Spôsob zlepšenie vlastnosti gumy použitím vlákna spracovaného Bunteovou soľou

Číslo patentu: E 5194

Dátum: 14.02.2006

Autori: Datta Rabindra Nath, De Lange Pieter Jan

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Predložený vynález sa týka vlákna aspösobu získavania tohto vlákna na zlepšenie vlastností gumy. vynález sa ďalej týka vulkanizačného spôsobu azmesi vlákna a elastoméru získatelnej týmto spôsobom a potiahnutých výrobkov, pneumatík a behúňov pneumatík obsahujúcich uvedenú zmes vlákna a elastoméru.Vpriemysle výroby pneumatik apásov sa okrem iného požadujú lepšie mechanické,teplovzdorné a hysterézne vlastnosti. Už dlho je známe, že mechanické vlastnosti gumy možno zlepšiť použitím veľkého množstva slry ako siefovacieho ćinidla na zvýšenie hustoty zosieťovanía vo vulkanizovaných gumách. Avšak nevýhodou použitia velkých množstiev síry je vysoká tvorba tepla,ktorá, okrem iných vlastností, vedie kznaćnému zníženiu odolnosti voči teplu aodolnosti voči praskaniu ohýbanlm v konečnom produkte.Aby sa eliminovala vyššie uvedená nevýhoda, navrhlo sa pridanie spracovaného rezaného vlákna, najmä spracovaného pomocou činidiel s obsahom slry a sírno-vulkanizaćných činídíel.VJP 66008866 sa tiež opisuje použitie benzotiazolsulfidu na podporenie adhezie pre polyamidové vlákna. Žiaden ztýchto spôsobov však neposkytuje pneumatiky apásy smalým vznikom trhlín, malou stratou modulu a malým tangensom delta.Predložený vynález poskytuje riešenie kvyššíe uvedeným problémom použitím novej skupiny spracovaných rezaných vlákien vslrovej vulkanizácií gúm a poskytuje vlákno, ktoré rieši dlhodobý problém redukcie hysterézy a tvorby tepla v gumových zmesiach.vynález sa teda týka vlákna so zlepšenými gumovými vlastnosťami pri použití v elastoméri,ziskatelného pridaním k vláknu 0,5 až 30 hmotn., vzhľadom na hmotnost vlákna, zmesi obsahujúceja) Bunteovu sol (A) b) polysulfidovú zlúčeninu (B) obsahujúcu skupinu -(S, kde n 2 až 6 a c) síru alebo donor slry (C).Polysulfldová zlúčenina nie je rozhodujúca. V skutočnosti má pre vynález vhodné vlastnosti akýkoľvek polysulfid so skupinou 48 kde n 2 až 6. Prikladmi polysulñdov súkde n 2 až 6 R je nezávisle vybrané zvodíka, halogénu, nitroskupiny, hydroxylu, C 1 až C 12 alkylu alebo alkoxylu alebo aralkylu ac) siru alebo donor siry (C).Spracovanie vlákna je na báze vyššie uvedenej Bunteovej soli a sírnych chemikálií polysulñdových zlúčenin, výhodne dihydrátu dinátriumhexametylén-i,6 ~bis(tiosulfát)-u, 2-merkaptobenzotiazyldisulfidu, pričom tieto chemikálie ďalej obsahujú síru alebo donor siry. Po spracovanl možno vlákna narezat na vhodnú dĺžku, a možno ich výhodne použit vgumových zlúčeninách,alebo narezané vlákno može byt spracované pomocou vyššie uvedených sírnych chemikálií.Velmi výhodnou sirnou chemikáliou podľa predloženého vynálezu je zmes pozostávajúca zi. Bunteovej soli všeobecného vzorca (H),(R-S-S 03 M),.xH 20 ii. polysulfidovej zlúčeniny (B) všeobecného vzorcaiii. a siry alebo donora sirykde n je celé číslo vybrané z 2 až 6, m je 1 alebo 2, m je 0 alebo 1 a mm 2 x je 0 až 3,M je vybrané z Na, K, Li, V Ca, 1/2 Mg a V Al a R 1 je vybrané zC 1 až C 12 alkylénu, C 1 až C 12 alkoxylénu a C 7 až C 12 aralkylénu.Najvýhodnejšia Bunteova soľ je taká, kde m je 2, m je 0, M je Na a R je C 1 až C 12 alkylén,ako je napríklad hexylén (hexametylén). Takouto Bunteovou soľou môže byť dihydrát.Zmes tvori 0,5 až 30 hmotn. vzhladom na celkovú hmotnosť vlákna, výhodne 1 až 20 hmotn., výhodnejšie 2 až 8 hmotnSpracovanie vlákien možno uskutočniť vzmesi dehydrátu dinátriumhexametylén-l,fi-bis(tiosulfát)-u, 2-merkaptobenzotiazyldisulñdu (MBTS) asíry alebo chemikálií obsahujúcich siru. 2 Merkaptobenzotiazyldisulfid možno nahradit inými derivátmi benzotiazolu.Výhodné zmesi obsahujú 0,25 až 25 hmotn., výhodnejšie 2 až 10 hmotn. zložky A, 0,01 až 15 hmotn., výhodnejšie 0,1 až 3 hmotn. zložky B a 0,001 až 10 hmotn., výhodnejšie 0,01 až 2,5 hmotn. siry, vzhľadom na celkovú hmotnosť vlákna. Množstvom siry je množstvo síry ako takej alebo množstvo siry, ktoré je generované, ak sa použije donor síry.vlákno sa výhodne spracováva kalibráciou. Túto kalibráciu možno kombinovat s sírnymi chemikáliami alebo ju možno aplikovat v oddelenom kroku spôsobu. Vhodnými prikladmi kalibrátorov sú sulfonované polyesterové živice a polyuretánové disperzie.V ďalšom aspekte sa vynález týka gumovej zmesi, ktorá je vulkanizačným reakčným produktom gumy, síry a voliteľné donora síry. a uvedeného spracovaného vlákna, ktorým je výhodne rezané vlákno. Spracované vlákno pôsobí tak, že zväčšuje modul, zvyšuje silu a znižuje hysterézu. Opísaný je aj vulkanizačný spôsob uskutočnený v prítomnosti spracovaných vlákien a použitie týchto spracovaných vlákien v sirnej vulkanizácii gúm.Okrem toho sa predložený vynález týka vulkanizačného spôsobu uskutočneného v prítomnosti spracovaných vlákien a použitia týchto spracovaných vlákien v sirnej vulkanizácii gúm. Vynález tiež ďalej zahrňuje gumové produkty, ktoré obsahujú najmenej jednu gumu, ktorá bola vulkanizovaná, výhodne vulkanizovaná sirou, v prítomnosti uvedených spracovaných vlákien.Predloženým vynálezom sa dosahuje výborný hysterézny profil, ako aj zlepšenia niekoľkých vlastnosti gumy bez vzniku nežiaducich účinkov na ostatné vlastnosti, v porovnani s podobnými slrno-vulkanizačnými systémami bez akéhokoľvek spracovaného vlákna.3 Predložený vynález je aplikovateíný na všetky prírodné a syntetické gumy. Príklady takýchto gúm zahrňujú, okrem iného prírodnú gumu, styrén-butadiénovú gumu, butadiénovú gumu,izoprénovú gumu, akrylonitril-butadiénovú gumu, chloroprénovú gumu, izoprén-izobutylénovú gumu,brómovanú izoprén-izobutylénovú gumu, chlórovanú izoprén-izobutylénovú gumu, etyIén-propy|éndiénové terpolyméry, ako aj kombinácie dvoch alebo viacerých z týchto gúm a kombinácie jednej alebo viacerých z týchto gúm s inými gumami alalebo termoplastami.Síra, voliteľne s inými donormi síry, zabezpečuje požadovanú hladinu síry počas vulkanizačného spôsobu. Príklady síry, ktoré možno použiť vo vulkanizačnom procese, zahrňujú rôzne typy síry, ako je síra vo forme prášku, vyzrážaná síra a nerozpustná síra. Príklady donorov síry zahrňujú, okrem iného, tetrametyltiuramdisulñd, tetraetyítiuramdisulfid, tetrabutyltiuramdisulfid,dipentametyléntiuramhexasulñd, dipentametyléntiuramtetrasultid, ditiodimorfolin a ich zmesi.Donory síry možno použiť ako náhradu síry alebo ako jej doplnenie. Tu uvedený výraz síra tiež ďalej zahrňuje zmes síry adonora(ov) síry. Dalej, odvolávky na množstvo síry použitej vo vulkanizačnom spôsobe pri aplikovani popri donoroch siry, znamenajú kvantitu donora síry, ktorá je požadovaná na zabezpečenie ekvivalentného množstva siry, ktoré je špeciñkované.Konkrétnejšie sa predložený vynález týka sírou vulkanizovanej gumovej zmesi, ktorá zahrňuje vulkanizačný reakčný produkt z (a) 100 dielov hmotn. najmenej jednej prírodnej alebo syntetickej gumy (b) 0,1 až 25 dielov hmotn. množstva síry, alebo síry alalebo donora siry, na zabezpečenie ekvivalentu 0,1 až 25 dielov hmotn. síry a (c) 0,1 až 20 dielov hmotn. spracovaného vlákna, výhodne rezaného vlákna.Spracované vlákno podľa predloženého vynálezu je na báze prírodných a syntetických nití. Príklady takýchto nití zahrňujú, okrem iného, aramidové nite, ako sú napríklad para-aramidové,polyamidové, polyesterové, celulózové, ako sú napriklad hodvábne, sklenené alebo uhlíkové, ako aj kombinácie dvoch alebo viacerých z týchto nití.Najvýhodnejším vlàknom je poly(para-fenylén-tereftalamid), ktorý je komerčne dostupný pod obchodným názvom Twaron®, alebo ko-poly-(para-fenylén/3,ď-oxydifenyléntereftalamid, ktorý je komerčne dostupný pod obchodným názvom Technora®.Množstvo síry, ktoré sa má pridat do gumy, je zvyčajne 0,1 až 25 dielov hmotn. na 100 dielov gumy, výhodnejšie 0,2 až 8 dielov hmotn Množstvom donora siry, ktoré sa má pridal do gumy, je množstvo dostatočné na zabezpečenie ekvivalentného množstva siry, t.j. množstva, ktoré poskytuje rovnaké množstvo síry, ako keby bola použitá samotná síra. Množstvo spracovaného rezaného vlákna, ktoré sa má pridat do gumy, je 0,1 až 25 dielov hmotn. na 100 dielov gumy,výhodnejšie 0,2 až 10,0 dielov hmotn., a najvýhodnejšie 0,5 až 5 dielov hmotn Tieto zložky možno použit ako pred-zmes, alebo ich pridat súčasne alebo oddelene, a možno ich tiež pridat spolu s inými zložkami na pridanie do gumy. Vo väčšine prípadov je tiež žiaduce mať v gumovej zlúčenine urýchľovač vulkanizácie. Možno použiť bežné, známe urýchľovače vulkanizácie. Výhodné urýchíovače vulkanizácie zahrňujú merkaptobenzotiazol, 2,2-merkaptobenzotiazoldisultid, sulfénamidové urýchlovače vrátane N-cyklohexyl-2-benzotiazolsulfénamidu, N-lerc-buty|-2-benzotiazoIsulfénamidu, N,N-cykíohexyl-2-benzotiazoIsulfénamidu aZ-(morfolinotio)benzotiazolu urýchíovače odvodené od kyseliny tiofosforečnej, tiuramy, ditiokarbamáty, difenylguanidln, diortotolylguanidín,ditiokarbamylsulfénamidy, xantáty, triazínové urýchlovače a ích zmesi.Keď sa použije urýchľovač vulkanizácie, jeho množstvá sú 0,1 až 8 dielov hmotn. na 100 dielov hmotn. gumovej zmesi. výhodnejšie urýchľovač vulkanizácie tvori 0,3 až 4,0 diely hmotn. na 100 dielov hmotn. gumy. Možno tiež použiť ďalšie bežné gumové prísady v ich bežných množstvách. V gumovej zmesi môže byt zahrnuté napríklad spevňujúce činidlo, ako je napríklad uhlíková čerň,silika, íl, výplňové materiály a iné minerálne plnivá, ako aj zmesi plnív. Aj dalšie prísady, ako sú napríklad procesné oleje, prostriedky podporujúce lepivosť, vosky, antioxidanty, antiozonanty,pigmenty, živice, zmàkčovadlá, procesné pomocné činidlá, faktis, kompaundovacie činidlá a aktivátory, ako sú napríklad kyselina steárová a oxid zinočnatý, môžu byť zahrnuté v bežných,známych množstvách. Úplnejši zoznam gumových prisad, ktoré možno použit v kombinácii s predloženým vynálezom je uvedený v W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, kapitola 4.,Rubber Chemicals and Additives, str. 217 až 353, Hanser Publishers, Mníchov, 1989.A napokon možno vgumovej zmesi použiť spomaíovače navulkaznizovania, ako sú napríklad ftalanhydrid, pyromelitanhydrid, trianhydrid kyseliny benzénhexakarboxylovej, 4-metylftalanhydrid, trimelitanhydrid, 4-chlorftalanhydrid, N-cykIohexyl-tíoftalamid, kyselina salicylová, kyselina benzoová, maleínanhydrid a N-nitrozodifenylamín v bežných, známych množstvách. V špecifických aplikáciách môže byt tiež žiaduce použit podporovače adhézíe na ocelové lanko, ako sú napríklad kobaltové soli a ditiosulfáty v bežných, známych množstvách.Spôsob sa uskutočňuje pri teplote 110 až 120 °C po dobu do 24 hodín. výhodnejšie sa spôsob uskutočňuje pri teplote 120 až 190 °C po dobu do 8 hodin v prítomnosti 0,1 až 20 dielovhmotn. spracovaného vlákna alebo rezaného vlákna. Ešte výhodnejšie je použitie 0,2 až 5 dielov hmotn. spracovaného rezaného vlákna. Všetky prísady uvedené vyššie pri gumovej zmesi môžu byt prítomné aj počas spôsobu vulkanizácie podľa vynálezu.Pri výhodnejšom uskutočnení vulkanizačného spôsobu podľa vynálezu sa vulkanizácia uskutočňuje pri teplote 120 až 190 C po dobu do 8 hodin a v prítomnosti 0,1 až 8 dielov hmotn. najmenej jedného urýchlovača vulkanizácie na 100 dielov hmotn. gumy. Pri ďalšom uskutočnení vulkanizačného spôsobu sa vlákno spracuje zmesou sirnych chemikálií.Predložený vynález tiež zahrňuje produkty výroby, ako sú potiahnuté výrobky, pneumatiky,behúne pneumatik, spodné časti behúňov pneumatík alebo pásy, obsahujúce sirou vulkanizovanú gumu, ktorá je vulkanizovaná v prítomnosti spracovaného vlákna podľa predloženého vynálezu.vynález je ďalej oplsaný pomocou nasledovných príkladov, ktoré však žiadnym spôsobom nemajú zámer obmedzovať jeho rozsah.V nasledovných príkladoch sa miešanie, vulkanizácia a testovanie uskutočnilo v súlade so štandardnými metódami, pokiaľ nie je uvedené inak základné zlúčeniny sa zmiešali vo Farrel Bridge BR internom miešači typu Banbury s objemom 1,6 litra (predhriaty na 500 °C, rýchlosť rotora 77 otáčok za minútu, čas miešania 6 minút s plným chladením).Vulkanizačné zložky sa pridali k zlúčeninám v dvojvalcovom drviči Schwabenthan PolymixmVytvrdzovacie vlastnosti sa stanovili s použitím MonsantoTM reometra MDR 2000 E (oblúk 0,50 °) vsúlade s ISO 6502/1999. Delta S sa definuje ako rozsah sieťovania aje odvodené na základe odčítania najnižšieho krútivého momentu (ML) od najvyššieho krútivého momentu (MHJ.Pláty atestovacie vzorky sa vulkanizovali kompresným formovaním vlise FontyneT TP 400.Merania tažnej sily sa uskutočnili s použitím merača ťažnej sily ZwickT 1445 (lS 0-2 závažia, tažné vlastnosti podľa ASTM D 412-87, sila v ťahu podľa ASTM D 624-86).Abrazívna odolnosť sa stanovila pomocou abrazívneho testera Zwick, ako objem straty na 40 m prejdeného úseku (DIN 53516).Merania vzniku trhlin podľa De Mattia sa uskutočnili v súlade s postupom ISO 132/1999.Tvorba tepla a kompresia po dynamickej záťaži sa stanovili s použitím GoodrichT flexometra (záťaž 1 MPa, náraz 0,445 cm, frekvencia 30 Hz, počiatočná teplota 100 °C, doba trvania 120 minút alebo do prasknutia ASTM D 623-78).Dynamické mechanické analýzy, napriklad strata modulu atangens delta (Tabuľka 5) sa uskutočnili s použitím dynamického mechanického analyzéra EplexorTM (predpätie 10 , frekvencia 15 Hz, ASTM D 2231).Spracovanie vlákien sa uskutočnilo nasledovným spôsobomBežná para-aramidová nit (Twaron alebo Technora) sa spracovala zmesou sírnych chemikálií v toluénovom rozpúšťadle s použitím štandardných strihacich aplikátorov. Po aplikácii sa nit sušila po dobu 12 sekúnd pri 190 °C s použitím rúrkovej pece. Spracovaná niť sa rozrezala na 3 mm kúsky s použitím bežného rezacieho stroja.Spracované narezané vlákna (3 mm) na p-aramidových matriciach boli nasledovnéPRÍKLAD 1 S racovanie Podiel ( hmotn. Poznámka Kód zložk narezané vlákna orovnanie T 1 máčané narezané vlákna orovnanie T 2 6 HTS/MBTS 42 porovnanie T 3 5 HTS/síra 41 porovnanie T 4 4 HTS orovnanie T 5 Twaron 3 MBTS/síra I 42 orovnanie T 6

MPK / Značky

MPK: D01F 1/10, D06M 11/00, D06M 13/00

Značky: solou, použitím, spracovaného, vlastností, spôsob, vlákna, bunteovou, zlepšenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-e5194-sposob-zlepsenie-vlastnosti-gumy-pouzitim-vlakna-spracovaneho-bunteovou-solou.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob zlepšenie vlastnosti gumy použitím vlákna spracovaného Bunteovou soľou</a>

Podobne patenty