DE10059287A1

DE10059287A1 - Drive belt, useful for motor vehicles, household equipment and conveyors comprises a vulcanized rubber mixture containing a layer silicate modified with an alkyl ammonium ion

Info

Publication number: DE10059287A1
Application number: DE2000159287
Authority: DE
Inventors: Reinhard Teves; Wolfram Herrmann
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: DE10059287B4

Abstract

A drive belt comprising a vulcanized rubber mixture (I) comprises, before vulcanization, 1-100 parts per hundred of a layer silicate modified with an alkyl ammonium ion and free of other incorporated or polymerized guest molecules arising from a prior treatment and 1-50 parts per hundred of a co-cross-linking agent (with respect to 100 pts. wt. of total rubber components).

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsriemen, der eine vulkanisierte Kautschukmischung aufweist.The invention relates to a drive belt containing a vulcanized rubber mixture having.

Antriebsriemen, die eine vulkanisierte Kautschukmischung, enthalten, werden in den unterschiedlichsten Bereichen, wie z. B. dem Fahrzeugbau, dem Apparatebau, in der Hausgeräte-Industrie und der Fördertechnik, eingesetzt und treiben dort die unterschiedlichsten Aggregate an. Um die geforderten Aufgaben optimal zu erfüllen, gibt es verschiedene Formen von Antriebsriemen wie z. B. Zahnriemen, Keilriemen, Keilrippenriemen und Flachriemen.Drive belts containing a vulcanized rubber compound are used in the different areas, such as B. vehicle construction, apparatus engineering, in the Household appliance industry and conveyor technology, used and drive there different aggregates. In order to optimally fulfill the required tasks, there are there are different forms of drive belts such. B. timing belts, V-belts, V-ribbed belts and flat belts.

Die Antriebsriemen, die i. A. einen Gummikörper mit einer darin eingebetteten Zugträgerlage aufweisen, müssen bei ihrem Einsatz unterschiedlichsten Belastungen standhalten. Sie sollen dabei eine möglichst gute Kraftübertragung und eine hohe Lebensdauer aufweisen. Dies kann durch einen hohen Spannungswert und eine hohe Reißdehnung der vulkanisierten Kautschukmischung im Riemen positiv beeinflusst werden. Um die Antriebsriemen hinsichtlich der genannten Eigenschaften zu optimieren, sind schon vielfältige Versuche unternommen worden, die Kautschukmischungen, aus denen die Antriebsriemen hergestellt sind, dementsprechend zu verbessern.The drive belts that i. A. a rubber body with one embedded in it Tension member position must have different loads when used withstand. They should have the best possible power transmission and a high one Have lifespan. This can be due to a high voltage value and a high one Elongation at break of the vulcanized rubber compound in the belt has a positive effect become. To optimize the drive belts with regard to the properties mentioned, Various attempts have been made to remove the rubber mixtures which the drive belts are made to improve accordingly.

So werden den Kautschukmischungen für Antriebsriemen verschiedenste Füllstoffe, wie z. B. Ruß, Kieselsäure oder Kurzfasern, zugesetzt. Die Füllstoffe beeinflussen durch ihre spezifische Wirkung auf den Kautschuk die Eigenschaften der unvulkanisierten Kautschukmischung und der Vulkanisate. Aktive Füllstoffe, auch verstärkende Füllstoffe genannt, zu denen die meisten Ruße, Kieselsäure, mit Haftvermittler imprägnierte Kurzfasern und die meisten feinteiligen Silikate zählen, verbessern im Allgemeinen eine Reihe von Vulkanisateigenschaften, wie Zugfestigkeit, Spannungswert und Weiterreißwiderstand, während andere Eigenschaften, wie Reißdehnung und Rückprallelastizität, negativ beeinflusst werden. Die Aktivität des Füllstoffes ist dabei abhängig von der Teilchengröße, der spezifischen Oberfläche, der geometrischen Gestalt der Oberfläche und der chemischen Zusammensetzung.The rubber mixtures for drive belts are filled with a wide variety of fillers, such as z. As soot, silica or short fibers added. The fillers influence through their specific effect on the rubber the properties of the unvulcanized Rubber compound and vulcanizate. Active fillers, including reinforcing fillers called, to which most soot, silica, impregnated with adhesion promoter Short fibers and most fine-particle silicates count, generally improve one Range of vulcanizate properties such as tensile strength, tension value and Tear resistance, while other properties, such as elongation at break and Rebound resilience, negatively affected. The activity of the filler is included depending on the particle size, the specific surface, the geometric shape the surface and the chemical composition.

Fasergefüllte Mischungen zeichnen sich dabei besonders dadurch aus, dass die Vulkanisate aus solchen Mischungen besonders hohe Spannungswerte aufweisen. Als Fasern können der Kautschukmischung für Antriebsriemen z. B. Fasern aus Polyamid, Aramid, Polyester, Viskose oder Glas zugesetzt werden, wobei die eingemischten Fasern häufig im Preis sehr hoch liegen.Fiber-filled mixtures are particularly characterized by the fact that the Vulcanizates from such mixtures have particularly high stress values. As Fibers can the rubber mixture for drive belts z. B. polyamide fibers, Aramid, polyester, viscose or glass can be added, with the mixed fibers are often very high in price.

In der Vergangenheit wurden die bekannten Füllstoffe in mannigfaltiger Weise untersucht, verändert und modifiziert, um ihre verstärkende Wirkung zu optimieren. Außerdem wurden neue Füllstoffklassen erschlossen, um auch andere Eigenschaften der Vulkanisate zu beeinflussen.In the past, the known fillers were examined in a variety of ways, changed and modified to optimize their reinforcing effect. Moreover new classes of fillers have been opened up to include other properties of the To influence vulcanizates.

Die Schichtsilikate bilden eine Füllstoffklasse, wobei sich bei Schichtsilikaten das Problem ergibt, dass sie aufgrund ihrer polaren Oberfläche nicht mit herkömmlichen Kautschuken kompatibel sind. D. h. man muss sie vor der Einbringung in eine Kautschukmischung so modifizieren, dass sie organophil und mit der umgebenden Kautschukmatrix kompatibel sind. Das Schichtsilikat lässt sich nur dann gut in der Kautschukmatrix verteilen. Um dies zu erreichen, ist es seit langem bekannt, die normalerweise hydrophile Oberfläche der Schichtsilikate durch Kationenaustausch mit Alkylammoniumionen so zu modifizieren, dass sie organophil wird. Die einzelnen organisch modifizerten Schichten lagern sich parallel übereinander an und bilden kleine Stapel, in denen sich organische und anorganische Schichten regelmäßig abwechseln.The layered silicates form a filler class, whereby the problem arises with layered silicates shows that due to their polar surface they are not compatible with conventional rubbers are compatible. I.e. you have to put them in a rubber mixture like this modify it to be organophilic and compatible with the surrounding rubber matrix are. The layered silicate can only be distributed well in the rubber matrix. To do this To achieve, it has long been known, the normally hydrophilic surface of the To modify layered silicates by cation exchange with alkylammonium ions in such a way that she will become organophilic. The individual organically modified layers are stored parallel to each other and form small stacks in which organic and Alternate inorganic layers regularly.

Aus derartigen organisch modifizierten Schichtsilikaten lassen sich Nanocomposite aus Polymeren und Schichtsilikaten erzeugen. Ein Nanocomposit ist dabei definiert als eine wechselwirkende Mischung aus zwei Phasen, in diesem Fall Polymer/organische Phase und Schichtsilikat/anorganische Phase, von denen eine Phase zumindest in einer Dimension in der Größenordnung einiger Nanometer liegt.Nanocomposites can be made from such organically modified layered silicates Generate polymers and layered silicates. A nanocomposite is defined as one interactive mixture of two phases, in this case polymer / organic phase and layered silicate / inorganic phase, of which one phase at least in one Dimension is on the order of a few nanometers.

Einen Überblick über Nanocomposite auf Basis von Polymeren und Schichtsilikaten, ihre Herstellung, Charakterisierung und Verwendung findet man z. B. in dem Artikel "Polymer layered silicate naonocomposites" von M. Zanetti, S. Lomakin und G. Camino in Macromol. Mater. Eng. 279, S. 1-9. An overview of nanocomposites based on polymers and layered silicates, their Production, characterization and use can be found e.g. B. in the article "Polymer layered silicate naonocomposites "by M. Zanetti, S. Lomakin and G. Camino in Macromol. Mater. Closely. 279, pp. 1-9.

Für die Herstellung von Nanocompositen auf Basis von Polymeren und Schichtsilikaten werden dort vier Verfahren vorgestellt: die In-situ-Polymerisation, die Einlagerung (Intercalation) des Polmers aus einer Lösung, die direkte Einlagerung von geschmolzenem Polymer und die Sol/Gel-Technologie. Diese Verfahren führen dazu, dass die einzelnen Schichten des Silikates aufgeweitet werden und gegebenfalls sogar vollständig auseinander geblättert (exfoliert) werden. Die einzelnen Schichten haben eine Dicke von ca. 1 nm und sind von Polymer umgeben. Das Vorliegen von Nanocompositen in Polymerwerkstoffen ermöglicht es, die daraus hergestellten Polymerprodukte mit neuen und verbesserten Eigenschaften auszustatten. Das Konzept der Nanocomposite auf Basis von Schichtsilikaten wird vor allem im Bereich der Thermoplaste eingesetzt, um deren Eigenschaften z. B. im Hinblick auf die Zugfestigkeit zu verbessern. Für Thermoplaste sind die vier genannten Verfahren zur Herstellung von Nanocompositen anwendbar, wohingegen für Kautschuke die direkte Einlagerung des geschmolzenen Polymers aufgrund der hohen Viskositäten im herkömmlichen Verarbeitungstempraturbereich nicht möglich ist. Die anderen drei Verfahren sind auch für Kautschuk anwendbar, allerdings sind diese Verfahren technologisch sehr aufwendig und immer mit der Verwendung von Lösungsmitteln verbunden, die im weiteren Verlauf der Verarbeitung solcher Nanocomposite z. B. für die Einmischung in eine vulkaniserbare Kautschukmischung wieder i. A. vollständig entfernt werden müssen.For the production of nanocomposites based on polymers and layered silicates four processes are presented there: in-situ polymerization, storage (Intercalation) of the polymer from a solution, the direct storage of molten polymer and the sol / gel technology. These procedures result in that the individual layers of the silicate are expanded and possibly even be completely peeled apart (exfoliated). The individual layers have one Thickness of about 1 nm and are surrounded by polymer. The presence of nanocomposites in polymer materials enables the polymer products made from them to be replaced with new ones and to provide improved properties. The concept of nanocomposites based Layered silicates are mainly used in the field of thermoplastics to Properties e.g. B. to improve in terms of tensile strength. For thermoplastics are the four methods mentioned for the production of nanocomposites applicable, whereas for rubbers the direct storage of the molten polymer not because of the high viscosities in the conventional processing temperature range is possible. The other three methods are also applicable to rubber, however these processes are technologically very complex and always involve the use of Solvents connected in the further course of processing such Nanocomposites e.g. B. for mixing in a vulcanizable rubber mixture again i. A. must be removed completely.

Aus der WO 97/00910 ist es bekannt, einen Latex herzustellen, der Schichtsilikat mit eingelagertem Emulsionspolymer enthält. Für die Herstellung solch eines Latex wird das Schichtsilikat zunächst durch Ionenaustausch mit Oniumsalzen organophil ausgebildet und anschließend wird in einer Emulsion ein Kautschuk aus seinen Monomeren in Anwesenheit des organophilen Schichtsilkates in die Schichten des Silikates einpolymerisiert. Dabei bilden sich Nanocomposite aus. Nach der Koagulation und der Trocknung können derartige Nanocomposite in Kautschukmischungen z. B. für Reifeninnengummis mit verringerter Gaspermeabilität verwendet werden.From WO 97/00910 it is known to produce a latex that includes layered silicate contains embedded emulsion polymer. For the production of such a latex it will be Layered silicate is first formed organophilically by ion exchange with onium salts and then in an emulsion a rubber from its monomers in Presence of the organophilic layered silicate in the layers of the silicate in copolymerized form. This creates nanocomposites. After coagulation and the Drying such nanocomposites in rubber mixtures such. B. for Inner tire rubbers with reduced gas permeability can be used.

In der US 5,576,372 ist die Verwendung von Schichtsilikaten in Reifeninnengummis mit verringerter Gaspermeabilität beschrieben, wobei die Schichtsilikate mit einem reaktiven Kautschuk mit positiv geladenen Gruppen versehen werden. Die Schichtsilikate werden dazu mit einer Lösung, die den reaktiven Kautschuk enthält, i. A. einer Lösung mit organischem Lösungsmittel wie Toluol, behandelt. Der reaktive Kautschuk quillt in und zwischen die Schichten. Alle Lösungsmittel müssen im Anschluss vor der weiteren Verarbeitung, z. B. der Einmischung in eine Reifeninnengummimischung, entfernt werden. No. 5,576,372 describes the use of layered silicates in inner tire rubbers described reduced gas permeability, the layered silicates having a reactive Rubber can be provided with positively charged groups. The layered silicates are to do this with a solution containing the reactive rubber, i. A. a solution with organic solvent such as toluene. The reactive rubber swells in and between the layers. All solvents must be connected before the next one Processing, e.g. B. the interference in a tire inner rubber mixture, are removed.

Darüber hinaus sind viele organische Lösungsmittel als ökologisch und toxikologisch bedenklich einzustufen.In addition, many organic solvents are considered ecological and toxicological to classify.

Speziell behandelte Schichtsilikate für Kautschukmischungen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und verringerter Gasdurchlässigkeit sind auch aus der US 6,103,817 bekannt. Die speziellen Schichtsilikate werden vor der Einmischung in die Kautschukmischung zunächst durch Ionenaustausch mit Oniumsalzen organophil ausgebildet und anschließend werden weitere organische Gastmoleküle aus organischem Lösungsmittel oder durch Behandeln des organophilen Schichtsilikates mit den flüssigen Gastmolekülen (bei Substanzen, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen) eingebracht/eingequollen, um den Abstand der Schichten im Schichtsilikat zu vergrößern und die Verteilung in der Kautschukmischung zu erleichtern und zu verbessern. Es können ein oder zwei verschiedene Substanzen in das Schichtsilikat eingebracht werden, wobei zumindest eine der Substanzen polare Gruppen aufweisen muss.Specially treated layered silicates for rubber compounds with improved mechanical properties and reduced gas permeability are also from the US 6,103,817 known. The special layered silicates are mixed into the Rubber mixture organophilic initially by ion exchange with onium salts formed and then further organic guest molecules from organic Solvent or by treating the organophilic layered silicate with the liquid Guest molecules (for substances with a low melting point) introduced / swollen in order to increase the distance between the layers in the layered silicate and to facilitate and improve the distribution in the rubber compound. It one or two different substances can be introduced into the layered silicate, at least one of the substances must have polar groups.

Den drei beschriebenen Verfahren ist gemeinsam, dass die Schichtsilikate vor der Einmischung in eine Kautschukmischung mit aufwendigen Verfahren so ausgebildet werden, dass die einzelnen Silikatschichten bereits vor der Einmischung durch Kautschukmoleküle voneinander getrennt werden, so dass Nanocomposite vorliegen.The three processes described have in common that the layered silicates before Interference in a rubber mixture is formed using complex methods be that the individual silicate layers through before the mixing Rubber molecules are separated from one another so that nanocomposites are present.

Aus der US 6,034,164 ist es bekannt, mit Alkylammoniumionen modifizierte Schichtsilikate direkt in eine Kautschukmischung aus zwei speziellen Kautschuken ohne vorherige Einquellung oder Einpolymerisation von Kautschuk oder Gastmolekülen einzumischen. Bei den Kautschuken handelt es sich zum einen um ein nichtionisches Polymer mit einem Molekulargewicht < 50000 g/mol und zum anderen um ein nicht- ionisches Polymer, das kompatibel mit dem ersten Polymer ist und dessen Molekulargewicht kleiner ist als das des ersten Polymers. Man erhält durch die während des Mischprozesses auftretenden Kräfte in der Mischung Schichtpakete aus modifiziertem Schichtsilikat mit einer Dicke von mehr als 10 nm. Das vollständige Auseinanderblättern (Exfoliation) soll dabei vermieden werden. Derartige Kautschukmischungen können für die Herstellung von gasundurchlässigen Elastomermembranen, wie z. B. Reifeninnengummis oder Heizbälgen, verwendet werden. Die Vulkanisate weisen verbesserte Spannungswerte bei gleichzeitig erhöhter Reißdehnung, gemessen im uniaxialen Zugversuch, auf. Derartige Mischungen können noch verstärkt zum Fließen neigen, was z. B. aus nahezu gleichbleibenden Sapnnungswerten bei 100 und 300% Dehnung ersichtlich wird. Es ist bei diesen Mischungen darauf zu achten, dass das höhermolekulare und das niedermolekulare Polymer miteinander verträglich sind.From US 6,034,164 it is known to be modified with alkylammonium ions Layered silicates directly into a rubber mixture made of two special rubbers without previous swelling or polymerization of rubber or guest molecules interfere. On the one hand, the rubbers are non-ionic Polymer with a molecular weight <50000 g / mol and the other by a non- ionic polymer that is compatible with the first polymer and its Molecular weight is less than that of the first polymer. You get through that during Forces of the mixing process occurring in the mixture layer packets of modified Layered silicate with a thickness of more than 10 nm. The complete separation (Exfoliation) should be avoided. Such rubber compounds can be used for Manufacture of gas impermeable elastomeric membranes, such as. B. tire inner rubbers or heating bellows can be used. The vulcanizates have improved Stress values with increased elongation at break, measured in the uniaxial Tensile test, on. Such mixtures can still tend to flow, what z. B. from almost constant sapnnung values at 100 and 300% elongation can be seen. With these mixtures it is important to ensure that the higher molecular weight and the low molecular weight polymer are compatible with each other.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Antriebsriemen, die eine vulkanisierte Kautschukmischung aufweisen, bereitzustellen, die sich einfach und umweltfreundlicher herstellen lassen und die sich durch einen hohen Spannungswert bei guter Reißdehnung und damit verbunden durch eine hohe Lebensdauer auszeichnen.The present invention is based on the object, drive belt, the one vulcanized rubber compound to provide, which is simple and can be manufactured in a more environmentally friendly manner and which are characterized by a high voltage value good elongation at tear and associated with a long service life.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Kautschukmischung für die Herstellung der Antriebsriemen vor der Vulkanisation, bezogen auf 100 Gewichtsteile der gesamten Kautschukkomponenten in der Kautschukmischung,
This object is achieved according to the invention in that the rubber mixture for the production of the drive belt before vulcanization, based on 100 parts by weight of the total rubber components in the rubber mixture,

1 to 100 phr of at least one layered silicate which is modified with alkylammonium ions of the general formula + NR 4 and is free of further guest molecules which have swollen or polymerized in by prior treatment, and
Contains 1 to 50 phr of at least one cover network.

Die in dieser Schrift verwendete Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungen. Die Dosierung der Gewichtsteile der einzelnen Substanzen wird dabei stets auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Mischung vorhandenen Kautschuke bezogen.The phrase phr (parts per hundred parts of rubber by weight) used in this document is the usual quantity for mixtures in the rubber industry. The dosage the parts by weight of the individual substances is always to 100 parts by weight of the total mass of all rubbers present in the mixture.

Covernetzer, auch Coagenzien genannt, sind bekannt als Substanzen, die Kautschukmischungen zugesetzt werden, um den Vernetzungsgrad zu erhöhen.Cover networkers, also called coagents, are known as substances that Rubber mixtures are added to increase the degree of crosslinking.

Überraschenderweise konnte bei Antriebsriemen, die die Kautschukmischung mit der erfindungsgemäßen Kombination von modifiziertem Schichtsilikat mit Covernetzer enthalten, festgestellt werden, dass der bei herkömmlichen Kautschukmischungen i. A. auftretende Konflikt zwischen Spannungswert und Reißdehnung der Vulkanisate gelöst werden konnte. Die Antriebsriemen weisen durch die gute dynamische Beständigkeit eine hohe Lebensdauer auf. Diese Effekte konnten erzielt werden, obwohl das Schichtsilikat nicht speziell in der Art vorbehandelt wurde, dass weitere Gastmoleküle, wie z. B. Kautschuk oder Substanzen mit polaren Gruppen, zwischen die Schichten des Silikates eingequollen oder einpolymerisiert wurden. Auch auf eine Verwendung von nicht- ionischen Polymeren mit einem Molekulargewicht < 50000 g/mol kann verzichtet werden. Surprisingly, drive belts that mix the rubber compound with the Combination of modified layered silicate according to the invention with cover network included, it should be noted that the i. A. conflict between tension value and elongation at break of the vulcanizates resolved could be. The drive belts have a good dynamic resistance long service life. These effects could be achieved even though the layered silicate was not specially pretreated in such a way that other guest molecules, such as. B. Rubber or substances with polar groups, between the layers of the silicate swollen or polymerized. Even on the use of non- Ionic polymers with a molecular weight <50000 g / mol can be dispensed with.

Die genannten Effekte sind unerwartet, da bei herkömmlichen Mischungen ohne Schichtsilikate eine Erhöhung des Spannungswertes üblicherweise mit einer deutlichen Verschlechterung der Reißdehnung einhergeht. Dabei ist es unabhängig davon, ob man den höheren Spannungswert z. B. durch eine Erhöhung des Rußanteils oder einen höheren Vernetzungsgrad erreicht; beides wirkt sich negativ auf die Reißdehnung aus. Eine harte und mechanisch feste vulkanisierte Mischung ist nämlich i. A. spröder und reißt dadurch früher.The effects mentioned are unexpected, because with conventional mixtures without Layer silicates usually increase the voltage value with a clear Deterioration in elongation at break is associated. It does not matter if you the higher voltage value z. B. by increasing the amount of soot or higher degree of networking achieved; both have a negative impact on the elongation at break. A hard and mechanically strong vulcanized mixture is namely i. A. brittle and tears thereby earlier.

Eine Ursache für den überraschenden Effekt der erfindungsgemäßen Mischung könnte sein, dass die mit Alkylammoniumionen modifizierten, organophilen und schichtaufgeweiteten Schichtsilikate sich beim Mischvorgang gut in der umgebenden Kautschukmatrix verteilen und gegebenenfalls sogar weitgehend exfolieren - obwohl vor der Einmischung neben den Ammoniumionen keine weiteren Gastmoleküle zwischen die Schichten eingequollen oder einpolymerisiert wurden - und während des Mischen, der Weiterverarbeitung und der Vulkanisation eine Anbindung des modifizierten Schichtsilikates an die umgebenden Kautschukmoleküle über den Covernetzer im Zusammenspiel mit dem in der vulkanisierbaren Kautschukmischung vorhandenen Vernetzungsmittel erfolgt.One reason for the surprising effect of the mixture according to the invention could be be that those modified with alkylammonium ions, organophilic and Layer-expanded layered silicates blend well in the surrounding area during the mixing process Distribute the rubber matrix and, if necessary, even extensively exfoliate it - although before the mixing in addition to the ammonium ions no other guest molecules between the Layers were swollen or polymerized - and while mixing, the Further processing and vulcanization a connection of the modified Layered silicates to the surrounding rubber molecules via the cover mesh in the Interaction with the existing in the vulcanizable rubber mixture Crosslinking agent takes place.

Die Anwendung der Schichtsilikate bietet zusätzlich den Vorteil, dass die kostenintensiven Kurzfasern, die zur Erhöhung des Spannungswertes bei Mischungen für Antriebsriemen üblicherweise verwendet werden, durch das preiswertere Material Schichtsilikat ersetzt werden und dadurch die Riemen kostengünstiger hergestellt werden können.The use of layered silicates has the additional advantage that the cost-intensive Short fibers used to increase the tension in mixtures for drive belts Usually used, layered silicate is replaced by the cheaper material and the belts can be manufactured more cost-effectively.

Die erfindungsgemäßen Antriebsriemen weisen außerdem eine hohe Beständigkeit gegen unterschiedlichste organische Medien auf. Zusätzlich besitzen die Antriebsriemen eine gute Flammwidrigkeit.The drive belts according to the invention also have a high resistance to different organic media. The drive belts also have a good flame retardancy.

Die sehr dünnen Plättchen des exfolierten Schichtsilikates richten sich bei der Verarbeitung der Mischung aus (Richteffekt, Anisotropie) und bewirken eine zweidimensionale Verstärkung. Das Vulkanisat nimmt anisotrope Eigenschaften an. Mit herkömmlichen, nicht modifizierten Schichtsilikaten kann eine solche zweidimensionale Verstärkung kaum erreicht werden, da die einzelnen Schichten des Silikates nicht exfoliert werden, sondern als größere Anhäufungen in der Mischung vorliegen. Auch fasergefüllte Mischungen zeigen nach der Verarbeitung ein anisotropes Verhalten, allerdings erhält man nur eine eindimensionale Verstärkung in Faserrichtung. Quer zu den Fasern werden die Eigenschaften hauptsächlich von der umgebenden Gummimatrix bestimmt. The very thin plates of the exfoliated layered silicate are aligned with the Processing the mixture of (straightening effect, anisotropy) and cause a two-dimensional reinforcement. The vulcanizate takes on anisotropic properties. With Conventional, unmodified phyllosilicates can be two-dimensional Reinforcement can hardly be achieved because the individual layers of the silicate do not exfoliate but rather as larger clusters in the mixture. Even fiber-filled ones Mixtures show anisotropic behavior after processing, but retain you only have a one-dimensional reinforcement in the fiber direction. Be transverse to the fibers the properties are mainly determined by the surrounding rubber matrix.

Die Kautschukmischung für die Herstellung der Antriebsriemen kann 1 bis 100 phr modifiziertes Schichtsilikat aufweisen. Besonders bevorzugt ist allerdings, wenn die Kautschukmischung 2 bis 25 phr des Schichtsilikates enthält, denn schon diese geringen Mengen reichen im Zusammenspiel mit dem Covernetzer aus, um Antriebsriemen mit einem hohen Spannungswert bei guter Reißdehnung zu erhalten, wobei andere gewünschte Eigenschaften der Antriebsriemen ebenfalls nicht verschlechtert werden.The rubber compound for the production of the drive belt can be 1 to 100 phr have modified layered silicate. However, it is particularly preferred if the Rubber mixture contains 2 to 25 phr of the layered silicate, because even these small ones In combination with the cover network, quantities are sufficient to include drive belts to obtain a high stress value with good elongation at break, while others Desired properties of the drive belt can also not be deteriorated.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Kautschukmischung 2 bis 35 phr des Covernetzers. Diese Mengen an Covernetzer reichen aus, um die Eigenschaften der Antriebsriemen zu verbessern und eine ausreichende Anbindung des modifizierten Schichtsilikates an die umgebenden Kautschukmoleküle zu bewirken.According to a preferred development of the invention, the rubber mixture 2 contains up to 35 phr of the cover network. These amounts of cover netting are enough to cover the To improve the properties of the drive belt and an adequate connection of the Modified layered silicate to effect the surrounding rubber molecules.

Als Ausgangsmaterial für die modifizierten Schichtsilikate können alle dem Fachmann bekannten natürlichen und synthetischen Schichtsilikate, die zum Ionenaustausch geeignet sind, wie z. B. Montmorillonite, Smektite, Kaolinite und deren Gemische, die z. B. als unterschiedlichste Tonmineralien (z. B. Bentonit und Kaolin) in der Natur auftreten, verwendet werden. Die einzelnen Schichten der verwendeten Schichtsilikate sollten eine Schichtdicke von 0,8 bis 2,0 nm und einen mittleren Durchmesser von 80 bis 800 nm aufweisen. Die kleinen, extrem dünnen Plättchen können optimal in der Kautschukmischung verteilt und dort angebunden werden.Anyone skilled in the art can use them as starting material for the modified layered silicates known natural and synthetic layered silicates, which are used for ion exchange are suitable, such as. B. montmorillonites, smectites, kaolinites and mixtures thereof, the z. B. occur in nature as a wide variety of clay minerals (e.g. bentonite and kaolin), be used. The individual layers of the layered silicates used should be one Layer thickness of 0.8 to 2.0 nm and an average diameter of 80 to 800 nm exhibit. The small, extremely thin plates can be optimal in the Rubber mixture distributed and tied there.

Die Oberfläche der Schichtsilikate ist durch Kationenaustausch mit Alkylammoniumionen der allgemeinen Formel ⁺NR₄ modifiziert, wobei das modifizierte Schichtsilikat einen bevorzugten Kohlenstoffgehalt von 5 bis 50 Gew.-% aufweist. Die R in dem zur Modifizierung verwendeten Alkylammoniumion können gleich oder verschieden sein und ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, substituierten oder unsubstituierten, gesättigten oder ungesättigten Alkylgruppen mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen mit oder ohne Verzweigung und substituierten oder unsubstituierten Aryl- und Benzylgruppen, wobei zumindest ein R eine substituierte oder unsubstituierte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen ist. Dadurch werden Schichtsilikate erzeugt, deren Abstände zwischen den einzelnen Schichten vor einer weiteren Verarbeitung oder Einmischung bei 1,1 bis 5 nm liegen. Besonders bevorzugt ist, wenn für die erfindungsgemäße Kautschukmischung ein Schichtsilikat verwendet wird, das mit einem Dimethyldioctadecyl-, einem Benzyldioctadecylmethyl- oder einem Heptadec-8-en-1-yltrimethylammoniumion modifiziert ist. Derart modifizierte Schichtsilikate haben sich als besonders vorteilhaft bei der Lösung des Konfliktes zwischen Spannungswert und Reißdehnung erwiesen.The surface of the layered silicates is modified by cation exchange with alkylammonium ions of the general formula ⁺ NR ₄ , the modified layered silicate having a preferred carbon content of 5 to 50% by weight. The R in the alkylammonium ion used for the modification can be the same or different and can be selected from the group consisting of hydrogen, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated alkyl groups having 1 to 40 carbon atoms with or without branching and substituted or unsubstituted aryl and benzyl groups, wherein at least one R is a substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated alkyl group having more than 8 carbon atoms. Layer silicates are thereby produced, the distances between the individual layers of 1.1 to 5 nm before further processing or mixing. It is particularly preferred if a sheet silicate is used for the rubber mixture according to the invention, which is modified with a dimethyldioctadecyl, a benzyldioctadecylmethyl or a heptadec-8-en-1-yltrimethylammonium ion. Layered silicates modified in this way have proven to be particularly advantageous in solving the conflict between stress value and elongation at break.

Die Kautschukmischung kann als Kautschukkomponenten alle dem Fachmann bekannten Kautschuktypen, wie z. B. Naturkautschuk, synthetisches Polyisopren, Polybutadien, Styrol-Butadien-Copolymer, Butylkautschuk, Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM), Ethylen-Propylen-Copolymer, enthalten. Bevorzugt ist allerdings, wenn die Kautschukmischung als Kautschukkomponenten zumindest einen Kautschuk mit polaren Gruppen, vorzugsweise nur einen oder mehrere Kautschuke mit polaren Gruppen, z. B. Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR), hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk mit Seitengruppen für verbesserte Kälteflexibilität, carboxylierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Copolymere und -Pfropfpolymere mit weiteren ungesättigten polaren Monomeren, Silikonkautschuk, Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk, Ethylen-Acryl-Elastomere, Kautschuke mit Halogenatomen wie Chloroprenkautschuk, Fluorkautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk, alkyliertes chlorsulfoniertes Polyethylen, chlorsulfoniertes Polyethylen, chloriertes Polyethylen, enthält. Es hat sich gezeigt, dass Kautschuke mit polaren Gruppen die Anbindung des modifizierten Schichtsilikates an den Kautschuk mit Hilfe des Covernetzers noch unterstützen und man damit zu einer besonders guten Verstärkung gelangt. Zusätzlich zeichnen sich die Kautschuke mit polaren Gruppen durch eine hohe Beständigkeit gegen Öle und viele Chemikalien aus.The rubber mixture can be all rubber components known to the person skilled in the art Rubber types such as B. natural rubber, synthetic polyisoprene, polybutadiene, Styrene-butadiene copolymer, butyl rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), Ethylene-propylene copolymer included. However, it is preferred if the Rubber mixture as rubber components at least one rubber with polar Groups, preferably only one or more rubbers with polar groups, e.g. B. Acrylonitrile butadiene rubber, hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (HNBR), hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber with side groups for improved Cold flexibility, carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene copolymers and graft polymers with further unsaturated polar monomers, silicone rubber, Ethylene vinyl acetate rubber, ethylene acrylic elastomers, rubbers with Halogen atoms such as chloroprene rubber, fluororubber, epichlorohydrin rubber, alkylated chlorosulfonated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated Polyethylene. It has been shown that rubbers with polar groups Connection of the modified layered silicate to the rubber using the Cover networkers still support and thus a particularly good reinforcement arrives. In addition, the rubbers with polar groups are characterized by a high Resistance to oils and many chemicals.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Kautschuken mit den polaren Gruppen um hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk oder Chloropren-Kautschuk. Neben der Beständigkeit gegen Öle und Chemikalien zeichnet sich Chlorpren-Kautschuk durch seine besonders hohe Abriebbeständigkeit aus. Hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk weist zusätzlich ein gutes Alterungsverhalten und hohe Heißluftbeständigkeit auf.The rubbers with the polar groups are preferably hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber or chloroprene rubber. In addition to the Resistance to oils and chemicals is characterized by its chloroprene rubber particularly high abrasion resistance. Hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber has good aging behavior and high resistance to hot air.

Die Kautschukmischung kann bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Antriebsriemen mit einem peroxidischen Vernetzungssystem, i. A. mit organischen Peroxiden wie z. B. 2,5-Dimethyl-2,5-bis(tert.-butylperoxi)hexan, Di-tert.-butyl-peroxid, Tert.-Butylperbenzoat, Dicumylperoxid und 1,4-Bis(tert.-butylperoxüsopropyl)benzol, vulkanisiert werden. Dabei wird der oder werden die Covernetzer vorteilhafterweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus α,β-ungesättigten Säuren, Metallsalzen von α,β-ungesättigten Säuren, Estern der Acrylsäure, Estern der Methacrylsäure, aromatischen Allylestern, Allylethern, Allylcyanuraten, Bismaleinimid und 1,3-Bis(citraconimidomethyl)benzol. Diese Covernetzer werden durch das peroxidische Vernetzungssystem aktiviert und können dann in einem radikalischen Prozess sowohl mit den organischen Resten der Ammoniumionen auf der Oberfläche des Schichtsilikates als auch dem umgebenden Kautschukmolekülen reagieren und so eine Anbindung des Schichtsilikates an den Kautschuk bewirken.The rubber mixture can be used in the production of the drive belt according to the invention with a peroxidic crosslinking system, i. A. with organic peroxides such. B. 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butyl peroxy) hexane, di-tert-butyl peroxide, tert-butyl perbenzoate, Dicumyl peroxide and 1,4-bis (tert-butylperoxüsopropyl) benzene, are vulcanized. there is the cover network (s) advantageously selected from the group consisting of α, β-unsaturated acids, metal salts of α, β-unsaturated acids, Esters of acrylic acid, esters of methacrylic acid, aromatic allyl esters, allyl ethers, Allyl cyanurates, bismaleimide and 1,3-bis (citraconimidomethyl) benzene. This Cover crosslinkers are activated and can be activated by the peroxidic crosslinking system then in a radical process with both the organic residues of the Ammonium ions on the surface of the layered silicate as well as the surrounding one Rubber molecules react and thus bind the layered silicate to the Cause rubber.

Im Folgenden seien Beispiele für vorteilhaft mit dem peroxidischen Vernetzungssystem wirkende Covernetzer genannt:
α,β-ungesättigte Säuren: z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure
Metallsalze von α,β-ungesättigten Säuren: z. B. Zinkdiacrylat, Zinkdimethacrylat Ester der Acrylsäure: z. B. Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythritoltriacrylat,
Neopentylglykoldiacrylat, Tetraethylenglykoldiacrylat, Ester aus Acrylsäure und Hydroxybenzolen oder Hydroxynaphthalinen
Ester der Methacrylsäure: z. B. Trimethylolpropantrimethacrylat,
Tetraethylenglykoldimethacrylat, Ester aus Methacrylsäure und Hydroxybenzolen oder Hydroxynaphthalinen
aromatische Allylester: z. B. Diallylphthalat, Diallylisophthalat, Diallylterephthalat,
Triallyltrimellitat
Allylether: z. B. Bis(allyl)polyethylenglycole, Bis(allyl)alkandiole
Allylcyanuraten: z. B. Triallylcyanurat, TriallylisocyanuratThe following are examples of cover crosslinkers that work advantageously with the peroxidic crosslinking system:
α, β-unsaturated acids: e.g. B. acrylic acid, methacrylic acid
Metal salts of α, β-unsaturated acids: e.g. B. zinc diacrylate, zinc dimethacrylate esters of acrylic acid: e.g. B. trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate,
Neopentyl glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, esters from acrylic acid and hydroxybenzenes or hydroxynaphthalenes
Esters of methacrylic acid: e.g. B. trimethylolpropane trimethacrylate,
Tetraethylene glycol dimethacrylate, esters of methacrylic acid and hydroxybenzenes or hydroxynaphthalenes
aromatic allyl esters: e.g. B. diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate,
triallyl
Allyl ether: e.g. B. Bis (allyl) polyethylene glycols, bis (allyl) alkanediols
Allyl cyanurates: e.g. B. triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate

Die Kautschukmischung kann bei der Herstellung der Antriebsriemen auch mit einem Vernetzungssystem auf Schwefelbasis, d. h. mit Schwefel oder Schwefelspendern, gegebenenfalls in Anwesenheit von Beschleunigern, vulkanisiert werden. Dabei wird als Covernetzer vorteilhafterweise ein zu einem Harz vernetzendes System verwendet. Als zu einem Harz vernetzende Systeme können dabei z. B. solche auf der Basis von Phenol oder einem Phenolderivat und Formaldehyd oder einem Formaldehydspender, von Inden und Cumaron, von Epoxid, von Kohlenwasserstoffen oder Alkylvinylethern verwendet werden. Das zu einem Harz vernetzende System ermöglicht während der Vulkanisation mit Schwefel eine zusätzliche Vernetzungsreaktion, die auch eine Anbindung des modifizierten Schichtsilikates an den Kautschuk über ein zusätzliches Netzwerk aus Harz erlaubt. Vorzugsweise wird ein System auf Basis von Phenol oder einem Phenolderivat und Formaldehyd oder einem Formaldehydspender verwendet. Eine Reaktion von Formaldehyd bzw. Formaldehydspender und Phenol bzw. Phenolderivat mit dem modifizierten Schichtsilikat kann besonders leicht stattfinden, wenn die Alkylammoniumionen zumindest einen aromatischen Rest R aufweisen, der einfach mit in die Vernetzungsreaktion zum Harz einbezogen werden kann. The rubber compound can also be used in the manufacture of the drive belt Sulfur based crosslinking system, d. H. with sulfur or sulfur donors, optionally vulcanized in the presence of accelerators. It is called Cover network advantageously uses a resin cross-linking system. As too a resin crosslinking systems can, for. B. those based on phenol or a phenol derivative and formaldehyde or a formaldehyde donor, from Inden and coumarone, from epoxy, from hydrocarbons or alkyl vinyl ethers become. The resin-crosslinking system enables during the vulcanization with sulfur an additional crosslinking reaction, which also binds the modified layered silicate on the rubber via an additional network of resin allowed. A system based on phenol or a phenol derivative is preferred and formaldehyde or a formaldehyde donor. A reaction from Formaldehyde or formaldehyde donor and phenol or phenol derivative with the modified layered silicate can take place particularly easily if the Alkylammonium ions have at least one aromatic radical R, which is simply in the crosslinking reaction to the resin can be included.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Kautschukmischung zumindest ein niedermolekulares Polymer mit einem mittleren Molekulargewicht von weniger als 150000 g/mol, vorzugsweise ein Polyalkylenglykol, Ethylen-Propylen- Dienkautschuk, maleinsäureanhydridgepfropfter Ethylen-Propylen-Dienkautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk oder trans-Polyoctenamer. Bei den niedermolekularen Polymeren kann es sich auch um solche handeln, die mit der umgebenden Kautschukmatrix wenig verträglich sind. Die Vorteile dieser Weiterbildung sind darin zu sehen, dass Vulkanisate aus solchen Kautschukmischungen eine verringerte Neigung zum Fließen, d. h. einen geringeren Druckverformungsrest, und eine geringe Dämpfung, d. h. eine hohe Rückprallelastizität, aufweisen. Durch die Zugabe der niedermolakularen Polymere lässt sich je nach Einsatzzweck die gewünschte Dämpfung einstellen.According to a preferred development of the invention, the rubber mixture contains at least one low molecular weight polymer with an average molecular weight of less than 150,000 g / mol, preferably a polyalkylene glycol, ethylene propylene Diene rubber, maleic anhydride grafted ethylene propylene diene rubber, Acrylonitrile butadiene rubber or trans polyoctenamer. With the low molecular weight Polymers can also be those that are compatible with the surrounding Rubber matrix are not very compatible. The advantages of this training are there too see that vulcanizates from such rubber compounds have a reduced tendency to flow, d. H. less compression set, and less damping, d. H. have a high rebound resilience. By adding the low molecular weight Depending on the application, polymers can be set to the desired damping.

Die erfindungsgemäßen Kautschukmischungen können weitere in der Kautschukindustrie übliche Füll- und Zusatzstoffe enthalten.The rubber mixtures according to the invention can be used in the rubber industry Contain usual fillers and additives.

So kann die Kautschukmischung als weitere Füllstoffe z. B. feinverteilte, gefällte Kieselsäure, Ruß, Aluminiumoxide, Alumosilicate, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid, Titandioxid oder Kautschukgele enthalten. Der Gesamtgehalt an Füllstoff kann dabei bis zu 150 phr betragen. Auch Kurzfasern z. B. aus Polyamid, Aramid oder Polyester können der Kautschukmischung zugemengt sein.So the rubber mixture as additional fillers such. B. finely divided, precipitated Silicic acid, soot, aluminum oxides, aluminosilicates, chalk, starch, magnesium oxide, Contain titanium dioxide or rubber gels. The total filler content can be up to to be 150 phr. Short fibers z. B. made of polyamide, aramid or polyester be added to the rubber mixture.

Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Kautschukmischung übliche Zusatzstoffe in üblichen Gewichtsteilen enthalten. Zu diesen Zusatzstoffen zählen Alterungsschutzmittel, wie z. B. N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin (6PPD), N-Isopropyl-N'- phenyl-p-phenylendiamin (IPPD), 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (TMQ), Zinksalze von 4- und 5-Methylmercaptobenzimidazol und andere Substanzen wie sie beispielsweise aus J. Schnetger, Lexikon der Kautschuktechnik, 2. Auflage, Hüthig Buch Verlag, Heidelberg, 1991, S. 42-48 bekannt sind, Silankupplungsagenzien wie z. B. Organosilanpolysulfide mit zwei bis acht Schwefelatomen und Vinylsilane, Verarbeitungshilfsmittel und Weichmacher wie z. B. Zinkoxid, Fettsäuren wie Stearinsäure, aromatische, naphthenische und/oder paraffinische Prozeßöle, Rapsöl und Wachse, Mastikationshilfsmittel wie z. B. 2,2'-Dibenzamidodiphenyldisulfid (DBD), Flammschutzmittel und Gleitmittel. Furthermore, the rubber mixture according to the invention can contain conventional additives usual parts by weight included. These additives include anti-aging agents, such as B. N-phenyl-N '- (1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine (6PPD), N-isopropyl-N'- phenyl-p-phenylenediamine (IPPD), 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (TMQ), zinc salts of 4- and 5-methyl mercaptobenzimidazole and other substances such as them from J. Schnetger, Lexicon of Rubber Technology, 2nd edition, Hüthig Buch Verlag, Heidelberg, 1991, pp. 42-48 are known, silane coupling agents such. B. Organosilane polysulfides with two to eight sulfur atoms and vinylsilanes, Processing aids and plasticizers such. B. zinc oxide, fatty acids such as Stearic acid, aromatic, naphthenic and / or paraffinic process oils, rapeseed oil and Waxes, mastication aids such as B. 2,2'-dibenzamidodiphenyl disulfide (DBD), Flame retardants and lubricants.

Wird die Vulkanisation in Anwesenheit von Schwefel oder Schwefelspendern, d. h. mit einem Vernetzungssystem auf Schwefelbasis, durchgeführt, wobei als Schwefelspender beispielsweise Thiuramderivate wie Tetrabenzylthiuramdisulfid und Dipentamethylenthiuramtetrasulfid, Morpholinderivate wie Dimorpholyldisulfid, Dimorpholyltetrasulfid und 2-Morpholinodithiobenzothiazol sowie Caprolactamdisulfid verwendet werden können, kann die Kautschukmischung des Weiteren vulkanisationsbeeinflussende Substanzen, wie Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsverzögerer und Vulkanisationsaktivatoren, in üblichen Mengen enthalten, um die erforderliche Zeit und/oder die erforderliche Temperatur der Vulkanisation zu kontrollieren und die Vulkanisateigenschaften zu verbessern. Die Vulkanisationsbeschleuniger können dabei zum Beispiel ausgewählt sein aus folgenden Beschleunigergruppen: Thiazolbeschleuniger wie z. B. 2-Mercaptobenzothiazol, Sulfenamidbeschleuniger wie z. B. Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid, Guanidinbeschleuniger wie z. B. Diphenylguanidin, Thiurambeschleuniger wie z. B. Tetramethylthiuramdisulfid, Dithiocarbamatbeschleuniger wie z. B. Zinkdibenzyldithiocarbamat, Aminbeschleuniger wie z. B. Cyclohexylethylamin, Thioharnstoffe wie z. B. Ethylenthioharnstoff (ETU), Xanthogenatbeschleuniger, Disulfide. Die Beschleuniger können auch in Kombination miteinander eingesetzt werden, wobei sich synergistische Effekte ergeben können.Is the vulcanization in the presence of sulfur or sulfur donors, i.e. H. With a sulfur-based crosslinking system, carried out as a sulfur donor for example thiuram derivatives such as tetrabenzylthiuram disulfide and Dipentamethylene thiuram tetrasulfide, morpholine derivatives such as dimorpholyl disulfide, Dimorpholyl tetrasulfide and 2-morpholinodithiobenzothiazole and caprolactam disulfide can be used, the rubber compound can further vulcanization-influencing substances, such as vulcanization accelerators, Vulcanization retarders and vulcanization activators, contained in usual amounts, the required time and / or temperature of the vulcanization control and improve the vulcanizate properties. The Vulcanization accelerators can be selected from the following, for example Accelerator groups: thiazole accelerators such as B. 2-mercaptobenzothiazole, Sulfenamide accelerators such as e.g. B. benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide, Guanidine accelerators such as e.g. B. diphenylguanidine, thiuram accelerators such. B. Tetramethylthiuram disulfide, dithiocarbamate accelerators such. B. Zinc dibenzyldithiocarbamate, amine accelerators such. B. cyclohexylethylamine, Thioureas such as B. ethylene thiourea (ETU), xanthate accelerators, disulfides. The accelerators can also be used in combination with each other synergistic effects can arise.

Die Kautschukmischung wird auf herkömmliche Art und Weise in einer oder mehreren Mischstufen gemischt und die Herstellung der erfindungsgemäßen Antriebsriemen erfolgt nach üblichen dem Fachmann bekannten Herstellungsverfahren.The rubber compound is conventionally made in one or more Mixing stages mixed and the production of the drive belt according to the invention takes place by customary production processes known to the person skilled in the art.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei dem Antriebsriemen um einen Zahnriemen oder einen Keilrippenriemen.According to a development of the invention, the drive belt is a timing belt or a V-ribbed belt.

Die Erfindung soll nun anhand von einigen Ausführungsbeispielen, die in den Tabellen 1 und 2 zusammengefasst sind, näher erläutert werden, ohne jedoch auf diese Beispiele beschränkt zu sein.The invention will now be described on the basis of a few exemplary embodiments which are shown in Tables 1 and 2 are summarized, explained in more detail without, however, referring to these examples to be limited.

Bei sämtlichen in der Tabelle 1 enthaltenen Mischungsbeispielen sind die angebenen Mengenangaben Gewichtsteile. Die zu den entsprechenden Mischungen ermittelten Materialeigenschaften schließen sich in den Tabellen unterhalb der Mischungszusammensetzungen an. Alle Mischungen ließen sich mit den dem Fachmann bekannten Verfahren einfach und unproblematisch mischen und können für die Herstellung der erfindungsgemäßen Antriebsriemen verwendet werden. Mit V bezeichnete Mischungen dienen als Vergleichsmischungen. Mit E sind Mischungen für die Herstellung von erfindungsgemäßen Antriebsriemen bezeichnet.In all of the mixture examples contained in Table 1, the stated ones are Quantities by weight. The determined for the corresponding mixtures Material properties are shown in the tables below the Mix compositions. All mixtures could be with the expert Known methods mix easily and easily and can for Production of the drive belt according to the invention can be used. Marked with V. Mixtures serve as comparative mixtures. With E are mixtures for manufacturing referred to by drive belts according to the invention.

In der Tabelle 1 sind peroxidisch vernetzte Mischungen auf der Basis von HNBR mit Zinkdiacrylat als Covernetzer und einem mit Dimethyldioctadecylammoniumionen modifizierten Schichtsilikat aufgeführt. Die Mischungen E2 und E3 enthalten zusätzlich zum Zinkdiacrylat spezielle niedermolekulare Polymere.Table 1 shows peroxidically crosslinked mixtures based on HNBR Zinc diacrylate as a cover crosslinker and one with dimethyldioctadecylammonium ions modified layered silicate listed. Mixtures E2 and E3 also contain special low molecular weight polymers for zinc diacrylate.

Tabelle 2 zeigt die Vulkanisateigenschaften von Mischungen, bei denen ausgehend von einer Basismischung, ähnlich der Mischung V1 in Tabelle 1, der Einfluß der Zudosierung von Kurzfasern und zwei verschiedenen Schichtsilikaten untersucht wurde.Table 2 shows the vulcanizate properties of mixtures in which starting from a base mixture, similar to the mixture V1 in Table 1, the influence of the metering of short fibers and two different layered silicates was examined.

Aus sämtlichen Mischungen wurden Prüfkörper durch 10-minütige (Mischungen der Tabelle 1) oder 20-minütige (Mischungen der Tabelle 2) Vulkanisation in einer Presse bei 180°C hergestellt und mit diesen Prüfkörpern für die Kautschukindustrie typische Materialeigenschaften bestimmt. Für die Tests an Prüfkörpern wurden folgende Testverfahren angewandt:
Test specimens were produced from all mixtures by vulcanization for 10 minutes (mixtures in Table 1) or 20 minutes (mixtures in Table 2) in a press at 180 ° C. and material properties typical of the rubber industry were determined with these test specimens. The following test procedures were used for the tests on test specimens:

- Shore A hardness at room temperature according to DIN 53 505
- Rebound resilience at room temperature according to DIN 53 512
- tensile strength at room temperature according to DIN 53 504
- Elongation at break at room temperature according to DIN 53 504
- Stress values at 50 and 100% elongation at room temperature according to DIN 53 504
- Tear resistance at room temperature according to DIN 53 507

Tabelle 1 Table 1

Bei den Vulkanisatprüfkörpern aus den Mischungen der Tabelle 1 zeigt sich, dass die erfindungsgemäßen Mischungen E1, E2 und E3 im Vergleich zu der Mischung V1, hohe Spannungswerte bei nahezu gleichbleibender oder bei Mischung E3 sogar verbesserter Reißdehnung aufweisen. Zusätzlich wird der Weiterreißwiderstand bei der Mischungen E1 bis E3 vergrößert. Diese verbesserten Vulkanisateigenschaften bewirken, dass aus diesen Mischungen hergestellte Antriebsriemen bei guter Kraftübertragung eine hohe Lebensdauer aufweisen.The vulcanizate test specimens from the mixtures in Table 1 show that the Mixtures E1, E2 and E3 according to the invention are high in comparison to the mixture V1 Stress values with almost the same or even better with mixture E3 Have elongation at break. In addition, the tear resistance of the E1 enlarged to E3. These improved vulcanizate properties cause drive belts made from these compounds have a high power transmission Have lifespan.

Tabelle 2 Table 2

Gemäß Tabelle 2 zeigen die Vulkanisate der Mischungen mit den Schichtsilikaten im Vergleich zu denen der Basismischung hohe Spannungswerte bei noch guter Reißdehnung. Die Werte, die man durch den Einsatz der Schichtsilikate erreichen kann, sind dabei vergleichbar mit solchen, die man mit teureren fasergefüllten Mischungen (s. Vergleichsmischung mit Kurzfasern) erzielen kann.According to Table 2, the vulcanizates of the mixtures with the layered silicates show in Compared to those of the basic mixture, high voltage values with still good ones Elongation at break. The values that can be achieved by using layered silicates are comparable to those used with more expensive fiber-filled mixtures (see Comparison mixture with short fibers) can achieve.

Claims

1. Drive belt which has a vulcanized rubber mixture, characterized in that the rubber mixture before vulcanization, based on 100 parts by weight of the total rubber components in the rubber mixture,
1 to 100 phr of at least one layered silicate which is modified with alkylammonium ions of the general formula ⁺ NR ₄ and is free of further guest molecules which have swollen or been polymerized in by prior treatment, and
Contains 1 to 50 phr of at least one cover network.

2. Drive belt according to claim 1, characterized in that the Rubber mixture contains 2 to 25 phr of the layered silicate.

3. Drive belt according to claim 1 or 2, characterized in that the Rubber mixture contains 2 to 35 phr of the cover crosslinker.

4. Drive belt according to at least one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the individual layers of the layered silicate have a layer thickness from 0.8 to 2.0 nm and have an average diameter of 80 to 800 nm.

5. Drive belt according to at least one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the modified layered silicate has a carbon content of 5 to 50% by weight.

6. Drive belt according to at least one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the R in the alkylammonium ion may be the same or different can and are selected from the group consisting of hydrogen, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated alkyl groups with 1 up to 40 carbon atoms with or without branching and substituted or unsubstituted aryl and benzyl groups, at least one R being a substituted one or unsubstituted, saturated or unsaturated alkyl group with more than 8 Is carbon atoms.

7. Drive belt according to at least one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the alkylammonium ion is a dimethyldioctadecyl, a Is benzyldioctadecylmethyl or a heptadec-8-en-1-yltrimethylammonium ion.

8. Drive belt according to at least one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the rubber mixture at least as rubber components contains a rubber with polar groups.

9. Drive belt according to claim 8, characterized in that the Rubber mixture as rubber components only one or more rubbers with polar groups.

10. Drive belt according to claim 8 or 9, characterized in that the Rubber with the polar groups of hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber or Chloroprene rubber is.

11. Drive belt according to at least one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the rubber compound is a peroxidic crosslinking system contains.

12. Drive belt according to claim 11, characterized in that the or Cover networker is selected from the group consisting of α, β- unsaturated acids, metal salts of α, β-unsaturated acids, esters of Acrylic acid, esters of methacrylic acid, aromatic allyl esters, allyl ethers, Allyl cyanurates, bismaleimide and 1,3-bis (citraconimidomethyl) benzene.

13. Drive belt according to at least one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the rubber compound has a crosslinking system Contains sulfur base.

14. Drive belt according to claim 13, characterized in that the cover mesh to a resin crosslinking system, preferably based on phenol or a phenol derivative and formaldehyde or a formaldehyde donor.

15. Drive belt according to at least one of claims 1 to 14, characterized characterized in that the rubber mixture is at least a low molecular weight Contains polymer with an average molecular weight of less than 150,000 g / mol.

16. Drive belt according to claim 15, characterized in that the low molecular weight polymer is selected from polyalkylene glycols, ethylene propylene Diene rubber, maleic anhydride-grafted ethylene propylene diene rubber, Acrylonitrile butadiene rubber and trans polyoctenamer.

17. Drive belt according to at least one of claims 1 to 16, characterized characterized that the belt is a toothed belt or a V-ribbed belt.