DE2004492C3

DE2004492C3 - Verfahren zur Herstellung von Verstärkerfüllstoffgemischen für Naturkautschuk

Info

Publication number: DE2004492C3
Application number: DE2004492A
Authority: DE
Inventors: Gregor Newton Berstein; Bram Bernard Sharon Boonstra
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1969-02-04
Filing date: 1970-01-31
Publication date: 1980-01-17
Also published as: US3622650A; DE2004492B2; GB1299262A; DE2004492A1; CA921654A

Description

Die Zumischung von Ruß zu vulkanisierbaren Naturkautschukmischungen zur Streckung und Verstärkung dieser Mischungen ist allgemein üblich und weitgehend vervollkommnet worden. In den letzten Jahren ist ein immer größer werdendes Bedürfnis für die Entwicklung von Laufflächenmischungen auf Basis von verstärktem Naturkautschuk entstanden, die als Vulkanisat einen wesentlich höheren Weiterrdßwiderstand, d. h. Widerstand gegen Schnittwachstum, haben, als dies bisher möglich war. Dieses Bedürfnis ist weitgehend unmittelbar der Zunahme der Zahl und des Einsatzes von Erdbewegungsmaschinen und anderen schweren Baumaschinen zuzuschreiben, die zwangsläufig außerhalb der Straße im Gelände verwendet werden. Die Reifen dieser Maschinen sind während des Einsatzes immer wieder schweren Belastungen unterworfen, die sufrke Schaden hervorrufen. Wenn beispielsweise eine solche schwere Maschine über unaufgeschlossene Baustellen gefahren wird, rollen ihre Reifen gegen Steine, durch einzwängende Löcher usw. wodurch die Laufflächen eingerissen und eingeschnitten werden, aber nicht dem Abrieb unterliegen. Aus diesem Grunde setzten intensive Bemühungen ein, Naturkautschukmischungen zu entwickeln, die 1) nicht leicht bis zur Zerstörung eingeschnitten und/oder eingerissen werden und bei denen 2) die Risse oder Schnitte nur in minimalem Maße weiterreißen können. Eine Möglichkeit, diese vorteilhaften Naturkautschukmischungen zu erhalten, ist die Verwendung von verstärkenden Füllstoffen, die im wesentlichen aus Gemischen von Ruß mil einer kolloidalen gefällten Kieselsäure bestehen. Die Erfindung ist auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung solcher Vcrstärkerfüllstoffgemische gerichtet, die bei Verwendung in Naturkautschukmischungen nicht nur zu wesentlichen Verbesserungen des Weilerreißwiderstandes der Vulkanisate, sondern auch /u Verbcsserungen verschiedener anderer erwünschter Kigenschaften der Vulkanisate führen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung verbesserter Ruß-Kieselsäure-Geniische, die sich zur Verstärkung von Naturkautschukmischungen eignen und ungewöhnlich gute Dispergierungseigenschaften in Naturkautschukmischungen haben.
·-, Es wurde gefunden, daß verbesserte Verstärkerfüllstoffgemische aus Ruß und Kieselsäure erhalten werden, wenn Gemische aus Ruß und gefällter Kieselsäure in einer Strahlmühle behandelt werden. Es ist entscheidend wichtig, daß der Ruß und die

ίο Kieselsäure zum Zeitpunkt des Mahlens zusammengegeben werden. Anderfalls gehen die Vorteile, die gemäß der Erfindung in bezug auf den Weiterreißwidersiand erzielt werden, weitgehend oder vollständig verloren.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nor-

Ii malerweise durch Fällung aus Lösungen hergestellte feinteilige Kieselsäuren verwendet, die eine BET-Oberfläche von etwa 50 bis 250 m²/g, vorzugswe-sc-zwischen etwa 75 und 150 mVg haben. Diese gefällten Kieselsäuren werden nach dem folgenden allgemeinen Verfahren hergestellt: Eine Lösung eines Alkalisilicate wird mit einem sauren Reaktionsteiinehmer unter geregelten Bedingungen neutralisiert oder angesäuert, wodurch gesonderte Teilchen aus amorpher Kieselsäure ausgefällt werden. Diese wasserhaltige amorphe Kieselsäure wird dann vom flüssigen Reaktionsmedium abgetrennt, durch Waschen von als Nebenprodukte gebildeten löslichen Salzen befreit und zur festen Form getrocknet. Die erhaltene Kieselsäure, die normalerweise in Form eines Kuchens vorliegt, wird dann beispielsweise mit

ίο einer Hammermühle oder einem Walzenstuhl zu einem extrem feinen, durch Fühlen nicht wahrnehmbaren, kolloidalen Feststoff gemahlen. Die erfindungsgemäß eingesetzten gefällten Kieselsäuren unterscheiden sich von Kieselgelen dadurch, daß sie im wesentlichen keine

j-, Porosität aufweisen. Diese fehlende Porosität ist an den relativ kleineren BET-Oberflächen der erfindungsgemäß in Frage kommenden Kieselsäuren im Vergleich zu den Kieselgelen erkennbar, deren Oberfläche größer als etwa 300 m²/g und gewöhnlich größer als etwa 500 m²/g

Die für die Herstellung der Ruß-Kieselsäure-Füllstoffgemische verwendeten Ruße sind im allgemeinen durch ihre Herstellungsweise und ihre »Struktur« gekennzeichnet. Im allgemeinen können diese Ruße

π nach dem Channel-Verfahren oder nach dem Furnace-Verfahren hergestellt werden. Channel-Ruße sind normalerweise für den vorgesehenen Zweck geeignet, jedoch den Furnace-Rußen hauptsächlich aus wirtschaftlichen Erwägungen unterlegen. Demgemäß sind

vi für die Zwecke der Erfindung zur Herstellung der Ru'VKieselsäure-Gemische Channel- oder Furnace-Ruße geeignet, r!ie eine spezifische Oberfläche (BET-N2) zwischen etwa 30 und l5Om²/g einen mittleren Durchmesser der Primärteilchen zwischen etwa 20 und

γ-, 75 πιμ (ermittelt durch elektronenmikroskopische Aufnahme) und einen Ölabsorptionsfaktor von wenigstens etwa 50cm^J Dibutylphthalat/IOOg des flockigen Rußes haben. Der Ölabsorptionsfaktor eines Rußes gilt beim Fachmann als ungefähr proportional der »Struktur« des

ho Rußes. »Struktur« ist die Eigenschaft eines Rußes, die das Ausmaß kennzeichnet, in dem Primärteilchen des Rußes zu einer kettenförmigen Struktur zusammengelagert sind. |e höher demgemäß die »Struktur« eines Rußes bei sonst gleichen Faktoren ist, umso größer ist

h-, sein Verstärkungsvermögen, wenn er in geeigneter Weise in einer Kautschukmischung dispergiert ist. Aus diesem Grunde werden Ruße, die einen Ölabsorptionsfaktor von mehr als etwa 70ml Dibutylphthalat/IOOg

flockigen RuD haben, für die Gemische gemäß der Erfindung stark bevorzugt.

Die erfindungsgemäß hergestellten Gemische enthalten im allgemeinen etwa 10 bis 50Gew.-% Kieselsäure und etwa 90 bis 50% Ruß. Das Mengenverhältnis der beiden Bestandteile ist jedoch normalerweise nicht entscheidend wichtig. Die zur Zeit allgemein für Naturkautschuk verwendeten Gemische von Ruß und Kieselsäure enthalten im allgemeinen etwa 30% Kieselsäure und etwa 70% Ruß.

Es ist ferner zu berücksichtigen, daß viele handelsübliche Ruße und gefällte Kieselsäuren in Pelletform oder geperlter Form erhältlich sind. Diese Pelletisierung oder Perlung der gewöhnlich flockigen Stoffe wird häufig vorgenommen, um die Handhabung zu erleichtern und den Grad des Staubens, das gewöhnlich bei der Handhabung der flockigen Materialien auftritt, zu verringern. Diese pelletisierten oder geperlten Kieselsäuren und RuBe sind für die Verstärkerfüllstoffgemische gut geeignet.

Wie bereits erwähnt, ist es wichtig, daß der Ruß und die Kieselsäure vor oder während des Mahlens des Gemisches in der Strahlmühle gemischt werden. Eine geeignete Methode zur Bildung des Gemisches aus Kieselsäure und Ruß, insbesondere bei Verwendung der Gemische in der oben genannten Pelletform, besteht beispielsweise darin, daß jeder Bestandteil getrennt und kontinuierlich der Strahlmühle zudosiert wird, in der auf diese Weise das Gemisch gebildet wird. Wenn jedoch der Ruß und die Kieselsäure in flockiger Form verwendet werder> sollen, werden normalerweise die Bestandteile vorzugsweise vor der Behandlung in der Strahlmühle gemischt. Diese Vermischung kann sehr einfach beispielsweise durch Mischen bestimmter Anteile im Rollfaß vorgenommen werden. Es ist zu bemerken, daß bei getrennter Behandlung der Kieselsäure und des Rußes in der Strahlmühle und anschließender Vermischung zur Bildung des Verstärkerfiillstoffgemisches die erfindungsgemäß mögliche Verbesserung des Weiterreißwiderstandes weitgehend verlorengeht, wie die später folgenden Beispiele zeigen.

Bei der Behandlung in der Strahlmühle werden feinteilige Feststoffe veranlaßt, mit hoher Geschwindigkeit auf harten Oberflächen und/oder aufeinander auzuprallen, während sie unter dem Einfluß eines oder mehrerer schnell strömender und sehr turbulenter Gasströme durch eine enge Kammer bewegt werden. Für die Mahlung, die für die Zwecke der Erfindung geeignet ist, sind zahlreiche Typen von Strahlmühlen bekannt.

Bei einer Klasse geeigneter Mühlen wird ein Gas in Strömen von hoher Geschwindigkeit in einem Winkel um einen Teil des Umfangs oder den gesamten Umfang eines Mahlraumes und/oder Klassierraumes eingeführt, in den die zu behandelnden Feststoffe eingeführt werden. Die Feststoffe kreisen um den Umfang der Kammer, und die Turbulenz und die Drehenergie, die den Feststoffteilchen durch die sehr schnellen Gasströme mitgeteilt werden, haben einen hohen Mahlungsgrad der Feststoffteilchen zur Folge. Bei einer anderen bekannten Klasse von Strahlmühlen werden die zu behandelnden Feststoffe einer geeigneten Kammer zugeführt, in der wenigstens zwei Ströme von hoher Geschwindigkeit aufeinandertreffen.

Die Arbeitsweise von Strahlmühlen ist dem Fachmann allgemein bekannt, so daß eine ausführliche Erläuterung hier überflüssig ist. Es ist jedoch zu bemerken, daß als Gase für die Strahlmühlen im allgemeinen Luft oder Wasserdampf verwendet werden, die beide für die Behandlung der Gemische gemäß der Erfindung geeignet sind. Natürlich können auch andere Gase verwendet werden, vorausgesetzt, daß eine nachteilige Reaktion mit der Kieselsäure und/oder dem Ruß vermieden wird. Beispielsweise können Gase wie Stickstoff, Kohlendioxyd, Argon, Neon und Abgase von Rußherstellungsöfen ebenfalls verwendet werden.

in Sirahlmühlen und ihre Arbeitsweise sind ausführlich in Chemical Engineering Handbook von P e r r y, 4. Auflage, McGraw-Hill Book Company 1963, 8, 42 bis 43, beschrieben.

Das Ausmaß, in dem das Ruß-Kieselsäure-Gemisch

i) dei Behandlung in der Strahlmühle unterworfen wird, ist sehr unterschiedlich. Im allgemeinen ist dem Gemisch eine solche Mahlenergie zu verleihen, daß das behandelte flockige Gemisch ein Schüttgewich· von weniger als etwa 144 kg/m^J haL Für Vergleichszwecke sei erwähnt, daß geeignete handelsübliche gefällte Kieselsäuren im allgemeinen ein Schüttgewicht von mehr als 160 kg/m³ haben. Die in Frage kommenden handelsüblichen Ruße für gummitechnische Zwecke haben ebenfalls im allgemeinen Schüttgewichte von

2^r> mehr als etwa !60 kg/m³.

Nach der Behandlung in der Strahlmühle können die erfindungsgemäß hergestellten Ruß-Kieselsäure-Gemische nach Belieben einer weiteren Behandlung unterworfen werden, um sie für ihren vorgesehenen

jo Verwendungszweck noch geeigneter zu machen. Beispielsweise ist es zur Erleichterung des bereits genannten Problems der Handhabung flockiger kolloidaler Teilchen ohne wesentliche nachteilige Staubbildung und des Problems der Dosierung häufig erwünscht,

r> die gemahlenen Gemische zu pelletisieren oder zu perlen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Gemische können in Naturkautschukmischungen in Mengen zwischen etwa 30 und 85 Gew.-%, bezogen auf den darin

4(i enthaltenen Kautschuk, verwendet werden. Im allgemeinen werden die maximalen Vorteiie der erfindungsgemäß hergestellten Verstärkerfüllstoffgemische in Laufflächenmischungen auf Basis von Naiurkautschuk erzielt, wenn sie in Mengen zwischen etwa 50 und

4i 70Gew.-% des in der fertigen Mischung enthaltenen Kautschuks verwendet werden. Hierbei ist jedoch zu bemerken, daß die Verstärkerfüllstoffe in beliebiger geeigneter Weise in der Mischung auf Basis von Naturkautschuk dispergiert werden können. Beispielsweise kann das Verstärkerfüllstoffgemisch in der Naturkautschukmischung oder im Naturkautschuklatex bis zur endgültigen Konzentration in einer oder mehreren Dispergierungsstufen verteilt werden. Es ist auch möglich, einer Naturkautschuk-Vormischung einen

-,5 verhältnismäßig hohen Anteil des Verstärkerfüllstoffgemisches (bis etwa 85 Gew.-% Feststoffe, bezogen auf den Kautschukgehalt) zuzumischen, worauf die Konzentrationen des Verstärkerfüllstoffs auf die für den Endgebrauch erforderlichen Werte durch Zugabe

w) weiterer Mengen von Naturkautschuk oder anderen elastomcren Polymeren verringert werden können.

Beispiel 1

Eine Reihe von Proben von Ruß-Kiesclsäure-Gemischen, die etwa 35 Gew.-% Kieselsäure und etwa 65 Gew.-% Ruß enthielten, wurde unter Verwendung

eines geperlten ISAF-Öl-Furnace-Rußes, der einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 23 ηιμ, eine BET-Oberfläche von etwa 115 mVg, einen Dibuiylphthalat-ÖIabsorptionsfaktor von etwa l75ml/IOOg und ein Schüttgewicht von etwa 352 kg/m¹ halte, und einer pelletisienen gefällten kolloidalen Kieselsäure, die eine BET-Oberfläche von etwa I25m²/g und ein Schüttgewicht von etwa 256 kg/m³ hatte, hergestellt.

In der Reihe A wurden der Ruß und die Kieselsäure gemischt, indem sie in einen Trommelmischer gegeben und etwa 30 Minuten gerollt wurden.

In der Reihe B wurden die Bestandteile in der gleichen Weise wie in der Reihe A gemischt. Nach dem Mischen wurde jp.doch das Gemisch in einer 10,2-cm-Micronizer-Strahlmühle behandelt, wobei die Einsatzmenge etwa 2,72 kg/Std. betrug und Luft von Raumtemperatur als Mahlmedium bei einem Eintrittsdruck von etwa 6,3 atü am Einführungsstutzen und bei einem Druck der Mahlströme von 6 atü verwendet wurde. Das als Produkt erhaltene Ruß-Kieselsäure-Gemisch hatte ein Schüttgewicht von etwa 112 kg/m³.

In der Reihe C wurde im wesentlichen in der gleichen Weise wie in der Reihe B gearbeitet mit dem Unterschied, daß die Vermischung der Kieselsäure und des Rußes in der Strahlmühle erfolgte. Demgemäß wurden in die Strahlmühle kontinuierlich stündlich etwa 0,82 kg der pelletisierten Kieselsäure und etwa 1,9 kg des geperlten Rußes gegeben. Ein Teil des bei dieser Versuchsreihe erhaltenen flockigen Ruß-Kieseisäure-Gemisches C (f), das ein Schüttgewicht von etwa 112 kg/m³ hatte, wurde dann erneut geperlt, indem es in einer erhitzten Pelletisierungsvorrichtung vom Typ des Trommelmischers gerollt wurde. Das erhaltene geperlte Gemisch, das ein Schüttgewicht von 3843 kg/m' hatte, wird nachstehend als Reihe C (p) bezeichnet.

In der Versuchsreihe D wurden der Ruß und die Kieselsäure getrennt in der Strahlmühle gemahlen und dann gemischt. Die Bestandteile wurden hierbei getrennt in einer Menge von 2,72 kg/Stunde unter den gleichen Bedingungen wie in der Reihe B und C der Behandlung in der Strahlmühle unterworfen. Die gemahlene Kieselsäure wurde aufgefangen. Unmittelbar darauf wurden stündlich etwa 2,72 kg Ruß in die Strahlmühle gegeben. Die getrennt gemahlenen Bestandteile wurden dann im Gewichtsverhältnis von Ruß zu Kieselsäure von 65 :35 in einem Trommelmischer im wesentlichen in der gleichen Weise gemischt, wie für die Herstellung des Gemisches der Reihe A beschrieben.

Tabelle I

Dieses Produkt hatte ein Schüugewicht von etwa 72 kg/m¹.

Die Versuchsreihe E war im wesentlichen eine Wiederholung der Versuchsreihe D mit dem Unterschied, daß nur die Kieselsäure in der Strahlmühle gemahlen wurde. Dieses Produki hatte ein Schüttgewicht von etwa 256 kg/m¹.

Proben aller Kieselsäure-Ruß-Gemische, die in der. Versuchsreihen A bis E hergestellt wurden, wurden einer Standard-Naturkautschukmischung gemäß ASTM D-15 nach einem zweistufigen Standard-Dispergierungsverfahren zugemischt, wobei in einer ersten Stufe die Kautschukmischung in einem Banbury-Mischeretwa8 Minuten bei I5O°C geknetet wurde, worauf eine Ruhezeit von etwa 16 Stunden folgte und schließlich 3 Minuten in einem bei Raumtemperatur gehaltenen Banbury-Mischer geknetet wurden.

Zusammensetzung der Kautschukmischung

Gew.-Teile

Naturkautschuk	100
Schwefel	t,5
N-tert.-Biityl-2-benzothiazol-
sulfenamid	1.5
Zinkoxyd	5
Stearinsäure	3,5
Diäthylenglykol	\2
Ruß-Kieselsäure-Gemisch	60
Polymerisiertes 1,2-Dihydro-
2,2,4-trimethylchinolin	2,5
Kieferteer	6,0

Anschließend wurden von jeder Kautschukmischung mehrere Prüfstäbe geformt und vulkanisiert. Die

j; Prüfstäbe wurden dann dem Weiterreißversuch nach DeMattia gemäß ASTM D 813-59 unterworfen. Ferner wurden von dem vulkanisierten Prüfstäben Schnitte von etwa 2 μ genommen und unter dem Mikroskop untersucht. Durch diese Untersuchung wurde das Dispergiervermögen des Rußes und der Kieselsäure in jeder Mischung ermittelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle genannt. Sie wurden ermittelt nach der Prüfmethode von A. I. Medal ia, Rubber Chern. und Techn. 34 (1961), S. 134. Die

4^r> Dispergierung der Kieselsäure wurde nach der Methode von Leigh-Dugmore, Rubber Chem & Tech 29 (1956), S. 1303 ermittelt. Sie ist ausgedrückt in Vol.-% Kieselsäureagglomerate, die größer sind als etwa 6,5 μ.

Reihe (zweistufige
Dispergierung)

Weiterreißwiderstand Dispergierung Dispergierung

in % der Reihe A, (Kieselsäure, Leigh-Dugmore) (RuB, Mcdalia)

ASTM D-13-59

A (Standard)

C(f)

C(P)

100
400
400
300
210
100

weniger als 5% weniger als 5⁰Zn weniger als 5% weniger als 5% weniger als 5% weniger als 5'',o

B-2·) B-3·) B-3^#) D-2·) B-2·) B-2·)

*) Bei den vorstehenden Werten, die aus der Kombination eines Buchstabens mit einer Zahl bestehen, ist die Dispergierung um so besser, je niedriger der Buchstabe ist, und das Dispergierungjvermögen um so besser, je niedriger die Zahl ist (innerhalb jeder Buchstabenklasse). Ferner gelten Dispergierungswerte zwischen B-2 und C-3 allgemein als annehmbar.

Beispiel 2

Dieses Beispiel ist im wesentlichen eine Widerholung gewisser Teile dca Beispiels 1 mit der Ausnahme, daß ein Einstufenverfahren für die Dispergierung des Ruß-Kieselsäure-Gemisches in der Naturkautschukmischung an Stelle der in Beispiel 1 beschriebenen Zweistufenmetho-

de verwendet wurde. Demgemäß wurden die gemäß Reihe A, C(f) und E von Beispiel I hergestellten Ruß-Kieselsäure-Gemische in der gleichen Konzentration (60 Gew.-Teile pro 100 Teile Kautschuk) eingearbeitet, indem die Bestandteile im Banbury-Mischer etwa 8 Minuten bei 66⁰C geknetet wurden. Die erhaltene

Tabelle Il

Kautschukmischung wurde dann aus dem Mische ausgeworfen und ohne weiteres Mischen verwende! Die erhaltenen Gummiproben wurden dann auf die i Beispiel t beschriebene Weise verarbeitet und geprüf Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend i Tabelle Il genannt.

Reihe (zweistufige Weiterreißwiderstand Dispergieriing Dispergiemng) in % der Reihe A. (Kieselsäure, I.eigh-Dugmore)

ASTM D-IJ-59

Dispergiemng (Ruß, Medalia)

A (Standard)

C(O

100 360 180

über 40% weniger als 5% weniger als 5% B-3
B-2
C-3

Beispiel 3

Der in Beispiel 2 beschriebene Versuch wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß ein anderer Ruß verwendet wurde, und zwar ein geperlter SAF-Öl-Furnace-Ruß mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 20 ηιμ. einer BET-Oberfläche von etwa 140m²/g und einem Dibutylphthalat-Absorptionsfaktor von etwa 115 ml/100 g Ruß. Der Ruß hatte ein Schüttgewicht von etwa 352 kg/m³.

In der Reihe I wurde ein Vergleichsgemisch hergestellt, indem der geperlte Ruß und die Kieselsäure im Gewichtsverhältnis von 70 : 30 im Trommelmischer gemischt wurden.

In der Reihe 2 wurde nur die Rußkomponente des endgültigen Gemisches in der Strahlmühle unter praktisch den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
gemahlen und dann mit der ungemahlenen Kicselsäuri

.'ο im Trommelmischer gemischt.

In der Versuchsreihe 3 wurden der Ruß und di< Kieselsäure gemischt und das Gemisch anschließend au die für die Reihe B in Beispiel I beschriebene Weise ir der .Strahlmühle gemahlen. Das erhaltene Gemiscl

-'"> hatte ein Schüttgewicht von etwa 72 kg/m'.

Die in (It vorstehend beschriebenen Weise herge stellten einzelnen Ruß-Kieselsäure-Gemische wurdet dann getrennten Naturkautschukmischungen, die die ir Beispiel I genannte Zusammensetzung hatten, auf die ir

») Beispiel 2 beschriebene Weise zugemischt. Die erhalte nen Kautschukmischungen wurden auf die bereit beschriebene Weise geprüft. Die Ergebnisse sind it Tabelle III genannt.

Tabelle 111	Weiterreißwiderstand in % der Reihe A. ASTM D-13-59	Dispergierung (Kieselsäure. Leigh-Dugmore)	Dispergierung (RuB. Medalia)
Reihe (zweistufige Dispergierung)	100 100 240	über 40% über 40% weniger als 5%	B-3-4 C-3 C-3
1 fStandard^ 2 ' 3

Obwohl dies in den vorstehenden Beispielen nicht ausdrücklich erwähnt wurde, liegt eines der wichtigen Merkmale des Verfahrens und der Verstärkerfüllstoffe gemäß der Erfindung darin, daß nicht nur die für Gummi erwünschte Eigenschaft des Weiterreißwiderstandes wesentlich verbessert wird, sondern daß auch normalerweise andere wichtige Eigenschaften von Naturkautschuk im allgemeinen und Laufflächenmischungen im besonderen hierdurch nicht schlechter werden. So sind die Abriebfestigkeit und Einreißfestigkeit der Kautschukvulkanisate, die die erfindungsgemäß hergestellten Verstärkerfütlstoffgemische enthalten, mit den entsprechenden Eigenschaften von Vulkanisaten, die die gewöhnlichen bekannten Ruß-Kieselsäure-Gemische enthalten, gleichwertig oder sogar etwas besser. Es wurde ferner festgestellt, daß die Erwärmung von Naturkautschukvulkanisaten, die die verbesserten Verstärkerfüllstoffgemische enthalten, wesentlich geringer ist als bei Vulkanisaten, die nicht der Behandlung in der Strahlmühle unterworfene Gemische von Ruß vnd Siiiciumdioxyd enthalten.

Natürlich sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen möglich. Beispielsweise können die Natur

-r> kautschukmischungen außer den erfindungsgemä!

hergestellten Verstärkerfüllstoffen und dem Naturkau tschuk Vukanisationsmittel, Füllstoffe, Pigmente, Färb stoffe, Antioxydantien. Gleitmittel u. dgl. enthalten.

Die verbesserten Kautschukmischungen und Vulkr.ii sate können auch für andere Zwecke außer ii Laufflächenmischungen verwendet werden. Sie sine beispielsweise vorteilhaft für die Herstellung <
Gummischuhsohlen und Gummiabsätzen.

Die Verwendung von synthetischen Elastomeren is nicht erwähnt worden, jedoch ist zu bemerken, daß aucl verhältnismäßig geringe Mengen (d. h. weniger als etw; 40 Gew.-% der Naturkautschukkomponente) syntheti sehe Elastomere in den Naturkautschukmischungei verwendet werden können. Beispielsweise könnet

bo synthetische Elastomere wie Isopren, Buna N, Butyl kautschuk, Äthylen-Propylen-Kautschuk und Butadien kautschuk einen Teil der Naturkautschukmischungei bilden, um weitere vorteilhafte Eigenschaften de Endprodukte zu erzielen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines VerstärkungsfüHstoffgemisches auf der Basis von RuB und gefällter Kieselsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus

a) 90 bis 50Gew.-°/o eines Rußes mit einer BET-Nj-Oberfläche zwischen 30 und 150m²/g, einem ölabsorptionsfaktor von mehr als 50 cm³ Dibulylphthalat/100 g und einem Schüttgewicht von mehr als 160 kg/m³ und

b) 10 bis 50Gew.-% einer gefällten Kieselsäure mit einer BET-N2-Oberfläche zwischen 50 und 250 m²/g und einem Schüttgewicht von mehr als 160 kg/m³

in einer Strahlmühle intensiv bis zu einer Verminderung des Schüttgewichts des Gemisches auf weniger als 144 kg/m^J vermahlt und dann gegebenenfalls zu Pellets formt

2. Verwendung des gemäß Anspruch 1 erhaltenen Gemisches zum Verstärken von Mischungen auf der Basis von Naturkautschuk, in Mengen von 30 bis 85 Gewichtsteilen, bezogen auf den Elastomeranteil.