PL190799B1

Elastomeric compounds containing silicon-treated carbon blacks

Abstract

The present invention relates to elastomeric compounds including an elastomer and a silicon-treated carbon black, and optionally including a coupling agent. The elastomeric compound exhibits poorer abrasion resistance in the absence of a coupling agent, lower hysteresis at high temperature and comparable or increased hysteresis at low temperature compared to an elastomer containing an untreated carbon black. A variety of elastomers and formulations employing such elastomers are contemplated and disclosed. Elastomeric compounds incorporating an elastomer and an oxidized, silicon-treated carbon black are also disclosed. Also disclosed are methods for preparing elastomers compounded with the treated carbon black.

PL190799B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 7

Term

Term ended

Expired 21 May 2016, 10.3 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

34 claims: 6 independent, 28 dependent

  1. 1
    Patent claims Zastrzeżenia patentowe 1. An elastomeric blend containing silicon-treated carbon blacks with a lower abrasion resistance, a comparable or higher low temperature loss tangent and a lower high temperature loss tangent, characterized by:1. Mieszanka elastomeryczna, zawierająca sadze poddane obróbce krzemem, o słabszej odporności na ścieranie, porównywalnym lub wyższym tangensie stratności w niskiej temperaturze oraz niższym tangensie stratności w wysokiej temperaturze, znamienna tym, że zawiera: an elastomer with a DSC glass transition temperature below 20 ° C as a homopolymer, copolymer or terpolymer selected from the group consisting of styrene butadiene rubber (SBR) solution, natural rubber, functional SBR solution, SBR emulsion, polybutadiene, polyisoprene, and blends of any of the foregoing elastomers;elastomer, którego temperatura zeszklenia oznaczana metodą DSC wynosi poniżej 20°C, jako homopolimer, kopolimer lub terpolimer, wybrany z grupy obejmującej roztwór kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR), kauczuk naturalny, roztwór SBR z grupami funkcyjnymi, emulsję SBR, polibutadien, poliizopren oraz mieszanki dowolnych powyższych elastomerów;and a carbon black aggregate in an amount of from 10 to 300 parts per 100 parts of elastomer, comprising a carbon black phase and a phase with silicon-containing regions, the silicon-containing regions being distributed over the surface of the aggregate or throughout the carbon black aggregate, the aggregate containing from 0.1 to 25% by weight of silicon;and optionally, additionally, a coupling agent in an amount of 0.1 to 15 parts per 100 parts of elastomer. oraz agregat sadzy w ilości od 10 do 300 części na 100 części elastomeru, zawierający fazę sadzy i fazę z obszarami zawierającymi krzem, przy czym obszary z krzemem są rozłożone na powierzchni agregatu lub w całym agregacie sadzy, przy czym agregat zawiera od 0,1 do 25% wagowych krzemu;oraz ewentualnie dodatkowo środek sprzęgający w ilości od 0,1 do 15 części na 100 części elastomeru.
  2. 7
    Elastomeric blend according to claim Wherein the organic group is an aromatic sulfide of the formulas Ar-Sn-Ar 'or Ar-Sn-Ar, where Ar and Ar' are independently arylene groups, Ar is aryl and n is from 1 to 8. 7. Mieszanka elastomeryczna według zastrz. 1albo 6, znamienna tym, że grupę organiczną stanowi aromatyczny sulfid o wzorach Ar-Sn-Ar' lub Ar-Sn-Ar, w których Ar i Ar' oznaczają niezależnie grupy arylenowe, Ar oznacza aryl, natomiast n wynosi od 1do 8.
  3. 23
    A method of making an elastomeric blend containing silicon-treated carbon blacks with lower abrasion resistance, comparable or higher low temperature loss tangent and lower high temperature loss tangent, including;23. Sposób wytwarzania mieszanki elastomerycznej zawierającej sadze poddane obróbce krzemem o słabszej odporności na ścieranie, porównywalnym lub wyższym tangensie stratności w niskiej temperaturze oraz niższym tangensie stratności w wysokiej temperaturze, zawierającej;an elastomer with a glass transition temperature determined by DSC below 20 ° C, as a homopolymer, copolymer or terpolymer, selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber (SBR) solution, natural rubber, functional SBR solution, SBR emulsion, polybutadiene, polyisoprene and blends any of the above elastomers;elastomer którego temperatura zeszklenia oznaczana metodą DSC wynosi poniżej 20°C, jako homopolimer, kopolimer lub terpolimer, wybrany z grupy obejmującej roztwór kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR), kauczuk naturalny, roztwór SBR z grupami funkcyjnymi, emulsję SBR, polibutadien, poliizopren oraz mieszanki dowolnych powyższych elastomerów;and a carbon black aggregate in an amount of from 10 to 300 parts per 100 parts of elastomer, comprising a carbon black phase and a phase with silicon-containing regions, the silicon-containing regions being distributed over the surface of the aggregate or throughout the carbon black aggregate, the aggregate containing from 0.1 to 25% by weight of silicon;and optionally additionally a coupling agent in an amount of 0.1 to 15 parts per 100 parts of elastomer, characterized in that the mixer masticates the elastomer and an aggregate comprising a carbon black phase and a phase with silicon-containing regions, the aggregate containing from 0.1 to 25 wt.% Silicon under sufficient time and temperature conditions to produce a masterbatch;oraz agregat sadzy w ilości od 10 do 300 części na 100 części elastomeru, zawierający fazę sadzy i fazę z obszarami zawierającymi krzem, przy czym obszary z krzemem są rozłożone na powierzchni agregatu lub w całym agregacie sadzy, przy czym agregat zawiera od 0,1 do 25% wagowych krzemu;oraz ewentualnie dodatkowo środek sprzęgający w ilości od 0,1 do 15 części na 100 części elastomeru, znamienny tym, że w mieszarce przeprowadza się mastykację elastomeru i agregatu zawierającego fazę sadzy i fazę z obszarami zawierającymi krzem, przy czym agregat zawiera od 0,1 do 25% wagowych krzemu, w warunkach czasu i temperatury wystarczających do uzyskania przedmieszki;- walcuje się przedmieszkę;the masterbatch is rolled;- chłodzi się przedmieszkę w celu ułatwienia dodawania środka wulkanizującego i uniknięcia znaczącego przedwczesnego usieciowania;- cooling the masterbatch to facilitate the addition of vulcanizing agent and avoid significant premature cross-linking;- masticating the premix and vulcanizing additive and optionally a coupling agent in a mixer under sufficient time and temperature conditions to obtain the elastomeric mixture defined in claim 1. - przeprowadza się mastykację w mieszarce przedmieszki i dodatku wulkanizującego oraz ewentualnie środka sprzęgającego, w warunkach czasu i temperatury wystarczających do uzyskania mieszanki elastomerycznej określonej w zastrzeżeniu 1. PL 190 799 B1 PL 190 799 B1
  4. 26
    The method according to p. 23, characterized in that the aggregate is oxidized. 26. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że agregat jest utleniony.
  5. 30
    Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że agregat zawiera od 2 do 6% wagowych krzemu. thirty. The method according to p. A process as claimed in 29, characterized in that the aggregate contains from 2 to 6% by weight of silicon.
  6. 32
    The method according to p. 23 or 31, characterized in that the coupling agent is selected from the group consisting of bis (3-triethoxysilylipropyl) tetrasulfane, 3-thiocyanatopropyl triethoxysilane, g-mercaptopropyltrimethoxysilane, dineoalkanoate di (3-mercapto) propionate, N, N 'zirconium -bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-diaminohexane, and mixtures thereof. 32. Sposób według zastrz. 23 albo 31, znamienny tym, że stosuje się środek sprzęgający wybrany z grupy obejmującej bis(3-trietoksysililipropylo)tetrasulfan, 3-tiocyjanianopropylo-trietoksysilan, g-merkaptopropylotrimetoksysilan, dineoalkanolanodi(3-merkapto)propioaniano-0-cyrkon, N,N'-bis(2-metylo-2-nitropropylo)-1,6-diaminoheksan, oraz ich mieszanin.