ES2269832T3 - Composicion elastomerica dcon cargas minerales. - Google Patents
Composicion elastomerica dcon cargas minerales. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2269832T3 ES2269832T3 ES03000034T ES03000034T ES2269832T3 ES 2269832 T3 ES2269832 T3 ES 2269832T3 ES 03000034 T ES03000034 T ES 03000034T ES 03000034 T ES03000034 T ES 03000034T ES 2269832 T3 ES2269832 T3 ES 2269832T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- elastomer
- group
- halobutyl
- compound
- additive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L15/00—Compositions of rubber derivatives
- C08L15/02—Rubber derivatives containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/544—Silicon-containing compounds containing nitrogen
- C08K5/5445—Silicon-containing compounds containing nitrogen containing at least one Si-N bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/26—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
- C08L23/28—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by reaction with halogens or compounds containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Tires In General (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Un procedimiento para preparar un elastómero de halobutilo con carga que comprende mezclar al menos un elastómero de halobutilo, al menos una carga mineral y una mezcla de al menos un compuesto de silazano y un aditivo que contiene al menos un grupo hidroxilo y al menos un grupo funcional que posee un grupo amina básico, en el que el aditivo posee una fórmula de HO-A-NH2, en la que A es un grupo alquileno de C1-C20 lineal o ramificado, y polimerizar el elastómero de halobutilo con carga resultante.
Description
Composición elastomérica con cargas
minerales.
La presente invención se refiere a elastómeros
de butilo halogenados con carga mineral, en particular a elastómeros
de bromobutilo (BIIR).
Se sabe que cargas de refuerzo tales como negro
de carbono y sílice mejoran mucho las propiedades de resistencia y
fatiga de los compuestos elastoméricos. También se sabe que se
produce una interacción química entre el elastómero y la carga. Por
ejemplo, la interacción entre negro de carbono y elastómeros
altamente insaturados como polibutadieno (BR) y copolímeros de de
estireno butadieno (SBR) se produce a causa del gran número de
dobles enlaces carbono-carbono presentes en estos
copolímeros. Los elastómeros de butilo pueden tener únicamente un
décimo, o menos, de los dobles enlaces
carbono-carbono que se encuentran en BR y SBR, y se
sabe que los compuestos hechos de elastómeros de butilo
interaccionan mal con el negro de carbono. Por ejemplo, un compuesto
preparado mezclando negro de carbono con una combinación de BR y
elastómeros de butilo tiene como resultado dominios de BR, que
contienen la mayoría del negro de carbono, y dominios de butilo que
contienen muy poco negro de carbono. También se sabe que los
compuestos de butilo presentan una mala resistencia a la
abrasión.
La solicitud de patente canadiense 2.293.149
muestra que es posible producir composiciones elastoméricas de
butilo cargadas con propiedades muy mejoradas mediante la
combinación de elastómeros de butilo con sílice y silanos
específicos. Estos silanos actúan como agentes de dispersión y de
unión entre el elastómero de butilo halogenado y la carga. Sin
embargo, una desventaja del uso de silanos es la evolución de
alcohol durante el procedimiento de fabricación y potencialmente
durante el uso del artículo fabricado producido a través de este
procedimiento. Además, los silanos incrementan de forma
significativa el coste del artículo fabricado resultante.
La solicitud de patente canadiense en
tramitación con la presente 2.339.080 describe compuestos
elastoméricos de halobutilo con carga que comprenden ciertos
compuestos orgánicos que contienen al menos un grupo básico que
contiene nitrógeno y al menos un grupo hidroxilo estimula la
interacción de elastómeros de halobutilo con negro de carbono y
cargas minerales, lo que tiene como resultado propiedades de
compuesto mejoradas tales como resistencia a la tracción y a la
abrasión (DIN). El documento EP-A-0
857 751 enseña una composición de goma que comprende un agente de
acoplamiento de silano específico.
La presente invención proporciona un
procedimiento para preparar composiciones que contienen elastómeros
de halobutilo, al menos una carga mineral y una mezcla de al menos
un compuesto de silazano y un aditivo que contiene un grupo
hidroxilo y un grupo funcional que contiene una amina básica como se
define en la reivindicación 1.
La invención también proporciona composiciones
de elastómero de halobutilo cargadas que comprenden elastómeros de
halobutilo, al menos una carga mineral y una mezcla de al menos un
compuesto de silazano y dicho aditi-
vo.
vo.
En particular, proporciona un medio para
producir tales composiciones cargadas sin la evolución de alcohol, y
a un coste significativamente reducido, en comparación con los
procedimientos conocidos en la técnica.
Sorprendentemente, se ha descubierto que las
mezclas de compuestos de silazano y dicho aditivo que contiene al
menos un grupo hidroxilo y un grupo funciona que contiene una amina
básica estimulan la interacción de elastómeros de halobutilo con
cargas minerales, lo que resulta en propiedades de compuesto
mejoradas tales como resistencia a la tracción y a la abrasión
(DIN). Se cree que los compuestos de silazano dispersan y unen
sílice a los elastómeros halogenados.
De acuerdo con esto, en otro aspecto la presente
invención proporciona un procedimiento que comprende mezclar un
elastómero de halobutilo con al menos una carga mineral, en
presencia de una mezcla de al menos un compuesto de silazano y dicho
aditivo que contiene al menos un grupo hidroxilo y un grupo
funcional que contiene una amina básica y curar el elastómero de
halobutilo con carga resultante. La composición resultante, que
posee propiedades mejoradas, forma otro aspecto de la invención.
Además, se ha encontrado que mezclas de
compuestos de silazano y dicho aditivo que contiene al menos un
grupo hidroxilo y un grupo funcional que contiene una amina básica
estimulan la interacción de elastómeros de halobutilo con cargas
minerales, lo que tiene como resultado en propiedades de compuesto
mejoradas tales como resistencia a la tracción y a la abrasión
(DIN).
De acuerdo con esto, en otro aspecto la presente
invención proporciona un procedimiento que comprende mezclar un
elastómero de halobutilo con al menos una carga mineral, en
presencia de una mezcla de al menos un compuesto de silazano y un
aditivo que contiene al menos un grupo hidroxilo y un grupo
funcional que contiene una amina básica, y curar el elastómero de
halobutilo con carga resultante. La composición resultante, que
posee propiedades mejoradas, forma otro aspecto de la invención.
El elastómero de halobutilo que se mezcla con la
carga mineral y el compuesto de silazano o mezcla de compuesto de
silazano y aditivo que contiene hidroxilo y amina puede ser una
mezcla con otro elastómero o compuesto elastomérico. El elastómero
de halobutilo debería constituir más del 5% de una mezcla tal.
Preferentemente, el elastómero de halobutilo debería constituir al
menos un 10% de una mezcla tal. En algunos casos se prefiere no
usar mezclas sino usar el elastómero de halobutilo como el único
elastómero. Sin embargo, si se tienen que usar mezclas el otro
elastómero puede ser, por ejemplo, goma natural, polibutadieno,
estireno-butadieno o poli-cloropreno
o un compuesto elastomérico que contiene uno o más de estos
elastómeros.
El elastómero de halobutilo con carga se puede
polimerizar para obtener un producto que posea propiedades
mejoradas, por ejemplo en la resistencia a la abrasión, la
resistencia a la rodadura y la tracción. La polimerización se puede
efectuar con azufre. La cantidad preferida de azufre se encuentra en
el intervalo de 0,3 a 2,0 partes en peso por cien partes de goma.
También se puede usar un activador, por ejemplo óxido de cinc, en
una cantidad en el intervalo de 0,5 partes a 2 partes en peso. Antes
de la polimerización también se pueden añadir al elastómero otros
ingredientes, por ejemplo ácido esteárico, antioxidantes o
aceleradores. A continuación se realiza la polimerización con azufre
del modo conocido. Véase, por ejemplo, el capítulo 2, "The
Compounding and Vulcanization of Rubber", de "Rubber
Technology", 3ª edición, publicada por Chapman & Hall, 1995,
cuya descripción se incorpora por referencia en relación a las
jurisdicciones que permiten este procedimientos.
También se pueden usar otros agentes de curado
que se sabe que polimerizan los elastómeros de halobutilo. Por
ejemplo se sabe que una serie de compuestos polimerizan los
elastómeros de halobutilo, tales como bis dieneofilos (por ejemplo
m-fenil-bis-maleinimida,
HVA2), resinas fenólicas, aminas, aminoácidos, peróxidos, óxido de
cinc y similares. También se pueden usar combinaciones de los
agentes de curado mencionados anteriormente.
El elastómero de halobutilo con carga mineral de
la invención se puede mezclar con otros elastómeros o compuestos
elastoméricos antes de que se someta a polimerización con azufre.
Esto se discute más adelante en la presente.
La frase "elastómero(s) de
halobutilo" como se usa en la presente memoria descriptiva se
refiere a un elastómero de butilo clorado o bromado. Se prefieren
los elastómeros de butilo bromados y la invención se ilustra, a modo
de ejemplo, con referencia a tales elastómeros de bromobutilo. Sin
embargo, debería entenderse que la invención se extiende hasta el
uso de elastómeros de butilo clorados.
Por tanto, los elastómeros de halobutilo
adecuados para usar en la práctica de esta invención incluyen,
entre otros, elastómeros de butilo bromados. Tales elastómeros
pueden obtenerse mediante brominación de goma de butilo (que es un
copolímero de una isoolefina, normalmente isobutileno y un
comonómero que normalmente es una diolefina conjugada de C_{4} a
C_{6}, preferentemente isopreno-(copolímeros bromados de
isobuteno-isopreno BIIR)). Sin embargo pueden usarse
comonómeros distintos a las diolefinas conjugadas, y se hace mención
a los comonómeros aromáticos de vinilo sustituidos con alquilo tales
como estireno sustituido con alquilo
C_{1}-C_{4}. Un ejemplo de tal elastómero que
está disponible comercialmente es el copolímero de metilestireno
isobutileno bromado (BIMS) en el que el comonómero es
p-metilestireno.
Normalmente los elastómeros de butilo bromados
comprenden en el intervalo de 0,1 a 10 porcentaje en peso de
unidades repetidas derivadas de diolefina (preferentemente isopreno)
y en el intervalo de 90 a 99,9 porcentaje en peso de unidades
repetidas derivadas de isoolefina (preferentemente isobutileno)
(sobre la base del contenido en hidrocarburos del polímero) y en el
intervalo de 0,1 a 9 porcentaje en peso de bromo (sobre la base del
polímero de bromobutilo). Un polímero de bromobutilo típico posee un
peso molecular, expresado como la viscosidad de Money de acuerdo con
la DIN 53 523 (ML 1 + 8 a 125ºC), en el intervalo de 25 a 60.
Para usar en la presente invención, el
elastómero de butilo bromado preferentemente contiene en el
intervalo de 0,5 a 5 porcentaje en peso de unidades repetidas
derivadas de isopreno (sobre la base del contenido en hidrocarburos
del polímero) y en el intervalo de 95 a 99,5 porcentaje en peso de
unidades repetidas derivadas de isobutileno (sobre la base del
contenido en hidrocarburos del polímero) y en el intervalo de 0,2 a
3 porcentaje en peso, preferentemente de 0,75 a 2,3 porcentaje en
peso, de bromo (sobre la base del polímero de butilo bromado).
Al elastómero de butilo bromado se puede añadir
un estabilizante. Entre los estabilizantes adecuados se incluyen
estearato de calcio y aceite de soja epoxidizado, preferentemente
usado en una cantidad en el intervalo de 0,5 a 5 partes en peso por
100 partes en peso de la goma de butilo bromada (phr).
Entre los ejemplos de elastómeros de butilo
bromados adecuados se incluyen Bayer Bromobutyl® 2030, Bayer
Bromobutyl® 2040 (BB2040) y Bayer Bromobutyl® X2 disponibles
comercialmente en Bayer. El Bayer BB2040 posee una viscosidad de
Mooney (ML 1+8 @ 125ºC) DE 39 \pm 4, un contenido en bromo de 2,0
\pm 0,3%p y un peso molecular aproximado de 500.000 gramos por
mol.
El elastómero de butilo bromado usado en el
procedimiento de esta invención también puede ser un copolímero
injertado de una goma de butilo bromado y un polímero basado en un
monómero de diolefina conjugada. Nuestra solicitud de patente
canadiense en tramitación con la presente 2.279.085 está dirigida
hacia un procedimiento para preparar tales copolímeros injertados
mediante la mezcla de goma de butilo bromado sólido con un polímero
sólido basado en un monómero de diolefina conjugada que también
incluye algunos enlaces
C-S-(S)_{n}-C, donde n es
un número entero de 1 a 7, y la mezcla se lleva a cabo a una
temperatura superior a 50ºC y durante un tiempo suficiente para
producir injertos. La descripción de esta solicitud se incorpora en
la presente memoria descriptiva en referencia. El elastómero de
bromobutilo del copolímero injertado puede ser cualquiera de los
descritos anteriormente. Generalmente, las diolefinas conjugadas que
se pueden incorporar en el copolímero injertado poseen la fórmula
estructural:
R --- CH
\biequal
\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{1} }} ---
\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{11} }} \biequal
CH_{2}
en la que R es un átomo de
hidrógeno o un grupo alquilo que contiene de 1 a 8 átomos de carbono
y en la que R_{1} y R_{11} pueden ser iguales o diferentes y se
seleccionan del grupo compuesto por átomos de hidrógeno y grupos
alquilo que contienen de 1 a 4 átomos de carbono. Algunos ejemplos
no limitantes representativos de diolefinas conjugadas adecuadas
incluyen 1,3-butadieno, isopreno,
2-metil-1,3-pentadieno,
4-butil-1,3-pentadieno,
2,3-dimetil-1,3-pentadieno,
1,3-hexadieno, 1,3-octadieno,
2,3-dibutil-1,3-pentadieno,
2-etil-1,3-pentadieno,
2-etil-1,3-butadieno
y similares. Se prefieren los monómeros de diolefina conjugada que
contienen de 4 a 8 átomos de carbono, siendo especialmente
preferidos 1,3-butadieno e
isopreno.
El polímero basado en un monómero de dieno
conjugado puede ser un homopolímero, o un copolímero de dos o más
monómeros de dieno conjugado, o un copolímero con un monómero
aromático de vinilo.
Los monómeros aromáticos de vinilo que
opcionalmente se pueden usar se seleccionan de forma que se puedan
copolimerizar con los monómeros de diolefina conjugados que se está
empleando. En general se puede usar cualquier monómero aromático de
vinilo que se sabe que polimeriza con iniciadores de metales
órgano-alcalinos. Normalmente, tales monómeros
aromáticos de vinilo contienen átomos de carbono en el intervalo de
8 a 20, preferentemente de 8 a 14 átomos de carbono. Algunos
ejemplos de monómeros aromáticos de vinilo que se pueden
copolimerizar de este modo incluyen estireno, alfa metil estireno,
varios alquil estirenos, incluidos p-metilestireno,
p-metoxi estireno, 1-vinilnaftaleno,
2-vinilnaftaleno, 4-vinil tolueno y
similares. Se prefiere el estireno para la copolimerización con
1,3-butadieno solo o para la terpolimerización con
1,3-butadieno e isopreno.
El elastómero de butilo halogenado se puede usar
solo o en combinación con otros elastómeros tales como:
- BR
- polibutadieno
- ABR
- butadieno/copolímeros de acrilato de alquilo C_{1}-C_{4}
- CR
- policloropreno
- IR
- poliisopreno
- SBR
- estireno/copolímeros de butadieno con contenido en estireno de 1 a 60, preferentemente de 20 a 50%p
- IIR
- copolímeros de isobutileno/isopreno
- NBR
- butadieno/copolímeros de acrilonitrilo con contenido en acrilonitrilo de 5 a 60, preferentemente de 10 a 40 p%
- HNBR
- NBR parcialmente hidrogenado o completamente hidrogenado
- EPDM
- copolímeros de etileno/propileno/dieno
La carga está compuesta por partículas de un
mineral y entre los ejemplos se incluyen sílice, silicatos, arcilla
(tal como bentonita), yeso, aluminio, dióxido de titanio, talco y
similares, así como mezclas de los mismos.
Otros ejemplos son:
- -
- Sílices altamente dispersas, preparadas, por ejemplo, mediante precipitación de soluciones de silicato o hidrólisis de llama de haluros de silicio, con áreas de superficie específicas de 5 a 1000, preferentemente de 20 a 400 m^{2}/g (área de superficie específica BET), y con tamaños de partícula primaria de 10 a 400 nm; las sílices pueden también estar presentes opcionalmente como óxidos mixtos con otros óxidos metálicos tales como los de Al, Mg, Ca, Ba, Zn, Zr y Ti;
- -
- Silicatos sintéticos, tales como silicato de aluminio y silicato de metal alcalino térreo como
- -
- Silicato de magnesio o silicato de calcio, como áreas de superficie específicas BET de 20 a 400 m^{2}/g y diámetros de partícula primaria de 10 a 400 nm;
- -
- Silicatos naturales, tales como caolín y otras sílices naturales;
- -
- Fibras de vidrio y productos de fibra de vidrio (mantas, extruídos) o microesferas de vidrio;
- -
- Óxidos metálicos, tales como óxido de cinc, óxido de calcio, óxido de magnesio y óxido de aluminio;
- -
- Carbonatos metálicos, tales como carbonato de magnesio, carbonato de calcio y carbonato de cinc;
- -
- Hidróxidos metálicos, por ejemplo hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio; o combinaciones de los mismos.
Estas partículas minerales poseen grupos
hidroxilo en su superficie, lo que las convierte en hidrófilas y
oleófobas. Esto exacerba la dificultad de conseguir una buena
interacción entre las partículas de carga y el elastómero de butilo.
Para muchos fines, el mineral preferido es sílice, especialmente
sílice preparada mediante la precipitación de dióxido de carbono de
silicato de sodio.
Las partículas de sílice amorfa seca adecuadas
para usar de acuerdo con la invención poseen un tamaño de partícula
medio del aglomerado dentro del intervalo de 1 a 100 micrómetros,
preferentemente entre 10 y 50 micrómetros y, más preferentemente,
entre 10 y 25 micrómetros. Se prefiere que menos del 10 por ciento
en volumen de las partículas de aglomerado tengan un tamaño por
debajo de 5 micrómetros o por encima de 50 micrómetros. Además, una
sílice amorfa seca adecuada posee un área de superficie BET, medida
de acuerdo con la DIN (Norma Industrial Alemana) 66131, de entre 50
y 450 metros cuadrados por gramo y una absorción DBP, medida de
acuerdo con la DIN 53601, de entre 150 y 400 gramos por 100 gramos
de sílice, y una pérdida por desecación, medida de acuerdo con la
DIN ISO 787/11, de 0 a 10 por ciento en peso. Cargas de sílice
adecuadas están disponibles con las marcas HiSil® 210, HiSil® 233 y
HiSil® 243, de PPG Industries Inc. También existen Vulkasil® S y
Vulkasil® N, de Bayer AG.
Esas cargas minerales se pueden usar en
combinación con cargas no minerales conocidas tales como
- -
- negros de carbono; los negros de carbono a usar en la presente se preparan mediante el procedimiento con negro de humo, negro de horno o negro gas y poseen áreas de superficie BET de 20 a 200 m^{2}/g, por ejemplo negros de carbono SAF, ISAF, HAF, FEF o GPF;
o
- -
- geles de goma, especialmente los basados en polibutadieno, copolímeros de butadieno-estireno, copolímeros de butadieno/acrilonitrilo y policloropreno.
Normalmente las cargas no minerales no se usan
como carga en las composiciones elastoméricas de halobutilo de la
invención, aunque en algunas formas de realización pueden estar
presentes en una cantidad de hasta 40 phr. Se prefiere que la carga
mineral constituya al menos un 55% en peso de la cantidad total de
la carga. Si la composición elastomérica de halobutilo de la
invención se mezcla con otra composición elastomérica, la otra
composición puede contener cargas minerales y/o no minerales.
El compuesto de silazano puede tener uno o más
grupos de silazano, por ejemplo disilazanos. Se prefieren los
compuestos de silazano orgánicos. Los ejemplos incluyen, entre
otros, hexametildisilazano, heptametildisilazano,
1,1,3,3-tetrametildisilazano,
1,3-bis(clorometil)tetrametildisilazano,
1,3-divinil-1,1,3,3-tetrametildisilazano
y 1,3-difeniltetrametildisilazano.
Ejemplos de aditivos que proporcionan
propiedades físicas aumentadas a las mezclas de elastómeros de
halobutilo, carga y silazanos orgánicos incluyen proteínas, ácido
aspártico, ácido 6-aminocaproico, dietanolamina y
trietanolamina. Dicho aditivo que contiene hidroxilo u amina
esencialmente presente contiene un grupo alcohol primario y un grupo
amina separados por puentes de metileno, que pueden ser ramificados,
Los compuestos tienen la fórmula general
HO-A-NH_{2}; en la que A
representa un grupo alquileno de C1 a C20, que puede ser lineal o
ramificado.
Más preferentemente, el número de grupos
metileno entre los dos grupos funcionales deberá estar en el
intervalo de 1 a 4. Entre los ejemplos de aditivos preferidos se
incluyen monoetanolamina y
N,N-dimetilaminoalcohol.
La cantidad de carga a incorporar en el
elastómero de halobutilo puede variar entre amplios límites. Las
cantidades típicas de carga varían de 20 partes a 250 partes en
peso, preferentemente de 30 partes a 100 partes, más preferentemente
de 40 a 80 partes por cien partes de elastómero. La cantidad de
compuesto silazano normalmente está en el intervalo de 0,5 a 10
partes por cien partes de elastómero, preferentemente de 1 a 6, más
preferentemente de 2 a 5 partes por cien partes de elastómero. La
cantidad de aditivo que contiene hidroxilo y amina usada junto con
el compuesto silazano normalmente se encuentra en el intervalo de
0,5 a 10 partes por cien partes de elastómero, preferentemente de 1
a 3 partes por cien partes de elastómero.
Además, puede haber hasta 40 partes de aceite de
procesamiento, preferentemente de 5 a 20 partes, por cien partes de
elastómero. Además, puede haber un lubricante, por ejemplo un ácido
graso tal como ácido esteárico, en una cantidad de hasta 3 partes en
peso, más preferentemente en una cantidad de hasta 2 partes en
peso.
El/los elastómero(s), carga(s) y
silazano(s) o mezclas de aditivo que contiene
silazano/hidroxilo y amina se mezclan, de forma adecuada a una
temperatura en el intervalo de 25 a 200ºC. Se prefiere que la
temperatura en una de las etapas de mezclado sea superior a 60ºC y
particularmente se prefiere una temperatura en el intervalo de 90 a
150ºC. Normalmente, el tiempo de mezclado no excede de una hora;
normalmente es adecuado un tiempo en el intervalo de 2 a 30 minutos.
El mezclado se lleva a cabo de forma adecuada en un mezclador de dos
rodillos, que proporciona una buena dispersión de la carga dentro
del elastómero. La mezcla también se puede llevar a cabo en un
mezclador Banbury o en un mezclador interno miniatura tipo Haake o
Brabender. Un extrusor también proporciona una buena mezcla y tiene
la ventaja adicional de que permite tiempos de mezclado más cortos.
También es posible llevar a cabo el mezclado en dos o más etapas.
Además, el mezclado se puede llevar a cabo en aparatos diferentes,
por ejemplo una etapa se puede llevar a cabo en un mezclador interno
y otra en un extrusor.
La interacción incrementada entre la carga y el
elastómero de halobutilo tiene como resultado propiedades mejoradas
para el elastómero con carga. Estas propiedades mejoradas incluyen
resistencia a la tracción superior, una resistencia a la abrasión
mayor, menor permeabilidad y mejores propiedades dinámicas. Estos
convierten a los elastómeros con carga en particularmente adecuados
para una serie de aplicaciones, incluidas, entre otras, el uso en
bandas de rodadura de neumáticos, paredes laterales de los
neumáticos y revestimientos interiores de neumáticos, revestimientos
de tanques, mangueras, cilindros, cintas transportadoras, cuchillas
de polimerización, mascarillas de gas, envases y juntas
farmacéuticos.
En una forma de realización preferida de la
invención, la mezcla de elastómero de bromobutilo, partículas de
sílice, compuesto de silazano o de aditivo que contiene
silazano/hidroxilo y amina y, opcionalmente, aceite diluyente de
procesamiento, se mezclan en un triturador de dos rodillos a una
temperatura de trituración nominal de 25ºC. El compuesto mezclado se
introduce a continuación en un triturador de dos rodillos y se
mezcla a una temperatura superior a 60ºC. Se prefiere que la
temperatura de la mezcla no sea tan elevada, y más preferentemente
que no exceda los 150ºC, dado que temperaturas superiores pueden
hacer que la polimerización progrese indeseablemente lejos y, por
tanto, impida el posterior procesamiento. El producto de la mezcla
de estos cuatro ingredientes a una temperatura no superior a 150ºC
es un compuesto que posee buenas propiedades tensión/deformación y
que pude procesarse con facilidad más en un triturador templado con
la adición de agentes polimerizantes.
Las composiciones de goma de halobutilo con
carga de la invención, y en particular las composiciones de goma de
bromobutilo con carga, tienen muchos usos, pero cabe mencionar el
uso en las composiciones para bandas de rodadura de neumáticos. Las
características importantes de una composición de bandas de rodadura
de neumáticos son que debe tener una baja resistencia a la rodadura,
buena tracción, particularmente en húmedo, y buena resistencia a la
abrasión de forma que sea resistente al desgaste. Las composiciones
de la invención exhiben estas propiedades deseables. Por tanto, un
indicador de tracción es tan \delta a 0ºC, con un tan \delta
elevado a 0ºC que correlaciona con una buena tracción. Un indicador
de la resistencia a la rodadura es tan \delta a 60ºC, con un tan
\delta bajo a 60ºC que correlaciona con una resistencia a la
rodadura baja. La resistencia a la rodadura es una medida de la
resistencia al movimiento hacia delante de la rueda, y se desea una
resistencia baja a la rodadura para reducir el consumo de
combustible. Los valores bajos del módulo de pérdidas a 60ºC también
son indicativos de baja resistencia a la rodadura. Como se demuestra
en los ejemplos que se indican más adelante, las composiciones de la
invención muestran una tan \delta elevada a 0ºC, una tan \delta
baja a 60ºC y un módulo de pérdidas bajo a 60ºC.
La invención además se ilustra en los siguientes
ejemplos.
DIN 53-516 (papel de lija de 60
grit)
Las pruebas dinámicas (tan \delta a 0ºC y
60ºC, módulo de pérdida a 60ºC) se llevaron a cabo usando el GABO.
El GABO es un analizador mecánico dinámico para caracterizar las
propiedades de materiales elastoméricos vulcanizados. Las
propiedades mecánicas dinámicas dan una medida de la tracción y la
mejor tracción se suele obtener con valores elevados de tan \delta
a 0ºC. Los valores bajos de tan \delta a 60ºC, y en particular los
módulos de pérdida bajos a 60ºC son indicadores de una resistencia a
la rodadura baja. Las mediciones de RPA se obtuvieron con el uso de
un Alpha Technologies RPA 2000 en funcionamiento a 100ºC a una
frecuencia de 6 cpm. Los barridos de deformación se midieron a
deformaciones de 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50 y 90º.
Reómetro ASTM D 52-89 MDR2000E a
1º arco y 1,7 Hz.
Hi-Sil®
233-sílice-producto de PPG
Sunpa® 2280-aceite parafínico
producido por Sun Oil
Maglite® D-óxido de magnesio producido por CP
Hall
La mezcla de elastómero de butilo bromado (en
todos los casos Bromobutil 2030® comercial de Bayer) sílice, aceite
y silazano o aditivo que contiene silazano/hidroxilo y amina se
mezclaron en:
- i)
- un mezclador interno tangencial Banbury a 77 rpm mientras se regula térmicamente con el uso de un conjunto Mokon a 40ºC. Los compuestos se mezclaron durante un total de 6 minutos. La temperatura de la goma final varió de 140ºC a 180ºC.
- ii)
- un triturador de dos rodillos de 15,24 cm X 30,48 cm con los rodillos funcionado a 24 y 32 rpm. El rodillo del triturador se estableció a 25ºC, con un tiempo de incorporación total de 10 minutos. A continuación, los compuestos mezclados se "trataron con calor" durante otros 10 minutos, con la temperatura del rodillo a 110ºC. La temperatura del goma fina fue de 125ºC. A continuación se añadieron agentes polimerizantes a la muestra enfriada con el triturador a 25ºC.
(Comparación)
El efecto de la incorporación de silazano en
compuestos de elastómero de butilo halogenado/sílice se investigó a
través de la formulación de varios compuestos de los cuales se
incorporó hexametildisilazano (HMDZ) como el compuesto silazano.
Para comparar también como compuesto control se preparó un compuesto
de elastómero de butilo halogenado/sílice sin silazano.
La goma de isobutileno isopreno bromado (BIIR)
se mezcló con el silazano y 60 partes por cien de goma (phr) de
carga de sílice (HiSil® 233) en un mezclador tangencial Banbury en
las condiciones de mezclado descritas anteriormente. A continuación,
a cada uno de los compuestos se añadieron agentes polimerizantes
idénticos (1 phr de ácido esteárico, 0,5 phr de azufre y 1,5 phr de
ZnO) en un triturador frío. Después los compuestos se polimerizaron
para t_{c}(90) + 10 minutos a 170ºC (para la prueba de
abrasión DIN) o para t_{c}(90) + 5 minutos a 170ºC y se
analizaron. Las Tablas 1 y 2 proporcionan las composiciones del
producto y datos de la propiedad física para los compuestos que
contienen HMDZ y para un compuesto que no contiene ningún agente
ligante de la carga.
Los datos de la Tabla 1 muestran con claridad el
efecto de añadir HDMZ para ayudar en el ligado y dispersión de la
carga silícea en el elastómero de butilo bromado. La proporción
M300/M100 normalmente se usa como una medida relativa del grado de
refuerzo de la carga en un compuesto elastomérico (cuanto más
elevada sea la proporción mayor es el refuerzo). Mientras que el
M300/M100 para el compuesto 1d sin HMDZ (el ejemplo 1d se usará en
la presente memoria descriptiva como el compuesto control para el
resto de los ejemplos) es 1,97, los valores de M300/M100 para los
compuestos que contienen HMDZ varían de 3,76 a 4,13 (véase la
figura 1). El valor del módulo complejo (G*, MPa) a deformaciones
bajas obtenido de las mediciones de RPA normalmente se usa como
medida relativa del grado de refuerzo de la carga en un compuesto
elastomérico (cuanto menor sea el valor de G*, mayor será el grado
de dispersión de la carga). De los datos de la Tabla 1 queda claro
que se observa una mejora significativa en la dispersión de la carga
sobre la adición de HMDZ a los compuestos de goma de butilo
bromado/sílice. Específicamente, para el compuesto control, el valor
G* es 2934 MPa, mientras que para los compuestos que contienen HMDZ
este valor varía de 365 a 631 MPa (véase la Figura 2).
Es importante el hecho de que los datos de la
Tabla 1 también muestran que la mejora en la dispersión y ligado de
la carga no afecta a la procesabilidad global del compuesto
resultante. Al examinar los datos de Vulcanización de Mooney
presentados en la Tabla 1 y la Figura 3, se puede observar que la
incorporación de HMDZ en estos compuestos de goma de butilo
bromado/sílice mejora significativamente la seguridad frente a la
vulcanización (es decir, incrementa en los tiempos t03).
En relación con el rendimiento de estos
compuestos en bandas de rodadura de neumáticos, se indican los
valores tan \delta a 0ºC y 60ºC así como los valores del módulo de
pérdida (G'', MPa) a 60ºC. Específicamente, los valores tan \delta
elevados a 0ºC son indicativos de buena tracción, mientras que los
valores tan \delta bajos a 60ºC y los valores bajos de G'' a 60ºC
son indicativos de una resistencia a la rodadura baja. De los datos
presentados en la Tabla 2 se observan los efectos positivos de HMDZ
sobre el valor tan \delta a 0ºC y el valor G'' a 60ºC. Mientras
que el compuesto control posee un tan \delta (0ºC) de 0,23 y G''
(60ºC) de 3,33 MPa, los compuestos que contienen HDMZ poseen valores
de tan \delta (0ºC) variables de 0,49 a 0,88 y valores de G''
(60ºC) variables de 0,93 a 1,98 MPa.
La solicitud de patente canadiense en
tramitación con la presente 2.339.080 ilustra la utilidad de los
aditivos que contienen al menos un grupo hidroxilo y al menos un
sustituyente que lleva un grupo de amina básica en la dispersión y
refuerzo de la sílice en los compuestos elastoméricos de butilo
halogenados. Dado el efecto positivo observado con la introducción
de HMDZ en los compuestos de elastómero de butilo halogenados/sílice
se analizaron las mezclas de HMDZ y aditivos que contienen hidroxilo
y amina del tipo descrito anteriormente. Este ejemplo investiga el
efecto de la incorporación de mezclas de HMDZ y monoetanolamina
(MEA) EN compuestos elastoméricos de butilo halogenados/sílice
preparados en un mezclador interno Banbury.
La goma de isobutileno isopreno bromado (BIIR)
se mezcló con los aditivos y 60 partes por cien de goma (phr) de la
carga de sílice (HiSil®233) en un mezclador tangencial Banbury en
las condiciones de mezclado descritas anteriormente. A continuación
se añadieron a cada uno de los compuestos ingredientes
polimerizantes idénticos (1 phr de ácido esteárico, 0,5 phr de
azufre y 1,5 phr de ZnO) en un triturador frío. Después los
compuestos se polimerizaron para t_{c}(90) + 10 minutos a
170ºC (para la prueba de abrasión DIN) o para t_{c}(90) + 5
minutos a 170ºC y se analizaron. Las Tablas 3 y 4 proporcionan las
composiciones del producto y datos de la propiedad física para los
compuestos que contienen HMDZ/MEA y para un compuesto que contiene
sólo MEA.
Los datos de la Tabla 3 muestran con claridad el
efecto de añadir HDMZ y MEA para ayudar en el ligado y dispersión de
la carga silícea en el elastómero de butilo bromado. Mientras que el
M300/M100 para el compuesto control ES 1,97, los compuestos que
contienen HMDZ y MEA poseen valores de M300/M100 variables de 2,79
a 4,30 (véase la figura 4). Además, se observa una mejora
significativa de la dispersión de la carga tras la adición de HMDZ y
MEA a los compuestos de goma de butilo bromado/sílice.
Específicamente, para el compuesto control, el valor G* es 2934 MPa,
mientras que para los compuestos que contienen HMDZ y MEA, este
valor varía de 304 a 1609 MPa (véase la Figura 5). Se ha observado
que la incorporación de 2,9 phr y 2,2 phr de MEA o 2,9 phr de HMDZ y
1,1 phr de MEA mejora el grado de dispersión de la carga por encima
de lo observado para el compuesto que contiene únicamente MEA.
Aunque los datos de la Tabla 3 sugieren que la
adición de HMDZ en compuestos de elastómero de butilo
halogenado/sílice/MEA disminuye los valores de M300/M100 e
incrementa la pérdida de volumen por abrasión DIN, es importante
destacar la mejora significativa en la seguridad frente a la
vulcanización como muestra los tiempos t03 aumentados.
De los datos presentados en la Tabla 4 se
observan los efectos positivos de HDMZ y MEA sobre el valor tan
\delta a 0ºC y el valor G'' a 60ºC. Mientras que el compuesto
control posee un valor tan \delta (0ºC) de 0,23 y G'' (60ºC) de
3,33, MPa, los compuestos que contienen HDMZ y MEA poseen valores de
tan \delta variables de 0,43 a 0,85 y valores de G'' (60ºC)
variables de 1,10 a 2,39 MPa. Además, los compuestos que contienen
2,9 phr de HMDZ y 2,2 phr de MEA y los compuestos que contienen 2,9
phr de HMDZ y 1,1 phr de MEA poseen valores de tan \delta (0ºC) y
G'' (60ºC) superiores a los que posee el compuesto elastómero de
butilo halogenado/sílice que sólo contiene MEA.
Este ejemplo investiga el efecto de incorporar
mezclas de HMDZ y monoetanolamina (MEA) en compuestos de elastómero
de butilo halogenado/sílice preparados en un triturador de 15,24 x
30,48.
Goma de isobutileno isopreno bromado (BIIR) se
mezcló con los aditivos y 60 partes por cien de goma (phr) de carga
de sílice (HiSil® 233) en un triturador de 15,24 x 30,48 en las
condiciones de mezclado descritas anteriormente. A continuación, a
cada uno de estos compuestos se añadieron idénticos agentes de
curado (1 phr de ácido esteárico, 0,5 phr de azufre y 1,5 phr de
ZnO) en un triturador frío. Después, los compuestos se polimerizaron
durante t_{c}(90) + 10 minutos a 170ºC (para la prueba de
abrasión DIN) o t_{c}(90) + 5 minutos a 170ºC y se
analizaron. Las Tablas 5 y 6 indican las composiciones del producto
y los datos de propiedades físicas para los compuestos que contienen
HMDZ/MEA y para un compuesto que contiene únicamente MEA.
Los datos de la Tabla 5 muestran con claridad el
efecto de añadir HDMZ y MEA para ayudar en el ligado y dispersión de
la carga en el elastómero de butilo bromado. Aunque la M300/M100
para el compuesto control es 1,97, los compuestos que contienen HMDZ
y MEA poseen valores de M300/M100 que varían de 4,02 a 6,00 (véase
la figura 6). Además, al añadir HMDZ y MEA a los compuestos de goma
de butilo bromado/sílice se observa una mejora significativa en la
dispersión de la carga. Específicamente, para el compuesto control,
el valor G* es 2934 MPa, mientras que para los compuestos que
contienen HMDZ y MEA este valor varía de 256 a 538 MPa (véase la
Figura 7). Se ha observado que la incorporación de HMDZ junto con
MEA mejora tanto el grado de refuerzo (M300/M100) y de la dispersión
de la carga (G* a deformaciones bajas) sobre lo observado para el
compuesto que sólo contiene MEA.
Los datos de la Tabla 5 también sugieren que la
adición de HMDZ en compuestos de elastómero de butilo
halogenado/sílice/MEA disminuye la pérdida de volumen por abrasión
cuando se compara con el compuesto control y con el compuesto que
sólo contiene MEA.
De los datos presentados en la Tabla 6 se
observan los efectos positivos de HMDZ y MEA sobre el valor tan
\delta a 0ºC y el valor G'' a 60ºC. Mientras que el compuesto
control posee un tan \delta (0ºC) de 0,23 y un G'' (60ºC) de 3,33
MPa, los compuestos que contienen HDMZ y MEA poseen valores de tan
\delta (0ºC) variables de 0,50 a 0,86 y valores de G'' (60ºC)
variables de 0,69 a 1,78 MPa. Además, los compuestos que contienen
HMDZ y MEA poseen valores de tan \delta (0ºC) y G'' (60ºC)
superiores a los que posee el compuesto elastómero de butilo
halogenado/sílice que sólo contiene MEA.
Este ejemplo investiga el efecto de incorporar
mezclas de HMDZ y N,N-dimetilaminoetanol (DMAE) en
compuestos de elastómero de butilo halogenado/sílice preparados en
un Banbury.
Goma de isobutileno isopreno bromado (BIIR) se
mezcló con los aditivos y 60 partes por cien de goma (phr) de carga
de sílice (HiSil® 233) en un mezclador tangencial Banbury en las
condiciones de mezclado descritas anteriormente. A continuación, a
cada uno de estos compuestos se añadieron idénticos agentes
polimerizantes (1 phr de ácido esteárico, 0,5 phr de azufre y 1,5
phr de ZnO) en un triturador frío. Después, los compuestos se
polimerizaron durante t_{c}(90) + 10 minutos a 170ºC (para
la prueba de abrasión DIN) o t_{c}(90) + 5 minutos a 170ºC
y se analizaron. Las Tablas 7 y 8 indican las composiciones del
producto y los datos de propiedades físicas para los compuestos que
contienen HMDZ/MEA y para un compuesto que contiene únicamente
DMAE.
Los datos de la Tabla 7 muestran con claridad el
efecto de añadir HDMZ y DMAE para ayudar en el ligado y dispersión
de la carga en el elastómero de butilo bromado. Aunque la M300/M100
para el compuesto control es 1,97, los compuestos que contienen HMDZ
y DMAE poseen valores de M300/M100 que varían de 2,93 a 4,27
(véase la figura 8). Además, al añadir HMDZ y DMAE a los compuestos
de goma de butilo bromado/sílice se observa una mejora significativa
en la dispersión de la carga. Específicamente, para el compuesto
control, el valor G* es 2934 MPa, mientras que para los compuestos
que contienen HMDZ y DMAE este valor varía de 227 a 1056 MPa (véase
la Figura 9). Se ha observado que la incorporación de 2,9 phr de
HMDZ y de 3,2 de DMAE o 2,9 de HMDZ y de 1,6 de DMAE mejora el
grado de dispersión de la carga sobre lo observado para el
compuesto que sólo contiene DMAE.
Aunque los datos de la Tabla 7 sugieren que la
adición de HMDZ en compuestos de elastómero de butilo
halogenado/sílice/DMAE disminuye los valores de M300/M100 e
incrementa la pérdida de volumen por abrasión DIN, es importante
destacar la mejora significativa en la seguridad frente a la
vulcanización como muestra los tiempos t03 aumentados que poseen
estos compuestos.
De los datos presentados en la Tabla 8 se
observan los efectos positivos de HMDZ y DMAE sobre el valor tan
\delta a 0ºC y el valor G'' a 60ºC. Mientras que el compuesto
control posee un tan \delta (0ºC) de 0,23 y un G'' (60ºC) de 3,33
MPa, los compuestos que contienen HDMZ y DMAE poseen valores de tan
\delta (0ºC) variables de 0,45 a 0,82 y valores de G'' (60ºC)
variables de 0,48 a 2,31 MPa. Además, los compuestos que contienen
2,9 phr de HMDZ y de 3,2 phr de DMAE o 2,9 phr de HMDZ y de 1,6 phr
de DMAE poseen valores tan \delta (0ºC) y G'' (60ºC) superiores a
los que posee el compuesto de elastómero de butilo halogenado/sílice
que sólo contiene DMAE.
Este ejemplo investiga el efecto de incorporar
mezclas de HMDZ y N,N-dimetilaminoetanol (DMAE) en
compuestos de elastómero de butilo halogenado/sílice preparados en
un triturador de 15,24 x 30,48 cm.
Goma de isobutileno isopreno bromado (BIIR) se
mezcló con los aditivos y 60 partes por cien de goma (phr) de carga
de sílice (HiSil® 233) en un triturador de 15,24 x 30,48 en las
condiciones de mezclado descritas anteriormente. A continuación, a
cada uno de estos compuestos se añadieron idénticos agentes de
curado (1 phr de ácido esteárico, 0,5 phr de azufre y 1,5 phr de
ZnO) en un triturador frío. Después, los compuestos se polimerizaron
durante t_{c}(90) + 10 minutos a 170ºC (para la prueba de
abrasión DIN) o t_{c}(90) + 5 minutos a 170ºC y se
analizaron. Las Tablas 9 y 10 indican las composiciones del producto
y los datos de propiedades físicas para los compuestos que contienen
HMDZ/DMAE y para un compuesto que contiene únicamente DMAE.
Los datos de la Tabla 9 muestran con claridad el
efecto de añadir HDMZ y DMAE para ayudar en el ligado y dispersión
de la carga en el elastómero de butilo bromado. Aunque la M300/M100
para el compuesto control es 1,97, los compuestos que contienen HMDZ
y DMAE poseen valores de M300/M100 que varían de 4,41 a 6,55
(véase la figura 10). Además, al añadir HMDZ y DMAE a los compuestos
de goma de butilo bromado/sílice se observa una mejora significativa
en la dispersión de la carga. Específicamente, para el compuesto
control, el valor G* es 2934 MPa, mientras que para los compuestos
que contienen HMDZ y MEA este valor varía de 245 a 742 MPa (véase la
Figura 11). Se ha observado que la incorporación de 2,9 phr de HMDZ
y de 3,2 phr de DMAE o 2,9 phr de HMDZ y de 1,6 phr de DMAE
mejora tanto el grado de refuerzo (M300/M100) como el de la
dispersión de la carga (G* a deformaciones bajas) sobre lo observado
para el compuesto que sólo contiene DMAE.
Los datos de Vulcanización de Mooney que se
presentan en la Tabla 9 también ilustran el impacto positivo sobre
los tiempos t03 (mayores tiempos t03 implican una procesabilidad
mejorada) observado al añadir HMDZ a los compuestos de elastómero
de butilo halogenado/sílice/DMAE.
De los datos presentados en la Tabla 10 se
observan los efectos positivos de HMDZ y DMAE sobre el valor tan
\delta a 0ºC y el valor G'' a 60ºC. Mientras que el compuesto
control posee un tan \delta (0ºC) de 0,23 y un G'' (60ºC) de 3,33
MPa, los compuestos que contienen HDMZ y DMAE poseen valores de tan
\delta (0ºC) variables de 0,56 a 0,86 y valores de G'' (60ºC)
variables de 0,42 a 1,61 MPa. Además, los compuestos que contienen
2,9 phr de HMDZ y de 3,2 phr de DMAE o 2,9 phr de HMDZ y de 1,6 phr
de DMAE poseen valores tan \delta (0ºC) y G'' (60ºC) superiores a
los que posee el compuesto de elastómero de butilo halogenado/sílice
que sólo contiene DMAE.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (12)
1. Un procedimiento para preparar un elastómero
de halobutilo con carga que comprende mezclar al menos un elastómero
de halobutilo, al menos una carga mineral y una mezcla de al menos
un compuesto de silazano y un aditivo que contiene al menos un grupo
hidroxilo y al menos un grupo funcional que posee un grupo amina
básico, en el que el aditivo posee una fórmula de
HO-A-NH_{2}, en la que A es un
grupo alquileno de C_{1}-C_{20} lineal o
ramificado, y polimerizar el elastómero de halobutilo con carga
resultante.
2. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el compuesto silazano es un compuesto
silazano orgánico.
3. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que el compuesto silazano es un compuesto de
disilazano.
4. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la carga mineral se selecciona del grupo
constituido por sílice, silicatos, arcilla (tal como bentonita),
yeso, alúmina, dióxido de titanio, talco regulares o altamente
dispersos, y mezclas de los mismos.
5. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el elastómero de butilo halogenado es un
elastómero de butilo bromado.
6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1-5, en el que la cantidad de
silazano se encuentra en el intervalo de 0,5 a 10 partes por cien
partes de elastómero.
7. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el elastómero de butilo con carga se
mezcla con otro elastómero o compuesto elastomérico antes de
someterlo a polimerización.
8. Una composición de elastómero de halobutilo
con carga que comprende al menos un elastómero de halobutilo, al
menos una carga mineral y una mezcla de al menos un compuesto de
silazano y un aditivo que contiene al menos un grupo hidroxilo y al
menos un grupo funcional que posee un grupo amina básico, en el que
el aditivo posee una fórmula de
HO-A-NH_{2}, en la que A es un
grupo alquileno de C_{1}-C_{20} lineal o
ramificado.
9. Una composición de elastómero de halobutilo
polimerizado con carga que comprende al menos un elastómero de
halobutilo, al menos una carga mineral y una mezcla de al menos un
compuesto de silazano y un aditivo que contiene al menos un grupo
hidroxilo y al menos un grupo funcional que posee un grupo amina
básico, en el que el aditivo posee una fórmula de
HO-A-NH_{2}, en la que A es un
grupo alquileno de C_{1}-C_{20} lineal o
ramificado.
10. Una composición de elastómero polimerizado
con carga de acuerdo con la reivindicación 9 en forma de una banda
de rodadura para una rueda de vehículo.
11. Una composición de elastómero polimerizado
con carga de acuerdo con la reivindicación 9 en forma de un forro
zona interior para una rueda de vehículo.
12. Procedimiento de mejora de la resistencia a
la abrasión de una composición de elastómero de halobutilo
polimerizado con carga que comprende al menos un elastómero de
halobutilo, en el que el procedimiento comprende mezclar dicho
elastómero de butilo halogenado con al menos una carga mineral en
presencia de una mezcla de al menos un compuesto de silazano y un
aditivo que contiene al menos un grupo hidroxilo y al menos un grupo
funcional que posee un grupo amina básico, en el que el aditivo
posee una fórmula de HO-A-NH_{2},
en la que A es un grupo alquileno de
C_{1}-C_{20} lineal o ramificado.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002368363A CA2368363A1 (en) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Silica-filled elastomeric compounds |
| CA2368363 | 2002-01-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2269832T3 true ES2269832T3 (es) | 2007-04-01 |
Family
ID=4171079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03000034T Expired - Lifetime ES2269832T3 (es) | 2002-01-17 | 2003-01-07 | Composicion elastomerica dcon cargas minerales. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6706804B2 (es) |
| EP (1) | EP1329479B1 (es) |
| JP (1) | JP4285682B2 (es) |
| KR (1) | KR100921603B1 (es) |
| CN (1) | CN1326915C (es) |
| BR (1) | BR0300060B1 (es) |
| CA (1) | CA2368363A1 (es) |
| DE (1) | DE60307334T2 (es) |
| ES (1) | ES2269832T3 (es) |
| MX (1) | MXPA03000245A (es) |
| RU (1) | RU2326906C2 (es) |
| TW (1) | TWI316527B (es) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2386098C (en) * | 2002-05-13 | 2010-07-06 | Bayer Inc. | Silica-filled elastomeric compounds |
| EP1583780B1 (en) * | 2002-12-18 | 2013-09-04 | Bridgestone Corporation | Method for clay exfoliation, compositions therefore, and modified rubber contaiing same |
| CA2418822C (en) * | 2003-02-13 | 2010-11-30 | Bayer Inc. | Method to produce silica reinforced elastomer compounds |
| CA2446474C (en) * | 2003-10-24 | 2011-11-29 | Rui Resendes | Silica-filled elastomeric compounds |
| CA2452910A1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-12 | Bayer Inc. | Butyl rubber composition for tire treads |
| CA2465301C (en) | 2004-04-28 | 2012-02-07 | John Scott Parent | Process to produce silica-filled elastomeric compounds |
| DE102004024013A1 (de) * | 2004-05-14 | 2005-12-01 | Bayer Chemicals Ag | Farbreine, gut dispergierbare Eisenoxidrotpigmente mit hoher Mahlstabilität |
| CA2471006A1 (en) * | 2004-06-23 | 2005-12-23 | Bayer Inc. | Silica reinforced elastomer compounds prepared with dry liquid modifiers |
| WO2006009002A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-01-26 | Bridgestone Corporation | インナーライナー用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤ |
| CA2587744A1 (en) | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Lanxess Inc. | Silica-filled elastomeric compounds |
| US7572855B2 (en) * | 2005-01-28 | 2009-08-11 | Bridgestone Corporation | Nano-composite and compositions manufactured thereof |
| US7579398B2 (en) * | 2005-02-02 | 2009-08-25 | Bridgestone Corporation | Nano-composite and compositions therefrom |
| ES2432043T3 (es) * | 2005-05-26 | 2013-11-29 | Bridgestone Corporation | Mejora de la interactividad entre polímeros funcionalizados con amina y cargas de partículas |
| JP5552228B2 (ja) | 2005-08-05 | 2014-07-16 | ランクセス・インコーポレーテッド | ハロブチルエラストマー |
| CA2551997C (en) | 2005-08-26 | 2014-05-27 | Lanxess Inc. | Novel methods for the preparation of butyl graft copolymers |
| US20070100041A1 (en) * | 2005-11-03 | 2007-05-03 | Rui Resendes | Filled elastomeric compounds |
| CA2564446A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-04 | Lanxess Inc. | Method to produce reinforced halobutyl elastomer compounds |
| US7601772B2 (en) * | 2005-12-20 | 2009-10-13 | Bridgestone Corporation | Nano-composite and method thereof |
| US7935184B2 (en) * | 2006-06-19 | 2011-05-03 | Bridgestone Corporation | Method of preparing imidazolium surfactants |
| CA2604409C (en) * | 2006-12-22 | 2015-04-07 | Lanxess Inc. | Butyl rubber ionomer nanocomposites |
| US10023723B2 (en) * | 2007-06-05 | 2018-07-17 | Momentive Performance Materials Inc. | Process for preparing rubber compositions and articles made therefrom |
| JP5168458B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2013-03-21 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
| US20090255613A1 (en) | 2008-04-09 | 2009-10-15 | Ping Zhang | Tire with tread having an intermediate rubber layer containing a microsphere dispersion |
| KR101007642B1 (ko) * | 2008-09-11 | 2011-01-13 | 금호타이어 주식회사 | 타이어 트레드 고무조성물 |
| US8240351B2 (en) | 2009-02-10 | 2012-08-14 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pneumatic tire having air retention innerliner containing anchored glass microspheres |
| US8470727B2 (en) | 2011-04-27 | 2013-06-25 | Raymond L. Nip | Metal carboxylate clays, derivatives of metal carboxylate clays, methods for making the same, and compositions containing the same |
| US8680210B2 (en) | 2011-05-02 | 2014-03-25 | Bridgestone Corporation | Method for making functionalized polymer |
| FR2984900B1 (fr) | 2011-12-21 | 2014-02-07 | Michelin Soc Tech | Pneumatique comprenant une composition essentiellement depourvue de derive guanidique et comprenant une hydroxyalkylpiperazine |
| FR2984898B1 (fr) * | 2011-12-21 | 2014-08-15 | Michelin Soc Tech | Pneumatique comprenant une composition essentiellement depourvue de derive guanidique et comprenant un aminoetheralcool |
| FR2984895B1 (fr) | 2011-12-21 | 2016-01-01 | Michelin Soc Tech | Pneumatique comprenant une composition essentiellement depourvue de derive guanidique et comprenant un hydroxyde de metal alcalin ou alcalino-terreux |
| FR2984896B1 (fr) | 2011-12-21 | 2014-10-24 | Michelin Soc Tech | Pneumatique comprenant une composition essentiellement depourvue de derive guanidique et comprenant une amine primaire |
| EP3567076A4 (en) * | 2017-01-06 | 2020-09-16 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | COMPOSITION OF VULCANIZED RUBBER AND TIRE |
| CN111978612A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-24 | 启东市亿方密封科技有限公司 | 一种环保氢化丁腈胶及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661915B1 (fr) * | 1990-05-11 | 1993-12-24 | Rhone Poulenc Chimie | Composition elastometrique a matrice halogenobutyl renforcee par une charge minerale siliceuse et son utilisation dans l'industrie pneumatique. |
| EP0857752B1 (en) * | 1996-08-26 | 2003-07-23 | Bridgestone Corporation | Rubber composition and pneumatic tire made by using the same |
| US5872176A (en) * | 1997-07-11 | 1999-02-16 | Bridgestone Corporation | Addition of salts to improve the interaction of silica with rubber |
| CA2293149A1 (en) * | 1999-12-24 | 2001-06-24 | Bayer Inc. | Elastomeric butyl compounds with improved chemical bonding between the butyl elastomer and the filler |
| CA2339080C (en) | 2001-03-02 | 2009-11-17 | Bayer Inc. | Filled elastomeric butyl compounds |
-
2002
- 2002-01-17 CA CA002368363A patent/CA2368363A1/en not_active Abandoned
-
2003
- 2003-01-07 ES ES03000034T patent/ES2269832T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-07 DE DE60307334T patent/DE60307334T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-07 EP EP03000034A patent/EP1329479B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-09 MX MXPA03000245A patent/MXPA03000245A/es active IP Right Grant
- 2003-01-13 US US10/341,218 patent/US6706804B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-15 JP JP2003007315A patent/JP4285682B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-16 KR KR1020030002978A patent/KR100921603B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-01-16 TW TW092100833A patent/TWI316527B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-01-16 RU RU2003101123/04A patent/RU2326906C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-01-17 CN CNB031007902A patent/CN1326915C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-17 BR BRPI0300060-5A patent/BR0300060B1/pt not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60307334T2 (de) | 2007-08-30 |
| CN1432591A (zh) | 2003-07-30 |
| US6706804B2 (en) | 2004-03-16 |
| TW200307717A (en) | 2003-12-16 |
| EP1329479B1 (en) | 2006-08-09 |
| BR0300060B1 (pt) | 2012-06-12 |
| MXPA03000245A (es) | 2005-11-08 |
| CN1326915C (zh) | 2007-07-18 |
| CA2368363A1 (en) | 2003-07-17 |
| DE60307334D1 (de) | 2006-09-21 |
| TWI316527B (en) | 2009-11-01 |
| KR20030063161A (ko) | 2003-07-28 |
| RU2326906C2 (ru) | 2008-06-20 |
| EP1329479A1 (en) | 2003-07-23 |
| JP2003238752A (ja) | 2003-08-27 |
| JP4285682B2 (ja) | 2009-06-24 |
| KR100921603B1 (ko) | 2009-10-14 |
| BR0300060A (pt) | 2003-09-02 |
| US20030171478A1 (en) | 2003-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2269832T3 (es) | Composicion elastomerica dcon cargas minerales. | |
| ES2264746T3 (es) | Compuestos elastomericos con cargas de silice. | |
| ES2270189T3 (es) | Compuestos elastomericos con cargas de silice. | |
| US20080242771A1 (en) | Butyl Rubber Composition for Tire Treads | |
| JP5069104B2 (ja) | 乾燥液状改質剤で製造したシリカ強化エラストマーコンパウンド | |
| JP2008524342A (ja) | シリカ充填剤入りエラストマー組成物 | |
| EP1236766B1 (en) | Filled elastomeric butyl compounds | |
| US7847000B2 (en) | Silica-filled elastomeric compounds | |
| RU2337930C2 (ru) | Эластомерная композиция, способ получения эластомерного продукта и протектор или вкладыш шины автомобиля | |
| KR20180036319A (ko) | 프로세스 오일 대체 수지를 포함하는 타이어 트레드용 조성물 | |
| EP1783164A1 (en) | Filled elastomeric compounds | |
| CA2416635A1 (en) | Silica-filled elastomeric compounds | |
| CA2412709A1 (en) | Filled elastomeric butyl compounds with improved scorch safety | |
| CA2428736A1 (en) | Silica filled elastomeric compounds |