrene Chemical compound CC1=CC=C(C=C)C=C1 JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWOVZHUJHAFOJS-UHFFFAOYSA-N 4-amino-2-(4-sulfophenyl)benzenesulfonic acid Chemical compound NC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C(C=2C=CC(=CC=2)S(O)(=O)=O)=C1 QWOVZHUJHAFOJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNYIAFAXSZQQOZ-UHFFFAOYSA-N 4-aminobutane-1,3-disulfonic acid Chemical compound NCC(S(O)(=O)=O)CCS(O)(=O)=O UNYIAFAXSZQQOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 4-n-(4-methylpentan-2-yl)-1-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(NC(C)CC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HVUVFGOPHAHPAY-UHFFFAOYSA-N 5-amino-2-hydroxy-3-(4-hydroxy-3-sulfophenyl)benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC(N)=CC(C=2C=C(C(O)=CC=2)S(O)(=O)=O)=C1O HVUVFGOPHAHPAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VJOWMORERYNYON-UHFFFAOYSA-N 5-ethenyl-2-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=C(C=C)C=N1 VJOWMORERYNYON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQZWEECEMNQSTG-UHFFFAOYSA-N Ethyl nitrite Chemical compound CCON=O QQZWEECEMNQSTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000016941 Rho Guanine Nucleotide Exchange Factors Human genes 0.000 description 1
- 108010053823 Rho Guanine Nucleotide Exchange Factors Proteins 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZFNGPAYDKGCRB-XCPIVNJJSA-M [(1s,2s)-2-amino-1,2-diphenylethyl]-(4-methylphenyl)sulfonylazanide;chlororuthenium(1+);1-methyl-4-propan-2-ylbenzene Chemical compound [Ru+]Cl.CC(C)C1=CC=C(C)C=C1.C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)[N-][C@@H](C=1C=CC=CC=1)[C@@H](N)C1=CC=CC=C1 AZFNGPAYDKGCRB-XCPIVNJJSA-M 0.000 description 1
- KEWLMEOOXYXWRN-UHFFFAOYSA-N [Sn].CCOCC Chemical compound [Sn].CCOCC KEWLMEOOXYXWRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTJGTSOTDBPDE-UHFFFAOYSA-N [dimethyl(methylsilyloxy)silyl]oxy-dimethyl-trimethylsilyloxysilane Chemical compound C[SiH2]O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C NRTJGTSOTDBPDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010692 aromatic oil Substances 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 125000005874 benzothiadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUSUHKVFWTUUBE-UHFFFAOYSA-N buten-2-one Chemical group CC(=O)C=C FUSUHKVFWTUUBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000012412 chemical coupling Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-O diazynium Chemical group [NH+]#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical group 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005549 heteroarylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 125000001041 indolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- OWFXIOWLTKNBAP-UHFFFAOYSA-N isoamyl nitrite Chemical compound CC(C)CCON=O OWFXIOWLTKNBAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- IDNHOWMYUQKKTI-UHFFFAOYSA-M lithium nitrite Chemical compound [Li+].[O-]N=O IDNHOWMYUQKKTI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 125000002757 morpholinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- RWKWYSIDDAGTKA-UHFFFAOYSA-N n,n'-bis(2-methyl-2-nitropropyl)hexane-1,6-diamine Chemical compound [O-][N+](=O)C(C)(C)CNCCCCCCNCC(C)(C)[N+]([O-])=O RWKWYSIDDAGTKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEMHFKXPOCTAIP-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyl-n'-phenylcarbamimidoyl chloride Chemical compound CN(C)C(Cl)=NC1=CC=CC=C1 GEMHFKXPOCTAIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- ALJYEHUPOPFBCG-UHFFFAOYSA-N nitrophosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)[N+]([O-])=O ALJYEHUPOPFBCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- UCUUFSAXZMGPGH-UHFFFAOYSA-N penta-1,4-dien-3-one Chemical class C=CC(=O)C=C UCUUFSAXZMGPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 125000003386 piperidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010289 potassium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 239000004304 potassium nitrite Substances 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical class CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTQPTNQXCUMDRK-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate;titanium(2+) Chemical compound CC(C)O[Ti]OC(C)C JTQPTNQXCUMDRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003226 pyrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000719 pyrrolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001422 pyrrolinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- LGERWORIZMAZTA-UHFFFAOYSA-N silicon zinc Chemical compound [Si].[Zn] LGERWORIZMAZTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- YPPQYORGOMWNMX-UHFFFAOYSA-L sodium phosphonate pentahydrate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]P([O-])=O YPPQYORGOMWNMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BTCAOSLMYSAAGQ-UHFFFAOYSA-M sodium;dioxido(oxo)phosphanium;hydron Chemical compound [H+].[Na+].[O-][P+]([O-])=O.[O-][P+]([O-])=O BTCAOSLMYSAAGQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000003107 substituted aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 229950000244 sulfanilic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000000626 sulfinic acid group Chemical group 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000008054 sulfonate salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000335 thiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 1
- MYWQGROTKMBNKN-UHFFFAOYSA-N tributoxyalumane Chemical compound [Al+3].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] MYWQGROTKMBNKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- HHIMNFJHTNVXBJ-UHFFFAOYSA-L zinc;dinitrite Chemical compound [Zn+2].[O-]N=O.[O-]N=O HHIMNFJHTNVXBJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Elastomemí kompozice obsahuje elastomer, např. přírodní kaučuk, polybutadien, a saze ošetřené kovem, mající fázi obsahující saze a fázi obsahující kov, a případně vazebné činidlo. Při způsobu přípravy sazí ošetřených kovem se zavede alespoňjedna sloučenina obsahující kov do reaktoru společně s výchozí surovinou pro výrobu sazí při teplotě dostatečné pro rozklad kovové sloučeniny k vytvoření sazí ošetřených kovem. Způsob výroby elastomemí sloučeniny zahrnuje hnětení a míchání sazí ošetřených kovem s elastomerem a případně vazebným činidlem k vytvoření matečné pryžové směsi, ke které se dále přidává vulkanizační činidlo a případně vazebné činidlo pro vytvoření elastomemí sloučeniny.The elastomeric composition comprises an elastomer, e.g., natural rubber, polybutadiene, and metal treated carbon black having a phase containing carbon black and a phase containing metal, and optionally binding agent. In a process for preparing metal treated carbon black, it is introduced at least one metal containing compound to the reactor together with a feedstock for producing carbon black at a temperature sufficient for decomposing the metal compound to form the metal treated carbon black. A method of making elastomeric compounds comprises kneading and mixing the metal-treated carbon black with the elastomer and optionally a binding agent to form the parent rubber composition, which further comprises a vulcanizing agent and optionally a binding agent to form the elastomeric compound.
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká nových agregátů a elastomerních sloučenin. Vynález se týká zejména sazí obsahujících kov a elastomerních sloučenin, ve kterých jsou tyto saze obsahující kov, například saze ošetřené hliníkem nebo zinkem, zabudovány a produktů vyrobených z těchto sloučenin.The invention relates to novel aggregates and elastomeric compounds. In particular, the invention relates to metal-containing carbon blacks and elastomeric compounds in which such metal-containing carbon blacks, for example aluminum or zinc-treated carbon blacks, are incorporated and products made therefrom.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Saze mají rozsáhlé uplatnění jako pigmenty, plniva a vyztužující činidla při výrobě kaučukových a dalších elastomerních sloučenin. Saze jsou použitelné zejména jako vyztužující činidla při výrobě elastomerních sloučenin určených pro výrobu pneumatik.Carbon black is widely used as pigments, fillers and reinforcing agents in the manufacture of rubber and other elastomeric compounds. Carbon blacks are particularly useful as reinforcing agents in the manufacture of elastomeric compounds for the manufacture of tires.
Saze se zpravidla vyrábí v pecním reaktoru pyrolýzou uhlovodíkové výchozí suroviny horkými odplyny, při které vznikají produkty spalování, které obsahují částice sazí.Carbon black is generally produced in a furnace reactor by pyrolysis of the hydrocarbon feedstock by hot off-gases to produce combustion products containing soot particles.
Saze existují ve formě agregátů. Agregáty jsou na druhou stranu tvořeny částicemi sazí. Nicméně částice sazí zpravidla neexistují samostatně na agregátu. Saze jsou zpravidla charakterizovány na základě analytických vlastností, které neomezujícím způsobem zahrnují velikost částic a specifickou povrchovou plochu; velikost, tvar a distribuci agregátů; a chemické a fyzikální vlastnosti povrchu. Vlastnosti sazí se analyticky stanoví pomocí vCarbon black exists in the form of aggregates. Aggregates, on the other hand, consist of soot particles. However, carbon black particles generally do not exist separately on the aggregate. Carbon blacks are typically characterized by analytical properties which include, but are not limited to, particle size and specific surface area; size, shape and distribution of aggregates; and chemical and physical surface properties. The properties of the carbon black are determined analytically using v
01-2319-99 Če daném oboru známých testů. Například povrchová plocha adsorbující dusík (měřeno podle ASTM zkušebního postupu D3037 - metoda A) a hodnota adsorpce cetyltrimethylamoniumbromidu (CTAB) (měřeno podle ASTM zkušebního postupu D3765 [09.01]) jsou hodnoty týkající se specifické povrchové plochy. Absorpce dibutylftalátu mletými sazemi (CDBP) (měřeno podle ASTM zkušebního postupu D3493-86) a nemletými sazemi (DBP) (měřeno podle ASTM zkušebního postupu D2414-93) jsou zase hodnoty týkající se struktury agregátu. Hodnota navázaného kaučuku se zase týká povrchové aktivity sazí. Vlastnosti daných sazí závisí na výrobních podmínkách a lze je modifikovat například změnou teploty, tlaku, výchozí suroviny, doby strávené v reaktoru, teploty zhášení, výrobní kapacity anebo změnou dalších parametrů.01-2319-99 Tests known in the art. For example, the nitrogen adsorbent surface area (measured according to ASTM Test Method D3037 - Method A) and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption value (measured according to ASTM Test Method D3765 [09.01]) are specific surface area values. Absorption of dibutyl phthalate by ground carbon black (CDBP) (measured according to ASTM test procedure D3493-86) and unground carbon black (DBP) (measured according to ASTM test procedure D2414-93) are in turn values related to the aggregate structure. The bonded rubber value in turn refers to the surface activity of the carbon black. The properties of the carbon blacks depend on the process conditions and can be modified, for example, by changing the temperature, pressure, feedstock, reactor time, quenching temperature, production capacity, or other parameters.
Při výrobě pneumatik je zpravidla žádoucí použít pro výrobu běhounů a dalších částí pneumatiky sloučeniny obsahující saze. Vhodnou sloučeninou pro výrobu běhounu je například elastomerní sloučenina, která udílí finální pneuma-tice vysokou odolnost proti oděru a dobrou hysterezní vyváženost při různých teplotách. Pneumatika, která vykazuje vysokou odolnost proti oděru, je žádaná, protože odolnost proti oděru je přímo úměrná její životnosti. V případě sloučenin určených pro výrobu běhounů fyzikální vlastnosti sazí přímo ovlivňují odolnost proti oděru a hysterezi. Saze s vysokou hodnotou povrchové plochy a malou velikostí částic budou zpravidla sloučeninám určeným pro výrobu běhounů udílet vysokou odolnost proti oděru a vysokou hysterezi. Koncentrace sazí v elastomerních sloučeninách rovněž ovlivňuje odolnost těchto elastomerních sloučenin proti oděru. Do určité koncentrace se s rostoucí koncentrací odolnost proti oděru zvyšuje, zatímco za touto optimální koncentrací se odolnost proti oděru snižuje.In the manufacture of tires, it is generally desirable to use carbon black containing compounds for the manufacture of treads and other tire parts. A suitable tread compound is, for example, an elastomeric compound which imparts high abrasion resistance and a good hysteresis balance at various temperatures to the final tire. A tire that exhibits high abrasion resistance is desirable because abrasion resistance is directly proportional to its service life. In the case of tread compounds, the physical properties of the carbon black directly affect the abrasion resistance and hysteresis. Carbon blacks with a high surface area and small particle size will generally impart high abrasion resistance and high hysteresis to compounds intended for tread production. The concentration of the carbon black in the elastomeric compounds also affects the abrasion resistance of the elastomeric compounds. Abrasion resistance increases to a certain concentration with increasing concentration, while beyond this optimum concentration, abrasion resistance decreases.
• · · ···· · · · ···· · · · · · · ·· · · · · · · · · · • · · ··· ··· ··· ·· · · · · · · · ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Hystereze elastomerní sloučeniny se týká energie spotřebované při cyklické deformaci. Jinými slovy, hystereze elastomerní kompozice odpovídá rozdílu mezi energií aplikovanou na deformaci elastomerní kompozice a energií uvolňovanou při regeneraci elastomerní kompozice do původního, nezdeformovaného stavu. Hystereze je charakterizována ztrátovým tangentem tan δ, což je poměr ztrátového modulu ku zásobnímu modulu (tj. viskózního modulu ku elastickému modulu). Pneumatiky vyrobené ze sloučeniny, která má nízkou hysterezi měřenou při vyšších teplotách, například 40 °C nebo vyšší teplotě, budou mít snížený valivý odpor, což bude mít zase za následek snížení spotřeby paliva u vozidla, které tuto pneumatiku používá. Současně budou mít běhouny pneumatik s vyšší hysterezní hodnotou, měřeno při nízké teplotě, například 0 °C nebo nižší, vysokou odolnost proti smyku na vlhké vozovce, což zvýší bezpečnost jízdy, takže sloučenina určená pro výrobu běhounů, která vykazuje nízkou hysterezi při vysokých teplotách a vysokou hysterezi při nízkých teplotách, může být považována za sloučeninu s dobrou hysterezní vyvážeností.Hysteresis of an elastomeric compound refers to the energy consumed by cyclic deformation. In other words, the hysteresis of the elastomeric composition corresponds to the difference between the energy applied to the deformation of the elastomeric composition and the energy released upon regeneration of the elastomeric composition to its original, non-deformed state. Hysteresis is characterized by a loss tangent tan δ, which is the ratio of the loss module to the storage module (ie viscous module to elastic module). Tires made from a compound having a low hysteresis measured at higher temperatures, such as 40 ° C or higher, will have a reduced rolling resistance, which in turn will result in reduced fuel consumption for the vehicle that uses the tire. At the same time, tire treads with a higher hysteresis value, measured at low temperatures, for example 0 ° C or less, will have high shear resistance on wet roads, which will increase driving safety, so that a tread compound that exhibits low hysteresis at high temperatures and high hysteresis at low temperatures may be considered to have a good hysteresis balance.
Existuje celá řada dalších aplikací, kde se saze používají pro poskytnutí elastomeru, který vykazuje dobrou hysterezní vyváženost, ale u kterých není důležitým faktorem odolnost proti oděru. Těmito aplikacemi je neomezujícím způsobem například použití při výrobě jednotlivých složek pneumatik, například běhounů, bočnice, kostry, korunky, patky, kompozice kordové tkaniny; úchytů motoru; a hnacích a samonosných pásů.There are a number of other applications where the carbon black is used to provide an elastomer that exhibits a good hysteresis balance but where abrasion resistance is not an important factor. Such applications include, but are not limited to, use in the manufacture of individual tire components, such as treads, sidewalls, carcasses, crowns, beads, cord fabric compositions; engine mounts; and drive and self-supporting belts.
Jako vyztužující činidlo (nebo plnivo) pro elastomery se rovněž používá silika. Nicméně použitím samotné siliky • · · ···· ···· ···· · · · · · · ·Silica is also used as a reinforcing agent (or filler) for the elastomers. However, by using silica alone • · · ··········· · · · · · · · ·
01-2319-99 Če • · · · · · · 4» · «·· ·· *· ···· ·· ·· jako vyztužujícího činidla pro elastomer se dosahuje slabého výkonu v porovnáni s výsledky dosaženými při použiti samotných sazi jako vyztužujiciho činidla. Je teoreticky dokázáno, že silná interakce plnivo-plnivo a slabá interakce plnivo-elastomer je způsobena slabým výkonem siliky. Interakci silika-elastomer lze zvýšit chemickým spojením těchto dvou složek pomocí chemického vazebného činidla, například bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfanu, který je komerčně dostupný jako Si-69 od společnosti Degussa AG, Německo. Vazebná činidla, jako například Si-69, tvoří chemickou vazbu mezi elastomerem a silikou, čímž naváží siliku na elastomer.01-2319-99 As a reinforcing agent for elastomer, poor performance is achieved compared to the results obtained using carbon black alone as a reinforcing agent. It is theoretically proven that a strong filler-filler interaction and a weak filler-elastomer interaction are due to poor silica performance. The silica-elastomer interaction can be enhanced by chemically coupling the two components with a chemical coupling agent, for example bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfane, which is commercially available as Si-69 from Degussa AG, Germany. Binding agents such as Si-69 form a chemical bond between the elastomer and the silica, thereby binding the silica to the elastomer.
V případě chemického navázání siliky na elastomer se zvýší určité výkonnostní charakteristiky výsledné elastomemí kompozice. Pokud se tyto elastomemí sloučeniny zabudují do pneumatik, potom poskytnou zvýšenou hysterezní vyváženost, nicméně elastomemí sloučeniny, které obsahují jako základní vyztužující činidlo siliku, vykazují nízkou tepelnou vodivost, vysoký elektrický odpor, vysokou hustotu a špatnou zpracovatelnost.In the case of chemical binding of silica to the elastomer, certain performance characteristics of the resulting elastomer composition of the composition are increased. When incorporated into tires, these elastomeric compounds provide an increased hysteresis balance, however, elastomeric compounds that contain silica as a basic reinforcing agent exhibit low thermal conductivity, high electrical resistance, high density, and poor processability.
Pokud se jako vyztužující činidlo v elastomerních kompozicích použijí samotné saze, potom se chemicky nenaváží na elastomer, ale povrch sazí poskytne mnoho míst pro interakci s elastomerem. I když použití vazebného činidla může v případě sazí poskytnout určité zlepšení výkonu elastomemí kompozice, není toto zlepšení srovnatelné se zlepšením dosaženým při použití vazebného činidla v případě siliky.When carbon black alone is used as a reinforcing agent in elastomeric compositions, it will not chemically bond to the elastomer, but the carbon black surface will provide many sites for interaction with the elastomer. Although the use of a binder for carbon black can provide some improvement in the performance of the elastomer composition, this improvement is not comparable to that achieved with the binder for silica.
Zjistilo se, že hystereze plněných sloučenin je velkou měrou ovlivněna sítí plniva vytvořenou v polymerní matrici, která způsobuje vysokou hysterezi při vysoké teplotě a • ·· · · · · · • · · · · · *It has been found that the hysteresis of the filled compounds is largely influenced by the filler network formed in the polymer matrix, which causes high hysteresis at high temperature, and
01-2319-99 Če • · · · · * · • · «··· · · «· nízkou hysterezi při nízké teplotě, což je nežádoucí při výrobě pneumatik. Hlavním faktorem pro kontrolu vytvoření plnivové sítě je interakce plnivo-plnivo.01-2319-99 Low hysteresis at low temperature, which is undesirable in tire production. A major factor in controlling filler network formation is the filler-filler interaction.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Cílem vynálezu je poskytnout sloučeniny, které je možné zabudovat jako plnivo do elastomerních sloučenin. Cílem vynálezu je zejména poskytnout elastomerní kompozici, ve které jsou zabudovány saze ošetřené kovem, například saze ošetřené hliníkem nebo zinkem. Dalším cílem vynálezu je poskytnout elastomerní sloučeninu, ve které jsou zabudovány saze ošetřené kovem, které mohou být účinně navázány na elastomer pomocí vazebného činidla. Takové saze lze například použít ve sloučeninách určených pro výrobu pneumatik, průmyslových kaučukových produktů a dalšího kaučukového zboží. Dalším cílem vynálezu je poskytnout formulace obsahující elastomer zvolený z celé řady elastomerů, které jsou použitelné pro různé aplikace, a saze ošetřené kovem.It is an object of the present invention to provide compounds which can be incorporated as a filler into elastomeric compounds. In particular, it is an object of the invention to provide an elastomeric composition in which a metal treated carbon black, for example an aluminum or zinc treated carbon black, is incorporated. Another object of the invention is to provide an elastomeric compound in which metal treated carbon blacks are incorporated that can be effectively coupled to the elastomer by a coupling agent. Such carbon blacks may be used, for example, in compounds intended for the manufacture of tires, industrial rubber products and other rubber goods. Another object of the invention is to provide formulations comprising an elastomer selected from a variety of elastomers that are useful for various applications and metal treated carbon black.
Další znaky a výhody vynálezu se stanou zřejmými po prostudování následujícího popisu. Vynález lze realizovat za použití prvků a kombinací, které jsou konkrétně popsané v popisné části vynálezu a v přiložených patentových nárocích.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description. The invention may be practiced using the elements and combinations specifically described in the specification and the appended claims.
Jak jíž bylo uvedeno, vynález se týká sazí ošetřených kovem, které mají formu agregátů obsahujících alespoň jednu fázi sazí a jednu fázi druhu obsahujícího kov. Vynález se rovněž týká elastomerní kompozice obsahující elastomer a saze ošetřené kovem a případně vazebné činidlo. Do rozsahuAs already mentioned, the invention relates to metal-treated carbon blacks in the form of aggregates comprising at least one carbon black phase and one metal-containing species phase. The invention also relates to an elastomeric composition comprising an elastomer and a metal treated carbon black and optionally a binding agent. To the extent
01-2319-99 Če ·· ···· vynálezu spadá celá řada elastomerů a formulací používajících tyto elastomery. Do rozsahu vynálezu rovněž spadají elastomerní kompozice obsahující elastomer a saze ošetřené kovem. Vynález rovněž popisuje způsoby výroby elastomerních sloučenin se sazemi ošetřenými kovem a produkty vyrobené z těchto sloučenin.The invention encompasses a variety of elastomers and formulations employing these elastomers. The invention also includes elastomeric compositions comprising an elastomer and a metal treated carbon black. The invention also relates to methods for making metal-treated elastomeric compounds and products made thereof.
Stručný popis obrázkůBrief description of the pictures
Obr. 1 schematicky znázorňuje část jednoho typu sazného reaktoru, který lze použít pro výrobu sazí ošetřených kovem podle vynálezu; aGiant. 1 schematically illustrates a portion of one type of carbon black reactor that can be used to produce metal treated carbon blacks of the invention; and
Obr. 2 znázorňuje graf demonstrující hodnoty hystereze při různém namáhání při 70 °C pro elastomerní kompozice podle vynálezu.Giant. 2 is a graph demonstrating hysteresis values at various stresses at 70 ° C for the elastomeric compositions of the invention.
Vynález se týká sazí ošetřených kovem. Tyto saze ošetřené kovem lze zabudovat do elastomerních sloučenin určených pro různá použití, například pro výrobu pneumatik. Saze ošetřené kovem mají formu agregátů obsahujících alespoň saznou fázi a fázi druhu obsahujícího kov. Tento druh obsahující kov zahrnuje sloučeniny obsahující hliník, zinek, hořčík, vápník, titan, vanad, kobalt, nikl, zirkonium, cín, antimon, chrom, neodym, olovo, tellur, baryum, cesium, železo a molybden. Výhodně je fází druhu obsahujícího kov fáze druhu obsahujícího hliník nebo zinek. Druhy obsahující kov zahrnují neomezujícím způsobem oxidy kovů. Fázi druhu obsahujícího kov lze distribuovat alespoň do části agregátu a představuje nedílnou součást tohoto agregátu. Saze ošetřené kovem podle vynálezu lze zabudovat • ·The invention relates to metal treated carbon blacks. These metal-treated carbon blacks can be incorporated into elastomeric compounds for a variety of applications, such as tire manufacturing. The metal-treated carbon black is in the form of aggregates comprising at least the carbon black and the metal-containing phase. This metal-containing species includes compounds containing aluminum, zinc, magnesium, calcium, titanium, vanadium, cobalt, nickel, zirconium, tin, antimony, chromium, neodymium, lead, tellurium, barium, cesium, iron and molybdenum. Preferably, the metal-containing species phase is an aluminum or zinc-containing species phase. Metal containing species include, but are not limited to, metal oxides. The phase of the metal-containing species can be distributed to at least part of the aggregate and is an integral part of the aggregate. The metal treated carbon black according to the invention can be incorporated.
01-2319-99 Če do elastomerních sloučenin, kterým mohou dodat požadované vlastnosti.01-2319-99 for elastomeric compounds to which they can impart desirable properties.
Agregáty sazí ošetřených kovem nepředstavují směs diskrétních agregátů sazí a diskrétních agregátů obsahujících kov. Agregáty sazí ošetřených kovem podle vynálezu zahrnují alespoň jednu oblast obsahující kov, koncentrovanou na povrchu agregátu nebo v blízkosti povrchu agregátu (která je však nedílnou součástí tohoto agregátu) nebo uvnitř agregátu, takže, jak již bylo uvedeno, agregáty sazí ošetřených kovem lze popsat jako agregáty, které obsahují fázi sazí a fází druhu obsahujícího kov. Agregáty tedy obsahují alespoň dvě fáze, přičemž jednou z těchto fází jsou saze a druhou fází je druh obsahující kov. Fáze druhu obsahujícího kov, která je součástí agregátu, není navázána na agregát sazí jako silanové vazebné činidlo, ale je skutečnou součástí tohoto agregátu, stejně jako sazná fáze. Do rozsahu vynálezu rovněž spadají agregáty sazí ošetřených kovem, které obsahují více než jeden typ fází druhu obsahujícího kov, například fázi druhu obsahující křemík a/nebo fázi druhu obsahujícího bor. Saze ošetřené kovem mohou být například součástí agregátu, který obsahuje saznou fázi, fázi druhu obsahujícího hliník a fázi druhu obsahujícího zinek. Z výše uvedeného vyplývá, že saze ošetřené kovem podle vynálezu mohou mít dva nebo více různých typů fází druhů obsahujících kov a/nebo další fáze nekovových druhů.Metal treated carbon black aggregates are not a mixture of discrete carbon black and metal containing discrete aggregates. The metal-treated carbon black aggregates of the invention include at least one metal-containing region concentrated on or near the aggregate surface (but which is an integral part of the aggregate) or within the aggregate so that, as mentioned, the metal-treated carbon black aggregates can be described as aggregates containing a carbon black phase and a metal containing phase. Thus, the aggregates comprise at least two phases, one of which is carbon black and the other is a metal containing species. The phase of the metal-containing species that is part of the aggregate is not bound to the carbon black aggregate as a silane coupling agent, but is a true part of that aggregate, as is the carbon black phase. Also encompassed by the invention are metal-treated carbon black aggregates comprising more than one type of metal-containing species phase, for example, a silicon-containing species phase and / or a boron-containing species phase. For example, the metal-treated carbon black may be part of an aggregate comprising a carbon black phase, an aluminum-containing species phase, and a zinc-containing species phase. It follows from the above that the metal treated carbon blacks of the invention may have two or more different types of metal-containing species phases and / or other non-metallic species phases.
Jak bylo naznačeno výše, agregát podle vynálezu může dále obsahovat fázi druhu obsahujícího křemík, viz patentové přihlášky US 08/446,141; US 08/446,142; US 08/528,895; a US 08/750,017 a publikovaná PCT přihláška WO 96/37547, které jsou zde zabudovány formou odkazů.As indicated above, the aggregate of the invention may further comprise a phase of a silicon-containing species, see US patent applications 08 / 446,141; US 08 / 446,142; US 08 / 528,895; and US 08 / 750,017 and published PCT application WO 96/37547, which are incorporated herein by reference.
01-2319-99 Če φ φ » · φ φ φ · φ φ • φ *· φ · • ΦΦ · · · · φ φ φφφ ·· * * ««·· φ ·01-2319-99 »· · φ φ φ · · · · · · · · · · · ·
Saze ošetřené kovem lze získat výrobou sazí v přítomnosti těkavých nebo rozkladu podléhajících sloučenin obsahujících kov. Takové saze se výhodně vyrábí v modulárním neboli „stupňovitém pecním sazném reaktoru, který je znázorněn na Obr. 1. Pecní sazný reaktor má spalovací zónu JL se zónou 2_ se zužujícím se průměrem, zónu 3 pro vstřikování výchozí suroviny se zúženým průměrem a reakční zónu 4.Metal treated carbon black can be obtained by producing carbon black in the presence of volatile or decomposable metal containing compounds. Such carbon black is preferably produced in the modular or "stepped furnace carbon black reactor" shown in FIG. A furnace soot reactor has a combustion zone 11 with a tapered diameter zone 2, a zone 3 for injecting a reduced diameter feedstock, and a reaction zone 4.
Při výrobě sazí ve výše popsaném reaktoru se ve spalovací zóně 1 uvedením kapalného nebo plynného paliva do kontaktu s proudem vhodného oxidačního činidla, například vzduchu, kyslíku nebo směsi vzduchu a kyslíku, generují horké odplyny. Mezi paliva, která jsou vhodná pro uvedení do kontaktu s proudem oxidačního činidla ve spalovací zóně 1 a tedy pro generování horkých odplynů, lze zařadit proudy snadno spalitelných plynů, par nebo kapalin, například zemního plynu, vodíku, methanu, acetylenu, alkoholů nebo kerosenu. Nicméně zpravidla je výhodné použít paliva, která mají vysoký obsah složek obsahujících uhlík, a zejména je výhodné použití uhlovodíků. Poměr vzduchu ku palivu se mění spolu s typem použitého paliva. Pokud se pro výrobu sazí podle vynálezu použije zemní plyn, potom se poměr vzduchu ku palivu může pohybovat přibližně od 10:1 do 1000:1. Výrobu horkých odplynů usnadňuje předehřátí proudu oxidačního činidla.In the production of the carbon black in the reactor described above, hot combustion gases are generated in the combustion zone 1 by contacting a liquid or gaseous fuel with a stream of a suitable oxidizing agent, for example air, oxygen or a mixture of air and oxygen. Fuels which are suitable for contacting the oxidant stream in the combustion zone 1 and thus for generating hot off-gases include streams of easily combustible gases, vapors or liquids such as natural gas, hydrogen, methane, acetylene, alcohols or kerosene. However, it is generally preferred to use fuels having a high content of carbon-containing components, and in particular the use of hydrocarbons. The air to fuel ratio varies with the type of fuel used. When natural gas is used to produce the carbon black of the present invention, the air to fuel ratio may range from about 10: 1 to 1000: 1. Preheating of the oxidant stream facilitates the production of hot off-gases.
Proud horkých odplynů proudí ze zóny 1 a 2 do zóny 3 a 4_. Směr proudění horkých odplynů je na Obr. 1 znázorněn pomocí šipky. Výchozí surovina _6 pro výrobu sazí se zavede do zóny 3 pro vstřikování výchozí suroviny v bodě 7. Výchozí surovina se vstřikuje do proudu plynu tryskami, které jsou navrženy tak, aby optimálním způsobemThe hot off-gas stream flows from zones 1 and 2 to zones 3 and 4. The flow direction of the hot off-gases is shown in FIG. 1 is shown by an arrow. The carbon black feedstock 6 is introduced into the feedstock injection zone 3 at point 7. The feedstock is injected into the gas stream through nozzles that are designed to optimally
01-2319-99 Če • 9 Φ Φ ·« • · Φ Φ φ • φ· Φ » » • · φφφ • ΦΦ ΦΦ ΦΦΦΦ distribuovaly olej do proudu plynu. Tyto trysky mohou být bud’ jedno- nebo dvoufluidní. Dvoufluidní trysky mohou pro rozprašování paliva používat páru nebo vzduch. V případě jednofluidních trysek je výchozí surovina rozprašována pod tlakem nebo může být přímo vstřikována do proudu plynu. V tomto posledním případě rozprašování zajišťuje proud plynu.01-2319-99 Distributed oil to the gas stream by 9 Φ «φ φ φ φ» »» »» »» »» »» »» »» » These nozzles can be either single or double-fluid. Dual-fluid nozzles may use steam or air to atomize the fuel. In the case of single-fluid nozzles, the feedstock is atomized under pressure or may be injected directly into the gas stream. In the latter case, the spraying provides a gas stream.
Saze lze vyrábět pyrolýzou neboli nedokonalým spalováním libovolného kapalného nebo plynného uhlovodíku. Výhodné výchozí suroviny pro výrobu sazí zahrnují ropné rafinérní zdroje, například dekantované oleje z katalytických krakovacích procesů a stejně tak vedlejší produkty, které vznikají při koksování a při výrobě olefinů.Carbon black can be produced by pyrolysis or incomplete combustion of any liquid or gaseous hydrocarbon. Preferred carbon black feedstocks include petroleum refinery sources, for example, decanted oils from catalytic cracking processes, as well as by-products from coking and olefin production.
Směs výchozí suroviny poskytující saze a horkých odplynů proudí zónami 3 a 4. V reakční zóně reaktoru se výchozí surovina pyrolyzuje na saze. Reakce je udržována ve zhášecí zóně reaktoru. Zhášecí zóna _8 je následující součástí reakční zóny, ve které dochází k rozprašování zhášecí kapaliny, zpravidla vody, do proudu nově vytvořených částí sazí. Zhášení slouží k ochlazení sazných částic, ke snížení teploty plynného proudu a ke snížení reakční rychlosti. Q je vzdálenost od začátku reakční zóny £ po zhášecí bod _8 a mění se spolu s umístěním zhášecí zóny. Zhášení může být případně stupňovité nebo se může provádět v několika místech reaktoru. Po zhášení sazí projdou ochlazené plyny a saze do libovolného běžného chladícího a separačního prostředku, kde dojde k izolaci sazí. K separování sazí z proudu plynu se použijí běžné prostředky, například cyklonový separátor, vakový filtr nebo další v daném oboru známé prostředky. Po oddělení sazí z proudu plynu se případně saze zpracují do pelet.The mixture of the carbon black yielding feedstock and the hot off-gases flows through zones 3 and 4. In the reactor reaction zone, the feedstock is pyrolyzed to carbon black. The reaction is maintained in the quench zone of the reactor. The quenching zone 8 is the next part of the reaction zone in which the quenching liquid, typically water, is sprayed into the stream of newly formed carbon black portions. Quenching serves to cool the carbon black particles, reduce the temperature of the gaseous stream, and reduce the reaction rate. Q is the distance from the beginning of the reaction zone 8 to the quenching point 8 and varies with the location of the quenching zone. The quenching may optionally be stepwise or may be carried out at several points in the reactor. After the soot has been quenched, the cooled gases and soot will pass to any conventional coolant and release agent where the soot is recovered. Conventional means, such as a cyclone separator, bag filter or other means known in the art, are used to separate the carbon black from the gas stream. After separating the carbon black from the gas stream, the carbon black is optionally processed into pellets.
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Saze ošetřené kovem podle vynálezu lze vyrobit zavedením těkavé sloučeniny obsahuje! kov do sazného reaktoru v místě, které se nachází před zhášecí zónou. Použitelné těkavé sloučeniny (tj . sloučeniny obsahující kov) zahrnují libovolnou sloučeninu, která je za provozních teplot sazného reaktoru těkavá. Příklady zahrnují těkavé nebo rozkladu podléhající sloučeniny, které obsahují hliník, zinek, magnesium, vápník, titan, vanad, kobalt, nikl, zirkonium, cín, antimon, chrom, neodym, olovo, tellur, baryum, cesium, železo a molybden. Konkrétní příklady zahrnují neomezujícím způsobem butoxidy, například n-butoxid hlinitý a s-butoxid hlinitý, a propoxidy, například isopropoxid hlinitý. Příklady vhodných sloučenin obsahujících zinek zahrnují neomezujícím způsobem naftenát oktoát zinečnatý. Další příklady zahrnují způsobem ethoxid propoxid vápenatý, zinečnatý a neomezuj ícím hořečnatý, horečnatý, isopropoxid isopropoxid titaničitý, naftenát kobaltnatý, diethyloxid cínu, neodynoxalát apod. Průtok těkavé sloučeniny se určí na základě hmotnostního procenta kovu v ošetřených sazích. Procento hmotnosti elementárního kovu (například elementárního hliníku nebo zinku) v ošetřených sazích se zpravidla pohybuje přibližně od 0,1 do 25 % hmotn. agregátu, ale může být nastaveno na libovolnou požadovanou úroveň, například'až na 50 % hmotn., na více než 50 % hmotn. nebo až na 99 % hmotn. agregátu.The metal-treated carbon black according to the invention can be produced by introducing a volatile compound containing the carbon black. metal to the carbon black reactor at a point upstream of the quench zone. Useful volatile compounds (i.e., metal containing compounds) include any compound that is volatile at the operating temperature of the carbon black reactor. Examples include volatile or decomposition compounds that include aluminum, zinc, magnesium, calcium, titanium, vanadium, cobalt, nickel, zirconium, tin, antimony, chromium, neodymium, lead, tellurium, barium, cesium, iron, and molybdenum. Specific examples include but are not limited to butoxides, for example, aluminum n-butoxide and aluminum s-butoxide, and propoxides, for example, aluminum isopropoxide. Examples of suitable zinc-containing compounds include, but are not limited to, zinc naphthenate octoate. Other examples include calcium, zinc and non-limiting magnesium, magnesium, titanium isopropoxide isopropoxide, cobalt naphthenate, tin diethyloxide, neodynoxalate, and the like by way of method. The percentage by weight of elemental metal (e.g. elemental aluminum or zinc) in the treated carbon black is generally from about 0.1 to 25% by weight. but may be set at any desired level, for example up to 50 wt%, more than 50 wt%. or up to 99 wt. aggregate.
Těkavou sloučeninu lze předem smísit s výchozí surovinou pro výrobu sazí a zavést ji spolu s touto surovinou do reakční zóny. Alternativně lze zavést těkavou sloučeninu do reakční zóny samostatně. Bod zavádění této sloučeniny se může nacházet před nebo za bodem vstřikování pro výchozí surovinu za předpokladu, že se bude tento bod zavádění těkavé sloučeniny nacházet před zhášecí zónou.The volatile compound may be premixed with the carbon black feedstock and introduced into the reaction zone together with the carbon black feedstock. Alternatively, the volatile compound can be introduced into the reaction zone separately. The point of introduction of the compound may be upstream or downstream of the injection point for the feedstock, provided that the point of introduction of the volatile compound is upstream of the quench zone.
01-2319-99 Če • φφ * « · Φ 9 «φ Φ01-2319-99 Če • φφ * · · «9 φ
Φ Φ ' Φ φ«9Φ ΦΦ ··« ΦΦ » • · Φ φφφφΦ Φ Φ φ Φ · · · · · · ·
ΦΦ «ΦΦΦ Φ · ΦΦΦΦ «ΦΦΦ Φ · ΦΦ
Těkavou sloučeninu lze například zavádět do zóny Q v bodě 12 nebo v libovolném dalším reakčním bodě této zóny, viz Obr. 1. Po odpaření a vystavení působení vysokých teplot v reaktoru se tato sloučenina rozloží a reaguje s ostatními druhy v reakční zóně, takže se kov nebo druh obsahující kov stane nedílnou částí sazí a získají se saze ošetřené kovem.For example, the volatile compound can be introduced into zone Q at point 12 or at any other reaction point in the zone, see FIG. 1. After evaporation and exposure to high temperatures in the reactor, this compound decomposes and reacts with other species in the reaction zone so that the metal or metal-containing species becomes an integral part of the carbon black and gives the metal treated carbon black.
Kromě těkavých sloučenin lze pro získání sazí ošetřených kovem použít i sloučeniny obsahující kov, které podléhají rozkladu, ale které nejsou nezbytně těkavé.In addition to volatile compounds, metal-containing compounds which are decomposed but not necessarily volatile can also be used to obtain the metal-treated carbon black.
Jak bude dále diskutováno podrobněji, pokud se těkavá sloučenina zavede do reaktoru v podstatě současně s výchozí surovinou, potom se oblasti ošetřené kovem rozptýlí alespoň v části sazného agregátu.As will be discussed in more detail below, if the volatile compound is introduced into the reactor substantially simultaneously with the feedstock, then the metal-treated areas are dispersed in at least a portion of the carbon black aggregate.
V případě druhého provedení podle vynálezu se těkavá sloučenina zavede do reakční zóny potom, co započala tvorba sazí, ale před tím, než se reakční proud ochladí. U tohoto provedení se získají agregáty sazí ošetřených kovem, ve kterých je fáze druhu obsahujícího kov koncentrována převážně na povrchu agregátu nebo v jeho blízkosti.In the second embodiment of the invention, the volatile compound is introduced into the reaction zone after the formation of the carbon black, but before the reaction stream is cooled. In this embodiment metal-treated carbon black aggregates are obtained in which the phase of the metal-containing species is concentrated predominantly on or near the surface of the aggregate.
Zjistilo se, že elastomerní sloučeniny, ve kterých jsou zabudovány saze ošetřené kovem, lze dále slučovat s jedním nebo více vazebnými činidly a dále tak zlepšit vlastnosti elastomerní sloučeniny. Vazebná činidla, jak jsou zde použita, zahrnují neomezujícím způsobem sloučeniny, které jsou schopny vázat plniva, jakými jsou například saze nebo silika, na elastomer. Lze očekávat, že vazebná činidla použitelná pro navázání siliky nebo sazí budou použitelná i v případě sazí ošetřených kovem. Použitelná vazebná činidla zahrnují neomezujícím způsobem silanová vazebná činidla, například bis(3-triethoxy01-2319-99 ČeIt has been found that elastomeric compounds in which metal treated carbon black is incorporated can be further combined with one or more binders to further improve the properties of the elastomeric compound. Binding agents as used herein include, but are not limited to, compounds that are capable of binding fillers such as carbon black or silica to an elastomer. Binding agents useful for binding silica or carbon black are expected to be useful for metal treated carbon blacks. Useful coupling agents include, but are not limited to, silane coupling agents, for example bis (3-triethoxy01-2319-99 Ce).
silylpropyl)tetrasulfan (Si-69), 3-thiokyanatopropyltriethoxysilan (Si-264, Degussa AG, Německo), g-merkaptopropyltrimethoxysilan (A189, Union Carbide Corp., Danbury, Connecticut); zirkonátová vazebná činidla, například zirkoníum díneoalkanolatodi(3-merkapto)propionáto-0 (NZ 66A, Kenrich Petrochemicals, lne., Bayonne, New Yersey); titanátová vazebná činidla; nitrovazebná činidla, například N,N' -bis(2-methyl-2-nitropropyl)-1,6-diaminohexan (Sumifine 1162, Sumitomo Chemical Co., Japonsko); a jejich směsi. Jako vazebná činidla lze použít směs vazebného činidla s vhodným nosičem, například X50-S, což je směs Si-69 a N330 sazí od společnosti Degussa AG.silylpropyl) tetrasulfan (Si-69), 3-thiocyanatopropyltriethoxysilane (Si-264, Degussa AG, Germany), g-mercaptopropyltrimethoxysilane (A189, Union Carbide Corp., Danbury, Connecticut); zirconate binding agents, for example zirconium dialkanolatodi (3-mercapto) propionate-0 (NZ 66A, Kenrich Petrochemicals, Inc., Bayonne, New Jersey); titanate binders; nitro-coupling agents such as N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-diaminohexane (Sumifine 1162, Sumitomo Chemical Co., Japan); and mixtures thereof. A binder may be a mixture of a binder with a suitable carrier, for example X50-S, which is a mixture of Si-69 and N330 carbon black from Degussa AG.
Saze ošetřené kovem lze rovněž modifikovat tak, aby obsahovaly alespoň jednu organickou skupinu. Alternativně nebo navíc lze tedy použít směs sazí ošetřených kovem a modifikovaných sazí, které mají na sobě navázánu alespoň jednu organickou skupinu. Do rozsahu vynálezu rovněž spadá použití směsi dvou nebo více typů sazí ošetřených kovem v elastomerních kompozicích podle vynálezu.The metal treated carbon black may also be modified to contain at least one organic group. Thus, alternatively or additionally, a mixture of metal-treated carbon black and modified carbon black having at least one organic group attached thereto may be used. The invention also encompasses the use of a mixture of two or more types of metal-treated carbon black in the elastomeric compositions of the invention.
Způsoby navázání organických skupin na saze a další diskusi, týkající se typů organických skupin, které lze na saze navázat, lze nalézt v patentových přihláškách US 08/356,660; US 08/572,525; a US 08/356,459, nynější patent US 5,559,169; a v PCT publikovaných přihláškách WO 96/18688 a WO 96/18696, které jsou zde zabudovány formou odkazů.Methods for attaching organic groups to carbon black and further discussion of the types of organic groups that can be attached to carbon black can be found in U.S. Patent Applications 08 / 356,660; US 08 / 572,525; and US 08 / 356,459, current US Patent 5,559,169; and PCT published applications WO 96/18688 and WO 96/18696, which are incorporated herein by reference.
Jeden ze způsobů navázání organické skupiny na saze zahrnuje reakci alespoň jedné diazoniové soli se sazemi v nepřítomnosti externě aplikovaného proudu dostatečného pro redukci diazoniové soli. Jinými slovy, reakce mezi diazoniovou solí a sazemi probíhá bez vnějšího zdrojeOne method of attaching an organic group to a carbon black comprises reacting at least one diazonium salt with a carbon black in the absence of an externally applied stream sufficient to reduce the diazonium salt. In other words, the reaction between the diazonium salt and the carbon black takes place without an external source
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
elektronů, který by byl dostatečný pro redukci diazoniové soli. Při provádění způsobu podle vynálezu lze použít směsi různých diazoniových solí. Tento způsob lze provádět za různých reakčních podmínek a v libovolném typu reakčního média včetně protických i aprotických rozpouštědlových systémů nebo suspenzí.an electron sufficient to reduce the diazonium salt. Mixtures of different diazonium salts may be used in the process of the invention. This process can be carried out under a variety of reaction conditions and in any type of reaction medium including protic and aprotic solvent systems or suspensions.
U dalšího způsobu se sazemi reaguje diazoniová sůl v protickém reakčním médiu, tohoto způsobu podle vynálezu lze použít diazoniových solí. Tento způsob lze rovněž různých reakčních podmínek.In another method, a diazonium salt is reacted with a carbon black in a protic reaction medium; the diazonium salts of the present invention may be used. This process can also be used for various reaction conditions.
alespoň jedna Při provádění směsí různých provádět zaat least one when making mixtures of different perform in
Výhodně se u obou popsaných způsobů tvoří diazoniová sůl in šitu. V případě potřeby lze u obou způsobů sazný produkt izolovat a vysušit pomocí v daném oboru známých prostředků. Kromě toho lze finální sazný produkt ošetřit známými technikami, které ho zbaví všech příměsí. Různá výhodná provedení těchto způsobů jsou popsána níže.Preferably, in both methods described, the diazonium salt is formed in situ. If desired, in both methods the carbon black product can be isolated and dried by means known in the art. In addition, the final carbon black product can be treated by known techniques to remove all impurities. Various preferred embodiments of these methods are described below.
Tyto způsoby lze provádět za celé řady různých podmínek a zpravidla nejsou limitovány určitou konkrétní podmínkou. Reakční podmínky musí být takové, aby za nich byla příslušní diazoniová sůl dostatečně stabilní na to, aby mohla zreagovat se sazemi. Tyto .způsoby lze tedy provádět za reakčních podmínek, které umožní krátkou životnost diazoniové soli. Reakce mezi diazoniovou solí a sazemi probíhá například v širokém rozmezí pH hodnot a teplot. Způsoby lze provádět jak v kyselém, tak v neutrálním a bazickém prostředí. Výhodně se pH hodnota pohybuje přibližně od 1 do 9. Reakční teplota se může výhodně pohybovat od 0 °C do 100 °C.These methods can be performed under a variety of conditions and are generally not limited to a particular condition. The reaction conditions must be such that the diazonium salt in question is sufficiently stable to react with the carbon black. Thus, these processes can be carried out under reaction conditions that allow a short lifetime of the diazonium salt. The reaction between the diazonium salt and the carbon black takes place, for example, over a wide range of pH values and temperatures. The methods can be carried out in both acidic and neutral and basic environments. Preferably, the pH is from about 1 to 9. The reaction temperature may preferably be from 0 ° C to 100 ° C.
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Diazoniové soli, které jsou v daném obory známy, lze připravit například reakcí primárních aminů s vodnými roztoky kyseliny dusité. Obecnou diskusi, týkající se diazoniových solí a způsobů jejích přípravy lze nalézt v Morrison a Boyd, Organic Chemistry, 5. vydání, str. 973983, (Allyn a Bacon lne., 1987) a v March, Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms,_and Structures,Diazonium salts known in the art can be prepared, for example, by reaction of primary amines with aqueous nitric acid solutions. A general discussion of diazonium salts and methods for their preparation can be found in Morrison and Boyd, Organic Chemistry, 5th Edition, p. 973983, (Allyn and Bacon Inc., 1987) and in March, Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, _and Structures,
4. vydání, (Wiley, 1992). Podle tohoto vynálezu je diazoniovou solí organická sloučenina, která má alespoň jednu diazoniovou skupinu.4th edition, (Wiley, 1992). According to the invention, the diazonium salt is an organic compound having at least one diazonium group.
Diazoniovou sůl lze připravit před uvedením do reakce se sazemi nebo výhodněji ji lze generovat in šitu za použití známých technik. Generování in šitu rovněž umožňuje použití nestabilních diazoniových solí, například alkylových diazoniových solí, a eliminuje zbytečnou manipulaci s diazoniovou solí. U zvláště výhodných způsobů se in šitu generuje jak kyselina dusitá, tak diazoniová sůl.The diazonium salt may be prepared prior to reaction with the carbon black, or more preferably, may be generated in situ using known techniques. In situ generation also allows the use of unstable diazonium salts, for example alkyl diazonium salts, and eliminates unnecessary manipulation of the diazonium salt. In particularly preferred methods, both nitrous acid and diazonium salt are generated in situ.
Diazoniovou sůl, která je v daném oboru známá, lze připravit uvedením primárního aminu do reakce s dusitanem a kyselinou. Dusitanem může být libovolný dusitan kovu, výhodně dusitan lithný, dusitan sodný, dusitan draselný nebo dusitan zinečnatý nebo libovolný organický nitrit, například isoamylnitrit nebo ethylnitrit. Kyselinou může být libovolná kyselina, organická nebo anorganická, která je účinná v případě přípravy diazoniové soli. Výhodně kyseliny zahrnují kyselinu dusičnou (HNO3), kyselinu chlorovodíkovou (HCI) a kyselinu sírovou (H2SO4).The diazonium salt known in the art can be prepared by reacting the primary amine with nitrite and acid. The nitrite may be any metal nitrite, preferably lithium nitrite, sodium nitrite, potassium nitrite or zinc nitrite, or any organic nitrite, for example isoamyl nitrite or ethyl nitrite. The acid may be any acid, organic or inorganic, which is effective in the preparation of the diazonium salt. Preferably, the acids include nitric acid (HNO 3 ), hydrochloric acid (HCl) and sulfuric acid (H 2 SO 4).
Diazoniovou sůl lze rovněž připravit uvedením primárního aminu do reakce s vodným roztokem oxidu dusičitého. Vodný roztok oxidu dusičítého (NO2/H2O)The diazonium salt can also be prepared by reacting the primary amine with an aqueous solution of nitrogen dioxide. Aqueous solution of nitrogen dioxide (NO 2 / H 2 O)
IAND
0« 00 «0 00 00 0 0000 0000 000 0 « 0 0 0 0 0 0 000 0 0 00 00 0 00 000 0000 • 00 00 0000 00 000 «00« 0 00 00 0 0000 0000 000 0 «0 0 0 0 0 0 000 0 0 00 00 0 00 000 0000 • 00 00 0000 00 00
01-2319-99 Če poskytuje kyselinu dusitou, která je potřebná pro generováni diazoniové soli.01-2319-99 provides nitrous acid, which is needed to generate the diazonium salt.
Příprava diazoniové soli v přítomnosti přebytku kyseliny chlorovodíkové může být méně výhodná než ostatní alternativy, protože kyselina chlorovodíková koroduje nerezovou ocel. Další výhodou přípravy diazoniové soli pomocí vodného roztoku oxidu dusičitého je jeho nízký korozivní účinek na nerezovou ocel a ostatní kovy, běžně používané při výrobě reakčních nádob. Příprava za použiti kyseliny sírové a dusitanu sodného nebo kyseliny dusičné a dusitanu sodného je rovněž relativně nekorozívní.The preparation of the diazonium salt in the presence of excess hydrochloric acid may be less advantageous than the other alternatives because hydrochloric acid corrodes stainless steel. Another advantage of the preparation of the diazonium salt by means of an aqueous solution of nitrogen dioxide is its low corrosive effect on stainless steel and other metals commonly used in the production of reaction vessels. Preparation using sulfuric acid and sodium nitrite or nitric acid and sodium nitrite is also relatively non-corrosive.
Obecně vyžaduje příprava diazoniové soli z primárního aminu, dusitanu a kyseliny dva ekvivalenty kyseliny, vztaženo k množství použitého aminu. Při provádění způsobu in sítu lze diazoniovou sůl generovat za použití jednoho ekvivalentu kyseliny. V případě, že primární amin obsahuje silnou kyselinou skupinu, není přidání samostatné kyseliny nezbytné. Kyselinová skupina nebo skupiny primárního aminu mohou dodat jeden nebo oba potřebné ekvivalenty kyseliny. Pokud primární amin obsahuje silnou kyselinovou skupinu, potom se do způsobu podle vynálezu, jehož cílem je generovat diazoniovou sůl in šitu, nepřidá výhodně bud’ žádná další kyselina nebo se přidá maximálně jeden ekvivalent této dodatečně přidané kyseliny. Dodatečně přidanou kyselinu lze použít v mírném přebytku. Příkladem použitelného primárního aminu je kyselina paraaminobenzensulfonová (kyselina sulfanilová).Generally, the preparation of the diazonium salt from the primary amine, nitrite and acid requires two equivalents of acid based on the amount of amine used. In an in situ process, the diazonium salt can be generated using one equivalent of acid. If the primary amine contains a strong acid group, the addition of a separate acid is not necessary. The acid group or groups of the primary amine may supply one or both of the necessary acid equivalents. If the primary amine contains a strong acid group, then preferably no further acid is added to the process of the invention to generate the diazonium salt in situ, or no more than one equivalent of the additionally added acid is added. The additionally added acid can be used in a slight excess. An example of a useful primary amine is paraaminobenzenesulfonic acid (sulfanilic acid).
Diazoniové soli jsou zpravidla tepelně nestabilní. Zpravidla se připravují v roztoku při nízkých teplotách, například 0 ’C až 5 °C a použijí se bez izolace soli. Při ohřívání roztoku některých diazoniových solí může docházetDiazonium salts are generally thermally unstable. They are generally prepared in solution at low temperatures, for example 0 ° C to 5 ° C and used without isolation of the salt. Heating of a solution of some diazonium salts may occur
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
99 99 99 9999 99 99 99
9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
99 9 9 9 9 9 9 998 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 • 99 99 99 9999 99 99 k uvolňování dusíku a buď ke tvorbě odpovídájících alkoholů v kyselinovém médiu nebo ke tvorbě organických volných radikálů v zásaditém médiu.9 9 9 9 9 9 9 9 • 99 99 99 9999 99 99 to release nitrogen and either to generate the corresponding alcohols in the acid medium or to produce organic free radicals in the basic medium.
Nicméně v případě diazoniových solí je potřebné pouze to, aby byly dostatečně stabilní a mohly reagovat se sazemi, takže způsoby lze provádět za použití některých diazoniových solí, které lze jinak považovat za nestabilní a podléhající rozkladu. Některé rozkladné procesy mohou soupeřit s reakcí mezi sazemi a diazoniovou solí a mohou snižovat celkový počet organických skupin navázaných na saze. Kromě toho by reakce mohla být prováděna za zvýšených teplot, za kterých má mnoho diazoniových solí tendenci podléhat rozkladu. Zvýšené teploty mohou rovněž výhodně zvyšovat rozpustnost diazoniové soli v reakčním médiu a zlepšovat tak její zpracovatelnost během procesu. Nicméně zvýšené teploty mohou vést k určitým ztrátám diazoniové soli, které mohou způsobit další rozkladné procesy.However, in the case of diazonium salts, it is only necessary that they are sufficiently stable and able to react with the carbon black, so that the processes can be performed using some diazonium salts, which may otherwise be considered unstable and subject to decomposition. Some degradation processes may compete with the reaction between the carbon black and the diazonium salt and may reduce the total number of organic groups bound to the carbon black. In addition, the reaction could be carried out at elevated temperatures at which many diazonium salts tend to decompose. Elevated temperatures may also advantageously increase the solubility of the diazonium salt in the reaction medium and improve its processability during the process. However, elevated temperatures may lead to some losses of the diazonium salt, which may cause further decomposition processes.
Reakční činidla použitá pro přípravu diazoniové soli in šitu lze přidat do suspenze sazí v reakčním médiu, například ve vodě, takže suspenze sazí, která má být použita, již může obsahovat jedno nebo více reakčních činidel pro přípravu diazoniové soli a uvedený proces lze dokončit přidáním zbývajících reakčních činidel.The reagents used to prepare the diazonium salt in situ may be added to the carbon black slurry in the reaction medium, for example in water, so that the carbon black slurry to be used may already contain one or more diazonium salt reagents and the process may be completed by adding the remaining reagents.
Reakce použité k přípravě diazoniové soli jsou slučitelné se širokým spektrem funkčních skupin, které se běžně nacházejí v organických sloučeninách. Způsob podle vynálezu bude tedy omezovat pouze dostupnost diazoniové soli pro reakci se sazemi.The reactions used to prepare the diazonium salt are compatible with a wide variety of functional groups commonly found in organic compounds. Thus, the process of the invention will only limit the availability of the diazonium salt for reaction with the carbon black.
Způsoby podle vynálezu lze provádět v libovolném reakčním médiu, které umožňuje průběh reakce meziThe methods of the invention can be carried out in any reaction medium that allows the reaction to proceed between
01-2319-99 Če • ·· fefe fefe fefe fefe • fefe fefefefe ···· • fefefe fefe · ···· • fe fefefe · · fefe fefe · • fefe fefefe fefefefe ♦ fefe fefe fefe fefefefe fefe fefe diazoniovou solí a sazemi. Výhodným reakčním médiem je systém na bázi rozpouštědla. Rozpouštědlem může být protické rozpouštědlo, aprotické rozpouštědlo nebo směs rozpouštědel. Protickými rozpouštědly jsou rozpouštědla, například voda nebo methanol, která obsahují vodík navázaný na kyslíku nebo dusíku a která jsou tedy dostatečně kyselá pro vytvoření vodíkových vazeb. Aprotickými rozpouštědly jsou rozpouštědla, která neobsahují výše definovaný kyselý vodík. Aprotická rozpouštědla zahrnují například taková rozpouštědla, jakými jsou hexany, tetrahydrofuran (THF), acetonitril a benzonitril. Diskusi týkající se protických a aprotických rozpouštědel lze nalézt v Morrison a Boyd, Organic Chemistry, 5. vydání, str. 228-231, (Allyn and Bacon, Inc., 1987).01-2319-99 English • ·· fefe fefe fefe fefe • fefe fefefe ···· • fefefe fefe · ···· • fefe fefe · · fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe soot. A preferred reaction medium is a solvent-based system. The solvent may be a protic solvent, an aprotic solvent or a mixture of solvents. Protic solvents are solvents, for example water or methanol, which contain hydrogen bonded to oxygen or nitrogen and which are therefore sufficiently acidic to form hydrogen bonds. Aprotic solvents are solvents that do not contain acidic hydrogen as defined above. Aprotic solvents include, for example, solvents such as hexanes, tetrahydrofuran (THF), acetonitrile, and benzonitrile. A discussion of protic and aprotic solvents can be found in Morrison and Boyd, Organic Chemistry, 5th Edition, pp. 228-231, (Allyn and Bacon, Inc., 1987).
Způsoby se výhodně provádí v protickém reakčním médiu, tj . v samotném protickém rozpouštědle nebo ve směsi rozpouštědel, které obsahují alespoň jedno protické rozpouštědlo. Výhodná protická média zahrnují neomezujícím způsobem vodu, vodná média obsahující vodu a další rozpouštědla, alkoholy a libovolné médium obsahující alkohol, nebo směsi těchto médií.The methods are preferably carried out in a protic reaction medium, i. in a protic solvent alone or in a solvent mixture comprising at least one protic solvent. Preferred protic media include, but are not limited to, water, aqueous media containing water and other solvents, alcohols, and any alcohol containing media, or mixtures thereof.
Reakci mezi diazoniovou solí a sazemi lze provádět za použití libovolného typu sazí, například'sazí v načechrané nebo v peletované formě. V případě jednoho provedení, jehož snahou je snížit výrobní náklady, lze reakci provádět během výroby sazných pelet. Sazný produkt podle vynálezu lze například vyrábět v suchém bubnu rozprašováním roztoku nebo suspenze diazoniové soli na saze. Alternativně lze sazný produkt připravit peletizací sazí v přítomnosti rozpouštědlového systému, například vody, obsahujícího diazoniovou sůl nebo reakční činidla určená pro generování φφφ φφφφ φφφφ • · ΦΦ · · · · 9 · ·The reaction between the diazonium salt and the carbon black may be carried out using any type of carbon black, for example, in a fluffy or pelletized form. In one embodiment, which aims to reduce manufacturing costs, the reaction can be performed during the production of the carbon black pellets. For example, the carbon black product of the present invention can be produced in a dry drum by spraying a solution or suspension of a diazonium salt onto carbon black. Alternatively, the carbon black product may be prepared by pelletizing the carbon black in the presence of a solvent system such as water containing a diazonium salt or reagents to generate a carbon black product.
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Φ·· ΦΦΦ ΦΦΦΦΦ ·· ΦΦΦ ΦΦΦΦ
ΦΦΦ ΦΦ ΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦ diazoniové soli in sítu. Výhodné jsou vodné rozpouštšdlové systémy. Další provedení vynálezu tedy představuje způsob výroby sazného produktu ve formě pelet, který zahrnuje: zavedení sazí a vodné suspenze nebo roztoku diazoniové soli do peletizéru, reakci diazoniové soli se sazemi s cílem navázat organickou skupinu na saze a peletízaci finálních sazí, které na sobě již mají navázánu organickou skupinu. Peletizovaný sazný produkt lze následně vysušit pomocí běžných technik.Z ΦΦ ΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦ diazonium salts in situ. Aqueous solvent systems are preferred. Thus, another embodiment of the present invention provides a method for producing a carbon black product in the form of pellets comprising: introducing a carbon black and an aqueous suspension or solution of a diazonium salt into a pelletizer, reacting the diazonium salt with the carbon blacks to bind the organic group to the carbon black; bound organic group. The pelletized carbon black product can then be dried using conventional techniques.
Tyto způsoby zpravidla produkují anorganické vedlejší produkty, například soli. Někteří koneční uživatelé, například uživatelé, kteří budou popsáni níže, považují tyto vedlejší produkty za nežádoucí. Existuje několik možných způsobů výroby sazného produktu bez nežádoucích anorganických vedlejších produktů nebo solí, které následuj i.These processes generally produce inorganic by-products, for example salts. Some end users, such as those described below, consider these by-products undesirable. There are several possible methods for producing the carbon black product without the undesirable inorganic by-products or salts that follow.
Za prvé lze diazoniovou sůl purifikovat před použitím odstraněním nežádoucího anorganického vedlejšího produktu pomocí v daném oboru známých prostředků. Za druhé lze diazoniovou sůl generovat za použití organického dusitanu jako diazotizačního činidla a získat tak odpovídající alkohol a nikoli anorganickou sůl a za třetí lze diazoniovou sůl připravit z aminu, kte’rý má kyselinovou skupinu, a vodného roztoku oxidu dusičitého, kdy rovněž nedojde k vytvoření žádné anorganické soli. Je zřejmé, že odborníkům v daném oboru budou známy i další způsoby.First, the diazonium salt can be purified prior to use by removing the undesirable inorganic by-product using means known in the art. Secondly, the diazonium salt can be generated using an organic nitrite as the diazotizing agent to yield the corresponding alcohol rather than an inorganic salt, and thirdly, the diazonium salt can be prepared from an amine having an acid group and an aqueous solution of nitrogen dioxide which also does not form. no inorganic salts. It will be understood that other methods will be apparent to those skilled in the art.
Kromě anorganických vedlejších produktů může způsob rovněž produkovat organické vedlejší produkty, které lze odstranit například extrakcí organickými rozpouštědly. Další způsoby získání produktů bez nežádoucích organickýchIn addition to inorganic by-products, the process can also produce organic by-products that can be removed, for example, by extraction with organic solvents. Other ways of obtaining products without undesirable organic
01-2319-99 Če • fcfc fcfc fcfc ·« fcfc fc * » ···· fcfc·· fcfcfc· fcfc ♦ · · · · fcfc fcfcfc · · fcfc fcfc · • fcfc fcfcfc fcfc·· • fcfc fcfc fcfc fcfcfc· fcfc fcfc vedlejších produktů jsou odborníkům v daném oboru známy a zahrnují vymývání nebo odstraňování iontů reverzní osmózou.Fcfc · fcfc fcfc · fcfc fcfc · fcfc fcfc fcfc fcfc fcfc fcfc fcfc fcfc · fcfc fcfc · fcfc The byc products are known to those skilled in the art and include reverse osmosis elution or ion removal.
Při reakci mezi diazoniovou solí a sazemi vzniká sazný produkt, ve kterém jsou na sazích navázány organické skupiny. Diazoniová sůl může obsahovat organickou skupinu, která se má navázat na saze. Je možné vyrábět sazné produkty podle vynálezu pomocí dalších v daném oboru známých prostředků.The reaction between the diazonium salt and the carbon black produces a carbon black product in which organic groups are attached to the carbon black. The diazonium salt may contain an organic group to be attached to the carbon black. It is possible to produce the carbon black products of the invention by other means known in the art.
Organickou skupinou může být alifatická skupina, cyklická organická skupina nebo organická skupina, která má alifatickou část a cyklickou část. Jak již bylo diskutováno výše, diazoniovou sůl použitelnou ve způsobu podle vynálezu lze odvodit z primárního aminu, který má jednu z těchto skupin a který je schopen tvořit i přechodně diazoniovou sůl. Organická skupina může být substituovaná nebo nesubstituovaná a větvená nebo nevětvená. Alifatické skupiny zahrnují například skupiny odvozené z alkanů, alkenů, alkoholů, etherů, aldehydů, ketonů, karboxylových kyselin a cukrů. Cyklické organické skupiny zahrnují neomezujícím způsobem alicyklické uhlovodíkové skupiny (například cykloalkylové skupiny a cykloalkenylové skupiny), heterocyklické uhlovodíkové skupiny (například pyrrolidinylovou skupinu, pyrrolinylovóu skupinu, piperidinylovou skupinu, morfolinylovou skupinu apod.), arylové skupiny (například fenylovou skupinu, naftylovou skupinu, anthracenylovou skupinu apod.) a heteroarylové skupiny (imidazolylovou skupinu, pyrazolylovou skupinu, pyridinylovou skupinu, thienylovou skupinu, thiazolylovou skupinu, furylovou skupinu, indolylovou skupinu apod.). Se zvyšující se sférickou zábranou substituované organickéThe organic group may be an aliphatic group, a cyclic organic group, or an organic group having an aliphatic moiety and a cyclic moiety. As discussed above, the diazonium salt useful in the process of the present invention can be derived from a primary amine having one of these groups and capable of forming a transiently diazonium salt. The organic group may be substituted or unsubstituted and branched or unbranched. Aliphatic groups include, for example, groups derived from alkanes, alkenes, alcohols, ethers, aldehydes, ketones, carboxylic acids, and sugars. Cyclic organic groups include, but are not limited to, alicyclic hydrocarbon groups (e.g., cycloalkyl and cycloalkenyl groups), heterocyclic hydrocarbon groups (e.g., pyrrolidinyl, pyrrolinyl, piperidinyl, morpholinyl, and the like), aryl groups (e.g., phenyl, naphthyl, anthracenyl) and the like) and heteroaryl groups (imidazolyl, pyrazolyl, pyridinyl, thienyl, thiazolyl, furyl, indolyl, etc.). With increasing spherical inhibition substituted organic
01-2319-99 Če • 9 99 «9 4 • 9 9 Λ01-2319-99 English • 9 99 «9 4 • 9 9 Λ
9999 skupiny se snižuje počet organických skupin navázaný na saze reakcí mezi diazoniovou solí a sazemi.The 9999 group reduces the number of organic groups attached to the carbon black by reaction between the diazonium salt and the carbon black.
Pokud je organická skupina substituovaná, potom může obsahovat libovolnou funkční skupinu slučitelnou s tvorbou diazoniové soli. Výhodné funkční skupiny zahrnují neomezujícím způsobem R, OR, COR, COOR, OCOR, karboxylátové soli, například COOLi, COONa, COOK, COO~NR4 +, atom halogenu, kyanoskupinu, NR2, sulfitovou skupinu, sulfonátové soli, jako například sulfonát lithný, sulfonát sodný, sulfonát draselný, SO3“NR4+, sírany a soli kyseliny sírové, NR(COR), C0NR2, nitroskupinu, fosfonovou skupinu, fosfo-nátové soli, například hydrogenfosfonát sodný a fosfonát sodný, fosfátové soli, například hydrogenfosforečnan sodný a fosforečnan sodný, N=NR, NR3 +X“, PR3+X, SkR, SSO3H, SS03 soli, SO2NRR' , S02SR, SNRR' , SNQ, S02NQ, C02NQ, S-(l,4piperazindiyl)-SR, 2-(1,3-dithianyl) , 2-(1,3-dithiolanyl),If the organic group is substituted, it may contain any functional group compatible with the formation of the diazonium salt. Preferred functional groups include, but are not limited to, R, OR, COR, COOR, OCOR, carboxylate salts such as COOL 1, COONa, COOK, COO-NR 4 + , halogen, cyano, NR 2, sulfite, sulfonate salts such as lithium sulfonate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, SO3 + NR4 + , sulfates and salts of sulfuric acid, NR (COR), C0NR2, nitro, phosphonic acid, phosphonate salts such as sodium hydrogen phosphonate and sodium phosphonate, phosphate salts such as sodium hydrogen phosphate and sodium phosphate , N = NR, NR 3 + X ', PR3 + X, SkR, SSO 3 H, SS0 3 salts, SO 2 NRR', SO 2 SR, SNRR ', SNQ, SO 2 NQ, CO 2 NQ, S- ( 1,4-piperazinediyl) -SR, 2- (1,3-dithianyl), 2- (1,3-dithiolanyl),
SOR a SO2R. R a R', které mohou být stejné nebo odlišné, znamenají nezávisle atom vodíku, větvený nebo nevětvený, substituovaný nebo nesubstituovaný, nasycený nebo nenasycený uhlovodík s 1 až 20 atomy uhlíku, například alkylovou skupinu, alkenylovou skupinu, alkinylovou skupinu, substituovanou nebo nesubstituovanou arylovou skupinu, substituovanou nebo nesubstituovanou heteroarylovou skupinu, substituovanou nebo nesubstituovanou alkylarylovou skupinu nebo substituovanou nebo nesubstituovanou arylalkylovou skupinu. Dolní index k znamená celé číslo od 1 do 8 a výhodně od 2 do 4. Aniont X“ znamená halogenidovou skupinu nebo aniont odvozený z kyseliny. Substituent Q znamená (CH2) xNR (CH2) z nebo (CH2) XS (CH2) z, ve kterých dolní index w znamená celé číslo od 2 do 6 a dolní indexy x a z znamenají celá čísla od 1 do 6.SOR and SO 2 R. R and R ', which may be the same or different, are independently hydrogen, branched or unbranched, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, for example alkyl, alkenyl, alkynyl a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, a substituted or unsubstituted alkylaryl group, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group. The subscript k is an integer from 1 to 8 and preferably from 2 to 4. Anion X 'is a halide group or an acid-derived anion. The substituent Q is (CH 2 ) x NR (CH 2 ) z or (CH 2 ) X S (CH 2 ) z , in which the subscript w is an integer from 2 to 6 and the subscripts x and z are integers from 1 to 6 .
minerální organické (CH2)w, (CH2) x0 (CH2) z,mineral organic (CH 2 ) w , (CH 2 ) x 0 (CH 2 ) z ,
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Výhodnou organickou skupinou je aromatické skupina obecného vzorce AyAr~, která odpovídá primárnímu aminu obecného vzorce AyArNH2. V tomto obecném vzorci mají jednotlivé proměnné následující významy: Ar znamená aromatický radikál, jakým je například arylová nebo heteroarylová skupina. Výhodně se Ar zvolí ze skupiny sestávající z fenylové skupiny, naftylové skupiny, anthracenylové skupiny, fenanthrenylové skupiny, bifenylové skupiny, pyridinylové skupiny, benzothiadiazolylové skupiny a benzothiazolylové skupiny. A znamená substituent na aromatickém radikálu, který se nezávisle zvolí z výše popsaných výhodných funkčních skupin nebo A znamená lineární, větvený nebo cyklický uhlovodíkový radikál (výhodně obsahující 1 až 20 atomů uhlíku), který je nesubstituovaný nebo substituovaný alespoň jednou z funkčních skupin, a dolní index y znamená celé číslo od 1 do celkového počtu -CH radikálů v aromatickém radikálu. Pokud například Ar znamená fenylovou skupinu, potom dolní index y znamená celé číslo od 1 do 5, pokud Ar znamená naftylovou skupinu, potom dolní index y znamená 1 až 7, pokud Ar znamená anthracenylovou skupinu, fenanthrenylovou skupinu nebo bifenylovou skupinu, potom dolní index y znamená 1 až 9 a pokud Ar znamená pyridinylovou skupinu, potom dolní index y znamená 1 až 4. Ve výše uvedeném obecném vzorci znamenají specifické příklady R a R' NH2-C6H4-, CH2CH2-CsH4-NH2, CH2-C6H4-NH2 a C6H5.A preferred organic group is an aromatic group of formula A y Ar -, which corresponds to the primary amine of formula A y ArNH 2 . In the general formula, the individual variables have the following meanings: Ar represents an aromatic radical such as an aryl or heteroaryl group. Preferably, Ar is selected from the group consisting of phenyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, biphenyl, pyridinyl, benzothiadiazolyl and benzothiazolyl. A represents a substituent on an aromatic radical independently selected from the preferred functional groups described above or A represents a linear, branched or cyclic hydrocarbon radical (preferably containing 1 to 20 carbon atoms) which is unsubstituted or substituted by at least one of the functional groups, and lower the index y represents an integer from 1 to the total number of -CH radicals in the aromatic radical. For example, if Ar is a phenyl group, then subscript y is an integer from 1 to 5, if Ar is naphthyl, then subscript y is 1 to 7, when Ar is anthracenyl, phenanthrenyl, or biphenyl, then subscript y is 1-9 and when Ar is pyridinyl group, the subscript y is 1 to 4. In the general formula above are specific examples of R and R 'are NH 2 -C 6 H 4 -, CH 2 CH 2 C s H 4 -NH 2 , CH 2 -C 6 H 4 -NH 2 and C 6 H 5 .
Další výhodnou sadou organických skupin, které lze navázat na saze, jsou organické skupiny substituované iontovou nebo ionizovatelnou skupinou, která tvoří funkční skupinu. Ionizovatelnou skupinou je skupina, která je schopná tvořit v použitém médiu iontovou skupinu. IontovouAnother preferred set of organic groups that can be attached to the carbon black are organic groups substituted with an ionic or ionizable group that form a functional group. An ionizable group is a group which is capable of forming an ionic group in the medium used. Ionic
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
skupinou může být aniontová skupina nebo kationtové skupina a ionizovatelná skupina může tvořit aniont nebo kationt.the group may be an anionic group or a cationic group and the ionizable group may form an anion or a cation.
Ionizovatelné funkční skupiny tvořící anionty zahrnují například kyselinové skupiny nebo soli kyselinových skupin. Organické skupiny tedy zahrnují skupiny odvozené z organických kyselin. Je výhodné, pokud obsahuje ionizovatelnou skupinu tvořící aniont, například organickou skupinu, která má a) aromatickou skupinu a b) alespoň jednu kyselinovou skupinu s pKa menší než 11 nebo alespoň jednu sůl kyselinové skupiny s pKa menší než 11 nebo směs alespoň jedné kyselinové skupiny s pKa menší než 11 a alespoň jedné soli kyselinové skupiny s pKa menší než 11. Hodnota pKa kyselinové skupiny označuje pKa organické skupiny jako celku, tedy nejen kyselinového substituentu. Výhodněji je pKa menší než 10 a nej výhodně ji menší než 9. Výhodně je aromatická skupina organické skupiny přímo navázána na saze. Aromatická skupina může být nesubstituovaná nebo může být dále substituovaná, například alkylovými skupinami. Výhodněji je organickou skupinou fenylová skupina nebo naftylová skupina a kyselinovou skupinou je sulfonová kyselinová skupina, sulfinová kyselinová skupina, fosfonová kyselinová skupina nebo karboxylová kyselinová skupina. Příklady těchto kyselinových skupin a jejich solí jsou diskutovány výše. Nej výhodněji je organickou skupinou substituovaná nebo nesubstituovaná sulfofenylová skupina nebo její sůl;Ionizable functional groups forming anions include, for example, acid groups or salts of acid groups. Organic groups thus include groups derived from organic acids. Preferably, it comprises an ionizable anion forming group, for example an organic group having a) an aromatic group and b) at least one acid group having a pKa of less than 11 or at least one salt of the acid group having a pKa of less than 11 or a mixture of at least one acid group with pKa less than 11 and at least one acid group salt with a pKa of less than 11. The pKa of the acid group refers to the pKa of the organic group as a whole, and not only the acid substituent. More preferably, the pK a is less than 10 and most preferably less than 9. Preferably, the aromatic group of the organic group is directly attached to the carbon black. The aromatic group may be unsubstituted or may be further substituted, for example by alkyl groups. More preferably, the organic group is a phenyl group or a naphthyl group and the acid group is a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, a phosphonic acid group or a carboxylic acid group. Examples of these acid groups and their salts are discussed above. Most preferably, the organic group is a substituted or unsubstituted sulfophenyl group or a salt thereof;
substituovaná nebo nesubstituovaná (polysulfo)fenylová skupina nebo její sůl; substituovaná nebo nesubstituovaná sulfonaftylová skupina nebo její sůl; nebo substituovaná nebo nesubstituovaná (polysulfo)naftylová skupina nebo její sůl. Výhodnou substituovanousubstituted or unsubstituted (polysulfo) phenyl or a salt thereof; substituted or unsubstituted sulfonaphthyl or a salt thereof; or a substituted or unsubstituted (polysulfo) naphthyl group or a salt thereof. Preferred substituted
01-2319-99 Če • · • « sulfofenylovou skupinou je hydroxysulfofenylová skupina nebo její sůl.The sulfophenyl group is a hydroxysulfophenyl group or a salt thereof.
Specifickými organickými skupinami majícími ionizovatelnou funkční skupinu tvořící aniont (a jejich odpovídajícími primárními aminy) jsou p-sulfofenylová skupina (kyselina p-sulfanilová), 4-hydroxy-3-sulfofenylová skupina (kyselina 2-hydroxy-5-aminobenzensulfonová) a 2sulfoethylová skupina (kyselina 2-aminoethansulfonová). Rovněž lze použít další organické skupiny, které mají ionizovatelné funkční skupiny tvořící anionty.Specific organic groups having an ionizable anion-forming functional group (and their corresponding primary amines) are p-sulfophenyl (p-sulfanilic acid), 4-hydroxy-3-sulfophenyl (2-hydroxy-5-aminobenzenesulfonic acid) and 2-sulfoethyl ( 2-aminoethanesulfonic acid). Other organic groups having ionizable anionic functional groups may also be used.
Aminy reprezentují příklady ionizovatelných funkčních skupin, které tvoří kationtové skupiny. Aminy lze například protonovat za vzniku amoniových skupin v kyselinových médiích. Výhodně má organická skupina mající aminový substituent pKb menší než 5. Kvartérní amoniové skupiny (- NR3 +) a kvartérní fosfoniové skupiny (-PR3+) rovněž reprezentují příklady kationtových skupin. Organická skupina výhodně obsahuje aromatickou skupinu, jakou je například fenylová nebo naftylová skupina a kvartérní amoniovou nebo kvartérní fosfoniovou skupinu. Aromatická skupina je výhodně navázána přímo na saze. Kvarternizované cyklické aminy a rovněž kvarternizované aromatické aminy lze rovněž použít jako organickou skupinu. V tomto ohledu lze tedy použít N-substituované pyridiniové sloučeniny, například N-methylpyridyl. Příklady organických skupin zahrnují neomezujícím způsobem (C5H4N) C2H5 +, C6H4 (NC5H5)+, CSH4COCH2N(CH3)3 +, C6H4COCH2(NC5H5)+, (C5H4N)CH3 + a CSH4CH2N (CH3) 3 +.Amines represent examples of ionizable functional groups that form cationic groups. For example, amines can be protonated to form ammonium groups in acidic media. Preferably, the organic group having an amine substituent pKb is less than 5. Quaternary ammonium groups (- NR 3 + ) and quaternary phosphonium groups (-PR 3+ ) also represent examples of cationic groups. The organic group preferably contains an aromatic group such as a phenyl or naphthyl group and a quaternary ammonium or quaternary phosphonium group. The aromatic group is preferably attached directly to the carbon black. Quaternized cyclic amines as well as quaternized aromatic amines can also be used as an organic group. Thus, N-substituted pyridinium compounds such as N-methylpyridyl may be used in this regard. Examples of organic groups include, without limitation, (C 5 H 4 N) C 2 H 5 +, C6H4 (NC5H5) + CSH 4 COCH 2 N (CH3) 3+, C6H4COCH2 (NC5H5) +, (C 5 H 4 N) CH 3 +, and C S H 4 CH 2 N (CH 3) 3 +.
Výhodou sazných produktů, které na sobě mají navázanou organickou skupinu substituovanou iontovou nebo ionizovatelnou skupinou je to, že sazný produkt můžeThe advantage of carbon black products having an attached organic group substituted by an ionic or ionizable group is that the carbon black product can
01-2319-99 Če zvyšovat disperzibitu vody,, v porovnání s odpovídajícími neošetřenými sazemi. Vodná disperzibilita sazného produktu se zvyšuje společně s počtem organických skupin navázaných na saze, které mají na dané organické skupině navázanou alespoň jednu ionizovatelnou skupinu, takže zvýšení počtu ionizovatelných skupin v souvislosti se sazným produktem by mělo zvýšit vodnou disperzibilitu tohoto produktu a umožnit kontrolu vodné disperzibility na požadované úrovni. Je třeba poznamenat, že vodnou disperzibilitu sazného produktu obsahujícího jako organickou skupinu navázanou na saze amin lze zvýšit okyselením vodného média.01-2319-99 How to increase the water dispersibility compared to the corresponding untreated carbon black. The aqueous dispersibility of the carbon black product increases along with the number of carbon black groups attached to the carbon black having at least one ionizable group bound to the organic group, so increasing the number of ionizable groups associated with the carbon black product should increase the aqueous dispersibility of the carbon black product. required level. It should be noted that the aqueous dispersibility of the carbon black product containing an amine bound as an organic group can be increased by acidifying the aqueous medium.
Protože vodná disperzibilita sazných produktů závisí do určité míry na stabilizaci náboje je výhodné, pokud je iontová síla vodného média méně než 0,1 molární. Výhodněji je iontová síla méně než 0,01 molární.Since the aqueous dispersibility of the carbon black products depends to some extent on charge stabilization, it is preferred that the ionic strength of the aqueous medium be less than 0.1 molar. More preferably, the ionic strength is less than 0.01 molar.
Pokud se připraví takový vodou dispergovatelný sazný produkt, potom je výhodné, pokud se iontová nebo ionizovatelná skupina v reakčním médiu ionizuje. Roztok nebo suspenze výsledného produktu může být použita jako taková nebo se může před použitím naředit. Alternativně lze sazný produkt vysušit pomocí technik používaných pro běžné saze. Tyto techniky zahrnují neomezujícím způsobem sušení v pecích nebo rotačních sušárnách. Nicméně přesušení může způsobit ztrátu určitého stupně vodní disperzibility.When such a water dispersible carbon black product is prepared, it is preferred that the ionic or ionizable group be ionized in the reaction medium. The resulting product solution or suspension may be used as such or may be diluted prior to use. Alternatively, the carbon black product may be dried using techniques used for conventional carbon black. These techniques include, but are not limited to, kiln or rotary kiln drying. However, over-drying may result in the loss of some degree of water dispersibility.
Kromě své vodné disperzibility mohou být sazné produkty, které mají organickou skupinu substituovanou iontovou nebo ionizovatelnou skupinou, rovněž dispergovatelné v polárních organických rozpouštědlech, například v dimethylsulfoxidu (DMSO) a formamidu. Disperzibilitu sazných produktů majících organickou skupinu obsahujícíIn addition to their aqueous dispersibility, carbon black products having an organic group substituted with an ionic or ionizable group may also be dispersible in polar organic solvents, for example dimethylsulfoxide (DMSO) and formamide. Dispersibility of carbon black products having an organic group containing
01-2319-99 Če kyselinovou skupinu kovové soli v alkoholech, například v ethanolu nebo methanolu, lze zvýšit použití komplexotvorných činidel, jakými jsou například korunové ethery.01-2319-99 The use of complexing agents such as crown ethers can increase the acid group of a metal salt in alcohols, such as ethanol or methanol.
Aromatické sulfidy tvoří další skupinu výhodných organických skupin. Sazné produkty, které mají aromatické sulfidové skupiny, jsou zvláště použitelné v kaučukových kompozicích. Tyto aromatické reprezentovány obecnými vzorci sulfidy mohou býtAromatic sulfides form another group of preferred organic groups. Carbon black products having aromatic sulfide groups are particularly useful in rubber compositions. These aromatic compounds represented by the general formulas may be sulfides
Ar (CH2) qSk (CH2) rAr' neboAr (CH 2 ) q S k (CH 2 ) r Ar 'or
Ar (CH2) qSk (CH2) rAr' ve kterých ArAr (CH 2 ) q S k (CH 2 ) r Ar 'in which Ar
Ar' znamenaji nezávisle substituované nebo nesubstituované arylenové nebo heteroarylenové skupiny, Ar' znamená arylovou nebo heteroarylovou skupinu, dolní index k znamená 1 až 8 a dolní indexy q a r znamenají 0 až 4. Substituované arylové skupiny by zahrnovaly substituované alkylarylové skupiny. Výhodné arylenové skupiny zahrnují fenylenové skupiny a zejména p-fenylenové skupiny nebo benzothiazolylenové skupiny. Výhodné arylové skupiny zahrnují fenylovou skupinu, naftylovou skupinu a benzo-thiazolylovou skupinu. Počet přítomných atomů síry definovaný dolním indexem k se výhodně pohybuje v rozmezí od 2 do 4. Výhodnými saznými produkty jsou ty produkty, které na sobě mají navázány aromatickou sulfidovou organickou skupinu obecného vzorce (CSH4) -Sk- (C6H4) -, ve kterém dolní index k znamená celé číslo od 1 do 8 a výhodněji od 2 do 4. Zvláště výhodnými aromatickými sulfidovými skupinami jsou bis-para-(C6H4)-S2(C6H4)- a para-(C6H4)-S2-(C6H5) . Diazoniové soli těchto aromatických sulfidových skupin lze běžně připravit z odpovídajících primárních aminů H2N-Ar-Sk-Ar'-NH2 nebo H2NAr-Sk-Ar'' . Výhodné skupiny zahrnují dithiodi-4,1-fenylen, tetrathiodi-4,1-fenylen, fenyldithiofenylen, dithiodi-4,1(3-chlorofenylen) , - (4-ΟδΗ4)-S-S-(2-C7H4NS) , - (4-C6H4)-S-S01-2319-99 Če (4-C6H4)-OH, -6-(2-C7H3NS)-SH, - (4-CsH4)-CH2CH2-S-S-CH2CH2-(4C6H4)-, - (4-CsH4) -CH2CH2-S-S-S-CH2CH2- (4-CsH4)-, - (2-C6H4)-S-S-(2-C6H4)-, -(3-C6H4)-S-S-(3-CsH4)-, -6-(C6H3N2S) , -6-(2C7H3NS)-S-NRR', ve kterém RR' znamená -CH2CH2OCH2CH2-, -(4C6H4) -S-S-S-S- (4-CsH4)-, - (4-CsH4) -CH=CH2, - (4~CsH4)-S-SO3H,Ar 'is independently substituted or unsubstituted arylene or heteroarylene groups, Ar' is aryl or heteroaryl, the subscript k is 1 to 8 and the subscripts q and r are 0 to 4. Substituted aryl groups would include substituted alkylaryl groups. Preferred arylene groups include phenylene groups and especially p-phenylene groups or benzothiazolylene groups. Preferred aryl groups include phenyl, naphthyl and benzothiazolyl. The number of sulfur atoms present, defined by the subscript k, is preferably in the range from 2 to 4. Preferred carbon black products are those having an aromatic sulfide organic group of the formula (C 5 H 4 ) -S k - (C 6 H) 4 ) -, wherein the subscript k is an integer from 1 to 8 and more preferably from 2 to 4. Particularly preferred aromatic sulfide groups are bis-para- (C 6 H 4 ) -S 2 (C 6 H 4 ) - and para- (C 6 H 4 ) -S 2 - (C 6 H 5 ). Diazonium salts of these aromatic sulfide groups can be conveniently prepared from the corresponding primary amines H 2 N-Ar-S to -Ar'-NH 2 or H 2 NAr-Sk-Ar ''. Preferred groups include dithiodi-4,1-phenylene, tetrathiodi-4,1-phenylene, phenyldithiophenylene, dithiodi-4,1 (3-chlorophenylene), - (4- δ δ Η 4 ) -SS- (2-C 7 H) 4 NS), - (4-C 6 H 4) -S-S01-2319-99 Ce (4-C 6 H 4) -OH, -6- (2-C7H3NS) -SH, - (4-C H 4 ) -CH 2 CH 2 -SS-CH 2 CH 2 - (4C 6 H 4 ) -, - (4-C with H 4 ) -CH 2 CH 2 -SSS-CH 2 CH 2 - (4-C with H 4 ) -, - (2-C 6 H 4 ) -SS- (2-C 6 H 4 ) -, - (3-C 6 H 4 ) -SS- (3-C with H 4 ) -, -6- (C 6 H 3 N 2 S) -6- (2C7H3NS) -S-NRR 'groups where RR' is -CH2 CH2 OCH2 CH2 -, - (4C 6 H 4) -SSSS - (4-C with H 4 ) -, - (4-C with H 4 ) -CH = CH 2 , - (4-C with H 4 ) -S-SO 3 H,
- (4-C6H4) -SO2NH- (4-C6H4) -S-S- (4-C6H4) -NHSO2- (4-C6H4) -, -6-(2C7H3NS)-S-S-2-( 6-C7H3NS)-, - (4-C6H4) -S-CH2- (4-CsH4)-, -(4C6H4) -SO2-S- (4-C6H4) , - (4-C6H4)-CH2-S-CH2-(4-C6H4)-, -(3-C6H4)CH2-S-CH2- (3-C6H4)-, - (4-CsH4)-CH2-S-S-CH2-(4-C6H4)-, -(3CsH4) -CH2-S-S-CH2- (3-CsH4)-, - (4-C6H4)-S-NRR', ve kterém RR' znamená CH2CH2OCH2CH2-, -(4-C6H4)-SO2NH-CH2CH2-S-S-CH2CH2NHSO2- (4-C6H4)-, -(4-C6H4)-2-(1, 3-dithianyl) a -(4-C6H4)-S(1,4-piperizindiyl) -S- (4-CeH4)- (4-C 6 H 4 ) -SO 2 NH- (4-C 6 H 4 ) -SS- (4-C 6 H 4 ) -NHSO 2 - (4-C 6 H 4 ) -, -6- (2C7H3NS) -SS-2- (6-C7H3NS) -, - (4C 6 H 4) -S-CH 2 - (4C s H 4) -, - (4C 6 H 4) -SO 2 S- (4-C 6 H 4) - (4-C 6 H 4) -CH 2 -S-CH 2 - (4-C 6 H 4) -, - (3-C 6 H 4) CH 2 -S-CH 2 - (3-C 6 H 4 ) -, - (4-C with H 4 ) -CH 2 -SS-CH 2 - (4-C 6 H 4 ) -, - (3C with H 4 ) -CH 2 -SS-CH 2 - (3-C with H 4 ) -, - (4-C 6 H 4 ) -S-NRR ', wherein RR' is CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 - , - (4-C 6 H 4 ) -SO 2 NH-CH 2 CH 2 -SS-CH 2 CH 2 NHSO 2 - (4-C 6 H 4 ) -, - (4-C 6 H 4 ) -2 - (1, 3-dithianyl), and - (4-C 6 H 4) -S (1,4-piperizindiyl) -S- (4-C e H 4)
Další výhodnou sadou organických skupin, které lze navázat na saze, jsou organické skupiny, které mají aminof enylovou skupinou, například (CSH4)-NH2, (C6H4)-CH2(CSH4)-NH2, (CsH4)-SO2- (CsH4) -NH2. Výhodné organické skupiny rovněž zahrnují aromatické sulfidy obecného vzorce Ar-Sn-Ar' nebo Ar-Sn-Ar' ' , ve kterých Ar a Ar' nezávisle znamenají arylenovou skupinu, Ar'' znamená arylovou skupinu a dolní index n znamená 1 až 8. Způsoby navázání těchto organických skupin na saze jsou diskutovány v patentových přihláškách US 08/356,660, US 08/572,525 a US 08/356,459, které jsou zde zahrnuty formou odkazů.Another preferred set of organic groups that can be attached to the carbon black are organic groups having an aminophenyl group, for example (C 5 H 4 ) -NH 2 , (C 6 H 4 ) -CH 2 (C 5 H 4 ) -NH 2 (C s H 4) -SO 2 - (C s H 4) -NH second Preferred organic groups also include aromatic sulfides of the formula Ar-S n -Ar 'or Ar-S n -Ar'', in which Ar and Ar' are independently an arylene group, Ar '' is an aryl group and the subscript n is 1 to 1 Methods for attaching these organic groups to carbon black are discussed in U.S. Patent Applications 08 / 356,660, 08 / 572,525 and 08 / 356,459, which are incorporated herein by reference.
Do rozsahu vynálezu dále spadá použití směsi siliky a sazí ošetřených kovem. Rovněž lze použít libovolnou kombinaci dalších složek se sazemi ošetřenými kovem. Takovými kombinacemi jsou například následující kombinace:The invention furthermore relates to the use of a mixture of silica and metal treated with carbon black. Any combination of other metal-treated carbon black components may also be used. Such combinations are, for example, the following combinations:
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
a) kovem šetřené saze s navázanou organickou skupinou, případně ošetřené silanovým vazebným činidlem;(a) organic-bonded metal-treated carbon black, optionally treated with a silane coupling agent;
b) silika;b) silica;
c) modifikovaná silika, například s navázanou organickou skupinou; a/neboc) modified silica, for example with an attached organic group; or
d) další anorganická plniva a jejich chemicky modifikované deriváty;(d) other inorganic fillers and their chemically modified derivatives;
e) saze; a/nebo(e) carbon black; or
f) modifikované saze s navázanou organickou skupinou;(f) modified carbon black with an attached organic group;
g) křemíkem ošetřené saze, případně s navázanými organickými skupinami.(g) silicon-treated carbon black, where appropriate with attached organic groups.
Příklady siliky zahrnují neomezujícím způsobem siliku, vysráženou siliku, amorfní siliku, křemenné sklo, tavený křemen, silikáty (například hlinitokřemičitany) a další plniva obsahující křemík, například jíl, mastek, wollastonit atd. Siliky jsou běžně dostupné z takových zdrojů, jakými jsou společnosti Cabot Corporation (pod obchodním označením Cab-O-Sil), PPG' Industries (pod obchodním označením Hi-Sil a Ceptane), Rhone-Poulenc (pod obchodním označením Zeosil) a Degussa AG (pod obchodním označením Ultrašil a Coupsil).Examples of silica include, but are not limited to, silica, precipitated silica, amorphous silica, quartz glass, fused silica, silicates (e.g. aluminosilicates) and other silicon-containing fillers such as clay, talc, wollastonite, etc. Silicas are commonly available from sources such as Cabot Corporation (under the trade names Cab-O-Sil), PPG 'Industries (under the trade names Hi-Sil and Ceptane), Rhone-Poulenc (under the trade names Zeosil) and Degussa AG (under the trade names Ultrašil and Coupsil).
Elastomemí sloučeniny podle vynálezu lze připravit z ošetřených sazí jejich sloučením s libovolným z elastomerů, které zahrnují elastomery použitelné pro slučování se sazemi.The elastomeric compounds of the invention can be prepared from the treated carbon black by combining it with any of the elastomers that include elastomers useful for coupling with the carbon black.
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Libovolný vhodný elastomer lze sloučit se sazemi ošetřenými kovem a připravit tak elastomemí sloučeniny podle vynálezu. Takové elastomery zahrnují neomezujícím způsobem kaučuky, homopolymery nebo kopolymery 1,3-butadienu, styrenu, isoprenu, isobutylenu, 2,3-dimethyl-l,3butadienu, akrylonitrilu, ethylenu a propylenu. Teplota skelného přechodu (Tg) elastomerů se výhodně pohybuje v rozmezí přibližně od -120 °C do 0 °C, měřeno diferenční scanovací kalorimetrií (DSC). Příklady elastomerů zahrnují neomezujícím způsobem styren-butadienový kaučuk (SBR), přírodní kaučuk, polybutadien, polyisopren a jejich olejem nastavené deriváty. Rovněž lze použít směsi libovolných výše zmíněných elastomerů.Any suitable elastomer can be combined with the metal treated carbon black to prepare the elastomeric compound of the invention. Such elastomers include, but are not limited to, rubbers, homopolymers or copolymers of 1,3-butadiene, styrene, isoprene, isobutylene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, acrylonitrile, ethylene, and propylene. The glass transition temperature (Tg) of the elastomers is preferably in the range of about -120 ° C to 0 ° C, as measured by differential scanning calorimetry (DSC). Examples of elastomers include, but are not limited to, styrene-butadiene rubber (SBR), natural rubber, polybutadiene, polyisoprene, and oil-based derivatives thereof. Mixtures of any of the above-mentioned elastomers may also be used.
Mezi kaučuky vhodné pro použití v rámci vynálezu lze zařadit přírodní kaučuk a jeho deriváty, například chlorovaný kaučuk. Kovem ošetřené sazné produkty podle vynálezu lze rovněž použít i jako přísadu do syntetických kaučuků, jakými jsou například: kopolymery přibližně 10 % hmotn. až 70 % hmotn. styrenu a přibližně 30 % hmotn. až 90 % hmotn. butadienu, například kopolymer 19 dílů styrenu a 81 dílů butadienu, kopolymer 30 dílů styrenu a 70 dílů butadienu, kopolymer 43 dílů styrenu a 57 dílů butadienu a kopolymer 50 dílů styrenu a 50 dílů butadienu; polymery a kopolymery konjugovaných dienů, například polybutadienu, polyisoprenu, polychloroprenu apod., a kopolymery těchto konjugovaných dienů s kopolymerovatelným monomerem obsahujícím ethylenovou skupinu, například styrenem, methylstyrenem, chlorostyrenem, akrylonitrilem, 2-vinylpyridinem, 5-methyl-2-vinylpyridinem, 5-ethyl-2vinylpyridinem, 2-methyl-5-vinylpyridinem, alkylovou skupinou substituované akryláty, vinylketon, methylisopropenyl01-2319-99 Če • · · · · · * · · ·· ·· ···· ·· ·* keton, methylvinylether, a-methylenkarboxylové kyseliny a jejich estery a amidy, jako je například kyselina akrylová a amid kyseliny dialkylakrylové; a pro použití v rámci vynálezu jsou rovněž vhodné kopolymery ethylenu a dalších vyšších α-olefinů, například propylenu, 1-butenu a 1-pentenu.The rubbers suitable for use in the present invention include natural rubber and its derivatives, for example chlorinated rubber. The metal-treated carbon black products of the invention can also be used as an additive in synthetic rubbers such as: copolymers of about 10 wt. % to 70 wt. % styrene and about 30 wt. % to 90 wt. butadiene, for example a copolymer of 19 parts styrene and 81 parts butadiene, a copolymer 30 parts styrene and 70 parts butadiene, a copolymer 43 parts styrene and 57 parts butadiene, and a copolymer 50 parts styrene and 50 parts butadiene; polymers and copolymers of conjugated dienes, for example polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene and the like, and copolymers of these conjugated dienes with a copolymerizable ethylene group-containing monomer, for example styrene, methylstyrene, chlorostyrene, acrylonitrile, 2-vinylpyridine, 5-methyl-2-vinylpyridine ethyl-2-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, alkyl-substituted acrylates, vinyl ketone, methylisopropenyl01-2319-99 ketone, methyl vinyl ether, α-methylenecarboxylic acids and their esters and amides, such as acrylic acid and dialkylacrylic acid amide; and copolymers of ethylene and other higher α-olefins, such as propylene, 1-butene and 1-pentene, are also suitable for use in the present invention.
Kaučukové kompozice podle vynálezu mohou tedy obsahovat elastomer, vulkanizační činidla, vyztužující plnivo, vazebné činidlo a případně různé pomocné zpracovatelské prostředky, olejová nastavovadla a antidegradanty. Kromě výše zmíněných příkladů mohou být elastomerem například polymery (např. homopolymery, kopolymery a terpolymery) vyrobené z 1,3-butadienu, styrenu, isoprenu, isobutylenu, 2,3-dimethyl-l,3-butadienu, akrylonitrilu, ethylenu, propylenu apod. Je výhodné, pokud teplota skelného přechodu (Tg) těchto elastomerů leží mezi -120 °C a 0 °C, měřeno DSC. Příkladem takových elastomerů jsou póly(butadien), kopolymer styrenu a butadienu a póly(isopren).Accordingly, the rubber compositions of the invention may comprise elastomer, vulcanizing agents, reinforcing filler, binding agent and optionally various processing aids, oil extenders and antidegradants. In addition to the above examples, the elastomer may be, for example, polymers (e.g., homopolymers, copolymers and terpolymers) made of 1,3-butadiene, styrene, isoprene, isobutylene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, acrylonitrile, ethylene, propylene, and the like. It is preferred that the glass transition temperature (Tg) of these elastomers be between -120 ° C and 0 ° C as measured by DSC. Examples of such elastomers are poles (butadiene), styrene-butadiene copolymer and poles (isoprene).
Elastomerní sloučeniny rovněž zahrnují vulkanizované kompozice (VR), termoplastické vulkanizáty (TPV), termoplastické elastomery (TPE) a termoplastické polyolefiny (TPO) . TPV, TPE a TPO materiály jsou dále charakteristické svou extrudovatelností a svou několikanásobnou tvářitelností bez ztráty výkonnostních charakteristik.Elastomeric compounds also include vulcanized compositions (VR), thermoplastic vulcanizates (TPV), thermoplastic elastomers (TPE), and thermoplastic polyolefins (TPO). Furthermore, TPV, TPE and TPO materials are characterized by their extrudability and multiple formability without loss of performance characteristics.
Při výrobě elastomerních kompozic lze použít jedno nebo několik vulkanízačních činidel, například síru, donory síry, aktivátory, urychlovače, peroxidy a další systémy, používané k vulkanizaci elastomerní kompozice.One or more vulcanizing agents, such as sulfur, sulfur donors, activators, accelerators, peroxides, and other systems used to vulcanize the elastomeric composition may be used in the manufacture of the elastomeric compositions.
• · · · · · · · • · · · · · * ·· ······ • · · · · · · • · «··· · · · ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Formulace sazí ošetřených kovem podle vynálezu s elastomery přináší výhody, které se při formulování elastomerů s běžnými sazemi neprojeví.Formulation of the metal-treated carbon blacks of the present invention with elastomers provides advantages that do not occur when formulating elastomers with conventional carbon blacks.
Následující příklady mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.The following examples are illustrative only, and are not intended to limit the scope of the invention as set forth in the appended claims.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 1
Za použití poloprovozního reaktoru, který byl obecně popsán v popisné části přihlášky vynálezu a je znázorněn na Obr. 1, se připravily hliníkem ošetřené saze podle vynálezu. Použitý reaktor měl následující rozměry: Di = 10 cm, D2 = 5 cm, D3 = 12,5 cm, Li = 10 cm, L2 = 12,5 cm, L3 = 17,5 cm, L4 = 30, 48 cm a Q = 137,25 cm.Using a pilot plant reactor as generally described in the specification, shown in FIG. 1, aluminum treated carbon black according to the invention was prepared. The reactor used had the following dimensions: D 1 = 10 cm, D 2 = 5 cm, D 3 = 12.5 cm, Li = 10 cm, L 2 = 12.5 cm, L 3 = 17.5 cm, L 4 = 30 , 48 cm and Q = 137.25 cm.
Tyto podmínky vedly k výrobě sazí označených podle ASTM jako N234. Komerčně dostupným příkladem sazí N234 je produkt Vulcan 7H od společnosti Cabot Corporation, Boston, Mass. Při výrobě sazí ošetřených hliníkem podle vynálezu se tyto podmínky změnily přidáním těkavé sloučeniny obsahující hliník do reaktoru. Průtok těkavé sloučeniny se nastavil tak, aby ovlivnil hmotnostní procento hliníku v sazích ošetřených hliníkem. Hmotnostní procento hliníku v ošetřených sazích se určilo zpopelněním podle ASTM zkušebního postupu D-1506.These conditions led to the production of carbon black designated by ASTM as N234. A commercially available example of N234 is Vulcan 7H from Cabot Corporation, Boston, Mass. In the production of the aluminum treated carbon blacks of the present invention, these conditions were changed by adding an aluminum-containing volatile compound to the reactor. The flow rate of the volatile compound was adjusted to affect the weight percent of aluminum in the aluminum-treated carbon black. The weight percent of aluminum in the treated carbon black was determined by ashing according to ASTM test procedure D-1506.
Jedny takové nové saze ošetřené hliníkem se vyrobily zavedením roztoku obsahujícího 70 % s-butoxidu hlinitého a % s-butanolu do uhlovodíkové výchozí suroviny. Tato ·· ·· · · ··One such new aluminum-treated carbon black was produced by introducing a solution containing 70% of aluminum s-butoxide and% s-butanol into the hydrocarbon feedstock. This ·· ·· · · ··
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
sloučeniny obsahující hliník do reaktoru v bodě L4. se připravily odlišné saze ošetřené hliníkem (A1-CB3).the aluminum-containing compounds to the reactor at point L4. different aluminum treated carbon black (A1-CB3) was prepared.
Protože je známo, že změny reakční teploty ovlivňují povrchovou plochu sazí a že reakční teplota je velmi citlivá na změnu průtoku výchozí suroviny ve vstřikovací zóně (zóna 3 na Obr. 1), se průtok výchozí suroviny snížil tak, aby přibližně vykompenzoval přítok zaváděné těkavé sloučeniny obsahující hliník, takže teplota reaktoru zůstala konstantní. To mělo za následek v podstatě konstantní vnější povrchovou plochu (měřeno jako t plocha) vyrobených sazí. Všechny ostatní podmínky se udržovaly na hodnotách potřebných pro výrobu sazí N234. Při výrobě vzorku A1-CB3, při které se těkavá sloučenina obsahující hliník zaváděla do reaktoru v bodě L4, nebyla žádná taková nastavení potřebná. S cílem zachovat specifickou strukturu sazí N234 se do výchozí suroviny vstřikovalo aditivum kontrolující strukturu (roztok octanu draselného). Průtok tohoto aditiva se při výrobě sazí ošetřených hliníkem, popsané ve všech následujících příkladech, udržoval na konstantní hodnotě.Since it is known that changes in the reaction temperature affect the surface area of the carbon black and that the reaction temperature is very sensitive to variation in the feedstock flow rate in the injection zone (zone 3 in Fig. 1), the feedstock flow rate has been reduced to approximately compensate for the volatile compound feed. containing aluminum, so that the reactor temperature remained constant. This resulted in a substantially constant outer surface area (measured as t area) of the carbon black produced. All other conditions were maintained at the values required for the production of carbon black N234. In the manufacture of sample CB3-A1, in which the volatile aluminum-containing compound fed to the reactor at point L 4, no such adjustment is needed. In order to maintain the specific structure of the carbon black N234, a structure control additive (potassium acetate solution) was injected into the feedstock. The flow rate of this additive was kept constant during the production of the aluminum-treated carbon black described in all the following examples.
Vnější povrchová plocha (t-plocha) se měřila podle ASTM D3037 - Metody A pro dusíkovou povrchovou plochu. Pro toto měření se isoterm dusíkové adsorpce rozšířil maximálně na 0,55 relativního tlaku. Relativním tlakem je tlak (P), který je vydělen tlakem nasycenosti (Po) (tlak, při kterém dusík kondenzuje). Tloušťka adsorpční vrstvy (ti) se potom vypočítala za použití následujícího vzorce:The outer surface area (t-area) was measured according to ASTM D3037 - Method A for the nitrogen surface area. For this measurement, the nitrogen adsorption isotherm expanded to a maximum of 0.55 relative pressure. The relative pressure is the pressure (P) divided by the saturation pressure (P o ) (the pressure at which nitrogen condenses). The thickness of the adsorption layer (ti) was then calculated using the following formula:
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
13,99 1 7^034 - 1ο§(Ρ/Ρθ)13.99 1 7 ^ 034 - 1ο § (Ρ / Ρ θ )
Proti hodnotám ti se následně vynesly hodnoty objemu (V) adsorbovaného dusíku. Mezi body ti hodnot 0,39 a 0,62 nm se proložila přímka. Ze směrnice této přímky se za použití následujícího vzorce získala t-plocha:The values of the adsorbed nitrogen volume (V) were then plotted against the ti values. A line was drawn between the t1 points of 0.39 and 0.62 nm. Using the following formula, the t-area was obtained from the slope of this line:
t-plocha, m2/gm = 15-47 x směrnicet-area, m 2 / gm = 15-47 x slope
TABULKA. 1TABLE. 1
U získaných sazí se analyzovala povrchová plocha a obsah hliníku. Tyto hodnoty jsou shrnuty v níže uvedené Tabulce 2.The surface area and aluminum content of the obtained carbon blacks were analyzed. These values are summarized in Table 2 below.
TABULKA 2TABLE 2
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Přiklad 2Example 2
Za použití poloprovozního reaktoru se připravily saze ošetřené ZnO a saze ošetřené ZnO-silikou podle vynálezu. Pro výrobu sazí se použily reakční podmínky definované v níže uvedené Tabulce 3.A ZnO-treated carbon black and a ZnO-treated carbon black according to the invention were prepared using a pilot plant reactor. The reaction conditions defined in Table 3 below were used to produce the carbon black.
Tyto podmínky vedly k vytvoření sazí, kterým odpovídá ASTM označení N234. Komerčně dostupným příkladem sazí N234 je produkt Vulcan 7H od společnosti Cabot Corporation, Boston, Mass. Aby se získaly saze ošetřené zinkem a kombinace sloučenin ošetřené zinkem a sloučeniny ošetřené křemíkem určené pro výrobu sazí ošetřených zinkem a křemíkem se tyto podmínky změnily přidáním těkavé sloučeniny obsahující zinek do reaktoru. Průtok těkavých sloučenin se nastavil tak, aby ovlivnil hmotnostní procento zinku a křemíku v ošetřených sazích. Hmotnostní procento zinku a křemíku v ošetřených sazích se určilo zpopelněním podle ASTM zkušebního postupu D-1506.These conditions led to the formation of carbon black, which corresponds to ASTM designation N234. A commercially available example of N234 is Vulcan 7H from Cabot Corporation, Boston, Mass. In order to obtain zinc-treated carbon black and combinations of zinc-treated compounds and silicon-treated compounds for producing zinc-silicon-treated carbon blacks, these conditions were changed by adding a zinc-containing volatile compound to the reactor. The flow rate of the volatile compounds was adjusted to affect the weight percent of zinc and silicon in the treated carbon black. The weight percent of zinc and silicon in the treated carbon black was determined by ashing according to ASTM test procedure D-1506.
Jedny takové nové saze se vyrobily zavedením oktoátu zinečného (Ci6H30O4) do uhlovodíkové výchozí suroviny. Výsledné saze ošetřené zinkem se zde označily jako Zn-CBl a Zn-CB2. Saze ošetřené kombinací zinku a křemíku (Zn-Si-CB) se připravily zavedením těkavé sloučeniny obsahující zinek (oktoátu zinečného) a těkavé sloučeniny obsahující křemík (oktamethyltetrasiloxanu) do uhlovodíkové výchozí suroviny.One such new carbon black was produced by introducing zinc octoate (C 16 H 30 O 4 ) into the hydrocarbon feedstock. The resulting zinc-treated carbon black was designated herein as Zn-CB1 and Zn-CB2. Carbon black treated with a combination of zinc and silicon (Zn-Si-CB) was prepared by introducing a zinc-containing volatile compound (zinc octoate) and a silicon-containing volatile compound (octamethyltetrasiloxane) into the hydrocarbon feedstock.
Protože je známo, že změny reakční teploty ovlivňují povrchovou plochu sazí a že reakční teplota je velmi citlivá na změnu průtoku výchozí suroviny ve vstřikovací zóně (zóna 3 na Obr. 1), se průtok výchozí suroviny snížil tak, aby přibližně vykompenzoval přítok zaváděné těkavéSince changes in the reaction temperature are known to affect the surface area of the carbon black and the reaction temperature is very sensitive to variation in the feedstock flow rate in the injection zone (zone 3 in Fig. 1), the feedstock flow has been reduced to approximately compensate for the volatile feed.
01-2319-99 Če φ φφ φφ φφ φφ ·» φφφ φφφφ φφφφ • ΦΦΦ φφ φ φφφφ φφ φφφ φ φ φφ · · · φφφ φφφ φφφφ φφφ φφ φφ ·Φ·Φ φφ ·· sloučeniny obsahující zinek a křemík, takže teplota reaktoru zůstala konstantní. To mělo za následek v podstatě konstantní vnější povrchovou plochu (měřeno jako t plocha) vyrobených sazí. S cílem zachovat specifickou strukturu sazí N234 se do výchozí suroviny vstřikovalo aditivum kontrolující strukturu (roztok octanu draselného). Průtok tohoto aditiva se při výrobě sazí ošetřených zinkem a silikou, popsané ve všech následujících příkladech, udržoval na konstantní hodnotě.01-2319-99 φ φ φ · · · φ φ φ φ • • • φ φ φ φ φ φ · · · φ φ · φ φ φ φ takže takže obsahující obsahující obsahující obsahující reactor remained constant. This resulted in a substantially constant outer surface area (measured as t area) of the carbon black produced. In order to maintain the specific structure of the carbon black N234, a structure control additive (potassium acetate solution) was injected into the feedstock. The flow rate of this additive was kept constant during the production of the zinc and silica treated carbon blacks described in all the following examples.
TABULKA 3TABLE 3
U finálních sazí se analyzovala povrchová plocha a obsah křemíku a zinku. Tyto hodnoty jsou shrnuty v níže uvedené Tabulce 4.The surface area and the content of silicon and zinc were analyzed for the final carbon black. These values are summarized in Table 4 below.
TABULKA 4TABLE 4
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
0 0 0 0 · 0 ·· ·0 • · · 000· 00··0 0 0 0 · 0 ·· · 0 · · 000 · 00 ··
0*0 ·· · 0»·· 0 · 0 0· · · 00 0 · · • 00 0 0 0 00000 * 0 ·· · 0 »·· 0 · 0 0 · 00 00 0 · 00 00 0 0 0 0000
00· 00 00 0000 00 0000 00 00 00 00 00 00
Příklad 3 - Příprava elastomerních kompozicExample 3 - Preparation of Elastomeric Compositions
Saze a vícefázové agregáty z předchozích příkladů se použily pro výrobu elastomerních kompozic. Elastomerní kompozice, ve kterých jsou zabudované výše diskutované saze ošetřené hliníkem, saze ošetřené zinkem a saze ošetřené křemíkem, se připravily za použití následujících elastomerů: roztok SBR (Duradene 715 od společnostíThe carbon black and multiphase aggregates of the previous examples were used to make elastomeric compositions. Elastomeric compositions in which the aluminum-treated carbon black, zinc-treated carbon black, and silicon-treated carbon black discussed above were incorporated using the following elastomers: SBR solution (Duradene 715 from the companies
Firestone Synthetic Rubber & Latex Co., Akron, Ohio, a NS 116 od společnosti Nippon Zeon Co., Japonsko), BR (polybutadien, Taktene 1203 od společnosti Bayer lne., Akron, Ohio). Elastomerní kompozice měly následující složení:Firestone Synthetic Rubber & Latex Co., Akron, Ohio, and NS 116 from Nippon Zeon Co., Japan), BR (polybutadiene, Taktene 1203 from Bayer Inc, Akron, Ohio). The elastomeric compositions had the following composition:
TABULKA 5TABLE 5
• ·• ·
01-2319-99 Če ««· · · · ···« ··· ♦» «· ···· ·· ··01-2319-99 Jun «« · · · ··· «··· ♦» «· ·······
Si 69 = bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid, vazebné činidlo od společnosti Deggusa AG, Německo;Si 69 = bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, coupling agent from Deggusa AG, Germany;
Sundex 8125 = vysoce aromatický olej od společnosti R.E.Carroll, Trenton, NJ;Sundex 8125 = a high aromatic oil from R. E. Carrroll, Trenton, NJ;
Flexzone 7P = N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-fenyl-p-fenylendiamin, antioxidant od společnosti Uniroyal Chemical Co., Middlebury, CT;Flexzone 7P = N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, an antioxidant from Uniroyal Chemical Co., Middlebury, CT;
Sunproof improved = směs voskových materiálů od společnosti Uniroyal Chemical Co., Middlebury, CT;Sunproof improved = a mixture of waxy materials from Uniroyal Chemical Co., Middlebury, CT;
Durax = N-cyklohexan-2-benzothiazolsulfenamid, urychlovač od společnosti R.T. Vanderbilt Co., Norwalk, CT;Durax = N-cyclohexane-2-benzothiazolesulfenamide, an accelerator from R.T. Vanderbilt Co., Norwalk, CT .;
Vanax DPG = dif enyl guanidin, urychlovač od společnosti R.T. Vanderbilt Co., Norwalk, CT;Vanax DPG = diphenyl guanidine, an accelerator from R.T. Vanderbilt Co., Norwalk, CT .;
Benzyl Teux = tetrabenzylthiuramdisulfid, urychlovač od společnosti Uniroyal Chemical Co., Middleburg, CT;Benzyl Teux = tetrabenzylthiuram disulfide, an accelerator from Uniroyal Chemical Co., Middleburg, CT;
TMTD = tetramethylthiuramdisulfid, urychlovač od společnosti R.E.Carroll, Trenton, NJ; aTMTD = tetramethylthiuram disulfide, an accelerator from R. E. Carrroll, Trenton, NJ; and
Síra = síťovací činidlo od společnosti R.E.Carroll,Sulfur = crosslinking agent from R.E.Carroll,
Trenton, NJ.Trenton, NJ.
Sloučeniny se připravily buď za použití dvoustupňového nebo třístupňového míchacího postupu. Pro přípravu sloučenin se použil vnitřní mixér Plasti-Corder EPL-V (od společnosti C. W. Brabender, South Hackénsack, New Jersey) opatřený směšovací hlavou vačkového typu (kapacita 600 ml). V prvním stupni se mixér nastavil na 80 °C a frekvence otáčení rotoru na 60 min-1. V případě třístupňového směšování se potom, co se mixér kondicioval na 100 °C ohřátím komory s cvičnou směsí, se do komory zavedl elastomer, který se hnětl 1 min. Potom se přidaly saze předmísené s vazebným činidlem (Si 69) . Po dalším 2,5minutovém míchání nebo v okamžiku, kdy teplota dosáhlaCompounds were prepared using either a two-stage or three-stage mixing procedure. An Plasti-Corder EPL-V internal mixer (from CW Brabender, South Hackensack, New Jersey) equipped with a cam-type mixing head (600 ml capacity) was used to prepare the compounds. In the first step, the mixer is set at 80 ° C and rotor speed 60 min -1. In the case of the three-stage mixing, after the mixer was conditioned to 100 ° C by heating the training chamber, an elastomer was introduced into the chamber, which was kneaded for 1 minute. Then, the carbon black premixed with the binder (Si 69) was added. After further stirring for 2.5 minutes or when the temperature reached
0 0 0 0 0 0000 0 00* 00 « 0000 • 0 000 0 · 00 00 00 0 0 0 0 0000 0 00 * 00 «0000 0 000 0 · 00 00 0
protáhla otevřeným mlýnem a uložila na dvě hodiny při pokojové teplotě. Ve druhém stupni se teplota směšovací komory nastavila na 80 °C a frekvence otáčení rotoru na 60 min-1. Potom, co se mixér kondicioval na 100 °C ohřátím komory s cvičnou směsí, se do komory mixéru zavedla matečná pryžová směs z prvního stupně, která se hnětla 1 minutu a po uplynutí této doby se do komory přidal oxid zinečnatý a kyselina stearová. Po další jedné minutě se přidal Flexzone 7P a vosk (Sunroof Improved) . V posledním stupni se teplota směšovací komory nastavila na 80 °C a frekvence otáčení rotoru na 35 min-1. Do kondiciovaného mixéru se zavedla matečná pryžová směs ze druhého stupně a jednu minutu se míchala. Potom se přidala vulkanizační aditiva (zahrnující síru a urychlovače). Po dvou minutách se materiál vyjmul z mixéru a třikrát protáhl otevřeným mlýnem.passed through an open mill and stored at room temperature for two hours. In the second stage, the temperature of the mixing chamber set at 80 ° C and rotor speed 60 min -1. After the mixer was conditioned to 100 ° C by heating the training chamber, the first stage mother liquor was introduced into the mixer chamber, which was kneaded for 1 minute, after which time zinc oxide and stearic acid were added to the chamber. After another one minute, Flexzone 7P and Sunroof Improved were added. In the last step, the mixing chamber temperature was set to 80 ° C and a rotor speed of 35 min -1. The mother blend from the second stage was introduced into the conditioned mixer and stirred for one minute. Then, curing additives (including sulfur and accelerators) were added. After two minutes, the material was removed from the mixer and passed through an open mill three times.
Pro vsádky sloučenin se použily saze z předcházejícího příkladu. Konvenční saze N234 se použily jako kontrola. Po smísení se každá z elastomerních kompozic vulkanizovala při 145 °C do optimálního stavu vytvrzení, který se určil měřením pomocí přístroje Monsanto ODR Rheometer.The carbon black of the previous example was used for batches of compounds. Conventional carbon black N234 was used as a control. After mixing, each of the elastomeric compositions was vulcanized at 145 ° C to an optimum cure state, as determined by Monsanto ODR Rheometer.
Příklad 4 - Dynamická hystereze a odolnost proti oděruExample 4 - Dynamic Hysteresis and Abrasion Resistance
Pro elastomerní kompozice připravené podle výše uvedeného příkladu 3 se změřily hodnoty dynamické hystereze a odolnosti proti oděru.For the elastomeric compositions prepared according to Example 3 above, the values of dynamic hysteresis and abrasion resistance were measured.
01-2319-99 Če01-2319-99 Če
Φ ·· φφ ·Φ φφ φφ »· · · · · φ φφφ» φφφφ φ · · φφφφ φφ φφφ φ · φφ φφ φ φφφ φφφ φφφφ • φφ Φ· φφ φφφφ φφ φφΦ · · φ φ φ »» »» »» »· · · · · · φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ
Odolnost proti oděru se určila pomocí stroje na zkoušení oděru typu Lambourn popsaného v patentu US 4,995,197, který je zde zmíněn formou odkazu. Testy se prováděly při 14% smyku. Procentický smyk se určil na základě relativních rychlostí kolečka vzorku a kolečka brusného kamene. Index odolnosti proti oděru se vypočetl ze ztráty hmoty elastomemí sloučeniny. Dynamické vlastnosti se určily pomocí přístroje Rheometrics Dynamic Spectrometer II (RDS II, Rheometrics, lne., N.J.) s přímou výchylkou. Měření se provedla při teplotě 0 °C a 70 °C, v rozsahu dvou přímých amplitud (DSA) od 0,2 do 120 %. Maximální hodnoty tan δ na přímých výchylkových křivkách se odečetly pro porovnání hystereze jednotlivých elastomerních sloučenin.Abrasion resistance was determined using the Lambourn type abrasion testing machine described in U.S. Pat. No. 4,995,197, which is incorporated herein by reference. The tests were performed at 14% shear. The percent shear was determined based on the relative velocities of the sample wheel and the grinding wheel. The abrasion index was calculated from the mass loss of the elastomer compound. Dynamic properties were determined using a direct deflection Rheometerics Dynamic Spectrometer II (RDS II, Rheometrics, Inc., N.J.). The measurements were performed at 0 ° C and 70 ° C, in the range of two direct amplitudes (DSA) of 0.2 to 120%. The maximum tan δ values on the direct deflection curves were read to compare the hysteresis of the individual elastomeric compounds.
TABULKA 6TABLE 6
01-2319-99 Če » «· ·* .» ·· ·· ·· · ···· ·»·· • »*« » · · » ·· ♦ ·· · · * · · · » ♦ · · ·>* · · · ♦ · · » ··. »· ·· ·»♦· »» ♦· pokračování01-2319-99 Če · · -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 · · * »· · · · · Pokračování pokračování ♦ pokračování pokračování pokračování pokračování pokračování
Jak je patrné z Tabulky 4 a Obr. 2, hodnoty tan δ měřené při 70 °C se v případě systému Duradene 715/BR snížily o 18,2 až 38,2 % a v případě systému polymerů NS116/BR se snížily o 26,6 až 46,5 %, zatímco hodnoty tan δ měřené při 0 °C se v případě systému Duradene 715/BR snížily o 11,0 až 18,2 % a v případě systému NS116/BR se snížily o 0,7 až 8,4 %. V případě odolnosti proti oděru porovnávané s odolností sazí N234 bylo maximální snížení zaznamenáno pro saze ošetřené hliníkem A1-CB1, které činilo pro systém Duradene 715/BR 15 % a pro systém NS116/BRAs can be seen from Table 4 and FIG. 2, tan δ values measured at 70 ° C decreased by 18.2 to 38.2% for Duradene 715 / BR and 26.6 to 46.5% for NS116 / BR polymer system, while tan δ, measured at 0 ° C, decreased by 11.0 to 18.2% for the Duradene 715 / BR and 0.7% to 8.4% for the NS116 / BR. In the case of abrasion resistance compared to that of N234, the maximum reduction was noted for A1-CB1-treated aluminum soot, which was 15% for Duradene 715 / BR and NS116 / BR
16,6 %. Saze A1-CB2 a A1-CB3 vykazovaly odolnost proti oděru, která byla srovnatelná s tradičními sazemi. Saze ošetřené zinkem a saze ošetřené zinkem a křemíkem vykazovaly podobné zlepšení sledovaných vlastností.16.6%. The carbon black A1-CB2 and A1-CB3 showed abrasion resistance comparable to traditional carbon black. Zinc treated carbon black and zinc and silicon treated carbon black showed similar improvements in endpoints.
Odolnost proti smyku na vlhkém podkladu se měřila pomocí vylepšeného měřícího přístroje British Portable Skid Tester (BPST) a za použití postupu, který popsal Ouyang a kol. (G. B. Ouyang, N. Tokita, C. H. Sheih; „Carbon Black Effects on Friction Properties of Tread Compound - Using a Modified ASTM-E303 Pendulum Skid Tester a který byl prezentován na schůzce Rubber Division, ACS, Denver, Colorado, 18. až 21. května 1993). Frikční koeficienty jsouShear resistance on a wet substrate was measured using an improved British Portable Skid Tester (BPST) and using the procedure described by Ouyang et al. (GB Ouyang, N. Tokita, CH Sheih; “Carbon Black Effects on Friction Properties of Tread Compound - Using a Modified ASTM-E303 Pendulum Skid Tester and Presented at the Rubber Division, ACS, Denver, Colorado, 18-21 May 1993). Friction coefficients are
01-2319-99 Če • tt 99 ti 49 44 »· « · · · · 4 9 9 401-2319-99 English 99 ti 49 44 4 9 9 4
444 4 9 · 4 4 4 4443 4 9 · 4 4 4 4
4 4 4 4 4 · · · 4 4 9 • 4 4 4 4 4 4 4 4 44 4 4 4 4 · · · 4 4 9 • 4 4 4 4 4 4 4 4
444 94 44 4449 94 49 vztaženy ke sloučenině plněné sazemi N234 (100 %) . Čím vyšší číslo, tím vyšší je odlnost proti smyku na vlhkém podkladu.444 94 44 4449 94 49 based on the compound loaded with N234 (100%). The higher the number, the higher the shear resistance on a wet substrate.
TABULKA 7TABLE 7
Všechny patenty, patentové přihlášky, zkušební metody a publikace, které jsou zde zmíněné, jsou v textu zabudovány formou odkazů.All patents, patent applications, test methods, and publications mentioned herein are incorporated by reference.
Claims (70)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ19993435A CZ9903435A3 (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Elastomeric compositions, with built in carbon black treated with metal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ19993435A CZ9903435A3 (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Elastomeric compositions, with built in carbon black treated with metal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ9903435A3 true CZ9903435A3 (en) | 2000-10-11 |
Family
ID=5466732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ19993435A CZ9903435A3 (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Elastomeric compositions, with built in carbon black treated with metal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ9903435A3 (en) |
-
1998
- 1998-03-27 CZ CZ19993435A patent/CZ9903435A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU749800B2 (en) | Elastomeric compositions incorporating metal-treated carbon blacks | |
KR100432456B1 (en) | Elastomeric Compounds Incorporating Silicon-Treated Carbon Blacks | |
US5904762A (en) | Method of making a multi-phase aggregate using a multi-stage process | |
US6323273B1 (en) | Elastomeric compounds incorporating silicon-treated carbon blacks | |
US6028137A (en) | Elastomeric compounds incorporating silicon-treated carbon blacks | |
US5869550A (en) | Method to improve traction using silicon-treated carbon blacks | |
US5977213A (en) | Pre-coupled silicon-treated carbon blacks | |
CZ9903435A3 (en) | Elastomeric compositions, with built in carbon black treated with metal | |
EP1078952A1 (en) | Elastomeric compositions incorporating rare earth-treated carbon black | |
EP1078951A1 (en) | Elastomeric compositions incorporating actinoids, radium and/or radioactive elements or isotops-treated carbon black |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |