Смесь протектора зимней шины

Изобретение относится к смеси протектора зимней шины. Смесь для протектора включает пригодную для сшивки полимерную основу с ненасыщенной цепью; 50-90 мас. частей диоксида кремния с площадью поверхности 80-130 м²/г на 100 мас. частей полимера и 4-10 мас. частей на 100 мас. частей полимера силанового связующего формулы I:

где:

R¹ представляет собой -ОСН₂СН₃ и

R² представляет собой - O(CH₂CH₂O)₅(CH₂)₁₂СН₃. Изобретение позволяет улучшить сцепление шины на влажном дорожном покрытии и в зимних условиях. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к смеси протектора зимней шины.

Известный уровень техники

Зимние шины разработаны для безопасного устойчивого движения в зимних условиях, то есть на льду и на снегу.

В некоторых смесях газовую сажу долго заменяли диоксидом кремния, который особенно предпочтителен в плане устойчивости к скольжению и сцепления на мокром покрытии дороги.

Диоксид кремния используется в комбинации с силановыми связующими, которые связываются с силанольными группами диоксида кремния для предотвращения образования водородных связей между частицами диоксида кремния, при этом химически фиксируя диоксид кремния на полимерной основе.

Как известно, одной из проблем, стоящих перед производителями зимних шин, является тонкий баланс между сцеплением на влажном дорожном покрытии и приемлемыми характеристиками на снегу. Одно из решений для улучшения сцепления с влажным дорожным покрытием состоит в увеличении содержания диоксида кремния в смеси протектора. При значительном повышении сцепления с влажным дорожным покрытием высокое содержание диоксида кремния в смеси для протектора ухудшает, однако, характеристики шины на льду и на снегу, делая слишком твердой смесь протектора.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание смеси протектора, пригодной для достижения превосходного сцепления как на влажном дорожном покрытии, так и в зимних условиях.

Согласно настоящему изобретению предложена смесь протектора, включающая пригодную для сшивки полимерную основу с ненасыщенной цепью; 50-90 частей диоксида кремния на 100 частей полимера; и 4-10 частей силанового связующего на 100 частей полимера; указанная смесь характеризуется тем, что площадь поверхности указанного диоксида кремния составляет 80-130 м²/г, и указанное силановое связующее имеет формулу I

где:

R¹ является -OCH₂CH₃, и

R² является -O(CH₂CH₂O)₅(CH₂)₁₂CH₃

Осуществление изобретения

В предпочтительном осуществлении указанная смесь включает 10-40 частей BR (бутадиеновый каучук) с содержанием винильных групп 60-80% на 100 частей смолы.

Далее приведены не ограничивающие примеры для более ясного понимания изобретения.

Приготовлены пять контрольных смесей (A, B, C, D, E) и две смеси в соответствии с настоящим изобретением (F, G) и каждую проверили на сцепление с влажным дорожным покрытием и характеристики на льду/снегу.

Смеси, использованные в примерах, приготовлены с использованием следующей процедуры:

- приготовление смесей -

1-ая стадия смешивания

До смешивания в 230-270 литровый тангенциальный роторный миксер загружают пригодную для сшивки полимерную основу, диоксид кремния, силановое связующее и масло с коэффициентом заполнения 66-72%.

Миксер работает со скоростью 40-60 об/мин и смесь выгружают при достижении температуры 140-160°C.

2-ая стадия смешивания

Смесь первой стадии снова перерабатывают в миксере, который работает со скоростью 40-60 об/мин и выгружают при достижении температуры 130-150°C.

3-ья стадия смешивания

Отверждающую композицию добавляют к смеси второй стадии до коэффициента заполнения 63-67%.

Миксер работает со скоростью 20-40 об/мин и смесь выгружают при достижении температуры 100-110°C.

В таблице 1 представлены композиции пяти контрольных смесей.

Таблица 1
	A	B	C	D	E
SI 723	110	110	82,5	82,5	82,5
Nd-BR	20	-	-	-	-
BR с высоким содержанием винильных групп		20	40	40	40
Диоксид кремния (VN3)	66	66	66	-	-
Диоксид кремния (Z1115)	-	-	--	66	76
SI75	6,6	6,6	6,6	6,6	7,6
Масло	-	-	7,5	7,5	7,5
Сера	1,8	1,8	1,8	1,8	1,3

В таблице 2 представлены композиции двух смесей согласно изобретению.

Таблица 2
	F	G
S1723	110	82,5
Nd-BR	20	-
BR с высоким содержанием винильных групп	-	40
Диоксид кремния (Z1115)	83	76
Силановое связующее (I)	9,6	8,8
Масло	7,5	7,5
Сера	1,2	1,2

Как можно видеть при сравнении двух таблиц, смеси согласно настоящему изобретению отличаются от контрольных смесей содержанием диоксида кремния с низкой площадью поверхности (то есть 110 м²/г), продаваемого под торговой маркой Z1115, и специфического силанового связующего формулы I. Площадь поверхности диоксида кремния, используемого в контрольных смесях A-C составляет 170 м²/г.

Смесь G представляет дальнейшее улучшение состава за счет высокого (то есть 70%) содержания винильных групп в BR.

Как указано, смеси "А-G" прошли испытания для определения сцепления на влажном дорожном покрытии и в зимних условиях.

В таблице 3 представлены результаты испытаний.

Таблица 3
	A	B	C	D	E	F	G
TanD при 0°C	100	106	107	107	112	110	113
E' при -20°C	100	95	93	97	94	100	99
E' при 30°C	100	99	99	97	101	100	99
Показатель износостойкости	100	60	75	85	95	100	98

Как известно специалистам, значения TanD при 0°C, E' при -20°C и E' при 30°C, означают показатель сцепления на влажном дорожном покрытии, характеристики в зимних условиях и на сухом дорожном покрытии соответственно.

Упругую составляющую динамического модуля (E') и TanD измеряют в соответствии со стандартом ASTM D5992.

Показатель износостойкости определяют на установке для испытания на истирание DIN в соответствии со стандартом ASTM 5963.

Как показывают результаты таблицы 3, смеси F и G согласно настоящему изобретению являются единственными, которые обеспечивают высокую степень как сцепления на влажном дорожном покрытии, так и характеристик в зимних условиях. При использовании BR с высоким содержанием винильных групп, в дополнение к комбинации диоксида кремния с низкой площадью поверхности и силановому связующему формулы (I), достигаются еще лучше результаты в плане сцепления на влажном дорожном покрытии, при сохранении превосходных характеристик в зимних условиях.

Наконец, важно отметить, что смеси согласно настоящему изобретению также обеспечивают превосходные характеристики на сухом дорожном покрытии и значение показателя износостойкости.

1. Смесь протектора для зимней шины, включающая пригодную для сшивки полимерную основу с ненасыщенной цепью; 50-90 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. полимера и 4-10 мас.ч. силанового связующего на 100 мас.ч. полимера, характеризующаяся тем, что площадь поверхности указанного диоксида кремния составляет 80-130 м²/г, и указанное силановое связующее имеет формулу I

где R¹ представляет собой -ОСН₂СН₃, и
R² представляет собой -О(CH₂CH₂O)₅(СН₂)₁₂СН₃.

2. Смесь протектора по п.1, характеризующаяся тем, что она содержит 10-40 мас.ч. бутадиенового каучука (BR) с содержанием винильных групп более 60% на 100 мас.ч. полимера.

3. Протектор, выполненный из смеси по пп.1 и 2.

4. Шина, включающая протектор по п.3.