Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2476467

(19)

RU

(11)

2476467

(13)

C2

(51) МПК C08L77/10 (2006.01)

C08L7/00 (2006.01)

C08L9/00 (2006.01)

D06M11/32 (2006.01)

C08K5/14 (2006.01)

C08K7/02 (2006.01)

C08K7/16 (2006.01)

D06M13/10 (2006.01)

C08K9/02 (2006.01)

C08K9/04 (2006.01)

C08J5/06 (2006.01)

B60C1/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010123388/05, 07.11.2008

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

07.11.2008

Приоритет(ы):

(30) Конвенционный приоритет:

09.11.2007 EP 07021841.7

(43) Дата публикации заявки: 20.12.2011

(45) Опубликовано: 27.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: ЕР 1571253 А1, 07.09.2005. ЕР 0688898 А, 27.12.1995. RU 2214485 С2, 20.10.2003. RU 2188220 C2, 27.08.2002. RU 2312113 C2, 10.12.2007. RU 2317901 C1, 27.02.2008. RU 2083606 C1, 10.07.1997. RU 2134315 C1, 10.08.1999.

(85) Дата начала рассмотрения заявки PCT на национальной фазе: 09.06.2010

(86) Заявка PCT:

EP 2008/065134 20081107

(87) Публикация заявки PCT:

WO 2009/060067 20090514

Адрес для переписки:

129090, Москва, ул. Б. Спасская, 25, стр.3, ООО "Юридическая фирма Городисский и Партнеры", пат.пов. Е.Е.Назиной, рег. 517

(72) Автор(ы):

ПИРИК Себастианус Кристоффел Йозефус (NL),

ДАТТА Рабиндра Нат (NL)

(73) Патентообладатель(и):

ТЕЙДЖИН АРАМИД Б.В. (NL)

(54) АРАМИДНЫЕ ЧАСТИЦЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ПЕРОКСИДНЫЙ ИНИЦИАТОР РАДИКАЛО-ЦЕПНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к арамидной частице, содержащей пероксидный инициатор радикало-цепной полимеризации, при этом частица содержит 3-40 мас.% пероксидного инициатора радикало-цепной полимеризации в расчете на массу арамидной частицы. Пероксидный инициатор вводят в арамидную частицу путем пропитки арамидной частицы раствором пероксидного инициатора в органическом растворителе с последующим испарением последнего. Арамидная частица представляет собой волокно, измельченное волокно, штапельное волокно, фибрид, фибриллу, порошок или гранулы. Описаны также композиция эластомера с арамидными частицами, изделие из снятого латекса, включающего композицию эластомера с арамидными частицами, резинотехническое изделие, способ вулканизации эластомера в присутствии арамидной частицы. Технический результат - снижение эффекта Раупе и гистерезиса каучука или других эластомерных изделий, улучшение адгезионных свойств. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 16 табл., 3 пр.

Изобретение относится к арамидным частицам, содержащим пероксидный инициатор радикало-цепной полимеризации, композиции эластомера, содержащей арамидные частицы, изделиям с тонким слоем резины и резинотехническим изделиям, содержащим арамидные частицы, и к способу вулканизации резиновой смеси.

Адгезионные системы для каучуков и других эластомеров в общем смысле известны. WO 95/22576 относится, например, к адгезионной системе, предназначенной для использования с каучуками, синтетическими эластомерами и другими ненасыщенными полимерами. Представленная в данном документе система раскрывает адгезионную систему, содержащую изоцианатное соединение, полиненасыщенный полимер и пластификатор. К указанной адгезионной системе для выполнения других функций могут быть также добавлены другие вещества, для способствования связыванию с каучуком и другими полимерами может быть добавлен, например, инициатор свободно-радикальной полимеризации или генератор. Инициатор свободно-радикальной полимеризации или генератор будет взаимодействовать с другими компонентами адгезионной системы указанного изобретения или изоцианатом, или концевыми, или боковыми группами любого полиненасыщенного полимера. Добавленное количество свободно-радикального инициатора не раскрыто, но специалисту в данной области известно, что добавление для такой цели включает только небольшие количества свободно-радикального инициатора. В патентах США 3484333 и 3674542 раскрыты, например, составы для проклейки стекловолокон. Стекловолокна используются в качестве армирующих материалов для эластомеров и пластиков. Проклейка содержит эластомер и гидролизуемый силан. Согласно формуле изобретения проклейка может содержать вулканизующее вещество, генерирующее свободные радикалы, такое как пероксид, в количестве от 1 до 6 мас.% в расчете на твердые частицы ненасыщенного сополимера, что соответствует только от 0,1 до 0,6 мас.% в расчете на массу волокон. В примере 15 патента США 3484333 стекловолоконную ткань обрабатывают проклейкой, содержащей 95 частей толуола, 4 части сополимера бутадиена и стирола, 1 часть силана, 0,08 частей дикумилпероксида и 0,08 частей 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутил)пероксигексана. Принимая общий привес состава для проклейки 300 мас.% по отношению к стекловолокну, проклеенное стекловолокно содержит в жгуте после сушки 0,4 мас.% пероксида.

Указанные количества пероксида являются общепринятыми, как ясно также следует, например, из патента США 5319003, в котором раскрыта термоотверждающаяся смесь для покрытия непрерывного волокна. Термоотверждающаяся смесь содержит ненасыщенный сложный полиэфир или полимер сложных виниловых эфиров, стирол и полимер, снимающий напряжение. Термоотверждающаяся смесь может дополнительно содержать катализатор отверждения, такой как органический пероксид водорода. Количество использованного пероксида будет обычно составлять от примерно 0,1 до 4 масс. частей и предпочтительно от 1 до 2 масс. частей инициатора на 100 масс. частей смеси смолы и полимера, снимающего напряжение. В таблице 1 количество пероксида составляет, например, 0,28 мас.%, что соответствует 0,4 мас.% в расчете на массу стекловолокна. В патенте США 6191286 подобным образом используют состав для проклейки, содержащий ненасыщенный имидосилан и смолистую среду, при этом состав для проклейки может включать инициатор свободно-радикальной полимеризации, такой как органический пероксид водорода. Состав для проклейки подают на неорганический твердый материал в количестве от примерно 0,01 мас.% до примерно 10 мас.% и предпочтительно от 0,1 до 0,5 мас.% в расчете на массу неорганического твердого материала. В примере 3 стекловолокно сначала погружают в 0,5 мас.% раствор силана и сушат и затем погружают в раствор толуола, содержащий 0,15 мас.% дикумилпероксида. Принимая общий привес состава для проклейки 300 мас.% по отношению к стекловолокну, стекловолокно содержит после сушки 0,45 мас.% пероксида.

Таким образом, органические пероксиды использовались в составах для проклейки волокон с целью улучшения адгезии, однако использованные при этом количества не превышали 0,5 мас.% относительно массы жгута из волокон.

В настоящее время найдено, что добавление пероксидов к арамидным частицам может быть использовано для снижения эффекта Payne и гистерезиса (тангенс дельта) каучука или других эластомерных изделий, не говоря уже об их известной способности повышать адгезию. Указанный эффект может быть обнаружен, однако, только при использовании пероксидов в количествах, которые являются большими величинами, чем количества, использованные до настоящего времени.

Настоящее изобретение относится к арамидным частицам, содержащим пероксидный инициатор радикало-цепной полимеризации, при этом частицы содержат 3-40 мас.% пероксидного инициатора радикало-цепной полимеризации в расчете на массу арамидных частиц. Частицы более предпочтительно содержат от 6 до 30 мас.% пероксида.

Пероксид может представлять собой любое соединение, которое содержит, по меньшей мере, одну пероксидную группу. Подходящие пероксиды включают органические моно- или биспероксиды. Пероксиды могут быть технически чистыми или смешаны с неорганическим носителем, таким как глина или диоксид кремния, полимерным носителем, таким как ТЭПК (EPDM), или с комбинациями указанных носителей. Пероксиды могут быть, кроме того, разбавлены растворителем или маслом, таким как парафиновое масло. Пероксиды могут быть, кроме того, диспергированы в силиконовом масле.

Примеры подходящих пероксидов включают циклический пероксид, диацилпероксид, диалкилпероксид, гидропероксид, перкарбонат, пердикарбонат, пероксиэфир, пероксид кетона, производные пероксида кетона, неорганический пероксид, пероксикеталь, смешанный пероксид и смеси любых двух или более указанных пероксидов. Пероксид более предпочтительно выбран из диалкилпероксикеталя, диалкилпероксида, ди(алкилперокси)алкилена, ди(алкилперокси)аралкилена, алкилацилпероксида, алкилгидропероксида или их смеси, такой как смесь дикумилпероксида, ди(трет-бутил)пероксида, ди(трет-бутилпероксиизопропил)бензола, трет-бутилперокси-3,5,5-триметилгексаноата, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексана, кумилгидропероксида, 1,1-(трет-бутилперокси)циклогексана и 1,1-(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексана. Пероксид наиболее предпочтительно представляет собой 1,1-(трет-бутилперокси)циклогексан или 1,1-(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан.

В соответствии с другим аспектом изобретение относится к композиции эластомера, содержащей арамидные частицы, согласно п.7 формулы изобретения, в особенности к резиновой смеси, которая является продуктом реакции вулканизации эластомера, такого как каучук, вулканизующего агента и частиц в соответствии с изобретением. Частицы изобретения снижают гистерезис и эффект Payne и уменьшают разогрев резиновой смеси. Раскрыты также способ вулканизации, заявленный в п.11 формулы изобретения, который осуществляют в присутствии частиц, и применение указанных частиц в данном способе вулканизации эластомеров, в особенности каучуков. Вулканизующий агент может быть любым пероксидом или серой. Сера может быть заменена донором серы.

Настоящее изобретение относится также к способу вулканизации, который заявлен в п.11 формулы изобретения, осуществляемому в присутствии частиц, и к применению указанных частиц в вулканизации каучуков. Изобретение также включает в себя эластомер, в особенности резиновые изделия, которые содержат, по меньшей мере, эластомер (в особенности каучук), который вулканизован, предпочтительно вулканизованный серой или пероксидом, в присутствии указанных частиц.

Настоящее изобретение относится к эластомеру, в особенности к каучуку, имеющему превосходное поведение гистерезиса и уменьшенный разогрев, при этом не оказывается значительное неблагоприятное влияние на остальные свойства по сравнению с подобными системами вулканизации, содержащими серу или пероксид и не содержащими указанные частицы. Свойства эластомера, в особенности резиновой смеси, не зависят, кроме того, от времени между смешиванием и вулканизацией в течение, по меньшей мере, 28 дней.

Данное изобретение относится также к композиции эластомера, содержащей

(а) 100 масс. частей, по меньшей мере, одного натурального или синтетического эластомера, в частности каучука;

(b1) от 0,1 до 25 масс. частей серы и/или донора серы; или

(b2) от 0,1 до 20 масс. частей пероксида; и

(с) от 0,1 до 20 масс. частей вышеуказанных частиц.

Предпочтительные количества серы, соответственно донора серы, составляют от 1 до 20 масс. частей, более предпочтительно от 1 до 15 частей.

Предпочтительные количества пероксида для вулканизации составляют от 1 до 20 масс. частей, более предпочтительно от 1 до 15 частей.

Предпочтительные количества вышеуказанных частиц находятся в диапазоне от 0,5 до 10 масс. частей, более предпочтительно в диапазоне от 1 до 10 масс. частей.

Настоящее изобретение применимо ко всем природным и синтетическим эластомерам, в особенности к каучукам. Примеры каучуков включают, но без ограничения, природный каучук, бутадиенстирольный каучук, бутадиеновый каучук, изопреновый каучук, акрилонитрилбутадиеновый каучук, хлоропреновый каучук, изопренизобутиленовый каучук, бромированный изопренизобутиленовый каучук, хлорированный изопренизобутиленовый каучук, тройные сополимеры этилена-пропилена-диена, а также комбинации двух или более указанных каучуков и комбинации одного или более из указанных каучуков с другими каучуками и/или термопластичными соединениями.

Когда применяют серную вулканизацию, необходимый уровень серы во время процесса вулканизации обеспечивается серой, необязательно вместе с донорами серы, или только донорами серы. Примеры серы, которая может быть использована в процессе вулканизации, включают различные типы серы, такие как порошкообразная сера, осажденная сера и нерастворимая сера. Примеры доноров серы включают, но без ограничения, тетраметилтиурамдисульфид, тетраэтилтиурамдисульфид, тетрабутилтиурамдисульфид, дипентаметилентиурамгексасульфид, дипентаметилентиурамтетрасульфид, дитиодиморфолин и их смеси.

Вместо или в дополнение к сере могут быть использованы доноры серы. Термин «сера» в данном описании включает также доноры серы и смесь серы и донора(ов) серы. Количество серы, использованной в процессе вулканизации при употреблении доноров серы, означает количество серы, которое передается донором серы.

Настоящее изобретение, в частности, относится к вулканизованному серой эластомеру, который заявлен в пункте 7 формулы изобретения, в частности, к резиновой смеси, содержащей продукт реакции вулканизации: (а) 100 масс. частей, по меньшей мере, одного природного или синтетического эластомера, в особенности каучука; (b) от 0,1 до 25 масс. частей серы и/или донора серы, обеспечивающего от 0,1 до 25 масс. частей серы; и (с) от 0,1 до 20 масс. частей частиц изобретения. Термин «частица» означает любое трехмерное изделие из арамида, исключая, таким образом, растворы, эмульсии и подобные системы из арамида. Частица предпочтительно представляет собой порошок, измельченное волокно, штапельное волокно или изготовленные из них гранулы.

Частица настоящего изобретения основана на арамидных полимерах. Примеры таких полимеров включают пара-арамид и мета-арамид, а также комбинации из двух или более указанных полимеров. Частица наиболее предпочтительно является поли-пара-фенилентерефталамидным волокном, которое коммерчески доступно под торговым названием Twaron®, или сополимером пара-фенилена/3,4'-оксидифенилентерефталамида, который коммерчески доступен под торговым названием Technora®.

Количество серы, смешиваемой с эластомером, в частности с каучуком, в расчете на 100 частей эластомера, в частности каучука, обычно составляет от 0,1 до 25 масс. частей и более предпочтительно от 0,2 до 8 масс. частей. Количество частицы, смешиваемой с эластомером, в частности с каучуком, в расчете на 100 частей эластомера, в частности каучука, составляет от 0,1 до 20 масс. частей и предпочтительно от 0,2 до 15,0 масс. частей и более предпочтительно от 0,5 до 10 масс. частей, наиболее предпочтительно оно находится в диапазоне от 1 до 10 масс. частей. Вулканизующий агент и частица изобретения могут быть добавлены к эластомеру, в частности каучуку, в виде предварительно приготовленной смеси или одновременно, или отдельно, и они могут быть добавлены отдельно или вместе с другим эластомером, в частности с каучуком, а также в особенности с ингредиентами резиновой смеси. Обычно также желательно иметь в эластомере, в особенности в резиновой смеси, ускоритель вулканизации каучука. Могут быть использованы общеизвестные ускорители вулканизации. Предпочтительные ускорители вулканизации включают меркаптобензотиазол, 2,2'-меркаптобензотиазолдисульфид, сульфенамидные ускорители, включающие N-циклогексил-2-бензотиазолсульфенамид, N-трет-бутил-2-бензотиазолсульфенамид, N,N-дициклогексил-2-бензотиазолсульфенамид и 2-(морфолинотио)бензотиазол; ускорители, являющиеся производными тиофосфорной кислоты, тиурамы, дитиокарбаматы, дифенилгуанидин, диортотолилгуанидин, дитиокарбамилсульфенамиды, ксантаты, триазиновые ускорители и их смеси.

При применении ускорителя вулканизации его используют в количествах от 0,1 до 8 масс. частей в расчете на 100 масс. частей эластомера, в особенности резиновой смеси. Количество ускорителя вулканизации более предпочтительно составляет от 0,3 до 4,0 масс. частей в расчете на 100 масс. частей эластомера.

Способ вулканизации может быть также осуществлен с использование бессерных соединений, таких как пероксиды или комбинация оксидов металлов и этилентиомочевины. Способ бессерной вулканизации предпочтительно осуществляют с использованием пероксидов. Примеры пероксидов, которые могут быть использованы в способе вулканизации, включают различные типы диалкил-, алкиларалкил-, диаралкил-, алкилкеталя и диароилпероксида и их смеси. Пероксиды могут быть или моно-, или биспероксидами. Примеры таких пероксидов включают дикумилпероксид, ди(трет-бутил)пероксид, трет-бутилкумилпероксид, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексин-3, бутил 4,4-ди(трет-бутилперокси)валерат и ди(трет-бутилпероксиизопропил)бензол. Пероксиды могут быть технически чистыми или могут быть смешаны с неорганическим носителем, таким как глина или диоксид кремния, полимерным носителем, таким как ТЭПК, или с комбинацией указанных носителей. Пероксиды могут быть диспергированы в силиконовом масле.

Способ вулканизации может быть также осуществлен в присутствии полимеризуемого полифункционального мономера.

Количество пероксида, смешиваемого с эластомером, в особенности с каучуком, в расчете на 100 частей эластомера, в особенности каучука, обычно составляет от 1 до 20 масс. частей и более предпочтительно от 2 до 12 масс. частей. Количество частицы по изобретению, предпочтительно обработанной пероксидом армидной частицы или гранулы, смешиваемой с эластомером, в особенности с каучуком, в расчете на 100 частей эластомера, в особенности каучука, составляет от 0,1 до 20 масс. частей и предпочтительно от 0,2 до 15 масс. частей и более предпочтительно от 0,5 до 10 масс. частей и наиболее предпочтительно от 1 до 10 масс. частей. Указанные ингредиенты могут быть использованы в виде предварительно приготовленной смеси или добавлены одновременно или отдельно, и они могут быть добавлены отдельно или вместе с другим эластомером, а также в особенности с ингредиентами резиновой смеси.

Как в способе серной вулканизации, так и в способе пероксидной вулканизации может быть также использован другой традиционный эластомер, в особенности добавки каучука, в их обычных количествах. В эластомер, в особенности резиновую смесь, может быть включен, например, упрочняющий наполнитель, такой как углеродная сажа, кремнекислотные усилители, такие как диоксид кремния и глина, мел или другие минеральные наполнители, а также смеси наполнителей. Могут быть включены в общеизвестных количествах другие добавки, такие как переработанные масла, вещества для повышения клейкости, воски, антиоксиданты, антиозонанты, пигменты, смолы, пластификаторы, вещества для улучшения технологических свойств, фактис, компандирующие средства и активаторы, такие как стеариновая кислота и оксид цинка. Добавки каучука, которые могут быть использованы, хорошо известны специалистам в данной области и их обширный список может быть найден в учебниках, как например в W. Hofmann, «Rubber Technology Handbook, Chapter 4, Rubber Chemicals and Additives, pp 217-353, Hanser Publishers, Munich 1989.

В резиновую смесь в общеизвестных количествах могут быть также включены замедлители подвулканизации, такие как фталевый ангидрид, ангидрид пиромеллитовой кислоты, триангидрид бензолгексакарбоновой кислоты, 4-метилфталевый ангидрид, ангидрид тримеллитовой кислоты, 4-хлорфталевый ангидрид, N-циклогексилтиофталимид, салициловая кислота, бензойная кислота, малеиновый ангидрид и N-нитрозодифениламин. И наконец, в специальных применениях может быть также желательным включение усилителей адгезии стального корда, таких как кобальтовые соли и дитиосульфаты, в общеизвестных количествах.

Способ осуществляют при температуре 110-220°С в течение времени до 24 часов. Более предпочтительно способ осуществляют при температуре 120-190°С в течение времени до 8 часов в присутствии частиц изобретения в количестве от 0,1 до 20 масс. частей, более предпочтительно использование 0,5-1,0 масс. частей, наиболее предпочтительно использование 1-10 масс. частей частиц изобретения, в особенности содержащих порошок, измельченное волокно, штапельное волокно или изготовленные из них гранулы. Во время процесса вулканизации могут также присутствовать добавки к эластомеру, в особенности вышеупомянутая резиновая смесь. В более предпочтительном варианте способ вулканизации осуществляют при температуре 120-190°С в течение 8 часов или менее в присутствии, по меньшей мере, одного ускорителя вулканизации в количестве от 0,1 до 8 масс. частей в расчете на 100 масс. частей эластомера, в особенности каучука.

Изобретение включает также производственные изделия, такие как изделия с тонким слоем резины, шины, протекторы, подканавочные слои шин, ремни или шланги, которые содержат каучук, вулканизованный серой или пероксидом в присутствии частицы настоящего изобретения. Изделия с тонким слоем резины представляют собой продукты, произведенные из «снятого» латекса. «Снятой» латекс получают в виде побочного продукта во время приготовления латексного концентрата. Он имеет содержание сухого каучука только от 3 до 7% и очень низкое содержание загрязнений.

Далее изобретение пояснено следующими примерами, которые не следует истолковывать как ограничивающие изобретение каким-либо образом.

Экспериментальные методы

В следующих примерах осуществляли приготовление резиновой смеси, вулканизацию и испытание в соответствии со стандартными методами, за исключением случаев, когда оговорено иным образом: основные соединения смешивали в закрытом резиносмесителе типа смесителя Бенбери емкостью 1,6 л марки Farrel Bridge BR (предварительный нагрев при 50°С, скорость вращения ротора 77 об./мин, время смешивания - 5 мин при полном охлаждении).

К соединениям в двухвалковой мельнице Schwabenthan Polymix емкостью 150 л (фрикция 1:1,22, температура 70°С, 3 мин) добавляли вулканизующие ингредиенты. Определяли степень отверждения с использованием вибрационного реометра Монсанто MDR 2000E (дуга 0,5°) в соответствии с ISO 6502/1999. Определяли дельта S в виде степени сшивания вычитанием самого низкого крутящего момента (ML) из самого высокого крутящего момента (MH).

Листы и образцы для испытаний вулканизовали прямым прессованием в прессе марки Fontyne TP-400.

Осуществляли измерения предела прочности при растяжении с использованием динамометра марки Zwick 1445 (ISO-2 «упругие гантели», механические свойства при растяжении в соответствии с ASTM D 412-87, сопротивление раздиру в соответствии с ASTM D624-86).

Определяли истирание с использованием прибора Цвика для испытания на абразивный износ в виде потерь объема на 40 м пробега (DIN 53516).

Измеряли твердость (IRHD) в соответствии с ISO 48:1994.

Определяли разогрев резиновой смеси при деформировании и остаточную деформацию при сжатии после динамической нагрузки с использованием флексометра Гудрича (нагрузка 1 МПа, удар 0,445 см, частота 30 Гц, начальная температура 100°С, продолжительность работы - 120 мин или до разрыва; ASTM D 623-78. Проводили динамические механические анализы, определяли, например, модуль потерь и касательный модуль упругости с использованием динамического механического анализатора марки Eplexor (динамическая деформация 2%, частота 10 Гц, температура 60°С; ASTM D 2231).

Эффект Payne является специфической особенностью напряжение-деформация каучука, в особенности резиновых смесей, содержащих наполнители, такие как углеродная сажа. Измерение осуществляли в условиях циклической нагрузки и ясно показывали в виде зависимости вязкоупругого модуля накопления на амплитуде приложенной деформации. Измерение проводили при 100°С и частоте 20 циклов/мин с использованием анализатора переработки каучука (АПК) (RPA).

Пример 1

Поли-пара-фенилентерефталамид, являющийся коммерчески доступным под торговым названием Twaron®, использовали в порошковой форме (Twaron 5011) и в виде 6 мм волокна короткой резки Twaron 1000 без покрытия. Trigonox® 29-С75 коммерчески доступен от фирмы Akzo Nobel Polymer Chemicals. Trigonox® 29 представляет собой 75 мас.% раствор 1,1-бис(трет-бутилперокси)-3,5,5-триметилциклогексана в уайт-спирите. Дикумилпероксид с концентрацией 99% коммерчески доступен от фирмы Aldrich. Luperox® 331М80 коммерчески доступен от фирмы Arkema. Luperox® 331M80 представляет собой 80 мас.% раствор 1,1-бис(трет-бутилперокси)циклогексана в уайт-спирите.

К примерно 25 г порошка Twaron 5011 добавляли раствор пероксида в ацетоне. Количество ацетона равнялось удвоенному суммарному количеству арамида и пероксида. Раствор полностью абсорбировался порошком. Растворителям: ацетону и, в случае Trigonox 29-C75, уайт-спиритам, - давали возможность испаряться до достижения постоянной массы порошка. Подобно обрабатывали волокна короткой резки Twaron 1000. В таблице 1 суммированы полученные смеси.

Таблица 1

Обработки арамида

Арамид:пероксид

мас.%: мас.%

мас.% активного кислорода

Обозначение композиции

Twaron 1000:DCP

74,9:25,1

1,49

Т1

Twaron 1000:Тх 29

90,8:9,2

1,05

Т2

Twaron 5011:DCP

77,3:22,7

1,50

Т3

Twaron 1000: Тх 29

86,7:13,3

1,41

Т4

Twaron 5011: Тх 29

86,4:13,6

1,48

Т5

DCP является дикумилпероксидом; Tx 29 является Trigonox 29-C75

Использованный ускоритель представлял собой N-циклогексил-2-бензотиазолсульфенамид (CBS). В таблице 2 представлены подробные составы.

Таблица 2

Составы резиновых смесей, включающие арамидные частицы

Эксперимент

А

В

1

2

3

4

5

Ингредиенты

NR SVR 10

80

80

80

80

80

80

80

Europene BR 40

20

20

20

20

20

20

20

Black N-326

55

53

53

53

53

53

53

Оксид цинка

5

5

5

5

5

5

5

Стеариновая кислота

2

2

2

2

2

2

2

Ароматическое масло

8

8

8

8

8

8

8

Противостаритель 6PPD

2

2

2

2

2

2

2

Антиоксидант TMQ

1

1

1

1

1

1

1

Sunolite 240

2

2

2

2

2

2

2

Ускоритель CBS

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Сера

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Т1

0

0

3

0

0

0

0

Т2

0

0

0

3

0

0

0

Т3

0

0

0

0

30

0

0

Т4

0

0

0

0

0

3

0

Т5

0

0

0

0

0

0

3

NR является натуральным каучуком; BR является полибутадиеном; 6PPD является N-1,3-диметилбутил-N'-фенил-пара-фенилендиамином; TMQ представляет собой полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолиновый антиоксидант; Sunolite 240 является микрокристаллическим воском; CBS является N-циклогексилбензотиазилсульфенамидом.

Вулканизованные каучуки, перечисленные в таблице 2, испытывали в соответствии со стандартами ASTM/ISO, раскрытыми в разделе «Экспериментальные методы». А и В являются контрольными экспериментами (только каучук) и 1-5 являются экспериментами в соответствии с изобретением. Результаты даны в таблицах 3-5.

.Таблица 3

Влияние смесей при 100 ° С на технологические свойства (вязкость по вискозиметру Муни)

Эксперимент

А

В

1

2

3

4

5

ML (1+4), MU

42,8

43,1

40,2

37,2

40,9

37,7

39,0

Данные таблицы 3 показывают, что обработанные пероксидом арамидные частицы в соответствии с изобретением (смесь 1-5) показывают низкую вязкость, которая очевидна из значений ML (1+4).

Таблица 4

Влияние смесей при 150°С на крутящий момент дельта

Эксперимент

А

В

1

2

3

4

5

Delta S, Нм

1,59

1,51

1,58

1,60

1,53

1,55

1,52

Данные в таблице 4 показывают, что частицы в соответствии с изобретением (1-5) не влияют на степень сшивания, что доказывается значениями дельта S.

Таблица 5

Оценка обработанных пероксидом арамидных частиц в эффекте Payne

Эксперимент

А

В

1

2

3

4

5

(G' 0,7 -G' 20 ) (кПа)

161

159

101

113

94

78

88

(G' 0,7 -G' 90 ) (кПа)

207

205

150

155

141

122

131

Из данных, представленных в таблице 5, ясно, что частицы изобретения оказывают незначительное влияние на эффект Payne.

Пример 2

Сополимер пара-фенилена и 3,4'-оксидифенилентерефталамида, являющийся коммерчески доступным под торговым названием Technora®, использовали в порошковой форме. Поли(метафениленизофталамид) коммерчески доступен под торговым названием Teijinconex®, и его использовали как в виде порошка, так и в виде волокна короткой резки. Trigonox®29-C75 коммерчески доступен от фирмы Akzo Nobel Polymer Chemicals. Trigonox 29-C75 представляет собой 75 мас.% раствор 1,1-бис(трет-бутилперокси)-3,5,5-триметилциклогексана в уайт-спирите. Luperox® 331M80 коммерчески доступен от фирмы Arkema. Luperox® 331М 80 представляет собой 80 мас.% раствор 1,1-бис(трет-бутилперокси)циклогексана в уайт-спирите.

К примерно 25 г порошка Teijinconex добавляли раствор пероксида в ацетоне. Количество ацетона равнялось удвоенному суммарному количеству арамида и пероксида. Раствор полностью абсорбировался порошком. Растворителям: как ацетону, так и уайт-спириту, - давали возможность испаряться до достижения постоянной массы порошка. Волокна короткой резки Teijinconex и порошок Technora обрабатывали подобно. В таблице 6 суммированы полученные смеси.

Таблица 6

Обработки арамида

Арамид:пероксид

мас.%: мас.%

мас.% активного кислорода

Обозначение композиции

Порошок Teijinconex: Tx 29

85,3:14,7

0,95

Т6

Порошок Teijinconex: Lx 331

83,4:16,6

0,97

Т7

Волокно Teijinconex: Tx 29

92,1:7,9

0,84

Т8

Порошок Technora: Tx 29

90,5:9,5

1,0

Т9

Lx 331 является Luperox® 331М 80; Tx 29 является Trigonox® 29-C75.

Использованный ускоритель представлял собой N-циклогексил-2-бензотиазолсульфенамид (CSB). В таблице 7 представлены подробные составы.

Таблица 7

Составы резиновых смесей, включающие арамидные частицы

Эксперимент

C

D

6

7

8

9

Ингредиенты

NR SVR 10

80

80

80

80

80

80

Europrene BR 40

20

20

20

20

20

20

Black N-326

55

53

53

53

53

53

Оксид цинка

5

5

5

5

5

5

Стеариновая кислота

3

3

3

3

3

3

Ароматическое масло

8

8

8

8

8

8

Противостаритель 6PPD

2

2

2

2

2

2

Антиоксидант TMQ

1

1

1

1

1

1

Sunolite 240

2

2

2

2

2

2

Ускоритель CBS

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Сера

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Т6

0

0

2

0

0

0

Т7

0

0

0

2

0

0

Т8

0

0

0

0

2

0

Т9

0

0

0

0

0

2

NR является натуральным каучуком; BR является полибутадиеном; 6PPD является N-1,3-диметилбутил-N'-фенил-п-фенилендиамином; TMQ представляет собой полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолиновый антиоксидант; Sunolite 240 является микрокристаллическим воском; CBS является N-циклогексилбензотиазилсульфенамидом.

Вулканизованные каучуки, перечисленные в таблице 7, испытывали в соответствии со стандартами ASTM/ISO, раскрытыми в разделе «Экспериментальные методы». С и D являются контрольными экспериментами (только каучук) и 6-9 являются экспериментами в соответствии с изобретением. Результаты даны в таблицах 8-10.

Таблица 8

Влияние смесей при 100 ° С на технологические свойства (вязкость по вискозиметру Муни)

Эксперимент

C

D

6

7

8

9

ML (1+4), MU

45,5

42,6

42.6

44,5

40,9

39,1

Данные таблицы 8 показывают, что обработанные пероксидом арамидные частицы в соответствии с изобретением (смесь 6-9) показывают низкую вязкость, которая очевидна из значений ML (1+4).

Таблица 9

Влияние смесей при 150°С на крутящий момент дельта

Эксперимент

C

D

6

7

8

9

Delta S, Нм

1,59

1,49

1,47

1,49

1,55

1,49

Данные в таблице 9 показывают, что частицы в соответствии с изобретением (6-9) не влияют на степень сшивания, что доказывается значениями дельта S.

Таблица 10

Оценка обработанных пероксидом арамидных частиц в эффекте Payne

Эксперимент

C

D

6

7

8

9

(G' 0,7 -G' 20 ) (кПа)

162

132

95

92

102

92

(G' 0,7 -G' 90 ) (кПа)

211

178

143

142

149

134

Тангенс

0,152

0,143

0,118

0,111

0,117

0,126

Из данных, представленных в таблице 10, ясно, что частицы изобретения оказывают незначительное влияние на эффект Payne и уменьшают гистерезис (тангенс ).

Пример 3 (основан на WO 95/22576)

Поли(пара-фенилентерефталамид), являющийся коммерчески доступным под торговым названием Twaron®, использовали в виде 6 мм волокна короткой резки Twaron 1000 без покрытия. Дикумилпероксид с концентрацией 99% коммерчески доступен от фирмы Aldrich. Толуол-2,4-диизоцианат (TDI) доступен от фирмы Aldrich. Полибутадиендиакрилат коммерчески доступен под торговым названием SR 307 от фирмы Sartomer. Бис(2-этилгексилмалеат) доступен от фирмы Aldrich.

Приготавливали раствор требуемых количеств толуол-2,4-диизоцианата, полибутадиендиакрилата, бис(2-этилгексилмалеата) и дикумилпероксида в 75 мл ацетона. Суммарное количество толуол-2,4-диизоцианата, полибутадиендиакрилата и бис(2-этилгексил)малеата составляло 12 мас.% от количества волокна. Массовое соотношение толуол-2,4-диизоцианата, полибутадиендиакрилата и бис(2-этилгексил)малеата 4:1:15. Указанный раствор добавляли к примерно 25 г волокна короткой резки Twaron 1000. Раствор полностью абсорбировался волокном короткой резки. Ацетону давали возможность испаряться до достижения постоянной массы волокна. Результаты суммировали в таблице 11.

Таблица 11

мас.% арамида

мас.% дикумилпероксида в расчете на количество арамида

Активный кислород в расчете на волокно

(мас.%)

Обозначение композиции

За пределами заявленного диапазона

89,6

0

0

Т10

89,6

0

0

Т11

89,2

0,34

0,02

Т12

89,0

0,68

0,04

Т13

88,5

1

0,06

Т14

В пределах заявленного диапазона

85,9

3,4

0,2

Т15

83,2

6,6

0,4

Т16

75,0

17

1,0

Т17

74,1

17

1,0

Т18

66,4

25

1,5

Т19

Использованный ускоритель представлял собой N- циклогексил-2-бензотиазолсульфенамид (CBS). В таблице 12 представлены подробные составы.

Таблица 12

Составы резиновых смесей, включающие арамидные частицы

Эксперимент

E

F

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Ингредиенты

NR SVR 10

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

Europrene BR 40

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

Black N-326

55

53

53

53

53

53

53

53

53

53

53

53

Оксид цинка

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

Стеариновая кислота

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Ароматическое масло

8

8

8

8

8

8

8

8

8

8

8

8

Противостаритель 6PPD

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Антиоксидант TMQ

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Sunolite 240

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Ускоритель CBS

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Сера

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Т10

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Т11

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

Т12

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

Т13

0

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

Т14

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

Т15

0

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

0

Т16

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

Т17

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

0

Т18

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

Т19

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

NR является натуральным каучуком; BR является полибутадиеном; 6PPD является N-1,3-диметилбутил-N'-фенил-п-фенилендиамином; TMQ представляет собой полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолиновый антиоксидант; Sunolite 240 является микрокристаллическим воском; CBS является N-циклогексилбензотиазилсульфенамидом.

Вулканизованные каучуки, перечисленные в таблице 12, испытывали в соответствии со стандартами ASTM/ISO, раскрытыми в разделе «Экспериментальные методы». E и F являются контрольными экспериментами (только каучук) и 10-15 являются экспериментами в соответствии с изобретением. Результаты даны в таблицах 14-17.

Таблица 13

Влияние смесей при 100 ° С на технологические свойства (вязкость по вискозиметру Муни)

Эксперимент

E

F

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

ML (1+4), MU

42,8

43,3

41,2

41,2

41,6

39,2

41,5

41,0

40

37,4

39,7

38,7

Данные таблицы 13 показывают, что обработанные пероксидом арамидные частицы в соответствии с изобретением (смесь 16-19) показывают низкую вязкость, которая очевидна из значений ML (1+4).

Таблица 14

Влияние смесей при 150°С на крутящий момент дельта

Эксперимент

E

F

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Дельта S, Нм

1,55

1,54

1,61

1,66

1,66

1,67

1,66

1,60

1,63

1,56

1,56

1,53

Данные в таблице 14 показывают, что частицы в соответствии с изобретением (16-19) не влияют на степень сшивания, что доказывается значениями дельта S.

Таблица 15

Оценка частиц в эффекте Payne относительно эксперимента

Эксперимент

E

F

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Относительно

(G' 0,7 -G' 90 ) (кПа)

1,02

1

1,26

1,15

1,15

113

1,04

1,14

0,89

0,76

0,65

0,60

Из данных, представленных в таблице 15, ясно, что частицы изобретения (смесь 16-19) имеют более низкий эффект Payne, чем частицы, имеющие пониженное содержание дикумилпероксида (смесь 10-15).

Таблица 16

Оценка частиц в гистерезисе относительно эксперимента F

Эксперимент

E

F

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Относительный

тангенс

1,08

1

1,05

1,05

1,07

1,06

1,0

0,98

0,88

0,78

0,74

0,70

Из данных, представленных в таблице 16, ясно, что добавление частиц изобретения (смесь 16-19) к каучуку приводит к более низким значениям тангенса и, вследствие этого, к более низкому гистерезису, по сравнению с частицами, имеющими пониженное содержание дикумилпероксида (смесь 10-15).

При концентрации дикумилпероксида 0,34 мас.% относительно массы арамида наблюдалось слегка отрицательное влияние обработанного пероксидом арамидного волокна в резиновых смесях. При удвоенном и утроенном количествах все еще не обнаруживалось улучшение тангенса вулканизованного каучука. При концентрации дикумилпероксида в волокне примерно 3 мас.% наблюдалось небольшое положительное влияние на тангенс дельта. Дальнейшее повышение концентрации пероксида приводит к дополнительному уменьшению тангенса вулканизованного каучука.

Формула изобретения

1. Арамидная частица, содержащая пероксидный инициатор радикало-цепной полимеризации, при этом частица содержит 3-40 мас.% пероксидного инициатора радикало-цепной полимеризации в расчете на массу арамидной частицы.

2. Арамидная частица по п.1, содержащая 6-30 мас.% пероксидного инициатора радикало-цепной полимеризации.

3. Арамидная частица по п.1 или 2, где частица представляет собой волокно, измельченное волокно, штапельное волокно, фибрид, фибриллу, порошок или гранулы.

4. Арамидная частица по п.1 или 2, в которой радикальный инициатор выбран из диалкилпероксикеталя, диалкилпероксида, ди(алкилперокси)алкилена, ди(алкилперокси)аралкилена и их смесей.

5. Арамидная частица по п.4, в которой радикальный инициатор представляет собой по меньшей мере один инициатор, выбранный из 1,1-(трет-бутилперокси)циклогексана и 1,1-(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексана.

6. Арамидная частица по п.1 или 2, в которой арамид выбран из поли(п-фенилентерефталамида), сополимера парафенилена и 3,4'-оксидифенилентерефталамида и поли(м-фениленизофталамида).

7. Композиция эластомера с арамидными частицами, содержащая

(а) 100 мас.ч. по меньшей мере одного природного или синтетического эластомера, в особенности каучука;

(b1) от 0,1 до 25 мас.ч. серы, донора серы в количестве, обеспечивающем эквивалентное количество серы от 0,1 до 25 мас.ч., или смеси серы и донора серы, общее количество которых эквивалентно от 0,1 до 25 мас.ч. серы; или (b2) от 0,1 до 20 мас.ч., предпочтительно 1-15 мас.ч. пероксида; и

(с) от 0,1 до 20 мас.ч., предпочтительно 0,5-10 мас.ч., частицы по одному любому из пп.1-6.

8. Изделие из снятого латекса, содержащее композицию эластомера с частицами по п.7 и добавку снятого латекса, где изделие изготовлено из снятого латекса и снятой латекс имеет содержание сухого каучука от 3 до 7%.

9. Резинотехническое изделие, содержащее композицию по п.7 и/или изделие из снятого латекса по п.8.

10. Резинотехническое изделие по п.9, выбранное из шины, протектора шин, подканавочного слоя шины, ремня и шланга.

11. Способ вулканизации эластомера, в особенности резиновой смеси, вулканизацией синтетического или природного эластомера, в особенности каучука, в присутствии частицы по одному любому из пп.1-6 и вулканизующего агента, выбранного из серы, донора серы и пероксида.

12. Способ по п.11, в котором вулканизацию осуществляют в присутствии от 10 до 100 мас.ч. наполнителя, выбранного из углеродной сажи, кремнийсодержащего наполнителя и их смесей.