Композиция для покрытия корда, корд для армирования резины, изготовленный с покрытием из указанной композиции, и изделие из резины, изготовленное с применением указанного корда
Изобретение относится к технологии получения корда для армирования резины. Композиция покрытия для корда включает латекс первого каучука, фенольную смолу и водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида. Процентные массовые содержания первого каучука, фенольной смолы и водорастворимого продукта конденсации из расчета на твердые компоненты композиции находятся в интервале от 30 до 95, от 0,01 до 30 и от 2 до 15 соответственно. Первый каучук представляет собой высоконасыщенный полимерный каучук, содержащий нитрильную группу, с йодным числом 120 или менее. Водорастворимый продукт конденсации представляет собой продукт конденсации новолачного типа. Изобретение обеспечивает получение армирующего корда с высоким сопротивлением изгибу и высокой стабильностью размеров при комнатной и высоких температурах. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл.
Настоящее изобретение относится к композиции для кордового покрытия, корду для армирования резины, изготовленному с указанным покрытием, и изделию из резины, изготовленному с применением указанной композиции и корда.
В качестве армирующих материалов для изделий из резины, таких как резиновый ремень и т.п., применялись корды, использующие армирующие волокна, такие как стекловолокно и арамидное волокно. Кроме того, необходимо, чтобы приводной ремень, используемый для привода распределительного вала двигателя внутреннего сгорания автомобиля, обладал высокой стабильностью размеров для сохранения подходящей синхронизации. В последнее время для применения резиновых ремней не только в приводе распределительного вала, но и для работы с высокими нагрузками, например в качестве привода топливного насоса или для передачи энергии в промышленной установке, необходимы высокая прочность и высокая эластичность.
Такие изделия из резины подвергаются напряжению при изгибе. Вследствие этого напряжения происходит ухудшение технологических характеристик изделия, обусловленное накопленной усталостью при многократном изгибе, что может вызывать отслаивание армирующего материала от резины, в которую внедрен армирующий материал. Кроме того, в этих изделиях из резины армирующий корд изнашивается, поэтому их прочность может снижаться. Оказывается, такое явление ускоряется в присутствии теплоты и воды. Для устранения этой проблемы к армирующим кордам применялись различные средства обработки.
Предлагались различные средства обработки. Например, в публикации JP 63(1988)-270877A описана композиция, основными компонентами которой являются продукт конденсации резорцина и формальдегида и высоконасыщенный полимерный каучук, содержащий нитрильную группу, с йодным числом 120 или менее.
В публикации JP 6(1994)-212572A раскрыто средство обработки, основными компонентами которого являются водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида и латекс высоконасыщенного сополимерного каучука, содержащего нитрильную группу, с йодным числом 120 или менее. Латекс высоконасыщенного сополимерного каучука, содержащего нитрильную группы, получен гидрированием ненасыщенного сополимера, содержащего нитрильные группы, который получен с использованием способа эмульсионной полимеризации.
В публикации JP 8(1996)-120573A предложено средство обработки, включающее водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида, высоконасыщенный сополимер, содержащий нитрильные группы, с йодным числом 120 или менее, и метакрилат.
В публикации 8(1996)-333564А предложена связующая композиция, в которой резорцинформальдегидная смола и эпоксисмола на основе ароматических соединений смешаны в латексе высоконасыщенного нитрильного каучука, содержащего карбоксильную группу.
Применение описанных выше стандартных средств обработки может улучшить теплостойкость армирующих кордов. Однако температуры, при которых используется резиновый ремень, находятся в широких пределах, изменяясь от низкой до высокой температуры. Кроме того, важными свойствами, необходимыми для армирующих кордов, являются усталостная прочность при многократном изгибе и стабильность размеров при комнатной температуре.
Применение средства обработки, включающего высоконасыщенный полимер, содержащий нитрильные группы, с йодным числом 120 или менее, позволяет обеспечить высокую теплостойкость. Однако сопротивление традиционного средства обработки ослаблению прочности сцепления, вызываемому истиранием волокон, образующих армирующий корд, и отслаиванию, обусловленному таким истиранием, была неудовлетворительной.
С другой стороны, средство обработки, в котором используется латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола, обладает хорошим сопротивлением отслаиванию, вызываемому ослаблением прочности сцепления вследствие истирания волокон, образующих армирующий корд, обладает хорошей усталостной прочностью при многократном изгибе и стабильностью размеров при комнатной температуре. Однако в высокотемпературной окружающей среде полимер, ввиду термического разрушения, становится жестким, так что усталостная прочность при многократном изгибе может снижаться.
Задачей настоящего изобретения является создание композиции для покрытия корда, способной приводить к получению армирующего корда с высоким сопротивлением изгибу и высокой стабильностью размеров при комнатной температуре и при высоких температурах. Другим аспектом настоящего изобретения является армирующий корд, полученный с использованием указанной композиции, и изделие из резины, армированное указанным кордом.
Для соответствия описанным выше аспектам композиция покрытия корда согласно настоящему изобретению включает латекс первого каучука, фенольную смолу и водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида, причем процентное содержание первого каучука из расчета на твердые компоненты композиции, процентное содержание фенольной смолы из расчета на твердые компоненты композиции и процентное содержание водорастворимого продукта конденсации из расчета на твердые компоненты композиции находятся в интервалах от 30 до 95 мас.%, от 0,01 до 30 мас.% и от 2 до 15 мас.% соответственно, где первый каучук представляет собой высоконасыщенный полимерный каучук, содержащий нитрильную группу, с йодным числом 120 или менее, водорастворимый продукт конденсации представляет собой продукт конденсации новолачного типа и фенольная смола представляет фенольную смолу новолачного типа, полученную посредством взаимодействия фенола и формальдегида с применением кислотного катализатора. Следует отметить, что термин «твердые компоненты композиции» включает все компоненты композиции, за исключением растворителя или дисперсионной среды.
Кроме того, армирующий корд для армирования резины согласно настоящему изобретению включает армирующее волокно и слой покрытия, полученный таким образом, что армирующее волокно является покрытым, причем слой покрытия образован композицией покрытия корда, композиция покрытия корда включает латекс первого каучука, фенольную смолу и водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида, причем процентное содержание первого каучука из расчета на твердые компоненты композиции, процентное содержание фенольной смолы из расчета на твердые компоненты композиции и процентное содержание водорастворимого продукта конденсации из расчета на твердые компоненты композиции находятся в интервалах от 30 до 95 мас.%, от 0,01 до 30 мас.% и от 2 до 15 мас.% соответственно, и первый каучук представляет собой высоконасыщенный полимерный каучук, содержащий нитрильную группу, с йодным числом 120 или менее, водорастворимый продукт конденсации представляет продукт конденсации новолачного типа и фенольная смола представляет собой фенольную смолу новолачного типа, полученную взаимодействием фенола и формальдегида в присутствии кислотного катализатора.
Кроме того, изделие из резины согласно настоящему изобретению представляет собой изделие из резины, армированное армирующим кордом для армирования резины в соответствии с описанным выше изобретением.
Применение композиции (адгезивного средства) согласно настоящему изобретению для образования слоя, покрывающего армирующий корд, обеспечивает возможность прочного сцепления между резиной, служащей в качестве матрицы, и армирующим кордом. Более того, армирующий корд с покрытием из указанной композиции обладает хорошей стабильностью размеров и усталостной прочностью при многократном изгибе при комнатной температуре и при высоких температурах. Благодаря этому армирующий корд согласно настоящему изобретению подходит для окружающих сред, в которых изгибающее напряжение применяется в широких температурных пределах, то есть подходит, например, для применения в качестве армирующего корда зубчатого приводного ремня в автомобиле.
Применение армирующего корда, покрытого композицией согласно настоящему изобретению, представляет изделие из резины, обладающее высокой усталостной прочностью на изгиб и высокой стабильностью размеров при комнатной температуре окружающей среды, а также обладает высокой усталостной прочностью на изгиб при высокой температуре окружающей среды.
Сущность изобретения поясняется на чертеже, который представляет собой вид, схематически показывающий пример одного изделия из резины согласно настоящему изобретению.
Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны на примерах. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено только представленными далее примерами.
Композиция для покрытия корда
Композиция для покрытия корда согласно настоящему изобретению включает латекс первого каучука, фенольную смолу и водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида, причем процентное содержание первого каучука из расчета на твердые компоненты композиции, процентное содержание фенольной смолы из расчета на твердые компоненты композиции и процентное содержание водорастворимого продукта конденсации из расчета на твердые компоненты композиции находятся в интервалах от 30 до 95 мас.%, от 0,01 до 30 мас.% и от 2 до 15 мас.% соответственно. Йодное число первого каучука равно 120 или менее, и первый каучук представляет собой высоконасыщенный полимерный каучук, содержащий нитрильную группу (-CN). Водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида (далее называемый «продукт R-F конденсации» представляет собой продукт конденсации новолачного типа. Применение такой композиции (средства обработки) приводит к получению армирующего корда с желаемыми свойствами.
Первый каучук
Для достижения теплостойкости композиции покрытия необходимо, чтобы йодное число первого каучука было равно 120 или менее. Предпочтительно йодное число находится в интервале от 0 до 100, более предпочтительно йодное число находится в интервале от 0 до 50. Следует отметить, что йодное число определяли в соответствии с К-0070-1992 Промышленных стандартов Японии (Japanese Industrial Standards - JIS).
Процентное содержание первого каучука из расчета на твердые компоненты композиции находится в интервале от 30 до 95 мас.%, предпочтительно в интервале от 40 до 90 мас.%, особенно предпочтительно в интервале от 60 до 85 мас.%. Когда указанное процентное содержание составляет менее 30 мас.%, теплостойкость корда будет улучшенной недостаточно. Когда указанное процентное содержание составляет более 95 мас.%, процентное содержание продукта R-F конденсации, который является существенным компонентом, снижается так, что способность сцепления с резиной ухудшается.
Латекс первого каучука может представлять собой латекс одного каучука или может представлять собой латекс, в котором смешены латексы каучуков множества видов. Примеры первого каучука включают:
(1) гидрированный сополимерный бутадиен-акрилонитрильный каучук, гидрированный сополимерный изопрен-бутадиен-акрилонитрильный каучук, гидрированный сополимерный изопрен-акрилонитрильный каучук и т.п.;
(2) сополимерный бутадиен-метилакрилат-акрилонитрильный каучук, сополимерный бутадиен-акрилат-акрилонитрильный каучук и т.п. и продукт гидрирования этих каучуков; и
(3) сополимерный бутадиен-этилен-акрилонитрильный каучук, бутадиен-этоксиэтилакрилат-винилхлорацетат-акрилонитрильный каучук и сополимерный бутадиен-этоксиэтилакрилат-винилнорборнен-акрилонитрильный каучук.
Указанные каучуки могут быть получены стандартным способом полимеризации или стандартным способом гидрирования. Предпочтительным примером латекса первого каучука является латекс гидрированного каучука, содержащего нитрильную группу, такой как Zetpol2020 (Trademark, йодное число 28) от JAPAN ZEON CORPORATION.
Фенольная смола
Фенольная смола является существенным компонентом и добавляется для предотвращения ухудшения качества, вызываемого расслаиванием, вследствие трения кордов, и для улучшения силы сцепления кордов с матрицей. Фенольная смола согласно настоящему изобретению может представлять собой фенольную смолу, полученную, например, взаимодействием фенола и формальдегида, или может представлять собой фенольную смолу, полученную взаимодействием фенолов и формальдегида.
Фенольная смола может представлять собой фенольную смолу новолачного типа, полученную взаимодействием фенола или фенолов с формальдегидом в присутствии кислотного катализатора. Кроме того, фенольная смола может представлять собой фенольную смолу резольного типа, полученную взаимодействием фенола или фенолов с формальдегидом в присутствии щелочного катализатора. Применение фенольной смолы новолачного типа позволяет предотвратить выделение щелочного компонента из фенольной смолы.
Процентное содержание фенольной смолы из расчета на твердые компоненты композиции покрытия находится в интервале от 0,01 до 30 мас.%, предпочтительно в интервале от 0,03 до 20 мас.%, например в интервале от 7 до 20%. Когда процентное содержание фенольной смолы составляет менее 0,01 мас.%, невозможно получить слой покрытия, обладающий высокой прочностью сцепления с резиной. С другой стороны, когда ее содержание превышает 30 мас.%, слой, образованный композицией покрытия, становится слишком твердым. В результате усталостная прочность на изгиб армирующего корда ухудшается.
Следует отметить, что, помимо фенольной смолы, композиция покрытия согласно настоящему изобретению может включать такие смолы, как полиуретан, карбамидная смола, маланиновая смола и эпоксисмола.
Водорастворимый продукт реакции конденсации резорцина и формальдегида
В композиции покрытия согласно настоящему изобретению продукт R-F конденсации является важным компонентом для получения адгезионной способности сцепления с резиной.
Процентное содержание продукта R-F конденсации из расчета на твердые компоненты композиции находится в интервале от 2 до 15 мас.%, более предпочтительно в интервале от 3 до 12 мас.%. Когда процентное содержание продукта R-F конденсации составляет менее 2 мас.%, невозможно получить слой покрытия, обладающий высокой адгезионной способностью сцепления с резиной. С другой стороны, когда процентное содержание составляет более 15 мас.%, слой покрытия, образованный композицией покрытия, становится слишком твердым. В результате ухудшается усталостная прочность на изгиб армирующего корда.
Продукт R-F конденсации, используемый согласно настоящему изобретению, представляет собой продукт присоединительной конденсации новолачного типа, полученный в результате взаимодействия резорцина и формальдегида в присутствии кислотного катализатора. В частности, предпочтительным является продукт конденсации, полученный взаимодействием между резорцином (R) и формальдегидом (F) при мольном соотношении R:F = от 2:1 до 1:3.
Продукт R-F конденсации новолачного типа, который обладает более высокой степенью полимеризации, чем продукт R-F конденсации резольного типа, может образовывать более плотную пленку. Следовательно, при использовании продукта R-F конденсации новолачного типа может быть получен слой покрытия, обладающий более высокой стойкостью к воздействию окружающей среды.
Кроме того, в продукте R-F конденсации резольного типа присутствует некоторое количество гидроксильных групп и сохраняется щелочной компонент. Поэтому при использовании продукта R-F конденсации резольного типа и стекловолокна в качестве армирующего волокна стекловолокно при высоких температурах может эродировать. Для предотвращения этого при использовании в качестве армирующего волокна стекловолокна особенно предпочтительно применять продукт R-F конденсации новолачного типа.
Латекс второго каучука
Композиция согласно настоящему изобретению может включать латекс второго каучука, который отличается от первого каучука. Латекс второго каучука, который не является компонентом, имеющим большое значение, предпочтительно вводят в композицию, когда необходимы гибкость корда и высокая адгезионная способность сцепления корда с ремнем. Когда композиция согласно настоящему изобретению включает второй каучук, процентное содержание второго каучука из расчета на твердые компоненты композиции предпочтительно составляет 60 мас.% или менее, более предпочтительно 50 мас.% или менее, например находится в интервале от 5 до 50 мас.%. Когда указанное процентное содержание составляет более 60 мас.%, невозможно получить удовлетворительной теплостойкости и гибкости при изгибе.
Латекс второго каучука может представлять собой, по меньшей мере, один латекс, выбранный из группы, включающей латекс сополимера бутадиена и стирола, латекс дикарбоксилированного сополимера бутадиена и стирола, латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола, латекс изопренового каучука, латекс хлорпренового каучука, латекс хлорсульфированного полиэтилена латекс и латекс сополимера акрилонитрила и бутадиена, с йодным числом выше 120.
Композиция покрытия согласно настоящему изобретению может содержать основание (например, аммиак) для регулирования рН, когда это необходимо. Далее, композиция покрытия согласно настоящему изобретению может содержать добавки, такие как стабилизатор, загуститель и антиоксидант.
К тому же растворителем (дисперсионной средой) композиции согласно настоящему изобретению является, например, вода. Помимо воды, в композицию могут вводиться спирты, такие как метанол, кетоны, такие как метилэтилкетон, и т.п. Вязкость композиции может изменяться в зависимости от количества растворителя. Композиция согласно настоящему изобретению может быть получена смешением описанных выше компонентов.
Армирующий корд для армирования резины
Корд для армирования резины согласно настоящему изобретению снабжен армирующим волокном и слоем покрытия, полученным таким образом, что армирующее волокно является покрытым. Слой покрытия получен из описанной выше композиции покрытия для корда согласно настоящему изобретению. Композиция покрытия корда уже описана выше, и поэтому повторные описания будут пропущены.
В армирующем корде согласно настоящему изобретению масса слоя покрытия предпочтительно находится в интервале от 5 до 40% массы армирующего волокна, более предпочтительно находится в интервале от 10 до 35%. Когда процентное содержание слоя покрытия слишком низко, количество, наносимое на армирующий корд, покрываемый слоем покрытия, является недостаточным. При этом, когда процентное содержание слишком высоко, трудно контролировать количество, наносимое на армирующий корд, покрываемый слоем покрытия, поэтому становится трудно получать слой покрытия с ровной поверхностью. Количество, наносимое на армирующий корд в виде слоя покрытия, должно приблизительно устанавливаться в зависимости от видов волокна. Например, в случае стекловолокна масса слоя покрытия предпочтительно находится в интервале от 5 до 35% массы армирующего волокна.
В описанном выше армирующем корде согласно настоящему изобретению армирующее волокно может представлять собой, по меньшей мере, одно волокно, выбранное из группы, включающей стекловолокно, арамидное волокно или углеродное волокно. Может использоваться только один тип волокна или для применения может смешиваться множество этих волокон. Следует отметить, что армирующее волокно не ограничено этими типами волокон и может использоваться другое волокно, обладающее достаточной прочностью для армирования изделия из резины.
Среди армирующих волокон стекловолокно обладает преимуществами, характеризующимися высокой усталостной прочностью на изгиб и стабильностью размеров. В композиции согласно настоящему изобретению используется продукт R-F конденсации новолачного типа, полученный в присутствии кислотного катализатора, следовательно, даже когда используется стекловолокно, его качество ухудшается очень незначительно.
Армирующее волокно может представлять собой множество связанных элементарных нитей. Множество элементарных нитей может быть скрученным или не нуждаться в скручивании. Кроме того, армирующее волокно может представлять собой множество связанных волокон. Множество волокон может быть скрученным или не нуждаться в скручивании. Когда армирующее волокно представляет собой стекловолокно, обычно связываются в пучок приблизительно от 50 до 2000 элементарных нитей для образования одного стекловолокна. В одном примере армирующего корда согласно настоящему изобретению применяются от 1 до 100 таких связанных стекловолокон.
В армирующем корде согласно настоящему изобретению описанный выше слой покрытия может дополнительно покрываться еще одним слоем покрытия. Другой слой покрытия получают для улучшения адгезионной способности между армирующим кордом и резиной (матричной резиной), армированной посредством армирующего корда. Материал другого слоя покрытия выбирают в соответствии с видами резины матрицы, и поэтому может применяться хорошо известный материал. Например, может применяться композиция, включающая хлорсульфированный полиэтилен (CSM), и сшивающая добавка.
Далее будет описан один пример способа производства армирующего корда для армирования резины согласно настоящему изобретению.
Сначала армирующее волокно погружают в описанную выше композицию (жидкую) покрытия, после чего избыточную жидкость удаляют, а поверхность волокна покрывается композицией. Затем растворитель удаляют из композиции для образования слоя покрытия, которые покрывает волокно. Растворитель может удаляться произвольным способом. Например, может применяться воздушная сушка, сушка при пониженном давлении, сушка нагревом и т.п.
Следует отметить, что армирующее волокно может быть покрыто связующим агентом, который наносят в процессе формования волокна. Кроме того, на армирующее волокно может наноситься средство предварительной обработки для улучшения сродства к композиции покрытия или для улучшения способности адгезии к композиции покрытия.
Затем нужное количество волокон, покрытых композицией покрытия, собирают и скручивают таким образом, чтобы получить армирующий корд. Устройство, используемое для прядения или скручивания армирующего волокна, конкретно не ограничено. Например, может использоваться кольцекрутильная машина, бегунково-крутильная машина, крутильная машина и т.д. Количество скручиваний при скручивании предпочтительно определяется в соответствии с используемым волокном. Например, в случае стеклокорда количество скручиваний предпочтительно находится в интервале от 0,25 раза/25 мм до 10,0 раза/25 мм. Далее, скручивание может выполняться в несколько операций в зависимости от толщины или спецификации корда. Направление скручивания не ограничено. В случае корда из стекловолокна предпочтительно скручивание для формирования корда подразделяется на две стадии. Точнее, предпочтительно изготавливать корд из волокна сначала изготовлением пряди с помощью обвязки некоторого количества стекловолокон и их первичного скручивания, а затем обвязкой и конечным скручиванием некоторого количества прядей.
Изделие из резины
Изделие из резины согласно настоящему изобретению представляет собой изделие из резины, армированное кордом для армирования резины согласно настоящему изобретению. Виды изделий из резины не ограничены, и изделие из резины включает резиновую шину, резиновый шланг или ремни, такие как, например, зубчатый ремень и клиновый ремень. Армирующий корд закладывают в резиновую часть изделия или располагают на поверхности резиновой части. Способ размещения армирующего корда конкретно не ограничен. Например, армирующий корд закладывается в неотвержденную резиновую часть и затем резиновая часть подвергается отверждению. Таким образом, резиновая часть армируется посредством армирующего корда.
Резина в изделиях из резины конкретно не ограничена, и примеры резины включают хлорпреновый каучук, бутиловый каучук, бутадиеновый каучук, нитрильный каучук, гидрированный нитрильный каучук, этиленпропиленовый каучук и хлорсульфоэтиленовый каучук. Среди указанных видов резины армирующий корд для армирования резины согласно настоящему изобретению предпочтительно применяют для армирования резиновой части, изготовленной из гидрированного нитрильного каучука.
Один пример зубчатого приводного ремня согласно настоящему изобретению схематически показан на чертеже. Зубчатый приводной ремень 10 на чертеже снабжен резиновой частью 11 и армирующим кордом 12, заложенным в резиновую часть. Следует отметить, что конфигурация, представленная на чертеже, представляет собой один пример, и настоящее изобретение не ограничивается данным примером.
ПРИМЕР
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примеры. Следует отметить, что в представленных далее примерах в качестве высоконасыщенного полимера, содержащего нитрильную группу, используют Zetpol2020 (йодное число 28) производства JAPAN ZEON CORPORATION. Далее, в качестве фенольной смолы используют смолу Yuka-resin КЕ912-1 (эмульсия фенольной смолы новолачного типа) от YOSHIMURA OIL CHEMICAL Co., Ltd. В качестве продуктов R-F конденсации примеров 1-5 и сравнительных примеров 1-4 используют продукт конденсации новолачного типа, полученный взаимодействием резорцина и формальдегида при молярном соотношении 1:1 в присутствии кислотного катализатора. В качестве продукта R-F конденсации сравнительного примера 5 используют продукт конденсации резольного типа, полученный взаимодействием резорцина и формальдегида при молярном соотношении 1:1 в присутствии щелочного катализатора.
Примеры 1-5
Не содержащие щелочи стекловолокна диаметром 9 мкм формуют и скрепляют для получения стекловолокна 33,7 тексов. Три таких стекловолокона связывают и импрегнируют композицией покрытия (30 мас.% из расчета на твердые вещества), представленной в таблице 1, с последующей тепловой обработкой. Таким образом получают стеклокорд. Следует отметить, что композиция покрытия содержит аммиачную воду (NH4OH) для регулирования значения рН и воду в качестве растворителя. Наносимое количество композиции покрытия регулируют таким образом, что масса слоя покрытия, образованного композицией, составляет 20% массы стекловолокна. В нижней части таблицы 1 показаны соотношения компонентов композиции (частей из расчета на массу) и процентное содержание компонентов из расчета на твердые компоненты композиции (мас.%).
| Таблица 1 | |||||
| Компоненты | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 |
| Компонент А (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые компоненты) | 49,5 (66) | 65,0 (86) | 30,0 (40) | 57,0 (77) | 46,0 (60) |
| Компонент В (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые компоненты) | 16,5 (22) | 1,0 (1) | 36,0 (48) | 13,0 (17) | 12,5 (16) |
| Компонент С (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые компоненты) | 4,5 (7) | 4,5 (7) | 4,5 (7) | 0,5 (1) | 12,0 (19) |
| Компонент D (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые компоненты) | 3,0 (5) | 3,0 (5) | 3,0 (5) | 3,0 (5) | 3,0 (5) |
| NH4OH вода | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Вода | 25,0 | 25,0 | 25,0 | 25,0 | 25,0 |
Компонент А: латекс высоконасыщенного полимерного каучука, содержащий нитрильную группу (содержание твердых веществ 40 мас.%).
Компонент В: латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола (содержание твердых веществ 40 мас.%).
Компонент С: фенольная смола (содержание твердых веществ 50 мас.%).
Компонент D: продукт R-F конденсации новолачного типа (содержание твердых веществ 50 мас.%).
Затем описанное выше стекловолокно подвергают первичному скручиванию с коэффициентом 2,0 раза/25 мм. Затем 11 стеклокордов, подвергшихся первичному скручиванию, связывают и подвергают конечному скручиванию с коэффициентом 2,0 раза/25 мм. Таким образом получают армирующие корды для армирования резины примеров 1-5.
Пример 6
Вторую композицию покрытия (жидкую), состав которой представлен в таблице 2, наносят на корд для армирования резины, полученный в примере 1, и армирующий корд сушат. В результате получают корд для армирования резины примера 6. Процентное содержание покрытия, полученного с использованием второй композиции покрытия, нанесенного на армирующий корд, составляет 5 мас.% (из расчета на твердые компоненты).
Оценка свойств
Получают два листа резиновой матрицы (10 мм в ширину, 300 мм в длину и 1 мм в толщину) с композицией, представленной в приведенной далее таблице 3. Один армирующий корд примера длиной 300 мм помещают на лист резиновой матрицы, а другой лист резиновой матрицы накладывают на него сверху. Затем верхнюю и нижнюю поверхности резиновых листов прессуют и подвергают отверждению в течение 20 минут при 150°С. Таким образом получают образец в виде ремня.
| Таблица 3 | |
| Компоненты | Содержание (мас.частей) |
| Гидрированный акрилонитрил-бутадиеновый каучук | 100 |
| Оксид цинка, сорт 1 | 5 |
| Стеариновая кислота | 1,0 |
| HAF углерод (Углеродная сажа) | 60 |
| Триоктилтримеллитат | 10 |
| 4,4-(α,α-диметилбензил)дифениламин | 1,5 |
| Цинковая соль 2-меркаптобензимидазола | 1,5 |
| Сера | 0,5 |
| Тетраметилтиурамсульфид | 1,5 |
| Циклогексилбензотиазилсульфенамид | 1,0 |
Затем образец подвергают многократному изгибу с помощью прибора для измерения прочности на изгиб для оценки усталостной прочности на изгиб. Испытания проводят, изгибая образец возвратно-поступательным движением 20000 раз. Испытания на изгиб проводят при комнатной температуре окружающей среды и при температуре окружающей среды 140°С. Далее определяют значения пределов прочности (на один корд) до и после испытаний на изгиб. После этого определяют отношение значения предела прочности после испытания к значению предела прочности до испытания как показатель способности сохранения предела прочности (%). Более высокий показатель способности сохранения предела прочности соответствует более высокой усталостной прочности на изгиб.
Кроме того, до и после испытания на изгиб к каждому армирующему корду применяют нагрузку 400 Н и определяют удлинение каждого корда (%). Меньшее удлинение соответствует лучшей стабильности размеров. После этого вычисляют отношение удлинения после испытания к удлинению перед испытанием.
Далее, армирующие корды длиной 200 мм ровно укладывают на лист резиновой матрицы, состав которой представлен в таблице 3, таким образом, что ширина ее достигает 25 мм, прессуют и подвергают отверждению в течение 20 минут при 150°С. В результате чего получают образец. Затем определяют прочность сцепления отделением армирующих кордов от резиновой матрицы. Прочность сцепления представляет собой значение, полученное с образцом шириной 25 мм. Результаты оценки представлены в таблице 4. Следует отметить, что в таблице 4 представлен также весовой номер волокна (масса на 1000 м) и диаметр армирующего корда, а также прочность одного армирующего корда.
| Таблица 4 | ||||||||
| Пример | Весовой номер корда (г/1000) | Диаметр корда (мм) | Прочность (Н) | Коэффициент сохранения предела прочности (%) RT/140 | Удлинение под нагрузкой до испытания на изгиб (%) RT/140 | Удлинение под нагрузкой после испытания на изгиб (%) RT/140 | Показатель изменения удлинения RT/140 | Прочность сцепления (Н/25 мм) |
| 1 | 1430 | 1,05 | 880 | 81/62 | 1,6 | 1,6/1,6 | 0/0 | 219 |
| 2 | 1450 | 1,09 | 870 | 89/62 | 1,5 | 1,6/1,7 | 7/13 | 191 |
| 3 | 1440 | 1,04 | 900 | 53/59 | 1,5 | 1,4/1,6 | -7/7 | 197 |
| 4 | 1460 | 1,06 | 880 | 82/60 | 1,6 | 1,8/1,8 | 13/13 | 177 |
| 5 | 1440 | 1,08 | 890 | 75/60 | 1,6 | 1,6/1,5 | 0/-6 | 216 |
| 6 | 1450 | 1,09 | 920 | 85/88 | 1,6 | 1,6/1,6 | 0/0 | 241 |
RT: результаты испытания при комнатной температуре, 140: результаты испытания при 140°С.
Удлинение под нагрузкой: удлинение, когда к корду примеряется нагрузка 400 Н.
Показатель изменения удлинения: {(удлинение (%) перед испытанием на изгиб/удлинение (%) после испытания на изгиб)-1}×100.
Сравнительные примеры 1-5
В сравнительных примерах 1-5 армирующие корды получают способом, аналогичным используемому в примере 1, но с тем отличием, что композиции покрытия, состав которых представлен в таблице 5, используют вместо композиций покрытия, состав которых представлен в таблице 1. Что касается продуктов R-F конденсации, следует отметить, что в сравнительных примерах 1-4 используют продукты конденсации новолачного типа, а в сравнительном примере 5 используют продукт конденсации резольного типа.
| Таблица 5 | |||||
| Компоненты | Сравнительный пример 1 | Сравнительный пример 2 | Сравнительный пример 3 | Сравнительный пример 4 | Сравнительный пример 5 |
| Компонент А (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые компоненты) | 71,5 (97) | 0,0 (0) | 10,0 (13) | 58,0 (77) | 49,5 (66) |
| Компонент В (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые компоненты) | 0,0 (0) | 49,5 (62) | 56,0 (75) | 13,5 (20) | 16,5 (22) |
| Компонент С (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые компоненты) | 0,0 (0) | 21,0 (33) | 4,5 (7) | 0,0 (0) | 4,5 (7) |
| Компонент D (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые компоненты) | 2,0 (3) | 3,0 (5) | 3,0 (5) | 2,0 (3) | 3,0 (5) |
| NH4OH вода | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Вода | 25,0 | 25,0 | 25,0 | 25,0 | 25,0 |
Компонент А: латекс высоконасыщенного полимерного каучука, содержащий нитрильную группу (содержание твердых веществ 40 мас.%).
Компонент В: латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола (содержание твердых веществ 40 мас.%).
Компонент С: фенольная смола (содержание твердых веществ 50 мас.%).
Компонент D: продукт R-F конденсации (содержание твердых веществ 50 мас.%): в сравнительных примерах 1-4 - новолачного типа, в сравнительном примере 5 - резольного типа.
Свойства армирующих кордов сравнительных примеров 1-5 оценивают способом, аналогичным описанному в примере 1. Результаты оценки представлены в таблице 6.
| Таблица 6 | ||||||||
| Сравнительный пример | Весовой номер корда (г/1000) | Диаметр корда (мм) | Прочность (Н) | Коэффициент сохранения предела прочности (%) RT/140 | Удлинение под нагрузкой до испытания на изгиб (%) RT/140 | Удлинение под нагрузкой после испытания на изгиб (%) RT/140 | Показатель изменения удлинения RT/140 | Прочность сцепления (Н/25 мм) |
| 1 | 1470 | 1,07 | 890 | 80/88 | 1,5 | 1,8/1,8 | 20/20 | 161 |
| 2 | 1440 | 1,06 | 900 | 82/45 | 1,5 | 1,4/1,6 | -7/7 | 228 |
| 3 | 1440 | 1,04 | 900 | 80/46 | 1,5 | 1,4/1,6 | -7/7 | 209 |
| 4 | 1430 | 1,06 | 890 | 80/79 | 1,5 | 1,8/1,8 | 20/20 | 168 |
| 5 | 1430 | 1,05 | 880 | 82/55 | 1,6 | 1,6/1,8 | 0/13 | 225 |
RT: результаты испытания при комнатной температуре, 140: результаты испытания при 140°С.
Удлинение под нагрузкой: удлинение, когда к корду примеряется нагрузка 400 Н.
Показатель изменения удлинения: {(удлинение (%) перед испытанием на изгиб/удлинение (%) после испытания на изгиб)-1}×100.
Как видно из таблицы 6, армирующие корды в сравнительных примерах 2, 3 при высокой температуре проявляют низкий коэффициент сохранения предела прочности на изгиб. Далее, армирующие корды в сравнительных примерах 1, 4 проявляют низкую стабильность размеров. С другой стороны, армирующий корд согласно настоящему изобретению проявляет усталостную прочность на изгиб и высокую стабильность размеров. Кроме того, результат определения свойств армирующего корда сравнительного примера 5 показывает, что при использовании продукт R-F конденсации резольного типа при высокой температуре показатель сохранения прочности на изгиб является низким. С другой стороны, армирующий корд согласно настоящему изобретению проявляет высокое сопротивление изгибу и высокую стабильность размеров как при комнатной температуре, так и при высоких температурах.
Как описано выше, резина, армированная армирующим кордом согласно настоящему изобретению, обладает высоким сопротивлением изгибу и прекрасной стабильностью размеров как при комнатной, так и при высокой температуре.
Пример 7
В примере 7 армирующий корд был получен способом, аналогичным используемому в примере 1, но с тем отличием, что композиция покрытия не включает в себя латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола.
Пример 8
В примере 8 армирующий корд был получен способом, аналогичным используемому в примере 1, но с тем отличием, что латекс нитрилового каучука был использован вместо латекса тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола.
Пример 9
В примере 9 армирующий корд был получен способом, аналогичным используемому в примере 1, но с тем отличием, что латекс нитрилового каучука и латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола были использованы в качестве латексов второго каучука.
Компоненты в композиции покрытия армирующих кордов по примерам 7-9 приведены в таблице 7.
| Таблица 7 | |||
| Компоненты | Пример 7 | Пример 8 | Пример 9 |
| Компонент А | |||
| (частей по массе) (мас.%: из расчета на твердые | |||
| 66,0 | 49,5 | 49,5 | |
| компоненты) | (88) | (65) | (65) |
| Компонент В1 | |||
| (частей по массе) (мас.%: | 8,5 | ||
| из расчета на твердые компоненты) | (12) | ||
| Компонент В2 | |||
| (частей по массе) (мас.%: | 16,5 | 8,0 | |
| из расчета на твердые компоненты) | (23) | (11) | |
| Компонент С | |||
| (частей по массе) (мас.%: | 4,5 | 4,5 | 4,5 |
| из расчета на твердые компоненты) | (7) | (7) | (7) |
| Компонент D | |||
| (частей по массе) (мас.%: | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
| из расчета на твердые компоненты) | (5) | (5) | (5) |
| NH4OH вода | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Вода | 25,0 | 25,0 | 25,0 |
Компонент А: латекс высоконасыщенного полимерного каучука, содержащий нитрильную группу (содержание твердых веществ 40 мас.%).
Компонент В1: латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола (содержание твердых веществ 40 мас.%).
Компонент В2: латекс нитрилового каучука.
Компонент С: фенольная смола (содержание твердых веществ 50 мас.%).
Компонент D: продукт R-F конденсации новолачного типа (содержание твердых веществ 50 мас.%).
Свойства армирующие кордов примеров 7-9 оценивают способом, аналогичным описанному в примере 1. Результаты оценки представлены в таблице 8.
| Таблица 8 | ||||||||
| Пример | Весовой номер корда (г/1000) | Диаметр корда (мм) | Прочность (Н) | Коэффициент сохранения предела прочности (%) RT/140 | Удлинение под нагрузкой до испытания на изгиб (%) RT/140 | Удлинение под нагрузкой после испытания на изгиб (%)RT/140 | Показатель изменения удлинения RT/140 | Прочность сцепления (Н/25 мм) |
| 7 | 1470 | 1,07 | 880 | 81/90 | 1,5 | 1,6/1,6 | 7/7 | 197 |
| 8 | 1470 | 1,07 | 890 | 85/80 | 1,5 | 1,4/1,6 | -7/7 | 208 |
| 9 | 1450 | 1,04 | 900 | 85/81 | 1,5 | 1,6/1,4 | 7/-7 | 205 |
RT: результаты испытания при комнатной температуре, 140: результаты испытания при 140°С.
Удлинение под нагрузкой: удлинение, когда к корду примеряется нагрузка 400 Н.
Показатель изменения удлинения: {(удлинение (%) перед испытанием на изгиб/удлинение (%) после испытания на изгиб)-1}×100.
Как показано в таблице 8, армирующие корды примеров 7-9 обнаруживают хорошие характеристики.
Пример 10
В примере 10 армирующий корд был получен способом, аналогичным используемому в примере 1, но с тем отличием, что в качестве армирующего волокна вместо стекловолокна было использовано арамидное волокно. В примере 10 было использовано арамидное волокно (Название продукта: TECHNORA), произведенное TEIJIN LIMITED. Диаметр корда армирующего корда в примере 10 составлял 0,68 мм.
Пример 11
В примере 11 армирующий корд был получен способом, аналогичным используемому в примере 1, но с тем отличием, что в качестве армирующего волокна вместо стекловолокна был использовано углеродное волокно. В примере 11 было использовано углеродное волокно (Название продукта: TORAYCA), произведенное TORAY INDUSTRIES INCORPORATED.
Сравнительный пример 6
В сравнительном примере 6 армирующий корд был получен способом, аналогичным используемому в сравнительном примере 2, но с тем отличием, что в качестве армирующего волокна вместо стекловолокна было использовано арамидное волокно. В сравнительном примере 6 было использовано арамидное волокно (Название продукта: TECHNORA), произведенное TEIJIN LIMITED. Диаметр корда армирующего волокна в сравнительном примере 6 составил 0,68 мм.
Сравнительный пример 7
В сравнительном примере 7 армирующий корд был получен способом, аналогичным используемому в сравнительном примере 2, но с тем отличием, что в качестве армирующего волокна вместо стекловолокна было использовано углеродное волокно. В сравнительном примере 7 было использовано углеродное волокно (Название продукта: TORAYCA), произведенное TORAY INDUSTRIES INCORPORATED. Диаметр корда армирующего волокна в сравнительном примере 7 составил 0,80 мм.
Армирующий корд примера 10 показал лучшие характеристики, чем армирующий корд сравнительного примера 6. Армирующий корд примера 11 показал лучшие характеристики, чем армирующий корд сравнительного примера 7.
Настоящее изобретение может применяться в качестве композиции для получения слоя покрытия армирующего корда для армирования резины, армирующего корда для армирования резины и изделия из резины, армированного армирующим кордом для армирования резины.
1. Композиция для покрытия корда, включающая латекс первого каучука, фенольную смолу и водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида, причем процентное содержание первого каучука из расчета на твердые компоненты композиции, процентное содержание фенольной смолы из расчета на твердые компоненты композиции и процентное содержание водорастворимого продукта конденсации из расчета на твердые компоненты композиции находятся в интервалах от 30 до 95 мас.%, от 0,01 до 30 мас.% и от 2 до 15 мас.% соответственно, в которой
первый каучук представляет собой высоконасыщенный полимерный каучук, содержащий нитрильную группу, с йодным числом 120 или менее, водорастворимый продукт конденсации представляет собой продукт конденсации новолачного типа,
фенольная смола представляет собой фенольную смолу новолачного типа, полученную посредством взаимодействия фенола и формальдегида в присутствии кислотного катализатора.
2. Композиция для покрытия корда по п.1, которая включает латекс второго каучука, отличного от первого каучука, причем процентное содержание второго каучука в общем количестве твердых веществ в композиции составляет 60 мас.% или менее.
3. Композиция для покрытия корда по п.2, в которой латекс второго каучука представляет собой, по меньшей мере, один латекс, выбранный из группы, включающей латекс сополимера бутадиена и стирола, латекс дикарбоксилированного сополимера бутадиена и стирола, латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола, латекс изопренового каучука, латекс хлорпренового каучука, латекс хлорсульфированного полиэтилена и латекс сополимера акрилонитрила и бутадиена, с йодным числом более 120.
4. Армирующий корд для армирования резины, включающий армирующее волокно и слой покрытия, полученный таким образом, что армирующее волокно является покрытым, в котором слой покрытия получен из композиции для покрытия корда, композиция для покрытия корда включает латекс первого каучука, фенольную смолу и водорастворимый продукт конденсации резорцина и формальдегида, причем процентное содержание первого каучука из расчета на твердые компоненты композиции, процентное содержание фенольной смолы из расчета на твердые компоненты композиции и процентное содержание водорастворимого продукта конденсации из расчета на твердые компоненты композиции находятся в интервале от 30 до 95 мас.%, от 0,01 до 30 мас.% и от 2 до 15 мас.% соответственно, причем первый каучук представляет собой высоконасыщенный полимерный каучук, содержащий нитрильную группу, с йодным числом 120 или менее, водорастворимый продукт конденсации представляет собой продукт конденсации новолачного типа, фенольная смола представляет собой фенольную смолу новолачного типа, полученную посредством взаимодействия фенола и формальдегида в присутствии кислотного катализатора.
5. Армирующий корд для армирования резины по п.4, в котором композиция для покрытия корда включает латекс второго каучука, отличного от первого каучука, так что процентное содержание второго каучука из расчета на твердые компоненты композиции составляет 60 мас.% или менее.
6. Армирующий корд для армирования резины по п.5, в котором латекс второго каучука представляет собой, по меньшей мере, один латекс, выбранный из группы, включающей латекс сополимера бутадиена и стирола, латекс дикарбоксилированного сополимера бутадиена и стирола, латекс тройного сополимера винилпиридина-бутадиена-стирола, латекс изопренового каучука, латекс хлорпренового каучука, латекс хлорсульфированного полиэтилена и латекс сополимера акрилонитрила и бутадиена, с йодным числом более 120.
7. Армирующий корд для армирования резины по п.4, в котором масса слоя покрытия находится в интервале от 5 до 40 мас.% армирующего волокна.
8. Армирующий корд для армирования резины по п.4, в котором армирующее волокно представляет собой, по меньшей мере, одно волокно, выбранное из группы, включающей стекловолокно, арамидное волокно и углеродное волокно.
9. Армирующий корд для армирования резины по п.4, в котором слой покрытия дополнительно покрыт еще одним слоем покрытия.
10. Изделие из резины, армированное армирующим кордом для армирования резины по п.4.
