RU2620397C2

RU2620397C2 - Средство для улучшения внешнего вида каучуковых композиций с антидеградантами

Info

Publication number: RU2620397C2
Application number: RU2015126656A
Authority: RU
Inventors: Крейг БАЛНИС
Original assignee: БРИДЖСТОУН ЭМЕРИКАС ТАЙР ОПЕРЕЙШНС, ЭлЭлСи
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2017-05-25
Also published as: US20150344679A1; JP6130928B2; BR112015015371A2; JP2016504464A; RU2015126656A; EP2938675A4; WO2014105488A1; EP2938675A1; CN104903398A

Abstract

Изобретение относится к каучуковой композиции для боковой стенки шины, подвергающейся воздействию атмосферных условий. Каучуковая композиция для боковой стенки шины содержит натуральный или синтетический каучуковый полимер, антидеградант, вызывающий образование налета, и полиэфирную смолу, которая содержит сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола в количестве от приблизительно 0,1 мас.ч. до приблизительно 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Изобретение позволяет улучшить блеск и качество каучуковой композиции в условиях эксплуатации шины при сохранении высокой озоностойкости. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание относится к каучуковым композициям и пневматическим шинам, в которых они используются, а более конкретно - к каучуковой композиции для боковой стенки шины, подвергающейся воздействию атмосферных условий.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Исходя из особенностей эластомеров, используемых при получении каучуковых соединений, в состав каучука, как правило, включают антидеграданты, которые препятствуют атмосферному воздействию на каучуковое соединение. Эластомеры с ненасыщенными связями в основной цепи полимера особенно уязвимы для воздействия озона, что приводит к растрескиванию поверхности каучука.

Для ингибирования реакции между атмосферным озоном и основной цепью полимера обычно используют материалы, считающиеся «антидеградантами». Они могут включать материалы, образующие налет на поверхности каучука, препятствующий реакции атмосферного озона с полимером. Например, известно, что некоторые воски мигрируют на поверхность каучука и образуют инертную пленку, обеспечивающую слой, который защищает каучук от атмосферного озона. Другие известные антидеграданты включают химические вещества, которые ингибируют образование трещин или сводят к минимуму скорость роста трещин.

Недостатком антидеградантов данных типов является их воздействие на внешний вид поверхности каучука. С эстетической точки зрения желательной является черная глянцевая поверхность каучука, особенно на боковой стенке шины, которая является одним из наиболее заметных компонентов шины. Восковые пленки могут делать поверхность тусклой или мутной, тогда как другие антидеграданты могут вызывать изменение цвета поверхности каучука на желтый или коричневый или окрашивать смежные поверхности каучука, с которыми они контактируют. Таким образом, ухудшается эстетический внешний вид поверхности каучука.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте осуществления каучуковая композиция для боковой стенки шины включает натуральный или синтетический каучуковый полимер и полиэфирную смолу. Полиэфирная смола включает сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола.

В одном варианте осуществления способ получения каучуковой композиции для боковой стенки шины включает смешивание натурального или синтетического каучукового полимера с полиэфирной смолой. Полиэфирная смола включает сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола.

В одном варианте осуществления шина включает вулканизированный компонент боковой стенки, включающий натуральный или синтетический каучуковый полимер и полиэфирную смолу. Полиэфирная смола включает сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола.

В одном варианте осуществления каучуковая композиция включает натуральный или синтетический каучуковый полимер, антидеградант и полиэфирную смолу. Полиэфирная смола включает сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола.

В настоящем документе термин «один» означает один или более, если только в контексте четко не указано иное.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Неожиданно было обнаружено, что полиэфирная смола, содержащая сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола, при добавлении в каучуковую композицию благоприятно влияет на эстетический внешний вид каучуковой композиции. Каучуковая композиция применяется в боковой стенке шины. Данная добавка придает черный глянцевый внешний вид боковой стенке шины даже после воздействия озона, в результате чего улучшается ее эстетический внешний вид. Без ограничений, накладываемых данной теорией, добавление сополимера малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола, видимо, маскирует внешний вид антидеградантов на внешней поверхности каучукового соединения.

В одном варианте осуществления используется каучуковый эластомер. Например, эластомер можно выбрать из следующих эластомеров, по отдельности, а также в комбинации, в соответствии с желаемыми конечными вязкоупругими свойствами каучукового соединения: натуральный каучук, полиизопреновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, полибутадиеновый каучук, поли(изопрен-стирол), поли(изопрен-бутадиен), поли(изопрен-бутадиен-стирол), бутиловые каучуки, галобутиловые каучуки, этилен-пропиленовый каучук, поперечносшитый полиэтилен, неопрен, нитриловый каучук, каучук из хлорированного полиэтилена, EPDM (этилен-пропиленовый каучук с диеновым мономером), силиконовый каучук и термопластические каучуки - в том смысле, в котором такие термины используются в публикации The Vanderbilt Rubber Handbook, Thirteenth Edition (1990). В одном варианте осуществления композиция не содержит этилен-пропилен-диеновый терполимер. Данные эластомеры могут содержать различные функциональные группы, включая, без ограничений, олово-, кремний- и аминосодержащие функциональные группы. Каучуковые полимеры можно получать путем эмульгирования, растворения или объемной полимеризации в соответствии с известными подходящими способами.

В варианте осуществления, содержащем смесь из более чем одного полимера, соотношения (выраженные в частях на сто частей каучука (phr)) в таким полимерных смесях можно корректировать в соответствии с желательными конечными вязкоупругими свойствами полимеризованного каучукового соединения. Например, в одном варианте осуществления натуральный каучук или полиизопрен может содержать от приблизительно 5 до приблизительно 80 phr, например от приблизительно 20 phr до приблизительно 60 phr, или от приблизительно 35 phr до приблизительно 55 phr; и полибутадиеновый или бутадиен-стирольный каучук может содержать от приблизительно 60 phr до приблизительно 5 phr, например от приблизительно 50 phr до приблизительно 10 phr, или от приблизительно 15 phr до приблизительно 25 phr. В одном варианте осуществления выбирают один из указанных выше каучуков, и он представляет собой весь каучуковый компонент.

В одном варианте осуществления каучуковый полимер может иметь среднечисловую молекулярную массу (Mn) от приблизительно 100000 до приблизительно 1000000, например от приблизительно 150000 до приблизительно 600000, или от приблизительно 250000 до приблизительно 500000. В одном варианте осуществления полидисперсность каучукового полимера (Mw/Mn) может находиться в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 6,0, например от приблизительно 2,0 до приблизительно 5,0, или от приблизительно 3,0 до приблизительно 4,0.

В одном варианте осуществления для зашиты каучука от окислительного воздействия атмосферного озона используют антидеградант. Многие антидеграданты представляют собой окрашивающие антидеграданты, т.е. они вызывают ухудшение внешнего вида композиции. Как указано в предпосылках создания изобретения, антидеграданты могут образовывать налет на поверхности и ухудшать внешний вид каучуковой композиции. Общее количество антидеграданта или окрашивающего антидеграданта в композиции может составлять, например, от приблизительно 0,1 до приблизительно 15 phr, например от приблизительно 0,3 до приблизительно 6 phr, или от приблизительно 2 phr до приблизительно 7 phr. Антидеградант может быть отнесен к антиозонантам или антиоксидантам, таким как антидеграданты, выбранные из следующих соединений: N,N'-двузамещенные-п-фенилендиамины, например N-1,3-диметилбутил-N'-фенил-п-фенилендиамин (6PPD), N,N'-бис(1,4-диметилпентил)-п-фенилендиамин (77PD), N-фенил-N-изопропил-п-фенилендиамин (IPPD) и N-фенил-N'-(1,3-диметилбутил)-п-фенилендиамин (HPPD). Другие примеры антидеградантов включают продукт конденсации дифениламина с ацетоном (Alchem BL), 2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (Alchem TMQ), октилированный дифениламин (Alchem ODPA) и 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (ВНТ).

В одном варианте осуществления активный наполнитель может быть выбран из группы, состоящей из углеродной сажи, кремнезема и их смесей. Общее количество активного наполнителя может составлять от приблизительно 1 до приблизительно 100 phr, от приблизительно 30 до приблизительно 80 phr, от приблизительно 40 до приблизительно 70 phr или от приблизительно 50 до приблизительно 100 phr наполнителя.

Углеродная сажа может присутствовать в количествах от приблизительно 0 до приблизительно 80 phr, например от приблизительно 5 до приблизительно 60 phr, или от приблизительно 20 до приблизительно 50 phr. Углеродная сажа может иметь площадь поверхности (EMSA) по меньшей мере от приблизительно 20 м²/г, например по меньшей мере от приблизительно 35 м²/г до приблизительно 200 м²/г или выше. Величины площади поверхности, использованные в настоящей заявке, определяли в соответствии со стандартом ASTM D-1765 с использованием методики с бромидом цетилтриметиламмония (СТАВ).

Для применения подходят такие углеродные сажи, как печная сажа, газовые канальные сажи и ламповые сажи. Более конкретно, примеры подходящих углеродных саж включают сверхизносостойкие печные (SAF) сажи, износостойкие печные (HAF) сажи, быстроэкструдируемые печные (FEF) сажи, высокодисперсные печные (FF) сажи, средние сверхизносостойкие печные (ISAF) сажи, полуактивные печные (SRF) сажи, среднеобрабатываемые газовые канальные сажи, труднообрабатываемые газовые канальные сажи и проводящие газовые канальные сажи. Другие подходящие для использования углеродные сажи включают ацетиленовые сажи.

При получении вариантов осуществления, содержащих в качестве наполнителя углеродную сажу, можно использовать смесь двух и более указанных выше саж. Углеродные сажи, использованные при получении вулканизируемых эластомерных композиций, могут иметь форму гранул или форму негранулированной хлопьевидной массы.

Можно использовать смесь двух или более указанных выше саж. Примеры углеродных саж включают, без ограничений, N-110, N-220, N-339, N-330, N-352, N-550 и N-660 в соответствии с обозначениями стандарта ASTM D-1765-82a.

Примеры подходящих для использования активных наполнителей на основе кремнезема включают влажный кремнезем (гидратированную кремниевую кислоту), сухой кремнезем (безводную кремниевую кислоту), силикат кальция и т.п. Среди них предпочтительными являются осажденные аморфные, полученные мокрым методом гидратированные кремнеземы. Кремнезем можно использовать в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 100 phr, или в количестве от приблизительно 5 до приблизительно 80 phr, или в количестве от приблизительно 30 до приблизительно 70 phr. Верхний предел подходящего диапазона ограничен высокой вязкостью, которую обеспечивают наполнители данного типа. Некоторые подходящие для использования доступные в продаже кремнеземы включают, без ограничений, HiSil® 190, HiSil® 210, HiSil® 215, HiSil® 233 и HiSil® 243 производства PPG Industries (г. Питтсбург, штат Пенсильвания). Ряд подходящих для использования кремнеземов коммерческих типов также доступен от компаний DeGussa Corporation (например, VN2, VN3), Rhone Poulenc (например, Zeosil® 1165МР0) и J.М. Huber Corporation.

Площадь поверхности кремнеземов может составлять, например, от приблизительно 32 м²/г до приблизительно 400 м²/г, например предпочтительно от приблизительно 100 м²/г до приблизительно 250 м²/г, или от приблизительно 150 м²/г до приблизительно 220 м²/г. Значение рН наполнителя на основе кремнезема по существу составляет от приблизительно 5,5 до приблизительно 7, или от приблизительно 6 до приблизительно 7,2, или от приблизительно 5,5 до приблизительно 6,8.

При использовании кремнезема в качестве наполнителя может быть желательно использовать связывающее вещество для связывания кремнезема с полимером. Известно множество связывающих веществ, включая, без ограничений, сероорганические полисульфиды. Можно использовать любой органосилановый полисульфид. Подходящие органосилановые полисульфиды включают, без ограничений, 3,3'-бис(триметоксисилилпропил)дисульфид, 3,3'-бис(триэтоксисилилпропил)дисульфид, 3,3'-бис(триэтоксисилилпропил)тетрасульфид, 3,3'-бис(триэтоксисилилпропил)октасульфид, 3,3'-бис(триметоксисилилпропил)тетрасульфид, 2,2'-бис(триэтоксисилилэтил)тетрасульфид, 3,3'-бис(триметоксисилилпропил)трисульфид, 3,3'-бис(триэтоксисилилпропил)трисульфид, 3,3'-бис(трибутоксисилилпропил)дисульфид, 3,3'-бис(триметоксисилилпропил)гексасульфид, 3,3'-бис(триметоксисилилпропил)октасульфид, 3,3'-бис(триоктоксисилилпропил)тетрасульфид, 3,3'-бис(тригексоксисилилпропил)дисульфид, 3,3'-бис(три-2ʺ-этилгексоксисилилпропил)трисульфид, 3,3'-бис(триизооктоксисилилпропил)тетрасульфид, 3,3'-бис(три-трет-бутоксисилилпропил)дисульфид, 2,2'-бис(метоксидиэтоксисилилэтал)тетрасульфид, 2,2'-бис(трипропоксисилилэтил)пентасульфид, 3,3'-бис(трициклонеоксилилпропил)тетрасульфид, 3,3'-бис(трициклопентоксисилилпропил)трисульфид, 2,2'-бис(три-2ʺ-метилциклогексоксисилилэтил)тетрасульфид, бис(триметоксисилилметил)тетрасульфид, 3-метоксиэтоксипропоксисилил, 3'-диэтоксибутоксисилилпропилтетрасульфид, 2,2'-бис(диметилметоксисилилэтил)дисульфид, 2,2'-бис(диметилвторбутоксисилилэтил)трисульфид, 3,3'-бис(метилбутилэтоксисилилпропил)тетрасульфид, 3,3'-бис(ди-трет-бутилметоксисилилпропил)тетрасульфид, 2,2'-бис(фенилметилметоксисилилэтил)трисульфид, 3,3'-бис(дифенилизопропоксисилилпропил)тетрасульфид, 3,3'-бис(дифенилциклогексоксисилилпропил)дисульфид, 3,3'-бис(диметилэтилмеркаптосилилпропил)тетрасульфид, 2,2'-бис(метилдиметоксисилилэтил)трисульфид, 2,2'-бис(метилэтоксипропоксисилилэтил)тетрасульфид, 3,3'-бис(диэтилметоксисилилпропил)тетрасульфид, 3,3'-бис(этилди-вторбутоксисилилпропил)дисульфид, 3,3'-бис(пропилдиэтоксисилилпропил) дисульфид, 3,3'-бис(бутилдиметоксисилилпропил)трисульфид, 3,3'-бис(фенилдиметоксисилилпропил)тетрасульфид, 3'-триметоксисилилпропилтетрасульфид, 4,4'-бис(триметоксисилилбутил)тетрасульфид, 6,6'-бис(триэтоксисилилгексил)тетрасульфид, 12,12'-бис(триизопропоксисилилдодецил)дисульфид, 18,18'-бис(триметоксисилилоктадецил)тетрасульфид, 18,18'-бис(трипропоксисилилоктадецинил)тетрасульфид, 4,4'-бис(триметоксисилилбутен-2-ил)тетрасульфид, 4,4'-бис(триметоксисилилциклогексилен)тетрасульфид, 5,5'-бис(диметоксиметилсилилпентил)трисульфид, 3,3'-бис(триметоксисилил-2-метилпропил)тетрасульфид, 3,3'-бис(диметоксифенилсилил-2-метилпропил)дисульфид и 3-октаноилтао-1-пропилтриэтоксисилан (NXT). Можно использовать смеси различных органосилановых полисульфидов.

Количество связывающего вещества в композиции рассчитывается на основе веса кремнезема в композиции. Количество связывающего вещества, присутствующего в композиции, может составлять от приблизительно 0,1% до приблизительно 20% вес. кремнезема, или от приблизительно 1% до приблизительно 15% вес. кремнезема, или от приблизительно 2% до приблизительно 10% вес. кремнезема. Например, типичные количества связывающих веществ включают приблизительно 4, 6, 8 и 10 phr.

Если в качестве активного наполнителя используется комбинация углеродной сажи и кремнезема, можно использовать соотношение углеродной сажи/кремнезема от приблизительно 10:1 до приблизительно 1:4, например от приблизительно 5:1 до приблизительно 1:3 или от приблизительно 2:1 до приблизительно 1:2.

Можно использовать некоторые дополнительные наполнители, включая минеральные наполнители, такие как глина, тальк, гидрат алюминия, силикат алюминия, силикат магния, гидроксид алюминия и слюда. Указанные выше дополнительные наполнители являются необязательными, и их можно использовать в количестве от приблизительно 0,5 phr до приблизительно 40 phr.

В одном варианте осуществления композиция содержит поверхностно-активное вещество. Примеры подходящих для добавления поверхностно-активных веществ включают, без ограничений, полиоксиэтилен сорбитанмоностеарат (например, Rheodol® Bs-106) и эфирные и тиоэфирные поверхностно-активные вещества, такие как Vulkanol ® 85 и Vulkanol ® ОТ, оба производства Bayer Corporation.

Количество поверхностно-активного вещества, смешиваемого с вулканизируемым каучуковым соединением, зависит от желаемого конечного внешнего вида, а также других пожеланий, связанных с окружающей средой, в частности ожидаемого воздействия озона. Количество поверхностно-активного вещества находится в диапазоне, например, от 0 до приблизительно 10 phr, например от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 phr.

Сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола может представлять собой, например, сополимер малеинового ангидрида и полиэтиленгликоля (PEGM), такой как поли(оксиэтиленоксибут-2-ендиоил), который включает повторяющиеся звенья («меры») формулы I

и карбоксильные концевые группы.

В одном варианте осуществления сополимер может иметь форму смолы, а не форму волокна или частицы.

В одном варианте осуществления полиэфирную смолу («ненасыщенный полиэфир»), представляющую собой сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола, можно получить из ненасыщенной двухосновной кислоты и/или ангидрида и полиола (например, диола) и/или оксида. Насыщенную двухосновную кислоту и/или ангидрид также можно включить в реакцию (например, реакцию конденсации). Примеры ненасыщенной двухосновной кислоты и/или ангидрида включают малеиновый ангидрид, акриловый мономер (например, акриловую кислоту, метакриловую кислоту), итаконовую кислоту, фумаровую кислоту или их комбинацию. Примеры двухосновной кислоты и/или ангидрида включают адипиновую кислоту, глутаровую кислоту, фталевый ангидрид, изофталевую кислоту, циклопентадиен-малеиновый ангидрид, тетрабромфталевый ангидрид, тетрахлорфталевый ангидрид, терефталевую кислоту, хлорэндиковый ангидрид, тетрагидрофталевый ангидрид или их комбинацию. Примеры полиола и/или оксида включают 1,4-бутандиол; 2,2,4-триметилпентан-1,3-диол; бисфенолдипропоксиэфир; дибромнеопентилгликоль; продукт присоединения гидроксила к дициклопентадиену; диэтиленгликоль; дипропиленгликоль; этиленгликоль; неопентилгликоль; пропиленгликоль; пропиленоксид; тетрабромбисфенол дипропоксиэфир или их комбинацию.

В одном варианте осуществления полиэфирная смола, которая представляет собой сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола, может содержать ненасыщенный мономер и/или полимер, который может участвовать в создании поперечных сшивок, примеры которых включают акрил (например, метилметакрилат), стирольный мономер (например, стирол, альфаметилстирол, хлорстирол, трет-бутилстирол), полистирол, дивинилбензол, диаллилфталат, винилтолуол, триаллилцианурат или их комбинацию. Перекрестные сшивки обычно возникают между ненасыщенной двойной связью, и для стимуляции поперечного сшивания можно использовать свободнорадикальный катализатор.

Сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола можно добавить к каучуковой композиции в количестве, подходящем для получения желаемого внешнего вида или вязкоупругих свойств полученного вещества, как, например, от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 phr, например от приблизительно 1 до приблизительно 6 phr, или от приблизительно 4 до приблизительно 8 phr.

Дополнительные компоненты, используемые при получении каучукового соединения, могут включать комплекты для отверждения, технологические добавки, связывающие вещества и т.п. Например, композиция, описанная в настоящем документе, может также содержать, без ограничений, такие дополнительные компоненты в следующих количествах:

технологические масла/добавки: от приблизительно 0 до 75 phr, например от приблизительно 5 до 40 phr;

стеариновая кислота: от приблизительно 0 до приблизительно 5 phr, например от приблизительно 0,1 до приблизительно 3 phr;

оксид цинка: от приблизительно 0 до приблизительно 10 phr, например от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 phr;

сера: от приблизительно 0 до приблизительно 10 phr, например от приблизительно 0,1 до приблизительно 4 phr; и

ускорители: от приблизительно 0 до приблизительно 10 phr, например от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 phr.

В одном варианте осуществления каучуковая композиция, включающая сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола, показывает улучшенный блеск. Например, каучуковая композиция может показывать блеск, улучшенный от приблизительно в 1,1 до приблизительно 4 раз, например от приблизительно в 1,5 до приблизительно 3 раз или от приблизительно в 1,8 до приблизительно 2,3 раза по сравнению с контрольной композицией, которая является идентичной, но не включает сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола. Улучшение блеска измеряли по dE после статичного озонного теста в течение 7 суток в соответствии со способом из приведенных ниже примеров.

После конечной стадии смешивания полимерную композицию с наполнителем можно залить в форму и выполнить отверждение для получения каучукового продукта. Примеры готовых продуктов представляют собой шины, приводные ремни и виброизоляторы. Шины включают, например, как пневматические радиальные шины, так и пневматические шины с диагональными слоями. В вариантах осуществления композиция представляет собой вулканизируемую эластомерную композицию, которую можно использовать для образования боковых стенок таких шин. Пневматические шины можно получить, например, в соответствии с конструкциями, описанными в патентах США №№5,866,171; 5,876,527; 5,931,211 и 5,971,046, содержание которых включено в настоящий документ путем ссылки. Композицию также можно использовать для образования других эластомерных компонентов шины, таких как протекторы, подпротекторные слои, покрытия слоев каркаса или наполнители бортов.

Дополнительные варианты осуществления описаны в следующих примерах.

ПРИМЕРЫ

Общие экспериментальные тестовые процедуры

1. Реометр

Реометр используют для определения характеристик отверждения наполненных каучуковых смесей. Для измерения отверждения образцов каучука использовали процедуру, соответствующую стандарту ASTM D 2084. Размер образца составлял 30 мм в диаметре и 12,5 мм в толщину, что эквивалентно объему 8 см. В качестве оборудования использовали реометр Monsanto, модель MDR2000.

2. Модуль упругости, прочность на растяжение и удлинение при разрыве

Модуль упругости, прочность на растяжение (напряжение при максимальном натяжении) и удлинение при разрыве измеряют по существу в соответствии со стандартом ASTM D412 (1998 г.), способ В. Тестируемые образцы вулканизированного каучука вырезают в форме кольца, используя штамп D412 В, тип 1. Измерения указанных выше свойств основаны на исходной площади поперечного сечения тестируемого образца. Прибор, выполненный с возможностью обеспечивать равномерную скорость разведения зажимов, например прибор для испытания на растяжение Instron, с подходящим динамометром и индикаторной или регистрирующей системой для измерения приложенного усилия используют совместно с измерением удлинения тестируемого образца. Модуль (100% (M100) и 300% (М300)), прочность на растяжение (ТВ) и удлинение (ЕВ) вычисляют в соответствии с расчетами, изложенными в стандарте ASTM D412 (1998 г.).

3. Динамический озонный тест (согнутая петля)

Растрескивание поверхности согнутой петли под воздействием озона помогает оценить устойчивость материала к озону. Из тестируемого материала вдоль волокон вырезают полоску 2,54 см × 2,54 см × 1,91 мм - 2,54 мм. Затем данную каучуковую полоску разрезают на два образца длиной 7,62 см. Образцы маркируют и отмечают метку 4,44 см, после чего для динамического озонного теста каждый образец складывают пополам, а концы прижимают друг к другу большим соединительным зажимом. Затем образцы прикрепляют к стержню, чтобы в ходе последовательности тестирования они находились в вертикальном положении.

Образцы помещают в озоновую камеру на 1 и 3 суток. В озоновой камере поддерживают концентрацию озона 50 частей на 100 миллионов частей воздуха и температуру 37,8°C±1°C. Образцы ежедневно проверяют на предмет растрескивания. Регистрируют время появления первых признаков растрескивания. Образцы вынимают из камеры на седьмые сутки и визуально обследуют на степень растрескивания.

4. Цвет и блеск

Цвет и блеск определяют с использованием спектрофотометра Minolta CM2600D, откалиброванного в соответствии со стандартами производителя. При статическом озонном тесте образцы подвергают воздействию концентрации озона 100 частей на сто миллионов частей воздуха при температуре 60°C±1°C в течение 7 суток при статическом напряжении. Для данной цели используют озоновую камеру OREC, модель 0500/DM100, и индикатор озона ® OREC, модель O3DM100. В различные моменты времени регистрируют параметры спектрофотометра. Данные параметры, L, а и b описывают 3 оси и определяют уникальный цвет. Векторную разность между двумя цветами, dE, можно вычислить следующим образом:

dE=√((L₁-L₂)²+(a₁-а₂)²+(b₁-b₂)²)

Блеск определяют как спектральную отражательную способность в отношении света, падающего на поверхность, и его можно выразить в виде векторной разности между абсолютным цветовым спектральным компонентом объекта и цветом, отраженным от его поверхности под углом 10°.

Общие экспериментальные примеры материалов

В данных примерах каучуковые соединения, содержащие полиэфирную смолу PEGM (поли(оксиэтиленоксибут-2-ендиоил), сравниваются с соединениями без такой полиэфирной смолы PEGM.

Примеры A-D

Пример А был контролем, представляющим каучуковые композиции для боковых стенок шины без полиэфирной смолы PEGM. Примеры В, С и D представляли собой композиции, содержащие 5 phr PEGM.

Примеры А, В и С смешивали в две стадии смешивания. Примеры В и D включали EPDM, PEGM, а в примере D в состав предварительно пластифицированного каучука входили 8,5 phr углеродной сажи HAF. В первой непродуктивной стадии смешивания компоненты смешивали в течение приблизительно 120 секунд при температуре приблизительно 155°C. Затем полученную каучуковую композицию смешивали с серными отвердителями, ускорителями, антидеградантами, а в примерах В, С и D - с PEGM, при максимальной температуре приблизительно 77°C в течение приблизительно 145 секунд на конечной продуктивной стадии смешивания. Пример D включал первую и вторую стадии маточных смесей с конечной стадией, причем вторая стадия маточной смеси имела те же условия смешивания, что и первая стадия маточной смеси.

В таблице 1 представлены составы для каждого из примеров A-D.

Образцы каждого из данных соединений затем вулканизировали при температуре приблизительно 150°C в течение приблизительно 15 минут. Физические свойства полученного вулканизированного каучука показаны в таблице 2.

Из данных, представленных в таблице 2, видно, что добавление PEGM не оказывает существенного влияния на физические свойства соединения боковой стенки.

Результаты по цвету и блеску

Данные по цвету и блеску получены в соответствии с процедурами тестирования, описанными выше. Результаты динамического озонного теста приведены в таблице 3. Результаты статического озонного теста приведены в таблице 4.

Из данных, представленных в таблице 3, видно, что окрашивание (b) в примерах В и С, каждый из которых содержит PEGM, меньше окрашивания в примере А, не содержащем PEGM. Из данных, представленных в таблице 4, видно, что величина блеска (dE) в примерах В и С, каждый из которых содержит PEGM, существенно больше величины блеска в примере А, не содержащем PEGM. Данные показывают, что PEGM увеличивает блеск поверхности образцов каучука и препятствует обесцвечиванию.

Настоящее изобретение не ограничивается лишь указанными выше вариантами осуществления. Ниже представлена формула изобретения.

Claims

1. Каучуковая композиция для боковой стенки шины, содержащая:

натуральный или синтетический каучуковый полимер;

антидеградант, вызывающий образование налета; и

полиэфирную смолу, которая содержит сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола в количестве от приблизительно 0,1 phr до приблизительно 10 phr.

2. Каучуковая композиция для боковой стенки шины по п. 1, в которой сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола представляет собой сополимер малеинового ангидрида и полиэтиленгликоля.

3. Каучуковая композиция для боковой стенки шины по п. 1, дополнительно содержащая активный наполнитель.

4. Каучуковая композиция для боковой стенки шины по п. 1, в которой по меньшей мере один каучуковый полимер выбирают из группы, состоящей из натурального каучука, полиизопренового каучука, бутадиен-стирольного каучука, полибутадиенового каучука, поли(изопрен-стирола), поли(изопрен-бутадиена), поли(изопрен-бутадиен-стирола), бутиловых каучуков, галобутиловых каучуков, этилен-пропиленового каучука, поперечносшитого полиэтилена, неопрена, нитрилового каучука, каучука из хлорированного полиэтилена, EPDM (этилен-пропиленового каучука с диеновым мономером) и силиконового каучука.

5. Каучуковая композиция для боковой стенки шины по п. 1, причем композиция не содержит этилен-пропилен-диенового терполимера.

6. Каучуковая композиция для боковой стенки шины по п. 1, в которой антидеградант представляет собой окрашивающий антидеградант, выбранный из N,N'-двузамещенных-п-фенилендиаминов.

7. Способ получения каучуковой композиции для боковой стенки шины, включающий смешивание

натурального или синтетического каучукового полимера;

антидеграданта, вызывающего образование налета; и

полиэфирной смолы, которая содержит сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола.

8. Способ по п. 7, в котором сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола представляет собой сополимер малеинового ангидрида и полиэтиленгликоля.

9. Способ по п. 7, в котором полиэфирная смола присутствует в количестве от приблизительно 0,1 phr до приблизительно 10 phr.

10. Шина, содержащая вулканизированный компонент боковой стенки, содержащий:

полиэфирную смолу, которая содержит сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола.

11. Шина по п. 10, в которой сополимер малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и линейного или разветвленного полиола представляет собой сополимер малеинового ангидрида и полиэтиленгликоля.