Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung, die für gute Reifeneigenschaften, insbesondere für verbesserte Handlingeigenschaften und gutes Bremsverhalten, - 20-80 phr zumindest eines lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymers A, dessen Endgruppen zumindest mit einer Stickstoff enthaltenden Verbindung chemisch modifiziert sind, und - 20-80 phr zumindest eines weiteren lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymers B, das Kopplungszentren mit Epoxidgruppen aufweist, enthält.
Beschreibung[de]
Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung,
insbesondere für den Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen, enthaltend lösungspolymerisierte
Styrol-Butadien-Copolymere. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugluftreifen
mit einem Laufstreifen, der zumindest zum Teil aus einer solchen, mit Schwefel vulkanisierten
Kautschukmischung besteht.
Da die Fahreigenschaften eines Reifens, insbesondere Fahrzeugluftreifens,
in einem großen Umfang von der Kautschukzusammensetzung des Laufstreifens abhängig
sind, werden besonders hohe Anforderungen an die Zusammensetzung der Laufstreifenmischung
gestellt. So wurden vielfältige Versuche unternommen, die Eigenschaften des
Reifens durch die Variation der Polymerkomponenten, der Füllstoffe und der
sonstigen Zuschlagstoffe in der Laufstreifenmischung positiv zu beeinflussen. Dabei
muss man berücksichtigen, dass eine Verbesserung in der einen Reifeneigenschaft
oft eine Verschlechterung einer anderen Eigenschaft mit sich bringt. An Laufstreifenmischungen
für PKW- und Van-Reifen werden beispielsweise höchste Anforderungen hinsichtlich
des ABS-Nass- und Trockenbremsens, des Abriebwiderstands, des Rollwiderstands, der
Haltbarkeit und des Handlings, insbesondere auf trockener Fahrbahn, gestellt. Als
Maß für das Handlingverhalten auf trockener Fahrbahn dient die dynamische
Steifigkeit, wobei eine Erhöhung der dynamischen Steifigkeit bzw. des dynamischen
Moduls E' mit einer Verbesserung des Handlingverhaltens korreliert werden kann.
Eine Möglichkeit zur Verbesserung des Bremsverhaltens auf nasser
und trockener Fahrbahn besteht in der Erniedrigung der Härte (statischen Steifigkeit)
der Laufstreifenmischung, z. B. durch Erhöhung des Weichmacheranteils. Da sich
dynamische und statische Steifigkeit innerhalb eines Mischungssystem in der Regel
in gleicher Richtung verändern (d. h. beide werden erhöht oder beide werden
erniedrigt), hat dies zur gleichen Zeit eine Reduktion der dynamischen Steifigkeit
zur Folge, was mit Einbußen im Handlingverhalten gleichzusetzen ist. Damit
kann durch diesen Ansatz das Bremsverhalten nur auf Kosten des Handlingverhaltens
verbessert werden.
Um Reifeneigenschaften wie Abrieb, Nassrutschverhalten und Rollwiderstand
zu beeinflussen, ist es z. B. bekannt, verschiedene Styrol-Butadien-Copolymere mit
unterschiedlichen Styrol- und Vinyl-Gehalten und mit unterschiedlichen Modifizierungen
für die Kautschukmischungen zu verwenden.
Aus der EP 1 270 657 A1
ist es bekannt, die Eigenschaften eines Reifens hinsichtlich Nassgriff, Wintereigenschaften,
Abrieb und Rollwiderstand zu verbessern, in dem man für die Kautschukmischung,
die den Reifenlaufstreifen bildet, 30–90 phr eines lösungspolymerisierten
Styrol-Butadien-Copolymers (S-SBR) verwendet, das einen Styrolgehalt von 5 bis 35
Gew.-% und einen Vinyl-Anteil von 10–85 Gew.-% aufweist. Das S-SBR ist gekoppelt,
beispielsweise mit Zinn, und ist mit einer Aminogruppe chemisch modifiziert. Die
Kautschukmischung enthält außerdem 10–70 phr zumindest eines weiteren
Dienkautschuks, 20 bis 100 phr Kieselsäure, 1–15 phr Silan-Kupplungsagens
und 5–60 phr eines speziellen Weichmachers. Das Handlingpotenzial der in
der EP 1 270 657 A1 genannten Reifenmischungen
entspricht nicht in jedem Fall den gewünschten hohen Anforderungen.
Die EP 1 457 501 A1
offenbart Styrol-Butadien-Copolymere mit einem hohen Vinyl-Anteil, die mit primären
Aminogruppen und Alkoxysilylgruppen modifiziert sind, Verfahren zur Herstellung
dieser Styrol-Butadien-Copolymere, Kautschukmischungen mit diesen Styrol-Butadien-Copolymeren
sowie Reifen, deren Laufstreifen aus dieser Kautschukmischung bestehen. Die Reifen
sollen sich durch eine gute Balance zwischen Abriebwiderstand, Haltbarkeit, Hystereseverlust
und Nassgriffverhalten auszeichnen.
In der EP 1 153 972 A1
werden Kautschukmischungen für Reifenlaufstreifen beschrieben, die Styrol-Butadien-Copolymere,
aufweisend Kopplungszentren mit Epoxidgruppen, ggf. weitere Dienkautschuke, Weichmacheröl,
Kieselsäure und Vulkanisationsmittel enthalten. Die Kopplungszentren liegen
innerhalb des Polymergerüstes und nicht als Endgruppen vor. Die Kautschukmischungen
zeigen eine gute Verarbeitbarkeit und sollen beim Reifen einen geringen Rollwiderstand
bei gutem Nassgriff bewirken.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, Kautschukmischungen für die Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen bereitzustellen,
deren Vulkanisate sich durch eine erhöhte dynamische Steifigkeit auszeichnen
und damit die kundenrelevante Eigenschaft „Handling auf trockener Straße"
verbessern, wobei gleichzeitig die Härte (statische Steifigkeit) auf gleichem
Niveau verbleiben oder sogar verringert werden soll, um bei Reifen ein gutes Bremsverhalten
zu bewirken.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
dass die Kautschukmischung
– 20–80 phr (Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der
gesamten Kautschuke in der Mischung) zumindest eines lösungspolymerisierten
Styrol-Butadien-Copolymers A, dessen Endgruppen zumindest mit einer Stickstoff enthaltenden
Verbindung chemisch modifiziert sind, und
– 20–80 phr zumindest eines weiteren lösungspolymerisierten
Styrol-Butadien-Copolymers B, das Kopplungszentren mit Epoxidgruppen aufweist, enthält.
Die in dieser Schrift verwendete Angabe phr (parts per hundred parts
of rubber by weight) ist dabei die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe
für Mischungsrezepturen. Die Dosierung der Gewichtsteile der einzelnen Substanzen
wird dabei stets auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Mischung
vorhandenen Kautschuke bezogen.
Unter Kopplung (Kupplung, engl.: coupling) wird in der Kautschukindustrie
die stabile Verknüpfung von Polymerketten zu verzweigten Strukturen im unvulkanisierten
Zustand verstanden.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch die Kombination
von 20 bis 80 phr des endgruppen-modifizierten lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymers
A mit 20 bis 80 phr eines weiteren lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymers
B, welches an den Kopplungszentren innerhalb des Polymers Epoxidgruppen aufweist,
das Verhalten von dynamischer und statischer Steifigkeit entkoppelt werden kann,
so dass bei relativ niedrigen statischen Steifigkeiten sehr hohe dynamische Steifigkeiten
der Vulkanisate erzielt werden können. Auf diese Weise können bei Verwendung
der Mischung als Reifenlaufstreifen sowohl das Nass- und Trockenbremsverhalten als
auch die Handlingeigenschaften des Reifens verbessert werden. Die Ursache für
die Entkopplung der dynamischen und statischen Steifigkeit könnte in Wechselwirkungen
der unterschiedlichen Modifikationsgruppen der lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymere
(Endgruppenmodifizierung mit stickstoffhaltigen Verbindungen – Kopplungszentren
mit Epoxidgruppen) liegen.
Die in der Kautschukmischung eingesetzten lösungspolymerisierten
Styrol-Butadien-Copolymere A und B weisen vorzugsweise einen Vinyl-Anteil von 25–70
Gew.-% und einen Styrol-Anteil von 10–40 Gew.-% auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind
die Endgruppen des lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymers A mit
zumindest einer Substanz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aminoaldehyden,
Aminoketonen, Aminothioaldehyden, Aminothioketonen und organischen Substanzen, die
in ihrem Molekül einen Strukturbaustein
mit X = O oder S aufweisen, chemisch modifiziert. Besonders bevorzugt wird zur chemischen
Endgruppenmodifizierung ein Aminobenzophenon eingesetzt.
Neben der Endgruppenmodifizierung mit Stickstoff enthaltenden Verbindungen
kann das eingesetzte lösungspolymerisierte Styrol-Butadien-Copolymer A zusätzlich
auch andere Endgruppen, z. B. Alkoxysilylgruppen, aufweisen und beispielsweise mit
Zinn gekoppelt sein. Als lösungspolymerisierte Styrol-Butadien-Copolymere A
können beispielsweise so genannte HPR-Typen von der Firma JSR Corporation,
deren Herstellung beispielsweise in der EP
1 457 501 A1 offenbart ist, oder NS 116 R der Firma Nippon Zeon (s. z.
B. US 4,616,069) eingesetzt werden.
Als lösungspolymerisiertes Styrol-Butadien-Copolymer B können
alle Typen mit Epoxidgruppen an den Kopplungszentren verwendet werden, so können
beispielsweise die Typen E10 E15, E50, E60 oder L233S von der Firma Asahi (s. a.
EP 1 153 972 A1), die zusätzlich
durch das für die Kopplung verwendete Epoxid noch aminische Funktionalitäten
aufweisen, oder KA 8955 der Firma Lanxess eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann neben den genannten
lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymeren A und B weitere Kautschuke
wie z. B. Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer, Butylkautschuk, Halobutylkautschuk
oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), enthalten. Bevorzugt ist es allerdings,
wenn die Kautschukmischung 5 bis 50 phr zumindest eines weiteren Dienkautschukes
ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Naturkautschuk (NR), synthetischem
Polyisopren (IR), Polybutadien (BR) und anderen Styrol-Butadien-Copolymeren (SBR),
enthält. Diese Dienkautschuke lassen sich gut zu der Kautschukmischung verarbeiten
und ergeben in den vulkanisierten Reifen gute Reifeneigenschaften.
Die Kautschukmischung kann als Dienkautschuk Polyisopren (IR, NR)
enthalten. Dabei kann es sich sowohl um cis-1,4-Polyisopren als auch um 3,4-Polyisopren
handeln. Bevorzugt ist allerdings die Verwendung von cis-1,4-Polyisoprenen mit einem
cis-1,4-Anteil > 90 Gew.-%. Zum einen kann solch ein Polyisopren durch stereospezifische
Polymerisation in Lösung mit Ziegler-Natta-Katalysatoren oder unter Verwendung
von fein verteilten Lithiumalkylen erhalten werden. Zum anderen handelt es sich
bei Naturkautschuk (NR) um ein solches cis-1,4 Polyisopren; der cis-1,4-Anteil im
Naturkautschuk ist größer 99 Gew.-%.
Enthält die Kautschukmischung als Dienkautschuk Polybutadien
(BR), kann es sich dabei sowohl um cis-1,4- als auch um Vinyl-Polybutadien (40–90
Gew.-% Vinyl-Anteil) handeln. Bevorzugt ist die Verwendung von cis-1,4-Polybutadien
mit einem cis-1,4-Anteil größer 90 Gew.-%, welches z. B. durch Lösungspolymerisation
in Anwesenheit von Katalysatoren vom Typ der seltenen Erden hergestellt werden kann.
Bei den anderen Styrol-Butadien-Copolymeren handelt es sich um solche,
die nicht unter die speziell modifizierten lösungspolymerisierten Typen gemäß
Anspruch 1 fallen. Es kann sich z. B. um nicht oder anders modifizierte oder gekoppelte
lösungspolymerisierte Styrol-Butadien-Copolymere handeln. Es können aber
auch emulsionspolymerisierte Styrol-Butadien-Copolymere (E-SBR) sowie Mischungen
aus E-SBR und S-SBR eingesetzt werden. Der Styrolgehalt des E-SBR beträgt ca.
15 bis 50 Gew.-% und es können die aus dem Stand der Technik bekannten Typen,
die durch Copolymerisation von Styrol und 1,3-Butadien in wässriger Emulsion
erhalten wurden, verwendet werden.
Zur weiteren Verbesserung der dynamischen Steifigkeit enthalt die
Kautschukmischung 20–100 phr, bevorzugt 50–90 phr, zumindest einer
Kieselsäure und 1–15 phr zumindest eines Silan-Kupplungsagenzes. Die
Endgruppen und Kopplungszentren der lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymere
A und B scheinen vorteilhaft mit den polaren Gruppen der Kieselsäure und des
Silan-Kupplungsagenzes in Wechselwirkung zu treten. Es können dabei alle dem
Fachmann für die Reifenindustrie bekannten Kieselsäuren eingesetzt werden.
Die Silan-Kupplungsagenzien dienen gleichzeitig zur Verbesserung der
Verarbeitbarkeit und zur Anbindung der Kieselsäure und anderer ggf. vorhandener
polarer Füllstoffe an den Dienkautschuk und reagieren mit den oberflächlichen
Silanolgruppen der Kieselsäure oder anderen polaren Gruppen während des
Mischens des Kautschuks bzw. der Kautschukmischung (in situ) oder bereits vor der
Zugabe des Füllstoffes zum Kautschuk im Sinne einer Vorbehandlung (Vormodifizierung).
Als Silan-Kupplungsagenzien können dabei alle dem Fachmann für die Verwendung
in Kautschukmischungen bekannten Silan-Kupplungsagenzien verwendet werden. Solche
aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsagenzien sind bifunktionelle Organosilane,
die am Siliciumatom mindestens eine Alkoxy-, Cycloalkoxy- oder Phenoxygruppe als
Abgangsgruppe besitzen und die als andere Funktionalität eine Gruppe aufweisen,
die gegebenenfalls nach Spaltung eine chemische Reaktion mit den Doppelbindungen
des Polymers eingehen kann. Bei der letztgenannten Gruppe kann es sich z. B. um
die folgenden chemischen Gruppen handeln: -SCN, -SH, -NH2 oder -Sx-
(mit x = 2–8). So können als Silan-Kupplungsagenzien z. B. 3-Mercaptopropyltriethoxysilan,
3-Thiocyanato-propyltrimethoxysilan oder 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)polysulfide
mit 2 bis 8 Schwefelatomen, wie z. B. 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid
(TESPT), das entsprechende Disulfid oder auch Gemische aus den Sulfiden mit 1 bis
8 Schwefelatomen mit unterschiedlichen Gehalten an den verschiedenen Sulfiden, verwendet
werden. TESPT kann dabei beispielsweise auch als Gemisch mit Industrieruß (Handelsname
X50S der Firma Degussa) zugesetzt werden.
Die Kautschukmischung kann neben Kieselsäure auch noch weitere
Füllstoffe wie Aluminiumhydroxid, Schichtsilikate, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid,
Titandioxid, Kautschukgele, Kurzfasern usw. in beliebigen Kombinationen enthalten.
Vorzugsweise enthält sie jedoch 5 bis 35 phr Ruß.
Aus ökologischer Sicht ist es von Vorteil, wenn die Kautschukmischung
frei von aromatischen Prozessölen ist. Unter aromatischen Prozessölen
versteht man Mineralölweichmacher, die gemäß ASTM D 2140 über
25%, vorzugsweise über 35%, aromatische Bestandteile (CA), weniger
als 45% naphthenische (CN) und weniger als 45% paraffinische (CP)
Bestandteile enthalten. Die Viskositäts-Dichte-Konstante gemäß ASTM
D 2140 (VDK) von aromatischen Prozessölen ist größer als 0,9. Ferner
werden die aromatischen Prozessöle nach ASTM D 2226 klassifiziert in Öltyp
101 und 102.
An Stelle der aromatischen Prozessöle werden bevorzugt 1–80
phr, vorzugsweise 3–30 phr, zumindest eines Mineralölweichmachers, der
einen Gehalt an polycyclischen aromatischen Verbindungen, bestimmt mit dem DMSO-Extrakt
nach der IP 346 Methode, von weniger als 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Mineralölweichmachers, eingesetzt. Die polycyclischen aromatischen Verbindungen
umfassen aromatische Kohlenwasserstoffe, die mehr als drei kondensierte aromatische
Ringe enthalten, und die davon abgeleiteten heterocyclischen Verbindungen
mit Schwefel- und/oder Stickstoff. Die Ringe können mit kurzen Alkyl- oder
Cycloalkylgruppen substituiert sein.
Die Menge von 1–80 phr, vorzugsweise 5–30 phr, eines
Mineralölweichmachers oder Kombinationen aus mehreren Mineralölweichmachern
gewährleistet eine optimale Verarbeitbarkeit bei guten dynamischen Eigenschaften
und guter Kälteflexibilität.
Als Mineralölweichmacher, deren Gehalte an polycyclischen aromatischen
Verbindungen (PCA-Gehalt), bestimmt mit dem DMSO-Extrakt nach der IP 346 Methode,
weniger als 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mineralölweichmachers,
betragen, können grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten Mineralölweichmacher
benutzt werden, die diese Werte erfüllen. Derartige Mineralölweichmacher
sind z. B. MES (mild extraction solvate), das durch Solvent-Extraktion von Schweröldestillaten
oder durch Behandlung von Schweröldestillaten mit Wasserstoff in Anwesenheit
eines Katalysators (Hydrierung) erhalten wird, TDAE (treated destillate aromatic
extract) oder naphthenische Weichmacher. Hinsichtlich dieser Mineralölweichmacher
sei in diesem Zusammenhang exemplarisch auf V. Null, „Safe Process Oils for
Tires with Low Environmental Impact", Kautschuk Gummi Kunststoffe, 12/1999, S. 799–805
verwiesen. Die Verwendung derartiger Mineralölweichmacher in Kautschukmischungen
ist z. B. auch aus der EP 0 940 462 A2
bekannt. Wird ein Mineralölweichmacher mit einer Glasübergangstemperatur
von weniger als –45°C verwendet, kann man die Kälteflexibilität
bei tieferen Temperaturen weiter verbessern.
Neben den bereits genannten Inhaltsstoffen kann die Kautschukmischung
weitere in der Kautschukindustrie übliche Zusatzstoffe wie z. B. weitere Weichmacher,
Alterungsschutzmittel, Aktivatoren, wie z. B. Zinkoxid und Fettsäuren (z. B.
Stearinsäure), Wachse und Mastikationshilfsmittel in üblichen Gewichtsteilen
enthalten.
Die Vulkanisation wird in Anwesenheit von Schwefel oder Schwefelspendern
durchgeführt, wobei einige Schwefelspender zugleich als Vulkanisationsbeschleuniger
wirken können. Schwefel oder Schwefelspender werden im letzten Mischungsschritt
in den vom Fachmann gebräuchlichen Mengen (0,4 bis 4 phr, Schwefel bevorzugt
in Mengen von 1,5 bis 2,5 phr) der Kautschukmischung zugesetzt.
Des Weiteren kann die Kautschukmischung vulkanisationsbeeinflussende
Substanzen wie Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsverzögerer und Vulkanisationsaktivatoren
in üblichen Mengen enthalten, um die erforderliche Zeit und/oder die erforderliche
Temperatur der Vulkanisation zu kontrollieren und die Vulkanisateigenschaften zu
verbessern. Die Vulkanisationsbeschleuniger können dabei zum Beispiel ausgewählt
sein aus folgenden Beschleunigergruppen: Thiazolbeschleuniger wie z. B. 2-Mercaptobenzothiazol,
Sulfenamidbeschleuniger wie z. B. Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid (CBS), Guanidinbeschleuniger
wie z. B. N,N'-Diphenylguanidin (DPG), Dithiocarbamatbeschleuniger wie z. B. Zinkdibenzyldithiocarbamat,
Disulfide. Die Beschleuniger können auch in Kombination miteinander eingesetzt
werden, wobei sich synergistische Effekte ergeben können.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung
erfolgt auf herkömmliche Art und Weise, wobei zunächst in der Regel eine
Grundmischung, die sämtliche Bestandteile mit Ausnahme des Vulkanisationssystems
(Schwefel und vulkanisationsbeeinflussende Stoffe) enthält, in ein oder mehreren
Mischstufen hergestellt wird und im Anschluss durch Zugabe des Vulkanisationssystems
die Fertigmischung erzeugt wird. Anschließend wird die Mischung weiterverarbeitet,
z. B. durch einen Extrusionsvorgang, und in die entsprechende Form gebracht. Bevorzugt
wird die Mischung in die Form eines Laufstreifens gebracht. Ein so erzeugter Laufstreifenmischungsrohling
wird bei der Herstellung des Fahrzeugluftreifenrohlings wie bekannt aufgelegt. Der
Laufstreifen kann aber auch auf einen Reifenrohling, der bereits alle Reifenteile
bis auf den Laufstreifen enthält, in Form eines schmalen Kautschukmischungsstreifens
aufgewickelt werden. Es ist bei den Reifen unerheblich, ob der gesamte Laufstreifen
aus einer einzigen Mischung hergestellt worden ist oder z. B. einen Cap- und Base-Aufbau
aufweist, denn wichtig ist, dass zumindest die mit der Fahrbahn in Berührung
kommende Fläche aus der erfindungsgemäßen Kautschukmischung hergestellt
worden ist.
Die Erfindung soll nun anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen,
die in der Tabelle 1 zusammengefasst sind, näher erläutert werden.
Bei sämtlichen in der Tabelle 1 enthaltenen Mischungsbeispielen
sind die angegebenen Mengenangaben Gewichtsteile, die auf 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk
bezogen sind (phr). Die Vergleichsmischungen sind mit V gekennzeichnet, die erfindungsgemäße
Mischung ist mit E gekennzeichnet. Die Mischungen wurden härtegleich eingestellt.
Zu beachten ist, dass es sich bei dem S-SBR B um einen mit aromatenfreiem Öl
verstreckten Typ handelt. 100 Gewichtsteile Kautschuk wurden mit 37,5 Gewichtsteilen
Öl verstreckt (Ölgehalt: 27,3%). Rechnet man das Öl heraus, so addieren
sich die Kautschukanteile wie üblich zu 100.
Mit den Mischungen gemäß Tabelle 1 wurden Reifen hergestellt,
deren Laufstreifen aus den angegebenen Mischungen bestehen. Mit diesen Reifen wurde
vergleichende Versuche bezüglich des ABS-Nassbremsens, des ABS-Trockenbremsens,
des Rollwiderstandes und des Abriebs durchgeführt. Die Eigenschaften des Reifens
mit einem Laufstreifen aus einer Mischung gemäß 1(V) wurde gleich 100
gesetzt, Werte größer als 100 bedeuten eine Verbesserung der entsprechenden
Eigenschaft (Wertung, rating).
Ferner wurden die Shore A-Härte bei Raumtemperatur gemäß
DIN 53 505 und der dynamische Modul E' (dynamische Steifigkeit) in Abhängigkeit
von der Dehnung (0,1–12%) bei konstanter Temperatur für die Mischungen
im Labor ermittelt. Dazu erfolgte die Mischungsherstellung unter üblichen Bedingungen
in zwei Stufen in einem Labortangentialmischer. Aus den Mischungen wurden Prüfkörper
durch optimale Vulkanisation unter Druck bei 160°C hergestellt und mit diesen
Prüfkörpern die Shore A-Härte und der dynamische Modul E', der auf
das Handlingverhalten auf trockener Fahrbahn schließen lässt, ermittelt.
Tabelle 1
a NS 116 R, Nippon Zeon, Japan, Vinyl-Anteil: 63 Gew.-%, Styrol-Anteil:
21 Gew.-%, zinngekoppelt und endgruppenmodifiziert mit Aminobenzophenon
b L233S, Asahi, Japan, Vinyl-Anteil: 53 Gew.-%, Styrol-Anteil: 32 Gew.-%,
mit Kopplungszentren mit Epoxidgruppen, ölverstreckt mit 27,3% aromatenfreiem
Öl
e Silquest® A 1589, General Electric Speciality, USA
Aus den Daten der Tabelle wird ersichtlich, dass durch die spezielle
Kombination der lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymere A und B in
überraschender Weise die dynamische Steifigkeit der Vulkanisate stark erhöht
werden kann, ohne dass gleichzeitig Einbußen in der Härte (statischen
Steifigkeit) hingenommen werden müssen. Dies resultiert bei Verwendung dieser
Mischung als Reifenlaufstreifen in einem deutlich verbesserten Handlingverhalten
bei gutem Bremsverhalten auf nasser und trockener Fahrbahn, wie dies auch die Reifenergebnisse
der Tabelle 1 zeigen.
Anspruch[de]
Schwefelvernetzbare Kautschukmischung, insbesondere für den Laufstreifen
von Fahrzeugluftreifen, enthaltend– 20–80 phr (Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile
der gesamten Kautschuke in der Mischung) zumindest eines lösungspolymerisierten
Styrol-Butadien-Copolymers A, dessen Endgruppen zumindest mit einer Stickstoff enthaltenden
Verbindung chemisch modifiziert sind, und– 20–80 phr zumindest eines weiteren lösungspolymerisierten
Styrol-Butadien-Copolymers B, das Kopplungszentren mit Epoxidgruppen aufweist.Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymere A und B einen Vinyl-Anteil
25–70 Gew.-% und einen Styrol-Anteil von 10–40 Gew.-% aufweisen.Kautschukmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Endgruppen des lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Copolymers A mit
zumindest einer Substanz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aminoaldehyden
Aminoketonen, Aminothioaldehyden, Aminothioketonen und organischen Substanzen, die
in ihrem Molekül einen Strukturbaustein
mit X = O oder S aufweisen, chemisch modifiziert sind.Kautschukmischung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie 5–50 phr zumindest eines weiteren Dienkautschuks
ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Naturkautschuk, synthetischem
Polyisopren, Polybutadien und anderen Styrol-Butadien-Copolymeren, enthält.Kautschukmischung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie 20–100 phr, vorzugsweise 50–90 phr,
zumindest einer Kieselsäure und 1–15 phr zumindest eines Silan-Kupplungsagenzes
enthält.Kautschukmischung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie 5–35 phr Ruß enthält.Kautschukmischung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie frei von aromatischen Prozessölen ist.Kautschukmischung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie 1–80 phr, vorzugsweise 3–30 phr,
zumindest eines Mineralölweichmachers, der einen Gehalt an polycyclischen aromatischen
Verbindungen, bestimmt mit dem DMSO-Extrakt nach der IP 346 Methode, von weniger
als 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mineralölweichmachers, aufweist.Kautschukmischung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Mineralölweichmacher ausgewählt ist aus
der Gruppe, bestehend aus naphthenischen Mineralölweichmachern, MES (mild extraction
solvate) und TDAE (treated distillate aromatic extract).Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen, der zumindest zum Teil aus
einer mit Schwefel vulkanisierten Kautschukmischung nach einem der Ansprüche
1 bis 9 besteht.