BR112020024911B1 - Antidegradante de borracha de ação prolongada e composição de borracha compreendendo o mesmo para pneus - Google Patents
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Abstract
a presente invenção refere-se a um novo antidegradante de borracha de ação prolongada e a uma composição de borracha compreendendo o mesmo para pneus. o antidegradante compreende pelo menos dois compostos, cada um dos quais é selecionado a partir de um composto de fórmula i, ii, iii-a ou iii-b: i ii iii-a iii-b e cada um dos compostos tem fórmulas diferentes uns dos outros, e não podem ser compostos de fórmula iii-a e iii-b ao mesmo tempo quando o antidegradante consiste em apenas 2 compostos. o antidegradante é usado para fornecer uma composição de borracha com resistência aprimorada de longo prazo ao envelhecimento termo-oxidativo e ao envelhecimento devido ao ozônio.
Description
[0001] O pedido em questão reivindica prioridade ao pedido CN201810619457.9, depositado em 12 de junho de 2018. O teor e o assunto do pedido de prioridade chinês são aqui incorporados por referência.
[0002] A presente invenção se refere a um antidegradante de borracha e a uma composição de borracha para pneus, particularmente, um antidegradante de borracha compósito que é novo e tem efeito de ação prolongada e a composição de borracha que compreende o mesmo para pneus.
[0003] Um pneu é um componente importante de um automóvel moderno, que geralmente é usado em condições complexas e adversas, nas quais suporta várias formas de deformação, cargas, forças e ações de alta ou baixa temperatura durante a corrida. Seu desempenho influencia diretamente na economia e na segurança de um automóvel em funcionamento.
[0004] A lona e a parede lateral de um pneu são duas partes importantes do pneu, e ambas exigem durabilidade extraordinariamente alta. A lona é composta de borracha e material de reforço. Como a parte da lona está sendo comprimida em certa frequência quando o pneu está rolando, a composição de borracha da lona deve ter resistência extremamente alta à propagação de rachaduras e ao envelhecimento termo-oxidativo. Para resistir a rachaduras e envelhecimento termo- oxidativo, um antidegradante eficaz e de ação prolongada deve ser usado para garantir sua durabilidade a longo prazo. A parede lateral do pneu é outra parte fundamental que determina o desempenho do pneu, particularmente para um pneu radial. A parede lateral do pneu está sujeita a danos de longo prazo devido à luz solar, chuva, alta temperatura, ozônio, etc., e o pneu é desviado periodicamente durante a corrida. De modo a garantir a utilidade a longo prazo do pneu, a composição de borracha da parede lateral deve ter excelente resistência à deflexão, ao envelhecimento termo-oxidativo e ao envelhecimento devido ao ozônio. Portanto, um antidegradante de alto desempenho e ação prolongada deve ser selecionado para uso na composição de borracha.
[0005] Os antidegradantes na categoria de p-fenilenodiamina, por exemplo, N,N’-bis-(1,4-dimetilamil)-p-fenilenodiamina (77PD), N- isopropil-N’-fenil-p-fenilenodiamina (IPPD), N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p- fenilenodiamina (6PPD), e uma mistura de difenil xilil p-fenilenodiamina e fenil tolil p-fenilenodiamina (3100), foram selecionados por muito tempo para uso em composições de borracha para pneus, particularmente em composições de borracha para lonas e paredes laterais. Esses antidegradantes de p-fenilenodiamina protegem as composições de borracha tanto contra o envelhecimento termo- oxidativo quanto o envelhecimento devido ao ozônio, mas não exibem boa persistência.
[0006] A presente invenção descreve um antidegradante de borracha e uma composição de borracha compreendendo o mesmo. A composição de borracha da presente invenção exibe resistência aprimorada de longo prazo ao envelhecimento termo-oxidativo e ao envelhecimento devido ao ozônio e é particularmente útil para uma matriz de borracha inteira ou parcial de um pneu.
[0007] O antidegradante da presente invenção compreende pelo menos dois compostos, e cada um dos compostos é selecionado a partir de um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II, um composto de Fórmula III-a ou um composto de Fórmula III-b, os compostos selecionados têm fórmulas diferentes e não são compostos de fórmulas III-a e III-b ao mesmo tempo se houver apenas dois compostos no antidegradante:
[0008] em que R1 é uma C1-C12 alquila ou uma C3-C8 cicloalquila; e R2 e R3 são idênticos ou diferentes, cada um sendo independentemente selecionado a partir de uma C1-C12 alquila e uma C3-C8 cicloalquila.
[0009] Na presente invenção, R1 pode estar em uma posição orto ou para. Além disso, na presente invenção, R1 pode ser uma C3-C8 cicloalquila ou um C1-C12 alquila na posição para, ou uma C1-C12 alquila na posição orto. De preferência, R1 é metila ou butila na posição orto, ou metila, ciclohexila ou 2,4,6-trimetiloctila na posição para.
[0010] Na presente invenção, R2 pode estar em uma posição orto, e R3 pode estar em uma posição meta ou para; e ambos R2 e R3 podem ser uma C1-C6 alquila, idênticas ou diferentes.
[0011] No composto de Fórmula III-a da presente invenção, R2 pode ser uma C1-C4 alquila na posição orto e R3 pode ser uma C1-C4 alquila na posição meta. De preferência, R2 é metila na posição orto e R3 é metila ou etila na posição meta na Fórmula III-a.
[0012] No composto de Fórmula III-b da presente invenção, R2 pode ser uma C1-C4 alquila na posição orto, e R3 pode ser uma C1-C6 alquila na posição para. De preferência, R2 é metila ou etila na posição orto, e R3 é etila, isobutila ou 1,3-dimetilbutila na posição para.
[0013] Em uma modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I e um composto de Fórmula II, em que a relação em massa do composto de Fórmula I para o composto de Fórmula II é de 1:3 a 3:1, e de preferência 1:2 a 2:1.
[0014] Em outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-a ou III-b, em que a relação em massa do composto de Fórmula II para o composto de Fórmula III-a ou III-b é de 1:3 a 3:1 e, de preferência, de 1:2 a 2:1.
[0015] Em outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I e um composto de Fórmula III-a, em que a relação em massa do composto de Fórmula I para o composto de Fórmula III-a é de 1:3 a 3:1 e, de preferência, 1:2 a 2:1.
[0016] Em outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-a ou III-b, em que a porcentagem em massa do composto de Fórmula I é 5 a 20%, a porcentagem em massa do composto de Fórmula II é de 45 a 85%, e a porcentagem em massa do composto de Fórmula III-a ou Fórmula III-b é de 5 a 45%, com base na massa total dos compostos das Fórmulas I, II e III-a ou III-b.
[0017] Em outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-a ou III-b, em que a porcentagem em massa do composto de Fórmula I é 8 a 18%, a porcentagem em massa do composto de Fórmula II é 48 a 82%, e a porcentagem em massa do composto de Fórmula III-a ou III-b é de 8 a 42%, com base na massa total dos compostos de Fórmulas I, II e III-a ou III-b.
[0018] Em outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-b, em que a porcentagem em massa do composto de Fórmula I é de 10 a 17%, a porcentagem em massa do composto de Fórmula II é de 50 a 80%, e a porcentagem em massa do composto de Fórmula III-b é de 10 a 40%, com base na massa total dos compostos de Fórmula I, II e III-b.
[0019] Em outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-b, em que R1 é uma C1-C4 alquila em uma posição orto ou para no composto de Fórmula II, e R3 é uma C1-C6 alquila em uma posição meta ou para no composto de Fórmula III-b.
[0020] Em outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-b, em que R1 é metila em uma posição orto ou metila ou butila em um posição para no composto de Fórmula II, e R3 é etila ou isobutila em uma posição para ou 1,3- dimetilbutila em uma posição meta no composto de Fórmula III-b.
[0021] Na presente invenção, o antidegradante pode compreender ainda um antidegradante que é um antidegradante à base de p- fenilenodiamina, por exemplo, N,N’-bis-(1,4-dimetilamil)-p- fenilenodiamina (77PD), N-isopropil-N’-fenil-p-fenilenodiamina (IPPD), N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilenodiamina (6PPD), ou uma mistura de difenil xilil p-fenilenodiamina e fenil tolil p-fenilenodiamina (3100).
[0022] A presente invenção fornece ainda uma composição de borracha compreendendo o antidegradante da presente invenção. A composição de borracha da presente invenção pode compreender ainda um elastômero dieno, um enchimento de reforço, e um reticulador. O antidegradante pode ser usado na composição de borracha da presente invenção em uma quantidade de 0,1 a 5 partes em massa com base em 100 partes em massa do elastômero de dieno.
[0023] A presente invenção fornece ainda um artigo de borracha preparado usando a composição de borracha da presente invenção como um ingrediente de borracha. O artigo de borracha da presente invenção pode ser um pneu. Particularmente, o artigo de borracha da presente invenção pode ser uma lona e uma parede lateral de um pneu.
[0024] A presente invenção fornece ainda o uso do antidegradante da presente invenção para promover a resistência de uma borracha ao envelhecimento termo-oxidativo e ao envelhecimento devido ao ozônio.
[0025] Deve ser apreciado que, no escopo da presente invenção, as características técnicas da presente invenção descritas acima e aquelas características técnicas a serem descritas em detalhes abaixo (por exemplo, nos Exemplos) podem ser combinados entre si para formar soluções técnicas preferenciais.
[0026] A presente invenção fornece uma composição de elastômero de dieno e um antidegradante usado na composição para proteção antienvelhecimento. Mais particularmente, a presente invenção fornece uma composição de elastômero de dieno para a fabricação de uma matriz de borracha total ou parcial de um pneu, particularmente para uma composição de borracha de parede lateral e uma composição de borracha de lona para o pneu.
[0027] O antidegradante da presente invenção compreende pelo menos dois compostos, cada um dos compostos é selecionado a partir de um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II, um composto de Fórmula III-a, ou um composto de Fórmula III-b, uma vez que os compostos selecionados têm fórmulas diferentes e quando houver apenas dois compostos no antidegradante, os dois compostos não são compostos de Fórmulas III-a e III-b ao mesmo tempo:
[0028] em que R1, R2 e R3 são idênticos ou diferentes, cada um sendo independentemente selecionado a partir de uma C1-C12 alquila e uma C3-C8 cicloalquila. O antidegradante pode não ser um antidegradante que consiste em um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-a em que R1 é uma metila em uma posição orto, e R2 e R3 são, cada um, uma metila em uma posição orto.
[0029] Uma alquila usada na presente invenção pode ser uma alquila linear ou ramificada. A alquila usada na presente invenção pode ter um comprimento de 1 a 12 átomos de carbono. Para uns exemplos, a alquila é uma C1-C6 alquila linear ou ramificada. Para outros exemplos, a alquila pode ser metila, etila, n-butila, iso-butila, 1,3- dimetilbutila ou 2,4,6-trimetiloctila. Exemplos de cicloalquila usada na presente invenção incluem uma ciclobutila, cicloamila, ciclohexila, etc.
[0030] No composto de Fórmula II da presente invenção, R1 pode estar em uma posição orto, meta ou para. R1 adequado pode ser uma C1-C12 alquila ou uma C3-C8 cicloalquila. Para uns exemplos, R1 pode ser metila, butila, 2,4,6-trimetiloctila, ou ciclohexila. Para outros exemplos, R1 pode ser uma C1-C6 alquila (preferencialmente C1-C4 alquila) em uma posição orto ou uma C1-C12 alquila ou C3-C8 cicloalquila na posição para. Para ainda outros exemplos, R1 pode ser metila em uma posição orto, ciclohexila na posição para, metila em uma posição para, 2,4,6-trimetiloctila em uma posição para, ou butila em uma posição orto.
[0031] Nos compostos de Fórmula III-a e III-b, cada um de R2 e R3 pode estar em uma posição orto, meta ou para, respectivamente. Em algumas modalidades, cada um de R2 e R3 é independentemente uma C1-C6 alquila. Entende-se que R2 e R3 estão ligados a diferentes átomos de carbono na Fórmula III-b. Além disso, R2 pode ser uma C1C4 alquila. Em algumas modalidades, R2 está em uma posição orto, e R3 está em uma posição meta ou para.
[0032] No composto de Fórmula III-a, R2 pode ser uma C1-C4 alquila em uma posição orto, e R3 pode ser uma C1-C4 alquila em uma posição meta. De preferência, R2 é metila em uma posição orto, e R3 é metila ou etila em uma posição meta.
[0033] No composto de Fórmula III-b, R2 pode ser uma C1-C4 alquila em uma posição orto, e R3 pode ser uma C1-C6 alquila em uma posição meta ou para. Para uns exemplos, R2 é metila em uma posição orto e R3 é isobutila em uma posição para. Para outros exemplos, R2 é metila em uma posição orto, e R3 é 1,3-dimetilbutila em uma posição meta. Para ainda outros exemplos, R2 é etila em uma posição orto, e R3 é etila em uma posição para.
[0034] Em uma modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I e um composto de Fórmula II. De preferência, R1 no composto de Fórmula II é uma C3-C8 cicloalquila, e mais preferencialmente ciclohexila. De preferência, a relação em massa do composto de Fórmula I para o composto de Fórmula II no antidegradante é de 1:3 a 3:1, e mais preferencialmente de 1:2 a 2:1.
[0035] Em outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I e um composto de Fórmula III-a. De preferência, a relação em massa do composto de Fórmula I para o composto de Fórmula III-a no antidegradante é de 1:3 a 3:1, e mais preferencialmente de 1:2 a 2:1.
[0036] Em ainda outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula II e um ou ambos os compostos de Fórmula III-a e III-b. Por exemplo, o antidegradante compreende um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III- b. Na modalidade, de preferência, R1 é uma C1-C12 alquila e, mais preferencialmente, 2,4,6-trimetiloctila, no composto de Fórmula II. No composto de Fórmula III-a, R2 é uma C1-C4 alquila em uma posição orto e, preferencialmente, metila, e R3 é uma C1-C4 alquila em uma posição meta e, de preferência, etila. No composto de Fórmula III-b, R2 é uma C1-C4 alquila em uma posição orto, e R3 é uma C1-C6 alquila em uma posição meta ou para. Em uma modalidade preferencial do antidegradante da presente invenção, R1 é 2,4,6-trimetiloctila na posição para no composto de Fórmula II; e no composto de Fórmula III- b, R2 é metila na posição orto e R3 é isobutila na posição para; ou R2 é metila em uma posição orto, e R3 é 1,3-dimetilbutila em uma posição meta; ou R2 é etila em uma posição orto, e R3 é etila em uma posição orto. De preferência, a relação em massa do composto de Fórmula II para o composto de Fórmula III-a ou III-b é de 1:3 a 3:1, e preferencialmente de 1:2 a 2:1.
[0037] Em ainda outra modalidade da presente invenção, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um ou ambos os compostos de Fórmula III-a e III-b. De preferência, R1 é uma C1-C4 alquila em uma posição orto no composto de Fórmula II, por exemplo, uma metila; no composto de Fórmula III-a, R2 é uma C1-C4 alquila, por exemplo, metila, em uma posição orto, e R3 é uma C1-C4 alquila, por exemplo, etila, em uma posição meta; no composto de Fórmula III-b, R2 é uma C1-C4 alquila em uma posição orto, e R3 é uma C1-C6 alquila em uma posição meta ou para. Na modalidade, o antidegradante da presente invenção pode compreender um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-b, em que R1 é metila em uma posição orto, enquanto R2 é metila em uma posição orto, e R3 é isobutila em uma posição para; ou R2 é metilo em uma posição orto, e R3 é 1,3-dimetilbutila em uma posição meta; ou R2 é etila em uma posição orto, e R3 é etila em uma posição orto. Em modalidades preferenciais do antidegradante da presente invenção, com base na massa total do composto de Fórmula I, o composto de Fórmula II, e o composto de Fórmula III-a e / ou III-b, o composto de Fórmula I tem uma porcentagem em massa de 5 a 20%, o composto de Fórmula II tem uma porcentagem em massa de 45 a 85%, o composto de Fórmula III-a e / ou o composto de Fórmula III-b tem uma porcentagem em massa (uma soma de suas porcentagens em massa quando ambos estão presentes) de 5 a 45%. De preferência, o composto de Fórmula I tem uma porcentagem em massa de 8 a 18%, o composto de Fórmula II tem uma porcentagem em massa de 48 a 82%, o composto de Fórmula III-a ou Fórmula III-b tem uma porcentagem em massa de 8 a 42%. De preferência, o antidegradante compreende um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II e um composto de Fórmula III-b, em que o composto de Fórmula I tem uma porcentagem em massa de 10 a 17%, o composto de Fórmula II tem uma porcentagem em massa de 50 a 80% e o composto de Fórmula III-b tem uma porcentagem em massa de 10 a 40%, com base na massa total do composto de Fórmula I, do composto de Fórmula II e do composto de Fórmula III-b.
[0038] Como um novo antidegradante compósito, o antidegradante da presente invenção difere do antidegradante 3100 conhecido na técnica. No entanto, o antidegradante da presente invenção pode compreender ainda um antidegradante adicional conhecido na técnica, tal como um antidegradante à base de p-fenilenodiamina, por exemplo, N,N’-bis- (1,4-dimetilamil)-p-fenilenodiamina (77PD), N-isopropil-N’- fenil-p-fenilenodiamina (IPPD), N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p- fenilenodiamina (6PPD) e uma mistura de difenil xilil p-fenilenodiamina e fenil tolil p-fenilenodiamina (3100). Estes antidegradantes conhecidos podem ser adicionados ao antidegradante da presente invenção em uma quantidade convencional. Em particular, a quantidade geralmente atende ao seguinte requisito que é que quando uma composição antidegradante da presente invenção compreendendo o antidegradante conhecido é incorporada em uma composição de borracha, o antidegradante conhecido adicional é de 0,1 a 1,5 partes em massa por 100 partes em massa de um elastômero de dieno.
[0039] O antidegradante da presente invenção fornece uma composição de borracha com melhor resistência a longo prazo ao envelhecimento termo-oxidativo e ao envelhecimento devido ao ozônio. Como tal, a presente invenção fornece ainda uma composição de borracha compreendendo o antidegradante da presente invenção. Geralmente, a composição de borracha compreende ainda um elastômero de dieno, um enchimento de reforço e um reticulador. Geralmente, com base em 100 partes em massa do elastômero de dieno, a quantidade do antidegradante na composição de borracha é de 0,1 a 5 partes em massa, por exemplo, de 0,1 a 2,0 partes em massa, ou de 1,2 a 5,0 partes em massa.
[0040] A composição de borracha pode compreender ainda outros ingredientes convencionais, incluindo, sem limitação, enchimentos, auxiliares de processamento, cera microcristalina, enxofre, promotores, etc.
[0041] Os enchimentos podem ser óxido de titânio, óxido de magnésio, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, hidróxido de alumínio, hidróxido de magnésio, argila, talco, etc. Geralmente, um enchimento é usado em uma quantidade de 40 a 60 partes em peso por 100 partes em peso de uma borracha bruta.
[0042] Um auxiliar de processamento pode ser, por exemplo, um amaciante usado para melhorar a processabilidade. Os amaciantes podem ser amaciantes à base de petróleo, tal como óleo de processamento, lubrificante, parafina, parafina líquida, asfalto de petróleo e vaselina; amaciantes à base de óleos graxos, tal como óleo de rícino, óleo de linhaça, óleo de colza e óleo de coco, cera (por exemplo, cera de abelha, cera de carnaúba e lanolina), bem como resina líquida, ácido linoleico, ácido pálmico, ácido esteárico e ácido láurico, etc. Geralmente, um auxiliar de processamento é usado em uma quantidade de 10 a 18 partes em peso por 100 partes em peso de uma borracha bruta.
[0043] Geralmente, o enxofre é usado em uma quantidade de 1 a 3 partes em peso por 100 partes em peso de uma borracha bruta.
[0044] Os promotores são geralmente aceleradores de vulcanização, que podem ser pelo menos um dentre aceleradores de vulcanização sulfonamida, tiazol, tiuram, tioureia, guanidina, ditiocarbamato, aldimina, aldeído amônia, imidazolina e ácido xântico. Geralmente, um promotor é usado em uma quantidade de 0,5 a 1,3 partes em peso por 100 partes em peso de uma borracha bruta.
[0045] Além disso, quando necessário, um plastificante pode ser usado em uma borracha do tipo poluente, por exemplo, DMP (dimetil ftalato), DEP (dietil ftalato), DBP (dibutil ftalato), DHP (diheptil ftalato), DOP (dioctil ftalato), DINP (di-isononil ftalato), DIDP (di-isodecil ftalato), BBP (butil benzil ftalato), DWP (dilauril ftalato) e DCHP (diciclohexil ftalato), etc. Um plastificante é usado em uma quantidade convencional na técnica.
[0046] O artigo de borracha do tipo poluente da presente invenção pode ser preparado usando um método convencional. Por exemplo, um processo de misturação de dois estágios pode ser usado para a preparação. A primeira etapa de misturação é realizada em um misturador interno, em que uma borracha bruta, um enchimento, um auxiliar de processamento e um antidegradante são misturados, e a borracha é descarregada a uma temperatura de 130° C ou superior. A misturação de segundo estágio é realizada em um moinho aberto, em que a borracha misturada do primeiro estágio é misturada com enxofre e um promotor, e uma folha é descarregada a uma temperatura de 70° C. A condição de vulcanização: 145° C x 30 min.
[0047] A presente invenção fornece ainda um artigo de borracha preparado usando a composição de borracha da presente invenção como um ingrediente de borracha. Por exemplo, o artigo de borracha pode ser um pneu, por exemplo, um pneu inteiro ou parcial. Em algumas modalidades, o artigo de borracha é uma lona e uma parede lateral de um pneu. Como uma lona de um pneu, o artigo de borracha pode ainda compreender um material de reforço convencionalmente usado na técnica, além da composição de borracha.
[0048] A presente invenção fornece ainda o uso do antidegradante da presente invenção para promover a resistência de uma borracha contra o envelhecimento termo-oxidativo e o envelhecimento devido ao ozônio. A presente invenção fornece ainda o uso da composição de borracha da presente invenção para a fabricação ou recauchutagem de pneus.
[0049] A presente invenção fornece ainda os compostos de Fórmulas II, III-a e III-b e a seu uso na preparação de antidegradantes. Em particular, a presente invenção inclui os compostos de Fórmulas II, III-a e III-b:
[0050] em que R1, R2 e R3 são descritos acima com referência a qualquer modalidade.
[0051] De preferência, o composto de Fórmula II exclui compostos em que R1 é uma metila na posição orto. Por exemplo, no composto de Fórmula II, R1 é uma C3-C8 cicloalquila ou C1-C12 alquila na posição para, ou uma C2-C4 alquila na posição orto.
[0052] De preferência, no composto de Fórmula III-a, R2 e R3 não são metila em uma posição orto ao mesmo tempo. Por exemplo, em algumas modalidades, no composto de Fórmula III-a, R2 é uma C1-C4 alquila em uma posição orto e R3 é uma C1-C4 alquila em uma posição meta.
[0053] De preferência, no composto de Fórmula III-b, R2 e R3 estão ligados a diferentes átomos de carbono, R2 é uma C1-C4 alquila em uma posição orto, e R3 é uma C1-C6 alquila em uma posição meta ou uma C1 C4 alquila em uma posição para.
[0054] A presente invenção fornece ainda uma composição compreendendo compostos de Fórmulas II, III-a e / ou III-b, por exemplo, um antidegradante.
[0055] Os compostos de Fórmulas I, II, III-a e III-b podem ser preparados com referência aos métodos descritos por CN106608827A que é incorporado neste documento por referência em sua totalidade. Por exemplo, R’-NHC6H4NH2 pode reagir com ciclohexanona e / ou ciclo-hexanona substituída com alquila ou cicloalquila na presença de um aceitador de hidrogênio e um catalisador. Por exemplo, o método descrito no Exemplo 1 em CN106608827A pode ser utilizado para preparar um composto de Fórmula I na presente invenção; e o método descrito no Exemplo 6 em CN106608827A pode ser utilizado para preparar N-fenil-N’-tolil p-fenilenodiamina. Quando R1, R2 e R3 são substituintes diferentes nos compostos de Fórmulas I, II, III-a e III-b, os compostos da presente invenção podem ser preparados usando as matérias-primas e aceitadores de hidrogênio correspondentes nas mesmas condições ou em condições similares.
[0056] A presente invenção é ainda ilustrada com referência a exemplos específicos. Estes exemplos são apenas ilustrativos, sem intenção de limitar o escopo da presente invenção. A menos que indicado de outra forma, os métodos e materiais usados nos exemplos são métodos e materiais convencionais na técnica.
[0057] As composições de borracha são preparadas a partir das receitas listadas na Tabela 1 usando as seguintes etapas em particular:
[0058] 1. Um enchimento de reforço (negro de fumo N375), agentes ativadores (óxido de zinco, ácido esteárico) e um sistema antienvelhecimento (3100, 6PPD, antidegradante (I), antidegradante (II), antidegradante (III)) são adicionados a um elastômero de dieno (borracha natural NR) em um misturador (por exemplo, um misturador interno), e toda a mistura é amassada de forma termomecânica em um ou mais estágios até que uma temperatura mais alta entre 110° C e 190° C seja atingida.
[0059] 2. A mistura inteira é resfriada para uma temperatura abaixo de 100° C, e um sistema de reticulação (enxofre e um promotor DZ) é adicionado, seguido por amassamento de toda a mistura até que uma temperatura mais alta abaixo de 110° C seja atingida.
[0060] 3. A composição final assim obtida é calandrada na forma de folha (2 a 3 mm de espessura) para medir as propriedades físicas ou mecânicas.
[0061] As condições de vulcanização são as seguintes: a temperatura de vulcanização é 145° C e o tempo é de 30 minutos. Tabela 1
[0062] Notas:
[0063] (1) R1 no antidegradante (II) em C-4 é um substituinte metila na posição orto;
[0064] (2) O antidegradante (III) em C-5 é III-a, em que R2 é um substituinte metila em uma posição orto, e R3 é um substituinte etila em uma posição meta;
[0065] (3) R1 no antidegradante (II) em C-6 é um substituinte ciclo- hexila na posição para;
[0066] (4) R1 no antidegradante (II) em C-7 é um substituinte 2,4,6- trimetiloctila na posição para; e o antidegradante (III) é III-b, em que R2 é um substituinte metila na posição orto, e R3 é um substituinte isobutila na posição para;
[0067] (5) R1 no antidegradante (II) em C-8 é um substituinte metila na posição orto; e o antidegradante (III) é III-b, em que R2 é um substituinte metila na posição orto, e R3 é um substituinte isobutila na posição para;
[0068] (6) R1 no antidegradante (II) em C-9 é um substituinte metila na posição para; e o antidegradante (III) é III-b, em que R2 é um substituinte metila em uma posição orto, e R3 é um substituinte 1,3- dimetilbutila em uma posição meta, oposta a R2;
[0069] (7) R1 no antidegradante (II) em C-11 é um substituinte butila na posição orto; e o antidegradante (III) é III-b, em que R2 e R3 são ambos grupos etila, em uma posição orto e em uma posição para respectivamente;
[0070] (8) O antidegradante (III) em C-12 é III-a, em que R2 é um substituinte metila em uma posição orto e R3 é um substituinte metila em uma posição meta.
[0071] As propriedades dos materiais de borracha antes da vulcanização são testadas de acordo com GB / T 16584-1996 “Rubber - Measurement of Vulcanization Characteristics With Rotorless Curemeter”.
[0072] As propriedades de tração dos materiais de borracha após a vulcanização são medidas de acordo com GB / T 528-2009 “Measurement of Tensile Stress and Strain Properties of Vulcanization Rubber or Thermoplastic Rubber”. Os resultados do teste de propriedades de tração antes do envelhecimento são mostrados na Tabela 2.
[0073] Os materiais de borracha vulcanizada são submetidos a testes de envelhecimento com ar quente de acordo com GB / T 35122014 “Testing of Accelerated Hot Air Aging and Heat Resistance of Vulcanized Rubber or Thermoplastic Rubber”. Os resultados do teste de propriedades de tração após o envelhecimento são mostrados na Tabela 2. Tabela 2
[0074] Como visto a partir do Exemplo, as propriedades físicas das várias composições são similares às das amostras de referência antes do envelhecimento, mas após o envelhecimento termo-oxidativo a 100° C por 72 horas, as composições de borracha compreendendo os sistemas antienvelhecimento da presente invenção exibe melhores propriedades de tração e melhor resistência a longo prazo ao envelhecimento termo-oxidativo.
[0075] A resistência ao ozônio dos materiais de borracha é testada em uma câmara de teste de envelhecimento devido ao ozônio de acordo com a ISO 1431-1: 2004 “Rubber, Vulcanized or Thermoplastic - Resistance to Ozone Cracking”. A concentração em volume de ozônio é de 50 pphm, a temperatura é de (40 ± 2)° C, e a umidade é de (60 ± 5)%. No teste estático, o pré-alongamento é de 20%, e o teste é executado continuamente por 80 horas para observação de rachaduras na amostra. No teste dinâmico, o pré-alongamento é de 10%, a frequência é de 0,5 Hz, e o teste é executado continuamente por 60 horas para observação de rachaduras na amostra.
[0076] Os resultados são apresentados nas Tabelas 3 e 4 abaixo. Tabela 3: Resultados do teste estático
Tabela 4: Resultados do teste dinâmico
[0077] Conforme indicado pelo teste de envelhecimento dinâmico / estático devido ao ozônio, as composições de borracha que compreendem os sistemas antienvelhecimento da presente invenção exibem melhor resistência a longo prazo ao envelhecimento dinâmico / estático devido ao ozônio do que as amostras de referência C-1 e C-2. [0078] Os testes anteriores provam que as composições de borracha que compreendem os sistemas antienvelhecimento da presente invenção apresentam durabilidade melhorada em comparação com as composições de borracha de controle que usam antidegradantes convencionais.
Claims (16)
1. Antidegradante, caracterizado pelo fato de que consiste em: pelo menos dois compostos, cada um dos compostos sendo selecionado a partir de um composto de Fórmula I, um composto de Fórmula II ou um composto de Fórmula III-b: sendo que os compostos selecionados são compostos de fórmulas diferentes, R1 é uma C1-C12 alquila ou C3-C8 cicloalquila; e R2 e R3 são idênticos ou diferentes, cada um é independentemente selecionado a partir do grupo que consiste em C1C12 alquila e C3-C8 cicloalquila; com a condição de que o antidegradante não seja um antidegradante que consiste em um composto de Fórmula I e um composto de Fórmula II, sendo que R1 é uma metila em uma posição orto.
2. Antidegradante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: R1 é uma C1-C12 alquila na posição orto, uma C1-C12 alquila na posição para ou uma C3-C8 cicloalquila na posição para; e / ou cada um de R2 e R3é independentemente C1-C6 alquila;
3. Antidegradante, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: R2 é uma C1-C4 alquila em uma posição orto; e R3 é uma C1-C6 alquila em uma posição meta ou para.
4. Antidegradante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: R1 é uma metila em uma posição orto ou em uma posição para, uma butila em uma posição orto, uma ciclohexila em uma posição para ou uma 2,4,6-trimetiloctila em uma posição para; e / ou R2 é uma metila em uma posição orto, e R3 é uma isobutila em uma posição para ou 1,3-dimetilbutila em uma posição meta; ou R2 é uma etila em uma posição orto, e R3 é uma etila em uma posição para.
5. Antidegradante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o antidegradante compreende o composto de Fórmula I e o composto de Fórmula II, e uma relação em massa do composto de Fórmula I para o composto de Fórmula II está em uma faixa de 1:3 a 3:1; ou o antidegradante compreende o composto de Fórmula II e de Fórmula III-b, e uma relação em massa do composto de Fórmula II para o composto de Fórmulas III-b está na faixa de 3:1 a 1:3; ou o antidegradante compreende o composto de Fórmula I, o composto de Fórmula II, e o composto de Fórmula III-b; e uma porcentagem em massa do composto de Fórmula I está em uma faixa de 5 a 20%, uma porcentagem em massa do composto de Fórmula II está em uma faixa de 45 a 85%, e uma porcentagem em massa do composto de Fórmula III-b está em uma faixa de 5 a 45%, com base na massa total de todos os compostos.
6. Antidegradante, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: a relação em massa do composto de Fórmula I para o composto de Fórmula II está em uma faixa de 1:2 a 2:1; ou a relação em massa do composto de Fórmula II para o composto de Fórmula III-b está na faixa de 1:2 a 2:1; ou no antidegradante compreendendo o composto de Fórmula I, o composto de Fórmula II e o composto de Fórmula III-b, a porcentagem em massa do composto de Fórmula I está em uma faixa de 8 a 18%, a porcentagem em massa do composto de Fórmula II está em uma faixa de 48 a 82%, e a porcentagem em massa de do composto de Fórmula III-b está em uma faixa de 8 a 42%, com base na massa total de todos os compostos.
7. Antidegradante, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: no antidegradante compreendendo o composto de Fórmula I, o composto de Fórmula II e o composto de Fórmula III-b, a porcentagem em massa do composto de Fórmula II está em uma faixa de 50 a 80%, e a porcentagem em massa do composto de Fórmula III- b está em uma faixa de 10 a 40%.
8. Antidegradante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende o composto de Fórmula I, o composto de Fórmula II e o composto de Fórmula III-b; nas quais R1 é metila em uma posição orto; R2 é metila em uma posição orto; e R3 é isobutila em uma posição para; e uma porcentagem em massa do composto de fórmula I está em uma faixa de 8 a 12%, uma porcentagem em massa do composto de fórmula II está em uma faixa de 78 a 82% e uma porcentagem em massa do composto de fórmula III-b está em uma faixa de 8 a 12%, com base na massa total de todos os compostos; ou R1 é metila em uma posição para; R2 é metila em uma posição orto; e R3 é 1,3-dimetilbutila em uma posição meta; e uma porcentagem em massa do composto de Fórmula I está na faixa de 15 a 18%, uma porcentagem em massa do composto de Fórmula II está na faixa de 64 a 68% e uma porcentagem em massa do composto de Fórmula III-b está em uma faixa de 15 a 18%, com base na massa total de todos os compostos; ou R1 é butila em uma posição orto; R2 é etila em uma posição orto; e R3 é etila em uma posição para; e uma porcentagem em massa do composto de Fórmula I está em uma faixa de 8 a 12%, uma porcentagem em massa do composto de Fórmula II está em uma faixa de 48 a 52%, e uma porcentagem em massa do composto de Fórmula III-b está em uma faixa de 38 a 42%.
9. Composição de borracha, caracterizada pelo fato de que compreende o antidegradante, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
10. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o teor do antidegradante está na faixa de 0,1 a 5,0 partes em massa, por 100 partes em massa de um elastômero de dieno contido na composição de borracha.
11. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o teor do antidegradante está na faixa de 0,1 a 2,0 partes em massa, por 100 partes em massa de um elastômero de dieno contido na composição de borracha.
12. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o teor do antidegradante está na faixa de 0,5 a 5,0 partes em massa, por 100 partes em massa de um elastômero de dieno contido na composição de borracha.
13. Artigo de borracha, caracterizado pelo fato de que é preparado usando a composição de borracha, como definida em qualquer uma das reivindicações 9 a 12, como um ingrediente de borracha.
14. Artigo de borracha, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que é um pneu, ou uma lona ou parede lateral do pneu.
15. Uso do antidegradante, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que é para promover a resistência de uma borracha ao envelhecimento termo-oxidativo e ao envelhecimento devido ao ozônio.
16. Uso da composição de borracha, como definida em qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizada pelo fato de que é para fabricação ou recauchutagem de pneus.
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