HU223429B1 - Szilíciummal kezelt kormokat tartalmazó elasztomer kompoundok - Google Patents

Abstract

A találmány tárgyát egy elasztomert, szilíciummal kezelt kormot ésadott esetben egy kapcsolószert tartalmazó elasztomer kompoundokképezik. Kapcsolószer távollétében az elasztomer kompound rosszabbkopási ellenállást, magas hőmérsékleten kisebb hiszterézist ésalacsony hőmérsékleten hasonló vagy nagyobb hiszterézist fejt ki, minta kezeletlen kormot tartalmazó elasztomer. A találmány egy sor ilyenelasztomert tartalmazó elasztomer készítményt és receptúrát ismertet.Ugyancsak ismertet elasztomer és oxidált, szilíciummal kezelt kormottartalmazó elasztomer kompoundokat. A találmány ismerteti a kezeltkorommal kompoundált elasztomerek előállítási eljárásait is. ŕ

Description

A találmány tárgyát új, javított hiszterézis tulajdonságokkal rendelkező elasztomer kompoundok képezik, közelebbről szilíciummal kezelt kormot tartalmazó új elasztomer kompoundok, és ilyen kompoundokból gyártott termékek.

A kormokat széleskörűen használják, mint pigmenteket, töltő- és erősítőanyagokat gumi és más elasztomer kompoundok kompoundálása és előállítása során. A kormok különösen hasznos erősítőanyagok a kerékköpenyek elasztomer kompoundjainak előállításánál.

A kormokat kemence típusú reaktorban állítják elő úgy, hogy egy szénhidrogén alapanyagot forró égetőgázokkal pirolizálnak, és így szemcsés kormot tartalmazó égéstermékeket állítanak elő. A kormok aggregátum alakúak, és az aggregátumot koromszemcsék képezik. A koromszemcsék azonban általában nem léteznek a koromaggregátumoktól függetlenül. A kormokat általában analitikai tulajdonságaik alapján jellemezzük, így - nem kizáró jelleggel - a szemcsemérettel és a fajlagos felülettel, az aggregátum méretével, alakjával és eloszlásával; és felületük kémiai meg fizikai tulajdonságaival. A kormok tulajdonságait a szakterületen ismert analitikai módszerekkel határozzuk meg. így például a nitrogén adszorpciós felületük (melyet az ASTM D 3037 szerinti A módszerrel mérünk) és a cetil-trimetilammónium-bromid-adszorpcióértékük [CTAB; amelyet az ASTM D 3765 (09.01) szerinti módszerrel határozunk meg] a mértéke a fajlagos felületüknek. Az őrölt korom dibutil-ftalát-abszorpciója (CDBP; melyet az ASTM D 3493-86 szerinti módszerrel mérünk) és a nem őrölt korom dibutil-ftalát-abszorpciója (DBP; amit az ASTM D 2414-93 szerint határozunk meg) az aggregátum szerkezetére utal. A megkötöttgumi-érték a korom felületi aktivitására jellemző. Egy adott korom tulajdonságai a gyártási körülményektől függnek, és a hőmérséklet, a nyomás, az alapanyag, a tartózkodási idő, a hűtési hőmérséklet, a táplálkozási sebesség és egyéb paraméterek változtatásával változtathatók.

A kerékköpenyek gyártásánál általában a köpeny futófelületének és egyéb részeinek konstrukciójánál kívánatos koromtartalmú kompoundokat alkalmazni. A megfelelő futófelület-kompoundhoz például egy elasztomer kompoundot használunk, hogy különböző hőmérsékleteken a kopási ellenállás és a jó hiszterézisegyensúlyát biztosítsuk. Kívánatos a nagy kopási ellenállású köpeny, mert a kopási ellenállás arányos a köpeny élettartamával. A korom fizikai tulajdonságai közvetlenül befolyásolják a köpenykompound kopási ellenállását és hiszterézisét. A nagy felületű és kis szemcseméretű korom nagy kopási ellenállást és nagy hiszterézist kölcsönöz a köpenykompoundnak. A koromtöltet befolyásolja az elasztomer kompoundok kopási ellenállását is. A kopási ellenállás nő a növekvő töltetmennyiséggel, legalábbis egy optimális pontig, ami felett csökken a kopási ellenállás. Egy elasztomer kompound hiszterézise a ciklikus deformáció alatt eloszlatott energiára vonatkozik. Más szóval egy elasztomer készítmény hiszterézise arra a különbségre utal, ami az elasztomer készítmény deformálására alkalmazott energia és a között az energia között van, amit az elasztomer készítmény kibocsát, amikor visszatér nem deformált, eredeti állapotába. A hiszterézist egy veszteségi tangenssel, tg δ-val jellemezzük, ami a veszteségi modulusnak és a tárolási modulusnak (vagyis a viszkózus modulusnak és az elasztikus modulusnak) a viszonyszáma. Az olyan kerékköpenyek, amelyek olyan köpenyfutófelület-kompoundból készültek, amelyeknek magasabb hőmérsékleten, mint 40 °C-on vagy ennél magasabban, kisebb a hiszterézise, azoknak csökkentett lesz a gurulási ellenállása, aminek az az eredménye, hogy a köpennyel felszerelt járműnek kisebb lesz az üzemanyag-fogyasztása. Ugyanakkor egy olyan köpeny-futófelület esetében, amelynek alacsony hőmérsékleten, mint 0 °C-on vagy ennél alacsonyabban, mért hiszterézisértéke nagyobb, olyan köpenyt kapunk, aminek nagy a nedvesállapotú vontatási és csúszási ellenállása, ami növeli a vezetés biztonságát. Ily módon arról a köpenyfutófelület-kompoundról mondható el, hogy jó a hiszterézis-egyensúlya, ami magas hőmérsékleten kis hiszterézist és alacsony hőmérsékleten nagy hiszterézist mutat fel.

Sok más alkalmazási terület is van, ahol előnyös a jó hiszterézis-egyensúllyal rendelkező elasztomer biztosítása, de ahol a kopási ellenállás nem egy fontos tényező. Ilyen alkalmazási területek közé tartoznak az olyan kerékköpeny-komponensek, mint a futófelület alatti rész, az ék kompoundok, oldalfal, a karkasz, az apex, az ágytöltet és a huzalhártya; motor beszerelő alkatrészek; valamint az ipari meghajtó- és gépszíjakban használt alapkompoundok.

A szilícium-dioxidot is használjuk elasztomerek erősítő- (vagy töltő-) anyagaként. Ha azonban csak szilícium-dioxidot használunk elasztomer erősítőanyagaként, akkor ez gyenge teljesítményhez vezet azokhoz az eredményekhez képest, amelyeket egymagában korommal mint erősítőanyaggal kapunk. Feltételezzük, hogy az erős töltőanyag-töltőanyag egymásra hatás és a rossz töltőanyag-elasztomer kölcsönhatás okozza a szilícium-dioxid gyenge teljesítményét.

A GB 1213186 és DE 1948443 számú szabadalmi leírások olyan megoldásokat írnak le, amelyekben szilíciumtartalmú anyag és korom együttesen szerepel fizikai keverékben. Ezek a keverékek az elasztomer termékek tulajdonságának javítására nem alkalmasak.

A szilícium-elasztomer összhatás oly módon javítható, hogy a két anyagot egy kémiai kötőanyaggal, mint bisz(3-trietoxi-szilil-propil)-tetraszulfánnal kapcsoljuk egymáshoz, ami a Degussa AG, németországi cégtől szerezhető be Si—69 elnevezésen. A kapcsolószerek, mint az Sí—69 kémiai kötést hoznak létre az elasztomer és a szilícium-dioxid között, ezáltal a szilíciumdioxidot az elasztomerhez kötik.

Ha a szilícium-dioxid kémiailag kötődik az elasztomerhez, akkor az így kapott elasztomer kompoundok bizonyos teljesítménybeli tulajdonságai feljavulnak. Ha gépjárműköpenyekbe dolgozzuk be őket, akkor az ilyen elasztomer kompoundok hiszterézis-egyensúlya javul. A primer erősítőanyagként szilícium-dioxidot tartalmazó elasztomer kompoundoknak azonban kicsiny a hővezető képessége, nagy az elektromos ellenállása, nagy a sűrűsége és rossz a feldolgozhatósága.

HU 223 429 BI

Ha erősítőanyagként elasztomer készítményekben csak kormot használunk, akkor az kémiailag nem kötődik az elasztomerhez, de a koromfelület sok helyet szolgáltat az elasztomerrel való együttműködésre. Bár a korom kapcsolószer alkalmazása némileg javíthatja az elasztomer készítmény hatásosságát, ez a javulás nem hasonlítható össze azzal, ha egy kapcsolószert szilícium-dioxiddal kombinálunk.

A jelen találmány egyik tárgya olyan új elasztomer kompoundok szolgáltatása, amelyeknek jobb a hiszterézis-egyensúlya. A találmány másik tárgya szilíciummal kezelt kormot tartalmazó elasztomer kompound szolgáltatása. A találmány egy ismét másik tárgya olyan elasztomer kompound szolgáltatása, ami olyan szilíciummal kezelt kormokat szolgáltat, melyekben a korom egy kapcsolószenei van hatásos módon az elasztomerhez kapcsolva. Ilyen korom alkalmazható például a keréktömlő-kompoundokban, ipari gumitermékekben és egyéb gumitárgyakban. A találmány még további tárgya olyan, szilíciummal kezelt korom/elasztomer készítmények szolgáltatása, amelyek több termékalkalmazást tesznek lehetővé az elasztomerek egy variációjának felhasználásával. A következő leírásból és igénypontokból a jelen találmány további tárgyai fognak kitűnni.

A rajzok rövid leírása

Az 1. ábra a jelen találmány szerinti kezelt kormok gyártására használható koromreaktor egy típusa részletének vázlatos rajza.

A 2. ábra a jelen találmány szerinti elasztomer készítményeken végzett kötöttgumi-vizsgálati módszer eredményeit bemutató grafikon.

A 3a., 3b. és 3c. ábrák a jelen találmány szerinti elasztomer készítményeken különböző hőmérsékleteken és nyúlásoknál mért hiszterézisértéket bemutató grafikonok.

A 4a. és 4b. ábrák a jelen találmány szerint felhasználható és a korábbi típusú kormokat összehasonlító mikroszkópos fényképfelvételek.

A találmány összefoglalása

A jelen találmány tárgyát olyan elasztomer kompound képezi, amely egy elasztomert és egy szilíciummal kezelt kormot, valamint adott esetben egy kapcsolószert tartalmaz. Számos ilyen elasztomert és ilyen elasztomereket felhasználó készítményt szemléltetünk és ismertetünk. A szilíciummal kezelt korom az elasztomernek a nem kezelt koromhoz képest kisebb kopási ellenállást, magas hőmérsékleten kisebb hiszterézist és alacsony hőmérsékleten hasonló vagy megnövelt hiszterézist kölcsönöz. Ismertetünk elasztomert és oxidált, szilíciummal kezelt kormot tartalmazó elasztomer kompoundokat is. Szintén ismertetünk módszereket a szilíciummal kezelt kormokat tartalmazó elasztomer kompoundok előállítására, valamint ilyen kompoundokból gyártott termékeket.

A találmány részletes leírása

Feltalálók azt találták fel, hogy kívánt hiszterézis és egyéb tulajdonságokkal rendelkező elasztomer kompoundok állíthatók elő úgy, hogy egy elasztomert egy szilíciummal kezelt korommal kompoundálnak. A szilíciummal kezelt koromban egy szilíciumtartalmú anyagot (nem korlátozó jelleggel) szilícium-oxidot vagy szilícium-karbidot lehet eloszlatni a koromaggregátumnak legalább egy részében, mint a koromnak lényeges komponensét.

Az egy elasztomert és egy szilíciummal kezelt kormot tartalmazó elasztomert tartalmazó elasztomer kompoundban a szilíciummal kezelt korom az elasztomernek kisebb kopási ellenállást, alacsony hőmérsékleten hasonló vagy nagyobb veszteségitangens-értéket és magas hőmérsékleten kisebb veszteségitangens-értéket kölcsönöz a nem kezelt koromhoz képest.

A szilíciummal kezelt koromaggregátumok nem diszkrét koromaggregátumok és diszkrét szilíciumoxid-aggregátumok keverékei. A szilíciummal kezelt koromaggregátumok a koromaggregátum felületén vagy azon belül elhelyezhető, legalább egy szilíciumtartalmú régiót tartalmaznak.

Ha a szilíciummal kezelt kormot STEM-EDXmódszerrel vizsgáljuk, akkor a szilíciumtartalmú részeknek megfelelő szilíciumjelet az egyes koromaggregátumokban találjuk. Összehasonlításként egy fizikai szilícium-korom keverékben a STEM-EDX-vizsgálat világosan megkülönböztethető szilícium- és koromaggregátumokat mutat ki.

A szilíciummal kezelt kormok úgy állíthatók elő, hogy a kormot elpárologtatható szilíciumtartalmú vegyületek jelenlétében gyártjuk. Az ilyen kormokat előnyösen egy moduláris vagy „szakaszokra osztott” kemencekorom-reaktorban gyártjuk, mint amilyet az 1. ábra mutat. A kemencekorom-reaktomak van egy 1 égetőzónája, amely egy 2 szűkülő átmérőjű zónát tartalmaz; egy 3, csökkentett átmérőjű alapanyagbeinjektáló zónája; és egy 4 reakciózónája.

Ahhoz, hogy a fentiekben leírt reaktorral kormokat gyártsunk, az 1 égetőzónában forró égetőgázt fejlesztünk úgy, hogy folyékony vagy gáz alakú üzemanyagot alkalmas oxidálószer-árammal, mint levegővel, oxigénnel vagy levegő és oxigén keverékével érintkeztetünk. Az oxidálószer-árammal az 1 égetőzónában érintkeztetésre, a forró égetőgázok fejlesztésére alkalmas üzemanyagok közé tartozik minden éghető gáz-, gőzvagy folyadékáram, mint a földgáz, hidrogén, metán, acetilén, alkoholok vagy kerozin. Azonban általában előnyös olyan üzemanyagokat használni, amelyeknek nagy mennyiségű széntartalmú komponense van, különösen szénhidrogéneket. A levegő: üzemanyag arány változik a felhasznált üzemanyag típusával. Ha a jelen találmány szerinti kormok gyártására földgázt használunk, akkor a levegő: üzemanyag arány körülbelül 10:1 és 1000:1 közötti lehet. A forró égetőgázok fejlesztésének megkönnyítése céljából az oxidálószeráram előmelegíthető.

A forró égetőgázáram az 1 és 2 zónából áramlásirányba lefelé áramlik a 3 és 4 zónákba. A forró égetőgázok áramlásirányát az 1. ábrán a nyíl jelzi. A korom alapanyagot a 7 ponton vezetjük be a 3 üzemanyagbefecskendező zónába. Az alapanyagot az optimális

HU 223 429 Bl olajeloszlatásra tervezett fuvókákon át injektáljuk a gázáramba. Az ilyen fúvókák vagy egy- vagy kétfolyadékos fúvókák. A kétfolyadékos fúvókák az égetőanyag atomizálására gőzt vagy levegőt alkalmaznak. Az egyfolyadékos fiivókák lehetnek nyomással atomizálok vagy az alapanyag közvetlenül a gázáramba injektálható. Ez utóbbi esetben az atomizálás a gázáram erejével történik.

A kormok bármilyen folyékony vagy gáz alakú szénhidrogén pirolízise vagy parciális elégetése útján gyárthatók. Előnyös korom alapanyagok közé tartoznak az olajfinomítói termékek, mint a katalitikus krakkolási műveletek dekantált olajai, valamint a kokszolási és olefingyártási műveletek melléktermékei.

A kormot szolgáltató alapanyag és a forró égetőgázok keveréke lefelé áramlik a 3 és 4 zónákon át. A reaktor reakciózónájában az alapanyagot korommá pirolizáljuk. A reakciót a reaktor hűtőzónájában leállítjuk. A 8 hűtőanyagforrás a reakciózónától áramlásirányban lefelé van elhelyezve, és egy hűtőfolyadékot, általában vizet permetez a frissen képződött koromszemcsék áramába. A hűtés arra szolgál, hogy lehűtse a koromszemcséket, csökkentse a gázáram hőfokát és csökkentse a reakciósebességet. Q a 4 reakciózónától a 8 hűtőforrás pontjáig terjedő távolság és változik a hűtőforrás elhelyezése szerint. Adott esetben a hűtés is történhet szakaszosan vagy a reaktor számos pontján.

A korom lehűtése után a lehűtött gázok és a korom áramlásirányba lefelé halad, bejut egy szokásos hűtőés szeparálóberendezésbe, ahol a kormot kinyerjük. A koromnak a gázáramtól történő elválasztása könnyen elvégezhető konvencionális módon, például egy kicsapóberendezéssel, ciklonszeparátorral, zsákszűrővel vagy más, a szakemberek által ismert eszközzel. Miután a kormot elválasztottuk a gázáramtól, azt adott esetben szemcsézési műveletnek vetjük alá.

A jelen találmány szerinti, szilíciummal kezelt kormok úgy állíthatók elő, hogy a koromreaktorba a hűtőzónától áramlásirányban felfelé egy elpárologtatható szilíciumtartalmú vegyületet táplálunk be. Használható elpárologtatható vegyület bármilyen olyan vegyület lehet, ami a koromreaktor hőfokán elpárologtatható. Ilyen vegyületek többek között a szilikátok, mint a tetraetoxi-ortoszilikát (TEOS) és a tetrametil-ortoszilikát, szilánok, mint a tetraklór-szilán és triklór-metil-szilán; és illékony szilikonpolimerek, mint az oktametil-ciklotetrasziloxán (OMTS). Az elpárologtatható vegyület áramlási sebessége szabja meg a kezelt korom százalékos szilíciumtartalmát. A szilícium-tömegszázaléknak körülbelül 0,1-25%-nak, előnyösen körülbelül 0,5-10%-nak, legelőnyösebben körülbelül 2-6%-nak kell lennie a kezelt koromban. Azt találtuk, hogy a szilíciumtartalmú vegyületnek a koromreaktorba táplálása a termék szerkezetének (például CDBP-értékének) növelését eredményezi. Ez sokféle korom alkalmazás esetében kívánatos.

Az elpárologtatható vegyület előre összekeverhető a kormot képező alapanyaggal és azzal együtt táplálható a reakciózónába. Alternatív esetben az elpárologtatható vegyület az alapanyag-beinjektálási ponttól eltérő helyen táplálható be a reakciózónába. A betáplálás történhet az alapanyag beinjektálási helyétől áramlásirányban vagy áramlásiránnyal ellentétes irányban, feltéve, hogy az elpárologtatható vegyületet a hűtőzónától áramlásiránnyal ellentétes irányban vezetjük be. Például ez a betáplálás történhet - az 1. ábrára hivatkozva - a Q zóna 12 pontján vagy annak más pontján. Az elpárologtatás folyamán és a reaktor magas hőfokának hatására a vegyület elbomlik és a reakciózónában lévő egyéb anyagokkal reagál, miközben szilíciummal kezelt korom képződik, úgyhogy a szilícium vagy a szilíciumvegyület a korom benső anyagává válik. Egy szilíciumtartalmú vegyület például a szilícium-dioxid. Elpárologtatható vegyületek mellett olyan elbontható vegyületek is felhasználhatók szilíciumtartalmú kormok előállítására, amelyek nem feltétlenül elpárologtathatok.

Mint ezt az alábbiakban részletesen tárgyaljuk, abban az esetben, ha az elpárologtatható vegyületet lényegében egyidejűén vezetjük be az alapanyaggal, akkor a szilíciummal kezelt régiók a koromaggregátumnak legalábbis egy részén vannak eloszlatva.

A találmány egy második kiviteli alakjánál az elpárologtatható vegyületet olyan ponton vezetjük be a reakciózónába, ahol a koromképződés már megkezdődött, de mielőtt a reakció anyagáramot lehűtenénk. Ennél a kiviteli alaknál olyan szilíciummal kezelt koromaggregátumokat kapunk, melyekben a szilíciumtartalmú anyag elsősorban a koromaggregátum felületén vagy annak közelében helyezkedik le.

Feltalálók azt találták, hogy a kezelt kormot tartalmazó elasztomer kompoundokhoz további kapcsolószerek adhatók annak érdekében, hogy tovább javítsuk az elasztomer kompound tulajdonságait. Ilyen kapcsolószerek közé tartoznak - nem korlátozó értelemben - az olyan vegyületek, amelyek képesek töltőanyagokat, mint kormot vagy szilícium-dioxidot kötni egy elasztomerhez. A szilícium-dioxidot vagy kormot elasztomerhez kapcsolni képes szerek várhatóan hasznos komponensei a szilíciummal kezelt kormoknak. Használható kapcsolószerek többek között a szilán kapcsolószerek, mint a bisz(3-trietoxi-szilil-propil)-tetraszulfán (Si—69), a 3-tiocianato-propil-trimetoxi-szilán (Si-264, a Degussa AG, németországi cég gyártmányai), a γ-merkapto-propil-trimetoxi-szilán (A 189, a Union Carbide Corp., Danbury, Connecticut cég terméke); a cirkonát kapcsolószerek, mint a cirkónium-dineoalkanoláto-di(3merkapto)-propionáto-O (NZ 66A, a Kenrich Petrochemicals, Inc., Bayonne, New Jersey cég gyártmánya); a tianát kapcsolószerek; a nitro-kapcsolószerek, mint az N,N’-bisz(2-metil-2-nitro-propil)-1,6-diamino-hexán (Sumifine 1162, a Sumitomo Chemical Co., Japán cég gyártmánya); és az előzőekben említett anyagok keverékei. A kapcsolószerek hordozóanyaggal képezett keverék formájában használhatók fel, az X50-S például az Sí—69 és az N 330 korom keveréke, ami a Degussa cégtől szerezhető be.

A jelen találmány szerinti elasztomer kompoundba bedolgozott, szilíciummal kezelt korom lehet oxidált és/vagy egy kapcsolószerrel kombinált. Alkalmas oxidálószerek közé tartoznak többek között a salétromsav

HU 223 429 Β1 és az ózon. Az oxidált kormokkal használható kapcsolószerek közé tartoznak - nem korlátozó értelemben - a fentiekben említett kapcsolószerek.

A találmány szerinti, szilíciummal kezelt kormoknak lehet egy kötött szerves csoportja.

Egy eljárás egy szerves csoportnak a koromhoz kötésére abban áll, hogy a kormot legalább egy diazóniumsóval reagáltatjuk külsőleg alkalmazott áramlás nélkül, a diazóniumsó redukálása céljából. Ez azt jelenti, hogy a diazóniumsó és a korom közötti reakció olyan külső elektronforrás nélkül megy végbe, ami elegendő lenne a diazóniumsó redukálásához. Ez az eljárás különböző reakciókörülmények között, bármilyen típusú reakcióközegben végezhető, így mind protikus, mind aprotikus oldószerrendszerekben vagy szuszpenziókban.

Egy másik eljárás során legalább egy diazóniumsó egy protikus reakcióközegben reagál a korommal. Ennél a találmány szerinti eljárásnál különböző diazóniumsók keveréke használható. Az eljárás különböző reakciókörülmény-változatok mellett is végezhető.

Mindkét eljárásnál a diazóniumsót in situ képezzük. Mindkét eljárásnál a koromtermék a szakterületen ismert módon izolálható és szárítható. A kapott koromtermék továbbá a szennyezések eltávolítása céljából, ismert módszerekkel kezelhető. Az eljárások különböző előnyös változatait az alábbiakban tárgyaljuk.

Ezek az eljárások igen változatos körülmények között végezhetők, a körülmények általában nincsenek korlátozva. Ezeknek olyanoknak kell lenniük, hogy az adott diazóniumsó megfelelően stabilis legyen ahhoz, hogy lehetővé tegyük annak reagálását a korommal, így ezek az eljárások olyan körülmények között végezhetők, melyek között a diazóniumsó rövid életű. A diazóniumsó és a korom közötti reakció például széles pH- és hőmérséklet-tartományban végbemegy. Végezhető savas, semleges és lúgos pH-jú közegben. Az előnyös pH-tartomány 1 -9. A reakció-hőmérséklet előnyösen 0 °C—100 °C lehet.

Mint a szakterületen ismert, a diazóniumsók például primer aminok vizes salétromos savval végzett reakciójával állíthatók elő. A diazóniumsókat és előállítási módszereiket Morrison és Boyd: „Organic Chemistry” c. műve, 5. kiadás, 973-983. old., Allyu and Bacon, Inc. kiadó, 1987; és March: „Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanismus, and Structures” c. munkája, 4. kiadás, Wiley kiadó, 1992. tárgyalja. A jelen találmány esetében diazóniumsó alatt olyan szerves vegyületet értünk, amelynek egy vagy több diazóniumcsoportja van.

A diazóniumsó a korommal történő reakciót megelőzően vagy előnyösebben in situ, a szakterületen ismert módon állítható elő. Az in situ képzésnél lehetőség van instabilis diazóniumsók, mint alkil-diazóniumsók felhasználására is, amivel elkerüljük a diazóniumsó szükségtelen kezelését. Különösen előnyösen úgy járunk el, hogy mind a salétromos savat, mind a diazóniumsót in situ képezzük.

Egy diazóniumsó, mint ez a szakterületen ismeretes, egy primer amin, egy nitrit és egy sav reagáltatásával állítható elő. A nitrit lehet valamilyen fém-nitrit, előnyösen lítium-nitrit, nátrium-nitrit, kálium-nitrit vagy cink-nitrit, vagy bármilyen szerves nitrit, mint például izoamil-nitrit vagy etil-nitrit. A sav bármilyen szervetlen vagy szerves olyan sav lehet, ami hatásosan képez diazóniumsót. Előnyös savak a salétromsav (HNO₃), a sósav (HC1) és a kénsav (H₂SO₄).

A diazóniumsók úgy is képezhetők, hogy a primer amint vizes nitrogén-dioxid-oldattal reagáltatjuk. A vizes nitrogén-dioxid-oldat (NO₂/H₂O) szolgáltatja a diazóniumsó képzéséhez szükséges salétromossavat.

A diazóniumsó sósavfeleslegben történő képzése kevésbé előnyös, mint a többi alternatíva, mert a sósav korrodeálja a rozsdamentes acélt. A diazóniumsó NO₂/H₂O-dal történő képzésének az is előnye, hogy kevésbé korrodeálja a rozsdamentes acélt vagy a reakcióedények szokásos más fémanyagát. A H₂SO₄/NaNO₂del vagy HNO₃/NaNO₂-del történő diazóniumsó-képzés viszonylag szintén nem korrozív.

A diazóniumsó primer aminból, nitritből és savból történő előállításához általában a felhasznált aminra számított két ekvivalens mennyiségű sav szükséges. Egy in situ eljárásnál a diazóniumsó egy ekvivalensnyi savval képezhető. Ha a primer amin egy erős savcsoportot tartalmaz, akkor lehet, hogy nincs szükség külön sav hozzáadására. A primer amin savcsoportja vagy savcsoportjai tudja (tudják) szolgáltatni a sav szükséges egy vagy két ekvivalensnyi mennyiségét. Ha a primer amin egy erősen savas csoportot tartalmaz, akkor előnyösen vagy nem kell további savat használni, vagy csak egy ekvivalens mennyiségig terjedő további savat kell haszr nálni a diazóniumsó in situ képzésénél. Egy kis mennyiségű savfelesleg használható. Egy ilyen primer amin például a para-amino-benzolszulfonsav (szulfanilsav).

A diazóniumsók általában termikusán instabilak. Tipikusan oldatban, alacsony, például 0-5 °C hőmérsékleten állítjuk őket elő, és a só izolálása nélkül használjuk őket fel. Egyes diazóniumsók oldatainak melegítésénél nitrogén szabadulhat fel, és savas közegben a megfelelő alkoholok, lúgos közegben a megfelelő szerves szabad gyökök képződnek.

A diazóniumsóknak azonban csak annyira kell stabilisnak lenniük, hogy lehetővé tegyék a reakciót a korommal. Ily módon az eljárás olyan diazóniumsókkal is kivitelezhető, amelyek különben instabilaknak tekinthetők és bomlanak. Egyes bomlási folyamatok zavarhatják a korom és a diazóniumsó közötti reakciót, és csökkenthetik a koromhoz kötött szerves csoportok összes számát. Továbbá a reakció olyan, magasabb hőmérsékleten végezhető, ahol a diazóniumsók bomlásra hajlamosak. A magasabb hőmérsékletek előnyösen növelhetik a diazóniumsó oldékonyságát a reakcióközegben, és javíthatják annak kezelhetőségét is az eljárás alatt. A magasabb hőmérsékletek azonban egyéb bomlási folyamatok miatt bizonyos diazóniumsó-veszteséget is okozhatnak.

A diazóniumsó képzése céljából a reagensek a korom reakcióközegben, például vízben képezett szuszpenziójához adhatók. Ily módon a felhasználandó koromszuszpenzió már tartalmazhat egy vagy több, a diazóniumsó képzéséhez szükséges reagenst, és az eljárás a maradék reagensek hozzáadásával hajtható végre.

HU 223 429 Β1

A diazóniumsó-képzési reakció összeférhető a szerves vegyületekben jelen lévő funkcionális csoportok széles választékával. így csak a korommal reagáltatandó diazóniumsó rendelkezésre állása korlátozza a találmány szerinti eljárást.

Az eljárások bármilyen olyan reakcióközegben kivitelezhetők, ami lehetővé teszi, hogy a diazóniumsó és a korom közötti reakció végbemenjen. A reakcióközeg előnyös módon egy oldószeralapú rendszer. Az oldószer lehet egy protikus vagy egy aprotikus oldószer, vagy ezek elegye. A protikus oldószerek, mint a víz vagy a metanol olyan oldószerek, amelyek oxigénvagy nitrogénatomhoz kötött hidrogénatomot tartalmaznak, és így elég savasak ahhoz, hogy hidrogénkötéseket képezzenek. Az aprotikus oldószerek olyanok, amelyek nem tartalmaznak az előbb említettek szerinti savas hidrogénatomot. Aprotikus oldószerek közé tartoznak például a hexánok, a tetrahidrofúrán (THF), az acetonitril és a benzonitril. A protikus és aprotikus oldószerek tárgyalását lásd például Morrison és Boyd „Organic Chemistry” c. művében, 5. kiadás, 228-231. oldal, Allyn and Bacon, Inc., kiadó, 1987.

Az eljárásokat előnyösen protikus közegben, vagyis egyetlen protikus oldószerben vagy legalább egy protikus oldószert tartalmazó oldószerelegyben hajtjuk végre. Előnyös protikus közegekhez tartoznak többek között a víz, a vizet és egyéb oldószereket tartalmazó vizes közegek, az alkoholok és az alkoholtartalmú bármilyen közegek vagy ilyen közegek keverékei.

A diazóniumsó és a korom közötti reakció bármilyen típusú, például pelyhes vagy szemcsézett alakú korommal végezhető. Egy, a termelési költségek csökkentésére tervezett kiviteli alak esetében a reakció a koromszemcsék kialakítási művelete alatt történik. A találmány szerinti koromtermék például egy szárazdobban állítható elő úgy, hogy a koromra diazóniumsó-oldatot vagy -szuszpenziót permetezünk. Alternatív módon a koromtermék úgy is előállítható, hogy a kormot egy, a diazóniumsót vagy a diazóniumsó in situ előállítására szolgáló reagenseket oldószerrendszerben, mint vízben szemcsézziik. A vizes oldószerrendszerek az előnyösek. Ennek megfelelően egy másik kiviteli alak eljárást szolgáltat szemcsézett korom előállítására, mely abban áll, hogy egy szemcsézőberendezésbe kormot és diazóniumsó vizes szuszpenziót vagy oldatot töltünk, a diazóniumsót reagáltatjuk a korommal, hogy egy szerves csoportot kapcsoljunk a koromra, majd a kapott, kötött szerves csoportot tartalmazó kormot szemcsézzük. A szemcsézett koromterméket ezután szokásos módszerekkel megszárítjuk.

Az eljárásoknál általában szervetlen melléktermékek, mint sók képződnek. Egyes felhasználások esetén, mint amilyeneket az alábbiakban tárgyalunk, ezek a melléktermékek nemkívánatosak lehetnek. A nem kívánt melléktermékeket vagy sókat nem tartalmazó kormok gyártásának számos lehetséges módszere a következő:

Először is, a diazóniumsó a szakterületen jól ismert módszerekkel megtisztítható a nemkívánatos melléktermékektől. Másodszor, a diazóniumsó úgy is előállítható, hogy diazotáló szerként egy olyan szerves nitritet használunk, ami nem szervetlen sót, hanem megfelelő alkoholt képez. Harmadszor, ha a diazóniumsót egy savcsoportot tartalmazó aminból és vizes NO₂-oldatból képezzük, akkor nem képződnek szervetlen sók. Szakemberek más ilyen utakat is ismerhetnek.

A szervetlen melléktermékeken kívül az eljárás szerves melléktermékeket is képezhet. Ezek például extrakció útján távolíthatók el. Szakemberek más olyan utakat is ismerhetnek, amelyek nemkívánatos szerves melléktermékektől mentes termékeket szolgáltatnak, ilyenek a mosással vagy fordított ozmózis segítségével történő ioneltávolítás.

A diazóniumsó és a korom közötti reakció olyan koromterméket eredményez, amelyben a korom egy kötött szerves csoportot tartalmaz. A koromhoz kapcsolandó szerves csoportot a diazóniumsó tartalmazhatja. Lehet, hogy a találmány szerinti koromtermékek a szakemberek által ismert egyéb módszerekkel is előállíthatok.

A szerves csoport lehet valamely alifás csoport, egy ciklikus szerves csoport vagy egy olyan szerves vegyület, amelynek egy alifás és egy gyűrűs része van. Mint a fentiekben tárgyaltuk, az eljárásnál használt diazóniumsó olyan primer aminból származhat, amelynek ilyen csoportja van és amely - akár átmenetileg is - képes diazóniumsó képzésére. A szerves csoport lehet szubsztituált vagy nemszubsztituált, elágazó vagy el nem ágazó. Alifás csoportok közé tartoznak például az alkánokból, alkénekből, alkoholokból, éterekből, aldehidekből, ketonokból, karboxilsavakból és szénhidrátokból származó csoportok. Gyűrűs (ciklikus) szerves csoportok közé tartoznak, de nem korlátozó jelleggel az aliciklusos szénhidrogéncsoportok (például a cikloalkil-, ciklo-alkenil-csoportok) a heterociklusos szénhidrogéncsoportok (például a pirrolidinil-, pirrolinil-, piperidinil-, morfolinil- és hasonló csoportok), az arilcsoportok (például a fenil-, naftil-, antraceril- és hasonló csoportok), és a heteroarilcsoportok (imidazolil-, pirazolil-, piridinil-, tienil-, tiazolil-, furil-, indolil- és hasonló csoportok). Ahogy nő a szubsztituált szerves csoport szterikus gátlóhatása, úgy a koromra kapcsolt - a diazóniumsó és a korom közötti reakcióból származó szerves csoportok száma csökkenhet.

Ha a szerves csoport szubsztituált, akkor bármilyen olyan funkcionális csoportot tartalmazhat, ami kompatibilis a diazóniumsó képződésével. Előnyös funkcionális csoportok közé tartoznak - nem kizáró jelleggel - az R, OR, COR, COOR, OCOR általános képletű csoportok, a karboxilátsók, mint a COOLi, COONa, COOK, COO NR₄ ⁺-sók, a halogénsók, a CN-csoport, NR2 általános képletű csoport, az S03H-csoport, szulfonátsók, mint az SO3Li, SO3Na, SO3K, SO3-NR4+, OSO3H, OSO3-sók, az NR(COR), CONR2, NO2, P03H2-csoportok, foszfonátsók, mint a PO3HNa és PO3Na2-sók, a foszfátsók, mint az OPO3HNa és OPO3Na2, N=NR, N-R3⁺X-, PR3⁺X-, S_kR, SSO₃H, SSO₃-sók, az SO₂NRR , SO₂SR, SNRR’, SNQ, SO₂NQ, CO₂NQ, S(1 -4-piperazinedil)-SR, 2-( 1,3-ditiaril)-2-( 1,3ditiolanil)-, SOR- és SO₂R-csoportok. Az R és R’ szubsztituensek jelentése - melyek azonosak vagy kü6

HU 223 429 Β1 lönbözőek lehetnek - egymástól függetlenül hidrogénatom, elágazó vagy egyenes láncú, 1-20 szénatomos, szubsztituált, telített vagy telítetlen szénhidrogéncsoport, például alkil-, alkenil-, alkinilcsoport, szubsztituált vagy nem szubsztituált arilcsoport, szubsztituált vagy nem szubsztituált heteroarilcsoport, szubsztituált vagy nem szubsztituált alkil-aril-csoport vagy szubsztituált vagy nem szubsztituált aril-alkil-csoport. A k egész szám jelentése 1-től 8-ig teqedhet, előnyösen 2, 3 vagy 4. Az X~-anion egy halidion vagy ásványi vagy szerves savból eredő anion. Q jelentése (CH₂)_W, (CH₂)_XO(CH₂)_Z, (CH₂)_xNR(CH₂)_z vagy (CH₂)_XS(CH₂)_Z általános képletű csoport, ahol w jelentése 2-től 6-ig terjedő egész szám és x, valamint z jelentése 1-től 6-ig terjedő szám.

Egy előnyös szerves csoport az AyAr~ általános képletű csoport, ami megfelel egy AyArNH₂ általános képletű primer aminocsoportnak. Ebben a képletben a változók jelentése a következő: Ar jelentése aromás gyök, mint egy aril- vagy heteroarilcsoport. A y jelentése előnyösen fenil-, naftil-, antracenil-, fenantrenil-, bifenil-, piridínil-, benzo-tiadiazolil- vagy benzotiazolilcsoport; A jelentése az aromás gyök szubsztituense, egy a fentiekben leírt előnyös funkcionális csoportok közül, vagy egy nem szubsztituált vagy ilyen funkcionális csoporttal vagy több ilyen funkcionális csoporttal szubsztituált egyenes láncú, elágazó láncú vagy gyűrűs (előnyösen 1-20 szénatomos) szénhidrogéngyök; és y jelentése olyan egész szám, ami 1-től az aromás gyök -CH-csoportjai összes számáig terjed. így például y jelentése 1-től 5-ig terjedő egész szám abban az esetben, ha Ar jelentése fenilcsoport, 1-től 7-ig terjedő egész szám, ha Árjelentése naftilcsoport, 1-től 9-ig terjedő egész szám, ha Ar jelentése antracenil-, fenantrenilvagy bifenilcsoport, és 1-től 4-ig terjedő egész szám, ha Árjelentése piridinilcsoport. A fenti képletben az R és R’ szubsztituensek speciális példái az NH₂-C₆H₄-, CH₂CH₂-C₆H₄-NH₂, CH₂-C₆H₄-, NH₂- és élcsoportok.

A koromhoz kapcsolható előnyös szerves csoportok egy másik együttesét képezik az egy ionos vagy ionizálható funkcionális csoporttal szubsztituált szerves csoportok. Ionizálható csoport alatt olyan csoportot értünk, amely a közegben, amelyben felhasználjuk ionos csoportot tud képezni. Az ionos csoport anionos vagy kationos csoport lehet, az ionizálható csoport pedig aniont vagy kationt képezhet.

Ionizálható funkcionális csoportot képező anionok közé tartoznak például a savcsoportok vagy azok sói. A szerves csoportok közé tartoznak ezért a szerves savakból származó csoportok. Ha az ilyen szerves csoport előnyösen egy anionképző ionizálható csoportot tartalmaz, akkor annak van a) egy aromás csoportja és legalább egy 11-nél kisebb pKa-értékű savcsoportja, vagy egy 11-nél kisebb pKa-értékű savcsoportsója, vagy egy 11-nél kisebb pKa-értékű savcsoport és egy 11-nél kisebb pKa-értékű savcsoportsó keveréke. A savcsoport pKa-értéke a szerves csoportnak egészére vonatkozik, nemcsak a savas szubsztituensre. Még előnyösebben a pKa-érték kisebb, mint 10, legelőnyösebben kisebb, mint 9. Az aromás csoport előnyösen közvetlenül kapcsolódik a koromhoz. Az aromás csoport lehet továbbá szubsztituált, például alkilcsoportokkal vagy lehet nem szubsztituált. Még előnyösebben a szerves csoport egy fenil- vagy naftilcsoport, és a savcsoport szulfonsav-, szulfinsav-, foszfonsav- vagy karboxilsavcsoport. E savcsoportok és sóik példáit a fentiekben tárgyaltuk. A szerves csoport legelőnyösebben egy szubsztituált vagy nem szubsztituált szulfo-fenil-csoport vagy annak sója; egy szubsztituált (poli-szulfo)-fenilcsoport vagy annak sója; egy szubsztituált vagy nem szubsztituált szulfo-naftil-csoport vagy annak sója; vagy egy szubsztituált vagy nem szubsztituált (poliszulfo)-naftil-csoport vagy annak sója. Egy előnyös szubsztituált szulfo-fenil-csoport a hidroxi-szulfo-fenil-csoport vagy annak sója.

Speciális anionképző, ionizálható funkcionális csoportot (és annak megfelelő primer aminjait) tartalmazó szerves csoportok a p-szulfo-fenil-(p-szulfanilsav), a 4hidroxi-3-szulfo-fenil- (2-hidroxi-5-amino-benzolszulfonsav), és a szulfo-etil-(2-amino-etánszulfonsav). Más, anionképző, ionizálható funkcionális csoportokat tartalmazó szerves csoportok is használhatók.

Az aminok olyan ionizálható funkcionális csoportokat képviselnek például, amelyek kationokat képeznek. így például az aminok protonálhatók, hogy savas közegben ammóniumcsoportokat képezzenek. Az aminszubsztituenssel rendelkező szerves csoport pK_bértéke előnyösen kisebb, mint 5. Az (-NRj⁺) kvaterner ammóniumcsoportok, a (-PR3+) kvatemer foszfóniumcsoportok is a kationos csoportok példái. A szerves csoport előnyösen egy aromás csoportot, mint fenil- vagy naftilcsoportot és egy kvatemer ammóniumvagy kvatemer foszfóniumcsoportot tartalmaz. Az aromás csoport előnyösen közvetlenül kapcsolódik a koromhoz. Szerves csoportként kvatemizált gyűrűs aminok és még kvatemizált aromás aminok is használhatók. így, e tekintetben N-szubsztituált piridíniumvegyületek, mint az N-metil-piridil használhatók. Szerves csoportok közé tartoznak - nem korlátozó értelemben - a (C3H4N)C2H5 ⁺ , C6H₄(NC₅H₅)⁺, C₆H₄CONH₂N(CH₃)₃ + , C₆H₄COCH₂(NC₅H₅) + , (C₅H₄N)CH₃+ és C₆H₄CH₂N(CH₃)₃+ csoportok.

Az egy ionos vagy ionizálható csoporttal szubsztituált, csatolt szerves csoportot tartalmazó koromtermékeknek egyik előnye az, hogy a koromnak nagyobb lehet a diszpergálhatósága a vízben, mint a megfelelő kezeletlen koromnak. A koromtermék diszpergálhatósága nő az olyan, a koromhoz kapcsolódó szerves csoportok számával, melyeknek ionizálható csoportjuk van, vagy az egy adott szerves csoporthoz kapcsolódó ionizálható csoportok számával. így a koromhoz kapcsolódó ionizálható csoportok számának növelése növeli annak diszpergálhatóságát vízben, és lehetővé teszi a vízdiszperzibilitás kívánt értékre szabályozását. Megjegyzendő, hogy a koromhoz szerves csoportként kapcsolt amint tartalmazó koromtermék vízben való diszpergálhatósága a vizes közeg megsavanyításával növelhető.

Mivel a koromtermékek vízben való diszpergálhatósága bizonyos mértékig a sarzsstabilizálástól függ,

HU 223 429 Β1 előnyös, ha a vizes közeg ionerőssége kisebb, mint 0,1 mólos. Még előnyösebben az ionerőssége kisebb, mint 0,01 mólos.

Ha ilyen vízben diszpergálható koromterméket állítunk elő, akkor előnyös, ha az ionos vagy ionizálható csoportokat a reakcióközegben ionizáljuk. A kapott termék, oldat vagy szuszpenzió, úgy használható fel, ahogy van, vagy azt használat előtt felhígítjuk. Alternatív esetben a koromtermék a szokásos koromszárítási módszerekkel megszárítható. Ilyen módszerek közé tartozik többek között a szárítószekrényben vagy forgókemencékben végzett szárítás. A túlszárítás azonban csökkenést okozhat a vízben diszpergálhatósági fokban.

A vízben való diszpergálhatóságukon kívül az olyan koromtermékek, amelyeknek egy ionos vagy ionizálható csoporttal szubsztituált szerves csoportjuk van, poláros oldószerekben, mint dimetil-szulfoxidban (DMSO) és formamidban is diszpergálhatók. Alkoholokban, mint metanolban vagy etanolban a komplexképző szerek, mint koronaéterek felhasználása növeli azoknak a koromtermékeknek a diszpergálhatóságát, amelyeknek egy savas csoport fémsóját tartalmazó szerves csoportjuk van.

Az előnyös szerves csoportok egy másik előnyös csoportját az aromás szulfidok képezik. Az aromás szulfidcsoportokat tartalmazó koromtermékek különösen gumikészítményekben használhatók jól. Ezek az aromás szulfidok olyan Ar(CH₂)_zS_k(CH₂)_rAr ^vagy A-(CH₂)_zS_k(CH₂)rAr” képlettel jellemezhetők, amelyben Ar és Ar’ jelentése egymástól függetlenül szubsztituált vagy nem szubsztituált arilén- vagy heteroariléncsoport, Ar” jelentése aril- vagy heteroarilcsoport, k jelentése 1-től 8-ig teijedő szám, és z, valamint r jelentése O-tól 4-ig teijedő szám. A szubsztituált arilcsoportok közé tartoznak a szubsztituált alkil-aril-csoportok. Előnyös ariléncsoportok többek között a feniléncsoportok, különösen a p-fenilén-csoportok vagy a benzo-tiazolilén-csoportok. Előnyös arilcsoportok közé tartoznak a fenil-, naftil- és benzotiazolilcsoport. A jelen lévő kénatomok száma, amelyet k jelöl, előnyösen 1-től 8-ig terjedő és előnyösebben 2-től 4-ig teijedő szám. Különösen előnyös aromás szulfidcsoportok a biszpara(C₆H₄)-S₂-(C₆H₄)- és a para-(C₆H₄)-S₂-(C₆H₅)csoport. Ezeknek az aromás szulfidcsoportoknak a diazóniumsói megfelelő módon állíthatók elő a megfelelő H₂N-Ar-S_k-Ar’-NH₂ vagy H₂N-Ar-S_k-Ar általános képletű primer aminokból. Előnyös csoportok közé tartozik a ditio-di-4,l-fenilén, tetratio-di-4,l-fenilén-, fenil-ditio-fenilén-, ditio-di-4,l-(3-klór-fenilén)-, -(4-C₆H₄)-S-S-(2-C₇H₄NS),

-(4-C₆H₄)-S-S-(4-C₆H₄)-OH,

-6-(2-C₇H₃NS)-SH,

-(4-C₆H₄)-CH₂CH₂-S-S-CH₂CH₂-(4-C₆H₄)-,

-(4-C₆H₄)-CH₂CH₂-S-S-S-CH₂CH₂-(4-C₆H₄)-,

-(2-C₆H₄)-S-S-(2-C₆H₄)-,

-(3-C₆H₄)-S-S-(3-C₆H₄)-,-ó-(C₆H₃N₂S), -6-(2-C₇H₃NS)-S-NRR’ csoportok, ahol RR’ jelentése -CH₂CH₂OCH₂CH₂-,

-(4-C₆H₄)-S-S-S-S-(4-C₆H₄)-,

-(4-C₆H₄)-CH=CH₂, -(4-C₆H₄)-S-SO₃H,

-(4-C₆H₄)-SO₂NH-(4-C₆H₄)-S-S-(4-C₆H₄)NHSO₂-(4-C₆H₄)-,

-6-(2-C₇H₃NS)-S-S-2-(6-C₇H₃NS)-,

-(4-C₆H₄)-S-(€H₂-4-C₆H₄)-,

-(4-C₆H₄)-SO₂-S-(4-C₆H₄)-,

-(4-C₆H₄)-CH₂-S-CH₂-(4-C₆H₄)-,

-(3-C₆H₄)-CH₂-S-CH₂-(3-C₆H₄)-,

-(4_C₆H₄-CH₂-S-S-CH₂-(4-C₆H₄)-,

-(3-C₆H₄)-CH₂-S-S-CH₂-(3-C₆H₄)-,

-(4-C₆H₄)-S-NRR’ csoport, ahol RR’ jelentése

CH₂CH₂-OCH₂CH₂-,

-(4-C₆H₄)-SO₂NH-CH₂CH₂-S-S-CH₂CH₂NHSO₂-(4-(C₆H₄)-, -(4-C₆H₄)-2-(l,3ditianil)-; és -(4-C₆H₄)-S-(l,4piperizindiil)-S-(4-C₆H₄)-csoport.

Egy másik olyan előnyös szerves csoportfajtát, ami a koromhoz kapcsolható az amino-fenil-csoportot tartalmazók képviselik, mint a (C₆H₄)-NH₂, (C₆H₄)-CH₂-(C₆H₄)-NH₂, (C₆H₄)-SO₂-(C₆H₄)-NH₂ csoport. Előnyös szerves csoportok közé tartoznak az olyan Ar-S_n-Ar’ vagy Ar-S_n-Ar” általános képletű csoportok, amelyekben Ar és Ar’ jelentése egymástól függetlenül ariléncsoport, Ar” jelentése arilcsoport és n jelentése 1-től 8-ig teijedő szám. Az ilyen csoportok koromhoz kapcsolásának módszereit az US 08/356.660, 08/572.525 és 08/356.459 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentések tárgyal ják, melyeket itt hivatkozásként említünk.

Mint az előzőekben említettük, a szilíciummal kezelt korom úgy is módosítható, hogy legalább egy kapcsolt szerves csoportot tartalmazzon. Alternatív esetben egy szilíciummal kezelt korom és egy, legalább egy kapcsolt szerves csoportot tartalmazó módosított korom keveréke is használható.

Továbbá az ilyen alkalmazások közé tartozik a (szilícium-dioxid) - (szilíciummal kezelt korom) keverékek használata is. További komponensek és a szilíciummal kezelt korom bármilyen kombinációja is felhasználható, mint egy vagy több a következők közül:

a) szilíciummal kezelt, hozzákapcsolt szerves csoportot tartalmazó, adott esetben szilán kapcsolószerrel kezelt korom;

b) módosított, kapcsolt szerves csoportot tartalmazó korom;

c) szilícium-dioxid;

d) módosított, például egy kapcsolt szerves csoportot tartalmazó szilícium-dioxid és/vagy

e) korom.

A szilícium-dioxidok közé tartoznak például, többek között a szilícium-dioxid, a kicsapott szilícium-dioxid, az amorf szilícium-dioxid, az üreges szilícium-dioxid, az égetett szilícium-dioxid, az olvasztott szilíciumdioxid, a szilikátok (például alumínium-szilikátok) és egyéb szilíciumtartalmú töltőanyagok, mint az agyag, talkum, wollasztonit stb. A szilícium-dioxidok a kereskedelemben olyan forrásokból szerezhetők be, mint a Cabot Corporation (Cab-O-Sil^R védjegyzett termékek); a PPG Industries (Hi-Sil és Ceptane kereskedelmi termékek); a Rhone-Poulenc cég (Zeosil termékek); és a Degussa AG. (Ultrasil és Coupsil termékek).

HU 223 429 Β1

A jelen találmány szerinti elasztomer kompoundok úgy állíthatók elő a kezelt kormokból, hogy azokat bármilyen e célra alkalmas elasztomerrel keverjük össze.

Bármilyen alkalmas elasztomer kompoundálható a kezelt kormokkal a jelen találmány szerinti elasztomer 5 kompoundok előállítása céljából. Ilyen elasztomerek közé tartoznak - nem kizáró jelleggel - a gumik, az 1,3-butadién homo- és kopolimeqei, a sztirol, izoprén, izobutilén, 2,3-dimetil-1,3-butadién, akrilnitril, etilén és propilén elasztomerek. Az elasztomer differenciál scanning kalorimetriával (DSC) mért másodrendű átalakulási hőmérséklete (Tg) körülbelül (-210 °C)-0 °C. Ilyen anyagok például többek között a sztirol-butadiénkaucsuk (SBR), a természetes gumi, a polibutadién, poliizoprén és ezek olajjal nyújtott származékai. Az emlí- 15 tett anyagok keverékei is használhatók.

A jelen találmány szerint használható gumik közé tartozik a természetes kaucsuk és annak származékai, mint a klórkaucsuk. A találmány szerinti, szilíciummal kezelt koromtermékek szintetikus kaucsukokkal is hasz- 20 nálhatók, mint: körülbelül 10-70 tömeg% sztirol és körülbelül 90-30 tömeg% butadién kopolimeijeivel, mint 19 rész sztirol és 81 rész butadién kopolimerével, rész sztirol és 70 rész butadién kopolimerével, rész sztirol és 57 rész butadién kopolimerével, vala- 25 mint 50 rész sztirol és 50 rész butadién kopolimerével; konjugált diének, mint polibutadién, poliizoprén, polikloroprén és hasonlók polimerjeivel és kopolimeijeivel, és az ilyen konjugált diénkopolimerek velük polimerizálható, etiléncsoportot tartalmazó mo- 30 nomerekkel, mint sztirollal, metil-sztirollal, klórsztirollal, akril-nitrillel, 2-vinil-piridinnel, 5-metil-2-vinil-piridinnel, 5-etil-2-vinil-piridinnel, 2-metil-5-vinilpiridinnel, alkil-szubsztituált akrilátokkal, vinilketonnal, metil-izopropenil-ketonnal, metil-viniléterrel, alfa-metilén-savakkal, és észtereikkel, valamint amidjaikkal, mint akrilsav- és dialkil-akrilsavamiddal képezett kopolimeijeivel; felhasználhatók e célra az etilén és más alfa-olefinek, mint propilén, butén-1 és pentén-1 kopolimerjei is.

A jelen találmány szerinti kaucsukkészítmények ezért tartalmazhatnak egy elasztomert, térhálósító szereket, erősítő töltőanyagot, egy kapcsolószert és adott esetben különböző feldolgozási segédanyagokat, olaj nyújtószereket és bomlásgátló szereket. A fent említett példákon kívül az elasztomer lehet 1,3-butadiénből, sztirolból, izoprénből, izobutilénből, 2,3-dimetil-1,3butadiénből, akrilnitrilből, etilénből, propilénből és hasonlókból gyártott polimer (például homopolimer, 10 kopolimer és terpolimer) is. Előnyös, ha ezeknek az elasztomereknek a DSC-vel mért másodrendű átalakulási hőmérséklete (Tg) -120 °C és 0 °C között van. Ilyen elasztomerek közé tartozik a polibutadién, a poli(sztirol-ko-butadién) és a poliizoprén.

Elasztomer készítmények közé tartoznak a vulkanizált készítmények (VR), a hőre lágyuló vulkanizátumok (TPV), a hőre lágyuló elasztomerek (TPE) és hőre lágyuló poliolefmek (TPO) is. A TPV, TPE és TPO anyagokat extrudálhatóságuk szerint és aszerint osztályozzuk tovább, hogy hányszor dolgozhatók fel anélkül, hogy jellemzőik romlanának.

Az elasztomer készítmények előállításánál egy vagy több térhálósító szer, mint például kén, kén-donor anyagok, aktivátorok, gyorsítók, peroxidok és más rendszerek használhatók az elasztomer készítmény vulkanizálására.

A jelen találmány szerinti, szilíciummal kezelt kormok elasztomerekkel végzett recepturálásával olyan előnyök biztosíthatók, amelyek nem valósíthatók meg akkor, ha az elasztomereket a szokásos kormokkal recepturáljuk. Az alábbi 1A. táblázatban bizonyos olyan elasztomereket sorolunk fel, amelyek különösen hasznosak iparigumi-alkalmazásoknál. Feltünteti a táblázat a jelen találmány szerinti szilíciummal kezelt kor35 mok előnyös töltetmennyiségét is, amit 100 rész elasztomerre felhasznált korommennyiségben (PHR) tüntetünk fel. Feltünteti a táblázat az ilyen készítmények előnyeit is a szokásos minőségű kormot tartalmazó, azonos összetételű készítményekhez hasonlítva, továbbá ezek40 nek a készítményeknek a hasznos ipari alkalmazását.

1A. táblázat

Polimer	Töltetmennyiség (rész/100)	Előnyök a formálásnál	Alkalmazási terület
Etilén-propilén-dién-monomer (EPDM)	50-250 100-200	Nagyobb UHF melegítési sebességek Megnövelt szakítást szilárdság Csökkentett irizálás Megnövelt hőöregedési ellenállás Nagyobb elektromos ellenállás Megnövelt nyúlás (adott keménységnél) Keménység Hosszabb fáradási idő Kisebb rugózási arány adott tg δ-nál Jobb rugalmasság	Futófelület Futófelület Futófelület Tömlő Tömlő Tömlő Motor beszerelő elemek Motor beszerelő elemek Motor beszerelő elemek
Polikloroprén (NEOPRÉN)	10-150 20- 80	Kisebb rugózási arány (adott tg δ-nál) Jobb glikolellenállás Jobb rugalmasság Kisebb hőfejlődés	Motor beszerelő elemek Tömítések Tömítések, tömlő Gépszalagok

HU 223 429 Β1

1A. táblázat (folytatás)

Polimer	Töltetmennyiség (rész/100)	Előnyök a formálásnál	Alkalmazási terület
Természetes gumi (NR)	10-150 20- 80	Kisebb rugózási arány (adott tg δ-nál) Nagyobb vágási forgácsolási ellenállás	Motor beszerelő elemek
Hidrogénezett nitril-butadién-kau-	10-50 20-80	Kisebb rugózási arány (adott tg δ-nál) Növelt magas hőmérsékletű szakítási ellenállás Jobb rugalmasság Kisebb hőfejlődés	Motor beszerelő elemek Szerelési alkatrészek Tömítések, tömlő Gépszalagok
Sztirol-butadién-kaucsuk (SBR)	10-150	Nagyobb vágási/forgácsolási ellenállás	Gépszalagok
Etilén-vinil-acetát (ÉVA)	10-150	Jobb	Tömlő

Úgy találtuk, hogy bizonyos kerékköpeny-felhasználások, különösen a tehergépkocsik esetében - amelyek útburkolatok és szennyezett felületek között közlekednek - a vágási/forgácsolási ellenállás egy szükséges tulajdon- 20 ság. Közelebbről, a burkolattal ellátott utakon való közlekedés után a köpenyek felmelegszenek, ami abban az esetben, ha a jármű egy durva terepre tér rá, akkor ez a köpeny túlzott mértékű vágásához, forgácsolódásához vezethet. Feltaláltuk, hogy abban az esetben, ha a jelen talál- 25 mány szerinti, szilíciummal kezelt kormot dolgozunk be a köpeny fútófelületi kompoundjába (vagy a köpeny egyéb részeibe, ezen belül oldalfalaiba), akkor a köpeny futófelületénél felhalmozódó hő - amelyet a 70 °C-on mért tg δ-val jellemzünk - csökkenthető, a szakítási szi- 30 lárdság növelhető, a nyúlási tulajdonságok javíthatók, mi mellett a fútófelületi kompoundnak fenntartjuk az elfogadható szakítási szilárdságát. Ezeknek a tulajdonságoknak a feljavításával a fútófelület vágási/forgácsolási ellenállása jelentősen növelhető, ami egy hosszabb életű, job- 35 bán működő köpeny-fútófelületet eredményez.

Annak érdekében, hogy javítsuk a fentiekben említett tulajdonságokat, és ezáltal jobb vágási-forgácsolódási ellenállást érjünk el, a jelen találmány szerinti, szilíciummal kezelt korom más töltőanyagokkal, mint 40 szilícium-dioxiddal, valamint egy kapcsolószerrel képezett keverék formájában használható fel.

A jelen találmány szerinti, szilíciummal kezelt kormok kerékköpenyekben huzaltörő kompoundként is használhatók. A szilíciummal kezelt kormokat tártál- 45 mazó huzaltörő kompoundok felhasználásával kitűnő tapadás érhető el az acélhuzalhoz. Ezen túlmenően csökkenteni lehet a köpeny e komponensében felgyülemlő hőmennyiséget is.

Az 1A. táblázat szerinti készítményekkel elért, szán- 50 dékolt előnyöket úgy jellemezzük, hogy a találmány szerinti készítményeket összehasonlítjuk a konvencionális (szilíciummal nem kezelt) kormot tartalmazó készítmények tulajdonságaival. Adott, szilíciummal kezelt korom/elasztomer készítmény e tulajdonságait oly módon értékeljük, hogy összehasonlító vizsgálatokat végzünk. Az 1A. táblázatban szerepeltetett tulajdonságok legtöbbjét a szakemberek által ismert rutinvizsgálatokkal határoztuk meg. Egyéb vizsgálatokat az alábbiakban írunk le:

A keménység alatt Shore A-keménységet értünk, melyet az ASTM D 2240-86 szerinti vizsgálattal határozunk meg.

A rugalmasság az ASTM D 1054 szerinti módszerrel határozható meg oly módon, hogy 5109 típusú „ZWICK Rebound Resilience Tester” berendezést (a ZWICK of America, Inc. cég, East Windsor, Connecticut cég gyártmánya) használunk.

Az UHF mikrohullám befogadás (a Totál Elastomers, franciaországi cég) Dielecmetre berendezésével mérhető. Az UHF mikrohullám befogadási képességet egy a együtthatóval jellemezzük, melyet a következőképpen definiálunk:

a=(150 °C-80 °C)/(t₁₅₀-t₈₀) [ °C/sec], ahol t₁₅₀ és t₈₀ az az idő, ami ahhoz szükséges, hogy a minták 150 °C, illetve 80 °C hőmérsékletet érjenek el.

A készítmény elektromos ellenállását úgy mérjük, hogy 4,9 széles, 14,7 cm hosszú és 0,21 cm vastag mintákat 1,22 cm széles ezüstfestékkel vonunk be. Ezután a mintát szobahőmérséklettől 100 °C-ig, majd vissza, szobahőmérsékletre és ezt követően 90 °C-on 24 órán át végzett ciklizálással addig kondicionáljuk, amíg állandó ellenállást kapunk. A stabilizálódott ellenállást az öregítési ciklusok után mértük, majd ismét egyszer akkor, miután a mintát szobahőmérsékletre hagytuk lehűlni.

A kapott, kezelt kormot és adott esetben egy vagy több kapcsolószert tartalmazó kompoundok különféle elasztomer termékek céljára használhatók fel, így járműkerékköpenyek fútófelületeként, ipari gumitermékek céljára, tömítésekhez, vezértengelyszíjak, erőátviteli szíjak és egyéb gumitermékek céljára. Ha kerékköpenyekben használjuk fel őket, akkor az elasztomer kompoundok a fútófelületben vagy a köpeny egyéb komponenseiben, mint például a köpeny vázában (karkaszában) és oldalfalában használhatók fel.

A jelen, szilíciummal kezelt kormot tartalmazó, de kapcsolószer nélküli elasztomer kompoundokkal gyár55 tott futófelületi kompoundok javított dinamikus hiszterézis tulajdonságokat biztosítanak. Azonban a szilíciummal kezelt kormot és egy kapcsolószert is tartalmazó elasztomer kompoundok még inkább megjavított jellemzőket mutatnak fel, ha azok dinamikus 60 hiszterézisét különböző hőmérsékleteken vizsgáljuk és

HU 223 429 Β1 azok kopási ellenállását vizsgáljuk. Ezért a jelen találmány szerinti - mind szilíciummal kezelt kormot, mind kapcsolószert tartalmazó elasztomer kompounddal gyártott, egy futófelület-kompoundot tartalmazó kerékköpenynek kisebb lesz a gurulási ellenállása, jó lesz a vontatása és jobb lesz a kopási ellenállása, mint annak a kerékköpenynek, amely kezelt kormot tartalmazó, de kapcsolószert nem tartalmazó futófelülettel készített kerékköpennyel készült.

A következő példák korlátozás nélkül szemléltetik a találmányt.

Példák

1. példa

A jelen találmány szerinti, szilíciummal kezelt kormokat állítottuk elő egy, lényegében a fentiekben leirt, kísérleti üzemi méretű reaktorban, amelynek egyes méretei az alábbiak voltak: D[ = 10,16 cm, D₂=5,08 cm, D₃ = 12,7 cm, L[ = 10,16 cm, L₂=12,7 cm, L₄=30,48 cm és Q= 137,2 cm. A reakciókörülményeket az alábbi 1. táblázat tünteti fel.

Ezek mellett a körülmények mellett egy, az ASTM szerinti N 234 minőségű kormot állítottunk elő. Az N 234 minősítésű, kereskedelemben beszerezhető anyag a Cabot Corporation, Boston, Mass. cég VULCAN® elnevezésű terméke. Ezeket a körülményeket úgy változtattuk meg, hogy a reaktorba egy elpárologtatható, szilíciumtartalmú vegyületet tápláltunk, hogy szilíciummal kezelt kormot kapjunk. Az elpárologtatható vegyület áramlási sebességét úgy állítottuk be, hogy változtassuk a szilícium tömegszázalékát a kezelt koromban. A kezelt korom szilíciumtartalmának tömegszázalékát az ASTM D-1506 szerinti elhamvasztási vizsgálattal határoztuk meg.

Egy ilyen új, kezelt kormot úgy készítettünk, hogy egy szerves szilíciumvegyületet, nevezetesen oktametil-ciklo-tetrasziloxánt (OMTS) injektáltunk be a szénhidrogén alapanyagba. Ezt a vegyületet a Dow Corning Corporation, Midland, Michigan cég forgalmazza ,,D4” elnevezéssel. Az így kapott, szilíciummal kezelt kormot OMTS-CB-vel jelöltük. Egy ettől különböző, szilíciummal kezelt kormot (TEOS-CB) úgy állítottunk elő, hogy egy második, szilíciumtartalmú elpárologtatható vegyületet, tetraetoxi-szilánt (forgalmazza a Hüls America, Piscataway, New Jersey cég TEOS elnevezéssel) dolgoztunk be a szénhidrogén alapanyagba.

Minthogy ismereteink szerint a reaktor hőfokváltozásai megváltoztatják a korom felületét, és a reaktorhőfok igen érzékeny az alapanyag ossz áramlási sebességére az injektáló zónában (a 3 zóna az 1. ábrán, az alapanyag áramlási sebességét csökkentettük, hogy úgy kompenzáljuk az elpárologtatható, szilíciumtartalmú vegyület bevezetését, hogy állandó reaktorhőfokot tartunk fenn. Ennek az az eredménye, hogy a kapott kormoknak körülbelül állandó a külső felülete (amelyet a t területtel mérünk). Minden más paramétert úgy tartottunk, ahogy az az N 234 korom gyártásához szükséges. Ennek az adalék anyagnak az áramlási sebességét állandó értéken tartottuk azoknak a szilíciummal kezelt kormoknak az előállítása során, amelyeket a következő példákban írunk le.

A külső felületet (t területet) az ASTM D 3037 szerinti A módszerrel előállított mintán, az ott leírt mérési módszer szerint mértük meg (nitrogénfelületre). Ehhez a méréshez a nitrogén adszorpciós izotermát 0,55 realtív nyomásig meghosszabbítottuk. A relatív nyomás az aktuális (P) nyomás osztva a (Po) telítettségi nyomással (ez az a nyomás, ahol a nitrogén kondenzál). A (t[) adszorpcióréteg-vastagságot a következő összefüggés alapján számítottuk ki:

t ¹³>

' V0,034-log (P/PJ

Ezután az abszorbeált nitrogén térfogatát ábrázoltuk a t, függvényében. Ezután a t,=3,9 és t! =6,2 Ángströmpontokon egy egyenes vonalat fektettünk át. A t területet ennek a vonalnak a meredekségéből ezután a következő összefüggés segítségével számítottuk ki:

t terület (m²/g)=15,47 χ meredekség

1. táblázat Korom

	N234	TEOS-CB	OMTS-CB
Levegősebesség, kscfh	12,8	12,8	12,8
Gázsebesség, Kscfh	0,94	0,94	0,94
AlapanyagI sebesség, kg/óra	75,3	63,0	70,3
Si kompound sebesség, kg/óra	0	7,2	2,3

A kapott korom felületét és szilíciumtartalmát megmértük. Ezeket az értékeket az alábbi 2. táblázat tünteti fel:

2. táblázat Korom

Tulajdonság	N234	TEOS-CB	OMTS-CB
A korom Si-tartalma, %	0,02	2,85	2,08
DBP, cm3/100 g	125,0	114,0	115,0
CDBP, cc/lOOg	101,5	104,1	103,5
t felület, m2/g	117,0	121,0	121,0
Nj-felület, m2/g	120,4	036,0	133,0

Egy scanning transzmissziós elektronmikroszkópot (STEM) - amely egy energiadiszpergáló röntgensugár-analizátorhoz volt kapcsolva - használtunk a szilíciummal kezelt korom további jellemzésére. A következő 3. táblázat az N 234, OMTS-CB (az 1. példa szerint készült), és egy olyan N 234 kormot hasonlít össze, amelyhez egy keverék készítése céljából 3,7 tömeg% szilícium-dioxidot (a Cabot Corporation, Boston, Massachusetts cég L90 típusú CAB-O-SIL^R terméke)

HU 223 429 Bl adtunk. Mint az alábbiakban leírjuk, a STEM rendszer felhasználható az egyes koromaggregátumok elementáris összetételének vizsgálatára. Egy fizikai korom és szilícium-dioxid keverék vizsgálata azzal az eredménnyel jár, hogy azonosítani tudjuk azokat a szilícium-dioxid-aggregátumokat, amelyek főként szilíciumjelet adnak és kis szén alapjelet. így, amikor többféle aggregátumot vizsgálunk egy keverékben, akkor egyes aggregátumok erős Si/C jelarányt mutatnak, ami a szilícium-dioxid-aggregátumoknak felel meg.

mg kormot 2 ml kloroformban diszpergáltunk és a diszperziót ultrahang-energiával sugároztuk be (egy Heat Systems gyártmányú, W-385 típusú ultrahangbesugárzó berendezésben). 2 ml aliquot részt diszpergáltunk ezután 15 ml kloroformban 3 percig egy ultrahang-készülékben. A kapott diszperziót egy alumíniumszubsztrátummal ellátott 200 csomószámú rácsra helyeztük. A rácsot egy HB 501 típusú (Fisons, West Sussex, angliai cég gyártmányú) scanning transzmissziós elektronmikroszkóp alá helyeztük, ami egy AN 10 000 típusú (Oxford Link, Concord, Massachusetts, cég gyártmányú) energiadiszpergáló analizálókészülékkel volt ellátva.

A rácsot először kis (200,000-nél kisebb) nagyítással tapogattuk le esetleges szilícium-dioxid-aggregátumok kimutatása céljából. Ezt úgy tettük, hogy egynél nagyobb Si/C arányú aggregátumokat kerestünk. Ezután tipikusan 30 aggregátumot választottunk ki nagyobb nagyítás mellett (200,000 χ és 2,000,000 x közötti nagyítással) részletesebb analízisre. A kiválasztott aggregátumok magukban foglaltak minden olyan aggregátumot, amelynek a Si/C aránya a kezdeti letapogatás szerint az egységnél nagyobb volt. Az így meghatározott legnagyobb Si/C arányokat tünteti fel a 3. táblázat az N 234, OMTS-CB, valamint az N 234 és szilícium-dioxid keveréket tartalmazó korom esetében.

3. táblázat

STEM-mel mért Si/C arány jel

	% Si a módosított mintában	Legnagyobb Si/C érték az aggregátumban
N234	0	0,02
OMTS-CB	3,28	0,27
N234+3,7% SiO2 (L90)	1,7	49

így, az olyan jól diszpergált korom-szilíciumdioxid keverék, amelynek ugyanaz a szilícium-dioxidtartalma, mint az OMTS-CB koromnak, 180-szor magasabb Si/C csúcsértéket mutat. Ez azt jelzi, hogy az OMTS-CB korom nem egy egyszerű szilícium-dioxid és korom keverék, hanem a szilícium a korom kémiai összetételének része.

3. példa

HF-es kezelés

A fluorhidrogénsav (HF) fel tudja oldani a szilíciumvegyületeket, de nem reagál szénnel. így, ha egy konvencionális (kezeletlen) kormot vagy egy szilícium-dioxid-korom keveréket HF-el kezelünk, akkor a korom felülete nem változik, mert azt a keverékből eltávolított szilíciumvegyületek kioldása nem befolyásolja. Ha azonban a szilíciumtartalmú anyag a koromaggregátumnak legalább egy részében, így a felületén van eloszlatva, akkor a szilíciumvegyület koromszerkezetből történő kioldásakor a korom felülete jelentős mértékben meg fog nőni.

gramm vizsgálandó kormot 100 ml 10 tf/tf%-os hidrogén-fluoriddal 1 órán át extraháltunk. A szilíciumtartalmat és a nitrogéngáz felületet a HF-es kezelés előtt és után megmértük. Az eredményeket a 4. táblázat tünteti fel.

4. táblázat HF-es kezelés

	% Si a HF-cs kezelés előtt	% Si a HF-es kezelés után	N2SAa HF-es kezelés előtt	N2SAa HF-es kezelés után
N234	0,02	0,05	123	123
OMTS-CB	3,3	0,3	138	180

A HF-es kezelés előtt és után a korommintákról mikroszkópos fényképfelvételeket készítettünk. Ezek a felvételek azt mutatják, hogy a szilíciummal kezelt kormoknak durvább a felülete, ami egybevág azzal, hogy HF-es kezelés után nagyobb a mikroporozitása, mint a nem kezelt kormoknak.

3A. példa

Egy másik szilíciummal kezelt kormot állítottunk elő úgy, hogy TEOS-t injektáltunk a reaktorba közvetlenül (30,5 cm-re) a szénhidrogén alapanyag beinjektálási síkjától áramlásirányban lefelé, mint ezt az 1. ábra 12 injektálási pontja mutatja. Minden egyéb reakciókörülmény ugyanaz volt, mint az 1. példában leírt N 234 koromgyártásnál. A TEOS áramlási sebességet 7,98 kg/órára állítottuk be.

A kapott koromnak megvizsgáltuk szilíciumtartalmát és felületét a 3. példában leírt HF-es extrakció előtt és után. Az eredményeket a 4A. táblázat mutatja be.

4A. táblázat

TEOS-nek a reakciózónába injektálásával gyártott TEOS-CB’

	%Si	N2-felülct
HF előtt	2,27	127,7
HF után	0,04	125,8

így, a TEOS-CB’ HF-es extrakciója után a N₂-felület nem növekedett. A 2. példában leírt STEM aggregátumvizsgálat is azt mutatta, hogy a szilícium az aggregátumokban van jelen és nem különálló szilícium-dioxid-egységek formájában. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy ebben az esetben a szilíciummal kezelt kormok szilíciumtartalmú részei elsősorban a felület közelében helyezkednek el.

HU 223 429 Β1

4. példa

Elasztomer készítmények előállítása

Az előző példák szerinti kormokat használtuk fel elasztomer kompoundok előállítására. A fentiekben tárgyalt, szilíciummal kezelt kormokat tartalmazó elasztomer készítményeket a következő elasztomerek felhasználásával állítottuk elő: SBR-oldat (a Firestone Synthetic Rubber & Latex Co., Akron, Ohio cég Duradene 715 és Cariflex S-1215 termékei), funkcionalizált SBR-oldat (a Nippon Zeon Co. cég NS 114 és NS 116 típusú termékei; a Japan Synthetic Rubber Co. cég SL 574 és TO 589 típusú termékei), emulziós SBR (a Copolimer Rubber & Chemicals, Corp., Baton Rouge, LA cég SBR 1500 típusú terméke) és természetes kaucsuk (a Malaiziából származó SM R5).

Az elasztomer készítményeket a következő receptúra szerint állítottuk elő:

5. táblázat

Komponens	Tömegrész
Elasztomer	100
Korom	50
Cink-oxid	3
Sztearinsav	2
Flexzone 7P®	1
Durax®	1,25
Captax®	0,2
Kén	1,75
Si-69 (adott esetben)	3 vagy 4

A Flexzone 7P® egy, az Uniroyal Chemical Co., Middlebury, CT cégtől beszerezhető, N-(l,3-dimetilbutil)-N’-fenil-p-fenilén-diamin-antioxidáns. A Durax® egy, az R. T. Vanderbilt Co., NOrwalk, CT, cégtől beszerezhető N-ciklohexan-2-benzotiazolszulfenamid-gyorsító, és a Captax® az R. T. Vanderbilt Co., cégtől beszerezhető 2-merkapto-benzotiazolgyorsító.

Az elasztomer kompoundokat egy kétlépéses keverési művelettel állítottuk elő. A kompoundok előállítására használt belső keverő egy a C. W. Brabender, South Hackensack, New Jersey, cégtől beszerzett EPL-V típusú Plasti-Corder volt, ami egy bütykös típusú 600 ml-es keverőfejjel volt felszerelve. Az első lépésben a keverőt 80 °C-ra állítottuk be, a rotorsebességet 60 ford./percre. Miután a keverőt a kamrának egy vak-keverékkel történő melegítése útján 100 °C-on kondicionáltuk, betöltöttük az elasztomert és azt 1 percig letördeltük. Egy előzetesen cink-oxiddal (melyet a New Jersey Zinc Co., New Jersey, cégtől szereztünk be) és adott esetben egy kapcsolószerrel előkevert kormot adtunk ezután hozzá. 3 perc múlva a keverékhez (az Emery Chemicals, Cincinnati, Ohio, cégtől beszerzett) sztearinsavat és antioxidánst adtunk. A keverést további 2 percig folytattuk. Az 1. lépésben előállított mesterkeveréket összesen öt perc alatt kiborítottuk a keverőbői. Ezt azután egy nyitott hengerszéken (9,8 cm-es, kéthengeres, a C. W. Brabender, South Hackensack, New Jersey cégtől, beszerzett hengerszék) engedtük háromszor át és szobahőmérsékleten tároltuk 2 órán át.

A második lépésben a keverőkamra hőmérsékletét 80 °C-ra és a sebességet 35 ford./percre állítottuk be. A keverő kondicionálása után az 1. lépésben előállított mesterkeveréket betöltöttük és 1 percig kevertük. A térhálósító keveréket (ami kenet, Duraxot és Captaxot tartalmazott) ezután hozzáadtuk. Az anyagot 2 perc alatt kiborítottuk a keverőbői és háromszor átengedtük a nyitott hengerszéken.

Az egyes kompoundsarzsokat úgy állítottuk elő, mint azt az előző példák szerinti kormok esetében leírtuk. Ugyanazt a minőségű koncencionális kormot használtuk kontrolianyagként. Minden egyes koromból két sarzsot állítottunk elő. Az első sarzsot Si-69 kapcsolószer felhasználásával készítettük, a másodikat kapcsolószer nélkül. Összekeverés után az elasztomer készítmények mindegyikét optimális keményítési állapotig térhálósítottuk 145 °C-on egy Monsanto gyártmányú ODR típusú reométerrel végzett mérés szerint.

Az 1A. táblázatban felsorolt elasztomerekkel készülő elasztomer kompoundok a következő módon recepturálhatók:

5. példa

Kötött kaucsuk vizsgálata

Egy kormot tartalmazó elasztomer kompound kötött kaucsuktartalma a korom felületaktivitása mértékének tekinthető. Minél nagyobb a kötött kaucsuktartalom, annál nagyobb a korom felületi aktivitása.

A kötött kaucsuktartalmat úgy határoztuk meg, hogy az elasztomer kompoundot toluollal, szobahőmérsékleten extraháltuk. A kötött kaucsuk az az elasztomer, ami az oldószerrel végzett extrakció után megmarad. A felhasznált elasztomer egy Duradene 715 típusú SBR (SSBR) oldat volt, amely kapcsolószert nem tartalmazott és amelyet a fenti 4. példában írtunk le.

Mint a 2. ábrából látható, a kötött kaucsukot egy sor szilícium-dioxid és korom keverék esetében meghatároztuk, ezek referenciaként szolgálnak ahhoz, hogy összehasonlítsuk őket a szilíciummal kezelt kormok kötött kaucsuktartalmával. A két kompoundsorozat kötött kaucsuk mérési eredményeit a 2. ábrán az ekvivalens szilícium-dioxid-tartalmuk függvényében ábrázoltuk. A kezelt kormok esetében az ekvivalens szilíciumdioxid-tartalom egy elméleti érték, amelyet az elhamvasztással mért összes szilíciumtartalomból számítunk ki. Látható, hogy a szilíciummal kezelt kormok nagyobb kötött kaucsuktartalmat mutatnak, mint konvencionális ellenpéldáik. Ez arra utal, hogy a kezelt koromfelület viszonylag aktívabb. Ezen túlmenően, mint ezt a 2. ábra mutatja, a kezelt korommal töltött kompoundok kötött kaucsuktartalma jóval a felett a referenciavonal felett van, amit a korom-szilíciumdioxid keverékek képviselnek. Ez megerősíti, hogy a kezelt korom nem egy fizikai szilícium-dioxid és korom keverék.

HU 223 429 Β1

6. példa

Dinamikus hiszterézis és kopási ellenállás

A fenti 4. példa szerint előállított elasztomer készítmények dinamikus hiszterézisét és kopási ellenállását mértük meg.

A kopási ellenállást egy olyan koptatókészülékkel mértük, amely az US P 4,995.197 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban leírt Lamboumtípusú gépen alapszik. A vizsgálatot 14%-os csúsztatás mellett végeztük. A csúsztatási százalékot a mintatárcsa és a csiszolókő-tárcsa relatív sebessége alapján határoztuk meg. A kopásiellenállás-indexet az elasztomer kompound tömegének csökkenéséből számítjuk ki. A dinamikus tulajdonságokat (Rheometrics Inc., N. J. cég gyártmányú) RDS II típusú dinamikus spektrométer felhasználásával határoztuk meg nyúláspásztázással. A méréseket 0° és 70 °C-on végeztük, 0,2 és 120% közötti kettősnyúlás-amplitúdó (DSA) tartományában végzett pásztázásokkal. A nyúláspásztázó görbék maximális tg δ-értékei alapján hasonlítottuk össze az elasztomer kompoundok hiszterézisét, mint ez a 3a. és 3b. ábrákon látható. Alternatív módon hiszterézisméréseket végeztünk különböző hőmérsékleteken 5%-os DSA és 10 Hz frekvencia mellett. A hőmérséklet-tartomány (-60 °C) -100 °C volt, mint ez a 3c. ábrán látható.

6. táblázat

Dinamikushiszterézis-adatok

	Si-69	tg δ 0°C- on	tg δ 70 °C- on	Kopás 14%-os csúsz- tatásnál
| SSBR-összetétel*
N234	0	0,400	0,189	100
N234	3	0,429	0,170	103,5
OMTS-CB	0	0,391	0,175	84,4
OMTS-CB	3	0,435	0,152	110,5
TEOS-CB	0	0,400	0,167	78,1
TEOS-CB	3	0,433	0,142	97,2

* Duradene 715; kétlépéses keverés.

Mint a fenti 6. táblázatból látható, abban az esetben, ha az SSBR-mintákban az OMTS-t N 234-el helyettesítettük, a 70 °C-os tg δ-értékek 7%-kal, a 0 °C-os tg δértékek 2,3%-kal csökkentek és a kopási ellenállás 15%-kal csökkent. Ha azonban az Sí—69 kapcsolószert bedolgoztuk a készítménybe, akkor az OMTS-CBminta kopási ellenállása az N 234-hez képest 110%-kal javult. A 70 °C-on mért tg δ-értékek a kapcsolószer nélküli N 234-gyel összehasonlítva 19,6%-kal csökkentek és a kapcsolószert tartalmazó N 234-gyel összehasonlítva 10,5%-kal. A 0 °C-on mért tg δ-értékek 11%-kal nőttek, ha a kapcsolószert az OMTS-CB-hez adtuk, ahhoz képest, mint amikor az OMTS-CB kapcsolószert nem tartalmazott. Hasonlóképpen, a TEOS-CB esetében a 70 °C-os tg δ-érték 11,6%-kal csökkent, a 0 °C-os tg δérték változatlan volt és a kopás 21,9%-kal csökkent. Ha az anyagot a kapcsolószerrel kompoundáltuk, akkor a °C-os tg δ-érték 24,9%-kal csökkent, a 0 °C-os tg δérték 8,3%-kal nőtt és a kopás csak 2,8%-kal csökkent.

Megállapítottuk, hogy a kezelt kormok és egy elasztomer felhasználása a jelen találmány szerinti elasztomer készítményben általában gyenge kopási ellenállást eredményezett ahhoz az elasztomer készítményhez hasonlítva, amelyik ugyanezt az elasztomert és az N 234 kormot tartalmazta. Azonban, mint a 6. táblázatból látható, abban az esetben, ha a készítménybe Si-69 kapcsolószert dolgoztunk be, akkor a kopási ellenállás körülbelül ugyanarra az értékre tért vissza, amelyet nem kezelt korommal kaptunk.

„Nem kezelt korom” alatt itt olyan kormot értünk, amelyet hasonló eljárással állítunk elő, mint amit a megfelelő kezelt korom előállításánál alkalmazunk, de elpárologtatható szilíciumvegyület nélkül, és az eljárási körülményeket úgy állítjuk be, hogy olyan kormot kapjunk, amelynek külső felülete körülbelül azonos a kezelt koroméval.

6A. példa

A 3A. példa szerinti eljárást követve előállított és 1,91% Si-ot tartalmazó korom dinamikus hiszterézisét és kopási tulajdonságait mértük meg úgy, mint a 6. példában. Mint az alábbi 6A. táblázatból látható, a 70 °Con mért tg δ-értékek 14%-kal csökkentek, a 0 °C-on mért tg δ-értékek 6%-kal csökkentek és a kopási ellenállás 22%-kal csökkent azoknál az SSBR-mintáknál, ahol a TEOS-CB-t N 234-gyel helyettesítettük. Ha azonban az Si-69 kapcsolószert bedolgoztuk a készítménybe, akkor a TEOS-CB-minta kopási ellenállása az N 234-gyes érték 108%-ára javult. A 70 °C-on mért tg δ-érték a kapcsolószer nélküli N 234-hez képest 18%kal csökkent és a kapcsolószert tartalmazó N 234-hez képest 7%-kal. A 0 °C-on mért tg δ-érték csak 1,5%kal csökkent, ha kapcsolószert adtunk a TEOS-CB-hez, a kapcsolószert tartalmazó N 234-hez képest.

6A. táblázat

Dinamikushiszterézis-adatok

	Si-69	tg δ 0°C- on	tg δ 70 °C- on	Kopás 14%-os csúszta- tásnál
SSBR-összetétel*
N234	0	0,428	0,184	100
N234	4	0,394	0,162	94
TEOS-CB	0	0,402	0,158	78
TEOS-CB	4	0,388	0,151	108

* Cariflcx S1215; kétlépéses keverés.

7. példa

Hiszterézisjavítás 3 lépéses kompoundálással A kezelt kormok felhasználásával a jelen találmány szerinti elasztomer kompoundok esetében elért kedvező tulajdonságok tovább javíthatók azzal, hogy a kompoundálási eljárás folyamán egy további keverési lépést alkalmazunk. Az előző kompoundálási példák14

HU 223 429 Β1 bán alkalmazott kétlépéses keverési eljárást a fenti 4. példában írtuk le.

A háromlépéses keverésnél az 1. lépésben a keverőberendezést 80 °C-ra és 60 ford./perc fordulatszámra állítottuk be. A kamrának egy vakkeverékkel 100 °C-ra végzett kondicionálása után az elasztomert 100 °C-on betöltöttük a keverőbe és 1 percig tördeltük. A kormot hozzáadtuk az elasztomerhez és a keverést további 3 percig folytattuk. Egyes esetekben kapcsolószert is betápláltunk a korommal 100 rész elasztomerre számított 3-4 rész mennyiségben. Az 1. lépésben előállított mesterkeveréket ezután kiborítottuk a keverőbői, nyitott hengerszéken háromszor átengedtük és szobahőmérsékleten 2 órán át tároltuk. A második lépésben a keverőkamra hőmérsékletét szintén 80 °C-ra állítottuk be, és a 100 °C-on, 60 ford./perc fordulatszámon végzett kondicionálás után a mesterkeveréket a keverőbe töltöttük, egy percig tördeltük, majd hozzáadtuk az antioxidánst. 4 perc múlva vagy amikor a 160 °C hőmérsékletet elértük, a keveréket kiborítottuk a keverőbői és nyitott hengerszéken 3-szor átengedtük, majd szobahőmérsékleten 2 órán át tároltuk. A harmadik lépésben a hőmérsékletet 80 °C-ra, a fordulatszámot 35 ford./percre állítottuk be. A 2. lépés után kapott mesterkeveréket ezután betöltöttük a keverőbe és 1 percig tördeltük. Ezután hozzáadtuk a térhálósí tó keveréket és a 3. lépésben kapott anyagot 2 perc múlva kiborítottuk, majd nyitott hengerszéken 3-szor átengedtük.

Az alábbi 7. táblázatban a TEOS-CB-vel két-, illetve háromlépéses keveréssel kompoundált elasztomerek hiszterézisét és kopási ellenállását hasonlítjuk össze. Mint a táblázatból látható, a háromlépéses keverés 0 °C-on nagyobb tg δ-t, 70 °C-on kisebb tg δ-t eredményez. Az 1 A. táblázatban felsorolt elasztomereket tartalmazó elasztomer kompoundok a következők szerint recepturálhatók.

7. táblázat

Dinamikushiszterézis-adatok - 2, illetve 3 lépéses keverés összehasonlítása

Korom	Si-69	tg δ 0°C- on	tg δ 70 °C- ΟΠ	Kopás 14%-os csúszta- tásnál
Duradene 715 2 lépéses keverés
N234	0	0,458	0,189	100
N234	3	0,439	0,170	103,5
TEOS-CB	0	0,434	0,150	78,1
TEOS-CB	3	0,436	0,131	972
Duradene 715 3 lépéses keverés
N234	0	0,471	0,165	100
N234	3	0,456	0,146	98,4
TEOS-CB	0	0,446	0,139	57,6
TEOS-CB	3	0,461	0,113	101,8

8. példa

Oxidált korom

A jelen találmány egy másik vonatkozásában megállapítottuk, hogy a szilíciummal kezelt korom oxidálása javított hiszterézisű elasztomer kompoundokhoz vezethet. Egy olyan korom esetében, amelyet az 1. táblázatban feltüntetett körülmények között, de OMTS, mint elpárologtatható szilíciumtartalmú vegyülettel állítottunk elő, ami a korom késztermékben 2,74% szilíciumot tartalmazott, az oxidáció által elért javulást a következő táblázat tünteti fel. Az oxidált korommal elért hiszterézishatást tovább fokozza, ha az elasztomer kompoundba egy kapcsolószert dolgozunk be.

Az oxidált kormot úgy állítottuk elő, hogy a kormot salétromsavval kezeltük. Egy kis rozsdamentes acéldobba töltöttük a kormot és azt forgattuk. A forgatás közben 65%-os salétromsavoldatot permeteztünk a koromra, míg 100 tömegrész koromra számítva 15 rész salétromsavoldatot adtunk hozzá. 5 perces áztatási periódus után a dobot körülbelül 80 °C-ra melegítettük, hogy beindítsuk az oxidálási reakciót. Az oxidációs reakció alatt a hőmérséklet körülbelül 100-120 °C-ra emelkedett. Ezt a reakció-hőmérsékletet addig tartottuk fenn, míg a reakció befejeződött. A kezelt kormot ezután 200 °C-ra melegítettük, hogy eltávolítsuk a maradék savat. A kezelt kormot azután éjszakán át vákuumszárítószekrényben 115 °C-on szárítottuk. Az alábbi 8. táblázatban az OMTS-CB-vel és oxidált OMTS-CBvel kompoundált kapcsolószert tartalmazó és nem tartalmazó elasztomerek hiszterézisjellemzőit hasonlítjuk össze. További, az 1A. táblázatban felsorolt elasztomereket tartalmazó elasztomer kompoundok az előbbiekben leírt eljárás szerint a következő módon recepturálhatók.

8. táblázat

Dinamikushiszterézis-adatok, oxidált, kezelt korom

Korom Duradene 715 2 lépéses	Si-69	tg δ 0 °C-on	tg δ 70 °C-on
N234	0	0,513	0,186
N234	3	0,463	0,176
OMTS-CB	0	0,501	0,166
OMTS-CB	3	0,467	0,135
oxidált OMTS-CB	0	0,487	0,154
oxidált OMTS-CB	3	0,467	0,133

9. példa

Egy sor elasztomer hiszterézise és kopási ellenállása

Olyan elasztomer kompoundok hiszterézisét és kopási ellenállását hasonlítottuk össze, amelyeket különböző elasztomerekkel kompoundált, kezelt kormokkal állítottunk elő. Az elasztomereket kapcsolószerrel, illetve anélkül kompoundáltuk. Kontrollként konvencionális kormot használtunk. Az eredményeket a 9. táblázat tünteti fel.

HU 223 429 Β1

Ezek az adatok mind az öt elasztomer rendszernél a hiszterézis javulását mutatják. így például a megfelelő kontrollal összehasonlítva a 70 °C-on mért tg δ kapcsolószer nélkül 10,5-38,3%-kal csökkent és kapcsolószerrel 11,7-28,2%-kal. 5

Az is látható, hogy mindegyik esetben a kezelt koromkompound kopási ellenállása csökken a nem kezelt kontrolihoz képest, ha kapcsolószert nem használunk. A kopási ellenállás jelentősen javul, ha kapcsolószert használunk. Az is látható, hogy a hiszterézisegyensúly javul (a kapcsolószert tartalmazó vagy nem tartalmazó) kezelt korommal, a kontrollkoromhoz képest.

9. táblázat

Hiszterézis és kopási ellenállás - 3 lépéses keverés

1 Korom	Si-69	tg δ 0 °C-on	tg δ 70 aC-on	Kopás 14%-os csúszásnál
| SBR116/NS oldat 114-80/20
N234	0	0,689	0,151	100,0
N234	3	0,750	0,131	123,1
I TEOS-CB	0	0,721	0,115	86,3
| TEOS-CB	3	0,751	0,094	115,4
| SBRSL 574 oldat
I N234	0	0,286	0,118	100,0
| N234	3	0,260	0,108	96,4
I TEOS-CB	0	0,246	0,101	58,0
I TEOS-CB	3	0,258	0,093	86,8
| SBR PAT589 oldat
N234	0	0,676	0,190	100,0
N234	3	0,686	0,182	99,1
I TEOS-CB	0	0,698	0,170	82,4
TEOS-CB	3	0,726	0,150	134,2
SBR 1500 emulzió
N234	0	0,299	0,176	100,0
N234	3	0,285	0,137	87,9
| TEOS-CB	0	0,280	0,156	60,1
| TEOS-CB	3	0,270	0,121	88,1
SMR természetes kaucsuk
N234	0	0,253	0,128	100,0
N234	3	0,202	0,088	85,8
TEOS-CB	0	0,190	0,079	60,9
TEOS-CB	3	0,173	0,069	88,6

10. példa

Vágottforgács-ellenállás 50

Egy, az előzőekben leírt módon készített kormot használunk fel tehergépkocsi-kerékköpeny futófelületi kompound előállítására. Az OMTS-CB tulajdonságait a 10. táblázat tünteti fel, az elasztomer tulajdonságait a

11. táblázat. A keverési eljárás hasonló a 4. példában le- 55 írthoz, azzal a különbséggel, hogy a ZnO-ot és a CirCO könnyű olajat (melyet a Natrochem Inc., Savannah, GA cégtől szereztünk be) a sztearinsavval, antioxidánsokkal (az R. T. Vanderbilt Co., Norwalk, CT cégtől beszerzett Flexzone 7 P® és Agelite D gyanta) és a 60

Sunproof Improved olajat (melyet a Uniroyal Chemical Co., Middlebury, CT, cégtől szereztünk be) együtt adtuk a keverékhez.

A szakítási szilárdságot és szakadási nyúlást az ASTM D-412 szerinti módszerrel mértük, a beszakítási szilárdságot az ASTM D-624 szerint. Mint a 12. táblázatból látható, az OMTS-CB 19%-os javulást idézett elő a beszakítási szilárdságban, 13%-os javulást a szakadási nyúlásban és 36%-os csökkenést a 70 °C-on mért tg δ-értékben, a szakítószilárdság hasonló volt. Ez azt mutatja, hogy az OMTS-CB javítja a vágottforgácsellenállást és a hőfejlődési tulajdonságokat.

HU 223 429 Β1

10. táblázat
I	OMTS-CB
I A korom Si-tartalma,%	4,62
j DBP, cm3/100g	106,3
| CDBP, cm3/100 g	100,1
| t felület, nP/g	121,0

11. táblázat

Komponens	Tömegrész	Tömegrész
1 NR (SMR5)	100	100
N234	50	-
OMTS-CB	-	50
Circo könnyűolaj	5,0	5,0
Cink-oxid	5,0	5,0
Sztearinsav	3,0	3,0
I Flexzone7P®	1,5	1,5
| Agerite D gyanta	1,5	1,5
Javított Sunproof	1,5	1,5
Durax®	1,2	1,2
| Kén	1,8	1,8

12. táblázat

	Szakító- szilárd- ság, mPa	Szaka- dási nyúlás, %	Beszakítási szilárdság, %	tg δ 70 °C- on
N234	27,2	552	100	0,133
I OMTS-CB	26,9	624	119	0,086

11. példa

A jelen találmány szerinti szilíciumtartalmú kormok huzaltörő kompoundban történő felhasználásának vizsgálata céljából a következő kísérletet végeztük.

Kilenc kompoundot állítottunk elő az előző példában leírt N 326, N 231 és OMTS-CB felhasználásával. Ezeknek a kormoknak az analitikai jellemzőit a 13. táblázat tünteti fel.

13. táblázat

Kormok analitikai jellemzői

	N326	N231	OMTS- CB
CTAB, m2/g	81	108	125
DBP-abszorpció, cm3/100 g	72	92	104
CDBP, cmVIOOg	67	86	101

A 60 °C-on mért tg δ-éték szerinti hőfejlődés és az adhézió a felület és a szerkezet növekedésével nő.

A kompoundreceptúrákat a 14. táblázat tünteti fel.

A természetes kaucsuk (NR) SMR CV 60 típusú (Malaiziai) kaucsuk. A szilícium-dioxid (a PPG Industries, Inc., Pittsburgh, PA, cégtől beszerzett) Hi-Sil 233. A nafténolaj egy (a Harwick Chemical Corporation, Akron, OH, cégtől beszerzett) feldolgozási segéd20 anyag. A rezorcinol egy kötőanyag (melyet az Indspec Chemical, Pittsburgh, PA cégtől szereztünk be). A kobalt-naftenát egy (a Shepard Chemical Co., Cincinnati, Ohio, cégtől beszerzett) 6% kobalttartalmú kötőanyag. A „hexa” hexametilén-tetramin, egy kötőanyag (melyet a Harwick Chemical Corporation, Akron, OH, cégtől szereztünk be).

14. táblázat

Komponensek	Rész/100 rész
NR	100	100	100
Korom	55	55	40
Kicsapott szilíciumdioxid	-	-	15
Nafténolaj	5	5	5
ZnO	10	10	10
Sztearinsav	2	2	2
Rezorcinol	-	-	2,5
Hexa	-	-	1,6
Kobalt-naftalin (6% Co)	-	2	-
Santocure MDR	0,8	0,8	0,8
Kén	4	4	4

15. táblázat

Kötőanyagrendszcrck	N326	N231	OMTS-CB
CTL	Co	HRH	CTL	Co	HRH	CTL	Co	HRH
Szakítószilárdság, MPa	26,3	27,1	26,6	27,4	28,5	26,9	26,4	25,2	27,6
Szakadási nyúlás, %	498	527	494	534	527	500	409	490	474
Shore A keménység	67	67	74	71	71	78	65	70	74
Adhézió erő, kg	68	95	45	94	106	45	90	107	91
Huzaltapadás, külalak szerinti besorolás	G	G	F	G	G	F	G	G	F
tg δ, 60 °C-on	0,137	0,145	0,116	0,166	0,170	0,133	0,134	0,152	0,120

HU 223 429 Β1

A kísérlet során egy 2x2x0,25 mm-es személygépkocsikerékköpeny-célhuzalt 63,5 tömeg% rezet tartalmazó „bran-plate”-el vontunk be. A tapadást az ASTM D-2229 szerinti módszerrel minősítettük. Ennek a besorolásnak két komponense van: az egyik az az erő, ami a kötélnek a kötőanyagról való eltávolításához szükséges, a másik az eltávolított huzal külső megjelenése. Minél nagyobb a szükséges erő és minél kedvezőbb a külső megjelenés szerinti besorolás, annál jobb a tapadás.

Látható, hogy az OMTS-CB mutatja az N 326 kompoundnak előnyös hőfejlődési tulajdonságait és ugyanakkor az N231 kompound előnyös tapadási tulajdonságait.

12. példa

A koromgyártásnál alkálifémsó adalékanyagokat használnak a korom szerkezetének, például CDBPértékének a szabályozására. A hozzáadott alkálifémsó mennyiségének növelése a koromszerkezet csökkenésére (egyszerűsödésére) vezet. Kétfajta kormot állítottunk elő az 1. példában leírt módszerrel. A gyártási körülmények a következők voltak:

16. táblázat

Körülmények	N234	TEOS-CB
Levegősebesség	12,8	12,8
Gázsebesség	0,94	0,94
Alapanyag-sebesség, kg/óra	75,2	63,5
Si-vegyület-sebesség, kg/óra	0	7,7
K+-sebesség, g/óra	0,547	0,604

A kapott kormok felületnagyságát, szerkezetét és szilíciumtartalmát megvizsgáltuk. Ezeket az értékeket az alábbi, 17. táblázat tünteti fel:

17. táblázat

I Tulajdonságok	N234	TEOS-CB
A korom szilíciumtartalma, %	0,02	3,28
CDBP, cmVIOOg	103	110
t felület, m2/g	119,2	121,3
N2-felület, m2/g	122,7	137,4

Ily módon a CDBP-érték 7-tel nőtt, bár a K⁺-érték valamivel nagyobb a reaktorban.

13. példa

Szerves csoportok hozzákapcsolása Az OMTS-CB-kompoundot az 1. példában leírt módon készítettük, de annak tulajdonságai a következők voltak:

18. táblázat

A korom szilíciumtartalma, %	4,7
DBP, cm3/100g	103,2
CDBP, cm3/100 g	101,1
t felület, m2/g	123
N2-felület, m2/g	164,7

A kormot 0,15 mmol 4-amino-difenil-diszulfiddal (APDS) kezeltük per gramm korom, hogy hozzákapcsoljuk a fentiekben leírt eljárás szerinti szerves csoportokat. Az OMTS-CB-t azután a következő receptúra szerint kompoundáltuk.

19. táblázat

Komponens	Tömegrcsz
Duradene 715 elasztomer	75
Tacktene 1203 elasztomer	25
Korom	75
Si-69	4,5
I Sundex 8125 olaj	25
Cink-oxid	3,5
Sztearinsav	2
Flexzone 7P®	1,5
Javított Sunproof	1,5
Durax®	1,5
Vanax DPG	1
TMTD	0,4
Kén	1,4

A Tacktene egy, a Polysar Rubber Corporation, kanadai cégtől beszerzett elasztomer. A Vanax DPG és a tetrametil-tiurán-diszulfid (TMTD) az R. T. Vanderbilt Co., Norwalk, CT, illetve az Akrochem Co., Akron, OH cégtől beszerzett gyorsítószerek.

A 7. példa szerinti keverési eljárást alkalmaztuk. Az olajat és a Si-69-et az első keverési lépésben adtuk az anyaghoz. A kompoundok hatását a 20. táblázat tünteti fel.

20. táblázat

	tg δ 0 °C-on	tg 5 70 °C-on	Kopás 14%-os csúszás- nál
OMTS-CB	0,385	0,158	100
OMTS-CB APDS	0,307	0,108	69

Mint ez a 20. táblázatból látható, az APDS-nek az OMTS-CB-re kapcsolása azt eredményezi, hogy a 70 °C-on mért tg δ-érték 31%-kal, a 0 °C-on mért tg δérték 20%-kal csökken.

HU 223 429 Bl

21. táblázat

	A	B	C
[ Korom
1 Sziliciumtartalom (5%)	0	2,1	4,0
1 N2SA t felület, m2/g	54	52	54
I DBPA, ml/lOOg	71	68	70

Fizikai tulajdonságok

] Receptúra	1	2	3
1 Shore A keménység	66	65	66
I Szakítószilárdság, MPA	15,5	17,8	19,4
| Nyúlás, %	276	271	300
| Beszakítás, C szerszám (kN/m)	23,6	24,2	25,4
	D	E	F

Korom

Szilíciumtartalom, %	0	1,6	4,1
| N2SA t felület, m2/g	54	51	52
j DBPA,ml/lOOg	105	98	102
Fizikai tulajdonságok
Receptúra	1	2	3
Shore A keménységű	64	68	66
Szakítószilárdság, Mpa	16,2	19,4	18,6
Nyúlás, %	255	265	276
Beszakítás, C szerszám, kN/m	22,9	24,3	26,3

22. táblázat Receptúrák

Receptúrák
Komponens, tömegrész	1	2	3
Royalene 509 EPDM	100	100	100
AZO-66 cink-oxid	4	4	4
Hystrene sztearinsav	1	1	1
Korom	60	60	60
Sunpar 2280 paraffinolaj	25	25	25
Gumigyártási kén	2,5	2,5	2,5
Metiladalékok	1	1	1
75%-os aktivitású Rhenogram MBT-75	2	2	2
Si-69 poliszulfídos szilán	0	1,2	2,4
Összesen	195,5	186,7	197,9

A komponensek forgalmazói:

Royalene 509 EPDM = Uniroyal Chemical Co., CT

AZO-66 Zinc oxide = Asaro, Inc., OH Hystrene sztearinsav = Humko Chemical Co., TN Sunpaar 2280 praffinolaj = Sun Refming and Marketing, PA gumigyártási kén = R. E. Caroll, NJ metiladalékok = R. T. Vanderbilt, CT

75%-os aktivitású

Rhenogram MBT-75 = Rhein-Chemie Corp., NJ.

Si-69 poliszulfídos szilán =Struktol, OH

HU 223 429 Β1

Mint a fenti EPDM-példákból látható, a szilíciummal kezelt korom egymáshoz hasonló keménységértékeknél lényegesen javítja a szakítószilárdságot, nyúlást és beszakítási szilárdságot. A fizikai tulajdonságoknak ez a javítása előnyöket biztosít a tömítések, cipők 5 és formázott gumialkatrészek felhasználási élettartama tekintetében. A szilíciummal kezelt kormok esetében hasonló előnyökkel számolhatunk peroxiddal térhálósított elasztomerek esetében is, amelyek például nem tartalmaznak telítetlen kettős kötéseket, mint amilyen pél- 10 dául az EPDM, vagy nincs szükségük kapcsolószerekre ahhoz, hogy a megkívánt tulajdonságokat érjék el.

A szilíciummal kezelt kormok előnyei várhatók el olyan elasztomereknél is, amelyek széntől és hidrogéntől különböző elemeket tartalmaznak, ami további együttmű- 15 ködést tesz lehetővé a korom szilíciumtartalmú részei között. A nem szénhidrogéncsoportokat tartalmazó elasztomerek közé tartoznak - nem kizáró jelleggel - például az NBR (akrilnitril-butadién-kaucsuk), az XNBR (karboxilos akrilnitril-butadién-kaucsuk), a HNBR (hidrogénezett akrilnitril-butadién-kaucsuk), a CR (kloroprénkaucsuk), az ECO (etilénoxid-klór-metil-oxirán), a GPO (propilén-oxid-allil-glicidil-éter), a PPO (polipropilénoxid), a CSM (klór-szulfonil-polietilén), a CM (klórozott polietilén), a BIIR (bróm-izobutén-izoprén-kaucsuk), a CIIR (klór-izobutén-izoprén-kaucsuk), az ACM (etilvagy más akrilát és kis mennyiségű vulkanizálható komonomer kopolimetjei) és az AEM (etil- vagy más akrilát és az etilén kopolimeijei).

Valamennyi fentiekben említett szabadalmat, szabadalmi bejelentést, vizsgálati módszert és közleményt hivatkozásként szerepeltettünk.

A jelen találmány sokféle változata kínálkozik a fenti leírás alapján a szakember számára. így például a találmány szerinti készítmények más erősítőszereket, töltőanyagokat, olaj nyújtószereket, bomlásgátló anyagokat és hasonlókat is tartalmazhatnak. Az igénypontok minden ilyen módosítás oltalmát is igénylik.

Claims (82)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy egy elasztomert és egy szilíciummal kezelt kormot tartalmaz, ahol a nevezett szilíciummal kezelt korom a kezeletlen koromhoz képest kisebb kopási ellenállást, alacsony hőmérsékleten nagyobb tangens veszteségi tényezőt és magas hőmérsékleten kisebb tangens veszteségi tényezőt kölcsönöz az elasztomernek.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy egy kapcsolószert is tartalmaz.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a szilíciummal kezelt korom szilíciumot tartalmazó régiókat tartalmaz, elsősorban a koromaggregátumok felületén.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a szilíciummal kezelt korom egészében eloszlatott szilíciumot tartalmazó régiókat foglal magában.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a szilíciummal kezelt korom oxidált.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy az elasztomer oldott SBR, természetes kaucsuk, funkcionális SBR-oldat, emulziós SBR, polibutadién, poliizoprén vagy ezek keveréke.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy szilícium-dioxidot is tartalmaz.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy kormot, szilícium-dioxidot, rákapcsolt szerves csoportot tartalmazó kormot vagy ilyen kombinációt tartalmaz.
9. 9. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a nevezett szilíciummal kezelt koromnak legalábbis egy részén egy rákapcsolt szerves csoport van, és a koromnak ez a része szilán kapcsolószerrel kezelt.
10. 10. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a szerves csoport Ar-Sn-Ar’ vagy Ar-Sn-Ar’ ’ általános képletű csoport, ahol Ar és Ar’ jelentése egymástól függetlenül ariléncsoport, Ar” jelentése arilcsoport és n jelentése 1-től 8-ig terjedő szám.
11. 11. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy egy rákapcsolt szerves csoporttal ellátott kormot tartalmaz.
12. 12. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy további kormot tartalmaz.

    35
13. 13. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a szilíciummal kezelt koromnak egy hozzákapcsolt szerves csoportja van, és az elasztomer kompound egy hozzákapcsolt szerves csoportot tartalmazó kormot, szilícium-dioxidot, kormot vagy ilyen

    40 keveréket tartalmaz.
14. 14. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy 0,1-25 tömeg% szilíciumot tartalmaz.
15. 15. A 14. igénypont szerinti elasztomer kompound, 45 melyre jellemző, hogy a nevezett szilíciummal kezelt korom 0,5-10 tömeg% szilíciumot tartalmaz.
16. 16. A 15. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a nevezett szilíciummal kezelt korom körülbelül 2-6 tömeg% szilíciumot tartalmaz.

    50
17. 17. A 2. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a nevezett kapcsolószer szilán, cirkonát, titanát, nitro-kapcsolószer vagy ezek keveréke.
18. 18. A 2. igénypont szerinti elasztomer kompound,

    55 melyre jellemző, hogy a nevezett kapcsolószer bisz(3trietoxi-szilil-propil)-tetraszulfán, 3-tiocianato-propil-trietoxi-szilán, γ-merkapto-propil-trimetoxiszilán, cirkónium-dienoalkanoláto-di-(3-merkapto)propionato-O, N,N’-bisz(2-metil-2-nitro-propil)-l,660 diamino-hexán vagy ezek keveréke.

    HU 223 429 BI
19. 19. A 2. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a nevezett kapcsolószer 100 rész elasztomerre számított körülbelül 0,1-15 rész mennyiségben van benne jelen.
20. 20. Elasztomert és egy szilíciummal kezelt kormot tartalmazó elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy a nevezett elasztomer etilén-propilén-dién monomer kaucsuk, polikloroprén, természetes kaucsuk, hidrogénezett nitril-butadién-kaucsuk, nitril-butadiénkaucsuk, klórozott polietilén, sztirol-butadién-kaucsuk, butilkaucsuk, poliakrilkaucsuk, poliepiklórhidrin, etilén-vinil-acetát vagy ezek keveréke.
21. 21. A 20. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy benne 100 rész nevezett elasztomerre számítva körülbelül 10-300 rész nevezett, szilíciummal kezelt korom van jelen.
22. 22. A 21. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy benne 100 rész nevezett elasztomerre számítva körülbelül 100-200 rész nevezett, szilíciummal kezelt korom van jelen.
23. 23. A 22. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy benne 100 rész nevezett elasztomerre számítva körülbelül 10-150 rész nevezett, szilíciummal kezelt korom van jelen.
24. 24. A 23. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy benne 100 rész nevezett elasztomerre számítva körülbelül 20-80 rész nevezett, szilíciummal kezelt korom van jelen.
25. 25. A 20. igénypont szerinti elasztomer kompoundból képezett tárgy.
26. 26. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy az elasztomer kompound időjárásálló héjjá van alakítva.
27. 27. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy az elasztomer kompound hűtőtömlővé van alakítva.
28. 28. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy hidraulikus tömlővé van alakítva.
29. 29. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy üzemanyagtömlővé van alakítva.
30. 30. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy motor beszerelési elemmé van alakítva.
31. 31. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy csapágypersellyé van alakítva.
32. 32. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy gépszíjjá van alakítva.
33. 33. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy szállítószalaggá van alakítva.
34. 34. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy erőátviteli szalaggá van alakítva.
35. 35. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy tömítéssé van alakítva.
36. 36. A 25. igénypont szerinti tárgy, melyre jellemző, hogy tömítőgyűrűvé van alakítva.
37. 37. Eljárás elasztomer kompound hiszterézisének javítására, azzal jellemezve, hogy egy elasztomert szilíciummal kezelt korommal és adott esetben kapcsolószerrel kezelünk, miáltal a nevezett szilíciummal kezelt korom a kezeletlen koromhoz képest kisebb kopási ellenállást, alacsony hőmérsékleten hasonló vagy nagyobb tangens veszteségi tényezőt és magas hőmérsékleten kisebb tangens veszteségi tényezőt kölcsönöz az elasztomernek.
38. 38. A 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan nevezett, szilíciummal kezelt kormot használunk, amely elsősorban a koromaggregátum felületén elhelyezkedő szilíciumtartalmú régiókat foglal magában.
39. 39. A 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan nevezett, szilíciummal kezelt kormot használunk, amely a koromaggregátum egészében eloszlatott szilíciumtartalmú régiókat foglal magában.
40. 40. A 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oxidált, szilíciummal kezelt kormot használunk.
41. 41. A 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy elasztomerként oldható SBR-t, természetes kaucsukot, funkcionális oldható SBR-t, emulziós SBR-t, polibutadiént, poliizoprént vagy ilyen keveréket használunk.
42. 42. A 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy körülbelül 0,1-25 tömeg% szilíciumot tartalmazó szilíciummal kezelt kormot használunk.
43. 43. A 42. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy körülbelül 0,5-10 tömeg% szilíciumot tartalmazó szilíciummal kezelt kormot használunk.
44. 44. A 43. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy körülbelül 2-6 tömeg% szilíciumot tartalmazó kormot használunk.
45. 45. A 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kapcsolószerként szilán kapcsolószert, cirkonát kapcsolószert, titanát kapcsolószert, nitro-kapcsolószert vagy ilyen kapcsolószer-keveréket használunk.
46. 46. A 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kapcsolószerként bisz(3-trietoxi-szilil-propil)tetraszulfánt, 3-tiocianáto-propil-trietoxi-szilánt, γ-merkapto-propil-trimetoxi-szilánt, cirkónium-dineoalkanoláto-di(3-merkapto)-propionáto-O-t, N,N’-bisz (2metil-2-nitro-propil)-1,6-diamino-hexánt használunk, vagy e vegyületek keverékét használjuk.
47. 47. A 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 100 rész elasztomerre számítva körülbelül 0,1 -15 rész nevezett kapcsolószert használunk.
48. 48. Eljárás elasztomer kompound előállítására, azzal jellemezve, hogy a következő lépésekből áll:

    egy keverőberendezésben szilíciummal kezelt kormot és egy elasztomert, valamint adott esetben egy kapcsolószert mesterkeverék készítéséhez elegendő ideig és megfelelő hőmérsékleten masztikálunk;

    a nevezett mesterkeveréket hengerszéken hengereljük;

    a nevezett mesterkeveréket a térhálósító adalék anyag hozzáadását megkönnyítése és a túl korai térhálósodás elkerülése végett lehűtjük;

    egy keverőberendezésben a mesterkeveréket és a térhálósító adalék anyagot, valamint adott esetben egy kapcsolószert mesterkeverék készítéséhez elegendő ideig és megfelelő hőmérsékleten masztikáljuk.
49. 49. A 48. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan nevezett, szilíciummal kezelt kormot

    HU 223 429 Β1 használunk, amely elsősorban a koromaggregátum felületén elhelyezkedő szilíciumtartalmú régiókat foglal magában.
50. 50. A 48. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilíciummal kezelt kormot használunk, amely a koromaggregátum egészében eloszlatott szilíciumtartalmú régiókat foglal magában.
51. 51. A 48. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oxidált, szilíciummal kezelt kormot használunk.
52. 52. A 48. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy elasztomerként oldható SBR-t, természetes kaucsukot, funkcionális oldható SBR-t, emulziós SBR-t, polibutadiént, poliizoprént vagy ilyen keveréket használunk.
53. 53. A 48. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy körülbelül 0,1-25 tömeg% szilíciumot tartalmazó, szilíciummal kezelt kormot használunk.
54. 54. Az 53. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy körülbelül 0,5-10 tömeg% szilíciumot tartalmazó, szilíciummal kezelt kormot használunk.
55. 55. Az 54. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy körülbelül 2-6 tömeg% szilíciumot tartalmazó kormot használunk.
56. 56. A 48. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kapcsolószerként szilán kapcsolószert, cirkonát kapcsolószert, titanát kapcsolószert, nitrokapcsolószert vagy ilyen kapcsolószer-keveréket használunk.
57. 57. A 48. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kapcsolószerként bisz(3-trietoxi-szilil-propil)tetraszulfánt, 3-tiocianáto-propil-trietoxi-szilánt, γ-merkapto-propil-trietoxi-szilánt, cirkónium-dineoalkanoláto-di(3-merkapto-propionáto-O-t, N,N’-bisz(2-metil-2-nitro-propil)-1,6-diamino-hexánt használunk, vagy e vegyületek keverékét használjuk.
58. 58. Az 57. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 10 rész nevezett kapcsolószert használunk.
59. 59. Szilíciummal kezelt korom, melyre jellemző, hogy egy elasztomerrel kompoundálva a kezeletlen koromhoz képest kisebb kopási ellenállást, alacsony hőmérsékleten hasonló vagy nagyobb tangens veszteségi tényezőt és magas hőmérsékleten kisebb tangens veszteségi tényezőt kölcsönöz az elasztomernek.
60. 60. Az 59. igénypont szerinti, szilíciummal kezelt korom, melyre jellemző, hogy elsősorban a koromaggregátum felületén elhelyezkedő szilíciumtartalmú régiókat foglal magában.
61. 61. Az 59. igénypont szerinti szilíciummal kezelt korom, melyre jellemző, hogy a koromaggregátum egészében eloszlatott szilíciumtartalmú régiókat foglal magában.
62. 62. Az 59. igénypont szerinti szilíciummal kezelt korom, melyre jellemző, hogy oxidált.
63. 63. Az 59. igénypont szerinti szilíciummal kezelt korom, melyre jellemző, hogy körülbelül 0,1-25 tömeg% szilíciumot tartalmaz.
64. 64. A 63. igénypont szerinti szilíciummal kezelt korom, melyre jellemző, hogy körülbelül 0,5-10 tömeg% szilíciumot tartalmaz.
65. 65. A 64. igénypont szerinti szilíciummal kezelt korom, melyre jellemző, hogy körülbelül 2-6 tömeg% szilíciumot tartalmaz.
66. 66. Erősítőszer, melyre jellemző, hogy tartalmaz: egy olyan szilíciummal kezelt kormot, ami elasztomerrel kompoundálva az elasztomernek - a kezeletlen koromhoz képest - kisebb kopási ellenállást, alacsony hőmérsékleten nagyobb veszteségi tangens tényezőt és magas hőmérsékleten kisebb veszteségi tangens tényező kölcsönöz; és egy kapcsolószert.
67. 67. A 2. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy 100 rész elasztomerre számítva körülbelül 0,1-6 rész nevezett kapcsolószert tartalmaz.
68. 68. A 37. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy 100 rész elasztomerre számítva körülbelül 0,1-6 rész nevezett kapcsolószert tartalmaz.
69. 69. Az 58. igénypont szerinti elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy 100 rész elasztomerre számítva körülbelül 0,1-6 rész nevezett kapcsolószert tartalmaz.
70. 70. Elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy tartalmaz:

    egy elasztomert; és egy szilíciummal kezelt kormot, ahol a nevezett szilíciummal kezelt korom javított vágottforgácsellenállást és hőfejlődési tulajdonságokat kölcsönöz az elasztomernek.
71. 71. Eljárás egy elasztomer vágottforgács-ellenállásának javítására, azzal jellemezve, hogy az elasztomerhez szilíciummal kezelt korom hatásos mennyiségét adjuk.
72. 72. Elasztomer kompound, melyre jellemző, hogy tartalmaz:

    egy elasztomert; és egy szilíciummal kezelt kormot, ahol a szilíciummal kezelt korom az elasztomer jobb tapadását biztosítja a kerékköpeny-textíliához.
73. 73. Eljárás egy elasztomer kerékköpeny-textíliához tapadásának javítására, azzal jellemezve, hogy az elasztomerhez szilíciummal kezelt korom hatásos mennyiségét adjuk.
74. 74. Eljárás egy elasztomer elektromos ellenállásának növelésére, azzal jellemezve, hogy az elasztomerhez szilíciummal kezelt korom hatásos mennyiségét adjuk.
75. 75. Eljárás egy elasztomer adott tg δ-érték melletti rugódzási sebességének csökkentésére, azzal jellemezve, hogy az elasztomerhez szilíciummal kezelt korom hatásos mennyiségét adjuk.
76. 76. Eljárás egy elasztomer szakítószilárdságának, szakadási nyúlásának vagy beszakítási szilárdságának növelésére, azzal jellemezve, hogy az elasztomerhez szilíciummal kezelt korom hatásos mennyiségét adjuk.

    TI. Eljárás korom CDBP-értékének növelésére, azzal jellemezve, hogy a koromgyártási eljárás során szilíciumtartalmú vegyületet táplálunk be, és így szilíciumtartalmú régiókat tartalmazó kormot állítunk elő.
77. 78. Keverék elasztomer készítmény előállítására, melyre jellemző, hogy egy elasztomert és egy szilíciummal kezelt kormot tartalmaz.

    HU 223 429 Β1
78. 79. A 78. igénypont szerinti keverék, melyre jellemző, hogy egy kapcsolószert is tartalmaz.
79. 80. A 79. igénypont szerinti keverék, melyre jellemző, hogy a nevezett kapcsolószer APDS.
80. 81. Az 1. igénypont szerinti elasztomer kompound, 5 melyre jellemző, hogy a nevezett elasztomer egy homopolimer, kopolimer vagy terpolimer.
81. 82. Az 1. igénypont szerinti elasztomer készítmény, melyre jellemző, hogy a nevezett elasztomer DSCmódszenel mért másodrendű átalakulási hőmérséklete alacsonyabb, mint 20 °C.
82. 83. A 82. igénypont szerinti elasztomer készítmény, melyre jellemző, hogy a nevezett elasztomer DSCmódszerrel mért másodrendű átalakulási hőmérséklete -120 °C és 0 °C között van.