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Application of Dithiophosphates in Silica Reinforced Elastomer Compounds

10/2005 Oktober

The application of dithiophosphates as either accelerators or sulphur donors during diene rubber vulcanization has been well established for many years. Numerous advantages of this group of accelerators versus well-known standard accelerators (i.e. reversion resistance, heat stability of vulcanizates, non-nitrosamine generating accelerator systems, high solubility in rubbers of different polarity) established dithiophosphates for common use in a wide variety of rubber applications. In typical tire tread model compounds, dithiophosphates were found to be a suitable secondary accelerator, powerful enough even to replace DPG, which is under permanent discussion for working hygiene reasons [1], as well as for its tendency to increase reversion tendency of compounds [2-4]. The present paper gives an overview and a summary, underlined by examples, of all known advantages dithiophosphates can offer in compounding. It shows in detail the application of dithiophosphates with different modifications in chemical structure. They are applied to solution SBR-based highly filled silica formulations and contain natural rubber as used for tire tread or other dynamically loaded elastomer products.

Anwendungen von Dithiophosphaten in kieselsäureverstärkten Elastomeren
Der Einsatz von Dithiophosphaten als Beschleuniger oder Schwefelspender in der Vulkanisation von Dien-Kautschuken hat sich seit vielen Jahren in der Gummiindustrie bewährt. Die Vielzahl der Vorteile dieser Produktgruppe im Vergleich zu Standardbeschleunigern (z.B. Reversions- und Hitzealterungsbeständigkeit, toxikologische Unbedenklichkeit oder die Vorteile hoher Löslichkeit in allen Kautschuktypen) haben zu einem weiten Feld von Anwendungsmöglichkeiten geführt. In Mischungen für Reifenlaufflächen wurde festgestellt, dass Dithiophosphate in Kombination mit Sulfenamiden leistungsfähige Zweitbeschleuniger sind, die das Potential haben, aus arbeitshygienischer Sicht problematische Produkte (z.B. DPG oder Morpholinverbindungen), ohne Performanceverlust zu ersetzen [1]. Sie ermöglichen im Hinblick auf Hitze- oder Reversionsbeständigkeit sogar Verbesserungen. Der vorliegende Beitrag gibt anhand von Beispielen eine Übersicht über die Gestaltungsmöglichkeiten im Compounding beim Einsatz von Dithiophosphaten. Er zeigt, welche Vorteile durch den Einsatz von Dithiophosphaten mit unterschiedlicher Molekülstruktur in Mischungen auf Basis von Lösungs SBR und Naturkautschuk in dynamisch belasteten Elastomerproben erzielt werden können.

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