RU2395533C2 - Способ получения галогенированного бутильного эластомера с наполнителем - Google Patents
Способ получения галогенированного бутильного эластомера с наполнителем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395533C2 RU2395533C2 RU2004104109/04A RU2004104109A RU2395533C2 RU 2395533 C2 RU2395533 C2 RU 2395533C2 RU 2004104109/04 A RU2004104109/04 A RU 2004104109/04A RU 2004104109 A RU2004104109 A RU 2004104109A RU 2395533 C2 RU2395533 C2 RU 2395533C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- elastomer
- halogenated butyl
- silica
- parts
- Prior art date
Links
- 229920005555 halobutyl Polymers 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000945 filler Substances 0.000 title abstract description 38
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 70
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 52
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 16
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims abstract description 15
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 157
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 73
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229920005557 bromobutyl Polymers 0.000 claims description 23
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 23
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 4
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000075 primary alcohol group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims 2
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 71
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 description 34
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- -1 Bromobutyl Chemical group 0.000 description 21
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 21
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 18
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 17
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 12
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 12
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 12
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Natural products CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 11
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 10
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 10
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 9
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 6
- 241001441571 Hiodontidae Species 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 3
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 3
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 3
- RCJMVGJKROQDCB-UHFFFAOYSA-N 2-methylpenta-1,3-diene Chemical compound CC=CC(C)=C RCJMVGJKROQDCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229920005556 chlorobutyl Polymers 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 2
- PCCCQOGUVCNYOI-FNORWQNLSA-N (3e)-2,3-dimethylpenta-1,3-diene Chemical compound C\C=C(/C)C(C)=C PCCCQOGUVCNYOI-FNORWQNLSA-N 0.000 description 1
- AHAREKHAZNPPMI-AATRIKPKSA-N (3e)-hexa-1,3-diene Chemical compound CC\C=C\C=C AHAREKHAZNPPMI-AATRIKPKSA-N 0.000 description 1
- QTYUSOHYEPOHLV-FNORWQNLSA-N 1,3-Octadiene Chemical compound CCCC\C=C\C=C QTYUSOHYEPOHLV-FNORWQNLSA-N 0.000 description 1
- AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 1-[6-[4-(5-chloro-6-methyl-1H-indazol-4-yl)-5-methyl-3-(1-methylindazol-5-yl)pyrazol-1-yl]-2-azaspiro[3.3]heptan-2-yl]prop-2-en-1-one Chemical compound ClC=1C(=C2C=NNC2=CC=1C)C=1C(=NN(C=1C)C1CC2(CN(C2)C(C=C)=O)C1)C=1C=C2C=NN(C2=CC=1)C AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGGDKDTUCAWDAN-UHFFFAOYSA-N 1-vinylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C=C)=CC=CC2=C1 IGGDKDTUCAWDAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXYAVSFOJVUIHT-UHFFFAOYSA-N 2-vinylnaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC(C=C)=CC=C21 KXYAVSFOJVUIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGLWCQMNTGCUBB-UHFFFAOYSA-N 3-methylidenepent-1-ene Chemical compound CCC(=C)C=C IGLWCQMNTGCUBB-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
- ZSNRMRKAYAJYRZ-UHFFFAOYSA-N 4-methylidenehex-2-ene Chemical compound CCC(=C)C=CC ZSNRMRKAYAJYRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YBPXZRWAVVJHBP-UHFFFAOYSA-N 4-methylocta-1,3-diene Chemical compound CCCCC(C)=CC=C YBPXZRWAVVJHBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YGQQJSWILPTCPE-UHFFFAOYSA-N 5-ethylidene-6-methylidenedecane Chemical compound CCCCC(=C)C(=CC)CCCC YGQQJSWILPTCPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 6-aminohexanoic acid Chemical compound NCCCCCC(O)=O SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000006237 Intermediate SAF Substances 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJWAPAVRQYYSTK-UHFFFAOYSA-N [(dimethyl-$l^{3}-silanyl)amino]-dimethylsilicon Chemical compound C[Si](C)N[Si](C)C GJWAPAVRQYYSTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIMXYMYMHUAZLW-UHFFFAOYSA-N [[[dimethyl(phenyl)silyl]amino]-dimethylsilyl]benzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C1=CC=CC=C1 HIMXYMYMHUAZLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYUIWUCVZCRTRH-UHFFFAOYSA-N [[[ethenyl(dimethyl)silyl]amino]-dimethylsilyl]ethene Chemical compound C=C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C=C WYUIWUCVZCRTRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052915 alkaline earth metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960002684 aminocaproic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- SXSNZRHGAMVNJE-UHFFFAOYSA-N chloro-[[[chloromethyl(dimethyl)silyl]amino]-dimethylsilyl]methane Chemical compound ClC[Si](C)(C)N[Si](C)(C)CCl SXSNZRHGAMVNJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000001212 derivatisation Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 125000004968 halobutyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006168 hydrated nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- ZSMNRKGGHXLZEC-UHFFFAOYSA-N n,n-bis(trimethylsilyl)methanamine Chemical compound C[Si](C)(C)N(C)[Si](C)(C)C ZSMNRKGGHXLZEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMESOKCXSYNAKD-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylhydroxylamine Chemical compound CN(C)O VMESOKCXSYNAKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVOISEJVFFIGQE-YCZSINBZSA-N n-[(1r,2s,5r)-5-[methyl(propan-2-yl)amino]-2-[(3s)-2-oxo-3-[[6-(trifluoromethyl)quinazolin-4-yl]amino]pyrrolidin-1-yl]cyclohexyl]acetamide Chemical compound CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](N(C)C(C)C)CC[C@@H]1N1C(=O)[C@@H](NC=2C3=CC(=CC=C3N=CN=2)C(F)(F)F)CC1 GVOISEJVFFIGQE-YCZSINBZSA-N 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 238000010059 sulfur vulcanization Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области эластомеров, в частности к способу получения галогенированного бутильного эластомера с наполнителем. Способ включает смешивание по меньшей мере одного галогенированного бутильного эластомера с по меньшей мере одним минеральным наполнителем. Причем перед смешиванием с указанным галогенированным бутильным эластомером минеральный наполнитель подвергают взаимодействию по меньшей мере с одним органическим соединением, содержащим по крайней мере одну содержащую азот основную группу и по крайней мере одну гидроксильную группу и по меньшей мере с одним силазановым соединением. Технический результат заключается в отсутствии выделения спирта как во время производства, так и во время последующего использования произведенного из наполненного галогенированного бутильного эластомера изделия, что в дальнейшем улучшает переработку композиции в изделия, а также в улучшении прочности на разрыв и устойчивости к абразивному износу изделий. 12 з.п. ф-лы, 8 ил, 8 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к области эластомеров, в частности к способу получения эластомерного продукта, в частности галогенированного бутильного эластомера с наполнителем.
Известен способ получения галогенированного бутильного эластомера с наполнителем путем смешения по крайней мере одного галогенированного бутильного эластомера, по крайней мере одного минерального наполнителя, например кремнезема, и силанов, выступающих в роли распределяющего и связующего агента между галогенированным бутильным эластомером и наполнителем (заявка на патент Канады №2293149, опубликована 24 июня 2001 г.).
Для получения галогенированных эластомерных продуктов известный процесс может также включать стадию вулканизации образующейся смеси, например в присутствии серы.
Недостаток известного процесса состоит в том, что силаны приводят к выделению спирта в процессе переработки, а потенциально и во время использования произведенного таким способом изделия. Это обстоятельство сказывается отрицательным образом на переработке композиции. В дополнение к этому силаны значительно повышают стоимость получаемого таким способом изделия.
Целью изобретения является создание способа получения галогенированного бутильного эластомера с наполнителем, обеспечивающего снижение стоимости получаемого в результате производства изделия и одновременное улучшение механических свойств производимого изделия, например прочности на разрыв и устойчивости к абразивному износу.
Поставленная цель достигается за счет соответствующего изобретению способа, включающего смешение по крайней мере одного галогенированного бутильного эластомера и по крайней мере одного минерального наполнителя, причем названный наполнитель обрабатывают по крайней мере одним органическим соединением, содержащим не менее чем одну содержащую азот основную группу и не менее чем одну гидроксильную группу, и в отдельных случаях по крайней мере одним силазановым соединением перед смешиванием названного (предварительно обработанного) наполнителя с названным галогенированным бутильным эластомером.
Соответствующий изобретению способ может также включать стадию смешения галогенированного бутильного эластомера со стабилизатором в предпочтительном количестве от 0,5 до 5 частей массы на 100 частей массы галогенированного бутильного эластомера. В число подходящих стабилизаторов входят стеарат кальция и стерически затрудненные фенолы.
Галогенированный бутильный эластомер, который смешивают с предварительно обработанным минеральным наполнителем (то есть с названным наполнителем, который был обработан по крайней мере одним органическим соединением, содержащим не менее чем одну содержащую азот основную группу и не менее чем одну гидроксильную группу, с возможным добавлением по крайней мере одного силазанового соединения), может быть представлен смесью с другим эластомером или со смесью эластомеров. Галогенированный бутильный эластомер должен составлять более 5% любой такой смеси. Предпочтительно, когда галогенированный бутильный эластомер составляет по крайней мере 10% любой такой смеси. Более предпочтительно, когда галогенированный бутильный эластомер составляет по крайней мере 50% любой такой смеси. Чаще всего предпочтение отдается использованию галогенированного бутильного эластомера в качестве единственного эластомера, а не содержащей его смеси. Если все же должны быть использованы смеси, то другой эластомер может быть представлен, например, натуральным каучуком, полибутадиеном, стирол-бутадиеном или полихлоропреном или же смесью эластомеров, содержащей один или несколько таких эластомеров.
Предложенный способ может включать дополнительную стадию вулканизации галогенированного бутильного эластомера с наполнителем с целью получения продукта, который имеет улучшенные характеристики, например в отношении устойчивости к абразивному износу, сопротивления качению и растяжения. Вулканизация может проводиться с помощью серы. Предпочтительное количество серы лежит в пределах от 0,3 до 2,0 частей массы на сто частей массы каучука. Может быть также использован активатор, например оксид цинка, в количестве от 0,5 частей до 2 частей массы. До вулканизации к эластомеру могут быть добавлены и другие ингредиенты, например стеариновая кислота, антиоксиданты или ускорители. После этого вулканизацию серой проводят известным способом. Это представлено, например, во второй главе "The Compounding and Vulkanization of Rubber" в "Rubber Technology", 3-е издание, опубликовано Чапмен и Холл, 1995.
Для вулканизации галогенированных бутильных эластомеров могут быть также использованы другие вулканизирующие средства. Известно большое число соединений для вулканизации галогенированных бутильных эластомеров, например это бис-диенофилы (например, м-фенил-бис-малеинимид, HVA2), фенольные смолы, амины, аминокислоты, пероксиды, оксид цинка и другие вещества. Возможно также использование композиций из названных выше вулканизирующих средств.
Соответствующий изобретению галогенированный бутильный эластомер с минеральным наполнителем может быть смешан с другими эластомерами или с эластомерными компаундами до того, как его подвергнут вулканизации с серой. Это станет предметом следующего далее обсуждения.
Используемое здесь понятие “галогенированный бутильный эластомер (галогенированные бутильные эластомеры)” относится к хлорированному или к бромированному бутильному эластомеру. Предпочтение отдается бромированным бутильным эластомерам, и настоящее изобретение иллюстрируется примерами, в которых используются такие бромированные бутильные эластомеры. Однако следует понимать, что изобретение распространяется и на использование хлорированных бутильных эластомеров.
Итак, галогенированные бутильные эластомеры, подходящие для использования при реализации настоящего изобретения, включают бромированные бутильные эластомеры, но не ограничиваются ими. Бромированные бутильные эластомеры могут быть получены в результате бромирования бутильного каучука (который представляет собой сополимер изоолефина, обычно это изобутилен, и сомономера, представленного обычно диолефином с сопряженными связями и с числом атомов углерода от четырех до шести, предпочтительно, когда это изопрен (бромированные изобутилен-изопреновые сополимеры - BIIR)). Тем не менее возможно также использование сомономеров, отличных от диолефинов с сопряженными двойными связями, и здесь следует упомянуть такие алкилзамещенные винилароматические сомономеры, как алкилзамещенный стирол (стиролы) с числом атомов углерода в алкильной группе от одного до четырех. Примером такого эластомера, который можно приобрести коммерческим путем, является бромированный изобутилен-метилстирольный сополимер, в котором сомономер представлен n-метилстиролом (BIMS).
В типичном случае бромированные бутильные эластомеры включают от 0,1 до 10 процентов массы повторяющихся структурных единиц на основе диолефина (предпочтительно изопрена) и в пределах от 90 до 99,9 процентов массы повторяющихся структурных единиц на основе изоолефина (предпочтительно изобутилена) (из расчета на содержащиеся в полимере углеводороды), а также в пределах от 0,1 до 9 процентов массы брома (из расчета на бромированный бутильный полимер). В типичном случае бромированный бутильный полимер имеет молекулярную массу, выражающуюся в единицах вязкости по Муни в соответствии с DIN 53523 (ML 1+8 при 125°С) в пределах от 25 до 60.
Предпочтительно, когда используемый в настоящем изобретении бромированный бутильный эластомер содержит в пределах от 0,5 до 5 процентов массы повторяющихся структурных единиц на основе изопрена (из расчета на содержащиеся в полимере углеводороды) и в пределах от 95 до 99,5 процентов массы повторяющихся структурных единиц на основе изобутилена (из расчета на содержащиеся в полимере углеводороды) и от 0,2 до 3 процентов массы, предпочтительно от 0,75 до 2,3 процентов массы, брома (из расчета на бромированный бутильный полимер).
Примеры подходящих бромированных бутильных эластомеров включают Bayer Bromobutyl® 2030, Bayer Bromobutyl® 2040 (BB 2040) и Bayer Bromobutyl® X2, которые можно приобрести коммерческим путем от компании Байер. Продукт компании Байер BB 2040 имеет вязкость по Муни (ML 1+8 при 125°С), равную 39±4, содержание брома 2,0±0,3 мас.% и молекулярную массу около 500000 грамм на моль.
Используемый в соответствующем настоящему изобретению способе бромированный бутильный эластомер может также быть представлен привитым сополимером бромированного бурильного каучука с полимером на основе сопряженного диолефинового мономера, который может также включать некоторое количество С-S-(S)n-С-связей, где п представляет собой целое число от 1 до 7. Бромированный бутильный эластомер в привитом сополимере может быть представлен любым из описанных выше эластомеров. Сопряженные диолефины, которые могут входить в состав привитого сополимера, в общем случае соответствуют структурной формуле
где R означает атом водорода или алкильную группу с числом атомов углерода от одного до восьми и где R1 и R11 могут быть одинаковыми или разными, а выбирают их из группы, состоящей из атомов водорода и алкильных групп с числом атомов углерода от одного до четырех. В число некоторых типичных, но не ограничивающих объем притязаний, примеров подходящих диолефинов с сопряженными двойными связями входят 1,3-бутадиен, изопрен, 2-метил-1,3-пентадиен, 4-бутил-1,3-пентадиен, 2,3-диметил-1,3-пентадиен, 1,3-гексадиен, 1,3-октадиен, 2,3-дибутил-1,3-пентадиен, 2-этил-1,3-пентадиен, 2-этил-1,3-бутадиен и подобные им. Предпочтение отдается сопряженным диолефиновым мономерам, содержащим от четырех до восьми атомов углерода, особенно предпочтительны 1,3-бутадиен и изопрен.
Полимер на основе сопряженного диенового мономера может быть гомополимером или сополимером двух или более сопряженных диеновых мономеров, а также сополимером с винильным ароматическим мономером.
Винильные ароматические мономеры, которые могут быть использованы, выбирают с учетом возможности их сополимеризации с используемыми сопряженными диолефиновыми мономерами. В общем случае может быть использован любой винильный ароматический мономер, если известно, что он полимеризуется при инициировании органическими производными щелочных металлов. Такие винильные ароматические мономеры содержат обычно в пределах от восьми до двадцати атомов углерода, предпочтительно от восьми до четырнадцати атомов углерода. Некоторые примеры винильных ароматических мономеров, которые могут быть использованы для сополимеризации, включают стирол, альфа-метилстирол, различные алкилстиролы, в числе которых n-метилстирол, n-метоксистирол, 1-винилнафталин, 2-винилнафталин, 4-винилтолуол и подобные им. При сополимеризации с одним 1,3-бутадиеном или при терполимеризации с 1,3-бутадиеном и изопреном предпочтение отдается стиролу.
Галогенированный бутильный эластомер может быть использован в качестве единственного эластомера или в композиции с такими эластомерами, как
BR - полибутадиен,
ABR - сополимеры бутадиена и алкилакрилатов с числом атомов углерода в алкильной группе от одного до четырех,
CR - полихлоропрен,
IR - полиизопрен,
SBR - стирол-бутадиеновые сополимеры с содержанием стирола от 1 до 60, предпочтительно от 20 до 50 мас.%,
IIR - изобутилен-изопреновые сополимеры,
NBR - бутадиен-акрилонитрильные сополимеры с содержанием акрилонитрила от 5 до 60, предпочтительно от 10 до 40 мас.%,
HNBR - частично гидрированные или полностью гидрированные бутадиен-акрилонитрильные сополимеры,
EPDM - этилен-пропилен-диеновые сополимеры.
Наполнитель состоит из частиц минерального вещества, например кремнезема, силикатов, глины (такой, как бентонит), гипса, глинозема, диоксида титана, талька и подобных им, а также из их смесей.
В качестве других примеров служат:
- высокодисперсные кремнеземы, полученные, например, при осаждении из растворов силикатов или при гидролизе в процессе сжигания паров галогенидов кремния с водородом, имеющие удельную поверхность в пределах от 5 до 1000, предпочтительно от 20 до 400 м2/г (удельные БЭТ-поверхности) и размер первичных частиц от 10 до 400 нм; кремнеземы могут быть также представлены смешанными оксидами с другими оксидами металлов таких, как оксиды алюминия, магния, кальция, бария, цинка, циркония и титана;
- синтетические силикаты, например силикат алюминия и силикаты щелочноземельных металлов;
- силикат магния или силикат кальция с удельной БЭТ-поверхностью в пределах от 20 до 400 м2/г и с размером первичных частиц от 10 до 400 нм;
- природные силикаты такие, как каолин и другие встречающиеся в природе кремнеземы;
- стеклянные волокна и продукты на основе стекловолокна (матированные изделия, экструдаты) или стеклянные микросферы;
- оксиды металлов, например оксид цинка, оксид кальция, оксид магния и оксид алюминия;
- карбонаты металлов, например карбонат магния, карбонат кальция и карбонат цинка;
- гидроксиды металлов, например гидроксид алюминия и гидроксид магния;
- или их смеси.
Эти частицы минеральных веществ имеют на поверхности гидроксильные группы, которые делают их гидрофильными и олеофобными. Это обостряет сложность проблемы достижения хорошего взаимодействия между частицами наполнителя и бутильным эластомером. Во многих случаях предпочтительным минералом является кремнезем, в частности кремнезем, получаемый из силиката натрия при осаждении диоксидом углерода.
Сухие аморфные частицы кремнезема, подходящие для использования в соответствии с изобретением, имеют основной размер агломерированных частиц в пределах от 1 до 100 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и наиболее предпочтительно от 10 до 25 микрон. Предпочтительно, когда менее 10 объемных процентов агломерированных частиц имеют размер менее 5 микрон или более 50 микрон. Кроме того, подходящий аморфный высушенный кремнезем имеет БЭТ-поверхность, измеренную в соответствии с DIN (Deutsche Industrie Norm - Промышленный стандарт Германии) 66131, в пределах от 50 до 450 квадратных метров на грамм и абсорбцию дибутилфталата, измеренную в соответствии с DIN 53601, в пределах от 150 до 400 грамм на 100 грамм кремнезема, а также потерю массы при сушке, измеренную в соответствии с Международным стандартом, включенным в стандарт Германии (DIN ISO) 787/11, в пределах от 0 до 10 процентов массы. Подходящие наполнители из кремнезема доступны под торговыми марками HiSil® 210, HiSil® 233 и HiSil® 243 от компании PPG Industries Inc. Могут также использоваться Vulkasil® S и Vulkasil® N от компании Bayer AG.
Такие минеральные наполнители могут быть использованы в композиции с известными неминеральными наполнителями, например с такими, как сажа, причем используемые в этом случае сажи получают как ламповую сажу, печную сажу или газовую сажу, они имеют удельную БЭТ-поверхность в пределах от 20 до 200 м2/г, например это сажи марок SAF, ISAF, НАF, FEF или GPF;
или
- каучуковые гели, в частности гели на основе полибутадиена, бутадиен-стирольных сополимеров, бутадиен-акрилонитрильных сополимеров и полихлоропрена.
В соответствующих изобретению галогенированных бутильных эластомерных композициях неминеральные наполнители обычно в качестве наполнителя не используются, но в некоторых вариантах реализации они могут присутствовать в количестве до 40 частей на 100 частей каучука. Предпочтительно, когда минеральный наполнитель составляет не менее 55% массы от общего количества наполнителя. Если соответствующая изобретению эластомерная композиция на основе галогенированного бутильного эластомера смешивается с другой эластомерной композицией, то тогда другая композиция может содержать минеральные и/или неминеральные наполнители.
Силазановое соединение может иметь одну или несколько силазановых групп, например это могут быть дисилазаны. Предпочтение отдается органическим силазановым соединениям. В качестве примеров можно привести, не ограничивая этим объем притязаний, гексаметилдисилазан, гептаметилдисилазан, 1,1,3,3-тетраметилдисилазан, 1,3-бис(хлорметил)тетраметилдисилазан, 1,3-дивинил-1,1,3,3-тетраметилдисилазан и 1,3-дифенилтетраметилдисилазан.
Органическое соединение, содержащее не менее чем одну содержащую азот основную группу и по крайней мере одну гидроксильную группу, не ограничивается каким-либо особым классом соединений. Примерами здесь служат белки, аспарагиновая кислота, 6-аминокапроновая кислота и другие соединения, включающие аминные и спиртовые функциональные группы, например диэтаноламин и триэтаноламин. В предпочтительном случае органическое соединение, содержащее не менее чем одну содержащую азот основную группу и не менее чем одну гидроксильную группу, имеет первичную спиртовую группу и аминогруппу, разделенные метиленовыми мостиками, которые могут быть разветвленными. Такие соединения имеют общую формулу HO-A-NH2, где А представляет собой алкиленовую группу с числом атомов углерода от одного до двадцати, которая может быть как линейной, так и разветвленной.
Более предпочтительно, когда число метиленовых групп между двумя функциональными группами будет лежать в пределах от 1 до 4. Примерами предпочтительных добавок являются моноэтаноламин и N,N-диметиламиноспирт.
Количество предварительно обработанного наполнителя, вводимого в состав галогенированного бутильного эластомера, может изменяться в широких пределах. В типичном случае количества названного наполнителя лежат в пределах от 20 частей до 250 частей массы, предпочтительно от 30 частей до 100 частей, более предпочтительно от 40 до 80 частей на сто частей эластомера. В тех случаях, когда присутствует силазановое соединение, количество силазанового соединения, включенного в названный наполнитель, обычно лежит в пределах от 0,3 до 10 частей на 100 частей эластомера, предпочтительно от 0,5 до 6, более предпочтительно от 1 до 5 частей на сто частей эластомера. Количество содержащего гидроксильную и аминную группу соединения, включенного в названный наполнитель, в типичном случае лежит в пределах от 0,5 до 10 частей на сто частей эластомера, предпочтительно от 1 до 3 частей на сто частей эластомера.
Минеральный наполнитель обрабатывают не менее чем одним органическим соединением, содержащим по крайней мере одну содержащую азот основную группу и по крайней мере одну гидроксильную группу, а также в отдельных случаях не менее чем одним силазановым соединением и после этого смешивают образовавшийся обработанный наполнитель с эластомером (с эластомерами). Взаимодействие наполнителя с названным органическим соединением (органическими соединениями), содержащими не менее чем одну содержащую азот основную группу и по крайней мере одну гидроксильную группу, а также в отдельных случаях с названным силазановым соединением (соединениями) (реакция дериватизации наполнителя) осуществляют путем суспендирования минерального наполнителя (например, такого кремнезема, как HiSil® 233) в органических растворителях (например, в гексане) при интенсивном перемешивании. Как только образуется стабильная суспензия, прибавляют соответствующие количества названного органического соединения (названных органических соединений), содержащих по крайней мере одну содержащую азот основную группу и по крайней мере одну гидроксильную группу, и в отдельных случаях силазановое соединение (силазановые соединения) и/или другие добавки. После завершения реакции (предпочтительно через 8 часов) предварительно обработанный наполнитель отделяют от органической фазы и сушат (сушка может быть проведена в вакууме до постоянного веса).
Кроме того, в конечной смеси, включающей предварительно обработанный наполнитель и эластомер (эластомеры), может присутствовать облегчающее процесс переработки масло в количестве до 40 частей, предпочтительно от 5 до 20 частей, на сто частей эластомера. Кроме того, может присутствовать смазывающее вещество, например такая жирная кислота, как стеариновая кислота, в количестве до трех частей массы, более предпочтительно в количестве до двух частей массы.
Желательно смешивать вместе галогенированный бутильный эластомер (эластомеры), предварительно обработанный наполнитель (наполнители) и, если это необходимо, другой наполнитель (наполнители) при температуре в пределах от 25 до 200°С. Предпочтительно, чтобы температура на одной из стадий смешения превышала 60°С, но особенно предпочтительна температура в пределах от 90 до 150°С. В обычном случае время смешения не превышает одного часа, но обычно достаточно времени от двух до тридцати минут. Смешение удобно проводить в двухвальцовом мельничном смесителе, который обеспечивает хорошее диспергирование наполнителя в эластомере. Смешение может также проводиться в смесителе Банбери или в миниатюрном внутреннем смесителе Хааке или Брабендера. Хорошее смешение обеспечивает также экструдер, его дополнительным преимуществом является то, что он позволяет сократить время смешения. Не исключена также возможность проведения смешения в две стадии или в большее количество стадий. Кроме того, смешение может проводиться в различных аппаратах, например, одна стадия может быть проведена во внутреннем смесителе, а вторая - в экструдере.
Интенсификация взаимодействия между наполнителем и галогенированным бутильным эластомером приводит к улучшению свойств эластомера с наполнителем. В число этих улучшенных свойств входят повышенная прочность при растяжении, более высокая устойчивость к абразивному износу, пониженная проницаемость и улучшенные динамические характеристики. Это делает наполненные эластомеры особенно пригодными для многих областей практического применения, включая использование их для протекторов и боковин покрышек, вкладышей шин, обкладок емкостей, шлангов, катков, конвейерных лент, резиновых камер, масок противогазов, контейнеров для фармации и прокладок, но их применение не ограничивается этим перечнем.
В предпочтительном варианте реализации изобретения бромированный бутильный эластомер, предварительно обработанные частицы кремнезема и, если это необходимо, облегчающий переработку масляный разбавитель перемешивают в двухвальцовой мельнице при номинальной температуре в мельнице 25°С. Полученный в результате смешения компаунд после этого помещают в двухвальцовую мельницу и перемешивают при температуре выше 60°С. Предпочтительно, когда температура смешения не очень высока, наиболее предпочтительно, когда она не превышает 150°С, поскольку более высокие температуры могут привести к более глубокой вулканизации, что будет препятствовать последующей переработке. Продукт, получаемый при смешении этих ингредиентов при температуре, не превышающей 150°С, представляет собой компаунд, который имеет хорошие свойства в отношении зависимости деформации от нагрузки и который может быть легко переработан далее на горячей мельнице с добавлением агентов вулканизации.
Полученные соответствующим изобретению способом композиции из галогенированного бутильного каучука с наполнителем, в частности композиции на основе бромированного бутильного каучука с наполнителем, находят много областей применения, но в первую очередь заслуживает упоминания использование их в композициях для получения протекторов покрышек.
Далее изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Примеры
Описание экспериментов
Устойчивость к абразивному износу: DIN 53-516 (наждачная бумага №60).
Исследование динамических свойств
Результаты измерений RPA получены на аппаратуре Alpha Technologies RPA 2000 при 100°С при частоте 6 циклов в минуту. Крутильные деформации измерены при деформациях 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50 и 90°. Образцы для испытаний на зависимости деформации от нагрузки получают вулканизацией макролиста при 170°С за 90+5 минут, после чего соответствующий образец окрашивают. Испытания проводят при 70°С.
Реометрия вулканизации.
ASTMD 52-89 реометр MDR2000E при дуге 1° и 1,7 Гц.
Описание ингредиентов и обшей операции по приготовлению смеси
HiSil® 233 - кремнезем - производства PPG.
Sunpar® 2280 - вазелиновое масло производства Sun Oil.
Maglite® D - оксид магния производства СР Hall.
Бромированный бутильный эластомер (во всех случаях коммерческий Bayer® Bromobutyl 2030), кремнезем, масло и предварительно обработанный наполнитель смешивают
i) во внутреннем тангенциальном смесителе Банбери, работающем при скорости 77 об/мин, с использованием для термической регулировки набора Мокон при 40°С. Полное время перемешивания компаундов составляет 6 минут. Конечная температура каучука лежит в пределах от 140°С до 180°С;
ii) в мельнице с двумя вальцами 10''×20'', вращающимися со скоростью 24 и 32 оборота в минуту. Температуру в мельнице устанавливают равной 25°С, время полной гомогенизации составляет 10 минут. Смешанные компаунды после этого подвергают “термической обработке” в течение еще 10 минут при температуре вальцов 110°С. Конечная температура каучука равна 125°С. После этого к охлажденному образцу добавляют вулканизирующие добавки при температуре в мельнице 25°С.
Примеры 1а и 1б (пример сравнения)
Следующие далее примеры иллюстрируют использование функционализированного гексаметилдисилазаном кремнезема в бромированном бутильном компаунде (1а) по сравнению с нефункционализированным кременземом в бромированном бутильном компаунде (1б). Функционализированный кремнезем получают суспендированием HiSil® 233 в гексане при интенсивном перемешивании. Как только образуется стабильная суспензия, с помощью приспособленного для этого шприца вводят соответствующее количество гексаметилдисилазана. Реакцию функционализации проводят при перемешивании в течение восьми часов. По истечении этого времени отделяют кремнезем от органической фазы и сушат при 60°С до постоянного веса. Бромированные бутильные компаунды (1а) и (1б), последовательно изготовленные с функционализированным (1а) и нефункционализированным (1б) кремнеземом, смешивают, используя мельницу 10''×20''. Операция по компаундированию включает смешивание бромированного бутильного продукта (ВВ2030) с кремнеземом в мельнице 10''×20'' при комнатной температуре. После образования гомогенной смеси кремнезема и ВВ2030 компаунды подвергают термической обработке в мельнице при температуре 110°С. При комнатной температуре с использованием мельницы 10''×20'' последовательно прибавляют вулканизирующие агенты (серу, стеариновую кислоту и оксид цинка). Подробности, связанные с подготовкой кремнезема и последующим компаундированием бромированного бутильного состава, приведены в таблице 1.
Физические свойства образующихся компаундов представлены в таблице 2. Из этих данных следует, что использование функционализированного гексаметилдисилазаном кремнезема (1а) значительно снижает в таком компаунде абразивную потерю объема, определенную по методике Промышленного стандарта Германии, по сравнению с контрольным компаундом (1б), который готовился аналогичным способом, но с использованием немодифицированного HiSil 233. Интересно, что компаунд, приготовленный с функционализированным гексаметилдисилазаном кремнеземом, как оказалось, характеризуется более продолжительным временем t03 (показатель склонности к подвулканизации по Муни; чем больше время t03, тем выше термическая стабильность), чем было определено для контрольного компаунда.
Для компаунда, полученного с функционализированным гексаметилдисилазаном кремнеземом, RPA анализ (фиг.1) показывает значительное улучшение распределения наполнителя, что следует из более низких значений G* при небольших деформациях, по сравнению с контрольным компаундом, приготовленным на основе немодифицированного HiSil 233. Зависимость деформации от нагрузки (фиг.2) показывает небольшое различие между этим компаундом и контрольным образцом.
Примеры 2а (в соответствии с изобретением) и 2б (пример сравнения)
Приведенные примеры иллюстрируют использование в бромированном бутильном компаунде кремнезема, функционализированного диметиламиноэтанолом, (2а) в сравнении с использованием в бромированном бутильном компаунде нефункционализированного кремнезема (2б). Функционализированный кремнезем был получен суспендированием HiSil® 233 в гексане при интенсивном перемешивании. Как только образуется стабильная суспензия, с помощью приспособленного для этого шприца вводят соответствующее количество диметиламиноэтанола. Реакцию функционализации проводят при перемешивании в течение восьми часов. По истечении этого времени отделяют кремнезем от органической фазы и сушат при 60°С до постоянного веса. Бромированные бутильные компаунды, последовательно изготовленные с функционализированным (2а) и нефункционализированным (2б) кремнеземом, смешивают, используя мельницу 10''×20''. Операция по компаундированию включает смешивание бромированного бутильного продукта (ВВ2030) с кремнеземом в мельнице 10''×20'' при комнатной температуре. После образования гомогенной смеси кремнезема и ВВ2030 компаунды подвергают термической обработке в мельнице при температуре 110°С. При комнатной температуре с использованием мельницы 10''×20'' последовательно прибавляют вулканизирующие агенты (серу, стеариновую кислоту и оксид цинка). Подробности, связанные с подготовкой кремнезема и последующим компаундированием бромированных бутильных составов, приведены в таблице 3.
Физические свойства образующихся компаундов представлены в таблице 4. Из этих данных следует, что использование функционализированного диметиламиноэтанолом кремнезема значительно снижает в таком компаунде абразивную потерю объема, определенную по методике Промышленного стандарта Германии, по сравнению с контрольным компаундом, который готовился аналогичным способом, но с использованием немодифицированного HiSil 233, и по сравнению с компаундом 1а. Важно, что компаунд, приготовленный с функционализированным диметиламиноэтанолом кремнеземом, как оказалось характеризуется временем t03, которое лишь немного ниже, чем определено для контрольного компаунда. Правда, это время значительно более продолжительно, чем наблюдаемое для компаундов, в которых диметиламиноэтанол прибавляют к смеси ВВ 2030 и HiSil 233 при обычных способах смешивания (это представлено в заявке на патент Канады №2339080, также находящейся в стадии рассмотрения).
Для компаунда, полученного с функционализированным диметиламиноэтанолом кремнеземом, RPA анализ (фиг.3) показывает значительное улучшение распределения наполнителя, что следует из более низких значений G* при небольших деформациях, по сравнению с контрольным компаундом, основанным на немодифицированном HiSil 233. Зависимость деформации от нагрузки (фиг.4) показывает значительное улучшение степени упрочнения по сравнению с тем, что наблюдается для контрольного компаунда.
Примеры 3а (в соответствии с изобретением) и 3б (пример сравнения)
Приведенные примеры иллюстрируют использование в бромированном бутильном компаунде кремнезема, функционализированного гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом (в количествах, соответствующих 1,45 частей гексаметилдисилазана на сто частей каучука и 2,8 частей диметиламиноэтанола на сто частей каучука, как это найдено в полученном компаунде) (3а), в сравнении с использованием в бромированном бутильном компаунде нефункционализированного кремнезема (3б). Функционализированный кремнезем был получен суспендированием HiSil 233 в гексане при интенсивном перемешивании. Как только образуется стабильная суспензия, с помощью приспособленного для этого шприца, вводят соответствующие количества гексаметилдисилазана и диметиламиноэтанола. Реакцию функционализации проводят при перемешивании в течение восьми часов. По истечении этого времени отделяют кремнезем от органической фазы и сушат при 60°С до постоянного веса. Бромированные бутильные компаунды, последовательно изготовленные с функционализированным (3а) и нефункционализированным (3б) кремнеземом, смешивают, используя мельницу 10''×20''. Операции по компаундированию включают смешивание бромированного бутильного продукта (ВВ2030) с кремнеземом в мельнице 10''×20'' при комнатной температуре. После образования гомогенной смеси кремнезема и ВВ2030 компаунды подвергают термической обработке в мельнице при температуре 110°С. При комнатной температуре с использованием мельницы 10''×20'' последовательно прибавляют вулканизирующие агенты (серу, стеариновую кислоту и оксид цинка). Подробности, связанные с подготовкой кремнезема и последующим компаундированием бромированных бутильных составов, приведены в таблице 5.
Физические свойства образующихся компаундов представлены в таблице 6. Из этих данных следует, что использование функционализированного гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом кремнезема значительно снижает в таком компаунде абразивную потерю объема, определенную по методике Промышленного стандарта Германии, по сравнению с контрольным компаундом, который готовился аналогичным способом, но с использованием немодифицированного HiSil 233, и по сравнению с компаундами 1а и 2а. Важно, что компаунд, приготовленный с функционализированным гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом кремнеземом, как оказалось, характеризуется более продолжительным временем t03 по сравнению с тем, что определено для контрольного компаунда. Как и в предыдущем примере, это время t03 значительно превосходит по продолжительности время, которое определено для компаундов, в которых гексаметилдисилазан и диметиламиноэтанол прибавляют к смеси ВВ 2030 и HiSil 233 при обычных способах смешивания (это представлено в заявке на патент Канады №2339080, также находящейся в стадии рассмотрения).
Для компаунда, полученного с функционализированным гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом кремнеземом, RPA анализ (фиг.5) показывает значительное улучшение распределения наполнителя, что следует из более низких значений G* при небольших деформациях, по сравнению с контрольным компаундом, основанным на немодифицированном HiSil 233. Важно, что с кремнеземом, который был модифицирован и гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом, улучшается степень распределения наполнителя (по сравнению с примером 1 и примером 2). Зависимость деформации от нагрузки (фиг.6) показывает значительное улучшение степени упрочнения по сравнению с тем, что наблюдается для контрольного компаунда.
Примеры 4а (в соответствии с изобретением) и 4б (пример сравнения)
Приведенные примеры иллюстрируют использование в бромированном бутильном компаунде кремнезема, функционализированного гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом (в количествах, соответствующих 1,45 частей гексаметилдисилазана на сто частей каучука и 3,0 частей диметиламиноэтанола на сто частей каучука, как это найдено в полученном компаунде) (4а), в сравнении с использованием в бромированном бутильном компаунде нефункционализированного кремнезема (4б). Функционализированный кремнезем был получен суспендированием HiSil® 233 в гексане при интенсивном перемешивании. Как только образуется стабильная суспензия, с помощью приспособленного для этого шприца вводят соответствующие количества гексаметилдисилазана и диметиламиноэтанола. Реакцию функционализации проводят при перемешивании в течение восьми часов. По истечении этого времени отделяют кремнезем от органической фазы и сушат при 60°С до постоянного веса. Бромированные бутильные компаунды, последовательно изготовленные с функционализированным кремнеземом (4а) и нефункционализированным кремнеземом (4б), смешивают, используя мельницу 10''×20''. Операция по компаундированию включает смешивание бромированного бутильного продукта (ВВ2030) с кремнеземом в мельнице 10''×20'' при комнатной температуре. После образования гомогенной смеси кремнезема и ВВ2030 компаунды подвергают термической обработке в мельнице при температуре 110°С. При комнатной температуре с использованием мельницы 10''×20'' последовательно прибавляют вулканизирующие агенты (серу, стеариновую кислоту и оксид цинка). Подробности, связанные с подготовкой кремнезема и последующим компаундированием бромированных бутильных составов, приведены в таблице 7.
Физические свойства образующихся компаундов представлены в таблице 8. Из этих данных следует, что использование функционализированного гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом кремнезема значительно снижает в таком компаунде абразивную потерю объема, определенную по методике Промышленного стандарта Германии, по сравнению с контрольным компаундом, который готовился аналогичным способом, но с использованием немодифицированного HiSil 233, и по сравнению с компаундами 1а и 2а. Важно, что компаунд, приготовленный с функционализированным гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом кремнеземом, как оказалось, характеризуется более продолжительным временем t03 по сравнению с тем, что определено для контрольного компаунда. Как и в предыдущем примере, это время t03 значительно превосходит по продолжительности время, которое определено для компаундов, в которых гексаметилдисилазан и диметиламиноэтанол прибавляют к смеси ВВ 2030 и HiSil 233 при обычных способах смешивания (это представлено в заявке на патент Канады №2339080, также находящейся в стадии рассмотрения).
Для компаунда, полученного с функционализированным гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом кремнеземом, RPA анализ (фиг.7) показывает значительное улучшение распределения наполнителя, что следует из более низких значений G* при небольших деформациях, по сравнению с контрольным компаундом, основанным на немодифицированном HiSil 233. Важно, что с кремнеземом, который был модифицирован и гексаметилдисилазаном и диметиламиноэтанолом, улучшается степень распределения наполнителя (по сравнению с примером 1 и примером 2). Зависимость деформации от нагрузки (фиг.8) показывает значительное улучшение степени упрочнения по сравнению с тем, что наблюдается для контрольного компаунда.
Следующее далее подробное описание примеров предназначено для иллюстрации преимуществ использования предварительно функционализированного кремнезема в бромированных бутильных компаундах. Как оказалось, компаунды, полученные с функционализированным гексаметилдисилазаном кремнеземом, демонстрируют улучшение уровня распределения наполнителя, повышенную устойчивость к абразивному износу (по нормам Промышленного стандарта Германии) и уменьшение опасности подвулканизации. Тем не менее, самые хорошие результаты получены с кремнеземом, функционализированным или диметиламиноэтанолом или же гексаметилдисилазаном с диметиламиноэтанолом. Особо следует отметить, что наилучший баланс свойств получен с кремнеземом, модифицированным или диметиламиноэтанолом или же гексаметилдисилазаном с диметиламиноэтанолом.
Таблица 1 | ||
Подготовка кремнезема | ||
Модификатор кремнезема | 2,9 гексаметилдисилазана | Отсутствует |
Пример | 1а | 1б |
HiSil 233 (г) | 446,53 | 446,53 |
Гексан (мл) | 3000 | 3000 |
Диметиламиноэтанол (мл) | 0 | 0 |
Гексаметилдисилазан (мл) | 28,21 | 0 |
Бромобутильный компаунд | ||
Частей на 100 частей каучука | Частей на 100 частей каучука | |
ВВ 2030 | 100 | 100 |
Кремнезем | 60 | 60 |
Сера | 0,5 | 0,5 |
Стеариновая кислота | 1 | 1 |
Оксид цинка | 1,5 | 1,5 |
Таблица 3 | ||
Подготовка кремнезема | ||
Модификатор кремнезема | 3,2 диметиламиноэтанола | Отсутствует |
Пример | 2а | 2б |
HiSil 233 (г) | 447,11 | 447,11 |
Гексан (мл) | 3000 | 3000 |
Диметиламиноэтанол (мл) | 26,88 | 0 |
Гексаметилдисилазан (мл) | 0 | 0 |
Бромобутильный компаунд | ||
Частей на 100 частей каучука | Частей на 100 частей каучука | |
ВВ 2030 | 100 | 100 |
Кремнезем | 60 | 60 |
Сера | 0,5 | 0,5 |
Стеариновая кислота | 1 | 1 |
Оксид цинка | 1,5 | 1,5 |
Таблица 5 | ||
Подготовка кремнезема | ||
Модификатор кремнезема | 1,45 гексаметилдисилазана и 2,8 диметиламиноэтанола | Отсутствует |
Пример | 3а | 3б |
HiSil 233 (г) | 442,54 | 442,54 |
Гексан (мл) | 3000 | 3000 |
Диметиламиноэтанол (мл) | 23,28 | 0 |
Гексаметилдисилазан (мл) | 14,08 | 0 |
Бромобутильный компаунд | ||
Частей на 100 частей каучука | Частей на 100 частей каучука | |
ВВ 2030 | 100 | 100 |
Кремнезем | 60 | 60 |
Сера | 0,5 | 0,5 |
Стеариновая кислота | 1 | 1 |
Оксид цинка | 1,5 | 1,5 |
Таблица 7 | ||
Подготовка кремнезема | ||
Модификатор кремнезема | 1,45 гексаметилдисилазана и 3,0 диметиламиноэтанола | Отсутствует |
Пример | 4а | 4б |
HiSil 233 (г) | 441,84 | 441,84 |
Гексан (мл) | 3000 | 3000 |
Диметиламиноэтанол (мл) | 24,91 | 0 |
Гексаметилдисилазан (мл) | 14,05 | 0 |
Бромобутильный компаунд | ||
Частей на 100 частей каучука | Частей на 100 частей каучука | |
ВВ 2030 | 100 | 100 |
Кремнезем | 60 | 60 |
Сера | 0,5 | 0,5 |
Стеариновая кислота | 1 | 1 |
Оксид цинка | 1,5 | 1,5 |
Таблица 2 | ||
Зависимость деформации от нагрузки (Dumbells) | ||
Пример | 1б | 1a |
Модификатор кремнезема | Отсутствует | 2,9 гексаметилдисилазана |
Продолжительность вулканизации (минут) | 43 | 24 |
Температура вулканизации (°С) | 170 | 170 |
Dumbell | Die С | Die C |
Температура опыта (°С) | 23 | 23 |
Твердость по Шору А2 (единиц) | 67 | 63 |
Предельное усилие растяжения (МПа) | 7,56 | 16,14 |
Предельное растяжение (%) | 715 | 530 |
Нагрузка при 25 (МПа) | 1,43 | 1,11 |
Нагрузка при 50 (МПа) | 1,36 | 1,26 |
Нагрузка при 100 (МПа) | 1,35 | 1,61 |
Нагрузка при 200 (МПа) | 1,75 | 3,15 |
Нагрузка при 300 (МПа) | 2,57 | 6,45 |
Абразивный износ по нормам Промышленного стандарта Германии | ||
Абразивная потеря объема (мм3) | 418 | 225 |
Термическое испытание компаунда по Муни | ||
Температура опыта (°С) | 135 | 135 |
t Значение t03 (минут) | 15,31 | >30 |
t Значение tl8 (минут) | >30 | >30 |
Продолжение таблицы 2 | ||
MDR Характеристики вулканизации | ||
Частота (Гц) | 1,7 | 1,7 |
Температура опыта (°С) | 170 | 170 |
Градусы дуги (°) | 1 | 1 |
Продолжительность опыта (минут) | 60 | 60 |
Крутильное усилие (дН·м) | 100 | 100 |
Диаграмма № | 654 | 2077 |
МН (дН·м) | 26,14 | 23,41 |
ML (дН·м) | 13,8 | 5,49 |
Разность MH-ML (дН·м) | 12,34 | 17,92 |
ts 1 (минут) | 0,3 | 0,9 |
ts 2 (минут) | 0,36 | 1,62 |
t' 10 (минут) | 0,27 | 1,42 |
t' 25 (минут) | 0,47 | 3,37 |
t' 50 (минут) | 4,14 | 6,52 |
t' 90 (минут) | 37,47 | 19,4 |
t' 95(минут) | 48,01 | 24,33 |
Разность t' 50 - t' 10 (минут) | 3,87 | 5,1 |
Таблица 4 | |||
Зависимость деформации от нагрузки (Dumbells) | |||
Пример | 2б | 2а | |
Модификатор кремнезема | Отсутствует | 3,2 диметиламиноэтанола | |
Продолжительность вулканизации (минут) | 43 | 24 | |
Температура вулканизации (°С) | 170 | 170 | |
Dumbell | Die С | Die C | |
Температура опыта (°С) | 23 | 23 | |
Твердость по Шору А2 (единиц) | 67 | 53 | |
Предельное усилие растяжения (МПа) | 7,56 | 19,9 | |
Предельное растяжение (%) | 715 | 440 | |
Нагрузка при 25 (МПа) | 1,43 | 0,911 | |
Нагрузка при 50 (МПа) | 1,36 | 1,26 | |
Нагрузка при 100 (МПа) | 1,35 | 2,13 | |
Нагрузка при 200 (МПа) | 1,75 | 6,03 | |
Нагрузка при 300 (МПа) | 2,57 | 12,37 | |
Абразивный износ по нормам Промышленного стандарта Германии | |||
Абразивная потеря объема (мм3) | 418 | 152 | |
Термическое испытание компаунда по Муни | |||
Температура опыта (°С) | 135 | 135 | |
t Значение t03 (минут) | 15,31 | 12,83 | |
t Значение tl8 (минут) | >30 | 20,28 |
Продолжение таблицы 4 | ||
MDR Характеристики вулканизации | ||
Частота (Гц) | 1,7 | 1,7 |
Температура опыта (°С) | 170 | 170 |
Градусы дуги (°) | 1 | 1 |
Продолжительность опыта (минут) | 60 | 60 |
Крутильное усилие (дН·м) | 100 | 100 |
Диаграмма № | 654 | 2082 |
МН (дН·м) | 26,14 | 22,89 |
ML (дН·м) | 13,8 | 6,54 |
Разность MH-ML (дН·м) | 12,34 | 16,35 |
ts 1 (минут) | 0,3 | 1,32 |
ts 2 (минут) | 0,36 | 2,28 |
t' 10 (минут) | 0,27 | 1,92 |
t' 25 (минут) | 0,47 | 3,74 |
t' 50 (минут) | 4,14 | 7,17 |
t' 90 (минут) | 37,47 | 19,07 |
t' 95(минут) | 48,01 | 22,96 |
Разность t' 50 - t' 10 (минут) | 3,87 | 5,25 |
Таблица 6 | |||
Зависимость деформации от нагрузки (Dumbells) | |||
Пример | 3б | 3а | |
Модификатор кремнезема | Отсутствует | 1,45 гексаметилдисилазана и 2,8 дииметиламиноэтанола | |
Продолжительность вулканизации (минут) | 43 | 28 | |
Температура вулканизации (°С) | 170 | 170 | |
Dumbell | Die С | Die С | |
Температура опыта (°С) | 23 | 23 | |
Твердость по Шору А2 (единиц) | 67 | 49 | |
Предельное усилие растяжения (МПа) | 7,56 | 20,83 | |
Предельное растяжение (%) | 715 | 553 | |
Нагрузка при 25 (МПа) | 1,43 | 0,765 | |
Нагрузка при 50 (МПа) | 1,36 | 1,02 | |
Нагрузка при 100 (МПа) | 1,35 | 1,61 | |
Нагрузка при 200 (МПа) | 1,75 | 4,29 | |
Нагрузка при 300 (МПа) | 2,57 | 9,45 | |
Абразивный износ по нормам Промышленного стандарта Германии | |||
Абразивная потеря объема (мм3) | 418 | 208 | |
Термическое испытание компаунда по Муни | |||
Температура опыта (°С) | 135 | 135 | |
t Значение t03 (минут) | 15,31 | >30 | |
t Значение tl8 (минут) | >30 | >30 | |
Продолжение таблицы 6 | |||
MDR Характеристики вулканизации | |||
Частота (Гц) | 1,7 | 1,7 | |
Температура опыта (°С) | 170 | 170 | |
Градусы дуги (°) | 1 | 1 | |
Продолжительность опыта. (минут) | 60 | 60 | |
Крутильное усилие (дН·м) | 100 | 100 | |
Диаграмма № | 654 | 2083 | |
МН (дН·м) | 26,14 | 18,55 | |
ML (дН·м) | 13,8 | 4,75 | |
Разность MH-ML (дН·м) | 12,34 | 13,8 | |
ts 1 (минут) | 0,3 | 1,62 | |
ts 2 (минут) | 0,36 | 3,42 | |
t' 10 (минут) | 0,27 | 2,28 | |
t' 25 (минут) | 0,47 | 5,19 | |
t' 50 (минут) | 4,14 | 9,55 | |
t' 90 (минут) | 37,47 | 23,04 | |
t' 95(минут) | 48,01 | 27,77 | |
Разность t' 50 - t' 10 (минут) | 3,87 | 7,27 |
Таблица 8 | |||
Зависимость деформации от нагрузки (Dumbells) | |||
Пример | 4б | 4а | |
Модификатор кремнезема | Отсутствует | 1,45 гексаметилдисилазана и 3,0 диметиламиноэтанола | |
Продолжительность вулканизации (минут) | 43 | 28 | |
Температура вулканизации (°С) | 170 | 170 | |
Dumbell | Die С | Die С | |
Температура опыта (°С) | 23 | 23 | |
Твердость по Шору А2 (единиц) | 67 | 49 | |
Предельное усилие растяжения (МПа) | 7,56 | 21,18 | |
Предельное растяжение (%) | 715 | 542 | |
Нагрузка при 25 (МПа) | 1,43 | 0,783 | |
Нагрузка при 50 (МПа) | 1,36 | 1,05 | |
Нагрузка при 100 (МПа) | 1,35 | 1,69 | |
Нагрузка при 200 (МПа) | 1,75 | 4,75 | |
Нагрузка при 300 (МПа) | 2,57 | 10,32 | |
Абразивный износ по нормам Промышленного стандарта Германии | |||
Абразивная потеря объема (мм3) | 418 | 160 | |
Термическое испытание компаунда по Муни | |||
Температура опыта (°С) | 135 | 135 | |
t Значение t03 (минут) | 15,31 | 26,48 | |
t Значение t18 (минут) | >30 | >30 | |
Продолжение таблицы 8 | |||
MDR Характеристики вулканизации | |||
Частота (Гц) | 1,7 | 1,7 | |
Температура опыта (°С) | 170 | 170 | |
Градусы дуги (°) | 1 | 1 | |
Продолжительность опыта (минут) | 60 | 60 | |
Крутильное усилие (дН·м) | 100 | 100 | |
Диаграмма № | 654 | 2084 | |
МН (дН·м) | 26,14 | 18,96 | |
ML (дН·м) | 13,8 | 4,87 | |
Разность MH-ML (дН·м) | 12,34 | 14,09 | |
ts 1 (минут) | 0,3 | 1,68 | |
ts 2 (минут) | 0,36 | 3,36 | |
t' 10 (минут) | 0,27 | 2,4 | |
t' 25 (минут) | 0,47 | 5,11 | |
t' 50 (минут) | 4,14 | 9,34 | |
t' 90 (минут) | 37,47 | 22,54 | |
t' 95 (минут) | 48,01 | 26,97 | |
Разность t' 50 - t' 10 (минут) | 3,87 | 6,94 |
Claims (13)
1. Способ получения наполненного галогенированного бутильного эластомера, включающий смешивание, по меньшей мере, одного галогенированного бутильного эластомера с, по меньшей мере, одним минеральным наполнителем, причем до смешивания с указанным галогенированнным бутильным эластомером минеральный наполнитель подвергают взаимодействию, по меньшей мере, с одним органическим соединением, содержащим, по крайней мере, одну содержащую азот основную группу и, по крайней мере, одну гидроксильную группу, и по меньшей мере, с одним силазановым соединением.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое органическое соединение, содержащее, по крайней мере, одну содержащую азот основную группу и, по крайней мере, одну гидроксильную группу, содержит первичную спиртовую группу или функциональную группу карбоновой кислоты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое органическое соединение, содержащее, по крайней мере, одну содержащую азот основную группу и, по крайней мере, одну гидроксильную группу, содержит первичную спиртовую группу и аминную группу, разделенные метиленовыми мостиками, которые могут быть разветвленными.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое органическое соединение, содержащее, по крайней мере, одну содержащую азот основную группу и, по крайней мере, одну гидроксильную группу, содержит функциональную группу карбоновой кислоты и аминную группу, разделенные метиленовыми мостиками, которые могут быть разветвленными.
5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что упомянутое органическое соединение, содержащее, по крайней мере, одну содержащую азот основную группу и, по крайней мере, одну гидроксильную группу, выбирают из группы, состоящей из моноэтаноламина, N,N-диметиламиноэтанола, натуральной или синтетической аминокислоты или протеина.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что силазановое соединение представляет собой органическое силазановое соединение.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что силазановое соединение представляет собой дисилазановое соединение.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что минеральный наполнитель выбирают из группы, состоящей из обычного или высокодисперсного кремнезема, силикатов, глины, гипса, оксида алюминия, диоксида титана, талька и их смесей.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что галогенированный бутильный эластомер представляет собой бромированный бутильный эластомер.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество упомянутого органического соединения, содержащего, по крайней мере, одну содержащую азот основную группу и, по крайней мере, одну гидроксильную группу, лежит в пределах от 0,5 до 10 частей на сто частей эластомера.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество силазана лежит в пределах от 0,5 до 10 частей на сто частей эластомера.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что галогенированный бутильный эластомер дополнительно смешивают со стабилизатором в количестве предпочтительно от 0,5 до 5 частей массы на 100 частей массы эластомера.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает в качестве дополнительной стадии вулканизацию наполненного галогенированного бутильного эластомера.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA2418822 | 2003-02-13 | ||
CA2418822A CA2418822C (en) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | Method to produce silica reinforced elastomer compounds |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004104109A RU2004104109A (ru) | 2005-07-27 |
RU2395533C2 true RU2395533C2 (ru) | 2010-07-27 |
Family
ID=32660956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004104109/04A RU2395533C2 (ru) | 2003-02-13 | 2004-02-13 | Способ получения галогенированного бутильного эластомера с наполнителем |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7649033B2 (ru) |
EP (1) | EP1447424B1 (ru) |
JP (1) | JP4610204B2 (ru) |
KR (1) | KR101095263B1 (ru) |
CN (1) | CN100591717C (ru) |
AT (1) | ATE335785T1 (ru) |
BR (1) | BRPI0400270A (ru) |
CA (1) | CA2418822C (ru) |
DE (1) | DE602004001789T2 (ru) |
ES (1) | ES2270189T3 (ru) |
HK (1) | HK1069408A1 (ru) |
MX (1) | MXPA04001352A (ru) |
RU (1) | RU2395533C2 (ru) |
TW (1) | TWI329118B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644863C2 (ru) * | 2013-10-07 | 2018-02-14 | ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. | Обработанные наполнители, композиции, содержащие их, и изделия, изготовленные из них |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2446474C (en) * | 2003-10-24 | 2011-11-29 | Rui Resendes | Silica-filled elastomeric compounds |
CA2465301C (en) | 2004-04-28 | 2012-02-07 | John Scott Parent | Process to produce silica-filled elastomeric compounds |
CA2471006A1 (en) * | 2004-06-23 | 2005-12-23 | Bayer Inc. | Silica reinforced elastomer compounds prepared with dry liquid modifiers |
JP4472596B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2010-06-02 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
RU2418827C2 (ru) | 2005-08-05 | 2011-05-20 | Ленксесс Инк. | Способ модифицирования галоидбутилового эластомера |
CA2551997C (en) | 2005-08-26 | 2014-05-27 | Lanxess Inc. | Novel methods for the preparation of butyl graft copolymers |
US20070100041A1 (en) * | 2005-11-03 | 2007-05-03 | Rui Resendes | Filled elastomeric compounds |
CA2564446A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-04 | Lanxess Inc. | Method to produce reinforced halobutyl elastomer compounds |
CN101827888B (zh) | 2007-10-19 | 2014-05-14 | 朗盛公司 | 包括三种组分的混合改性剂体系的丁基橡胶胶料 |
US20090255613A1 (en) | 2008-04-09 | 2009-10-15 | Ping Zhang | Tire with tread having an intermediate rubber layer containing a microsphere dispersion |
US8240351B2 (en) | 2009-02-10 | 2012-08-14 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pneumatic tire having air retention innerliner containing anchored glass microspheres |
ITRM20130424A1 (it) * | 2013-07-18 | 2015-01-19 | Bridgestone Corp | Metodo per la preparazione di una mescola in gomma per pneumatici |
US10233319B2 (en) | 2014-12-18 | 2019-03-19 | Bridgestone Americas Tire Operations, Llc | Rubber compositions containing whey protein |
US10544268B2 (en) | 2014-12-18 | 2020-01-28 | Bridgestone Americas Tire Operations, Llc | Rubber compositions containing carbon black and whey protein |
CN107207811A (zh) | 2014-12-18 | 2017-09-26 | 普利司通美国轮胎运营有限责任公司 | 含有乳清蛋白的橡胶组合物 |
US10227480B2 (en) | 2014-12-18 | 2019-03-12 | Bridgestone Americas Tire Operations, Inc. | Rubber compositions containing whey protein |
CN114502628A (zh) * | 2019-12-27 | 2022-05-13 | 住友橡胶工业株式会社 | 橡胶组合物和充气轮胎 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3337391A (en) * | 1963-12-24 | 1967-08-22 | Exxon Research Engineering Co | Bonding siliceous materials to organic polymers with organic titanates |
JP3847360B2 (ja) * | 1995-12-20 | 2006-11-22 | 日鉱金属株式会社 | 表面処理されたフィラーおよびそれを用いた樹脂組成物 |
US5872176A (en) * | 1997-07-11 | 1999-02-16 | Bridgestone Corporation | Addition of salts to improve the interaction of silica with rubber |
US6386784B1 (en) | 1997-11-24 | 2002-05-14 | Paul Edward Ruble | Fully interchangeable and recyclable binder cover and binding mechanism |
TW396183B (en) * | 1998-11-20 | 2000-07-01 | Bayer Inc | Process for hydrophobicizing particles, and their use in dispersions |
CA2293149A1 (en) | 1999-12-24 | 2001-06-24 | Bayer Inc. | Elastomeric butyl compounds with improved chemical bonding between the butyl elastomer and the filler |
CA2339080C (en) * | 2001-03-02 | 2009-11-17 | Bayer Inc. | Filled elastomeric butyl compounds |
CA2364174A1 (en) * | 2001-11-27 | 2003-05-27 | Bayer Inc. | Filled elastomeric butyl compounds with improved scorch safety |
CA2368363A1 (en) * | 2002-01-17 | 2003-07-17 | Rui Resendes | Silica-filled elastomeric compounds |
CA2386098C (en) * | 2002-05-13 | 2010-07-06 | Bayer Inc. | Silica-filled elastomeric compounds |
JP2004137430A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-13 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
-
2003
- 2003-02-13 CA CA2418822A patent/CA2418822C/en not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-02-06 ES ES04002664T patent/ES2270189T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-06 DE DE602004001789T patent/DE602004001789T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-06 AT AT04002664T patent/ATE335785T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-02-06 EP EP04002664A patent/EP1447424B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-09 US US10/774,722 patent/US7649033B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-02-12 MX MXPA04001352A patent/MXPA04001352A/es active IP Right Grant
- 2004-02-12 TW TW093103257A patent/TWI329118B/zh not_active IP Right Cessation
- 2004-02-13 RU RU2004104109/04A patent/RU2395533C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-02-13 KR KR1020040009524A patent/KR101095263B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-02-13 CN CN200410028354A patent/CN100591717C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-02-13 BR BR0400270-9A patent/BRPI0400270A/pt active Search and Examination
- 2004-02-13 JP JP2004036805A patent/JP4610204B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-03-03 HK HK05101874.4A patent/HK1069408A1/xx not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СЫРЬЕ И ПОЛУПРОДУКТЫ ДЛЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ,СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ ПОД РЕДАКЦИЕЙ М.М.ГОЛЬДБЕРГА. - М.: ХИМИЯ, 1978, с.406, 407. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644863C2 (ru) * | 2013-10-07 | 2018-02-14 | ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. | Обработанные наполнители, композиции, содержащие их, и изделия, изготовленные из них |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MXPA04001352A (es) | 2004-12-06 |
KR101095263B1 (ko) | 2011-12-20 |
DE602004001789D1 (de) | 2006-09-21 |
CA2418822C (en) | 2010-11-30 |
DE602004001789T2 (de) | 2007-08-23 |
RU2004104109A (ru) | 2005-07-27 |
JP4610204B2 (ja) | 2011-01-12 |
CA2418822A1 (en) | 2004-08-13 |
KR20040073394A (ko) | 2004-08-19 |
EP1447424A1 (en) | 2004-08-18 |
TW200502286A (en) | 2005-01-16 |
CN100591717C (zh) | 2010-02-24 |
US20050075422A1 (en) | 2005-04-07 |
ES2270189T3 (es) | 2007-04-01 |
ATE335785T1 (de) | 2006-09-15 |
TWI329118B (en) | 2010-08-21 |
BRPI0400270A (pt) | 2004-12-28 |
EP1447424B1 (en) | 2006-08-09 |
JP2004244635A (ja) | 2004-09-02 |
HK1069408A1 (en) | 2005-05-20 |
US7649033B2 (en) | 2010-01-19 |
CN1526760A (zh) | 2004-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2326906C2 (ru) | Эластомерная композиция, способ получения эластомерного продукта и протектор или вкладыш шины автомобиля | |
RU2395533C2 (ru) | Способ получения галогенированного бутильного эластомера с наполнителем | |
US8084526B2 (en) | Silica-filled elastomeric compounds | |
RU2351620C2 (ru) | Эластомерная композиция и протектор или вкладыш шины автомобиля | |
EP1680469B1 (en) | Silica-filled elastomeric compounds | |
RU2407758C2 (ru) | Способ получения наполненных кремнеземом эластомерных композиций | |
JP5069104B2 (ja) | 乾燥液状改質剤で製造したシリカ強化エラストマーコンパウンド | |
JP2007126658A (ja) | 充填剤入りエラストマーコンパウンド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130214 |