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DE10038488A1 - Isocyanatosilan- und mikrogelhaltige Kautschukmischungen - Google Patents

Isocyanatosilan- und mikrogelhaltige Kautschukmischungen

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Publication number
DE10038488A1
DE10038488A1 DE10038488A DE10038488A DE10038488A1 DE 10038488 A1 DE10038488 A1 DE 10038488A1 DE 10038488 A DE10038488 A DE 10038488A DE 10038488 A DE10038488 A DE 10038488A DE 10038488 A1 DE10038488 A1 DE 10038488A1
Authority
DE
Germany
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rubber
gel
weight
gels
parts
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10038488A
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Obrecht
Martin Mezger
Anthony James Morgan Sumner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
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Priority to JP2002517687A priority patent/JP2004506058A/ja
Priority to AU2001279783A priority patent/AU2001279783A1/en
Priority to BR0113047-1A priority patent/BR0113047A/pt
Priority to PCT/EP2001/008585 priority patent/WO2002012389A2/de
Priority to CA002418354A priority patent/CA2418354A1/en
Priority to MXPA03001185A priority patent/MXPA03001185A/es
Priority to KR1020037001877A priority patent/KR100684251B1/ko
Priority to EP01958017A priority patent/EP1311636A2/de
Priority to TW90118704A priority patent/TW574293B/zh
Priority to US09/923,013 priority patent/US6632888B2/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft Kautschukmischungen, die Mikrogele und Isocyanatosilane enthalten und daraus hergestellte Vulkanisate. Durch den Zusatz der Isocyanatosilane werden die mechanischen Eigenschaften der Vulkanisate, insbesondere die Dehnungseigenschaften und der Abriebwiderstand, verbessert, ohne dass die Differenz der Rückprallelastizitäten bei 70 DEG C und 23 DEG C reduziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft Kautschukmischungen, die Mikrogele und Isocyanatosilane enthalten und daraus hergestellte Vulkanisate. Durch den Zusatz der Isocyanatosilane werden die mechanischen Eigenschaften der Vulkanisate, insbesondere die Dehnungseigenschaften und der Abriebwiderstand verbessert, ohne dass die Diffe­ renz der Rückprallelastizitäten bei 70°C und 23°C reduziert wird.
Die Verwendung von vernetzten Kautschukpartikeln in Kautschukcompounds wird u. a. in folgenden Patentschriften bzw. Patentanmeldungen beschrieben: US-A 5 124 408 (Schwefelmodifizierte CR-Gele), US-A S 395 891 (BR-Gele), DE-A 197 26 729 (SBR-Gele) sowie DE-Patentanmeldung 197 01 487.9 (NBR-Gele). In diesen Veröffentlichungen wird die vollständige oder partielle Substitution von Russ oder anderen anorganischen Füllstoffen wie Silika durch polymere Füllstoffe auf der Basis von Kautschukgelen beschrieben. Die daraus hergestellten Vulkanisate sind insbesondere für die Herstellung von Kautschukartikeln und von Reifenbauteilen, wie Reifenlaufflächen, geeignet. Insbesondere Vulkanisate mit Kautschukgelen auf der Basis von CR-, SBR- und von NBR-Mikrogelen weisen bei 70°C hohe Rück­ prallelastizitäten und damit einen niedrigen Rollwiderstand und bei 23°C eine niedrige Rückprallelastizität und damit eine hohe Nassrutschfestigkeit auf. Dabei ist die Differenz der Rückprallelastizitäten zwischen 70°C und 23°C charakteristisch für Kautschukcompounds, die diese Mikrogele enthalten. Für den Einsatz in technischen Gummiartikeln und in Reifenbauteilen sind die mechanischen Eigenschaften der mikrogelhaltigen Vulkanisate allerdings nicht ausreichend. Defizite bestehen insbe­ sondere im Niveau der mechanischen Vulkanisateigenschaften. Es besteht daher der Bedarf, den Spannungswert bei 300% Dehnung und Bruchdehnung sowie den Abriebwiderstand zu verbessern.
Die Herstellung und Verwendung schwefelhaltiger Organosiliziumverbindungen wird u. a. in folgenden Patentveröffentlichungen beschrieben: DE-A 21 41 159, US-A 3,873,489, US-A 5,110,969, US-A 4,709,065 und US-A 5,227,425. In diesen Ver­ öffentlichungen wird der positive Einfluss schwefelhaltiger Organosiliciumverbin­ dungen auf die mechanischen Eigenschaften kieselsäuregefüllter Vulkanisaten beschrieben. Es wird aber weder der Einsatz schwefelhaltiger Organosiliziumver­ bindungen in Kombination mit Mischungen, die Kautschukpartikel enthalten, gelehrt, noch wird der Einsatz schwefelfreier Organosilane in Kombination mit Kau­ tschukmischungen gelehrt. Auch die Verwendung von Isocyanatosilanen zur Ver­ besserung der mechanischen Eigenschaften von Kautschukcompounds, die vernetzte Kautschukpartikel enthalten, wird nicht gelehrt.
Außerdem ist die Verwendung von Diisocyanten für die Vulkanisation mit Natur­ kautschuk beschrieben bei O. Bayer, Angewandte Chemie, Ausgabe A, 59. Jahrgang, Nr. 9, S. 257-288, September 1947. Die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Vulkanisate sind aber nicht zufriedenstellend. Darüberhinaus hafteten die Vulkani­ sate sehr stark an den Metallteilen der Vulkanisierformen. Die Verwendung von Iso­ cyanatosilanen für die Vulkanisation von Kautschukcompounds, die Kautschukgele als Füllstoffe enthalten, wird von O. Bayer nicht gelehrt.
Es bestand daher die Aufgabe, das mechanische Werteniveau (Produkt aus Span­ nungswert bei 300% Dehnung und Bruchdehnung) sowie den Abriebwiderstand (DIN-Abrieb) mikrogelhaltiger Kautschukvulkanisate zu verbessern, ohne die Diffe­ renz der Rückprallelastizitäten bei 70°C und 23°C zu verschlechtern.
Es wurde jetzt gefunden, dass durch den Zusatz von Isocyanatosilanen zu mikrogel­ haltigen Kautschukmischungen die vorgenannten Ziele erreicht werden.
Gegenstand der Erfindung sind daher Kautschukmischungen enthaltend mindestens einen doppelbindungshaltigen Kautschuk (A), mindestens ein Mikrogel (B) und min­ destens ein Isocyanatosilan (C), wobei der Anteil an doppelbindungshaltigen Kautschuk (A) 100 Gew.-Teile, der Anteil an Kautschukgel (B) 1 bis 150 Gew.- Teile, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-Teile, und der Anteil an Isocyanatosilan (C) 0,2 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-Teile beträgt, sowie weiteren Kau­ tschukhilfsmitteln und Füllstoffen.
Unter doppelbindungshaltigem Kautschuk (A) versteht man die Kautschuke, die nach DIN/ISO 1629 als als R-Kautschuke bezeichnet werden. Diese Kautschuke haben in der Hauptkette eine Doppelbindungen. Hierzu gehören z. B.:
NR: Naturkautschuk
SBR: Styrol/Butadienkautschuk
BR: Polybutadienkautschuk
NBR: Nitrilkautschuk
IIR: Butylkautschuk
HNBR: Hydrierter Nitrilkautschuk
SNBR: StyrollButadien/Acrylnitril-Kautschuk
CR: Polychloropren
XSBR: carboxylierter Styrol/Butadien-Kautschuk
XNBR: Carboxylierter Butadien/Acrylnitril-Kautschuk
ENR: Epoxydierter Naturkautschuk
ESBR: Epoxydierter Styrol/Butadien-Kautschuk
Unter doppelbindungshaltigen Kautschuken sollen aber auch Kautschuke verstanden werden, die nach DIN/ISO 1629 M-Kautschuke sind und neben der gesättigten Hauptkette Doppelbindungen in Seitenketten aufweisen. Hierzu gehört z. B. EPDM.
Bevorzugt werden eingesetzt: NR, BR, SBR, SNBR, IIR und EPDM.
Vernetzte Kautschukpartikel (B) auch bezeichnet als Kautschukgele oder Mikrogele sind beispielsweise beschrieben in US-A 5 124 408, US-A 5 395 891, DE-A 197 26 729 sowie in der DE-Patentanmeldung 197 01 487.9. Bevorzugt sind Kau­ tschukgele mit funktionellen Gruppen mit azidem Wasserstoff, der mit Alkoxysilanen oder mit Isocyanten reagiert. Bevorzugte funktionelle Gruppen sind Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Aminogruppen oder Amidogruppen.
Insbesondere kommen als Kautschukgele in Frage: BR-, NR-, NBR-, CR- und/oder SBR-Gele, die gegebenenfalls mit an der Oberfläche der Gele befindlichen Gruppen ausgerüstet sind und die in der Lage sind, mit den Isocyanatosilanen zu reagieren. Solche Gruppen sind beispielsweise die oben erwähnten funktionellen Gruppen.
Besonders vorteilhaft lässt sich ein Kautschukgel einsetzen, das hydroxylmodifiziert ist, wobei für die Hydroxylmodifikation die Acrylate und Methacrylate von Hydroxyethanol, Hydroxypropanol und Hydroxybutanol eingesetzt werden. Die Menge an Hydroxylierungsmittel beträgt 0,1 bis 50 phr bezogen auf das unmodifi­ zierte Kautschukgel. Besonders bevorzugt sind 0,5 bis 20 phr. Besonders bevorzugt wird für die Hydroxylmodifikation Hydroxybutylacrylat in Mengen von 0,5 bis 20 phr eingesetzt.
Die Mikrogele besitzen Teilchendurchmesser von 5-1000 nm, bevorzugt 20-600 nm (DVN-Wert nach DIN 53206). Die Durchmesserangaben d10, d50 und d80 bezeichnen charakteristische Durchmesser, bei denen jeweils 10, 50 bzw. 80 Gew.-Anteile der Probe einen Durchmesser besitzen, der kleiner als der entsprechende charakte­ ristische Durchmesser ist.
Die Bestimmung der Teilchendurchmesser erfolgt mittels Ultrazentrifugation.
Aufgrund ihrer Vernetzung sind die Kautschukgele unlöslich und in geeigneten Quellmitteln wie Toluol quellbar. Der Gelgehalt der Kautschukgele liegt bei ≧ 80 Gew.-%.
Die Quellungsindizes der Mikrogele (QI) in Toluol betragen 1-50, vorzugsweise 1-20.
Gelgehalt und Quellungsindex (QI) der Kautschukgele werden durch Extraktion der Probe mit Toluol bei Raumtemperatur bestimmt. Der Gelgehalt gibt den Gewichts­ anteil in % des in Toluol bei Zentrifugation mit 20.000 Upm sedimentierenden und abtrennbaren Anteils an.
Der Quellungsindex wird aus dem Gewicht des lösungsmittelhaltigen Gels (nach Zentrifugation mit 20.000 Upm) und dem Gewicht des trockenen Gels berechnet:
Zur Ermittlung von Gelgehalt und Quellungsindex lässt man 250 mg Gel in 25 ml Toluol 24 h unter Schütteln quellen. Das Gel wird abzentrifugiert und gewogen und anschließend bei 70°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und nochmals gewogen.
Die Glastemperatur (Tg) der Kautschukgele liegt zwischen -70°C und +10°C. Sie wird mittels DSC (Differential Scanning Calorimetry) bestimmt (z. B. Kalorimeter Pyris DSC-7 der Fa. Perkin-Elmer). Für die Bestimmung von Tg werden 11,6 + 0,3 mg Substanz in Normalkapseln eingesetzt. Man führt zwei Aufheizungen von jeweils -100°C bis +150°C bei einer Heizrate von 20 K/min und einer Abkühlrate von 320 K/min mit Stickstoffspülung durch. Die Glastemperaturen werden bei der 2. DSC- Aufheizung bestimmt.
Die Isocyanatosilane (C) haben folgende Grundstruktur:
wobei
R1, R2 und R3 für Alkoxygruppen mit 1 bis 12 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 8 C- Atomen stehen, und gleich oder verschieden sein können und
Q eine Spacergruppe mit Strukturelementen auf der Basis von aliphatischen, heteroaliphatischen, aromatischen und heteroaromatischen Kohlenstoffketten darstellt.
Bevorzugt steht R1, R2 und R3 für Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy- und Butoxy- Gruppen und Q für Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl- und Hexyl-Gruppen.
Das bevorzugte Isocyanatoalkoxysilan ist Gamma-Isocyanatopropyltriethoxysilan der nachstehenden Formel:
Dieses Produkt ist z. B. unter der Bezeichnung Silquest® A-1310 Silane bei der Firma Witco kommerziell verfügbar.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können zusätzliche weitere Kompo­ nenten wie Füllstoffe enthalten.
Besonders geeignete Füllstoffe zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschuk­ mischungen und -vulkanisate sind:
  • - Ruße. Die hierbei zu verwendenden Ruße sind nach dem Flammruß-, Furnace- oder Gasrußverfahren hergestellt und besitzen BET-Oberflächen von 20-200 m2/g wie z. B. SAF-ISAF-, IISAF-, HAF-, FEF- oder GPF-Ruße.
  • - hochdisperse Kieselsäure, hergestellt z. B. durch Fällungen von Lösungen von Silikaten oder Flammhydrolyse von Siliciumhalogeniden mit spezifischen Oberflächen von 5- 1000, vorzugsweise 20-400 m2/g (BET-Oberfläche) und Primärteilchengrößen von 5-400 nm. Die Kieselsäuren können ggf. auch als Mischoxide mit anderen Metall­ oxiden, wie Al-, Mg-, Ca-, Ba, Zn- und Ti Oxiden vorliegen.
  • - synthetische Silikate, wie Aluminiumsilikat, Erdalkalisilikat, wie Magnesium­ silikat oder Calciumsilikat mit BET-Oberflächen von 20-400 m2/g und Primärteil­ chendurchmessern von 5-400 nm.
  • - natürliche Silikate, wie Kaolin und andere natürlich vorkommende Kieselsäuren.
  • - Metalloxide, wie Zinkoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid.
  • - Metallcarbonate, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Zinkcarbonat.
  • - Metallsulfate, wie Calciumsulfat, Bariumsulfat.
  • - Metallhydroxide, wie Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid.
  • - Thermoplaste mit hohem Schmelzpunkt, wie trans-1,4-Polybutadien, syndiotak­ tisches 1,2-Polybutadien, Polybutylen- und Polyethylenterephthalat oder syndio­ taktisches Polystyrol.
  • - Thermoplaste mit hoher Glasüberganstemperatur, wie Polyamide, Polyphenylen­ sulfid, oder Polycarbonate.
  • - Kautschukgele auf Basis CR, BR, SBR oder auch aller anderen vorher beschrie­ benen Gelpartikel, die einen hohen Vernetzungsgrad besitzen, mit Teilchengröße von 5-1000 nm.
  • - Glasfasern und Glasfaserprodukte (Fasern, Stränge oder Mikroglaskugeln).
  • - Thermoplastfasern (Polyamid, Polyester, Aramid).
Die genannten Füllstoffe können allein oder im Gemisch eingesetzt werden. Die Menge der Füllstoffe beträgt üblicherweise 5 bis 200 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Kautschuk. In einer besonders bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden 10-100 Gewichtsteile Kautschukgel (B), zusammen mit 0,1-100 Gewichtsteilen Ruß und/oder 0,1-100 Gewichtsteilen hellen Füllstoffen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile unvernetzten Kautschuks eingesetzt. Wird ein Gemisch aus Ruß und hellen Füllstoffen eingesetzt, beträgt die Gesamtmenge maxi­ mal 100 Gew.-Teile.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können weitere Kautschukhilfsmittel enthalten, wie Vernetzer, Reaktionsbeschleuniger, Alterungsschutzmittel, Wärme­ stabilisatoren, Lichtschutzmittel, Ozonschutzmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Weich­ macher, Tackifier, Treibmittel, Farbstoffe, Pigmente, Wachs, Streckmittel, orga­ nische Säuren, Verzögerer, Metalloxide, sowie Füllstoffaktivatoren, wie beispiels­ weise Triethanolamin, Polyethylenglykol, Hexantriol, Bis-(triethoxisilylpropyl)- Tetrasulfid oder anderen Hilfsmitteln, die in der Gummiindustrie bekannt sind.
Die genannten Kautschukhilfsmittel werden in üblichen Mengen, die sich u. a. nach dem Verwendungszweck richten, eingesetzt. Übliche Mengen sind z. B. Mengen von 0,1-50 Gewichtsprozent, bezogen auf eingesetzte Mengen an Kautschuk (A).
Als weitere Hilfsmittel können Vernetzer wie Schwefel, Schwefelspender, Peroxide oder Vernetzungsmittel, wie Diisopropenylbenzol, Divinylbenzol, Divinylether, Divinylsulfon, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, 1,2-Polybuta­ dien, N,N'-m-Phenylen-maleimid und/oder Triallyltrimellitat verwendet werden. Darüber hinaus kommen in Betracht die Acrylate und Metacrylate von mehrwertigen, vorzugsweise 2 bis 4-wertigen C2 bis C10 Alkoholen, wie Ethylenglykol, Propandiol- 1,2,butandiol, Hexandiol, Polyethylenglykol mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 8 Oxyethyleneinheiten, Neopentylglykol, Bisphenol-A, Glycerin, Trimethlypropan, Penta­ erythrit, Sorbit mit ungesättigten Polyestern aus aliphatischen Di- und Polyolen sowie Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Itaconsäure. Die Menge der Vernetzer oder Vernetzungsmittel beträgt im allgemeinen 1 bis 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Monomeren.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können darüber hinaus Vulkanisa­ tionsbeschleuniger enthalten. Beispiele für geeignete Vulkanisationsbeschleuniger sind z. B. Mercaptobenzthiazole, -sulfenamide, Guanidine, Thiurame, Dithiocarb­ amate, Thioharnstoffe und Thiocarbonate. Die Vulkanisationsbeschleuniger, Ver­ netzer oder weitere Vernetzungsmittel, wie dimeres 2,4-Toluyliden-di-isocyanat (= Desmodur TT) oder 1,4-Bis-(2-hydroxyethoxy)benzol (= Vernetzer 30/10 der Rheinchemie) werden in Mengen von ca. 0,1 bis 40 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Menge an Kautschuk eingesetzt.
Die Vulkanisation der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen kann bei Tempe­ raturen von 100-250°C, bevorzugt 130-180°C, ggf. unter Druck von 10-200 bar, erfolgen.
Die erfindungsgemäßen Mischungen können auf verschiedene Arten hergestellt wer­ den.
Zum einen ist selbstverständlich möglich, die festen Einzelkomponenten zu mischen. Dafür geeignete Aggregate sind beispielsweise Walze, Innenmischer oder auch Mischextruder. Aber auch das Mischen durch Vereinigen der Latices der unvernetz­ ten oder auch der vernetzen Kautschuke ist möglich. Isolierung der so hergestellten erfindungsgemäßen Mischung kann wie üblich, durch Eindampfen, Ausfällen oder Gefrierkoagulation (vgl. US-A-2,187,146) erfolgen. Durch Einmischen von Füll­ stoffen in die Latexmischung und anschließende Aufarbeitung können die erfin­ dungsgemäßen Mischungen direkt als Kautschuk-/Füllstoff-Formulierung erhalten werden. Der Zusatz weiterer Mischungsbestandteile zur Kautschukmischung aus doppelbindungshaltigem Kautschuk (A), Kautschukgel (B) und Isocyantosilan (C) wie zusätzlichen Füllstoffen sowie ggf. Kautschukhilfsmitteln erfolgt in üblichen Mischaggregaten, Walzen, Innenmischer oder auch Mischextrudern. Die Mischtem­ peraturen liegen bei ca. 50-180°C.
Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen eignen sich zur Herstellung vulkani­ sierter Formkörpern, z. B. für die Herstellung von Kabelmänteln, Schläuchen, Treib­ riemen, Förderbändern, Walzenbelägen, Schuhsohlen, Dichtungsringen, Dämpfungs­ elementen oder Membranen sowie für verschiedene Reifenbauteilen, wie Reifen­ laufflächen, Sub-tread-Mischungen, Karkassen oder Seitenwandeinlagen für Reifen mit Notlaufeigenschaften.
Beispiele Herstellung der Kautschukgele
Tabelle 1
Gel 1: Die Herstellung erfolgt wie in US 5395891 beschrieben, wobei für die Vernet­ zung mit Dicumylperoxid 1,0 phr (parts per one hundred parts of rubber) eingesetzt werden.
Gel 2: Die Herstellung erfolgt wie in der DE-Patentanmeldung Nr. 199 19 459.9, Gel­ bezeichnung I beschrieben, wobei für die Vernetzung 1,5 phr Dicumylperoxid einge­ setzt wird (siehe 1a) "Vernetzung der in Latexform vorliegenden Kautschuke"). Die Pfropfung mit Hydroxyethylmethacrylat erfolgt wie in 1b) "Pfropfung der in Latex­ form vorliegenden Kautschuke" beschrieben. Die Stabilisierung und Aufarbeitung des hydroxylmodifizierten Mikrogels erfolgt wie unter Punkt 1c) "Stabilisierung und Aufarbeitung der hydroxylmodifizierten Mikrogele" beschrieben.
Gel 3: Die Polymerisation des BR-Ausgangslatex erfolgt wie in US 5395891 beschrieben. Die Vernetzung mit DCP, die Pfropfung mit HEMA und die Aufarbei­ tung sind in obiger DE-Anmeldung beschrieben.
Gel 4: Die Herstellung von Gel 4 erfolgt in Analogie zu Gel 3, wobei für die Hydroxylmodifikation anstelle von Hydroxyethylmethacrylat (HEMA), Hydroxy­ butylacrylat (HBA) eingesetzt wird.
Compoundherstellung, Vulkanisation und Eigenschaften der Vulkanisate
In der 1. Mischungsserie wird der erfindungsgemäße Effekt bei einem unmodifizier­ ten BR-Gel (Gel 1) und bei einem HEMA-modifizierten SBR-Kautschukgel (Gel 2) demonstriert:
Hierzu werden die Mischungskomponenten gemäß nachfolgender Rezepturen auf der Walze in der angegebenen Reihenfolge gemischt:
Tabelle 2
Nach dem Abkühlen der Mischungen auf Raumtemperatur (1tägige Lagerung bei Raumtemperatur) werden Vulkacit® NZ und Silquest® A-1310 Silane auf der Walze zugemischt.
Tabelle 3
Das Vulkanisationsverhalten der Mischungen wird im Rheometer bei 160°C nach DIN 53 529 untersucht. Auf diese Weise werden charakteristische Daten wie Fa, Fmax, Fmax.-Fa., t10, t80 und t90 bestimmt.:
Tabelle 4
Nach DIN 53 529, Teil 3 bedeuten:
Fa: Vulkameteranzeige im Minimum der Vernetzungsisotherme
Fmax: Maximum der Vulkameteranzeige
t10: Zeit, bei der 10% des Umsatzes erreicht sind
t80: Zeit, bei der 80% des Umsatzes erreicht sind
t90: Zeit, bei der 90% des Umsatzes erreicht sind
Die Mischungen werden in der Presse bei 160°C vulkanisiert.
Tabelle 5
Auf der Basis o. g. Compounds werden folgende Prüfergebnisse erhalten:
Tabelle 6
Ergebnis: In der 1. Mischungsserie wird gezeigt, dass durch den Einsatz von γ-Iso­ cyanatopropyltriethoxysilan sowohl bei einem nicht hydroxylmodifizierten BR-Gel (Gell) als auch bei einem hydroxymodifizierten SBR-Gel (Gel 2) eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (S300 x D) erzielt wird.
In der 2. Mischungsserie wird der erfindungsgemäße Effekt bei zwei hydroxylgrup­ penhaltigen BR-Kautschukgelen demonstriert, wobei Gel 3 mit HEMA und Gel 4 mit HBA modifiziert ist.
Hierzu werden die Mischungskomponenten gemäß nachfolgender Rezepturen auf der Walze in der angegebenen Reihenfolge gemischt:
Tabelle 8
Nach dem Abkühlen der Mischungen auf Raumtemperatur (1tägige Lagerung bei Raumtemperatur) werden Vulkacit® NZ und Silquest® A-1310 Silane auf der Walze zugemischt.
Tabelle 9
Das Vulkanisationsverhalten der Mischungen wird im Rheometer bei 160°C unter­ sucht. Auf diese Weise werden charakteristische Daten wie Fmin, Fmax.-Fmin., t10, t80 und t90 bestimmt.:
Tabelle 10
Die Mischungen werden in der Presse bei 160°C vulkanisiert.
Tabelle 11
Auf der Basis o. g. Compounds werden folgende Prüfergebnisse erhalten:
Tabelle 12
In der 2. Mischungsserie wird die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (S300 × D) durch den Einsatz von γ-Isocyanatopropyltriethoxysilan bei zwei hydroxylgruppenhaltigen BR-Kautschukgelen demonstriert, wobei mit dem hydroxybutylacrylat-(HBA)-modifizierten BR-Gel 4 größere Effekte als bei dem mit hydroxethylmethacrylat-(HEMA)-modifizierten BR-Gel 3 erzielt werden.

Claims (6)

1. Kautschukmischungen enthaltend mindestens einen doppelbindungshaltigen Kautschuk (A), mindestens ein Mikrogel (B) und mindestens ein Isocyanato­ silan (C), wobei der Anteil an doppelbindungshaltigem Kautschuk (A) 100 Gew.-Teile, der Anteil an Kautschukgel (B) 1 bis 150 Gew.-Teile, und der Anteil an Isocyanatosilan (C) bei 0,2 bis 20 Gew.-Teile beträgt, sowie ge­ gebenenfalls Kautschukhilfsmitteln und Füllstoffen.
2. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man NR, BR, SBR, SNBR, IIR und EPDM als doppelbindungshaltige Kautschuke (A) einsetzt.
3. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Kautschukgele BR-, NR-, NBR-, CR- oder SBR-Kautschukgele einsetzt, die gegebenenfalls mit oberflächenständigen Gruppen modifiziert sind, die mit Isocyanatosilanen (C) regieren können.
4. Kautschukmischungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Kautschukgele solche eingesetzt werden, die mit Hydroxybutylacrylat modifi­ ziert sind.
5. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Isocyantosilan γ-Isocyanatopropyltriethoxysilan einsetzt.
6. Verwendung der Kautschukmischungen nach Anspruch 1 zur Herstellung von vulkanisierten Kautschukformkörpern, insbesondere zur Herstellung von Rei­ fenbauteilen.
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