BR102013000188A2 - Misturas de borracha - Google Patents

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BR102013000188A2
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rubber
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meo
epoxysilane
branched
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BR102013000188-0A
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Anke Blume
Eugenie Karasewitsch
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Evonik Industries Ag
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Abstract

MISTURAS DE BORRACHA. A presente invenção refere-se às misturas de borrachas compreendendo: (A) pelo menos uma borracha de poliacrilato; (B) pelo menos uma carga silicática ou oxídica ou negro-de-fumo (C) pelo menos um epoxissilano. As misturas de borrachas podem ser usadas para produzir moldagens.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MISTURAS DE BORRACHA".
A presente invenção refere-se às misturas de borrachas, à sua produção e ao seu uso.
As misturas de borrachas vulcanizáveis baseadas em elastôme-
ros de poliacrilato foram divulgadas em "High-Performance HT-ACMs for automotive moulded and extruded applications", Rubber World, out. de 2007, páginas 46-54.
As misturas de borrachas conhecidas, que compreendem elas-
tômero de poliacrilato, têm propriedades dinâmicas insatisfatórias desvanta- josas.
É um objetivo, de acordo com a invenção, proporcionar misturas de borrachas que compreendam elastômero de poliacrilato e que tenham propriedades dinâmicas aperfeiçoadas.
A invenção proporciona misturas de borrachas caracterizadas
pelo fato de que elas compreendem
(A) pelo menos uma borracha de poliacrilato,
(B) pelo menos uma carga silicática ou oxídica ou negro-de-fumo
e,
(C) pelo menos um epoxissilano.
O epoxissilano pode preferivelmente compreender pelo menos um grupo alcóxi- ou alquilpoliéter.
Os epoxissilanos podem ser epoxissilanos da fórmula I o
. x / \
(X)3Si-R1-CH - CH2
I
onde
X são mútua e independentemente um grupo alquilpoliéter ©-((CR^w-O-XAIk, alquila ramificada ou não ramificada, preferivelmente Ci- Cie alquila, particular e preferivelmente -CH3, -CH2-CH3, -CH(CH3)-CH3, -CH2-CH2-CH3 ou C4-C18 alquila, alcóxi ramificado ou não ramificado, prefe-
rivelmente Ci-C22 alcóxi ramificado ou não ramificado, particular e preferi- velmente -OCH3, -OCH2-CH3, -OCH(CH3)-CH3, -OCH2-CH2-CH3, -OC9H19, - OC1OH21, -OC11H23, -OC12H25, -OC13H27, -OC14H29, -OC1SH3-I1 -OC-IeH33, - OC17H35 ou -OC1SH37, C2-C25 alquenilóxi ramificado ou não ramificado, prefe- rivelmente C4-C2O alquenilóxi, particular e preferivelmente Ce-C1S alquenilóxi, 5 Ce-C35 arilóxi, preferivelmente Cg-C30 arilóxi, particular e preferivelmente feni- lóxi (-OCeH5) ou C9-Cie arilóxi, um grupo C7-C35 alquilarilóxi ramificado ou não ramificado, preferivelmente um grupo C9-C30 alquilarilóxi, particular e preferivelmente benzilóxi, -O-CH2-CeH5 ou -O-CH2-CH2-CeH5, ou um grupo C7-C35 aralquilóxi ramificado ou não ramificado, preferivelmente um grupo 10 C9-C25 aralquilóxi, particular e preferivelmente tolilóxi (-O-CeH4-CH3) ou um grupo C9-C1S aralquilóxi, onde R11 são mútua e independentemente H, um grupo fenila ou um grupo alquila,
w = de 2 a 20, preferivelmente de 2 a 17, particular e preferivel- mente de 2 a 15, muito particular e preferivelmente de 2 a 13, excepcional e preferivelmente de 2 a 101
t = de 2 a 20, preferivelmente de 3 a 17, particular e preferivel- mente de 3 a 15, muito particular e preferivelmente de 4 a 15, excepcional e preferivelmente de 4 a 10,
Alk é um grupo hidrocarboneto monovalente, alifático, aromático 20 ou alifático/aromático misto, substituído ou não substituído, saturado ou insa- turado, ramificado ou não ramificado, tendo mais do que 6 átomos de carbo- no, preferivelmente um grupo hidrocarboneto de C7-C25, particular e preferi- velmente C8-C22, muito particular e preferivelmente C8-C17, excepcional e preferivelmente C11-C18,
Rl é um grupo hidrocarboneto de C1-C30 divalente, alifático, aro-
mático ou alifático/aromático misto, saturado ou insaturado, ramificado ou não ramificado, o qual opcionalmente tem substituição, ou um grupo éter alquílico divalente.
O grupo (CRll2)w pode ser -CH2-CH2-, -CH2-CH(CH3)-, -CH(CH3)- CH2-, -CH2-CH2-CH2-CH2-, -CH2-CH(-CH2-CH3)-, -CH2-CH(-CH=CH2)-, -CH2- CH2-CH2-CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-, -CH(C6H5)-CH2- ou -CH2- CH(CeH5)-. R1 pode ser -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2-, -CH(CH3)-, -CH2CH(CH3)-, -CH(CH3)CH2-, -C(CH3)2-, -CH(C2H5)-, -
-Ch2Ch2Ch2Ch2Ch2Ch2Ch2Ch2Ch2-,
-ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2-,
-ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2-,
-ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2-,
-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2-O- CH2-, -CH2-O-CH2CH2-, -CH2CH2-O-CH2-, -CH2CH2CH2-O-CH2-, -CH2-O- CH2CH2CH2-, -CH2CH2-O-CH2CH2-, -CH2CH2-O-CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2-
O-CH2CH2- ou
O grupo alquilpoliéter 0-((CRM2)w-0-)t Alk pode ser 0-(CRM2- CR"2-CRM2-0)t-Alk, O-(CRll2-CRll2-CRll2-CRll2-O)t-AIk, preferivelmente 0-(- CH2-CH2-CH2-CH2-)t-Alk, ou O-(CRll2-CRll2-CRll2-CRll2-CRll2-O)t-AIk.
O grupo alquilpoliéter 0-((CRn2)w-0-)t Alk pode ser 0-(CRM2- CRM2-0)t-Alk.
O grupo O-(CRll2-CRll2-O)t-AIk pode preferivelmente compreen- der unidades de óxido de etileno, O-(CH2-CH2-O)t-AIk, unidades de óxido de propileno, por exemplo, O-(CH(CH3)-CH2-O)t-AIk ou O-(CH2-CH(CH3)2-O)t- Alk1 ou unidades de óxido de butileno, por exemplo, 0-(-CH(CH2-CH3)-CH2- 0)t-Alk ou 0-(-CH2-CH(CH2-CH3)-0)rAlk.
CH2CH2CH(CH3)-, -C
-CH2CH2CH2CH2CH2-,
-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-
-CH2(CH3)CH2CH2-, -CH2CH(CH3)CH2-,
-Ch2CH2CH2CH2CH2CH2-,
-ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2-,
Os epoxissilanos da fórmula geral I podem ser:
25
30
[(C7H15O-(CH2-CH2O)2J(Me)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C7H15O-(CH2-CH2O)3KMe)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C7H15O-(CH2-CH2O)4I(Me)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C7H15O-(CH2-CH2O)5J(Me)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C7H15O-(CH2-CH2O)6J(Me)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C8H17O-(CH2-CH2O)2J(Me)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C8H17O-(CH2-CH2O)3J(Me)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l (C8H17O-(CH2-CH2O)4I(Me)(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, (C8H17O-(CH2-CH2O)5)(Me)(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
w
ο
Ν)
Ui
Ν)
O
O O O O O O 00 οο -4 ■vj X I X X X X Ui õí Ol cn O O O O O ο ,JLv JLs JLs JLs Js ο ο ο ο O ο χ I X X χ X ΓΟ M NJ IsO ro ro 6 Ò Ò Ò ο Ò χ I I X X X Ν) Ν) NJ M NJ O O O O O O K CO ■---I Ο) Oi 1 Έ 1 1 1 i φ α> (D φ φ. φ ■* ΓΠ m m m m m O δ O O O O CO αί ω σ> W ω O ο ο ο ο ο X X I I X X NJ M ro Ν) ro CO ω CO ω CO CO 6 ò 6 6 6 ο Ò ό 6 ό 6 ό X χ χ I X X Ν) NJ Ν) Ν) ND Ν) Ò Ò Ò Ò Ò ό X I X X X X O O O O ο ο O O O O ο ο X X X X X X Ν) Ν) Ν) M Ν) ro ο O O <£> (Ο (Ο X X X (Ο <ο (Ο O O O JLs, JLs JLs ο ο O X X X Ν) Ν) ό Ò Ò X X X NJ Ν> ro O O ο σΓ^ Ul Ν) Ν) νΓ1 1 ^φ 0). ^φ. W ο O ο X X X NJ M IO CO CO CO O 6 6 Ò ό ό X X X IO ro Ò ό ό X X X O O O O O O X X X Dj NJ O
X
(C8H170-(CH2-CH20)4]2(Me)Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2,
(C8H170-(CH2-CH20)5]2(Me)Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2,
(C8H17O-(CH2-CH2O)6I2(Me)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C9H19O-(CH2-CH2O)2I2(Me)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C9H190-(CH2-CH20)3]2(Me)Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2,
O O O O O OO 00 -J -•J X I X T X -Vl Ui υ» Ol O O O O O JLs J^s JLs JLs JLs ο ο ο ο ο χ X I X I NI NJ NJ NJ NJ ò Ò 6 Ò Ò χ χ χ X X NJ NJ NJ NJ NJ O O O O O W NJ Ο) Ui Vo μ"1 Wj NJ- i Έ 1 Έ Έ Λ, 3, ^CD ο. S- 05 03 CO W ω O O O O ο X I X χ I Ν) NJ Ν) NJ Ν) CO OJ ω CO CO Ò 6 9 ο 6 ό ό ό ό ό X X X X χ Ν) NJ NJ IO Ò Ò ό Ò ό I T I T X O O O O ο O O O O ο T I X χ I NJ NJ NJ NJ NJ O O O O O -Ί (0 <ο CO X X X X X Ul Ul <ο (Ο 5 O O O O O JLs JLs ,JLs JLs Jv ο ο O ο O X I X X X NJ NJ Ν) NJ NJ Ò 6 ό Ò Ò X χ X X X NJ NJ M NJ NJ O O O O O CaJ NJ . σ> Ui NJ NJ 1 1 1 1 1 S· CD CD NJ W W 03 CO CO ,^es O O O O O X X X X X Ν) NJ NJ NJ NJ ω ω 05 (Ο CO 6 6 6 6 ò Ò ό ό ό ό I X X X X ΙΌ NJ NJ NJ NJ 6 Ò Ò O Ò I X X X X ο ο ο O O ο ο ο O O I X X X X κ> NJ NJ NJ Ν) O O O O O ω CO 00 00 00 X X X X X (Ο (Ο -Nl "ν| ο O ο O O Jts JLs JLs JLs Jms O ο ο ο O X X X X X NJ NJ NJ NJ NJ Ò Ò Ò Ò Ò X X X X X NJ NJ NJ NJ NJ O O O O O CO NJ σΓ* Ul K1J *' _■ * 1 _1 1 1 ·£■ ,(D CVr NJ NJ Ν) NJ NJ ω ω cη C/) ω ____ ^---s ^ns ο ο ο O ο X X X X X NJ NJ NJ NJ Ν) ω CO OJ OJ CO ο 6 6 6 6 6 6 ό ο 6 χ χ X χ χ NJ NJ NJ NJ NJ Ò ό Ò ό Ò X X X X X ο O O O O ο O O O O X X X X X NJ NJ NJ NJ NJ 4/34 10
15
20
25
[(C8H17O-(CH2-CH2O)6]
[(C9H19O-(CH2-CH2O)2]
[(C9H19O-(CH2-CH2O)3]
[(C9H19O-(CH2-CH2O)4]
[(C9H19O-(CH2-CH2O)5]
[(C9H19O-(CH2-CH2O)6]
30
[(C1OH21O
[(C10H21O
[(Ci0H21O
[(C10H21O-
[(C10H21O-
[(CnH23O-
[(C11H23O-
[(C11H23O-
[(C11H23O-
[(C11H23O-
[(C12H25O
[(C12H25O-
[(C12H25O-
[(C12H25O-
[(C12H25O-
[(C13H27O-
[(C13H27O-
[(C13H27O-
[(C13H27O
[(C13H27O-
[(C14H29O-
[(C14H29O-
[(C14H29O
[(C14H29O-
[(C14H29O-
[(C15H31O
CH2-CH20)2
CH2-CH20)3
CH2-CH20)4
(CH2-CH2O)5
CH2-CH20)6
CH2-CH20)2
CH2-CH20)3
(CH2-CH2O)4
CH2-CH20)5
CH2-CH20)6
CH2-CH20)2
(CH2-CH2O)3
(CH2-CH2O)4
(CH2-CH2O)5
(CH2-CH2O)6
(CH2-CH2O)2
(CH2-CH2O)3
(CH2-CH2O)4
CH2-CH20)5
(CH2-CH2O)6
(CH2-CH2O)2
CH2-CH20)3
(CH2-CH2O)4
(CH2-CH2O)5
(CH2-CH2O)6
(CH2-CH2O)2
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CH2-CH20)2](Et0)2Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2, CM CM CM X X X O O O ο O O X X X O O O CM CM CM X X X O O O ό ό ό Jo CO CO CM CM CM I X X O O O sW-* CO 05 CO CM CM CM O O O LLJ LLJ LLJ ■ CO ' IO O O O CM CM CM X X X O O O CM CM CM X X X O O O 'Ύ'' O ό ό IO IO IO CO CO co X X X ι-~- O O ο CM CM CSI CM CM CM X X X X X X O O O O O O O O O O O O Vw- X X X X X X O O O O O O CM CM CM I I I CM CM CM X X X X X X O O O O O O ό ό Ò ό ό ό ^CO CO CO I I I CO CO CO CM CM CM CM CM CM X X X X X X O O O O O O sW*- sW' sW* CO CO CO CO ω 00 CM CM CM CM CM CM O O O O O O LU LLJ LLJ LLJ LU LLJ nW' Vw- Vw- Vwy pIo TJ ί CO 1 rIO 13 O O O O O O CM CM CM CM CM CM X X X X X X O O O O O O CM CM CM CM CM CM X X X X X X O O O O O O sW- sW- O O O ό 6 ό IO ι-~ h- ί- CO CO CO co co CO X X X X X X οο οο οο OO οο O ο d ο d ο ιη
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(C8Hi70-(CH2-CH20)3]2(Et0)Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2,
(C8Hi7O-(CH2-CH2O)4J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C8H170-(CH2-CH20)5]2(Et0)Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2l
(C8H170-(CH2-CH20)6]2(Et0)Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2l
(C9H19O-(CH2-CH2O)2I2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
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(C13H27O-(CH2-CH2O)4J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, 10
15
20
25
30
(Ci3H27O-(CH2-CH2O)5I2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C13H27O-(CH2-CH2O)6I2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C14H290-(CH2-CH20)2]2(Et0)Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2,
(C14H29O-(CH2-CH2O)3J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C14H29O-(CH2-CH2O)4J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C14H29O-(CH2-CH2O)5J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C14H29O-(CH2-CH2O)6J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C16H33O-(CH2-CH2O)2J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C16H33O-(CH2-CH2O)3J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C16H33O-(CH2-CH2O)4J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C16H33O-(CH2-CH2O)5J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C16H33O-(CH2-CH2O)6J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C17H35O-(CH2-CH2O)2J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C17H35O-(CH2-CH2O)3J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C17H35O-(CH2-CH2O)4J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C17H35O-(CH2-CH2O)5J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C17H35O-(CH2-CH2O)6J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C18H37O-(CH2-CH2O)2J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C18H37O-(CH2-CH2O)3J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C18H37O-(CH2-CH2O)4J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C18H37O-(CH2-CH2O)5J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C18H37O-(CH2-CH2O)6J2(EtO)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C7H15O-(CH2-CH2O)2J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C7H15O-(CH2-CH2O)3J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C7H15O-(CH2-CH2O)4J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C7H15O-(CH2-CH2O)5J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C7H15O-(CH2-CH2O)6J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C8H17O-(CH2-CH2O)2J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C8H17O-(CH2-CH2O)3J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C8H17O-(CH2-CH2O)4J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C8H17O-(CH2-CH2O)5J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2l
(C8H17O-(CH2-CH2O)6J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, CM CM CM CM CM X X X X X O O O O O O O O O O '*«««✓' N---* X X X X X O 9 9 9 O CM CM CM CM CM X X X X X O O ο O ο 6 ó ò ό ό co CO CO CO CO CM CM CM CM CM X X X X X O O O O O sW' sW' nW'' CO CO CO CO CÕ CO CO CO CO CO co’ " ιο Ίο O O O ο ο CM CM CM CM CM X X X X X O 9 9 9 O CM CM (Μ CM CM X X X X X O O O O O Ύ' O ò 6 ό ό σ> σ> σι σι σ> X X X X χ CD σ> σ> σ> σ> O O O O ο CM CM CM CM CM X X X X X CJ O O O O O O O O O X X X X X CJ 9 9 9 O CM CM CM CM t CM X X X X X CJ O O O O ό ό ò 6 O CO CO CO CO CO CM CM CM CM CM X X X X X O O O O O nW" ''W' W CÕ CO cõ cõ CO CO CO CO CO imJn rCO ‘ ^ ’ IO Ίο O O O O O CM CM CM CM CM X X X X X O 9 9 O O CM CM CM CM CM X X X X X O O O O O vW-' nW'' 'sW''' sW' 'γ' O O O O O S CM S CM X X X X X O O O O O CJ d d d d IO
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(Ci2H250-(CH2-CH20)5]3Si(CH2)3-0-CH2-CH(0)CH2,
(Ci2H25O-(CH2-CH2O)6I3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
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[(Ci6H33O-(CH2-CH2O)6J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(Ci8H37O-(CH2-CH2O)2J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C18H37O-(CH2-CH2O)3J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C18H37O-(CH2-CH2O)4J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C18H37O-(CH2-CH2O)5J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
[(C18H37O-(CH2-CH2O)6J3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
(C2H5O)3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2,
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(C3H7O)3Si-(CH2)2-O-(CH2)2-CH(O)CH2,
(CH3)(C2H5O)2Si-(CH2)2-O-(CH2)2-CH(O)CH2,
(CH3)2(C2H5O)Si-(CH2)2-O-(CH2)2-CH(O)CH2,
(CH3)(CH3O)2Si-(CH2)2-O-(CH2)2-CH(O)CH2,
(CH3)2(CH3O)Si-(CH2)2-O-(CH2)2-CH(O)CH2,
(C2H5O)3Si-CH2 -O-CH2-CH(O)CH2,
(CH3O)3Si-CH2 -O-CH2-CH(O)CH2,
(C3H7O)3Si-CH2 -O-CH2-CH(O)CH2, (CH3)(C2H5O)2Si-CH2-O-CH2-CH(O)CH2,
(CH3)2(C2H5O)Si-CH2-O-CH2-CH(O)CH2,
(CH3)(CH3O)2Si-CH2 -O-CH2-CH(O)CH2 ou (CH3)2(CH3O)Si-CH2-O-CH2-CH(O)CH2,
onde as porções de alquila (Alk|) podem ser não ramificadas ou ramificadas.
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem uti- lizar etoxissilanos da fórmula geral I ou então misturas de etoxissilanos da fórmula geral I.
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem uti- Iizar hidrolisados, siloxanos oligoméricos ou poliméricos e condensados dos compostos da fórmula geral I.
A forma na qual os etoxissilanos da fórmula I são adicionados ao processo de mistura pode ser a forma pura ou então uma forma absorvida sobre um veículo orgânico ou inorgânico inerte, ou então uma forma pré- 15 reagida com um veículo orgânico ou inorgânico. Os materiais veículos prefe- ridos podem ser sílicas precipitadas ou ativas, ceras, termoplásticos, silica- tos naturais ou sintéticos, óxidos naturais ou sintéticos, por exemplo, o óxido de alumínio, ou negros-de-fumo. Outra forma na qual os etoxissilanos da fórmula I podem ser adicionados ao processo de mistura é uma forma pré- 20 reagida com a carga a ser usada.
As ceras preferidas podem ser as ceras com pontos de fusão, faixas de fusão ou faixas de amolecimento de 50° a 200°C, preferivelmente de 70° a 180°C, particular e preferivelmente de 90° a 150°C, muito particular e preferivelmente de 100° a 120°C.
As ceras usadas podem ser as ceras olefínicas.
As ceras usadas podem compreender cadeias de hidrocarbone- tos saturados e insaturados.
As ceras usadas podem compreender polímeros ou oligômeros, preferivelmente SBR em emulsão ou-/-e SBR em solução.
As ceras usadas podem compreender alcanos de cadeias lon-
gas ou-/-e ácidos carboxílicos de cadeias longas.
As ceras usadas podem compreender etileno-acetato de vinila e- /-ou poli (álcoois vinílicos).
A forma na qual os etoxissilanos da fórmula I são adicionados ao processo de mistura pode ser uma forma fisicamente misturada com uma substância orgânica ou com uma mistura de substâncias orgânicas.
A substância orgânica ou a mistura de substâncias orgânicas
pode compreender polímeros ou oligômeros.
Os polímeros ou os oligômeros podem ser polímeros ou oligô- meros contendo heteroátomos, por exemplo, etileno-álcool vinílico ou-/-e poli (álcoois vinílicos).
Os polímeros ou os oligômeros podem ser elastômeros satura-
dos ou insaturados, preferivelmente SBR em emulsão ou-/-e SBR em solu- ção.
O ponto de fusão, a faixa de fusão ou a faixa de amolecimento da mistura de etoxissilanos de fórmula I com a substância orgânica ou com 15 uma mistura de substâncias orgânicas pode ser de 50 a 200°C, preferivel- mente de 70 a 180°C, particular e preferivelmente de 70 a 150°C, muito par- ticular e preferivelmente de 70 a 130°C, excepcional e preferivelmente de 90 a 110°C.
Os que seguem podem ser usados como cargas silicáticas ou oxídicas para as misturas de borrachas de acordo com a invenção:
- Sílicas amorfas, produzidas, a título de exemplo, por meio de precipitação de soluções de silicatos (sílicas precipitadas) ou hidrólise com chama de halogenetos de silício (sílicas ativas). As áreas de superfície es- pecíficas das sílicas amorfas podem ser de 5 a 1000 m2/g, preferivelmente 25 de 20 a 400 m2/g (área de superfície BET) e seus tamanhos de partículas primárias podem ser de 10 a 400 nm. As sílicas podem, se apropriado, tam- bém tomar a forma de óxidos mistos com outros óxidos de metais, tais como os óxidos de Al1 os óxidos de Mg, os óxidos de Ca1 os óxidos de Ba, os óxi- dos de Zn e os óxidos de titânio.
- Silicatos sintéticos, tais como o silicato de alumínio, ou os sili-
catos de metais alcalinoterrosos, tais como o silicato de magnésio ou o sili- cato de cálcio. As áreas de superfície BET dos silicatos sintéticos podem ser de 20 a 400 m2/g e os seus diâmetros de partículas primárias podem ser de 10 a 400 nm.
- Óxidos de alumínio sintéticos ou naturais e hidróxidos de alu- mínio sintéticos ou naturais.
- Silicatos naturais, tais como caulim e outras sílicas que ocor-
rem naturalmente.
- Fibra de vidro e produtos de fibras de vidros (esteiras, filamen- tos) ou microglóbulos de vidro.
Pode ser preferível usar as sílicas amorfas preparadas por meio de precipitação de soluções de silicatos (sílicas precipitadas) com áreas de superfície BET de 20 a 400 m2/g. As quantidades que podem ser usadas das sílicas amorfas são de 5 a 150 partes em peso, com base, em cada caso, em 100 partes de borracha (phr).
Um exemplo de um negro-de-fumo que pode ser usado é a fuli- 15 gem, o negro de forno ("furnace black"), o negro de combustível ("gas black") ou o negro térmico ("thermal black"). A área de superfície BET dos negros-de-fumo pode ser de 20 a 200 m2/g, preferivelmente de 30 a 100 m2/g. Os negros-de-fumo podem opcionalmente também compreender hete- roátomos, por exemplo, Si. As quantidades usadas dos negros-de-fumo po- 20 dem ser de 5 a 150 partes em peso, com base, em cada caso, em 100 par- tes de borracha (phr).
As cargas mencionadas podem ser usadas sozinhas ou em uma
mistura.
Em uma modalidade particularmente preferida, as misturas de borrachas podem compreender de 10 a 150 partes em peso de cargas silicá- ticas ou oxídicas, opcionalmente junto com 0 a 100 partes em peso de ne- gro-de-fumo, e também de 1 a 20 partes em peso dos etoxissilanos da fór- mula I, com base, em cada caso, em 100 partes em peso de borracha.
Em outra modalidade particularmente preferida, as misturas de borrachas podem compreender de 10 a 150 partes em peso de negro-de- fumo, opcionalmente junto com de 0 a 100 partes em peso de carga oxídica, e também de 1 a 20 partes em peso dos etoxissilanos da fórmula I, com ba- se, em cada caso, em 100 partes em peso de borracha.
A borracha de poliacrilato nas misturas de borrachas de acordo com a invenção pode, a título de exemplo, ser a borracha de poliacrilato ACM ou a borracha de etileno-acrilato (AEM). A ACM tem alta resistência ao 5 oxigênio, ao ozônio e às altas temperaturas e boa resistência ao intumesci- mento em óleos minerais, porém alta absorção de água e fraca resistência à hidrólise. A AEM é conhecida, a título de exemplo, com o nome comercial VAMAC da DUPONT. As propriedades da AEM são como aquelas da ACM, exceto que ela tem melhor rigidez e resistência térmica, porém resistência 10 mais fraca ao óleo mineral.
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem também compreender a borracha natural ou as borrachas sintéticas. As bor- rachas sintéticas preferidas são descritas, a título de exemplo, em W. Hofmann, Kautschuktechnologie [Tecnologia da borracha], Genter Ver- lag, Stuttgart 1980. Elas compreendem, inter alia
- o polibutadieno (BR);
- o poli-isopreno (IR);
- os copolímeros de estireno-butadieno (SBR), tais como SBR em emulsão (E-SBR) ou SBR em solução (S-SBR). Os copolímeros de esti-
reno-butadieno podem ter teor de estireno de 1 a 60% em peso, preferivel- mente de 2 a 50% em peso, particular e preferivelmente de 10 a 40% em peso, muito particular e preferivelmente de 15 a 35% em peso;
- o cloropreno (CR);
- os copolímeros de isobutileno-isopreno (IIR);
- ós copolímeros de butadieno-acrilonitrila cujos teores de acrilo-
nitrila são de 5 a 60% em peso, preferivelmente de 10 a 50% em peso (N- BR), particular e preferivelmente de 10 a 45% em peso (NBR), muito particu- lar e preferivelmente de 19 a 45% em peso (NBR);
- a borracha de NBR parcialmente hidrogenada ou totalmente hidrogenada (HNBR);
- os copolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM);
- as borrachas acima mencionadas que também tenham grupos funcionais, por exemplo, grupos carbóxi, grupos silanol ou grupos epóxi, por exemplo, NR epoxidada, NBR carbóxi-funcionalizada ou SBR silanol- (- SiOH) ou silil-alcóxi-funcionalizada (-Si-OR); ou uma mistura destas borrachas.
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem
compreender outros auxiliares da borracha, tais como os aceleradores da reação, os antioxidantes, os estabilizadores de calor, os estabilizadores de luz, os antiozonizantes, os auxiliares de processamento, os plastificantes, os promotores de pegajosidade, os agentes de sopro, os corantes, os pigmen- 10 tos, as ceras, os extensores, os ácidos orgânicos, os retardadores, os óxidos de metais, e também os ativadores, tais como a trietanolamina ou o hexano- triol.
Os outros auxiliares da borracha podem ser: polietileno glicol ou-
l-e polipropileno glicol ou-/-e polibutileno glicol com massas molares de 50 a 50.000 g/mol, preferivelmente de 50 a 20.000 g/mol, particular e preferivel- mente de 200 a 10.000 g/mol, muito particular e preferivelmente de 400 a 6.000 g/mol, excepcional e preferivelmente de 500 a 3.000 g/mol,
polietileno glicol terminado com hidrocarboneto Alk'-0-(CH2-CH2- 0)yi-H ou AIk1-(CH2-CH2-O)yI-AIk1,
polipropileno glicol terminado com hidrocarboneto Alk'-0-(CH2-
CH(CH3)-0)yi-H ou AIk1-O-(CH2-CH(CH3)-O)yl-AIk',
polibutileno glicol terminado com hidrocarboneto Alk'-0-(CH2- C H2-C H2-C H2-0)yr H, AIk1-O-(CH2-CH(CH3)-CH2-O)yrH, Alk'-0-(CH2-CH2- CH2-CH2-0)y,-AIk1 ou AIk1-O-(CH2-CH(CH3)-CH2-O)yl-AIk1,
onde a média de y1 é de 2 a 25, preferivelmente de 2 a 15, parti-
cular e preferivelmente de 3 a 8 e de 10 a 14, muito particular e preferivel- mente de 3 a 6 e de 10 a 13, e Alkl é um hidrocarboneto saturado ou insatu- rado, não substituído ou substituído, ramificado ou não ramificado, tendo de
1 a 35, preferivelmente de 4 a 25, particular e preferivelmente de 6 a 20, muito particular e preferivelmente de 10 a 20, excepcional e preferivelmente de 11 a 14, átomos de carbono,
neopentil glicol HO-CH2-C(Me)2-CH2-OH, pentaeritritol C(CH2- OH)4 ou trimetilolpropano CH3-CH2-C(CH2-OH)3 eterificado com polietileno glicol, eterificado com polipropileno glicol, eterificado com polibutileno glicol, ou eterificado com uma mistura deles, onde o número de unidades de repe- tição de etileno glicol, propileno glicol ou-/-e butileno glicol nos poliálcoois 5 eterificados pode ser de 2 a 100, preferivelmente de 2 a 50, particular e pre- ferivelmente de 3 a 30, muito particular e preferivelmente de 3 a 15.
Para calcular a média de y', a quantidade analiticamente deter- minável de unidades de polialquileno glicol pode ser dividida pela quantidade analiticamente determinável de -AIkl [(quantidade de unidades de polialqui- 10 Ieno glicol)/(quantidade de -AIkl)]. A título de exemplo, a espectroscopia de ressonância nuclear 1H e 13C pode ser usada para determinar as quantida- des.
A mistura de borrachas de acordo com a invenção pode com- preender mais silanos.
Os silanos adicionais que podem ser adicionados às misturas de
borrachas de acordo com a invenção são os mercapto-organilsilanos con- tendo grupos trietoxissilila, ou-/-e os tiocianato-organilsilanos contendo gru- pos trietoxissilila, ou-/-e os mercapto-organilsilanos bloqueados contendo grupos trietoxissilila, ou-/-e os alcoxissilanos polissulfídicos contendo grupos trietoxissilila.
Os silanos adicionais que podem ser adicionados às misturas de borrachas de acordo com a invenção são os mercapto- organil(alcoxissilanos) tendo grupos C8Hi7-O-, Ci0H2I-O-, Ci2H2S-O-, Ci4H29- O-, Ci6H33-O-, ou Ci8H37-O- sobre o silício.
Os silanos adicionais que podem ser adicionados às misturas de
borrachas de acordo com a invenção são os mercapto- organil(alcoxissilanos) bloqueados tendo grupos C8Hi7-O-, Ci0H2I-O-, Ci2H25-O-, Ci4H29-O-, Ci6H33-O-, ou Ci8H37-O- sobre o silício.
Os silanos adicionais que podem ser adicionados às misturas de borrachas de acordo com a invenção são os mercapto- organil(alcoxissilanos) bloqueados tendo álcoois difuncionais (dióis) sobre o silício (por exemplo, NXT LowV ou NXT UItra-LowV da General Electric). Os silanos adicionais que podem ser adicionados às misturas de ( borrachas de acordo com a invenção são os alcoxissilanos polissulfídicos das fórmulas
EtO-Si(Me)2-CH2-CH2-CH2-S2-CH2-CH2-CH2-Si(Me)2(OEt)1 EtO- Si(Me)2-CH2-CH2-CH2-S3-CH2-CH2-CH2-Si(Me)2(OEt), ou EtO-Si(Me)2-CH2- CH2-CH2-S4-CH2-CH2-CH2-Si(Me)2(OEt).
Os silanos adicionais que podem ser adicionados às misturas de borrachas de acordo com a invenção são o 3-(mercaptopropil (trietoxissila- no) (por exemplo, Si 263 da Evonik Industries AG), o 3-tiocianatopropil (trie- 10 toxissilano) (por exemplo, Si 264 da Evonik Industries AG), o polissulfeto de bis(trietoxissililpropila) (por exemplo, Si 69 da Evonik Industries AG), o dis- sulfeto de bis(trietoxissililpropila) (por exemplo, Si 266 da Evonik Industries AG).
Os silanos adicionais que podem ser adicionados às misturas de 15 borrachas de acordo com a invenção são os mercapto-organilsilanos con- tendo alquilpoliéter-álcool (tais como o Si 363 da Evonik Industries AG), ou-/- e os tiocianato-organilsilanos contendo alquilpoliéter-álcool, ou-/-e os mer- capto-organilsilanos bloqueados, contendo alquilpoliéter-álcool, ou-/-e os silanos polissulfídicos contendo alquilpoliéter-álcool.
Os mercapto-organilsilanos contendo alquilpoliéter-álcool podem
ser os compostos da fórmula geral Il
(X)3Si-Rl-SH II,
onde pelo menos um X é um grupo alquilpoliéter.
Os mercapto-organilsilanos bloqueados, contendo alquilpoliéter- álcool, podem ser os compostos da fórmula geral Ill
(X)3Si-Rl-S-C(O)-AIk" Ill
onde pelo menos um X é um grupo alquilpoliéter e
Alk" é um grupo hidrocarboneto monovalente, alifático, aromáti- co ou alifático/aromático misto, substituído ou não substituído, saturado ou insaturado, ramificado ou não ramificado, preferivelmente um grupo hidro- carboneto de Ci-C25, particular e preferivelmente C2-C22l muito particular e preferivelmente C7-Ci7l excepcional e preferivelmente Cn-Ci6. As quantidades usadas dos auxiliares da borracha podem ser quantidades conhecidas, dependendo, inter alia, do propósito pretendido. Como uma função do auxiliar de processamento usado, as quantidades con- vencionais podem ser as quantidades de 0,001 a 50% em peso, preferivel- 5 mente de 0,001 a 30% em peso, particular e preferivelmente de 0,01 a 30% em peso, muito particular e preferivelmente de 0,1 a 30% em peso, com ba- se na borracha (phr).
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem ser as misturas de borrachas vulcanizáveis com enxofre.
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem ser
as misturas de borrachas peroxidicamente reticuláveis.
Os agentes de reticulação que podem ser usados são o enxofre ou as substâncias doadoras de enxofre. As quantidades usadas de enxofre podem ser de 0,1 a 10% em peso, preferivelmente de 0,1 a 5% em peso, com base na borracha.
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem compreender aceleradores da vulcanização adicionais.
As quantidades que podem ser usadas dos aceleradores da vul- canização são de 0,1 a 10% em peso, preferivelmente de 0,1 a 5% em peso, com base na borracha usada.
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem compreender:
(D) um acelerador de sulfeto de tiuram e-/-ou um acelerador de carbamato, e-/-ou os sais de zinco correspondentes,
(E) opcionalmente um coativador contendo nitrogênio,
(F) opcionalmente auxiliares da borracha adicionais, e,
(G) opcionalmente aceleradores adicionais.
A invenção adicionalmente proporciona um processo para a pro- dução das misturas de borrachas de acordo com a invenção, o qual é carac- terizado pelo fato de que pelo menos uma borracha de poliacrilato, pelo me- nos uma carga silicática ou oxídica ou o negro-de-fumo e pelo menos um epoxissilano são misturados. O epoxissilano pode ser um epoxissilano da fórmula geral I.
O processo de acordo com a invenção pode ser realizado em temperaturas >25°C.
O processo de acordo com a invenção pode ser realizado na fai- xa de temperaturas de 80°C a 200°C, preferivelmente de 100°C a 180°C, particular e preferivelmente de 1100C a 160°C.
O processo pode ser realizado continuamente ou em batelada.
A adição do epoxissilano da fórmula geral I, e também a adição das cargas, pode ocorrer quando as temperaturas da composição forem de 100 a 200°C. Entretanto, pode também ocorrer em temperaturas menores de 40 a 100°C, por exemplo, juntamente com os auxiliares da borracha adicio- nais.
A mistura das borrachas com a carga e opcionalmente com os auxiliares da borracha e com o epoxissilano da fórmula geral I pode ocorrer em, ou sobre, unidades de misturas convencionais, tais como cilindros, mis- turadores internos, e extrusoras de mistura. Estas misturas de borrachas podem normalmente ser produzidas em misturadores internos, começando com um ou mais estágios de mistura termomecânicos sucessivos, nos quais as borrachas, as cargas, o epoxissilano da fórmula geral I e os auxiliares da borracha são incorporados misturando-se a 100 até 170°C. A seqüência de adição e a junção de adição dos componentes individuais aqui podem ter um efeito decisivo sobre as propriedades resultantes da mistura. As substâncias químicas de reticulação podem normalmente ser misturadas em um mistura- dor interno ou sobre um cilindro, a 40 até 1100C, com a mistura de borrachas desse modo obtida, e processadas para dar o que é conhecido como uma mistura bruta para as etapas subsequentes do processo, por exemplo, a moldagem e a vulcanização.
A vulcanização das misturas de borrachas de acordo com a in- venção pode ocorrer em temperaturas de 80 até 200°C, preferivelmente de 130 até 180°C, se apropriado sob uma pressão de 1.000 kPa a 20.000 kPa (10 a 200 bar).
As misturas de borrachas de acordo com a invenção podem ser usadas para a produção de moldagens, por exemplo, para a produção de amortecedores pneumáticos, pneumático e outros pneus, bandas de roda- gens de pneus, revestimento de cabo, mangueiras, correias de acionamento, correias transportadoras, revestimentos de cilindros, solas de sapatos, e e- 5 Iementos de vedação, por exemplo, selos em forma de anéis, e elementos de amortecimento.
A invenção adicionalmente proporciona moldagens obteníveis a partir da mistura de borrachas de acordo com a invenção, por meio de vul- canização.
As propriedades dinâmicas das misturas de borrachas de acordo
com a invenção são vantajosas.
Exemplos:
Os compostos a seguir são usados nas misturas de borrachas: o 3-glicidiloxipropiltrimetoxissilano é obtenível como DYNASILAN GLYMO da EVONIK Industries .
O 3-glicidiloxipropiltrietoxissilano é obtenível como DYNASILAN GLYEO da EVONIK Industries.
O aminopropiltrietoxissilano é obtenível como DYNASILAN A- MEO da EVONIK Industries.
O negro-de-fumo N 339 ASTM é obtenível como Corax N 339 da
Orion Engineered Carbons.
O negro-de-fumo N 660 ASTM é obtenível como Corax N 660 da Orion Engineered Carbons.
O negro-de-fumo N 550 ASTM é obtenível como Corax N 550 da Orion Engineered Carbons.
Exemplo 1: Misturas de borrachas
A formulação de origem usada para as misturas de borrachas é dada na Tabela 1 abaixo. A unidade phr aqui significa proporções em peso, com base em 100 partes da borracha bruta usada.
O processo geral para a produção das misturas de borrachas e
dos vulcanizados destas é descrito no seguinte livro: "Rubber Technology Handbook", W. Hofmann, HanserVerIag 1994. Tabela 1: Formulação
Quantidade adicionada [phr] 1o estágio Hytemp AR 71 (ACM) 100 Struktol WB 222 2 Rhenofit OCD-SG 2 Vulkanol 81 5 Ácido esteárico 2 Carga Variável Silano Isomolar 2o estágio Batelada do estágio 1 Estearato de Na Rhenofit 80 3,5 Enxofre 0,4 O polímero Hytemp AR 71 envolve uma borracha de poliacrilato com viscosidade Mooney de 42 a 54 da Zeon Chemicals.
A Ultrasil 360 é uma sílica da EVONIK Industries.
O Struktol WB 222 é uma mistura anidra de ésteres e condensa-
dos de ácidos graxos alifáticos, de alto peso molecular, da Struktol Company of America, o Rhenofit OCD-SG é uma difenilamina octilada da RheinChe- mie e o Vulkanol 81 é uma mistura de tioéster e éster carboxílico da Lan- xess. O estearato de Na Rhenofit 80 é o estearato de Na ligado sobre sílica da RheinChemie.
As misturas de borrachas são produzidas em um misturador in- terno, de acordo com a especificação de mistura na Tabela 2. Tabela 2
Estágio 1 Definições Unidade de mistura Werner & Pfleiderer tipo E Taxa de rotação 90 min'1 Pressão do carneiro 550 kPa (5,5 bar) Capacidade 1,58 L Nível de enchimento 0,55 Temp. da câmara 90°C Procedimento de mistura de 0 a 1 min Polímero, sílica, silano de 1 a 5 min Purgar, ácido esteárico, Vulkanox, Vul- 5 min kanol, Struktol Temp. da batelada Descarregar, misturar diretamente sobre Armazenagem o cilindro 140-150°C Estágio 2 Definições Unidade de mistura Cilindro (diâmetro 150 mm, comprimento Temp. da câmara 350 mm) 50°C Procedimento de mistura de 0 a 2 min Batelada do Estágio 1, formar a folha tri¬ de 2 a 8 min turada e esfriar Temp. da batelada Rhenofit, enxofre Cortar o material 3 na direção da esquer¬ da e 3 vezes na direção da direita e aplainar o material 3 vezes com a abertura do cilindro estreita e 3 vezes com a abertura do cilindro ampla descarregar a folha triturada, aproximadamente 70°C A vulcanização ocorre a 160°C por 30 min. e esta é seguida pelo condicionamento a 180°C por 2 horas.
A Tabela 3 organiza os métodos para o teste da borracha.
Tabela 3
Teste físico Padrão/condições ML 1+4, 100°C, 3° estágio DIN 53523/3, ISO 667 RPA Extensão da tensão: T = 60°C, mínimo alongamento = 0,28%, máximo alongamento = 42%, frequência: 1,6 Hz MDR DIN 53529/3, ISO 6502 Dureza Shore A, 23°C (SH) DIN 53 505 Resistência à propagação da DIN ISO 34 ruptura e DIE B As Tabelas 4a e 4b mostram os resultados dos vulcanizados. Tabela 4a Carga/silano Mistura da Mistura de Mistura da Mistura de Mistura da Mistura de Mistura da Mistura de Mistura de inv. 1 referência 1 inv. 2 referência 2 inv. 3 referência 3 inv. 4 referência 4 referência 5 Carga phr ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL CORAX CORAX Quantidade de carga 360 360 360 360 360 360 360 N 339 N 660 50 50 50 40 40 30 30 50 50 Silano GLYMO AMEO GLYEO AMEO GLYEO AMEO GLYEO - - Quantidade de silano phr 3,20 3,00 3,80 2,40 3,04 1,80 2,28 - - ML(1+4) a 100°C V MU 40 86 41 84 37 77 35 65 43 estágio ML( 1 +4) a IOO0C 2° MU 38 85 41 78 38 73 35 62 41 estágio Vulcanização Prematura ("Scorch") Mooney Tempo de Vulcani¬ min 42,4 3,8 22,4 22,1 23,3 28,5 26,7 28,2 33,5 zação Prematura t MDR: 165°C; 0,50 Ml dNm 1.3 2,7 1,4 3,8 1,1 2,6 0,9 2,8 1,5 Mh dNm 8,8 14,0 11,0 12,4 8,6 9,9 5,3 12,2 8,1 Torque delta dNm 7,5 11,2 9,6 8,6 7,5 7,3 4,4 9,4 6,6 110% min 6,3 0,8 5,7 0,6 5,8 0,7 5,6 4,2 4,9 120% min 10,9 1,3 9,2 1,3 9,4 1,5 9,6 8,2 8,0 190% min 47,0 9,8 41,2 24,4 42,7 23,8 46,1 41,9 40,8 180% -120% min 27,5 5,6 23,0 14,3 23,9 13,9 27,2 24,3 23,2 28/34 Tabela 4b Carga/silano Mistura da Mistura de Mistura da Mistura de Mistura da Mistura de Mistura da Mistura de Mistura de inv. 1 referência 1 inv. 2 referência 2 inv. 3 referência 3 inv. 4 referência 4 referência 5 Carga ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL ULTRASIL CORAX CORAX 360 360 360 360 360 360 360 N 339 N 660 Quantidade de carga phr 50 50 50 40 40 30 30 50 50 Silano GLYMO AMEO GLYEO AMEO GLYEO AMEO GLYEO - - Quantidade de silano phr 3,20 3,00 3,80 2,40 3,04 1,80 2,28 - - Extensão da tensão de RPA 28% - 42% - material bruto Módulo de císalha- [MP 0,42 0,6 0,43 0,64 0,34 0,45 0,27 1,28 0,52 mento mâx. a] Módulo de cisalha- [MP 0,2 0,3 0,21 0,34 0,19 0,27 0,17 0,25 0,19 mento min. a] Tan(d) do fator de --- 0,390 0,317 0,384 0,295 0,347 0,291 0,311 0,428 0,354 perda máx. Tan(d) do fator de --- 0,276 0,193 0,277 0,179 0,256 0,178 0,240 0,383 0,287 perda a 7% Extensão da tensão de RPA 28% -100% - vulcanizado Módulo de cisalha- [MP 0,77 1,34 0,79 1,1 0,58 0,8 0,39 2,85 0,86 mento mâx. a] Módulo de cisalha- [MP 0,53 1,04 0,61 0,67 0,46 0,48 0,29 0,55 0,36 mento mín. a] Tan(d) do fator de --- 0,086 0,150 0,068 0,175 0,083 0,172 0,074 0,300 0,157 perda máx. Tan(d) do fator de --- 0,077 0,051 0,052 0,058 0,048 0,049 0,058 0,277 0,149 perda a 7% No caso do aminossilano, a folha triturada obtida após a vulcani- zação foi insatisfatória, e era quase "desintegrável" em alguns casos.
Exceto para os dados dinâmicos, os dados do vulcanizado para as misturas com epoxissilano são similares àqueles para as misturas com 5 negro-de-fumo. O alongamento ideal na ruptura é atingido usando 40 phr de sílica. Entretanto, desvantagens muito claras são aparentes para as misturas contendo epoxissilano em comparação com as misturas com negro-de-fumo no teste do ricochete da bola e na tanô no teste de RPA dos vulcanizados. São atingidos 50% de aperfeiçoamento em comparação com N 339, e 20% 10 de aperfeiçoamento em comparação com N 660 no teste do ricochete da bola.
Exemplo 2: Misturas de borrachas
A Tabela 5 dá a formulação de origem usada para as misturas de borrachas. A unidade phr aqui significa proporções em peso, com base em 100 partes da borracha bruta usada.
Quantidade adicionada [phr] 1 ° estágio Hytemp AR 71 (ACM) 100 Struktol WB 222 2 Rhenofit OCD-SG 2 Vulkanol 81 5 Ácido esteárico 2 Carga variável Silano isomolar 2o estágio Batelada do estágio 1 Estearato de Na Rhenofit 80 3,5 Enxofre 0,4 As substâncias químicas são especificadas no Exemplo 1. Negros-de-fumo a seguir, comumente usados na indústria de borrachas: N339, N550 e N660. As misturas de borrachas são produzidas em um misturador interno, de acordo com a especificação de mistura na Ta- bela 6.
Tabela 6 _
Estágio 1 Definições Unidade de mistura Misturador interno Harburg- Taxa de rotação Freudenberger GK 0,3E Pressão do carneiro 75 min'1 Capacidade 500 kPa (5 bar) Nível de enchimento 0,3 L Temp. da câmara 0,8 70°C Procedimento de mistura de 0 a 1 min Polímero, sílica, silano de 1 a 6 min Ácido esteárico, Vulkanox, Vulkanol, 6 min Struktol (aerar duas vezes) Temp. da batelada Descarregar, aplainar o material duas Armazenagem vezes diretamente sobre o cilindro e remover a folha triturada 140-150°C Estágio 2 Definições Unidade de mistura Misturador interno Harburg- Taxa de rotação Freudenberger GK 0,3E Pressão do carneiro 25 min'1 Capacidade 500 kPa (5 bar) Nível de enchimento 0,3 L Temp. da câmara 0,9 50°C Procedimento de mistura de 0 a 1 min Batelada do Estágio 1 de 1 a 3 min Rhenofit, enxofre Temp. da batelada Descarregar, aplainar o material 3 vezes diretamente sobre o cilindro e descarregar a folha triturada Aplainar o material 3 vezes com a abertura do cilindro ampla Descarregar a folha triturada. aproximadamente 80°C A vulcanização ocorre a 160°C por 30 min. e esta é seguida pelo condicionamento a 180°C por 2 horas.
A Tabela 7 organiza os métodos para o teste da borracha.
Tabela 7
Teste físico Padrão/condições ML 1+4, 100°C, 3o estágio DIN 53523/3, ISO 667 DMA Extensão da temperatura: T = de -60°C até 160°C, frequência: 10 Hz MDR DIN 53529/3, ISO 6502 Dureza Shore A, 23°C (SH) DIN 53 505 Teste da tensão DIN 53 504 Resiliência do ricochete DIN 53 512 A Tabela 8 e a figura 1 (dependência da tanô na temperatura)
mostram os resultados dos vulcanizados. Tabela 8 Mistura da Mistura de Mistura da Mistura da Mistura da Mistura de Mistura de Mistura de inv. 5 referência 6 inv. 6 inv. 7 inv. 8 referência 7 referência 8 referência 9 Carga ULTRASIL ULTRASIL CORAX CORAX CORAX CORAX CORAX CORAX 360 360 N 339 N 550 N 660 N 339 N 550 N 660 Quantidade de phr 40 40 50 50 50 50 50 50 carga Silano GLYEO - GLYEO GLYEO GLYEO - - - Quantidade de phr 3,04 - 3,8 3,8 3,8 - - - silano ML (1+4) MU 100°C 47,6 35,7 59,4 43,3 40,7 56,2 46,8 41,3 ML dNm 160°C 60 2,03 1,25 2,41 1,65 1,47 2,65 1,89 1,60 9,51 8,78 11,78 7,45 7,25 8,54 6,40 5,76 7,48 7,53 9,37 5,80 5,78 5,89 4,51 4,16 r+ ri* min 6,96 1,97 2,19 5,02 4,60 1,60 5,51 5,02 47,76 38,26 46,13 46,11 44,27 48,36 47,32 47,37 Res. do ricoche¬ a 60 0C 59,2 42,6 47,8 53 36,2 47 48,8 8,8 6 8,4 8,3 8,9 7,6 7,6 7,4 Shore 50 46 60 53 50 57 50 47 Teste da tensão, aR N/mm2 10,1 9,6 14,5 12,2 11,7 12,6 10 9,1 282,6 406,6 396,7 393,8 385,3 496,6 467,3 487,8 0,9 0,6 1,2 1 0,9 0,9 0,7 0,6 2,5 1,2 2,3 2,4 2,2 1,4 1,6 1,2 7,3 3,3 6,9 7,3 6,9 3,7 4,6 3,4 5,9 11,6 . 10,6 10 7,1 7,3 5,7 9,25 14,5 12,28 10,17 9,17 7,65 Uma comparação das misturas contendo negro-de-fumo com o epoxissilano Glyeo e sem o silano revela uma resiliência do ricochete mar- cadamente maior a 60°C para as misturas com Glyeo. A tanô mostrada para a mistura contendo negro-de-fumo com o silano na figura 1 é também mar- cadamente menor do que aquela das misturas sem o silano. Esta tendência é mais acentuada para o negro-de-fumo N 339.

Claims (10)

1. Misturas de borrachas caracterizadas pelo fato de que elas compreendem (A) pelo menos uma borracha de poliacrilato, (B) pelo menos uma carga silicática ou oxídica ou negro-de-fumo e, (C) pelo menos um epoxissilano.
2. Misturas de borrachas de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizadas pelo fato de que o epoxissilano é um epoxissilano da fórmula I <formula>formula see original document page 36</formula> na qual, X é mútua e independentemente um grupo alquilpoliéter 0-((CRll2)w-0-)tAlk> alquila ramificada ou não ramificada, alcóxi ramificado ou não ramificado, C2-C25 alquenilóxi ramificado ou não ramificado, C6-C35 arilóxi, um grupo C7-C35 alquilarilóxi ramificado ou não ramificado, ou um grupo C7-C35 aralquilóxi ramificado ou não ramificado, onde Rn são mútua e independentemente H, um grupo fenila ou um grupo alquila, w = de 2 a 20, t = de 2 a 20, Alk é um grupo hidrocarboneto monovalente, alifático, aromático ou alifático/aromático misto, substituído ou não substituído, saturado ou insa- turado, ramificado ou não ramificado, tendo mais do que 6 átomos de carbo- no, e, Rl é um grupo hidrocarboneto de C1-C3O divalente, alifático, aro- mático ou alifático/aromático misto, saturado ou insaturado, ramificado ou não ramificado, o qual opcionalmente tem substituição, ou um grupo éter alquílico divalente.
3. Misturas de borrachas de acordo com a reivindicação 2, ca- racterizadas pelo fato de que o epoxissilano tem a fórmula geral I (C2H5O)3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, (CH3O)3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, (C3H7O)3Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, (CH3)(C2H5O)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, (CH3)2(C2H5O)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, (CH3)(CH3O)2Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, (CH3)2(CH3O)Si(CH2)3-O-CH2-CH(O)CH2, (C2H5O)3Si-CH2 -O-(CH2)3-CH(O)CH2, (CH3O)3Si-CH2-O-(CH2)3-CH(O)CH2, (C3H7O)3Si-CH2 -O-(CH2)3-CH(O)CH2, (CH3)(C2H5O)2Si-CH2-O-(CH2)3-CH(O)CH2, (CH3)2(C2H5O)Si-CH2-O-(CH2)3-CH(O)CH2, (CH3)(CH3O)2Si-CH2 -O-(CH2)3-CH(O)CH2 ou (CH3)2(CH3O)Si-CH2-O-(CH2)3-CH(O)CH2.
4. Misturas de borrachas de acordo com a reivindicações 2 ou 3, caracterizadas pelo fato de que o epoxissilano é uma mistura de epoxissila- nos da fórmula geral I.
5. Misturas de borrachas de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizadas pelo fato de que o epoxissilano foi absorvido sobre um veículo orgânico ou inorgânico inerte ou foi pré-reagido com um veículo orgânico ou inorgânico.
6. Misturas de borrachas de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizadas pelo fato de que estas compreendem um silano adicional.
7. Misturas de borrachas de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizadas pelo fato de que estas compreendem (D) um acelerador de sulfeto de tiuram e-/-ou um acelerador de carbamato e-/-ou os sais de zinco correspondentes, (E) opcionalmente um coativador contendo nitrogênio, (F) opcionalmente auxiliares da borracha adicionais, e, (G) opcionalmente aceleradores adicionais.
8. Processo para produzir as misturas de borrachas como defini- das em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, carácterizado pelo fato de que pelo menos uma borracha de poliacrilato, pelo menos uma carga silicáti- ca ou oxídica ou o negro-de-fumo e pelo menos um epoxissilano são mistu- rados.
9. Uso das misturas de borrachas como definidas em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de ser para produzir moldagens.
10. Uso das misturas de borrachas como definidas em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de ser em amortecedo- res pneumáticos, pneumático e outros pneus, bandas de rodagens de pneus, revestimento de cabo, mangueiras, correias de acionamento, correias transportadoras, revestimentos de cilindros, solas de sapatos, selos em for- ma de anéis e elementos de amortecimento.
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