ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ АВТОПОКРЫШКА
AIR TIRE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к пневматической автопокрышке и более конкретно к тяжелонагруженной радиальной автопокрышке, которая имеет высокое сопротивление разрушения, хороший внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации и низкое тепловыделение.
Уровень техники
В тяжелонагруженной автопокрышке часть протектора обычно имеет так называемую "покрывающую/основную структуру", которая включает в себя покрывающую резину и основной резиновый слой, причем используется покрывающая резина, имеющая превосходное сопротивление износу, и основной резиновый слой, имеющий отличный внешний вид и низкое тепловыделение в ходе конечной стадии эксплуатации, для того чтобы одновременно достигнуть сопротивление износу, хороший внешний вид и низкое тепловыделение в ходе конечной стадии эксплуатации.
Что касается основного резинового слоя, предпочтительно используют резину, имеющую большое относительное удлинение при разрыве и низкое напряжение при растяжении (модуль упругости) для того, чтобы усовершенствовать внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации, причем резина, имеющая высокое напряжение при растяжении и способная подавлять деформацию при вращении, является предпочтительной с целью снижения тепловыделения. Следовательно, обычно затруднительно одновременно добиться хорошего внешнего вида и низкого тепловыделения основного резинового слоя в ходе конечной стадии эксплуатации,
В качестве другого способа снижения тепловыделения упомянут способ снижения гистерезисных потерь основного резинового слоя. Например, за счет повышения содержания серы, добавляемой в композицию резины, используемую в основном резиновом слое, возможно снижение гистерезисных потерь основного резинового слоя, однако напряжение при растяжении становится чрезмерно большим, в результате ухудшается внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации.
Кроме того, гистерезисные потери основного резинового слоя могут быть снижены за счет уменьшения содержания наполнителя, добавляемого в композицию резины, используемую в основном резиновом слое, причем в этом случае также может быть улучшено относительное удлинение при разрыве основного резинового слоя.
Однако известно, что при чрезмерном снижении содержания добавляемого наполнителя основной резиновый слой легко подвергается разрезанию под действием дорожного покрытия, что приводит к ухудшению внешнего вида в ходе конечной стадии эксплуатации.
Раскрытие изобретения
Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в разрешении вышеупомянутых проблем традиционной технологии и разработке пневматической автопокрышки, имеющей хороший внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации и низкое тепловыделение.
Авторы изобретения выполнили различные исследования с целью достижения указанной выше цели и обнаружили, что в автопокрышке, которая включает в себя часть протектора, имеющую покрывающую/основную структуру, может быть усовершенствован внешний вид автопокрышки в ходе конечной стадии эксплуатации и возможно снижение тепловыделения за счет применения в основном резиновом слое композиции резины, компаудированной с техническим углеродом и диоксидом кремния в заданном соотношении, и ограничения характеристик напряжения при растяжении на 300% (M300) и тангенса угла потерь (tg δ) основного резинового слоя в заданном диапазоне, и в результате было завершено настоящее изобретение.
Таким образом, пневматическая автопокрышка согласно изобретению включает в себя часть протектора, имеющую покрывающую резину и основной резиновый слой, и отличается тем, что:
в основном резиновом слое применяется композиция резины, содержащая не менее 30 частей по массе технического углерода и не менее 2 частей по массе диоксида кремния в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера; и
основной резиновый слой имеет напряжение при растяжении на 300% (M300), равное 10-14 МПа, и тангенс угла потерь (tg δ), равный 0,1 или меньше.
В предпочтительном варианте осуществления пневматической автопокрышки согласно изобретению компонент эластомера композиции резины, используемой в основном резиновом слое, представляет собой натуральный каучук или смесь натурального каучука и полиизопренового эластомера.
В другом предпочтительном варианте осуществления пневматической автопокрышки согласно изобретению композиция резины, применяемая в основном резиновом слое, дополнительно содержит 0,1-5 частей по массе гидразидного соединения и 0,1-5 частей по массе соединения (Z), в молекуле которого имеется, по меньшей мере, одна реакционноспособная группа для компонента эластомера и две или более адсорбционных групп b для диоксида кремния в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера.
2
2
В композиции резины, применяемой в основном резиновом слое пневматической автопокрышки согласно изобретению, технический углерод предпочтительно имеет удельную площадь поверхности, измеренную по адсорбции азота (УПN), не выше чем 100 м/г, и величину абсорбции дибутилфталата (ДБФ) не выше чем 90 мл/100 г.
В другом предпочтительном варианте осуществления пневматической автопокрышки согласно изобретению количество компаундированного диоксида кремния составляет 3-8 частей по массе в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера.
В другом предпочтительном варианте осуществления пневматической автопокрышки согласно изобретению композиция резины, применяемая в основном резиновом слое, не содержит силанового сочетающего агента.
В другом предпочтительном варианте осуществления пневматической автопокрышки согласно изобретению внешняя поверхность основного резинового слоя в радиальном направлении автопокрышки направлена в большей степени наружу в радиальном направлении автопокрышки, чем нижняя часть канавки автопокрышки.
Согласно изобретению может быть разработана пневматическая автопокрышка, в которой композиция резины, содержащая не больше, чем 30 частей по массе технического углерода, и не больше, чем 2 части по массе диоксида кремния в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера, применяется в основном резиновом слое, причем основной резиновый слой имеет напряжение при растяжении на 300% (M300), равное 10-14 МПа, и тангенс угла потерь (tg δ) 0,1 или меньше, при этом внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации является удовлетворительным, а тепловыделение - небольшим.
Краткое описание чертежей
На чертеже изображен вид в разрезе варианта пневматической автопокрышки согласно изобретению.
Наиболее предпочтительный вариант осуществления изобретения
Конкретно настоящее изобретение будет описано ниже. Пневматическая автопокрышка согласно изобретению включает в себя часть протектора, имеющую покрывающую резину и основной резиновый слой, и отличается тем, что композиция резины, содержащая не больше, чем 30 частей по массе технического углерода, и не больше, чем 2 части по массе диоксида кремния в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера, применяется в основном резиновом слое, причем основной резиновый слой имеет напряжение при растяжении на 300% (M300), равное 10-14 МПа, и тангенс угла потерь (tg δ) 0,1 или меньше. Устанавливая количество компаундированного технического углерода равным не больше, чем 30 частей по массе, и дополнительно ограничивая количество компаундированного диоксида кремния на уровне не больше, чем 2 частей по массе в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера в композиции резины, используемой в основном резиновом слое, может быть повышено сопротивление разрезанию автопокрышки, что улучшает внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации.
Кроме того, устанавливая напряжение при растяжении на 300% (M300) основного резинового слоя на уровне не больше, чем 14 МПа, и дополнительно ограничивая тангенс угла потерь (tg δ) основного резинового слоя на уровне 0,1 или меньше, может быть снижено тепловыделение автопокрышки с улучшением внешнего вида автопокрышки в ходе конечной стадии эксплуатации. Когда напряжение при растяжении на 300% (M300) основного резинового слоя превышает 14 МПа, внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации улучшается недостаточно. Кроме того, когда тангенс угла потерь (tg δ) основного резинового слоя превышает 0,1, напряжение при растяжении на 300% (M300) должно быть больше, чем 14 МПа, с целью достаточного снижения тепловыделения, и, таким образом, нельзя сбалансировать характеристики внешнего вида в ходе конечной стадии эксплуатации и тепловыделения. Кроме того, когда напряжение при растяжении на 300% M300 основного резинового слоя меньше, чем 10 МПа, тепловыделение не может быть снижено в достаточной степени, даже устанавливая тангенс угла потерь (tg δ) на уровне 0,1 или меньше. Более того, основной резиновый слой предпочтительно имеет напряжение при растяжении на 300% (M300) на уровне 10-13 МПа и тангенс угла потерь (tg δ) 0,09 или меньше, более предпочтительно слой имеет напряжение при растяжении на 300% (M300) на уровне 10-12 МПа и тангенс угла потерь (tg δ) 0,09 или меньше.
2
2
2
2
В композиции резины для основного резинового слоя предпочтительно технический углерод имеет удельную площадь поверхности по адсорбции азота (УП N) не больше, чем 100 м/г, и величину абсорбции дибутилфталата (ДБФ) не больше, чем 90 мл/100 г. Когда величина УП N технического углерода превышает 100 м/г, тангенс угла потерь (tg δ) основного резинового слоя становится больше 0,1, поскольку количество компаундированного технического углерода не превышает 30 частей по массе в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера. Кроме того, когда величина абсорбции ДБФ превышает 90 мл/100 г, может ухудшаться сопротивление усталости, что приводит к ухудшению внешнего вида в ходе конечной стадии эксплуатации.
Предпочтительно в композиции резины для основного резинового слоя количество компаундированного диоксида кремния находится в диапазоне от 3 до 8 частей по массе в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера. Когда количество компаундированного диоксида кремния составляет менее 3 частей по массе, сопротивление разрезанию основного резинового слоя становится низким, хотя, когда оно превышает 8 частей по массе, количество компаундированного технического углерода должно быть снижено для того, чтобы обеспечить значение тангенса угла потерь (tg δ) основного резинового слоя на уровне 0,1 или меньше, и, таким образом, ухудшается усиливающая характеристика основного резинового слоя и, кроме того, становится хуже сопротивление разрезанию.
Компонент эластомера, используемый в композиции резины для основного резинового слоя, практически не ограничивается и включает синтетические эластомеры, такие как полибутадиеновый каучук (БК), полиизопреновый каучук (ИК), стирол-бутадиеновый сополимерный каучук (СБК) и тому подобное, кроме натурального каучука (НК). Среди указанных особенно предпочтительным является натуральный каучук с точки зрения превосходной характеристики сопротивления разрушению. Эти эластомерные компоненты могут быть использованы индивидуально или в смеси, и поскольку смесь является предпочтительной, используют смесь натурального каучука и полиизопренового эластомера. Кроме того, в качестве компонента эластомера может быть использован любой немодифицированный и модифицированный каучук, причем предпочтительно используют модифицированный натуральный каучук.
Например, модифицированный натуральный каучук может быть получен путем добавления мономера, содержащего полярную группу, в латекс натурального каучука, чтобы вызвать привитую полимеризацию мономера, содержащего полярную группу, на молекуле натурального каучука в латексе натурального каучука, с последующей коагуляцией и сушкой латекса. Используемый для получения модифицированного натурального каучука латекс натурального каучука конкретно не ограничивается и может включать, например, промысловый латекс, латекс, обработанный аммиаком, латекс, концентрированный в центрифуге, депротеинизированный латекс, обработанный поверхностно-активным веществом или ферментом, и их комбинацией.
Содержащий полярную группу мономер, добавленный в латекс натурального каучука, имеет, по меньшей мере, одну полярную группу в своей молекуле и конкретно не ограничивается до тех пор, пока этот мономер может подвергаться привитой полимеризации с молекулой натурального каучука. Предпочтительно, когда в молекуле мономера, содержащего полярную группу, имеется углерод-углеродная двойная связь для привитой полимеризации с молекулой натурального каучука, и предпочтительно мономер, содержащий полярную группу, является виниловым мономером. В качестве конкретного примера полярной группы предпочтительно упоминаются аминогруппа, иминогруппа, нитрильная группа, аммонийная группа, имидная группа, амидная группа, гидразогруппа, азогруппа, диазогруппа, гидроксильная группа, карбоксильная группа, карбонильная группа, эпоксигруппа, оксикарбонильная группа, сульфидная группа, дисульфидная группа, сульфонильная группа, сульфинильная группа, тиокарбонильная группа, азотсодержащая гетероциклическая группа, кислородсодержащая гетероциклическая группа, алкоксисилильная группа, оловосодержащая группа и тому подобные. Эти мономеры, содержащие полярную группу, могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше компонентов.
В качестве мономера, содержащего аминогруппу, упоминаются полимеризующиеся мономеры, в молекуле которых содержится, по меньшей мере, одна аминогруппа, выбранная из первичной, вторичной и третичной аминогрупп. Среди полимеризующихся мономеров, имеющих аминогруппу, особенно предпочтительным является мономер, содержащий третичную аминогруппу, такой как диалкиламиноалкил (мета)акрилат или тому подобный. Эти мономеры, содержащие аминогруппу, могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше. В качестве мономеров, содержащих первичную аминогруппу, упоминаются акриламид, метакриламид, 4-виниланилин, аминометил(мета)акрилат, аминоэтил(мета)акрилат, аминопропил(мета)акрилат, аминобутил(мета)акрилат и тому подобные. В качестве мономеров, содержащих вторичную аминогруппу, упоминаются (1) анилиностиролы, такие как анилиностирол, β-фенил-п-анилиностирол, β-циано-п-анилиностирол, β-циано-β-метил-п-анилиностирол, β-хлор-п-анилиностирол, β-карбокси-п-анилиностирол, β-метоксикарбонил-п-анилиностирол, β-(2-гидроксиэтокси)карбонил-п-анилиностирол, β-формил-п-анилиностирол, β-формил-β-метил-п-анилиностирол, α-карбокси-β-карбокси-β-фенил-п-анилиностирол и тому подобные, (2) анилинофенилбутадиены, такие как 1-анилинофенил-1,3-бутадиен, 1-анилинофенил-3-метил-1,3-бутадиен, 1-анилинофенил-3-хлор-1,3-бутадиен, 3-анилинофенил-2-метил-1,3-бутадиен, 1-анилинофенил-2-хлор-1,3-бутадиен, 2-анилинофенил-1,3-бутадиен, 2-анилинофенил-3-метил-1,3-бутадиен, 2-анилинофенил-3-хлор-1,3-бутадиен и тому подобные, и (3) N-монозамещенные(мета)акриламиды, такие как N-метил(мета)акриламид, N-этил(мета)акриламид, N-метилолакриламид, N-(4-анилинофенил)метакриламид и тому подобные. В качестве мономеров, содержащих третичную аминогруппу, упоминаются N,N-дизамещенный аминоалкил(мета)акрилат, N,N-дизамещенный аминоалкил(мета)акриламид и тому подобные. В качестве N,N-дизамещенных аминоалкил(мета)акрилатов, упоминаются эфиры акриловой кислоты или метакриловой кислоты, такие как N,N-диметиламинометил(мета)акрилат, N,N-диметиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-диметиламинопропил(мета)акрилат, N,N-диметиламинобутил(мета)акрилат, N,N-диэтиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-диэтиламинопропил(мета)акрилат, N,N-диэтиламинобутил(мета)акрилат, N-метил-N-этиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-дипропиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-дибутиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-дибутиламинопропил(мета)акрилат, N-дибутиламинобутил(мета)акрилат, N,N-дигексиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-диоктиламиноэтил(мета)акрилат, акрилоилморфолин и тому подобные. Среди них особенно предпочтительными являются N,N-диметиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-диэтиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-дипропиламиноэтил(мета)акрилат, N,N-диоктиламиноэтил(мета)акрилат, N-метил-N-этиламиноэтил(мета)акрилат и тому подобные. Кроме того, в качестве N,N-дизамещенных аминоалкил(мета)акриламидов упомянуты акриламидные соединения и метакриламидные соединения, такие как N,N-диметиламинометил(мета)акриламид, N,N-диметиламиноэтил(мета)акриламид, N,N-диметиламинопропил(мета)акриламид, N,N-диметиламинобутил(мета)акриламид, N,N-диэтиламиноэтил(мета)акриламид, N,N-диэтиламинопропил(мета)акриламид, N,N-диэтиламинобутил(мета)акриламид, N-метил-N-этиламиноэтил(мета)акриламид, N,N-дипропиламиноэтил(мета)акриламид, N,N-дибутиламиноэтил(мета)акриламид, N,N-дибутиламинопропил(мета)акриламид, N,N-дибутиламинобутил(мета)акриламид, N,N-дигексиламиноэтил(мета)акриламид, N,N-дигексиламинопропил(мета)акриламид, N,N-диоктиламинопропил(мета)акриламид и тому подобные. Среди них особенно предпочтительными являются N,N-диметиламинопропил(мета)акриламид, N,N-диэтиламинопропил(мета)акриламид, N,N-диоктиламинопропил(мета)акриламид и тому подобные.
В качестве мономеров, содержащих нитрильную группу, упомянуты (мета)акрилонитрил, винилиденцианид и тому подобные. Эти мономеры, содержащие нитрильную группу, могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше.
В качестве мономеров, содержащих гидроксильную группу, в молекуле которых имеется, по меньшей мере, одна гидроксильная группа, выбранная из первичной, вторичной и третичной гидроксильной группы. В качестве таких мономеров упомянуты мономеры на основе ненасыщенной карбоновой кислоты, содержащей гидроксильную группу, мономеры на основе винилового эфира, содержащего гидроксильную группу, мономеры на основе винилового кетона, содержащего гидроксильную группу и тому подобные. В качестве мономеров, содержащих гидроксильную группу, конкретно упомянуты гидроксиалкил(мета)акрилаты, такие как 2-гидроксиэтил(мета)акрилат, 2-гидроксипропил(мета)акрилат, 3-гидроксипропил(мета)акрилат, 2-гидроксибутил(мета)акрилат, 3-гидроксибутил(мета)акрилат, 4-гидроксибутил(мета)акрилат и тому подобные; моно(мета)акрилаты полиалкиленгликоля (число звеньев алкиленгликоля составляет, например, 2-23), такие как полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и тому подобные; ненасыщенные амиды, содержащие гидроксильную группу, такие как N-гидроксиметил(мета)акриламид, N-(2-гидроксиэтил)(мета)акриламид, N,N-бис(2-гидроксиметил)(мета)акриламид и тому подобные; винилароматические соединения, содержащие гидроксильную группу, такие как о-гидроксистирол, м-гидроксистирол, п-гидроксистирол, o-гидрокси-α-метилстирол, м-гидрокси-α-метилстирол, п-гидрокси-α-метилстирол, п-винилбензиловый спирт и тому подобные. Среди них предпочтительными являются мономеры, на основе ненасыщенной карбоновой кислоты, содержащей гидроксильную группу, гидроксиалкил(мета)акрилаты и винилароматические соединения, содержащие гидроксильную группу, и особенно предпочтительными являются мономеры, на основе ненасыщенной карбоновой кислоты, содержащей гидроксильную группу. В качестве мономеров на основе ненасыщенной карбоновой кислоты, содержащей гидроксильную группу, упомянуты производные, такие как сложные эфиры, амиды, ангидриды и тому подобные, акриловой кислоты, метакриловой кислоты, итаконовой кислоты, фумаровой кислоты, малеиновой кислоты и тому подобные. Среди них особенно предпочтительными являются эфиры акриловой кислоты, метакриловой кислоты и тому подобные. Эти мономеры, содержащие гидроксильную группу, могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше.
В качестве мономеров, содержащих карбоксильную группу, упомянуты ненасыщенные карбоновые кислота, такие как (мета)акриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, тетаконовая кислота, коричная кислота и тому подобные; эфиры, содержащие свободную карбоксильную группу, такие как моноэфиры неполимеризующихся многоосновных карбоновых кислот, таких как фталевая кислота, янтарная кислота, адипиновая кислота или тому подобные, и ненасыщенные соединения, содержащие гидроксильную группу, такие как (мета)аллиловый спирт, 2-гидроксиэтил(мета)акрилат или тому подобные, и их соли. Среди них особенно предпочтительными являются ненасыщенные карбоновые кислоты. Эти мономеры, содержащие карбоксильную группу, могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше.
В качестве мономеров, содержащих эпоксигруппы, упомянуты простой (мета)аллилглицидиловый эфир, глицидил(мета)акрилат, 3,4-оксициклогексил-(мета)акрилат и тому подобные. Эти мономеры, содержащие эпоксигруппы, могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше.
В качестве азотсодержащих гетероциклических колец в мономере, содержащем азотсодержащую гетероциклическую группу, упомянуты пиррол, гистидин, имидазол, триазолидин, триазол, триазин, пиридин, пиримидин, пиразин, индол, хинолин, пурин, феназин, птеридин, меламин и тому подобные. Кроме того, азотсодержащее гетероциклическое кольцо может содержать другой гетероатом в кольце. Мономер, содержащий пиридильную группу в качестве азотсодержащей гетероциклической группы, включает виниловые соединения, содержащие пиридильную группу, такие как 2-винилпиридин, 3-винилпиридин, 4-винилпиридин, 5-метил-2-винилпиридин, 5-этил-2-винилпиридин и тому подобные. Среди них особенно предпочтительными являются 2-винилпиридин, 4-винилпиридин и тому подобные. Эти мономеры, включающие азотсодержащие гетероциклические группы, могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше.
В качестве мономеров, содержащих алкоксисилильную группу, упомянуты (мета)акрилоксиметилтриметоксисилан, (мета)акрилоксиметилметилдиметоксисилан, (мета)акрилоксиметилдиметилметоксисилан, (мета)акрилоксиметилтриэтоксисилан, (мета)акрилоксиметилметилдиэтоксисилан, (мета)акрилоксиметилдиметилэтоксисилан, (мета)акрилоксиметилтриргороксисилан, (мета)акрилоксиметилметилдипропоксисилан, (мета)акрилоксиметилдиметилпропоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилтриметоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилметилдиметоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилдиметилметоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилтриэтоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилметилдиэтоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилдиметилэтоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилтрипропоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилметилдипропоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилдиметилпропоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилметилдифеноксисилан,
γ-(мета)-акрилоксипропилдиметилфеноксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилметилдибензилоксисилан,
γ-(мета)акрилоксипропилдиметилбензилоксисилан, триметоксивинилсилан, триэтоксивинилсилан, 6-триметоксисилил-1,2-гексен, п-триметоксисилилстирол и тому подобные. Эти мономеры, содержащие алкоксисилильную группу, могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше.
В качестве мономера, имеющего оловосодержащие группы, упомянуты оловосодержащие мономеры, такие как аллилтри-N-бутилолово, аллилтриметилолово, аллилтрифенилолово, аллилтри-N-октилолово, (мета)акрилокси-N-бутилолово, (мета)акрилокситриметилолово, (мета)акрилокситрифенилолово, (мета)акрилокси-N-октилолово, винилтри-N-бутилолово, винилтриметилолово, винилтрифенилолово, винилтри-N-октилолово и тому подобные. Эти оловосодержащие мономеры могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше.
Привитая полимеризация мономера, содержащего полярную группу, на молекуле натурального каучука может быть осуществлена как эмульсионная полимеризация. В эмульсионной полимеризации обычно является предпочтительным, чтобы раствор, образовавшийся при добавлении воды и, в случае необходимости, эмульгирующего агента к латексу натурального каучука, добавлялся с мономером, содержащим полярную группу, и, кроме того, добавлялся с инициатором полимеризации, и перемешивался при заданной температуре с целью полимеризации мономера, содержащего полярную группу. При добавлении мономера, содержащего полярную группу, к латексу натурального каучука, эмульгирующий агент может быть заранее добавлен к латексу натурального каучука, или мономер, содержащий полярную группу, может быть эмульгирован с эмульгирующим агентом и затем добавлен в латекс натурального каучука. Эмульгирующий агент, используемый при эмульгировании латекса натурального каучука и/или мономера, содержащего полярную группу, конкретно не ограничен и включает неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как простой полиоксиэтиленлауриловый эфир и тому подобные.
Инициатор полимеризации конкретно не ограничен и может включать различные инициаторы полимеризации для эмульсионной полимеризации, и, кроме того, конкретно не ограничен способ добавления инициатора. В качестве традиционно применяемых инициаторов полимеризации упомянуты бензоилпероксид, пероксид водорода, гидропероксид кумола, трет-бутилгидропероксид, ди-трет-бутилпероксид, 2,2-азобисизобутиронитрил, 2,2-азобис(2-диаминопропан)гидрохлорид, 2,2-азобис(2-диаминопропан)дигидрохлорид, 2,2-азобис(2,4-диметилвалеронитрил), персульфат калия, персульфат натрия, персульфат аммония и тому подобные. Кроме того, предпочтительно используют инициатор полимеризации редокс-типа для снижения температуры полимеризации. В качестве восстанавливающего агента, который может сочетаться с пероксидом в инициаторе полимеризации редокс-типа, упомянуты, например, тетраэтиленпентамин, меркаптаны, гидросульфит натрия, ион восстанавливающего металла, аскорбиновая кислота и тому подобные. В качестве предпочтительной комбинации пероксида и восстанавливающего агента в инициаторе полимеризации редокс-типа упомянуты комбинация трет-бутилгидропероксида и тетраэтиленпентамина и тому подобные. С целью снижения гистерезисных потерь и улучшения сопротивления износу композиции резины с использованием модифицированного натурального каучука, без ухудшения технологичности, важно равномерно ввести небольшое количество мономера, содержащего полярную группу, в каждую молекулу натурального каучука. Поэтому количество добавленного инициатора полимеризации предпочтительно находится в диапазоне 1-100 мол.% и более предпочтительно 10-100 мол.%, в расчете на мономер, содержащий полярную группу.
Указанные выше компоненты загружают в реакционную емкость, где они взаимодействуют при температуре 30-80°С, в течение от 10 минут до 7 часов, чтобы получить модифицированный латекс натурального каучука, в котором мономер, содержащий полярную группу, подвергается привитой сополимеризации на молекуле натурального каучука. В дальнейшем модифицированный латекс натурального каучука коагулируют и промывают и затем сушат с использованием сушилки, такой как вакуумная сушильная камера, воздушная сушилка, барабанная сушилка или тому подобное, чтобы получить модифицированный натуральный каучук. Коагуляционный агент, используемый для коагуляции модифицированного латекса натурального каучука, конкретно не ограничен, однако включает в себя кислоты, такие как муравьиная кислота, серная кислота и тому подобные, и соли, такие как хлорид натрия и тому подобные.
Предпочтительно, содержание полярных групп в модифицированном натуральном каучуке находится в диапазоне от 0,001 до 0,5 ммоль/г, более предпочтительно в диапазоне от 0,002 до 0,3 ммоль/г и еще более предпочтительно в диапазоне от 0,003 до 0,2 ммоль/г, в расчете на компонент эластомера в модифицированном натуральном каучуке. Когда содержание полярных групп в модифицированном натуральном каучуке меньше, чем 0,001 ммоль/г, малый коэффициент потерь и сопротивление износу композиции резины нельзя усовершенствовать в достаточной степени. Хотя, когда содержание полярных групп в модифицированном натуральном каучуке превышает 0,5 ммоль/г, присущие натуральному каучуку физические свойства, такие как вязкоупругость, характеристика S-S (диаграмма напряжений-деформаций в устройстве испытания на растяжение) и тому подобные, изменяются в значительной степени, ослабляя превосходные физические свойства, присущие натуральному каучуку, и, кроме того, может значительно ухудшаться технологичность композиции резины.
Предпочтительно, когда композиция резины для основного резинового слоя дополнительно содержит 0,1-5 частей по массе гидразидного соединения и 0,1-5 частей по массе соединения (Z), в молекуле которого имеется, по меньшей мере, одна реакционноспособная группа для компонента эластомера и две или больше адсорбционных групп b для диоксида кремния в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера, в добавление к техническому углероду и диоксиду кремния.
Гидразидное соединение подавляет перевулканизацию композиции резины и таким образом оказывает влияние на уменьшение тепловыделения в композиции резины. Когда количество компаундированного гидразидного соединения меньше, чем 0,1 части по массе, эффект подавления перевулканизации композиции резины и влияние на уменьшение тепловыделения в композиции резины являются незначительными, хотя когда это количество превышает 5 частей по массе, возрастают затраты, однако без дополнительного усиления эффектов.
В качестве гидразидного соединения предпочтительными являются соединения, представленные следующей формулой (I):
в которой Y представляет собой ариленовую группу, двухвалентный остаток гидантоина или насыщенную или ненасыщенную двухвалентную цепочку углеводородной группы, имеющей число атомов углерода 1-18; X означает атом водорода, гидроксильную группу, аминогруппу или группу, представленную следующей формулой (II):
1
4
1
2
3
4
и R-R независимо представляют собой атом водорода или углеводородную группу, имеющую число атомов углерода 1-18, при условии, что R и R и/или R и R могут быть связаны друг с другом, образуя кольчатую структуру.
Ариленовая группа Y в формуле (I) включает двухвалентную ароматическую гетероциклическую группу. В качестве ариленовой группы предпочтительными являются фениленовая группа и нафтиленовая группа, причем эти группы могут иметь в кольце подходящие заместители, такие как низшие алкильные группы и низшие алкоксильные группы. Кроме того, двухвалентный остаток гидантоина может иметь в кольце подходящие заместители, такие как низшие алкильные группы и низшие алкоксильные группы. В качестве насыщенной или ненасыщенной двухвалентной цепочки углеводородной группы, имеющей число атомов углерода 1-18, упомянуты алкиленовые группы, имеющие число атомов углерода 1-18, и алкениленовые группы, имеющие число атомов углерода 2-18. Эти группы могут быть линейными или разветвленными. В качестве алкиленовой группы алкениленовой группы упомянуты метиленовая группа, этиленовая группа, пропиленовая группа, бутиленовая группа, гексиленовая группа, октиленовая группа, дециленовая группа, виниленовая группа, аллиленовая группа, пропениленовая группа, бутениленовая группа, гексениленовая группа, октениленовая группа, децениленовая группа и тому подобные.
1
4
В качестве углеводородной группы, имеющей число атомов углерода 1-18, как R-R в формулах (I) и (II), упомянуты линейные или разветвленные алкильные группы, имеющие число атомов углерода 1-18, линейные или разветвленные алкенильные группы, имеющие число атомов углерода 2-18, циклоалкильные группы, имеющие число атомов углерода 3-18, арильные группы, имеющие число атомов углерода 6-18, и аралкильные группы, имеющие число атомов углерода 7-18. Циклоалкильные группы, арильные группы и аралкильные группы могут иметь в кольце подходящие заместители, такие как низшие алкильные группы, низшие алкоксильные группы, амино группы, алкилзамещенные аминогруппы и гидроксильные группы. В качестве алкильных групп упомянуты метильная группа, этильная группа, N-пропильная группа, изопропильная группа, N-бутильная группа, изобутильная группа, втор-бутильная группа, трет-бутильная группа, пентильная группа, гексильная группа, октильная группа, децильная группа и тому подобные. В качестве алкенильной группы упомянуты винильная группа, аллильная группа, пропенильная группа, бутенильная группа, гексенильная группа, октенильная группа, деценильная группа и тому подобные. В качестве циклоалкильной группы упомянуты циклопентильная группа, циклогексильная группа, метилциклогексильная группа и тому подобные. В качестве арильной группы упомянуты фенильная группа, толильная группа, ксилильная группа, нафтильная группа, метилнафтильная группа и тому подобные. В качестве аралкильной группы упомянуты бензильная группа, фенетильная группа, нафтилметильная группа и тому подобные.
Среди соединений, представленных формулой (I), предпочтительными являются соединения, в которых Y означает ариленовую группу и X является гидроксильной группой, при этом особенно предпочтительными являются соединения, представленные следующей формулой (III):
1
2
в которой каждый заместитель R и R имеет упомянутые выше значения и соединения, представленные следующей формулой (IV):
1
2
в которой каждый заместитель R и R имеет упомянутые выше значения.
В качестве соединения, представленного формулой (III), конкретно упомянуты гидразид 3-гидрокси-N'-(1-метилэтилиден)-2-нафтойной кислоты, гидразид 3-гидрокси-N'-(1-метилпропилиден)-2-нафтойной кислоты, гидразид 3-гидрокси-N'-(1-метилбутилиден)-2-нафтойной кислоты, гидразид 3-гидрокси-N'-(1,3-диметилбутилиден)-2-нафтойной кислоты, гидразид 3-гидрокси-N'-(2,6-диметил-4-гептилиден)-2-нафтойной кислоты, гидразид 3-гидрокси-N'-(1,2-дифенилэтилиден)-2-нафтойной кислоты и тому подобные. В качестве соединения, представленного формулой (IV), конкретно упомянуты гидразид N'-(1-метилэтилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1-метилпропилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1-метилбутилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(1,3-диметилбутилиден)салициловой кислоты, гидразид N'-(2,6-диметил-4-гептилиден)-салициловой кислоты и тому подобные. Среди этих гидразидных соединений особенно предпочтительным является гидразид 3-гидрокси-N'-(1,3-диметилбутилиден)-2-нафтойной кислоты. Эти гидразидные соединения могут быть синтезированы путем взаимодействия при нагревании исходного гидразида 3-гидрокси-2-нафтойной кислоты или тому подобного с ацетоном, метилизобутилкетоном или тому подобным.
С другой стороны, соединение (Z), в молекуле которого имеется, по меньшей мере, одна реакционноспособная группа для компонента эластомера и две или больше адсорбционных групп b для диоксида кремния, оказывает сильное влияние на эластичность композиции резины. Когда количество компаундированного соединения (Z) составляет менее 0,1 части по массе, в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера, эластичность композиции резины не может быть существенно усовершенствована, хотя, когда это количество превышает 5 частей по массе, эластичность композиции резины дополнительно не улучшается, но приводит к увеличению затрат.
Предпочтительно в соединении (Z) реакционноспособная группа для компонента эластомера является группой, в которой имеется двойная связь, рядом с которой имеется группа, активирующая двойную связь, и особенно предпочтительно, является неароматической группой с сопряженной двойной связью или группой с двойной связью, рядом с которой имеется группа, выбранная из карбонильной группы, карбоксильной группы, оксикарбонильной группы и амидной группы. Здесь термин "рядом" означает, что имеется группа, выбранная из карбонильной группы, карбоксильной группы, оксикарбонильной группы и амидной группы на обоих концах или одном конце двойной связи.
Предпочтительно в соединении (Z) реакционноспособная группа представляет собой группу - производную от ненасыщенной карбоновой кислоты, выбранной из малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, итаконовой кислоты, акриловой кислоты, метакриловой кислоты и сорбиновой кислоты, более предпочтительно группы - производной от малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, итаконовой кислоты и акриловой кислоты и наиболее предпочтительно группы - производной от малеиновой кислоты и акриловой кислоты. С другой стороны, предпочтительной адсорбционной группой b является карбоксильная группа.
Кроме того, предпочтительно соединение (Z) дополнительно имеет оксиалкиленовую группу. Когда соединение (Z) имеет оксиалкиленовую группу, то дополнительно усовершенствуется совместимость с компонентом эластомера, а также улучшается сродство с диоксидом кремния. Среднее число добавленных молей оксиалкиленовых групп предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 30 моль, более предпочтительно от 1 до 20 моль и особенно от 2 до 15 моль на реакционноспособную группу для компонента эластомера.
В качестве соединения (Z) конкретно упомянуты моно(мета)акрилоил-оксиалкиловые эфиры поликарбоновых кислот, таких как тримеллитовая кислота, пиромеллитовая кислота, лимонная кислота и тому подобные (в этом контексте (мета)акрилоил означает метакрилоил или акрилоил); (поли)эфиры ненасыщенных карбоновых кислот с оксикарбоновыми кислотами, такими как малеат монояблочной кислоты и тому подобные; сложные эфиры, на обоих концах которых имеются карбоновые кислоты, диолы, такие как этиленгликоль, гександиол и циклогександиметанол, с ненасыщенными дикарбоновыми кислотами, такими как малеиновая кислота, фумаровая кислота и итаконовая кислота; N-(карбоксиалкил)-моноамид малеиновой кислоты, такой как N-(2-карбоксиэтил)моноамид малеиновой кислоты; и соединение, представленное следующими формулами (V), (VI) или (VII):
5
6
7
8
9
8
6
7
8
10
10
10
9
s
2
2
t
u
В формуле (V) R является группой, представленной формулой -RO-, группой, представленной формулой -(RO)-, группой, представленной формулой -CHCH(OH)CHO- или группой, представленной формулой -(RO-COR-COO-)RO-. В этом случае R представляет собой алкиленовую группу или алкениленовую группу, имеющую число атомов углерода от 2 до 36, или двухвалентную ароматическую углеводородную группу, предпочтительно алкиленовую группу, имеющую число атомов углерода от 2 до 18, или фениленовую группу, и более предпочтительно, алкиленовую группу, имеющую число атомов углерода от 4 до 12. Кроме того, R означает алкиленовую группу, имеющую число атомов углерода от 2 до 4, предпочтительно этиленовую группу или пропиленовую группу, и s означает число от 1 до 60, предпочтительно от 2 до 40, более предпочтительно от 4 до 30, которое показывает среднее число молей добавленных оксиалкиленовых групп. R является алкиленовой группой или алкениленовой группой, имеющей число атомов углерода от 2 до 18, двухвалентной ароматической углеводородной группой или группой, представленной формулой -(RO)R- (в которой R является алкиленовой группой, имеющей число атомов углерода от 2 до 4; и u означает число от 1 до 30, которое показывает среднее число молей добавленных оксиалкиленовых групп). R является алкиленовой группой или алкениленовой группой, имеющей число атомов углерода от 2 до 18 или двухвалентной ароматической углеводородной группой, предпочтительно алкиленовой группой, имеющей число атомов углерода от 2 до 12 или фениленовой группой, и более предпочтительно алкиленовой группой, имеющей число атомов углерода от 2 до 8. Кроме того, t означает число от 1 до 30, предпочтительно от 1 до 20 и более предпочтительно от 1 до 15, в качестве среднего значения.
В качестве соединения, представленного формулой (V), конкретно упомянуты дималеаты алкилендиолов, такие как дималеат глицерина, дималеат 1,4-бутандиола, дималеат 1,6-гександиола и тому подобные; дифумараты алкилендиолов, такие как дифумарат 1,6-гександиола и тому подобные; дималеаты полиоксиалкиленгликолей, такие как дималеат ПЭГ 200, дималеат ПЭГ 600 и тому подобные (где каждый из ПЭГ 200 и ПЭГ 600 означает полиэтиленгликоль, имеющий среднюю молекулярную массу 200 или 600); полиэфиры полиалкиленгликоля/малеиновой кислоты, имеющие карболовую кислоту с обоих концов цепи, такие как полибутиленмалеат, имеющий карбоксильные группы с обоих концов цепи, поли(ПЭГ 200)малеат, имеющий карбоксильные группы с обоих концов цепи, и тому подобные; полибутиленадипинатмалеат, имеющий карбоксильные группы с обоих концов цепи, дифумараты полиоксиалкиленгликолей, такие как дифумарат ПЭГ'а 600 и тому подобные; и полиэфиры полиалкиленгликоля/фумаровой кислоты, имеющие карбоновую кислоту с обоих концов цепи, такие как полибутилен-фумарат, имеющий карбоксильные группы с обоих концов цепи, поли(ПЭГ 200)фумарат, имеющий карбоксильные группы с обоих концов цепи, и тому подобные.
11
12
13
14
15
16
17
14
15
16
17
15
16
17
n
В формуле (VI) один из заместителей R, R и R означает группу, представленную формулой -(RO)-CO-CR=CR-R, а другие заместители означают атомы водорода. В этом контексте R представляет собой алкиленовую группу, имеющую число атомов углерода от 2 до 4, предпочтительно этиленовую группу или пропиленовую группу. Кроме того, R, R и R независимо означают атом водорода или метальную группу; предпочтительно R представляет собой атом водорода или метильную группу, а R и R означают атомы водорода. Число n имеет значение от 1 до 30, предпочтительно от 1 до 20 и предпочтительно от 2 до 15, которое показывает среднее число молей добавленных оксиалкиленовых групп.
В качестве соединения, представленного формулой (VI), конкретно упомянуты моно(ω-(мета)акрилоилокси-ПОА(n))-тримеллитат (где (мета)акрилоил означает метакрилоил или акрилоил и ПОА(n) означает полиоксиэтилен (далее сокращенно обозначен как "ПОЭ") или полиоксипропилен (далее сокращенно обозначается "ПОП"), в котором в среднем содержатся от 1 до 30 молей оксиэтилена или оксипропилена), такие как моно(2-(мета)акрилоилоксиэтил)тримеллитат, моно[2-(2-(мета)акрилоилоксиэтокси)этил]-тримеллитат, моно(ω-(мета)акрилоилоксиполиоксиэтилен(10))тримеллитат и тому подобные.
18
19
20
В формуле (VII) R, R и R независимо представляют собой алкиленовую группу, имеющую число атомов углерода от 2 до 4, предпочтительно этиленовую группу или пропиленовую группу, каждое число m1, m2 и m3 показывает среднее число молей добавленных оксиалкиленовых групп, причем сумма m1 + m2 + m3 равна 0-90, предпочтительно от 3 до 60 и более предпочтительно от 6 до 45.
В качестве соединения, представленного формулой (VII), конкретно упомянуты трималеат ПОА(m)-глицерина (где ПОА(m) означает полиоксиэтилен или полиоксипропилен, который в среднем содержит от 0 до 90 молей оксиэтилена или оксипропилена), такие как трималеат ПОЭ(8)-глицерина, трималеат ПОЭ(3)-глицерина, трималеат ПОП(10)-глицерина и тому подобные.
5
8
9
8
8
9
t
4
8
5
Среди этих соединений (Z) предпочтительными являются частичные эфиры многоосновных кислот и более предпочтительны соединения, представленные формулой (V). Кроме того, еще более предпочтительны соединения, представленные формулой (V), в которой R является группой, представленной формулой -(R-O-COR-COO-)RO-, и особенно предпочтительным является соединение, в котором R означает бутиленовую группу, R является виниленовой группой и t равно 5 - [HOOC-CH=CH-CO-(OCHO-CO-CH=CH-CO)-OH]. Более того, соединение (Z) имеет молекулярную массу предпочтительно не меньше, чем 250, более предпочтительно от 250 до 5000 и особенно предпочтительно от 250 до 3000. Когда молекулярная масса находится в этом диапазоне, это соединение имеет высокую температуру вспышки и является предпочтительным с точки зрения безопасности, и, кроме того, оно дает меньшую дымность и является предпочтительным с точки зрения охраны окружающей среды. Соединения (Z) могут быть использованы индивидуально или в сочетании из двух или больше.
Предпочтительно композиции резины для основного резинового слоя не содержат силанового сочетающего агента. Когда силановый сочетающий агент компаундирован в композицию резины для основного резинового слоя, напряжение при растяжении на 300% (M300) основного резинового слоя становится высоким и ухудшается внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации.
В композицию резины для основного резинового слоя могут быть компаундированы соответствующие добавки, которые традиционно применяются в резиновой промышленности, такие как антиокислитель, вулканизирующий агент, ускоритель вулканизации и тому подобные, в дополнение к указанным выше компоненту эластомера, техническому углероду, диоксиду кремния, гидразидному соединению и соединению (Z), в соответствии с областью применения. В качестве таких добавок предпочтительно могут быть использованы промышленно доступные добавки. Композиция резины для основного резинового слоя может быть получена путем компаундирования компонента эластомера с техническим углеродом и диоксидом кремния и, в случае необходимости, соответственно выбранными добавками, включая вальцевание, нагревание, экструзию и тому подобные операции.
Теперь пневматическая автопокрышка согласно изобретению будет подробно описана со ссылкой на прилагаемый чертеж. Автопокрышка включает в себя пару бортов шины 1, пару боковин 2, часть протектора 3, радиальный каркас 5, тороидально выступающий между сердечниками 4 борта шины, соответственно вставленные в борта шины 1 и брекерный пояс 6, состоящий из множества слоев брекера, расположенных снаружи корончатой части радиального каркаса 5 в радиальном направлении автопокрышки, где часть протектора 3 имеет основной резиновый слой 7, расположенный снаружи брекерного пояса 6 в радиальном направлении автопокрышки, и покрывающую резину 8, расположенную снаружи основного резинового слоя 7 в радиальном направлении автопокрышки, то есть имеет так называемую "покрывающую/основную структуру".
В основном резиновом слое 7 показанной пневматической автопокрышки используется вышеупомянутая композиция резины, содержащая не больше чем 30 частей по массе технического углерода и не больше, чем 2 частей по массе диоксида кремния в расчете на 100 частей по массе компонента эластомера, причем основной резиновый слой 7 имеет напряжение при растяжении на 300% (M300), равное 10-14 МПа, и тангенс угла потерь (tg δ) составляет не больше, чем 0,1, которая имеет хороший внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации и в которой значительно снижено тепловыделение. В этом контексте прочие элементы, за исключением основного резинового слоя 7 пневматической автопокрышки, согласно изобретению, конкретно не ограничены и могут быть использованы известные элементы. Кроме того, в качестве газа, заполняющего пневматическую автопокрышку настоящего изобретения, можно использовать обычные инертные газы, такие как азот, аргон, гелий и тому подобные.
В пневматической автопокрышке согласно изобретению внешняя поверхность 9 основного резинового слоя 7 в радиальном направлении автопокрышки (то есть контактная поверхность между основным резиновым слоем 7 и покрывающей резиной 8) предпочтительно направлена в большей степени наружу в радиальном направлении автопокрышки, чем нижняя часть канавки 10 автопокрышки. Поскольку основной резиновый слой 7 имеет хороший внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации и низкое тепловыделение, эти эффекты проявляются более рельефно, когда внешняя поверхность 9 основного резинового слоя 7 в радиальном направлении автопокрышки направлена в большей степени наружу, чем нижняя часть канавки 10 шины в радиальном направлении автопокрышки. Более того, пневматическая автопокрышка изобретения предпочтительно представляет собой тяжелонагруженную автопокрышку.
Примеры
Следующие примеры приведены для иллюстрации настоящего изобретения и не предназначены для его ограничения.
Композицию резины, имеющую рецептуру, показанную в таблицах 1 и 2, готовят согласно традиционному способу, а тяжелонагруженную пневматическую автопокрышку, имеющую показанную на чертеже структуру, размер шины 11R22.5 и блочный состав, готовят с использованием композиции резины в основном резиновом слое. Полученную автопокрышку разрезают и отбирают из нее основной резиновый слой, чтобы получить образец для испытаний JIS No.3 в соответствии с заданным методом, и измеряют напряжение при растяжении образца на 300% (M300), проводя испытание на разрыв по методу JIS K 6251. Кроме того, измеряют тангенс угла потерь (tg δ) с использованием спектрометра, производство фирмы Toyo Seiki Corporation, в условиях, когда деформация составляет 1%, при частоте 52 Гц и температуре 100°C. Кроме того, оценивают температуру в ходе эксплуатации и сопротивление разрушения в соответствии со следующими методами. Результаты показаны в таблицах 1 и 2.
(1) Температура в ходе эксплуатации
Испытуемую автопокрышку прогоняют на барабане в условиях нормальной нагрузки, при скорости, равной 60 км/ч, температуру вблизи края брекера в этом случае измеряют термопарой и определяют разность температур в расчете на температуру вблизи края брекера в автопокрышке примера 1. Знак минус указывает, что температура вблизи края брекера в ходе эксплуатации является низкой, и наблюдается весьма незначительное тепловыделение.
(2) Сопротивление разрушения
Испытуемую автопокрышку монтируют на ведущем валу грузового автомобиля, причем практический пробег составляет 50000 км. Затем автопокрышку снимают и визуально оценивают число зарубок в автопокрышке. Чем меньше это число, тем лучше сопротивление разрушению.
Таблица 1
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Пример 7
Суммарная рецептура
Натуральный каучук
частей по массе
100
100
100
100
0
0
0
Модифицированный натуральный каучук *1
0
0
0
0
100
100
100
Технический углерод (N326) *2
40
30
30
0
40
30
43
Технический углерод (N330) *3
0
0
0
30
0
0
0
Диоксид кремния *4
5
8
8
5
5
8
8
Стеариновая кислота
3
3
3
3
3
3
3
Цинковые белила
5
5
5
5
5
5
5
Антиокислитель 6С *
1
1
1
1
I
1
1
ВМ56 *6
3
3
1
1
3
3
3
ВМН*7
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1.5
РК900 *8
1
1
1
1
1
1
1
Ускоритель вулканизации CBS *9
1
1
1
1
1
1
1
Сера
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1.5
Свойства
M300
МПа
13
12
12,5
13,8
11,1
10,2
10,7
Tg δ
-
0,095
0,085
0,09
0,095
0,081
0,072
0,092
Рабочие параметры
Температура в ходе эксплуатации
°С
Стандарт
-2
-3
0
-3
-4
-2
Сопротивление разрушению (число зарубок)
число
3
2
4
11
1
0
4
*1 - модифицированный натуральный каучук, приготовленный с использованием способа, описанного ниже.
Пример получения модифицированного натурального каучука
Промысловый латекс подвергают разделению на центрифуге с использованием сеператора латекса [производство фирмы Saito Separator Limited] со скоростью вращения 7500 об/мин, чтобы получить концентрированный латекс, имеющий концентрацию сухого каучука 60%. Концентрированный латекс (1000 г) загружают в реакционную емкость из нержавеющей стали, снабженную мешалкой, рубашкой для регулирования температуры, и добавляют эмульсию, приготовленную заранее путем добавления 10 мл воды и 90 мг эмульгирующего агента [Emulgen 1108, производство фирмы Kao Corporation] к 3,0 граммам N,N-диэтиламиноэтилметакрилата, вместе с 990 мл воды, и затем перемешивают в течение 30 минут при нормальной температуре в токе азота. Затем добавляют 1,2 г трет-бутилгидропероксида и 1,2 г тетраэтиленпентамина в качестве инициатора полимеризации, с целью проведения реакции при 40°С в течение 30 минут; таким образом, получают модифицированный латекс натурального каучука. Модифицированный латекс натурального каучука коагулируют путем добавления муравьиной кислоты, доводя значение рН до 4,7. Полученное таким образом твердое вещество обрабатывают на откидной доске 5 раз, измельчают, пропуская через шредер, и сушат горячим воздухом в сушилке при 110°С в течение 210 минут, чтобы получить модифицированный натуральный каучук. Материальный баланс полученного таким образом модифицированного натурального каучука свидетельствует, что степень превращения N,N-диэтиламиноэтилметакрилата, добавленного в качестве мономера, составляет 100%. Кроме того, осуществлена попытка выделения гомополимера путем экстракции модифицированного натурального каучука петролейным эфиром с последующей экстракцией смесью растворителей (2:1) ацетона и метанола; однако при анализе экстракта гомополимер не обнаружен. Таким образом, подтверждено, что 100% добавленного мономера вводится в молекулы натурального каучука. Следовательно, содержание полярных групп в полученном модифицированном натуральном каучуке составляет 0,027 ммоль/г, в расчете на компонент эластомера в латексе натурального каучука.
2
2
*2 - Величина абсорбции ДБФ равна 72 мл/100 г, УП N=78 м/г
2
2
*3 - Величина абсорбции ДБФ равна 102 мл/100 г, NSA=79 м/г
*4 - Производство фирмы Nippon Silica Industrial Co., Ltd., Nipsil AQ
*5 - N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин
5
8
9
8
8
9
t
4
8
5
*6 - Полималеат бутиленгликоля, соединение формулы (V), в которой R является группой, представленной -(ROCOR-COO-)RO-, R означает бутиленовую группу, R - это виниленовая группа и t равно 4:[HOOC-CH=CH-CO-(OCHO-CO-CH-CH-CO)-OH]
*7 - Гидразид 3-гидрокси-N'-(1,3-диметилбутилиден)-2-нафтойной кислоты
*8 1,3-бис(цитраконимидметил)бензол, производство фирмы FLEXSYS, торговый знак: "PERKALINK 900"
*9 N-циклогексил-2-бензотиазилсульфенамид
Как видно из таблицы 1, автопокрышка из примеров, (M300), равное 10-14 МПа и тангенс угла потерь (tg δ) 0,1 или меньше, обладает значительно меньшим тепловыделением, хорошим сопротивлением разрушению (то есть малым числом зарубок) и имеет хороший внешний вид даже в ходе конечной стадии эксплуатации.
Напротив, автопокрышки Сравнительных примеров 1, 2, 4 и 5, содержащие основной резиновый слой, имеющий тангенс угла потерь (tg δ) больше, чем 0,1, имеют высокое тепловыделение. Кроме того, автопокрышка Сравнительного примера 3, содержащая основной резиновый слой, имеющий напряжение при растяжении на 300% (M300) больше, чем 14 МПа, обладает высоким тепловыделением, при этом имеется большое число зарубок, и внешний вид в ходе конечной стадии эксплуатации является неудовлетворительным.