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Patent Searching and Data


Title:
RUBBER GELS AND RUBBER MIXTURES CONTAINING PHENOLIC RESIN EDUCTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/032990
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to rubber mixtures consisting of at least one rubber containing a double bond, rubber gel additives, phenolic resin educts or phenol/formaldehyde condensation products such as resols or novolaks, in addition to optionally other fillers and rubber auxiliary agents. The invention also relates to the vulcanised products and rubber moulded bodies produced from said mixtures. The inventive rubber mixtures are characterised by good processability (compound viscosity ML 1+4/100° C $m(F)60 ME) in the non-crosslinked state, and by Shore A hardnesses/23° C $m(G)60, high rebound resilience E/70° C >60 % and a low specific density in the vulcanised state. The vulcanised products are suitable for producing technical rubber items and for various tyre components such as cylinder coatings, conveyer belt coatings, belts, spinning cops, seals, golf ball cores, soles of shoes, and tyre bead mixtures, tire carcasses, sub-tread mixtures and tyre sidewalls. The inventive mixtures are especially suitable for producing reinforced tyre side walls having emergency running properties ('inserts for running flat tyres').

Inventors:
OBRECHT WERNER (DE)
SUMNER ANTHONY (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/011588
Publication Date:
April 25, 2002
Filing Date:
October 08, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BAYER AG (DE)
OBRECHT WERNER (DE)
SUMNER ANTHONY (DE)
International Classes:
C08L19/00; C08L21/00; (IPC1-7): C08L21/00
Foreign References:
DE19701487A11998-07-23
EP1020492A12000-07-19
FR1442858A1966-06-17
Attorney, Agent or Firm:
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (Leverkusen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kautschukmischungen bestehend aus nicht vernetzten, doppelbindungs haltigen Kautschuken (A), vernetzten Kautschukpartikeln (B) sowie Phenol harzedukten oder kondensierten Phenolharzen (C), wobei die doppelbin dungshaltigen Kautschuke (A) in Mengen von 100 Gew.Teilen, die ver netzten Kautschukpartikel (B) in Mengen von 10 bis 150 Gew.Teilen und die Phenolharzedukte oder kondensierten Phenolharze (C) in Mengen von 0,1 bis 50 Gew.Teilen vorhanden sind.
2. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die doppelbindunghaltigen Kautschuke (A) NR, IR, BR, SBR, SIBR sind.
3. Kautschukmischungen nach Anspruch l. dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschukgele (B) CR, NBR, SBR, BR, NRGele sind.
4. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente (C) die Phenolharzedukte Phenol, Resorcin und Formaldehyd eingesetzt werden.
5. Kautschukmischungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Formaldehyd in der Form von Paraformaldehyd oder Hexamethylentetramin eingesetzt wird.
6. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente (C) kondensierte Phenoharze auf Basis von Phenol und/oder Resorcin und Formaldehyd eingesetzt werden.
7. Kautschukmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie noch zusätzlich Füllstoffe sowie Kautschukhilfsmittel enthalten.
8. Kautschukmischungen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie als zusätzliche Füllstoffe Kieselsäure enthalten.
9. Kautschukmischungen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kieselsäure mit Bis (triethoxysilylpropyldisulfan) [Si#69 der Fa. Degussa Hüls] aktiviert wird.
10. Verwendung der Kautschukmischungen nach Anspruch 1 zur Herstellung von Kautschukvulkanisaten bzw. von Kautschukformkörpern aller Art.
Description:
Kautschuksele und Phenolharzedukte enthaltende Kautschukmischungen Die vorliegende Erfindung betrifft Kautschukmischungen, die neben den üblichen Mischungsbestandteilen vemetzte Kautschukpartikel (sogenannte Kautschukgele), Phenoharzedukte oder Phenol/Aldehyd-Kondensationsprodukte enthalten und sich im unvemetzten Zustand durch gute Verarbeitbarkeit (Compoundviskosität-ML 1+4/100°C'60ME) und im vulkanisierten Zustand durch Shore A-Härten/23°C >60, Spannungswerte bei 100% Dehnung (Sloo) >3, 0 Mpa sowie durch hohe Rück- prallelastizitäten bei 70°C (E70°C >60%) auszeichnen. Darüber hinaus besitzen die aus den erfindungsgemäßen Kautschukmischungen hergestellten Vulkanisate eine niedrigere Dichte, was sich vorteilhaft auf das Gewicht der aus den Vulkanisaten her- gestellten Kautschukformkörper, insbesondere bei Reifen bzw. bei Reifenteilen, aus- wirkt.

Es ist bekannt, dass Kautschukmischungen aus unvernetzten Kautschuken und ver- netzten Kautschukpartikeln (Kautschukgele) ein niedriges spezifisches Gewicht und niedrige Mischungsviskositäten aufweisen und bei der Vulkanisation mit üblichen Vulkanisationsmitteln (z. B. Schwefelvulkanisation) Vulkanisate ergeben, die hohe Rückprallelastizitäten bei 70°C und daher eine niedrige Dämpfung unter Gebrauchs- bedingungen aufweisen.

Verwiesen wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf US-A 5 124 408, US-A 5395 891, DE-A 19701 488.7, DE-A 19701 487.9, DE-A 19929347. 3, DE-A 199 39 865.8, DE-A 199 42 620.1 und DE-A 19701487.1.

Für den technischen Einsatz sind die mechanischen Eigenschaften gelhaltiger Kau- tschukvulkanisate insbesondere aufgrund einer mangelhaften Verstärkungswirkung der Mikrogele nicht ausreichend. Insbesondere ist eine Verbesserung des Span- nungswerts bei 100% Dehnung (Sl der Bruchdehnung (D) und der Reißfestigkeit (F) notwendig. Diese Verbesserungen sollen erreicht werden, ohne dass die vorteil-

haften Mischungsviskositäten der unvulkanisierten Kautschukmischungen ver- schlechtert werden.

Die Verwendung von Phenolharzedukten, wie Resorcin und Formaldehydspendern, wie Hexamethylentetramin, für die Herstellung sogenannter Haftmischungen ist be- kannt. Mit Hilfe dieser Haftsysteme wird in Verbundartikeln die Haftung der Kautschukmischung an Festigkeitsträger, wie Metallcord, Glasgeweben, Geweben aus Polyamid bzw. aus Polyester, erreicht (Kautschukhandbuch für die Gummi- industrie der Bayer AG, 1991, S. 499-531). In der publizierten Literatur wird aller- dings die Verwendung von Phenolharzedukten sowie kondensierter Phenolharze zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (Spannungswcrt, Bruchdehnung, Reißfestigkeit) ohne Einbußen in der Verarbeitbarkeit (Mischungsviskosität) von Kautschukmischungen, die Kautschukgele enthalten, nicht gelehrt.

Es bestand daher die technische Notwendigkeit, Maßnahmen zur Erhöhung des mechanischen Werteniveaus gelhaltiger Kautschukvulkanisate insbesondere des Pro- dukts aus Spannungswert bei 100% Dehnung und Bruchdehnung (Sloo x D) zu fin- den, wobei durch diese Maßnahmen einerseits die Compoundviskosität der unvul- kanisierten Mischungen und andrerseits die Reißfestigkeit der Vulkanisate nicht ver- schlechtert werden sollten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Kautschukmischungen bestehend aus nicht vernetzten, doppelbindungshaltigen Kautschuken (A), vernetzten Kau- tschukpartikeln (B) sowie Phenolharzedukten oder kondensierten Phenolharzen (C), wobei die doppelbindungshaltigen Kautschuke (A) in Mengen von 100 Gew.-Teilen, die vernetzten Kautschukpartikel (B) in Mengen von 10 bis 150 Gew.-Teilen, bevor- zugt 20 bis 120 Gew.-Teilen, und die Menge an Phenolharzedukten oder konden- sierten Phenolharzen (C), in Mengen von 0,1 bis 50 Gew.-Teilen, bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-Teilen, vorhanden sind.

Die erfindungsgemäßen Kautschuke können selbstverständlich noch zusätzliche Füll- stoffe sowie Kautschukhilfsmittel der bekannten Art enthalten.

Bestandteil (A) der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen sind doppelbindungs- haltige Kautschuke, die nach DIN/ISO 1629 als R-Kautschuke bezeichnet werden.

Diese Kautschuke haben in der Hauptkette eine Doppelbindung. Hierzu gehören bei- spielsweise : NR : Naturkautschuk IR : Polyisopren SBR : Styrol/Butadienkautschuk BR : Polybutadienkautschuk NBR : Nitrilkautschuk IIR : Butylkautschuk BIIR : bromierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent CIIR : chlorierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent HNBR : Hydrierter bzw. teilhydrierter Nitrilkautschuk SNBR : Styrol/Butadien/Acrylnitril-Kautschuk SIBR : Styrol/Isopren/Butadien-Kautschuk CR : Polychloropren ENR : Epoxydierter Naturkautschuk oder Mischungen davon X-NBR : carboxylierte Nitrilkautschuke X-SBR : carboxylierte Styrol-Butadien-Copolymerisate.

Unter doppelbindungshaltigen Kautschuken sollen aber auch solche Kautschuke ver- standen werden, die nach DIN/ISO 1629 als M-Kautschuke bezeichnet werden und neben der gesättigten Hauptkette Doppelbindungen in der Seitenkette aufweisen.

Hierzu gehört z. B. EPDM.

Die in die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen einzusetzenden doppelbin- dungshaltigen Kautschuke der oben genannten Art können selbstverständlich durch solche funktionelle Gruppen modifiziert sein, die mit Phenolharzedukten oder mit präkondensierten Phenolharzedukten reagieren und-wie nachfolgend noch beschrie- ben wird-die Ankopplung der vernetzten Kautschukpartikel an die umgebende Kautschukmatrix im vulkanisierten Zustand zu verbessern vermögen.

Besonders bevorzugt sind insbesondere solche nicht vernetzten Kautschuke, die durch Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino-, Amido-und/oder Epoxidgruppen funktion- lisiert sind. Die Einführung funktioneller Gruppen kann direkt bei der Polymerisation durch Copolymerisation mit geeigneten Comonomeren oder nach der Polymerisation durch Polymermodifikation erfolgen.

Die Einführung solcher funktioneller Gruppen durch Polymermodifikation ist bekannt und beispielsweise beschrieben in M. L. Hallensleben"Chemisch modifi- zierte Polymere"in Houben-Weyl Methoden der Organischen Chemie, 4. Auflage, "Makromolekulare Stoffe"Teil 1-3 ; Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York, 1987 ; S. 1994-2042, DE-A 2 653 144, EP-A 464 478, EPA 806 452 und Deutsche Patentanmeldung DE. 198 32 459.6.

Die Menge an funktionellen Gruppen in den Kautschuken beträgt üblicherweise 0,05 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%.

Bestandteil (B) der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen sind vemetzte Kau- tschukpartikel, sogenannte Kautschukgele oder Mikrogele, die durch entsprechende Vernetzung folgender Kautschuke erhalten werden : BR : Polybutadien, ABR : Butadien/Acrylsäure-Cl-4Alkylestercopolymere, IR : Polyisopren,

SBR : Styrol-Butadien-Copolymerisate mit Styrolgehalten von 1-60, vor- zugsweise 5-50 Gewichtsprozent, X-SBR : carboxylierte Styrol-Butadien-Copolymerisate FKM : Fluorkautschuk, ACM : Acrylatkautschuk, NBR : Polybutadien-Acrylnitril-Copolymerisate mit Acrylnitrilgehalten von 5-60, vorzugsweise 10-50 Gewichtsprozent, X-NBR : carboxlierte Nitrilkautschuke, ENR epoxydierter Naturkautschuk CR : Polychloropren IIR : Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Isoprengehalten von 0,5-10 Gewichtsprozent, BIIR : bromierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent, CIIR : chlorierte Isobutylen/Isopren-Copolymerisate mit Bromgehalten von 0,1-10 Gewichtsprozent, HNBR : teil-und vollhydrierte Nitrilkautschuke EPM : Ethylen-Propylen-Copolymerisate EPDM : Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymerisate, EAM : Ethylen/Acrylatcopolymere, EVM : Ethylen/Vinylacetatcopolymere CO und ECO : Epichlorhydrinkautschuke, Q : Silikonkautschuke, AU : Polyesterurethanpolymerisate, EU : Polyetherurethanpolymerisate.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Kautschukpartikel besitzen üblicherweise Teil- chendurchmesser von 5 bis 1000 nm, bevorzugt 10 bis 600 nm (Durchmesserangaben nach DIN 53 206).

Aufgrund ihrer Vernetzung sind sie (nahezu) unlöslich und in geeigneten Fällmitteln, z. B. Toluol, quellbar. Der (unlösliche) Gelanteil der Kautschukpartikel beträgt üblicherweise 80 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 90 bis 100 Gew.-%. Der Quellungs- index der Kautschukpartikel (Qi) in Toluol beträgt ca. 1 bis 15, vorzugsweise 1 bis 10.

Der Quellungsindex Qi wird definiert als : Nassgewicht des toluohaltigen Gels Ql Trockengewicht des Gels Zur Ermittlung von Gelgehalt und Quellungsindex lässt man 250 mg Gel in 25 ml Toluol 24 h unter Schütteln quellen. Der (unlösliche) Gelanteil wird mit 20 000 Upm abzentrifugiert und gewogen (Nassgewicht des toluolhaltigen Gels) und anschließend bei 70°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und nochmals gewogen.

Die Herstellung der einzusetzenden vernetzten Kautschukpartikel (Kautschukgele) aus den zugrundeliegenden Kautschuken der zuvor genannten Art, ist prinzipiell bekannt und beispielsweise beschrieben in US-A 5 395 891 und EP-A 981 000 49.0.

Außerdem ist es möglich, die Teilchengrößen der Kautschukpartikel durch Agglo- meration zu vergrößern. Auch die Herstellung von Kieselsäure/Kautschuk-Hybrid- gelen durch Coagglomeration ist beispielsweise beschrieben in der deutschen Patent- anmeldung DE-A 199 39 865. 8.

Selbstverständlich können die vernetzten Kautschukpartikel wie die zuvor erwähnten nicht vernetzten doppelbindungshaltigen Kautschuke ebenfalls durch geeignete funktionelle Gruppen modifiziert sein, die-wie zuvor erwähnt-mit Phenolharz- edukten oder mit präkondensierten Phenolharzedukten zu reagieren vermögen und/oder eine Verbesserung der Ankopplung der Kautschukpartikel an die umge- bende Kautschukmatrix im vulkanisierten Zustand bewirken.

Besonders bevorzugt werden in die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen modi- fizierte vernetzte Kautschukpartikel eingesetzt, die an der Oberfläche durch Hydroxyl- ; Carboxyl- ;-Amino- ; Amido-sowie durch Epoxid-Gruppen modifiziert sind und in dem zuvor erwähnten Mengenbereich liegen.

Die Modifizierung der vernetzten Kautschukpartikeln (Kautschukgelen) und die Ein- führung der zuvor genannten funktionellen Gruppen ist dem Fachmann ebenfalls bekannt und beispielsweise beschrieben in den deutschen Patentanmeldungen Nr.

199 19 459.9,199 29 347.3,198 34 804.5.

Zu erwähnen sei an dieser Stelle nur die Modifizierung der entsprechenden Kau- tschuke bzw. Kautschukgele in wässriger Dispersion mit entsprechenden polaren Monomeren, die eine Hydroxyl-, Amino-, Amido-Carboxyl-und/oder Epoxidgruppe in die Kautschuke einzuführen vermögen.

Bestandteil (C) der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen sind Phenolharz- edukte oder präkondensierte Phenolharzedukte. Sie sind beispielsweise im Kapitel "Phenolharze"von Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie beschrieben (4. Neubearbeitete und erweiterte Auflage, Band 18, Verlag Chemie GmbH, Wein- heim, 1979, S. 245-257) beschrieben. Als Phenolharzedukte werden Phenol und Phenolderivate sowie Aldehyde und Aldehydderivate verstanden.

Infrage kommen neben Phenol, alkylierte Phenole, Kresole, Bisphenol A, Resorcin sowie Formaldehyd insbesondere in verkappter Form als Paraformaldehyd und als Hexamethylentetramin sowie höhere Aldehyde, wie Butyraldehyd, Benzaldehyd, Salicylaldehyd, Acrolein, Crotonaldehyd, Acetaldehyd und Glyoxal. Besonders geeignet sind Gemische aus Phenol bzw. Resorcin mit Paraformaldehyd und/oder Hexamethylentetramin.

Anstelle der Phenolharzedukte können auch die Kondensationsprodukte aus Pheno- len und Aldehyden eingesetzt werden. Diese sind als Novolake und Resole bekannt ("Phenolharze"in Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, 4. neubearbeitete und erweiterte Auflage, Band 18, Verlag Chemie GmbH, Weinheim, 1979, S. 245- 257). Besonders geeignet sind Novolake und Resole auf Basis von Phenol und/oder Resorcin und Formaldehyd.

Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können neben den Mischungsbe- standteilen (A), (B) und (C) weitere Füllstoffe und Kautschukhilfsmittel enthalten.

Besonders geeignete Füllstoffe zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschuk- mischungen und-vulkanisate sind : -Ruße. Die hierbei zu verwendenden Ruße sind nach dem Flammruß-, Furnace-oder Gasrußverfahren hergestellt und besitzen BET-Oberflächen von 20-200 m2/g wie z. B : SAF-, ISAF-, IISAF-, HAF-, FEF-oder GPF-Ruße.

Kieselsäure hergestellt z. B. durch Fällungen von Lösungen von Silikaten oder Flammhydrolyse von Siliciumhalogeniden mit spezifischen Oberflächen von 5-1000, vorzugsweise 20-400 m2/g (BET-Oberfläche) und Primärteilchen- größen von 5-400 nm. Die Kieselsäuren können gegebenenfalls auch als Mischoxide mit anderen Metalloxiden, wie Al-, Mg-, Ca-, Ba, Zn-und Ti Oxiden vorliegen. Bei Verwendung von Kieselsäuren werden diese vorzugs- weise in aktivierter Form, d. h. in Kombination mit Verbindungen wie Bis (tri- ethoxy-silyl-propyl-disulfan), z. B. Si69 der Fa. Degussa-Hüls, in Mengen von 0,5-20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 1-10 Gew.-Teilen eingesetzt.

-synthetische Silikate, wie Aluminiumsilikat, Erdalkalisilikat, wie Magne- siumsilikat oder Calciumsilikat mit BET-Oberflächen von 20-400 m2/g und Primärteilchen durchmessern von 5-400 nm.

-natürliche Silikate, wie Kaolin und andere natürlich vorkommende Kieselsäu- ren.

-Metalloxide, wie Zinkoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid.

-Metallcarbonate, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Zinkcarbonat.

-Metallsulfate, wie Calciumsulfat, Bariumsulfat.

-Metallhydroxide, wie Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid.

-Glasfasern und Glasfaserprodukte (Latten, Stränge oder Mikroglaskugeln).

-Thermoplastfasern (Polyamid, Polyester, Aramid) -Thermoplastische Füllstoffe, wie Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluor- ethylen, syndiotaktisches 1,2-Polybutadien, trans-l, 4-Polybutadien, syndio- taktisches Polystyrol sowie Polycarbonat.

Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen enthalten weitere Kautschukhilfs- mittel, wie Vernetzer, Reaktionsbeschleuniger, Alterungsschutzmittel, Wärmestabili- storen, Lichtschutzmittel, Ozonschutzmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Weich- macher, Tackifier, Treibmittel, Farbstoffe, Pigmente, Wachse, Harze, Streckmittel, organische Säuren, Verzögerer, Metalloxide, sowie Fiillstoffaktivatoren, wie bei- spielsweise Triethanolamin, Polyethylenglykol, Hexantriol, Bis- (triethoxisilylpro- pyl)-Tetrasulfid oder anderen, die der Gummiindustrie bekannt sind.

Die Kautschukhilfsmittel werden in üblichen Mengen, die sich u. a. nach dem Ver- wendungszweck richten, eingesetzt. Übliche Mengen sind z. B. Mengen von 0,1-50 Gewichts-Teile, bezogen auf eingesetzte Mengen an Kautschuk (A).

Als Vernetzer können üblicherweise Schwefel, Schwefelspender, Peroxide oder andere Vernetzungsmittel, wie beispielsweise Diisopropenylbenzol, Divinylbenzol, Divinylether, Divinylsulfon, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, 1,2-Polybutadien, N, N'-m-Phenylenmaleimid und/oder Triallyltrimellitat, verwendet werden. Darüber hinaus kommen in Betracht die Acrylate und Methacrylate von mehrwertigen, vorzugsweise 2 bis 4-wertigen Cz bis Cl0 Alkoholen, wie Ethylen- glykol, Propandiol-1, 2-butandiol, Hexandiol, Polyethylenglykol mit 2 bis 20, vor- zugsweise 2 bis 8 Oxyethyleneinheiten, Neopentylglykol, Bisphenol-A, Glycerin, Trimethlypropan, Pentaerythrit, Sorbit mit ungesättigten Polyestern aus aliphatischen Di-und Polyolen sowie Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Itaconsäure. Die Menge der Vernetzer beträgt üblicherweise 0,1-20 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1-10 Gew.-Teile, bezogen auf die gesamte Menge an Kautschuk.

Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können darüber hinaus Vulkan- sationsbeschleuniger enthalten. Beispiele für geeignete Vulkanisationsbeschleuniger sind z. B. Mercaptobenzthiazole,-Sulfenamide, Guanidine, Thiurame, Dithiocar- bamate, Thioharnstoffe, Thiocarbonate sowie Dithiophosphate. Die Vulkanisations- beschleuniger, Schwefel, Schwefelspender, Peroxide oder weitere Vernetzungsmittel, wie beispielsweise dimeres 2,4-Toluyliden-di-isocyanat (= Desmodur TT) oder 1,4- bis-1-ethoxyhydrochinon (= Vernetzer 30/10) werden in Mengen von 0,1-40 Gewichtsteile, bevorzugt 0,1-10 Gewichtsteile, bezogen auf die gesamte Menge an Kautschuk, eingesetzt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen erfolgt durch Mischen der Einzelkomponenten in geeigneten Aggregaten, wie Walzen, Innen- mischern oder auch Mischextrudern. Bevorzugte Mischtemperaturen liegen bei ca.

50-180°C.

Auch der Einsatz vorgefertigter Mischungen von Einzelkomponenten z. B. in der Form von Masterbatches ist möglich. Die Herstellung von Gel/Kautschuk-Master- batches erfolgt beispielsweise im Latexzustand durch das Mischen der Latices unver-

netzter Kautschuke und von Kautschukgelen. Die Isolierung der so hergestellten Masterbatchkomponenten kann wie üblich durch Eindampfen, Ausfällen oder Gefrierkoagulation (US-A 2,187,146) erfolgen. Durch Einmischen weiterer Kompo- nenten, wie Füllstoffen, Phenolharzen, in die Latexmischung und anschließende Auf- arbeitung können geeignete Masterbatches sowie direkt die erfindungsgemäßen Kautschuk-Formulierungen erhalten werden.

Die Vulkanisation der erfindungsgemäßen Kautschukmischungen erfolgt bei Tem- peraturen von 100-250°C, bevorzugt 130-180°C, gegebenenfalls unter Druck von 10-200 bar.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der Kautschukmischun- gen zur Herstellung von Kautschukvulkanisaten, die zur Herstellung von Kautschuk- formkörpern dienen.

Die Vulkanisate eignen sich insbesondere für die Herstellung technischer Gummi- artikel und für verschiedene Reifenbauteile. Beispielsweise seien genannt : Walzen- beläge, Beläge von Förderbändern, Riemen, Spinnkopse, Dichtungen, Golfballkerne, Schuhsohlen sowie verschiedene Reifenbauteile, wie Wulstmischungen, Reifenkar- kassen, SubTread-Mischungen und Reifenseitenwände. Besonders geeignet sind die Mischungen für die Herstellung verstärkter Seitenwände von Reifen mit Notlauf- eigenschaften ("inserts for run flat tyres").

Beispiele Die Herstellung der Kautschukgele und der Gel/Kautschuk-Masterbatches, die für die Untersuchungen eingestzt werden, ist bereits an anderer Stelle im Detail beschrieben.

Aus diesem Grund wird hier nur auf die relevanten Patente bzw. Anmeldungen ver- wiesen.

KA 650/19 ist der NR-Masterbatch eines SBR-Gels. Der Masterbatch enthält SBR- Gel und NR im Gewichtsverhältnis 50/50. Die Herstellung des SBR-Gels und des NR-Masterbatches erfolgt wie in EP 854 170 A1, Beispiel 1, beschrieben. Charakte- ristische Daten des Produkts sind in nachfolgender Tabelle zusammengestellt.

KA 8648/47 ist der NR-Masterbatch eines BR-Gels. Der Masterbatch enthält BR-Gel und NR im Gewichtsverhältnis 70/30. Die Herstellung des BR-Gels erfolgt wie in US 5 395 891 beschrieben, wobei für die Vernetzung mit Dicumylperoxid 1,5 phr (parts per one hundred parts of rubber) eingesetzt werden. Die Herstellung des Masterbatches erfolgt in analoger Weise zu EP 854 170 A1. Charakteristische Daten des Produkts sind in nachfolgender Tabelle zusammengestellt. NR-Mater-Gewichts- batch anteile Charakteristische Merkmale des Kautschukgels Gel/NR DCP Durch-Gel-QI Tg Dichte [phr] messer gehalt [°C] [g/cm3] d50 [%] nm KA 8648/47 70/30 1,5 118 97 6,1-63 0,9433 KA 8650/19 50/50 1, 5 56 98 4, 9-23 0,9819 Compoundherstelluns, Vulkanisation und Eigenschaften der Vulkanisate Hierzu werden die Mischungskomponenten gemäß nachfolgenden Rezepturen auf der Walze in der angegebenen Reihenfolge gemischt, vulkanisiert und charakterisiert :

Mischungsserie A : In dieser Mischungsserie wird gezeigt, dass das Verarbeitungsverhalten (Compound- viskosität ML 1+4/100°C und Mooneyrelaxation MR 30) sowie die mechanischen Eigenschaften insbesondere Sloo x D und die Reißfestigkeit von Kautschukcom- pounds, die BR-Gele und Kieselsäure enthalten, sowohl durch Zusätze von Resorcin als auch durch Zusätze von Resorcin und Hexamethylentetramin verbessert werden. Mischungs-Nr. : 1 2 3 4 Naturkautschuk1) 34 34 34 34 BR-Gel KA 8648/86 86 86 86 (70 Gew. % in NR) Buna CB# 652) 40 40 40 40 RußN330 2 2 2 2 Silica VN 3 30 30 30 30 Si 690''S S S 5 Cohedur RS 4) 0 5 5 5 Renopol L5) 5 5 5 5 Zinkoxid 5 5 5 5 Stearinsäure2222 TMQ6) 1,5 1,5 1,5 1, 5 6PPD 7) 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 Schwefel 3 3 3 3 CBS 8) 2 2 2 2 Cohedur H 30 9) 0 0 3 _ 1) = SMR 5 (Standard Malaysian Rubber) 2) = Sternförmig verzweigter Polybutadienkautschuk der Bayer AG 3) = Bis (tri-ethoxy-silyl-propyl-disulfan) (Si 690 der Degussa AG) 4)) = Abgekühlte Schmelze aus 66,5% Resorcin und 33,5 Stearinsäure (Cohedur RS der Bayer AG) 5) = Weichmacher auf Mineralölbasis

6) = 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Vulkanox# HS der Bayer AG) 7) = N-1, 3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin (Vulkanox0 4020 NA der Bayer AG) 8) = N-Cyclohexyl-2-benzthiazylsulfenamid (Vulkacit0 CZ der Bayer AG 9) = Hexamethylentetramin mit 3 Gew. % amorpher Kieseläure (CohedurX H 30 der Bayer AG) Zur Charakterisierung der Eigenschaften des unvernetzten Compounds werden fol- gende Messgrößen herangezogen : Mooneyviskosität ML 1+4 (100°C) ; Mooneyre- e laxation MR 30 und Mooneyscorch bei 130°C bestimmt. Mischungs-Nr. : 1 2 3 4 ML 1 + 4 (100°C) [ME] 66,8 45, 9 53, 2 49, 6 MR 30 [%] 16, 8 8,1 9,2 9,7 Auf der Basis o. g. Compounds werden nach 15 Min. Vulkanisationszeit bei 165°C folgende Prüfergebnisse erhalten : Mischungs-Nr. : 1 2 3 4 Zugfestigkeit [MPa] 7, 3 7, 8 8, 1 9, 3 Bruchdehnung [%] 170 190 140 175 Spannungswert/50% [MPa] 1, 9 2, 0 2, 7 2, 2 Spannungswert/100% [MPa] 3,6 3,6 5,3 4,3 Härte Shore A, 23°C 68 69 75 72 Härte Shore A, 70°C 67 68 74 71 Rückprallelastizität, 23°C [%] 60 57 58 56 Rückprallelastizität, 70°C [%] 73 69 71 68 Goodrich Flexometer delta T [°C] 12,8 12, 8 14, 3 13,9 Goodrich Flexometer T [°C] 122,9 130, 1 126, 2 125,8 tan 8/60°C 0, 047 0, 053 0, 040 0, 047 S100 x D 612 684 742 752

Mischungsserie B : In dieser Mischungsserie wird gezeigt, dass das Verarbeitungsverhalten (Compound- viskosität ML 1+4/100°C und Mooneyrelaxation MR 30) sowie die mechanischen Eigenschaften insbesondere Sloo x D und die Reißfestigkeit von kieselsäurefreien Kautschukcompounds, die entweder BR-Gel oder SBR-Gel enthalten, sowohl durch Zusätze von Resorcin als auch durch Zusätze von Resorcin und Hexamethylentetra- min verbessert werden. Mischungs-Nr. : 5 6 7 8 Naturkautschuk 1) 74 74 40 40 BR-Gel KA 8648 86 86 (70 Gew. % in NR) SBR-Gel KA 8650/19 120 120 (50 Gew. % in NR) Ruß N 3302222 Koresin2) 2 2 2 2 Cohedur RS 3) 5 0 5 0 Renopol L 4) 5 5 5 5 Zinkoxid 5 5 5 5 Stearinsäure 2 2 2 2 TMQ5) 1,5 1,5 1,5 1,5 6PPD 6, 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 Schwefel 5 5 5 5 CBS 7) 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 Cohedur H 30 3 0 3 0 1) = SMR 5 (Standard Malaysian Rubber) 2) = Kondensationsprodukt aus t-Butylphenol und Acetylen 3) = Abgekühlte Schmelze aus 66,5% Resorcin und 33,5 Stearinsäure (CohedurX RS der Bayer AG) 4) = Weichmacher auf Mineralölbasis

5) = 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Vulkanox0 HS der Bayer AG) 6) = N-1, 3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin (Vulkanox@ 4020 NA der Bayer AG) 7) = N-Cyclohexyl-2-benzthiazylsulfenamid (Vulkacit0 CZ der Bayer AG 8) = Hexamethylentetramin mit 3 Gew. % amorpher Kieseläure (Cohedur H 30 der Bayer AG) Zur Charakterisierung der Eigenschaften des unvernetzten Compounds werden fol- gende Messgrößen herangezogen : Mooneyviskosität ML 1+4 (100°C) ; Mooneyre- laxation MR 30 und Mooneyscorch bei 130°C bestimmt. Mischungs-Nr. : 5 6 7 8 ML 1 + 4 (100°C) [ME] 15,9 22,3 20,4 28,1 MR 30 [%] 1, 3 1, 3 1, 0 2, 1 Auf der Basis o. g. Compounds werden nach 15 Min. Vulkanisationszeit bei 165°C folgende Prüfergebnisse erhalten : Mischungs-Nr. : 5 6 7 8 Zugfestigkeit [MPa] 6, 4 5,5 12,4 11,9 Bruchdehnung [%] 160 165 250 255 Spannungswert/50% [MPa] 1, 6 1, 3 2, 4 2, 0 Spannungswert/100% [MPa] 3,5 2, 6 4, 4 3,4 Härte Shore A, 23°C 65 61 74 68 Härte Shore A, 70°C 64 61 67 63 Rückprallelastizität, 23°C [%] 58 60 33 35 Rückprallelastizität, 70°C [%] 73 76 60 65 Goodrich Flexometer delta T [°C] 6, 0 5, 3 10, 6 9, 0 Goodrich Flexometer T [°C] 110,6 106, 4 118, 5 117,7 tan #/60°C 0.027 0,017 0,079 0, 053 S100 x D 560 429 1100 867