ES2238227T3 - Composicion de caucho y neumatico elaborado usando la misma. - Google Patents
Composicion de caucho y neumatico elaborado usando la misma.Info
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Abstract
Una composición de caucho que comprende un caucho basado en dieno (a), sílice (b) en 5-100 partes en peso para 100 partes en peso de dicho caucho basado en dieno (a) y un compatibilizador (c) en 0, 1-20 partes en peso para 100 partes en peso de dicha sílice (b), caracterizada porque dicho compatibilizador (c) es al menos uno seleccionado de entre: (I) compuestos de aminosilano; (II) compuestos que contienen grupos epoxi; (III) compuestos con un grupo amino y un grupo hidroxilo, un grupo amino y un grupo epoxi, un grupo amino y un enlace éter, un grupo amino y un grupo carboxilo, un grupo amino y un enlace éster o un grupo amino y un enlace insaturado polimerizable en la molécula. (IV) compuestos con un enlace insaturado polimerizable y un grupo hidroxilo, un enlace insaturado polimerizable y un grupo epoxi, un enlace insaturado polimerizable y un enlace éter, un enlace insaturado polimerizable y un grupo carboxilo o un enlace insaturado polimerizable y un enlace éster en la molécula; (V) compuestos que contienen enlaces éter; y (VI) carboxilatos; en donde dicho caucho basado en dieno (a) contiene caucho de copolímero de estireno-butadieno en 30-100% con respecto a dicho caucho basado en dieno (a), y dicho caucho de copolímero de estireno-butadieno tiene (i) un contenido de componente estirénico de 5-45% en peso; (ii) un contenido de enlaces 1, 2 butadiénicos de 10-80% en peso; y (iii) una temperatura de transición vítrea de -70 a - 10ºC; y cualquiera de las condiciones seleccionadas de las siguientes condiciones (iv-1), (iv-2) y (iv-3): (iv-1) un contenido de grupos amino de 0, 01-2, 0 milimoles por 100 g de dicho caucho de copolímero; (iv-2) un contenido de grupos alcoxisililo de 0, 01-5, 0 milimoles por 100 g de dicho caucho de copolímero; (iv-3) un contenido de grupos alcoxisililo de 0, 01-5, 0 milimoles y un contenido de grupos amino de 0, 01-2, 0 milimoles por 100 g de dicho caucho de copolímero.
Description
Composición de caucho y neumático elaborado
usando la misma.
La presente invención se refiere a una
composición de caucho con excelente manejabilidad que da productos
vulcanizados con alta resistencia al derrape en húmedo, baja
resistencia a la rodadura y excelente resistencia a la abrasión, y
a un neumático que posee bandas de rodadura producidas a partir de
la composición de caucho.
Los requisitos recientes para un consumo de
combustible inferior por parte de los automóviles han conducido a
demandar materiales de caucho para neumáticos que proporcionen
resistencia a la rodadura de los neumáticos reducida. La
resistencia a la rodadura de los neumáticos puede reducirse
disminuyendo la pérdida de energía de baja frecuencia del caucho
vulcanizado; se usa tan\delta a 60ºC como el índice de evaluación
para el caucho vulcanizado, el caucho de partida preferiblemente
tiene una tan\delta pequeña a 60ºC.
Las demandas de estabilidad de marcha han hecho
altamente deseable proporcionar caucho de partida con alta
resistencia a la fricción sobre superficies húmedas (agarre en
húmedo) y alta resistencia a la fricción sobre superficies secas
(agarre en seco). Para incrementar la resistencia a la fricción de
los neumáticos sobre superficies húmedas, es suficiente incrementar
la pérdida de energía de alta frecuencia del caucho vulcanizado;
aquí, se usa tan\delta a 0ºC como el índice de evaluación para
caucho vulcanizado, y el caucho de partida tiene preferiblemente
una tan\delta grande a 0ºC.
Sin embargo, la baja resistencia a la rodadura y
la alta resistencia a la fricción sobre superficies húmedas están
en una relación antagónica, y ha sido muy difícil alcanzar ambas.
Se ha propuesto en el pasado el uso de composiciones de caucho que
contienen sílice como un reforzador en lugar de negro de carbono.
Ejemplos incluyen composiciones de caucho que comprenden copolímeros
de estireno-butadieno, vinilpolibutadieno y mezclas
de sílice y negro de carbono (Publicaciones de Patente Japonesa
Abiertas a Consulta por el Público Nº 252433 de 11991, Nº 183868 de
1997 y similares).
Sin embargo, estos métodos requieren el uso de
grandes cantidades de agentes de acoplamiento de silano costosos
para alcanzar un efecto adecuado, la temperatura de mezcladura debe
controlarse hasta no más de 150-160ºC y la
manejabilidad del caucho combinado antes de la vulcanización es más
escasa.
EP-A-0 890 606
describe un compuesto vulcanizable cargado con sílice que comprende
un elastómero, una carga de sílice, basado en dicha carga de sílice
de 0 a menos de 1% en peso de tetrasulfuro de
bis[3-(trietoxisilil)propilo], un alcoxisilano y un
agente de curado.
En EP-A-0 924 227
se describe un caucho de copolímero basado en diolefina conjugada
de una diolefina conjugada y un compuesto vinílico aromático,
caracterizándose dicho caucho de copolímero por el contenido de
grupos amino unidos, por el contenido de grupos de polimerización
vinílicos aromáticos y de enlaces vinilo y por una distribución de
pesos polimodal.
EP-A-0 796 891
trata de una composición de caucho reforzado con sílice que
comprende un elastómero, sílice, un acoplador de sílice, un agente
sililante y opcionalmente negro de carbono.
EP-A-0 857 752
describe una composición de caucho que comprende caucho natural y/o
cauchos diénicos sintéticos, sílice en una cantidad especificada, un
agente de acoplamiento de silanos específico y un mejorado de la
dispersión de sílice específico.
En EP-A-0 846 724
se describe una composición de caucho, comprendiendo dicha
composición de caucho sílice y caucho natural y/o caucho basado en
dieno sintético, que se mezclan en una cierta relación, y además
una amina terciaria específica.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar una composición de caucho sin problemas de temperatura
de mezcladura y con excelente manejabilidad antes de la
vulcanización, y que dé productos vulcanizados con alta resistencia
en húmedo y que satisfagan tanto la resistencia a la rodadura como
la resistencia a la abrasión bajas requeridas.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un
caucho con alta resistencia al derrape en húmedo, baja resistencia
a la rodadura y excelente resistencia a la abrasión.
De acuerdo con la invención, los objetivos
mencionados previamente se alcanzan proporcionando una composición
de caucho y un neumático con la composición descrita más
adelante.
[1] Una composición de caucho que comprende un
caucho basado en dieno (a), sílice (b) en 5-100
partes en peso para 100 partes en peso de dicho caucho basado en
dieno (a) y un compatibilizador (c) en 0,1-20 partes
en peso para 100 partes en peso de dicha sílice (b), caracterizada
porque dicho compatibilizador (c) es al menos uno seleccionado de
entre:
(I) compuestos de aminosilano;
(II) compuestos que contienen grupos epoxi;
(III) compuestos con un grupo amino y un grupo
hidroxilo, un grupo amino y un grupo epoxi, un grupo amino y un
enlace éter, un grupo amino y un grupo carboxilo, un grupo amino y
un enlace éster o un grupo amino y un enlace insaturado
polimerizable en la molécula.
(IV) compuestos con un enlace insaturado
polimerizable y un grupo hidroxilo, un enlace insaturado
polimerizable y un grupo epoxi, un enlace insaturado polimerizable
y un enlace éter, un enlace insaturado polimerizable y un grupo
carboxilo o un enlace insaturado polimerizable y un enlace éster en
la molécula;
(V) compuestos que contienen enlaces éter; y
(VI) carboxilatos;
en donde dicho caucho basado en dieno (a)
contiene caucho de copolímero de estireno-butadieno
en 30-100% con respecto a dicho caucho basado en
dieno (a), y
dicho caucho de copolímero de
estireno-butadieno tiene
(i) un contenido de componente estirénico de
5-45% en peso;
(ii) un contenido de enlaces 1,2 butadiénicos de
10-80% en peso; y
(iii) una temperatura de transición vítrea de -70
a -10ºC; y
cualquiera de las condiciones seleccionadas de
las siguientes condiciones (iv-1),
(iv-2) y (iv-3):
(iv-1) un contenido de grupos
amino de 0,01-2,0 milimoles por 100 g de dicho
caucho de copolímero;
(iv-2) un contenido de grupos
alcoxisililo de 0,01-5,0 milimoles por 100 g de
dicho caucho de copolímero;
(iv-3) un contenido de grupos
alcoxisililo de 0,01-5,0 milimoles y un contenido
de grupos amino de 0,01-2,0 milimoles por 100 g de
dicho caucho de copolímero.
[2] Una composición de caucho de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho compatibilizador (c) es al menos
uno seleccionado de entre los compuestos de (I), (II), (III), (IV)
y (V) previos.
[3] Una composición de caucho de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho compatibilizador (c) es al menos
uno seleccionado de entre los compuestos de (I), (II), (III) y (IV)
previos.
[4] Una composición de caucho de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene como una
carga negro de carbono en 2-100 partes en peso para
100 partes en peso de dicho caucho basado en dieno
(a).
(a).
[5] Un neumático caracterizado por poseer bandas
de rodadura producidas a partir de una composición de caucho de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
La composición de caucho de la invención tiene
excelente manejabilidad, así como un excelente equilibrio entre la
resistencia a la abrasión, propiedades de derrape en húmedo y baja
resistencia a la rodadura. Las características de la composición de
caucho de la invención pueden por lo tanto usarse adecuadamente en
aplicaciones para un neumático de alta calidad y bandas de rodadura
de neumáticos de bajo consumo de combustible y otras aplicaciones a
neumáticos, así como para aplicaciones de caucho vulcanizado de uso
general.
Los neumáticos que poseen bandas de rodadura
producidas a partir de la composición de caucho de la invención
tienen resistencia a la abrasión, propiedades de derrape en húmedo
y baja resistencia a la rodadura excelentes y por lo tanto pueden
proporcionar automóviles con bajo consumo de combustible y
excelente estabilidad de marcha.
La invención se explicará ahora con mayor
detalle.
Las composiciones de caucho de la invención
contienen un caucho basado en dieno (a) según se define previamente
y opcionalmente un caucho basado en dieno adicional que puede ser,
por ejemplo, caucho de copolímero de
estireno-butadieno, caucho de copolímero de
acrilonitrilo-estireno-butadieno,
caucho de butadieno, caucho de isopreno, caucho de copolímero de
butadieno-isopreno, caucho de copolímero de
butadieno-estireno-isopreno, caucho
natural, caucho de copolímero de
acrilonitrilo-butadieno, caucho de cloropreno o
similares. Estos pueden usarse solos o en combinaciones de dos o
más.
La viscosidad de Mooney (ML1+4, 100ºC) del caucho
basado en dieno (a) es preferiblemente 30-200 y más
preferiblemente 40-50.
El caucho basado en dieno (a) se usa
preferiblemente como un caucho extendido con aceite y la viscosidad
de Mooney (ML1+4, 100ºC) del caucho extendido con aceite es
preferiblemente 20-110 y más preferiblemente
30-100.
El caucho basado en dieno (a) en la composición
de caucho de la invención contiene caucho de copolímero de
estireno-butadieno en 30-100% en
peso, preferiblemente en 50-100% en peso. El caucho
de copolímero de estireno-butadieno también
satisface las siguientes condiciones (i) a (iii) y una cualquiera
de las condiciones seleccionadas de las siguientes condiciones
(iv-1)-(iv-3).
(i) Un contenido de componente estirénico de
5-45% en peso y preferiblemente
20-40% en peso.
(ii) Un contenido de enlaces
1,2-butadiénicos de 10-80% en peso y
preferiblemente 15-75% en peso.
(iii) Una temperatura de transición vítrea de -70
a -10ºC y preferiblemente de -40 a -15ºC.
(iv-1) Un contenido de grupos
amino de 0,01-2,0 milimoles (preferiblemente
0,1-1,5 milimoles) por 100 g del caucho de
copolímero.
(iv-2) Un contenido de grupos
alcoxisililo de 0,0,1-5,0 milimoles
(preferiblemente 0,1-3,0 milimoles) por 100 g del
caucho de copolímero.
(iv-3) Un contenido de grupos
alcoxisililo de 0,0,1-5,0 milimoles
(preferiblemente 0,1-3,0 milimoles) y un contenido
de grupos amino de 0,01-2,0 milimoles
(preferiblemente 0,1-1,5 milimoles) por 100 g del
caucho de copolímero.
Caucho de copolímero de
estireno-butadieno que satisface estas condiciones
puede fabricarse mediante procedimientos conocidos públicamente y
pueden mencionarse los siguientes procedimientos (a), (b) y (c),
aunque no son restrictivos.
Este puede producirse copolimerizando estireno y
1,3-butadieno mediante polimerización aniónica
usando un compuesto de metal alcalino orgánico tal como
n-butil-litio como el catalizador y
acopando el extremo de metal alcalino activo del polímero
resultante con un compuesto de alcoxisilano (por ejemplo, Patente
Japonesa Abierta a Consulta por el Público Nº 215701 de 1988).
Este puede producirse copolimerizando estireno
con 1,3-butadieno mediante polimerización aniónica
usando un compuesto de metal alcalino tal como
n-butil-litio, en presencia de una
amina primaria o secundaria, y preferiblemente una amina secundaria
(por ejemplo, Publicación de Patente Japonesa Abierta a Consulta
por el Público Nº 279515 de 1994).
Caucho de copolímero de
estireno-butadieno tanto con grupos alcoxisililo
como con grupos amino puede producirse efectuando el procedimiento
de (b) previo hasta casi 100% de conversión y a continuación
añadiendo un modificador con grupos alcoxisililo.
Ejemplos específicos de los alcoxisilanos
mencionados previamente que pueden usarse incluyen los
alcoxisilanos mencionados en, por ejemplo, la Publicación de
Patente Japonesa Abierta a Consulta por el Público Nº 233216 de
1995, de la que pueden mencionarse los siguientes:
tetraalcoxisilanos tales como tetrametoxisilano, tetraetoxisilano,
tetrapropoxisilano, tetrabutoxisilano, tetrafenoxisilano y
tetratoluiloxisilano;
alquilalcoxisilanos tales como
metiltrimetoxisilano, metiltrietoxisilano, metiltripropoxisilano,
metiltributoxisilano, metiltrifenoxisilano, etiltrimetoxisilano,
etiltrietoxisilano, etiltripropoxisilano, etiltributoxisilano,
etiltrifenoxisilano, dimetildimetoxisilano, dimetildietoxisilano,
dimetildipropoxisilano, dimetildibutoxisilano,
dimetildifenoxisilano, dietildimetoxisilano, dietildietoxisilano,
dietildipropoxisilano, dietildibutoxisilano y
dietildifenoxisilano;
alquenilalcoxisilanos tales como
viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, viniltripropoxisilano,
viniltributoxisilano, viniltrifenoxisilano, aliltrimetoxisilano,
octeniltrimetoxisilano, divinildimetoxisilano y
estiriltrimetoxisilano;
arilalcoxisilanos tales como
feniltrimetoxisilano, feniltrietoxisilano, feniltripropoxisilano,
feniltributoxisilano y feniltrifenoxisilano;
halogenoalcoxisilanos tales como
trimetoxiclorosilano, trietoxiclorosilano, tripropoxiclorosilano,
tributoxiclorosilano, trifenoxiclorosilano, dimetoxidiclorosilano,
dipropoxidiclorosilano, difenoxidiclorosilano,
metoxitriclorosilano, etoxitriclorosilano, propoxitriclorosilano,
fenoxitriclorosilano, trimetoxibromosilano, trietoxibromosilano,
tripropoxibromosilano, trifenoxibromosilano, dimetoxidibromosilano,
dietoxidibromosilano, difenoxidibromosilano, metoxitribromosilano,
etoxitribromosilano, propoxitribromosilano, fenoxitribromosilano,
trimetoxiyodosilano, trietoxiyodosilano, tripropoxiyodosilano,
trifenoxiyodosilano, dimetoxidiyodosilano, dietoxidiyodosilano,
dipropoxiyodosilano, metoxitriyodosilano, etoxitriyodosilano,
propoxitriyodosilano y fenoxitriyodosilano;
halogenoalquilalcoxisilanos tales como
\beta-cloroetilmetildimetoxisilano y
\gamma-cloropropil-metildimetoxisilano;
y
nitroalquilalcoxisilanos tales como
\beta-nitroetilmetildimetoxisilano y
\gamma-nitropropil-metildimetoxisilano.
Como ejemplos de las aminas secundarias
mencionadas previamente pueden mencionarse aminas secundarias
alifáticas, aminas secundarias aromáticas e iminas cíclicas, entre
las cuales se prefieren las aminas secundarias alifáticas y las
iminas cíclicas.
Como ejemplos de aminas secundarias alifáticas
pueden mencionarse dimetilamina, metiletilamina, metilpropilamina,
metilbutilamina, metilamilamina, amilhexilamina, dietilamina,
etilpropilamina, etilbutilamina, etilhexilamina, dipropilamina,
diisopropilamina, propilbutilamina, dibutilamina, diamilamina,
dihexilamina, diheptilamina, dioctilamina, metilciclopentilamina,
etilciclopentilamina, metilciclohexilamina, diciclopentilamina y
diciclohexilamina. Se prefieren entre estas dimetilamina,
metiletilamina, dietilamina, dipropilamina, diisopropilamina,
dibutilamina, diamilamina, dihexilamina, diheptilamina y
dioctilamina.
Como ejemplos de aminas secundarias aromáticas
pueden mencionarse difenilamina, N-metilanilina,
N-etilanilina, dibencilamina,
N-metilbencilamina y
N-etilfenetilamina.
Como ejemplos de compuestos de imina cíclica
pueden mencionarse aziridina, acetidina, pirrolidina, piperidina,
2-metilpiperidina,
3-metilpiperidina,
4-metilpiperidina,
3,5-dimetilpiperidina,
2-etilpiperidina, hexametilenimina,
heptametilenimina, dodecametilenimina, coniína, morfolina, oxazina,
pirrolina, pirrol y azepina. Se prefieren entre estos pirrolidina,
piperidina, 3-metilpiperidina,
4-metilpiperidina,
3,5-dimetilpiperidina,
2-etilpiperidina, hexametilenimina y
heptametilenimina.
Estos compuestos de amina secundaria pueden
usarse solos o en combinaciones de dos o más.
El contenido de enlaces 1,2 butadénicos
mencionado en (ii) previamente puede ajustarse hasta los intervalos
mencionados previamente usando un compuesto de éter o una amina
terciaria como un ajustador de enlace.
Como ejemplos de los compuestos de éter o las
aminas terciarias mencionados previamente, pueden mencionarse
dimetoxibenceno, tetrahidrofurano, dimetoxietano, éter dibutílico
de dietilenglicol, éter dimetílico de dietilenglicol, trietilamina,
piridina, N-metilmorfolina,
N,N',N'-tetrametiletilendiamina y
dipepiridinoetano.
La temperatura de transición vítrea mencionada en
(iii) previamente puede ajustarse mediante el contenido de estireno
y el contenido de enlaces 1,2 (vinílicos) en la microestructura de
la porción de butadieno. La relación es tal que incrementar el
contenido de estireno y el contenido de enlaces (vinílicos) en la
microestructura de la porción de butadieno produce una temperatura
de transición vítrea superior.
Esta relación puede usarse para ajustar la
temperatura de transición vítrea hasta el intervalo mencionado
previamente mediante, por ejemplo, un método en el que la cantidad
de carga del estireno durante la polimerización se controla para
ajustar el contenido de estireno, un método en el que la cantidad de
compuesto polar añadido, tal como el compuesto de éter o la amina
terciaria, se controla durante la polimerización para ajustar el
contenido de enlaces 1,2 (vinílicos) (incrementar la cantidad de
compuesto añadido incrementa el contenido de enlaces 1,2
(vinílicos)) o una combinación de estos métodos. Un compuesto polar
o dodecilbencenosulfonato potásico, linoleato potásico, benzoato
potásico, ftalato potásico o tetradecilbencenosulfonato potásico
también pueden servir como aleatorizadores de estireno.
La composición de caucho de la invención también
contiene sílice (b) como una carga que no está particularmente
restringida y puede ser sílice precipitada, sílice secada o sílice
basada en silicato sintético. Se proporciona un efecto de refuerzo
superior mediante sílice con un tamaño de partícula pequeño y los
tipos de materiales particulados pequeños/alto contenido de
agregados (alta superficie específica, alta absorción de aceite)
tienen capacidad de dispersión satisfactoria en caucho y por lo
tanto se prefieren particularmente desde los puntos de vista de las
propiedades físicas y la manejabilidad.
El tamaño de partícula medio de la sílice (b) es
preferiblemente 5-60 \mum y especialmente
8-40 \mum, como el tamaño de partícula
primario.
El contenido de la sílice (b) es
5-100 partes en peso y más preferiblemente
10-90 partes en peso, para 100 partes en peso del
caucho basado en dieno (a).
En la composición de caucho de la invención, se
usan preferiblemente juntos negro de carbono y la sílice (b) como
cargas, en cuyo caso el negro de carbono se añade preferiblemente
en 2-100 partes en peso para 100 partes en peso del
caucho basado en dieno (a) y la sílice (b) se añade en
5-100 partes en peso para 100 partes en peso del
caucho basado en dieno (a).
La composición de caucho de la invención también
puede contener como cargas adicionales carga en fase doble de
carbono-sílice, arcilla, carbonato cálcico,
carbonato magnésico y similares, en cantidades seleccionadas según
sea necesario.
La composición de caucho de la invención también
contiene un compatibilizador (c), cuya función difiere claramente
de la de un agente de acoplamiento de silano en los siguientes
aspectos.
Agente de acoplamiento de silano: Posee tanto (i)
un sitio que reacciona con sílice como (ii) un sitio que reacciona
con el polímero.
Compatibilizador (c): Tiene solo el sitio (i)
previo.
El compatibilizador (c) puede ser al menos un
compuesto seleccionado de entre (I) a (VI) más adelante, es
preferiblemente al menos un compuesto seleccionado de entre (I) a
(V) más adelante, y es más preferiblemente al menos un compuesto
seleccionado de entre (I) a (IV) más adelante.
Como ejemplos específicos de los "(I)
compuestos de aminosilano" pueden mencionarse
hexametildisilazano, nonametiltrisilazano, anilitrimetilsilano,
bis(dimetilamino)dimetilsilano,
bis(dietilamino)dimetilsilano y trietilaminosilano.
Se prefieren entre estos los compuestos de silazano y el
bis(dimetilamino)dimetilsilano.
Como ejemplos específicos de los "(II)
compuestos que contienen grupos epoxi" pueden mencionarse éter
butilglicidílico, éter diglicidílico, óxido de propileno, éter
diglicidílico de neopentilglicol, resinas epoxídicas, aceite de
soja epoxidado y ésteres de ácido graso epoxidados.
Como ejemplos específicos de los "(III)
compuestos con un grupo amino y un grupo hidroxilo, un grupo amino
y un grupo epoxi, un grupo amino y un enlace éter, un grupo amino y
un grupo carboxilo, un grupo amino y un enlace éster o un grupo
amino y un enlace insaturado polimerizable en la molécula" pueden
mencionarse los siguien-
tes:
tes:
[1] Compuestos con un grupo amino y un grupo
hidroxilo en la molécula: hidróxido de trimetilbencilamonio, ácidos
gamma, trietanolamina, dietanolamina, triisopropanolamina,
diisopropanolamina, aminofenol, tetraacetato de
trans-1,2-ciclohexanodiamina,
3-amino-1-propanol,
N-metiletanolamina,
N,N-dibutiletanolamina,
N-metildietanolamina,
N,N-dimetiletanolamina,
N,N-dietiletanolamina, piridinometanol,
p-hidroxifenilacetamida y similares.
[2] Compuestos con un grupo amino y un grupo
epoxi en la molécula:
N,N-diglicidil-o-toluidina,
poliglicidilamina, N,N-diglicidilanilina,
N,N-diglicidil-o-toluidina,
isocianurato de tris-epoxipropilo y similares.
[3] Compuestos con un grupo amino y un grupo éter
en la molécula: éter diaminodifenílico, morfolina,
N-(3-aminopropil)morfolina,
2-metil-4-metoxidifenilamina,
p-fenetidina, p-cresidina,
3-isopropoxianilina,
3-lauriloxipropilamina y similares.
[4] Compuestos con un grupo amino y un grupo
carboxilo en la molécula: ácido antranílico, ftalaminato sódico,
ácido p-aminobenzoico, ácido iminodiacético, ácido
aminododecanoico, aminocarboxilatos, carboxibetaína,
imidazoliniobetaína, ácido piridinmonocarboxílico, ácido
2,3-pirazindicarboxílico, ácido picolínico, ácido
citracínico, ácido "keridamu", ácido quináldico, ácido
3-carbamoilpirazinocarboxílico, "KENGARD"
(nombre comercial de Kenko Tsusho Co.) y similares.
[5] Compuestos con un grupo amino y un grupo
éster en la molécula: p-aminobenzoato de etilo,
poliuretano, poliglutamato de metilo y similares.
[6] Compuestos con un grupo amino y un enlace
insaturado polimerizable en la molécula: ácido
4,4'-diaminoestilbeno-2,2'-disulfónico,
diacetonacrilamida,
N-[3-(dimetilamino)propil]metacrilamida,
N-t-octilacrilamida, dialilamina,
2-vinilpiridina, formilato de triacrilo,
isocianurato de trialilo, ácido
2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico,
acrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dimetilaminoetilo,
metacrilato de dietilaminoetilo y similares.
Como ejemplos específicos de los "(IV)
compuestos con un enlace insaturado polimerizable y un grupo
hidroxilo, un enlace insaturado polimerizable y un grupo epoxi, un
enlace insaturado polimerizable y un enlace éter, un enlace
insaturado polimerizable y un grupo carboxilo o un enlace insaturado
polimerizable y un enlace éster en la molécula" pueden
mencionarse los siguientes:
[1] Compuestos con un enlace insaturado
polimerizable y un grupo hidroxilo en la molécula: alcohol alílico,
polioxietilennonil-propenilfenil-éter,
polioxietilenarilglicidil-nonilfenil-éter,
bisabolol, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de
2-hidroxipropilo y similares.
[2] Compuestos con un enlace insaturado
polimerizable y un grupo epoxi en la molécula: aceite de soja
epoxidado, aceite de coco epoxidado, aceite de palma epoxidado,
metacrilato de glicidilo y similares.
[3] Compuestos con un enlace insaturado
polimerizable y un enlace éter en la molécula: trimetilolpropano,
éter dialílico, bisalilcarbonato de dietilenglicol, metacrilato de
tetrahidrofurfurilo y similares.
[4] Compuestos con un enlace insaturado
polimerizable y un grupo carboxilo en la molécula: diácido
dodecadiénico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido oleico,
ácido 2-metacriloiloxietilsuccínico y similares.
[5] Compuestos con un enlace insaturado
polimerizable y un enlace éster en la molécula: acrilato de
ciclohexilo, acetato de alilo, etoximetilenmalonato de dietilo,
tereftalato de dialilo, isoftalato de dialilo, acrilato de
isobutilo, acrilato de tripropilenglicol, acrilato de
tetraetilenglicol, acrilato de 2-metoxietilo,
acrilato de laurilo, acrilato de n-estearilo,
triacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de
1,4-butanodiol, diacrilato de
1,6-hexanodiol, triacrilato de pentaeritritol,
metacrilato de etilo, metacrilato de n-butilo,
metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de laurilo,
metacrilato de alquilo, metacrilato de estearilo, metacrilato de
ciclohexilo y similares.
Como ejemplos específicos de los "(V)
compuestos que contienen enlaces éter" pueden mencionarse éter
isopropílico y éter dibutílico.
Como ejemplos específicos del "(VI)
carboxilato" pueden mencionarse octanoato sódico, octanoato
potásico, octenoato sódico, octenoato de zinc, estearato de litio,
estearato de zinc, estearato potásico, estearato sódico, laurato
sódico, laurato potásico, laurato de zinc, oleato potásico, oleato
cálcico, oleato de zinc, oleato sódico, octenoato cálcico,
octenoato bárico, octenoato sódico, "Struktol" (nombre
comercial de SCILL AND SEILACER) y similares.
El contenido del compatibilizador (c) es
preferiblemente 0,1-20 partes en peso y más
preferiblemente 0,5-10 partes en peso, para 100
partes en peso de la sílice (b) añadida.
La composición de caucho de la invención también
puede contener agentes vulcanizantes, aceleradores de la
vulcanización, aceites extendedores u otros aditivos, si se
desea.
Un agente vulcanizante típico que se usa es el
azufre, y también pueden usarse compuestos que contienen azufre,
peróxidos y similares. La cantidad de agente vulcanizante que ha de
usarse es normalmente 0,5-10 partes en peso y
preferiblemente 1-6 partes en peso, para 100 partes
en peso del caucho basado en dieno (a).
Aceleradores de la vulcanización incluyen
compuestos basados en aldehidato amónico, basados en guanidina,
basados en tiourea, basados en tiazol y basados en ácido
ditiocarbamínico. La cantidad de acelerador de la vulcanización que
ha de usarse es normalmente 0,5-15 partes en peso y
preferiblemente 1-10 partes en peso, para 100
partes en peso del caucho basado en dieno (a).
Como aceites extendedores pueden mencionarse
aceites combinados basados en petróleo tales como aceites de
procesamiento aromáticos, aceites de procesamiento basados en
nafteno y aceites de procesamiento basados en parafina,
prefiriéndose los aceites de procesamiento aromáticos y los aceites
de procesamiento basados en nafteno. La cantidad de aceite
extendedor que ha de usarse es normalmente 0-100
partes en peso y preferiblemente 5-50 partes en
peso, para 100 partes en peso del caucho basado en dieno (a).
Otros aditivos que pueden usarse según se desee o
según sea necesario incluyen agentes de acoplamiento de silano,
óxido de zinc, adyuvantes de la vulcanización, antioxidantes,
adyuvantes del procesamiento y similares.
Cuando se prepara la composición de caucho de la
invención, en primer en lugar el caucho basado en dieno (a), el
compatibilizador (c), la sílice (b), las otras cargas (negro de
carbono, carga en fase doble de carbono-sílice, y
similares), el aceite extendedor y otros aditivos se combinan a una
temperatura de 70-180ºC usando una máquina
amasadora tal como un mezclador Banbury. A continuación, la mezcla
resultante se enfría y a continuación el agente vulcanizante, tal
como azufre, y el acelerador de la vulcanización y similares se
combinan entre sí usando un mezclador Banbury o un rodillo de
mezcladura, para preparar una composición de caucho. La composición
de caucho preparada se moldea en la conformación deseada y se
vulcaniza a una temperatura de 140-180ºC para
producir caucho vulcanizado de la conformación deseada, es decir,
el producto de caucho.
La composición de caucho vulcanizado de la
invención tiene un excelente equilibrio entre la resistencia a la
abrasión, las propiedades de derrape en húmedo y baja resistencia a
la rodadura, y por lo tanto es adecuado para ser usado para un
neumático de alta calidad y bandas de rodadura de neumáticos de
bajo consumo de combustible.
Los neumáticos que poseen bandas de rodadura
producidas a partir de la composición de caucho de la invención
exhiben resistencia a la abrasión, propiedades de derrape en húmedo
y resistencia a la rodadura excelentes, y los automóviles que usan
los neumáticos exhiben bajo consumo de combustible y excelente
estabilidad de marcha.
La presente invención se explicará ahora con
mayor detalle por medio de los ejemplos que, sin embargo, de ningún
modo pretenden restringir el alcance de la invención. En todas
partes, el caucho de copolímero de
estireno-butadieno se denominará "caucho de
copolímero".
Los compatibilizadores usados en los ejemplos
eran los siguientes.
Compatibilizador "a": Éter dibutílico,
producto de Wako Juniaku
Compatibilizador "b": Hexametildisilazano,
producto de Shinetsu Chemicals, KK.
Compatibilizador "c": "Epoxidized Soibean
Oil SO", marca comercial de Daihachi Chemical Industries, KK.
Compatibilizador "d":
3-Lauriloxipropilamina, producto de Wako
Juniaku.
Compatibilizador "e": Trietanolamina,
producto de Wako Juniaku.
Compatibilizador "f": Succinato de
2-metacriloiloxietilo, producto Kioeisha Chemical
Co.
Compatibilizador "g": "KENGARD
300-P", nombre comercial de Kenko Tsusho.
Compatibilizador "h": "Struktol EF44",
nombre comercial de SCHILL AND SEILACHER
Las diversas medidas para los ejemplos se
efectuaron de acuerdo con los siguientes métodos.
Determinado mediante el método del espectro de
absorción infrarrojo (método de Morello).
Determinado mediante el método del espectro de
absorción infrarrojo, basado en una curva de calibración.
Medido de acuerdo con JIS K6300 con un rotor L, 1
minuto de precalentamiento, 4 minutos de tiempo de funcionamiento
del rotor y una temperatura de 100ºC.
Este se cuantificó basándose en una curva de
calibración preparada para la absorción cerca de 1160 cm^{-1}
debido a los enlaces Si-C en un espectro de
absorción infrarrojo. El valor medido se dividió por el peso
molecular medio numérico (Mn) en términos de poliestireno obtenido
mediante el método de GPC y el peso molecular de grupos
alcoxisililo para obtener el número de moles de grupos
alcoxisililo.
Este se midió y se determinó de acuerdo con el
siguiente método basado en el "Método de valoración
ácido-base usando solución de ácido perclórico-ácido
acético" descrito en J. Anal. Chem., Vol.24, p.564 (1952) por
Robert T. Keen y James S. Fritz. Se usó cloroformo como el
disolvente para la disolución de la muestra, se usó violeta de
metilo como el indicador de la valoración y el contenido de grupos
amino se cuantificó basándose en una curva de calibración preparada
a partir de una solución de
tri-n-octilamina de concentración
conocida.
Se usó un calorímetro de exploración diferencial
(DSC) de Seiko Denshi Kogyo, KK. para la medida con una velocidad
de incremento de la temperatura de 10ºC/minuto, y la temperatura de
iniciación de extrapolación se registró como la temperatura de
transición vítrea.
Se usó cromatografía de penetración en gel (GPC)
para determinar la distribución en términos de poliestireno.
El caucho de partida se mezcló en una máquina
amasadora mezcladora Banbury de 1,7 litros de acuerdo con una de
las formulaciones T-Z listadas en la Tabla 2, y a
continuación la vulcanización se llevó a cabo durante un tiempo
prescrito a 145ºC y el producto vulcanizado se sometió a diversas
medidas.
Se usó un espectrómetro dinámico de U.S.
Rheometrix.
Las condiciones para la medida de tan\delta
(60ºC) eran 1% de distorsión por torsión, una frecuencia de 10 Hz y
una temperatura de 60ºC. Los resultados de las medidas se expresan
como el valor medido, indicando un valor menor una resistencia a la
rodadura inferior (más satisfactoria).
Se usó el mismo instrumento para la medida de
tan\delta (0ºC), con 0,1% de distorsión por tensión, una
frecuencia de 10 Hz y una temperatura de 0ºC. Los resultados de la
medida se expresan como el valor medido, indicando un valor mayor
más resistencia al derrape en húmedo (más satisfactoria).
Se usó una máquina para pruebas de abrasión de
Lamborn, el factor se expresó como el grado de abrasión para un
grado de deslizamiento de 60% y la temperatura de medida era
temperatura ambiente. Un factor mayor indica una resistencia a la
abrasión más satisfactoria.
Después de la mezcladura, se evaluó la viscosidad
de Mooney (ML1+4, 100ºC) del caucho combinado.
Esta se midió usando un medidor de la dureza JIS
Tipo (A), a una temperatura de 25ºC.
Ejemplo de Referencia
1
A un reactor de autoclave de 20 litros de volumen
equipado con un agitador y una camisa y desplazado adecuadamente
con nitrógeno se suministraron continuamente estireno a 7,5
g/minuto, 1,3 butadieno que contenía 100 ppm y
1,2-butadieno a 22,5 g/minuto, ciclohexano a 150
g/minuto, tetrahidrofurano a 5,1 g/minuto y
n-butil-litio a 0,151
milimoles/minuto, mientras que la temperatura del reactor se
controlaba hasta 55ºC. Se añadió continuamente tetracloruro de
silicio a 0,03 milimoles/minuto a través de la salida superior de
un primer reactor, y esto se introdujo en un segundo reactor
conectado al primer reactor para la modificación. Se añadió a la
solución de polimerización que había reaccionado
2,6-di-t-butil-p-cresol
y a continuación se añadieron 187,5 g de un aceite de extensión
(nombre comercial: FUCCOLE AROMAX Nº3, producto de Fuji Kosan Co.)
(37,5 partes en peso para 100 partes en peso del caucho), el
disolvente se retiró mediante separación por arrastre con vapor de
agua y el caucho se secó con un rodillo caliente a 115ºC. El caucho
producido por la polimerización se denominó caucho de copolímero A
y la composición y las propiedades de este caucho de copolímero A y
el caucho extendido con aceite se muestran en la Tabla 1.
Usando el caucho extendido con aceite preparado
previamente y el caucho de alto contenido de
cis-polibutadieno y el compatibilizador "a"
mostrados en la Tabla 3, el caucho combinado preparado de acuerdo
con la formulación Y mostrada en la Tabla 2 se vulcanizó y las
propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en la Tabla
3.
En un reactor de autoclave de 5 litros de
volumen, desplazado con nitrógeno, se cargaron 2500 g de
ciclohexano, 38 g de tetrahidrofurano, 100 g de estireno y 385 g de
1,3-butadieno. Después de ajustar la temperatura del
contenido del reactor hasta 16ºC, se añadieron 3,45 milimoles de
n-butil-litio y la polimerización
se inició. La polimerización se llevó a cabo bajo condiciones
adiabáticas y la temperatura máxima alcanzaba 90ºC.
Después de alcanzar un grado de conversión por
polimerización de 100%, otros 15 g de butadieno se añadieron y se
polimerizaron, después de lo cual se añadían 2,76 milimoles de
metiltrifenoxisilano para la modificación después de 15 minutos,
seguido por la adición de 0,89 milimoles de tetracloruro de silicio.
Después de la reacción, se añadió
2,6-di-t-butil-p-cresol
a la solución de polímero y a continuación se añadieron 187,5 g de
un aceite de extensión (nombre comercial: FUCCOLE AROMAX Nº3,
producto de Fuji Kosan Co.) (37,5 partes en peso para 100 partes en
peso del caucho), el disolvente se retiró mediante separación por
arrastre con vapor de agua y el caucho se secó con un rodillo
caliente a 115ºC para obtener caucho extendido con aceite. El
caucho producido mediante la polimerización se denominó caucho de
copolímero B y la composición y similares de este caucho de
copolímero B y el caucho extendido con aceite se muestran en la
Tabla 1.
Usando el caucho extendido con aceite preparado
previamente y el caucho natural y el compatibilizador "b"
mostrados en la Tabla 3, el caucho combinado preparado de acuerdo
con la formulación Y mostrada en la Tabla 2 se vulcanizó y las
propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en la Tabla
3.
Ejemplo de Referencia
3
En un reactor de autoclave de 5 litros de
volumen, desplazado con nitrógeno, se cargaron 2500 g de
ciclohexano, 7,5 g de tetrahidrofurano, 125 g de estireno y 365 g
de 1,3-butadieno. Después de ajustar la temperatura
del contenido del reactor hasta 5ºC, se añadieron 3,45 milimoles de
n-butil-litio y se inició la
polimerización. La polimerización se llevó a cabo bajo condiciones
adiabáticas y la temperatura máxima alcanzaba 80ºC.
Después de alcanzar un grado de conversión por
polimerización de 100%, otros 10 g de butadieno se añadieron y se
polimerizaron, después de lo cual se añadieron 0,86 milimoles de
tetracloruro de silicio. Después de la reacción, se añadió a la
solución de polímero
2,6-di-t-butil-p-cresol
y a continuación se añadieron 187,5 g de un aceite de extensión
(nombre comercial: FUCCOLE AROMAX Nº3, producto de Fuji Kosan Co.)
(37,5 partes en peso para 100 partes en peso del caucho), el
disolvente se retiró mediante separación por arrastre con vapor de
agua y el caucho se secó con un rodillo caliente a 115ºC para
obtener caucho extendido con aceite. El caucho producido mediante
la polimerización se denominó caucho de copolímero C y la
composición y similares de este caucho de copolímero C y el caucho
extendido con aceite se muestran en la Tabla 1.
Usando el caucho extendido con aceite preparado
previamente y el caucho con alto contenido de
cis-polibutadieno y el compatibilizador "b"
mostrados en la Tabla 3, el caucho combinado preparado de acuerdo
con la formulación Y mostrada en la Tabla 2 se vulcanizó y las
propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en la Tabla
3.
En un reactor de autoclave de 5 litros de
volumen, desplazado con nitrógeno, se cargaron 2500 g de
ciclohexano, 7,5 g de tetrahidrofurano, 125 g de estireno, 365 g de
1,3-butadieno y 3,45 milimoles de piperidina.
Después de ajustar la temperatura del contenido del reactor hasta
5ºC, se añadieron 3,45 milimoles de
n-butil-litio y se inició la
polimerización. La polimerización se llevó a cabo bajo condiciones
adiabáticas y la temperatura máxima alcanzaba 80ºC.
Después de alcanzar un grado de conversión por
polimerización de 100%, otros 10 g de butadieno se añadieron y se
polimerizaron, después de lo cual se añadieron 2,76 milimoles de
metiltrifenoxisilano para la modificación después de 15 minutos,
seguido por la adición de 0,86 milimoles de tetracloruro de silicio.
Después de la reacción, se añadió a la solución de polímero
2,6-di-t-butil-p-cresol
y a continuación se añadieron 187,5 g de un aceite de extensión
(nombre comercial: FUCCOLE AROMAX Nº3, producto de Fuji Kosan Co.)
(37,5 partes en peso para 100 partes en peso del caucho), el
disolvente se retiró mediante separación por arrastre con vapor de
agua y el caucho se secó con un rodillo caliente a 115ºC para
obtener caucho extendido con aceite. El caucho producido mediante
la polimerización se denominó caucho de copolímero D y la
composición y similares de este caucho de copolímero D y el caucho
extendido con aceite se muestran en la Tabla 1.
Usando el caucho extendido con aceite preparado
previamente y el caucho con alto contenido de
cis-polibutadieno y el compatibilizador "b"
mostrados en la Tabla 3, el caucho combinado preparado de acuerdo
con la formulación Y mostrada en la Tabla 2 se vulcanizó y las
propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en la Tabla
3.
Ejemplo de Síntesis
1
El caucho de copolímero E se sintetizó de la
misma manera que el caucho de copolímero D, excepto que no se
añadió piperidina como en el Ejemplo 4, y el caucho extendido con
aceite se preparó a partir del mismo. La composición y similares
del caucho de copolímero obtenido y el caucho extendido con aceite
se muestran en la
Tabla 1.
Tabla 1.
En un reactor de autoclave de 5 litros de
volumen, desplazado con nitrógeno, se cargaron 2500 g de
ciclohexano, 38 g de tetrahidrofurano, 100 g de estireno, 385 g de
1,3-butadieno y 3,45 milimoles de piperidina.
Después de ajustar la temperatura del contenido del reactor hasta
16ºC, se añadieron 3,45 milimoles de
n-butil-litio y la polimerización se
inició. La polimerización se llevó a cabo bajo condiciones
adiabáticas y la temperatura máxima alcanzaba 90ºC.
Después de alcanzar un grado de conversión por
polimerización de 100%, otros 15 g de butadieno se añadieron y se
polimerizaron, después de lo cual se añadieron 0,89 milimoles de
tetracloruro de estaño. Después de la reacción, se añadió a la
solución de polímero
2,6-di-t-butil-p-cresol,
el disolvente se retiró mediante separación por arrastre con vapor
de agua y el caucho se secó con un rodillo caliente a 115ºC. El
caucho producido mediante la polimerización se denominó caucho de
copolímero F y la composición y similares de este caucho de
copolímero F se muestran en la Tabla 1.
Usando el caucho de copolímero F preparado
previamente y el caucho con alto contenido de
cis-polibutadieno y el compatibilizador "c"
mostrados en la Tabla 3, el caucho combinado preparado de acuerdo
con la formulación Y mostrada en la Tabla 2 se vulcanizó y las
propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en la Tabla
3.
Ejemplos 6,
7
El caucho de copolímero G se sintetizó de la
misma manera que el caucho de copolímero E excepto que la cantidad
se incrementó cargando 0,05 g de divinilbenceno en el Ejemplo de
Síntesis 1 y el caucho extendido con aceite se preparó a partir del
mismo. El caucho de copolímero H se sintetizó de la misma manera
que el caucho de copolímero E, excepto que la adición de 2,76
milimoles de metiltrifenoxisilano se cambió por la adición de 0,15
milimoles de tetracloruro de silicio y 2,46 milimoles de
metiltrifenoxisilano en el Ejemplo de Síntesis 1, y el caucho
extendido con aceite se preparó a partir del mismo. La composición
y similares de los cauchos de copolímero y los cauchos extendidos
con aceite obtenidos se muestran en la Tabla 1.
Usando los cauchos extendidos con aceite
preparados previamente y el caucho con alto contenido de
cis-polibutadieno y el compatibilizador "d"
(Ejemplo 6) y el compatibilizador "a" (Ejemplo 7) mostrados en
la Tabla 4, los cauchos combinados preparados de acuerdo con la
formulación Y mostrada en la Tabla 2 se vulcanizaron y las
propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en la Tabla
4.
Ejemplos
8-10
Los cauchos extendidos con aceite de cauchos de
copolímero de estireno-butadieno D y E mostrados en
la Tabla 1 se usaron con el caucho con alto contenido de
cis-polibutadieno y los compatibilizadores mostrados
en la Tabla 4, y los cauchos combinados preparados de acuerdo con
las formulaciones Z, V y W mostradas en la Tabla 2 se vulcanizaron
y sus propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en la
Tabla 4.
Ejemplos
11-14
El caucho extendido con aceite del caucho de
copolímero de estireno-butadieno E mostrado en la
Tabla 1 se usó con el caucho de alto contenido de
cis-polibutadieno y los compatibilizadores mostrados
en la Tabla 5, y los cauchos combinados preparados de acuerdo con
la formulación Y mostrada en la Tabla 2 se vulcanizaron y sus
propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en la Tabla 5.
El compatibilizador "g" usado en el Ejemplo 13 era una mezcla
de una relación en peso 2:1 de sílice con el producto de reacción de
un ácido graso y una amina, y para la formulación Y 3 partes en
peso de la mezcla se añadieron con respecto a 100 partes en peso
del caucho de copolímero.
Ejemplos Comparativos
15-23
Los cauchos de copolímero de
estireno-butadieno A-F y H (caucho
extendido con aceite en el caso de la extensión con aceite)
mostrados en la Tabla 1 se usaron con el caucho de alto contenido
de cis-polibutadieno o caucho natural mostrados en
las Tablas 6 y 7, y los cauchos combinados preparados de acuerdo con
las formulaciones X, T y U mostradas en la Tabla 2 se vulcanizaron
y sus propiedades se evaluaron. Los resultados se muestran en
las
Tablas 6 y 7.
Tablas 6 y 7.
Todos estos cauchos combinados se mezclaron
usando una máquina amasadora mezcladora Banbury de 1,7 l, para la
preparación mediante descarga a una temperatura de
158-170ºC.
\newpage
| (Leyendas a la Tabla 2) |
| *1: \begin{minipage}[t]{142mm} Cantidad total de caucho de copolímero de estireno-butadieno y caucho con alto contenido de cis-butadieno o caucho natural\end{minipage} |
| *2: "DIABLACK N339", nombre comercial de Mitsubishi Chemical Co. |
| *3: "NIPSIL AQ", nombre comercial de Nippon Silica Co. |
| *4: "ECOBLACK CRX2002", nombre comercial de Cavot Co. |
| *5: "Si69" (bis-(3-trietoxisililpropil)tetrasulfano), nombre comercial de Degusa Co. |
| *6: \begin{minipage}[t]{142mm} "FUCCOLE AROMAX N^{o}3", nombre comercial de Fuji Kosan Co. (los valores son totales para la cantidad de aceite en el caucho extendido con aceite y la cantidad de aceite añadida durante la formulación)\end{minipage} |
| *7: "SHELLFLEX 680", nombre comercial de Showa Shell Oil Co. (los valores igual que previamente) |
| *8: \begin{minipage}[t]{142mm} "NOKURAKU 810NA" (N-fenil-N'-isopropil-p-fenilendiamina), nombre comercial de Ouchi Shinko Co.\end{minipage} |
| *9: "NOKUSERA CZ" (N-ciclohexil-2-benzotiadilsulfenamida), nombre comercial de Ouchi Shinko Co. |
| *10: "NOKUSERA D" (difenilguanidina), nombre comercial de Ouchi Shinko Co. |
| *) Ejemplo de Referencia |
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
| (Leyendas a las Tablas 3-7) |
| *1: Que contiene 70 partes en peso de caucho de copolímero y 26,25 partes en peso de aceite extendedor |
| *2: Nombre comercial "BR01", caucho con alto contenido de cis-butadieno de JSR Co. |
Las siguientes conclusiones pueden extraerse de
los resultados mostrados en las Tablas 3-7.
La comparación de las composiciones de caucho de
la invención que contienen el compatibilizador "b" a "h"
con las composiciones de los Ejemplos Comparativos
15-23 que no contienen compatibilizador y con las
composiciones del Ejemplo de Referencia 1 y el Ejemplo 7 que usan
el compatibilizador "a" muestra que la composición de caucho
de la invención tiene baja viscosidad de Mooney y una manejabilidad
satisfactoria para el caucho combinado, sin deterioro de las
propiedades de derrape en húmedo (una tan\delta (0ºC) alta),
mientras que también tiene un alto nivel de equilibrio entre la
baja pérdida por histéresis (tan \delta (60ºC) baja) y la
resistencia a la abrasión. Las composiciones de caucho de la
invención que emplean caucho de copolímero de
estireno-butadieno que contienen grupos
alcoxisililo y/o grupos amino tienen una manejabilidad
particularmente satisfactoria sin deterioro de las propiedades de
derrape en húmedo y una pérdida por histéresis baja y una
resistencia a la abrasión mejoradas adicionalmente.
En los Ejemplos Comparativos 22 y 23 que usan las
formulaciones T y U que contienen cantidades relativamente grandes
de agente de acoplamiento de silano que contiene azufre sin
inclusión de un compatibilizador, los cauchos combinados tenían una
viscosidad de Mooney alta y una escasa manejabilidad a una
temperatura de descarga alta de 170ºC durante la mezcladura,
mientras que en los Ejemplos 8-10, que eran
composiciones de caucho de acuerdo con la invención, los cauchos
combinados tenían una viscosidad de Mooney baja y una manejabilidad
satisfactoria incluso a una temperatura de descarga alta de 170ºC
durante la mezcladura, mientras que no exhibían deterioro de las
propiedades de derrape en húmedo y mantenían un alto nivel de
equilibrio entre la pérdida por histéresis baja y la resistencia a
la abrasión.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar una composición de caucho con excelente manejabilidad,
que dé productos vulcanizados con alta resistencia al derrape en
húmedo, baja resistencia a la rodadura y alta resistencia a la
abrasión, y un neumático con esas propiedades excelentes. La
composición de caucho comprende un caucho basado en dieno (a),
sílice (b) y un compatibilizador (c). Dicho compatibilizador (c) es
al menos uno seleccionado de entre (I) compuestos de aminosilano;
(II) compuestos que contienen grupos epoxi; (III)(IV) compuestos
que tienen un grupo amino o un enlace insaturado polimerizable,
junto con un grupo hidroxilo, un grupo epoxi, un enlace éter, un
grupo carboxilo, un enlace éster o un enlace insaturado
polimerizable en la molécula; (V) compuestos que contienen enlaces
éter y (VI) carboxilatos.
Claims (5)
1. Una composición de caucho que comprende un
caucho basado en dieno (a), sílice (b) en 5-100
partes en peso para 100 partes en peso de dicho caucho basado en
dieno (a) y un compatibilizador (c) en 0,1-20 partes
en peso para 100 partes en peso de dicha sílice (b),
caracterizada porque dicho compatibilizador (c) es al menos
uno seleccionado de entre:
(I) compuestos de aminosilano;
(II) compuestos que contienen grupos epoxi;
(III) compuestos con un grupo amino y un grupo
hidroxilo, un grupo amino y un grupo epoxi, un grupo amino y un
enlace éter, un grupo amino y un grupo carboxilo, un grupo amino y
un enlace éster o un grupo amino y un enlace insaturado
polimerizable en la molécula.
(IV) compuestos con un enlace insaturado
polimerizable y un grupo hidroxilo, un enlace insaturado
polimerizable y un grupo epoxi, un enlace insaturado polimerizable y
un enlace éter, un enlace insaturado polimerizable y un grupo
carboxilo o un enlace insaturado polimerizable y un enlace éster en
la molécula;
(V) compuestos que contienen enlaces éter; y
(VI) carboxilatos;
en donde dicho caucho basado en dieno (a)
contiene caucho de copolímero de estireno-butadieno
en 30-100% con respecto a dicho caucho basado en
dieno (a), y
dicho caucho de copolímero de
estireno-butadieno tiene
(i) un contenido de componente estirénico de
5-45% en peso;
(ii) un contenido de enlaces 1,2 butadiénicos de
10-80% en peso; y
(iii) una temperatura de transición vítrea de -70
a -10ºC; y
cualquiera de las condiciones seleccionadas de
las siguientes condiciones (iv-1),
(iv-2) y (iv-3):
(iv-1) un contenido de grupos
amino de 0,01-2,0 milimoles por 100 g de dicho
caucho de copolímero;
(iv-2) un contenido de grupos
alcoxisililo de 0,01-5,0 milimoles por 100 g de
dicho caucho de copolímero;
(iv-3) un contenido de grupos
alcoxisililo de 0,01-5,0 milimoles y un contenido de
grupos amino de 0,01-2,0 milimoles por 100 g de
dicho caucho de copolímero.
2. Una composición de caucho de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho compatibilizador (c) es al menos
uno seleccionado de entre los compuestos de (I), (II), (III), (IV) y
(V) previos.
3. Una composición de caucho de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho compatibilizador (c) es al menos
uno seleccionado de entre los compuestos de (I), (II), (III) y (IV)
previos.
4. Una composición de caucho de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene como una
carga negro de carbono en 2-100 partes en peso para
100 partes en peso de dicho caucho basado en dieno (a).
5. Un neumático caracterizado por poseer
bandas de rodadura producidas a partir de una composición de caucho
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
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