ES2202633T3 - Composicion de caucho y neumatico que utiliza dicha composicion de caucho. - Google Patents
Composicion de caucho y neumatico que utiliza dicha composicion de caucho.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA COMPOSICION DE CAUCHO QUE INCLUYE CAUCHO NATURAL Y/O CAUCHOS SINTETICOS DE TIPO DIENO, SILICE EN UNA CANTIDAD DE ENTRE 10 Y 85 PARTES, EN PESO, POR CADA 100 PARTES, EN PESO, DE CAUCHO, UN AGENTE DE ACOPLAMIENTO DE SILANO ESPECIFICO, ES DECIR, UN POLISULFURO DE BIS(ALCOXISILILALQUILO) QUE PRESENTA UNA ESTRUCTURA DE POLISULFURO EN LA QUE LA DISTRIBUCION DE AZUFRE ESTA ESPECIFICADA, EN UNA CANTIDAD DE ENTRE EL 1 Y EL 20 %, RESPECTO AL PESO DE LA SILICE, ASI COMO UN MEJORADOR DE LA DISPERSION DE SILICE ESPECIFICO EN UNA CANTIDAD DE ENTRE EL 1 Y EL 15 %, RESPECTO AL PESO DE LA SILICE, Y SE REFIERE TAMBIEN A UN NEUMATICO FABRICADO MEDIANTE EL EMPLEO DE LA COMPOSICION DE CAUCHO. EL NEUMATICO PRESENTA UNAS EXCELENTES PROPIEDADES DE FORMACION CON UN CALOR REDUCIDO Y RESISTENCIA A LA ABRASION.
Description
Composición de caucho y neumático que utiliza
dicha composición de caucho.
La presente invención se refiere a una
composición de caucho que comprende sílice y un agente acoplante
silano y a un neumático preparado mediante la utilización de la
composición de caucho, y más particularmente, a una composición de
caucho en la cual se suprime la gelación de un polímero debida a un
agente acoplante silano durante la mezcla a altas temperaturas, de
150ºC o más, de manera que la reacción del sílice con el agente
acoplante silano ocurre de manera eficiente sin deterioro en la
trabajabilidad, y en la cual se mejoran la propiedad de la
acumulación reducida de calor y la resistencia a la abrasión, y a
un neumático preparado utilizando esta composición de caucho.
Hasta el momento, se ha utilizado el negro de
carbón como relleno de refuerzo para el caucho porque éste
proporciona un mayor refuerzo y mejor resistencia a la abrasión que
otros agentes de relleno. Recientemente, debido a las demandas
sociales para un mayor ahorro energético y de recursos, en
particular para la reducción del consumo de combustible de los
automóviles, se hace necesaria también una reducción en la
acumulación de calor de las composiciones de caucho.
Para reducir la acumulación de calor de una
composición de caucho utilizando negro de carbón, se considera la
utilización de una cantidad pequeña de éste o el uso de negro de
carbón de partícula grande. Sin embargo, es bien conocido que, en
ambos métodos, la reducción del nivel de acumulación de calor está
en relación contradictoria con la mejora del refuerzo y resistencia
a la abrasión de una composición de caucho.
Por otra parte, se conoce que el sílice es un
agente de relleno que confiere una menor acumulación de calor a una
composición de caucho, y hasta el momento, se han presentado
solicitudes para muchas patentes, por ejemplo, la solicitud de
patente japonesa abierta al público nº
Hei-3-252431.
Sin embargo, el sílice tiene tendencia a formar
aglomerados de partículas por la formación de puentes de hidrógeno
entre silanoles, los cuales son grupos funcionales sobre la
superficie. Para mejorar la dispersión de las partículas de sílice
en el interior del caucho, debe incrementarse el tiempo de mezcla.
Cuando la dispersión de estas partículas en el interior del caucho
es insuficiente, se genera el problema del deterioro de la
procesabilidad en procesos tales como la extrusión y similares,
debido al incremento en la viscosidad Mooney.
Además, las superficies de las partículas de
sílice son ácidas. Por tanto, se da el problema de que, durante la
vulcanización de la composición de caucho, las sustancias básicas
utilizadas como aceleradores de vulcanización quedan adsorbidas, de
manera que la vulcanización no se produce en grado suficiente y no
se obtiene un módulo suficiente de elasticidad.
Con el fin de resolver estos problemas, se han
desarrollado diversos tipos de agentes acoplantes silano. Por
ejemplo, se describe el uso de un agente acoplante silano como
material de refuerzo en la publicación de solicitud de patente
japonesa nº Sho-50-29741. Sin
embargo, el uso de un agente acoplante silano como material de
refuerzo sigue siendo insuficiente para la mejora de las
propiedades de fractura, trabajabilidad, y procesabilidad de una
composición de caucho a elevados niveles de calidad. Se describen
composiciones de caucho en las que se utiliza una combinación de
sílice y un agente acoplante silano como material de refuerzo en la
publicación de solicitud de patente japonesa nº
Sho-51-20208 y en otras. Sin
embargo, el método de utilización de una combinación de sílice y
agente acoplante silano como material de refuerzo, presenta el
inconveniente de que el flujo de la composición de caucho no curado
es marcadamente inferior, y su trabajabilidad y procesabilidad se
deterioran, aunque puede mejorar notablemente el refuerzo de la
composición de caucho y mejoran las propiedades de fractura.
Los inconvenientes de las tecnologías
convencionales en las que se utilizan agentes acoplantes silano
están causados por el siguiente mecanismo. Cuando la temperatura de
mezcla del caucho es baja, los grupos silanol en la superficie del
sílice no reaccionan suficientemente con el agente acoplante
silano, y como resultado, no se obtiene el efecto de refuerzo. La
dispersión del sílice en el interior del caucho también es
inferior, y esto causa el deterioro de la propiedad de la
acumulación reducida de calor, y esta propiedad constituye la
principal ventaja de una composición de caucho que contiene sílice.
Además, parte del alcohol formado por la reacción de los grupos
silanol en la superficie del sílice y el agente acoplante silano no
se vaporiza completamente (durante la mezcla) debido a la baja
temperatura de la mezcla, y el alcohol residual en el caucho se
vaporiza durante el proceso de extrusión, formando ampollas.
Por otra parte, cuando se lleva a cabo la mezcla
a temperatura elevada, de 150ºC ó mayores, los grupos silanol en la
superficie del sílice y el agente acoplante silano reaccionan en
grado suficiente entre sí, y como resultado, mejora la propiedad de
refuerzo. Debido a que se mejora también la dispersión del sílice en
el caucho, se obtiene una composición de caucho con buenas
propiedades de acumulación reducida de calor, y se suprime la
formación de ampollas en procesos de extrusión. Sin embargo, en este
intervalo de temperaturas, se produce simultáneamente la gelación
del polímero, causada por el agente acoplante silano, y se
incrementa marcadamente la viscosidad Mooney. De esta manera, en la
práctica, el procesado en etapas posteriores se hace imposible.
Por tanto, cuando se utiliza un agente acoplante
silano en combinación con sílice, debe llevarse a cabo una mezcla
de etapas múltiples a una temperatura menor a 150ºC, y la reducción
de productividad es inevitable.
La presente invención resuelve los problemas
anteriormente mencionados de la técnica convencional y proporciona
una composición de caucho y un neumático en el que se suprime la
gelación de polímero debido al agente acoplante silano durante la
mezcla a elevada temperatura, de 150ºC o más, de manera que la
reacción del sílice y el agente acoplante silano se produce
eficientemente sin deterioro de procesabilidad, y en la cual se
mejoran la propiedad de acumulación reducida de calor y la
resistencia a la abrasión.
Como resultado de los extensivos estudios
realizados por los presentes inventores sobre composiciones de
caucho que comprenden sílice con el fin de resolver los problemas
anteriormente mencionados, se descubrió que, bajo una especificación
de la distribución de azufre unido en diversos compuestos
contenidos en el agente acoplante silano, podía suprimirse el
incremento en viscosidad Mooney de una composición de caucho,
incluso mezclando la composición de caucho a elevada temperatura, de
150ºC o más, y que podía obtenerse una composición de caucho con
buenas propiedades de acumulación reducida de calor, y
procesabilidad. Se descubrió también que, cuando se mezclaba un
dispersante específico con sílice en una cantidad específica, se
mejoraba marcadamente la dispersión del sílice en el caucho, se
reducía la viscosidad Mooney de la composición de caucho, y se
mejoraban la propiedad de acumulación reducida de calor y la
resistencia a la abrasión. Se llevó a cabo la presente invención
sobre la base de este conocimiento.
La presente invención consiste en lo
siguiente.
1. Composición de caucho que comprende un
componente de caucho que comprende al menos un elemento seleccionado
del grupo que consiste en una goma natural y gomas sintéticas
dieno; sílice en una cantidad de entre 10 y 85 partes en peso y,
preferentemente, entre 20 y 65 partes en peso por cada 100 partes en
peso del componente caucho; en una cantidad de entre 1 y 20% en
peso y, preferentemente, entre 3 y 15% en peso de la cantidad de
sílice, un agente acoplante silano representado por la siguiente
fórmula general (I).
(I)(C_{n}H_{2n+1}O)
_{3}Si-(CH_{2})_{m}-S_{y}-(CH_{2})_{m}-Si(C_{n}H_{2n+1}O)_{3}
en la que n representa un número entero entre 1 y
3, m representa un número entero entre 1 y 9, y representa un
número positivo, 1 o más, con una distribución, y la distribución
de -S_{y}- satisface la
relación:
(S_{1}+S_{2}+S_{3}+S_{4})/(S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9})
\geq
0,85;
y, en una cantidad de entre 1 y 15% en peso y,
preferentemente, entre 2 y 15% en peso de la cantidad de sílice, al
menos un dispersante de sílice seleccionado del grupo que consiste
en:
(1) hexametildisilazano,
(2) aceites siliconados hidrogenados,
representados por la fórmula general (II):
(3) aceites siliconados modificados con un grupo
alcoxi o con un grupo amino, los cuales están representados por la
fórmula general (III):
en la que, en las fórmulas generales (II) y
(III), R representa un grupo alquil con entre 1 y 3 átomos de
carbono o un grupo fenil, 1\leqp+q\leq200,
q/(p+q)\geq0,15, X^{1} representa un grupo alcoxi con
entre 1 y 3 átomos de carbono o un grupo amino representado por
-R^{1}NR^{2}R^{3} ó -R^{1}NHR^{4}NR^{2}R^{3}, en los
que R^{1} y R^{4} representan, cada uno,
-(CH_{2})_{n}-, n representa 1, 2 ó 3, y R^{2} y
R^{3} representan, cada uno de manera independiente, un átomo de
hidrógeno, un grupo alquil con entre 1 y 36 átomos de carbono, o un
grupo
fenil,
(4) compuestos carbonil que contienen nitrógeno,
representados por las fórmulas generales (IV):
en las que R^{a} a R^{j} representan, cada
uno, un átomo de hidrógeno o un hidrocarburo lineal o ramificado,
saturado o insaturado, alifático, aromático o alicíclico, con entre
1 y 20 átomos de carbono, y (5) compuestos amina, representados por
la fórmula general
(V):
en la que R^{p} y R^{t} representan, cada uno
de manera independiente, un grupo alquil o alquenil con entre 1 y
36 átomos de carbono, un grupo bencil, un grupo ciclohexil, o uno
de estos grupos sustituido con un grupo hidroxil, y R^{k}
representa un grupo alquil, alquenil, o alcoxi con entre 1 y 36
átomos de carbono, o uno de estos grupos está sustituido con un
grupo hidroxil, un grupo bencil, un grupo bencil sustituido con un
grupo alquil o alquenil con entre 4 y 36 átomos de carbono, o un
grupo representado por las fórmulas generales
(VI):
---A---
\uelm{N}{H} \uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---R^{5}
---A---O
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---R^{5}
(VI)---A---
\uelm{CO}{\uelm{\dpara}{O}}---R^{5}
---(A---O)_{m}---R^{5}
---(R^{6}---O)_{n}---X^{2}
en las que R^{5} representa un grupo alquil o
alquenil con entre 1 y 36 átomos de carbono, R^{6} representa un
grupo etilén o un grupo propilén, X^{2} representa un átomo de
hidrógeno, un grupo alquil, alquenil, alquiloil, o alqueniloil con
entre 1 y 18 átomos de carbono, A representa un grupo alquilén o
hidroxialquilén con entre 2 y 6 átomos de carbono, m representa un
número entero entre 1 y 10, A pueden ser iguales o diferentes entre
sí cuando m representa 2 o un número mayor que 2, y n representa un
número entero entre 1 y
10;
2. Composición de caucho, como se ha descrito
anteriormente en el punto 1, en la que la distribución de -S_{y}-
satisface la relación:
(S_{1}+S_{2}+S_{3})/(componente(s) S
con 4 o más azufres)
\geq 0,45
y el contenido en componente S_{3} es 20% o
más;
3. Composición de caucho, como se ha descrito
anteriormente en el punto 1, en la que la distribución de -S_{y}-
satisface la composición:
(S_{1}+S_{2}+S_{3})/(componente(s) S
con 4 o más azufres)
\geq 0,55
y el contenido en componente S_{3} es 30% o
más;
4. Composición de caucho, como se ha descrito
anteriormente en los puntos 1, 2 ó 3, que adicionalmente comprende
80 partes en peso o menos y, preferentemente, entre 20 y 60 partes
en peso de negro de carbón, como relleno de refuerzo, por cada 100
partes en peso del componente caucho;
5. Composición de caucho, como se ha descrito
anteriormente en los puntos 1, 2 ó 3, en la que se hacen reaccionar
sulfuro sódico anhidro (Na_{2}S) y azufre (S) entre sí, en una
proporción molar en un intervalo comprendido entre 1:1 y 1:2,5 en
una atmósfera de un gas inerte en un disolvente polar para obtener
polisulfuro sódico, el polisulfuro sódico obtenido se hace
reaccionar en una atmósfera de un gas inerte con un alcoxisilano
halogenado representado por la fórmula general (VII):
(VII)(R^{7}O)_{k}
\uelm{S}{\uelm{\para}{R ^{8} _{3-k} }}i-R^{9}-X^{3}
en la que R^{7} y R^{8} representan, cada
uno, un grupo alquil con entre 1 y 3 átomos de carbono, R^{9}
representa un grupo hidrocarburo divalente con entre 1 y 9 átomos
de carbono, X^{3} representa un átomo de halógeno, y k representa
un número entero entre 1 y
3,
y el compuesto obtenido se utiliza como agente
acoplante silano; y
6. Neumático fabricado utilizando la composición
de caucho descrita en los puntos anteriores 1, 2, 3, 4 ó 5 como
caucho de banda de rodadura.
Se describen en detalle a continuación en este
documento las materializaciones para la puesta en práctica de la
presente invención.
Como componente caucho en la presente invención,
pueden utilizarse goma natural (GN) y gomas sintéticas,
separadamente, o como mezclas de dos o más gomas. Entre los
ejemplos de las gomas sintéticas se incluyen caucho sintético
poliisopreno, caucho polibutadieno (CB), caucho de
estireno/butadieno (CEB), goma butilo, y goma butilo
halogenada.
El sílice utilizado en la presente invención es
un sílice sintético producido por un proceso de precipitación.
Entre los ejemplos específicos de sílice se incluyen NIPSIL AQ,
fabricado por NIPPON SILICA INDUSTRIAL Co., Ltd.; ULTRASIL VN3 y
BV3370GR, fabricados por DEGUSSA AG., una compañía alemana;
RP1165MP, ZEOSIL 165GR, y ZEOSIL 175MP, fabricados por
RHONE-POULENC Co.; e HISIL233, HISIL210, e
HISIL255, fabricados por PPG Co. (todos son nombres comerciales).
Sin embargo, el sílice utilizado en la presente invención no se
limita a estos ejemplos.
La cantidad de sílice utilizada está comprendida
entre 10 y 85 partes en peso, preferentemente entre 20 y 65 partes
en peso, por cada 100 partes en peso del componente caucho
anteriormente mencionado. Cuando la cantidad de sílice utilizada es
menor a 10 partes en peso, se deteriora la propiedad del refuerzo.
Por otra parte, cuando la cantidad de sílice utilizada excede las
85 partes en peso, la trabajabilidad, tal como la trabajabilidad
durante el calentamiento, y la extrusión, se deterioran. Por tanto,
tales cantidades no son preferentes. Desde el punto de vista de la
propiedad de menor acumulación de calor y la trabajabilidad, la
cantidad de sílice utilizada está preferentemente entre 20 y 65
partes en peso.
El agente acoplante silano utilizado en la
presente invención es un agente acoplante silano representado por
la siguiente fórmula general (I):
(I)(C_{n}H_{2n+1}O)
_{3}Si-(CH_{2})_{m}-S_{y}-(CH_{2})_{m}-Si(C_{n}H_{2n+1}O)_{3}
en la que n representa un número entero entre 1 y
3, m representa un número entero entre 1 y 9, e y representa un
número positivo, 1 o más, que tiene una distribución. La
distribución de -S_{y}- debe satisfacer la
relación:
(S_{1}+S_{2}+S_{3}+S_{4})/(S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9})
\geq
0,85,
y preferentemente la
relación:
(S_{1}+S_{2}+S_{3}+S_{4})/(S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9})
\geq
1,0.
Cuando esta proporción de distribución es menor
que 0,85, no se obtiene el efecto de supresión de la gelación de
polímero durante la mezcla a temperatura elevada, de 150ºC o más
elevada, y la viscosidad Mooney se incrementa marcadamente,
causando una peor procesabilidad. Es preferente la distribución de
-S_{y}- que satisface la relación
(S_{1}+S_{2}+S_{3})/(componente(s) S con entre 4 o más
azufres) \geq 0,45, y contenido del componente S_{3} de 20% o
más. Es más preferente la distribución de -S_{y}- que satisface
la relación (S_{1}+S_{2}+S_{3})/(componente(s) S con
entre 4 o más azufres) \geq 0,55, y contenido del componente
S_{3} de 30% o más. Cuando la proporción anterior es menor que
0,45, no se obtiene suficiente efecto de supresión de la gelación de
polímero durante la mezcla a temperatura elevada, de 150ºC o más, y
la viscosidad Mooney se incrementa marcadamente causando peor
procesabilidad. Cuando el contenido de componente S_{3} es de 20%
o más, la propiedad del refuerzo se potencia todavía más, y la
mejora en resistencia a la abrasión no se ve perjudicada porque los
contenidos de componentes S_{1} y S_{2}, los cuales no
contribuyen a la capacidad de acoplamiento, son relativamente
pequeños.
La cantidad del agente acoplante silano está
entre 1 y 20% en peso, preferentemente entre 3 y 15% en peso,
respecto a la cantidad de sílice. Cuando la cantidad del agente
acoplante silano utilizado es menor a un 1% en peso, el efecto de
acoplamiento es pequeño. Por otra parte, cuando la cantidad de
agente acoplante silano excede el 20% en peso, se produce la
gelación del polímero. Por tanto, tales cantidades no son
preferentes.
El dispersante de sílice utilizado en la presente
invención es, preferentemente, al menos un compuesto seleccionado
del grupo que consiste en (1) hexametildisilazano, (2) aceites
siliconados hidrogenados representados por la fórmula general (II)
anterior, (3) aceites siliconados modificados con un grupo alcoxi o
con un grupo amino, los cuales están representados por la fórmula
general (III) anterior, (4) compuestos carbonil que contienen
nitrógeno, los cuales están representados por la fórmula general
(IV) anterior, y (5) compuestos amina representados por la fórmula
general (V) anterior.
En el caso del aceite siliconado hidrogenado o el
aceite siliconado modificado con un grupo alcoxi o con un grupo
amino, los cuales están representados por las fórmulas anteriores,
cuando el grado de polimerización del enlace siloxano (p+q) es
mayor que 200, se reducen los efectos de disminución de la
viscosidad Mooney del compuesto y de mejora de la propiedad de
acumulación de calor. Por tanto, el grado de polimerización del
enlace siloxano (p+q) debe ser 200 o menos y, preferentemente, 100 o
menos. Cuando el valor de q/(p+q) es menor que 0,15, no se
consiguen ni mejoras en la dispersión del sílice en el interior del
caucho, ni una vulcanización eficiente. Por tanto, el valor de
q/(p+q) debe ser de 0,15 o mayor, y preferentemente, de 0,3 o
mayor.
En el aceite siliconado modificado con un grupo
amino, el grupo amino puede ser cualquiera entre: un grupo amino
primario, un grupo amino secundario, y un grupo amino terciario.
Cuando se utiliza negro de carbón, el grupo amino es,
preferentemente, un grupo amino secundario o un grupo amino
terciario, más preferentemente, un grupo amino terciario. Cuando se
utiliza negro de carbón conjuntamente con el aceite siliconado
modificado con un grupo amino, el átomo de hidrógeno unido al átomo
de nitrógeno acelera la reacción de vulcanización, de manera que se
reduce el tiempo de chamuscado, y no es preferente desde el punto
de vista de la procesabilidad.
El compuesto carbonil que contiene nitrógeno
utilizado en la presente invención puede utilizarse solo o como
combinación de dos o más tipos. Entre los ejemplos específicos del
compuesto carbonil que contiene nitrógeno se incluyen: urea,
1,1-dimetilurea, 1,3-dimetilurea,
tetrametilurea, 1, 3-difenilurea, acetamida, e
hidrácido esteárico. Entre estos compuestos, es preferente la urea
porque la urea muestra el efecto mayor.
Entre los ejemplos específicos del grupo
representado por R^{k} en la fórmula general (V), el cual
representa el compuesto amina utilizado en la presente invención,
se incluyen el grupo metil, grupo etil, grupo propil, grupo lauril,
grupo estearil, grupo lauroil amino etilén, grupo estearoil
oxietilén, grupo acriloil oxipropilén, grupo metacroil oxipropilén,
grupo 2-hydroximetil, grupo
2-hidroxidodecil, grupo bencil, y grupo
ciclohexil.
Entre los ejemplos específicos de los grupos
representados por R^{p} y R^{t} se incluyen el grupo metil,
grupo etil, grupo lauril, grupo estearil, grupo vinil, grupo alil,
grupo
3-aliloxi-2-hidroxipropil,
grupo bencil, y grupo hidroxietil.
Entre los ejemplos específicos del grupo
representado por R_{5} en las fórmulas generales (VI) se incluyen
el grupo metil, grupo etil, grupo lauril, grupo estearil, grupo
vinil, y grupo alil.
Entre los ejemplos específicos del átomo o del
grupo representado por X^{2} se incluyen el átomo de hidrógeno,
grupo etilo, grupo lauril, grupo estearil, grupo vinil, grupo alil,
grupo lauroil, grupo estearoil, grupo acriloil, y grupo
metacriloil.
Entre los ejemplos específicos del compuesto
amina utilizado en la presente invención se incluyen la
N,N,N-trioctilamina,
N-N-dimetil-N-decilamina,
N,N-dimetil-N-miristilamina,
N,N-dilauril-N-metilamina,
N,N-dimetil-N-octadecenilamina,
N,N-dimetil-N-hexadecenilamina,
N,N-dimetil-N-metacriloxipropilamina,
N-metil-N,N-divinilamina,
N,N,N-trilaurilamina,
N,N,N-tristearilamina,
N,N-dimetil-N-laurilamina,
N,N-dimetil-N-estearilamina,
N-metil-N,N-dilaurilamina,
N-metil-N,N-distearilamina,
N,N-dibencil-N-estearilamina,
N-bencil-N,N-dilaurilamina,
N,N-dialil-N-estearilamina,
N,N-dialil-N-laurilamina,
N,N-dimetil-N-lauroiloxietilamina,
N,N-dimetil-N-estearoiloxietilamina,
N,N-dimetil-N'-lauroilpropilamina,
N,N-dihidroxietil-N-estearilamina,
N,N-dihidroxietil-N-laurilamina,
N,N-dihi-
droxietil-N-(2-hidroxidodecil)amina, N,N-polioxietilén-N-estearilamina, N,N-di(2-hidroxi-3-aliloxipropil)-N-hexadecilamina, N,N-di(2-hidroxi-3-aliloxipropil)-N-octadecilamina, N,N-di(2-hidroxi-3-acriloxicarbonil)propil-N-hexadecilamina, N,N-di(2-hidroxi-3-acriloxicarbonil)propil-N-octadecilamina, N,N-di(5-hidroxi-3,7-dioxi-9-decil-1-il)-N-octadecilamina, y ésteres de estas aminas con ácido acrílico, ácido metacrílico y ácidos grasos.
droxietil-N-(2-hidroxidodecil)amina, N,N-polioxietilén-N-estearilamina, N,N-di(2-hidroxi-3-aliloxipropil)-N-hexadecilamina, N,N-di(2-hidroxi-3-aliloxipropil)-N-octadecilamina, N,N-di(2-hidroxi-3-acriloxicarbonil)propil-N-hexadecilamina, N,N-di(2-hidroxi-3-acriloxicarbonil)propil-N-octadecilamina, N,N-di(5-hidroxi-3,7-dioxi-9-decil-1-il)-N-octadecilamina, y ésteres de estas aminas con ácido acrílico, ácido metacrílico y ácidos grasos.
Entre los ejemplos preferentes del compuesto
amina se incluyen las dimetilalquilaminas representadas por la
fórmula general (V) en la cual R^{k} y R^{P} representan las
dos grupo metil y R^{t} tiene entre 12 y 36 átomos de carbono. La
dimetilestearilamina es más preferente desde el punto de vista del
punto de ignición, de la propiedad de menor acumulación de calor, y
de la mejor dispersión.
El peso molecular del compuesto amina utilizado
en la presente invención es, preferentemente, de 180 o más. Cuando
el peso molecular del compuesto amina es menor que 180, el punto de
ignición se reduce, causando la posibilidad de ignición durante el
procesado, y tal masa molar no es preferente.
La cantidad de mejorante de la dispersión del
sílice utilizado es de entre 1 y 15% en peso, preferentemente entre
2 y 15% en peso, de la cantidad de sílice. Cuando la cantidad
utilizada es menor al 1% en peso, no pueden esperarse las mejoras
deseadas en la propiedad de menor acumulación de calor y resistencia
a la abrasión y de reducción de viscosidad Mooney de la composición
de caucho. Cuando la cantidad excede el 15% en peso, se dan
problemas, por ejemplo, por la saturación de los efectos de mejora
de la dispersión y de menor acumulación de calor, se reduce el
tiempo de chamuscado, y se provoca la vulcanización prematura (el
chamuscado). Además, se reduce la resistencia a la abrasión debido
al mayor efecto compo plastificante del dispersante. Por tanto,
tales cantidades no son preferentes.
Es de uso preferente como el negro de carbón de
relleno de refuerzo en la presente invención, un negro de carbón de
grado SAF, ISAF, o HAF. Sin embargo, el tipo de negro de carbón no
está particularmente limitado.
La cantidad utilizada de negro de carbón es,
preferentemente, de 80 partes en peso o menos por cada 100 partes
en peso del componente caucho. Cuando la cantidad de negro de
carbón excede las 80 partes en peso, la propiedad de menor
acumulación de calor se deteriora en gran medida. Desde el punto de
vista de la propiedad del refuerzo y de la propiedad de la
acumulación reducida de calor, la cantidad de mayor preferencia
está comprendida entre 25 y 60 partes en peso.
Pueden mezclarse adecuadamente en la composición
de caucho de la presente invención, cuando se necesiten,
ingredientes de mezcla utilizados generalmente en la industria del
caucho, tales como suavizantes, antioxidantes, agentes
vulcanizantes, y activadores y aceleradores de vulcanización, además
del componente caucho, sílice, agente acoplante silano, y negro de
carbón, los cuales se han descrito anteriormente.
Para mostrar efectivamente las características de
la composición de caucho de la presente invención, la temperatura
de mezcla es, preferentemente, de 150ºC o mayor, y de 180ºC o
menor. Cuando la temperatura de mezcla es menor de 150ºC, el agente
acoplante silano no reacciona suficientemente, y se forman ampollas
durante la extrusión. Cuando la temperatura excede los 180ºC, se
produce la gelación del polímero, de manera que se incrementa la
viscosidad Mooney. Por tanto, no son preferentes tales temperaturas
desde el punto de vista del procesado.
\newpage
Se describe a continuación en este documento el
mecanismo para la prevención de la gelación de polímero y para
mejorar la propiedad de la acumulación reducida de calor a una
temperatura de mezcla de 150ºC o mayor, a partir de los resultados
de los estudios y de las consideraciones sobre éstos.
Se calentó un agente acoplante silano utilizado
generalmente en la industria de los neumáticos (nombre comercial:
Si69, fabricado por DEGUSSA AG., una compañía alemana) en un horno
a 150ºC durante 2 horas y se dejó enfriar. Después de esto, se
analizó por cromatografía líquida de alto rendimiento el agente
acoplante silano ya tratado. Se confirmó a partir de los resultados
del análisis que los componentes con cadenas de azufre de -S_{6}-
o más largas, se habían reducido en la molécula, y el azufre libre
y los componentes con cadenas de azufre de -S_{4}- o más cortas en
la molécula, habían aumentado, en comparación con el material
original. Dicho de otro modo, se cree que los componentes con
cadenas de azufre de -S_{6}- o más largas en la molécula se
habían descompuesto con el calentamiento a temperatura elevada. Se
puede suponer que la gelación del polímero tiene lugar durante la
mezcla a temperatura elevada debido a la formación de radicales
durante la descomposición del agente acoplante silano o porque
productos formados por la descomposición actúan como una fuente de
azufre. Por tanto, se pensó que la gelación del polímero durante la
mezcla a temperaturas de 150ºC o más elevadas era suprimida cuando
el agente acoplante silano contenía inicialmente cantidades más
pequeñas de los componentes con cadenas largas de azufre en la
molécula. A partir de la idea anterior, y como resultado de
estudios intensivos, se descubrió que, cuando la proporción de
componentes con cadenas cortas de azufre en la molécula, entre los
componentes con cadenas de azufre de diversas longitudes en la
molécula, se incrementaba hasta un valor específico o más allá, se
suprimía de hecho la gelación del polímero. Además, se mejoraba la
dispersión del sílice en el caucho debido a que la reacción del
grupo silanol en la superficie del sílice y el agente acoplante
silano se producía suficientemente por la mezcla a temperatura
elevada, y podía obtenerse la propiedad de acumulación reducida de
calor.
Cuando se utiliza un aceite siliconado
hidrogenado como dispersante del sílice, el átomo de hidrógeno
unido al átomo de silicio está activo, y se produce una reacción de
deshidrogenación entre átomo de hidrógeno y grupo silanol en la
superficie del sílice. Cuando se utiliza un aceite siliconado
modificado con un grupo alcoxi, se produce una reacción de
condensación con deshidratación entre grupos silanol en la
superficie del sílice y grupos silanol formados por hidrólisis de
grupos alcoxi. Cuando se utiliza un aceite siliconado modificado
con un grupo amino, un compuesto carbonil que contiene nitrógeno, o
un compuesto amina, el átomo de nitrógeno en la molécula tiene una
gran capacidad de formación de puentes de hidrógeno con grupos
silanol en la superficie del sílice. El grupo silanol en la
superficie del sílice queda enmascarado por estas reacciones. Se
considera que estas reacciones o efectos evitan la aglomeración de
las partículas de sílice. Además, cuando se utiliza un aceite
siliconado hidrogenado o un aceite siliconado modificado con un
grupo alcoxi, el grupo alquil unido en estos aceites tiene gran
afinidad con el caucho. Cuando se utiliza un aceite siliconado
modificado con un grupo amino, un compuesto carbonil que contiene
nitrógeno, o un compuesto amina, la reacción de estos compuestos
con el grupo silanol en la superficie del sílice es la
quimiosorción. Por tanto, se considera que la dispersión del sílice
en caucho puede mejorarse incluso en un rango de temperaturas bajas
durante el período inicial de mezcla del caucho, que la viscosidad
Mooney de la composición de caucho se reduce de esta manera, y que
se mejoran la propiedad de acumulación reducida de calor y la
resistencia a la abrasión.
Se describe más específicamente la presente
invención con referencia a los siguientes ejemplos.
En la tabla 5 se proporciona la formulación
básica utilizada en todos los Ejemplos y Ejemplos Comparativos.
En las tablas 6 y 7 se proporcionan las
formulaciones que contienen diversos tipos de aceites siliconados
modificados con un grupo alcoxi.
En las tablas 8 y 9 se proporcionan las
formulaciones que contienen diversos tipos de aceites siliconados
modificados con un grupo amino.
En las tablas 10 y 11 se proporcionan las
formulaciones que contienen diversos tipos de aceites siliconados
hidrogenados.
En las tablas 12 y 13 se proporcionan las
formulaciones que contienen diversos tipos de compuestos carbonil
que contienen nitrógeno.
En las tablas 14 y 15 se proporcionan las
formulaciones que contienen diversos tipos de compuestos amina.
En las tablas 16 y 17 se proporcionan las
formulaciones que contienen hexametildisilazano.
Se prepararon diversas composiciones de caucho de
acuerdo con las formulaciones proporcionadas en las tablas
anteriormente mencionadas. En las tablas correspondientes se
proporcionan los resultados de la evaluación de las composiciones de
caucho preparadas.
Los agentes acoplantes de silano utilizados en
las formulaciones anteriores se expresan mediante la fórmula
siguiente:
(C_{2}H_{5}O_{3})Si(CH_{2})_{3}-S_{y}-(CH_{2})_{3}Si(C_{2}H_{5}O)_{3},
y -S_{y}- en esta fórmula tiene la distribución
que se muestra en la tabla
1.
Se muestran en la tabla 1 las distribuciones de
diversos componentes cadenas de azufre (-S_{y}-) en los agentes
acoplantes silano utilizados en los Ejemplos y en los Ejemplos
Comparativos. Se obtuvo la distribución calculando las áreas (%) de
los picos obtenidos por cromatografía líquida de alto rendimiento
(HPLC). Se describe el análisis por HPLC en detalle a continuación
en este documento.
HPLC: fabricado por TOSOH CORPORATION,
- HLC-8010
Detector UV: fabricado por TOSOH CORPORATION,
- UV-8020 (254 nm)
"Recorder": fabricado por TOSOH
CORPORATION,
- SUPER SYSTEM CONTROLLER SC-8010
Columna: fabricada por TOSOH CORPORATION,
- TSK Gel ODS-80T_{M} CTR (diámetro interior: 4,6 mm, longitud: 10 cm)
Temperatura en el momento de la medición:
25ºC
- Concentración de la muestra: 6 mg/10 cc (6 mg por cada 10 cc de solución de acetonitrilo)
Cantidad de muestra inyectada: 20 \mul
Elución: tasa de flujo de 1 cc/min
Se eluyó una muestra durante 2 minutos con una
solución de acetonitrilo en agua en una composición fija de 1:1, y
después con una solución mixta de composición variable con un
gradiente tal que la solución contenía 100% de acetonitrilo tras 18
minutos.
Cuando se analizó el agente acoplante silano A
(Si69, fabricado por DEGUSSA AG., una compañía alemana) que se
muestra en la tabla 1, en las condiciones anteriormente descritas,
aparecieron picos de azufre libre, -S_{2}-, -S_{3}-, -S_{4}-,
-S_{5}-, -S_{6}-, -S_{7}-, -S_{8}-, y -S_{9}- en
posiciones aproximadas de tiempos de salida de pico 17,5, 19,5,
20,6, 21,7, 22,8, 24,0, 25,4, 27,1, y 29,0 minutos, respectivamente.
A partir de la medida del área de cada pico, se obtuvieron los
valores de (S_{1}+S_{2}+S_{3}+S_{4}) y
(S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9}). Se calculó el valor de
(S_{1}+S_{2}+S_{3}+S_{4})/(S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9})
a partir de estos valores, obteniéndose un valor de 0,73.
También se obtuvieron los valores de
(S_{1}+S_{2}+S_{3}) y
(S_{4}+S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9}). Se calculó el
valor de (S_{1}+S_{2}+S_{3})/(S_{4}+
S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9}) a partir de estos valores, obteniéndose un valor de 0,225. El área del pico del componente S_{3} era un 15,9% del total. Se obtuvieron valores para las muestras B a G como se muestra en la tabla 1.
S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9}) a partir de estos valores, obteniéndose un valor de 0,225. El área del pico del componente S_{3} era un 15,9% del total. Se obtuvieron valores para las muestras B a G como se muestra en la tabla 1.
| S_{1}+S_{2}+ | S_{5}+S_{6}+ | (S_{1}+S_{2}+S_{3}+ | S_{1}+S_{2}+ | Componente(s) | (S_{1}+S_{2}+S_{3})/com | S_{3} | |
| S_{3}+S_{4} | S_{7}+S_{8}+ | S_{4})/(S_{5}+S_{6}+ | S_{3} | S con 4 o | ponente(s) con | ||
| S_{9} | S_{7}+S_{8}+S_{9}) | más azufres | 4 o más azufres | ||||
| muestra A^{*1} | 42,15 | 57,85 | 0,73 | 18,4 | 81,6 | 0,225 | 15,9 |
| muestra B^{*2} | 48,57 | 51,43 | 0,94 | 22,9 | 77,1 | 0,298 | 19,4 |
| muestra C^{*2} | 85,17 | 14,83 | 5,74 | 61,8 | 38,2 | 1,616 | 44,1 |
| muestra D^{*2} | 100 | 0 | \infty | 100 | 0 | \infty | 3,2 |
| muestra E^{*2} | 66,87 | 33,13 | 2,02 | 37,5 | 62,5 | 0,600 | 30,3 |
| muestra F^{*2} | 91,39 | 8,61 | 10,62 | 83,2 | 16,8 | 4,959 | 37,8 |
| *1 Si69, fabricado por DEGUSSA AG., una compañía alemana | |||||||
| *2 Muestras preparadas B a F |
Preparación de la muestra
A
Se utilizó Si69, fabricado por DEGUSSA AG., una
compañía alemana.
Preparación de las muestras B, C, E, y
F.
Se sintetizaron las muestras B, C, E, y F de
acuerdo con el método descrito en la solicitud de patente japonesa
abierta al público nº Hei-7-228588,
a partir de sulfuro sódico anhidro y azufre en las siguientes
proporciones molares:
muestra B: 1:2,5
muestra C: 1:1,5
muestra E: 1:2
muestra F: 1:1
Preparación de la muestra
D
Se sintetizó la muestra D de acuerdo con el
método descrito en la Patente Europea 0 732 362 A1, por oxidación
de \gamma-mercaptopropiltrietoxisilano utilizando
dióxido de manganeso como catalizador.
Los dispersantes utilizados en las formulaciones
de composiciones de caucho fueron los siguientes:
Los aceites siliconados modificados con un grupo
alcoxi se muestran en la tabla 2.
Los aceites siliconados modificados con un grupo
amino se muestran en la tabla 3.
Los aceites siliconados se muestran en la tabla
4.
Los compuestos carbonil que contienen nitrógeno
se muestran en las tablas 12 y 13.
Los compuestos amina se muestran en las tablas 14
y 15.
Se muestra hexametildisilazano en las tablas 16 y
17.
\newpage
Se evaluaron las composiciones de caucho
obtenidas con respecto a la resistencia a la abrasión, viscosidad
Mooney, la propiedad de pérdida por histéresis (acumulación de
calor), y formación de ampollas de acuerdo con los siguientes
métodos de evaluación. Se fabricaron, entonces, neumáticos de
tamaño 185/60R14, utilizando las composiciones de caucho obtenidas
como bandas de rodadura, y se evaluó la resistencia al rodamiento de
los neumáticos preparados.
Se midió la resistencia a la abrasión de acuerdo
con el método del BS ("British Standard" ["Estándar
Británico"]) 903 (parte A), Método D, utilizando un
"tester" de abrasión Lambourn a una presión sobre el suelo de
la banda de rodadura de 5 kg/cm^{2} y una proporción de
deslizamiento ("slip ratio") del 40%. Se calculó el índice de
resistencia a la abrasión, el cual expresa la resistencia a la
abrasión de acuerdo con la siguiente ecuación:
Índice para la resistencia a
la abrasión = {(pérdida por abrasión de la pieza control)/(pérdida
por abrasión de la pieza
muestra)}x100
Cuanto mayor es el índice, mejor es la
resistencia a la abrasión.
Se midió la viscosidad Mooney de acuerdo con el
método del Estándar Industrial Japonés K6300 durante 4 minutos a
una temperatura de 130ºC tras precalentamiento de 1 minuto. El
resultado obtenido se expresa como índice referido a un control.
Cuanto más pequeño es el índice, menor es la viscosidad Mooney y
mejor la procesabilidad.
Se midió la pérdida interna (tan \delta)
utilizando un espectrómetro viscoelástico fabricado por
IWAMOTO
SEISAKUSHO Co., Ltd. Bajo las condiciones de una resistencia tensil dinámica del 1%, una frecuencia de 50 Hz, y una temperatura de 60ºC. Se utilizó una plancha con un grosor de aproximadamente 2 mm y una anchura de 5 mm como la pieza bajo examen. La distancia entre las abrazaderas era de 2 cm, y la carga inicial, de 160 g. Se expresa el valor de tan \delta obtenido como índice referido a un control. Cuanto más pequeño el índice, más pequeña es la pérdida por histéresis y menor la acumulación de calor.
SEISAKUSHO Co., Ltd. Bajo las condiciones de una resistencia tensil dinámica del 1%, una frecuencia de 50 Hz, y una temperatura de 60ºC. Se utilizó una plancha con un grosor de aproximadamente 2 mm y una anchura de 5 mm como la pieza bajo examen. La distancia entre las abrazaderas era de 2 cm, y la carga inicial, de 160 g. Se expresa el valor de tan \delta obtenido como índice referido a un control. Cuanto más pequeño el índice, más pequeña es la pérdida por histéresis y menor la acumulación de calor.
El neumático preparado anteriormente se fijó
sobre una llanta 6JJ, se hinchó a una presión interna de 2,0 kg, y,
bajo una carga de 440 kg, se puso en contacto con un tambor de
diámetro exterior de 1,7 m, haciéndolo girar. Se incrementó la
velocidad a 120 km/hora, permitiendo entonces la rotación por
inercia del tambor. Se midió el momento inercial al alcanzar la
velocidad los 80 km/hora. Se evaluó la resistencia al rodamiento del
momento inercial obtenido, de acuerdo con la siguiente
ecuación:
Índice = [(momento inercial
del neumático control)/(momento inercial del neumático
muestra)]x100
El valor calculado se expresa como índice,
fijando el valor de éste en el Ejemplo Comparativo 1, en 100.
Cuanto mayor es el índice, mayor es la resistencia al
rodamiento.
En la evaluación anterior, se utilizó la
composición de caucho del Ejemplo Comparativo 1 como control para
los Ejemplos 1 a 12 y para los Ejemplos Comparativos 2 a 7, la
composición de caucho del Ejemplo Comparativo 8 como el control para
el Ejemplo 13 y para los Ejemplos Comparativos 9 y 10, y la
composición de caucho del Ejemplo Comparativo 11 como control para
los Ejemplos 14 y 15.
Se utilizó la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 12 como el control para los Ejemplos 16 a 28 y para los
Ejemplos Comparativos 13 a 18, la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 19 como control para el Ejemplo 29 y para los Ejemplos
Comparativos 20 y 21, y la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 22 como control para los Ejemplos 30 y 31.
Se utilizó la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 23 como el control para los Ejemplos 32 a 42 y para los
Ejemplos Comparativos 24 a 29, la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 30 como el control para el Ejemplo 43 y para los
Ejemplos Comparativos 31 y 32, y la composición de caucho del
Ejemplo Comparativo 33 como el control para los Ejemplos 44 y
45.
Se utilizó la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 34 como el control para los Ejemplos 46 a 59 y para los
Ejemplos Comparativos 35 a 37, la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 38 como control para
\newpage
el Ejemplo 60 y para los Ejemplos Comparativos 39
y 40, y la composición de caucho del Ejemplo Comparativo 41 como
control para los Ejemplos 61 y
62.
Se utilizó la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 42 como el control para los Ejemplos 63 a 73 y para los
Ejemplos Comparativos 43 a 45, y la composición de caucho del
Ejemplo Comparativo 46 como el control para el Ejemplo 74 y para los
Ejemplos Comparativos 47 y 48, y la composición de caucho del
Ejemplo Comparativo 49 como control para los Ejemplos 75 y 76.
Se utilizó la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 50 como el control para los Ejemplos 77 a 85 y para los
Ejemplos Comparativos 51 a 54, la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 55 como control para el Ejemplo 86 y para los Ejemplos
Comparativos 56 y 57, y la composición de caucho del Ejemplo
Comparativo 58 como control para los Ejemplos 87 y 88.
Se examinó la formación de ampollas utilizando
RHEOGRAPH 2000, fabricado por GOTTFERT. Se utilizó una fresadora
con un grosor de 2 mm y una salida de forma rectangular de 9 mm x 2
mm, y se llevó a cabo el examen a 120ºC. Se extruyó una muestra a
una velocidad de extrusión del pistón de 10 mm/s tras
precalentamiento durante 3 minutos, y se examinó visualmente la
formación de ampollas sobre el material extruido.
Debido a que la composición de caucho de la
presente invención utiliza un agente acoplante silano con una
distribución específica de azufre y un dispersante de sílice, se
suprimen simultáneamente durante la mezcla a temperaturas elevadas,
de 150ºC o más, la formación de ampollas durante la extrusión y la
gelación del polímero debida al agente acoplante silano. Puede
llevarse a cabo eficientemente la reacción del sílice con el agente
acoplante silano sin reducción en trabajabilidad, y se mejora la
dispersión del sílice en el interior del caucho. Por tanto, la
composición de caucho es ampliamente utilizada para diversos tipos
de cubiertas neumáticas, con excelente resistencia a la abrasión y
la propiedad de acumulación reducida de calor.
Claims (18)
1. Composición de caucho que comprende un
componente de caucho que comprende por lo menos un elemento
seleccionado del grupo que consiste en una goma natural y gomas
sintéticas dieno; sílice en una cantidad de entre 10 y 85 partes en
peso por cada 100 partes en peso del componente de caucho; en una
cantidad de entre 1 y 20% en peso de la cantidad de sílice, un
agente acoplante silano representado por la fórmula general (I)
siguiente:
(I)(C_{n}H_{2n+1}O)
_{3}Si-(CH_{2})_{m}-S_{y}-(CH_{2})_{m}-Si(C_{n}H_{2n+1}O)_{3}
en la que n representa un número entero entre 1 y
3, m representa un número entero entre 1 y 9, y representa un
número positivo, 1 o más, el cual tiene una distribución, y la
distribución de -S_{y}- satisface la
relación:
(S_{1}+S_{2}+S_{3}+S_{4})/(S_{5}+S_{6}+S_{7}+S_{8}+S_{9})
\geq
0,85;
y, en una cantidad de entre 1 y 15% en peso de la
cantidad de sílice, al menos un dispersante de sílice seleccionado
del grupo que consiste
en:
(1) hexametildisilazano,
(2) aceites siliconados representados por la
fórmula general (II):
(3) aceites siliconados modificados con un grupo
alcoxi o un grupo amino, los cuales están representados por la
fórmula general (III):
en la que, en las fórmulas generales (II) y
(III), R representa un grupo alquil con entre 1 y 3 átomos de
carbono o un grupo fenil, 1\leqp+q\leq200,
q/(p+q)\geq0,15, X^{1} representa un grupo alcoxi con
entre 1 y 3 átomos de carbono o un grupo amino
representado por -R^{1}NR^{2}R^{3} o
-R^{1}NHR^{4}NR^{2}R^{3}, en los que R^{1} y R^{4}
representan, cada uno, -(CH_{2})n-, n representa 1, 2 ó 3,
y R^{2} y R^{3} representan, cada uno de manera independiente,
un átomo de hidrógeno, un grupo alquil con entre 1 y 36 átomos de
carbono, o un grupo
fenil,
(4) compuestos carbonil que contienen nitrógeno,
los cuales están representados por las fórmulas generales (IV):
en las que R^{a} a R^{j} representan, cada
uno, un átomo de hidrógeno o un hidrocarburo lineal o ramificado,
saturado o insaturado, alifático o aromático, o alicíclico, con
entre 1 y 20 átomos de carbono, y (5) compuestos amina representados
por la fórmula general
(V):
en la que R^{p} y R^{t} representan, cada uno
de manera independiente, un grupo alquil o alquenil con entre 1 y
36 átomos de carbono, un grupo bencil, un grupo ciclohexil, o uno
de estos grupos sustituido con un grupo hidroxil, y R^{k}
representa un grupo alquil, alquenil, o alcoxi con entre 1 y 36
átomos de carbono o uno de estos grupos, sustituido con un grupo
hidroxil, un grupo bencil, un grupo bencil sustituido con un grupo
alquil o alquenil con entre 4 y 36 átomos de carbono, o un grupo
representado por la fórmula general (VI)
siguiente:
---A---
\uelm{N}{H} \uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---R^{5}---A---O
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---R^{5}(VI)---A---
\uelm{CO}{\uelm{\dpara}{O}}---R^{5}---(A---O)_{m}---R^{5}
---(R^{6}---O)_{n}---X^{2}
en las que R^{5} representa un grupo alquil o
alquenil con entre 1 y 36 átomos de carbono, R^{6} representa un
grupo etilén o un grupo propilén, X^{2} representa un átomo de
hidrógeno, un grupo alquil,
alquenil,
o alqueniloil con entre 1 y 18 átomos de carbono,
A representa un grupo alquilén o hidroxialquilén con entre 2 y 6
átomos de carbono, m representa un número entero entre 1 y 10, A
puede ser igual o puede diferir entre sí cuando m representa 2 o un
número mayor que 2, y n representa un número entero entre 1 y
10.
2. Composición de caucho según la reivindicación
1, en la que la cantidad de sílice está comprendida de entre 20 y
65 partes en peso por cada 100 partes en peso del componente de
caucho.
3. Composición de caucho según la reivindicación
1, en la que la cantidad del agente acoplante silano está
comprendida entre 3 y 15% en peso de la cantidad de sílice.
4. Composición de caucho según la reivindicación
1, en la que la cantidad del dispersante de sílice está comprendida
entre 2 y 15% en peso de la cantidad de sílice.
5. Composición de caucho según la reivindicación
1, en la que la distribución de -S_{y}- satisface la
relación:
(S_{1}+S_{2}+S_{3})/(componente(s) S
con 4 o más azufres) \geq 0,45
y el contenido del componente S_{3} es de un
20% o más.
6. Composición de caucho según la reivindicación
1, en la que la distribución de -S_{y}- satisface la
relación:
(S_{1}+S_{2}+S_{3})/componente(s) S
con 4 o más azufres) \geq 0,55
y el contenido del componente S_{3} es de un
30% o más.
7. Composición de caucho según la reivindicación
1, que comprende además 80 partes en peso o menos de negro de
carbón como relleno de refuerzo por cada 100 partes en peso del
componente de caucho.
8. Composición de caucho según la reivindicación
5, que comprende además 80 partes en peso o menos de negro de
carbón como relleno de refuerzo por cada 100 partes en peso del
componente de caucho.
9. Composición de caucho según la reivindicación
6, que comprende además 80 partes en peso o menos de negro de
carbón como relleno de refuerzo por cada 100 partes en peso del
componente de caucho.
10. Composición de caucho según la reivindicación
7, que comprende además entre 20 y 60 partes en peso de negro de
carbón como relleno de refuerzo por cada 100 partes en peso del
componente de caucho.
11. Composición de caucho según la reivindicación
1, en la que se hacen reaccionar entre sí sulfuro sódico anhidro
(Na_{2}S) y azufre (S) en una proporción molar comprendida entre
1:1 y 1:2,5 en una atmósfera de un gas inerte en un disolvente polar
para obtener polisulfuro sódico, se hace reaccionar el polisulfuro
sódico obtenido en una atmósfera de un gas inerte con un
halogenoalcoxisilano representado por la fórmula general (VII):
(VII)(R^{7}O)_{k}
\uelm{Si}{\uelm{\para}{R ^{8} _{3-k} }}---R^{9}---X^{3}en la que R^{7} y R^{8} representan, cada
uno, un grupo alquil con entre 1 y 3 átomos de carbono, R^{9}
representa un grupo hidrocarburo divalente con entre 1 y 9 átomos de
carbono, X^{3} representa un átomo de halógeno, y k representa un
número entero de entre 1 y 3, y el compuesto obtenido se utiliza
como el agente acoplante
silano.
12. Composición de caucho según la reivindicación
5, en la que se hace reaccionar entre sí sulfuro sódico anhidro
(Na_{2}S) y azufre (S) en una proporción molar comprendida entre
1:1 y 1:2,5 en una atmósfera de un gas inerte en un disolvente polar
para obtener polisulfuro sódico, el polisulfuro sódico obtenido se
hace reaccionar en una atmósfera de un gas inerte con un
halogenoalcoxisilano representado por la fórmula general (VII) de la
reivindicación 11, y el compuesto obtenido se utiliza como el
agente acoplante silano.
13. Composición de caucho según la reivindicación
6, en la que se hace reaccionar entre sí sulfuro sódico anhidro
(Na_{2}S) y azufre (S) en una proporción molar comprendida entre
1:1 y 1:2,5 en una atmósfera de un gas inerte en un disolvente polar
para obtener polisulfuro sódico, el polisulfuro sódico obtenido se
hace reaccionar en una atmósfera de un gas inerte con un
halogenoalcoxisilano representado por la fórmula general (VII) de la
reivindicación 11, y el compuesto obtenido se utiliza como el
agente acoplante silano.
14. Neumático fabricado utilizando la composición
de caucho descrita en la reivindicación 1 para caucho de banda de
rodadura.
15. Neumático fabricado utilizando la composición
de caucho descrita en la reivindicación 5 para caucho de
rodadura.
16. Neumático fabricado utilizando la composición
de caucho descrita en la reivindicación 6 para caucho de
rodadura.
17. Neumático fabricado utilizando la composición
de caucho descrita en la reivindicación 7 para caucho de
rodadura.
18. Neumático fabricado utilizando la composición
de caucho descrita en la reivindicación 11 para caucho de
rodadura.
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