ES2280116T3 - Caucho en forma de polvo, que contiene materiales de carga, procedimiento para su preparacion y utilizacion. - Google Patents
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Abstract
Caucho en forma de polvo, finamente dividido (polvo de caucho) con una distribución homogénea del material de carga y de la porción de caucho en el interior de los productos en forma en forma de polvos y en la zona de borde vinculada con éstos, preparado por precipitación a partir de mezclas acuosas, que contienen el material de carga en forma de suspensiones, sales solubles en agua de un metal de los grupos IIa, IIb, IIIa y VIII del sistema periódico de los elementos, y un látex de caucho o emulsiones acuosas de una solución de caucho, por adición de un ácido, mezclándose >_ 50 % en peso del material de carga finamente dividido con 0,1 a 6,5 partes en peso por 100 partes en peso de un caucho, de las mencionadas sales solubles en agua, y un látex de caucho o una emulsión acuosa de una solución de caucho, preferiblemente en presencia de un emulsionante, disminuyéndose el valor del pH de la mezcla a un valor situado en el intervalo de 5,5 a 4,5 (como primera etapa), añadiéndose la parte restante del material de carga finamente dividido en forma de una suspensión y disminuyéndose el valor del pH a aproximadamente 3,2 (como segunda etapa), de manera tal que el caucho que se encuentra en la mezcla es precipitado totalmente en común con el material de carga.
Description
Caucho en forma de polvo, que contiene
materiales de carga, procedimiento para su preparación y
utilización.
El invento se refiere a cauchos en forma de
polvo, que contienen materiales de carga, a un procedimiento para
su preparación y a su utilización.
Acerca del objetivo y de la finalidad del empleo
de cauchos en polvo, así como acerca de los posibles procedimientos
para su preparación, han aparecido un gran número de
publicaciones.
La explicación del interés en cuanto a disponer
de cauchos en forma de polvo se establece imperativamente a partir
de la tecnología de elaboración de la industria del caucho
vulcanizado. Allí, las mezclas de cauchos se preparan con un alto
consumo de tiempo, energía y personal. La razón principal de esto es
que la materia prima caucho se presenta en forma de balas.
El desmenuzamiento de una bala, la mezcladura
íntima con materiales de carga, con plastificantes del tipo de
aceites minerales y con agentes coadyuvantes de vulcanización se
efectúa en molinos de rodillos o en mezcladores internos en varias
etapas de procedimiento. Entre las etapas, la mezcla se almacena por
lo general. Detrás de los mezcladores internos y respectivamente de
los molinos de rodillos se disponen extrusores - granuladores (en
inglés pelletizers) o extrusores - cilindros troqueladores (en
inglés roller dies).
A partir de esta muy costosa tecnología de
elaboración del caucho solamente se puede llegar a una tecnología
de elaboración totalmente nueva.
Por lo tanto, desde hace mucho tiempo se discute
el empleo de polvos de caucho capaces de corrimiento, puesto que
con esto se establece la posibilidad de poder elaborar de una manera
sencilla y rápida mezclas de cauchos, tales como polvos de cauchos
termoplásticos.
A partir del documento de patente alemana
DE-PS 2.822.148 se conoce un procedimiento para la
preparación de un caucho en forma de polvo, que contiene un
material de carga.
De acuerdo con este documento de patente, a un
látex de un caucho, a una solución de un caucho o a la emulsión
acuosa de un caucho se le añade una emulsión acuosa de un material
de carga, y se precipita el deseado polvo de caucho. Con el fin de
evitar los contenidos de materiales de carga, dependientes de los
tamaño de los granos, obtenidos según este procedimiento, se
solicitaron unas patentes de variantes que pertenecen al estado de
la técnica como documentos DE-PS 37.23.213 y
DE-PS 37.23.214.
Según el documento DE-PS
37.23.213, en un procedimiento que transcurre en dos etapas, se
integra en las partículas de un polvo de caucho primeramente una
cantidad \geq 50% del material de carga. En la segunda etapa, el
resto del material de carga se extiende sobre el denominado grano
fundamental de caucho.
Esto se puede considerar como una variante del
espolvoreo, puesto que no resulta ninguna unión entre el material
de carga y el caucho.
El documento de patente de los EE.UU.
US-A-4.073.755 describe la
preparación de cauchos en forma de polvos, que contienen materiales
de carga, en una emulsión, siendo ajustado entre 4 y 9 el valor del
pH. Tan sólo después de la neutralización, se añade la restante
suspensión de negro de carbono.
Sin embargo, tal como lo comprueba E. T.
Italiaander (Conferencia en el 151º Congreso Técnico de la División
de Cauchos de la ACS, Aneheim, California, 6 - 9 de Mayo de 1997
(GAK 6/1997 (50) 456-464) sin embargo, aparte del
gran futuro que se predijo en el informe de Delphi (informe de
Delphi "Künftige Herstellverfahren in der Gummiindustrie"
[Procedimientos futuros de preparación en la industria del caucho
vulcanizado] Rubber Journal, volumen 154, nº 11,
20-34 (1972)) para un caucho en forma de polvo y
granulado, y de los numerosos intentos que se emprendieron por
famosos fabricantes de polímeros desde la mitad de los años setenta
hasta los primeros años ochenta para la preparación de tandas
patrón (en inglés masterbatches) de NBR, SBR y de negro de carbono,
y de NR granulado, la forma de suministro clásica de los polímeros
ha seguido siendo la de las balas de caucho.
Una desventaja de los procedimientos conocidos
se encuentra, por un lado, en el hecho de que para el ajuste del
diámetro de tamaño de granos de las partículas de materiales de
carga, de 10 \mum, que se considera como necesario para la
calidad del producto final, es necesario un proceso de molienda.
Éste, sin embargo, no solamente condiciona un
alto consumo de energía, sino que causa también un deterioro de la
estructura del material de carga, que junto a la superficie activa
constituye una importante magnitud característica para la actividad
en la aplicación a un caucho vulcanizado.
Por otro lado, la manipulabilidad de los
productos de acuerdo con el estado de la técnica se resiente por el
hecho de que las partículas se pegan unas con otras durante el
almacenamiento.
Por lo tanto, es misión del invento poner a
disposición un caucho en forma de polvo, que contenga un material
de carga, el cual sea fácilmente manipulable, al igual que un
procedimiento para su preparación.
Es objeto del invento un caucho en forma de
polvo (polvo de caucho) con una cierta proporción de un material de
carga, unido firmemente con la matriz de caucho mediante el
procedimiento de precipitación. No es posible una confusión con
partículas de caucho cubiertas sólo superficialmente (por fuerzas
adhesivas) (epígrafe: espolvoreo, precipitación por encima).
Los polvos conformes al invento presentan un
espectro más estrecho, y desplazado hacia menores tamaños de
partículas, como se desprende del estado de la técnica (Kutschuk +
Gummi + Kunststoffe [Caucho + Goma + Materiales sintéticos] 7,
28 (1975) 397-402). Esta circunstancia
facilita la elaboración de los polvos. A causa del procedimiento de
preparación no se encuentra tampoco ninguna proporción del material
de carga dependiente del tamaño de granos en las partículas
individuales. Los cauchos en forma de polvos contienen de 20 a 250
phr, en particular de 50 a 100 phr del material de carga (phr, del
inglés parts per hundred parts of rubber partes por cien partes de
caucho).
Como tipos de cauchos se han manifestado como
apropiadas las siguientes especies, individualmente o en mezclas
entre ellas:
Caucho natural, SBR en emulsión con una
proporción de estireno de 10 a 50%, caucho de butilo y
acrilonitrilo, cauchos de butilo, terpolímeros de etileno,
propileno (EPM) y de dienos no conjugados (EPDM), cauchos de
butadieno, SBR, preparados de acuerdo con el procedimiento de
polimerización en solución, con unos contenidos de estireno de 10 a
25%, así como con unos contenidos de componentes
1,2-vinílicos de 20 a 55%, y cauchos de isopreno, en
particular un 3,4-poliisopreno.
Junto a los mencionados cauchos entran en
cuestión los siguientes elastómeros, individualmente o en
mezcla:
cauchos carboxílicos, cauchos epoxídicos,
trans-polipentenameros, cauchos butílicos
halogenados, cauchos a base de
2-cloro-butadieno, copolímeros de
etileno y acetato de vinilo, epiclorhidrinas, eventualmente también
caucho natural modificado químicamente, tal como p.ej. tipos
epoxidados.
Como materiales de carga hay que mencionar los
negros de carbono y materiales de carga blancos de naturaleza
sintética conocidos a partir de la elaboración de los cauchos, tales
como p.ej. ácidos silícicos precipitados o materiales de carga
naturales, tales como p.ej. greda silícea, arcillas (en inglés
clays), etc.
Son especialmente apropiados los negros de
carbono, tal como se emplean generalmente en la elaboración de los
cauchos.
A ellos pertenecen los negros de carbono de
horno, los negros de carbono de gas y de llama con un índice de
adsorción de yodo de 5 a 1.000 m^{2}/g, un índice de CTAB de 15 a
600 m^{2}/g, una adsorción de DBP (ftalato de dibutilo) de 30 a
400 ml/100 g y un índice de DBP 24 M4 de 50 a 370 ml/100 g, en una
cantidad de 5 a 250 partes, en particular de 20 a 150 partes, por
100 partes de caucho, en particular de 40 a 100 partes.
Son apropiados asimismo los ácidos silícicos
precipitados que se conocen a partir del sector de los cauchos.
Éstos poseen en general una superficie - N_{2}
(por adsorción de N_{2}), determinada según el conocido método de
BET, de 35 a 700 m^{2}/g, una superficie según CTAB de 30 a 500
m^{2}/g y un índice de DBP de 150 a 400 ml/g.
El producto conforme al invento contiene estos
ácidos silícicos en una cantidad de 5 a 250 partes, en particular
de 20 a 100 partes, referida a 100 partes de un caucho.
Si se trata de materiales de carga naturales de
color blanco, tales como arcillas (clays) o gredas silíceas con una
superficie - N_{2} de 2 a 35 m^{2}/g, éstos se emplean en una
cantidad de 5 a 350 partes, referida a 100 partes de un caucho.
Son apropiados también polvos de caucho con un
cierto contenido de materiales de carga, que contienen ácidos
silícicos y negro de carbono en forma de mezcla. La cantidad total
del material de carga se eleva en este caso a entre 20 y 250 partes
de material de carga por 100 partes de caucho.
Los polvos de caucho conformes al invento, junto
a los materiales de carga ya mencionados, contienen eventualmente
conocidos agentes de coadyuvantes de elaboración o de vulcanización
tales como óxido de zinc, estearato de zinc, ácido esteárico,
polialcoholes, poliaminas, plastificantes, agentes protectores
contra el envejecimiento contra el calor, la luz o el oxígeno y el
ozono, resinas reforzadoras, agentes ignifugantes tales como p.ej.
Al(OH)_{3} y Mg(OH)_{2}, pigmentos,
diferentes productos químicos para la reticulación y eventualmente
azufre, en las concentraciones que son usuales en la tecnología de
los cauchos vulcanizados.
Los polvos de cauchos conformes al invento se
diferencian inequívocamente en su perfil con respecto de los
productos conocidos en el estado de la técnica.
Mientras que éstos tienen en el caso ideal una
distribución homogénea del material de carga en la masa de caucho,
o respectivamente a la inversa, y tienen una envoltura a base de
partículas de un material de carga, conforme al invento se
encuentra una distribución homogénea del material de carga y de la
porción de caucho en el interior de los productos en forma de polvo
y en la zona de borde vinculada con éste.
Dependiendo del grado de relleno (o de carga) de
las partículas, en la superficie están fijadas conjuntamente
partículas de materiales de carga, de manera tal que no se efectúa
un pegamiento de las partículas, ni siquiera bajo presión, cuando
p.ej. varios sacos están colocados unos sobre otros.
Esta "inertización" de la superficie no ha
de confundirse con el conocido espolvoreo de polvos pegajosos con
materiales de carga. Estos materiales de carga, que se adhieren sólo
superficialmente, son desprendidos con rapidez al realizarse una
solicitación mecánica, p.ej. en instalaciones de transporte o al
ensilar.
El pegamiento y la conglomeración de los polvos
en forma de partículas finas, que hay que impedir, aparecen
entonces a pesar del espolvoreo.
Como diferencia con respecto de las partículas
pegajosas, cubiertas superficialmente con materiales de carga como
agentes coadyuvantes de fluidez, que se conocen de acuerdo con el
estado de la técnica, conforme al invento se trata de una
incorporación de partículas de un material de carga en la superficie
durante el proceso de precipitación para la producción del caucho
en forma de polvo. Dependiendo del grado de relleno con uno o
varios de los materiales de carga arriba mencionados, se ajusta la
distribución conveniente entre el interior de las partículas y una
zona exterior vinculada con éste.
En el caso de un producto con un alto grado de
relleno (\geq 80 partes de un material de carga por cien partes
de caucho) en la zona exterior de los granos solamente están
incorporadas de 1 a 10 partes de esta cantidad del material de
carga.
Sin embargo, si el caucho en forma de polvo
contiene en total < de 80 partes de material de carga por cien
partes de caucho, de 10 a 20 partes de éstas están fijadas en la
zona exterior de los granos (zona de borde), es decir que no
solamente se adhieren mediante las fuerzas de adhesión menos
eficaces.
Entre estas proporciones fluctúan en general las
distribuciones del material de carga en el interior de las
partículas y en la denominada zona de borda.
Cuanto más alto es el contenido total del
material de carga, tanto menos debe de reprimirse la pegajosidad
del polvo mediante una concentración elevada del material de carga
en la zona de borde.
Es objeto del invento también un procedimiento
para la preparación de cauchos en forma de polvos, finamente
divididos y que contienen materiales de carga (polvos de cauchos)
mediante precipitación a partir de mezclas acuosas, que contienen
un material de carga en forma de suspensiones, sales solubles en
agua de un metal de los grupos IIa, IIb, IIIa, y VIII del sistema
periódico de los elementos, y un látex de caucho o emulsiones
acuosas de una solución de caucho, mediante adición de un ácido,
cuyo procedimiento está caracterizado porque se mezcla \geq
50% en peso del material de carga finamente dividido con 0,1 a 6,5
partes en peso por 100 partes en peso de un caucho, de las
mencionadas sales solubles en agua y de un látex de caucho o de una
emulsión acuosa de una solución de caucho, se disminuye el valor del
pH de la mezcla a un valor situado en el intervalo de 5,5 a 4,5
(como primera etapa), se añade la porción restante del material de
carga finamente dividido en forma de una suspensión, y se disminuye
el valor del pH a aproximadamente 3,2 (como segunda etapa), de
manera tal que el caucho que se encuentra en la mezcla es
precipitado totalmente en común con el material de carga.
La duración del proceso de precipitación, que es
dependiente del valor del pH y del contenido de material de carga,
y la extensión de este proceso, se pueden comprobar de una manera
sencilla dentro de una serie de mediciones.
En el caso de un caucho en polvo con un alto
grado de relleno (\geq 80 partes de material de carga phr) se
emplearán en general de 1 a 10 partes de esta cantidad como porción
restante en la segunda etapa al realizar la precipitación del
caucho en polvo.
Si el caucho en polvo contiene menos de 80
partes de material de carga phr, p.ej. solamente en total 50 partes
phr, antes de la terminación del proceso de precipitación, se
introducen todavía en la mezcla de \geq 10 a 20 partes de esta
cantidad en forma de una suspensión.
De esta manera, los materiales de carga son
fijados en la zona exterior de los granos (zona de borde) del polvo
de caucho.
Estas porciones del material de carga no están
de esta manera extendidas externamente sobre las partículas
individuales de caucho (véase el documento DE-PS
37.23213) sino que están integradas en la superficie de caucho.
Esta distribución de los materiales de carga, y
el modo de la fijación de estos materiales de carga en la masa de
caucho, dan lugar a la alta capacidad para fluir de los polvos
conformes al invento e impiden el pegamiento durante el
almacenamiento de los polvos, sin que se pierdan estas propiedades
mediante cargas mecánicas al transportar, ensilar, etc.
Como materiales de carga se emplean los negros
de carbono antes mencionados en una forma finamente dividida
(esponjosa, en inglés fluffy), que en general tienen un diámetro
medio de tamaños de granos de 1 a 9 \mum, de manera preferida de
1 a 8 \mum, antes de que ellos sean suspendidos.
Esto facilita el dispersamiento, de manera tal
que sin un alto consumo de energía se llega a suspensiones acuosas
con unas partículas de materiales de carga que tienen un diámetro
medio de partículas manifiestamente menor que 10 \mum.
Un ácido silícico precipitado se puede emplear
ventajosamente en forma de una torta de filtro lavada exenta de
sales.
Como sales metálicas entran en cuestión las que
proceden de elementos de los grupos IIa, IIb, IIIa y VIII del
sistema periódico de los elementos. Esta ordenación en grupos
corresponde a la antigua recomendación del IUPAC (véase
Periodisches System der Elemente [Sistema periódico de los
elementos], editorial Verlag Chemie, Weinheim, 1985).
Representantes típicos de ellas son cloruro de magnesio, sulfato de
zinc, cloruro de aluminio, sulfato de aluminio, cloruro de hierro,
sulfato de hierro, nitrato de cobalto y sulfato de níquel, siendo
preferidas las sales de aluminio. Es especialmente preferido el
sulfato de aluminio.
Las sales se emplean en una cantidad de 0,1 a
6,5 partes en peso por 100 partes en peso de un caucho. Ácidos
apropiados para el ajuste del valor definido de pH, y eventualmente
empleados, son en primer término ácidos inorgánicos, tales como
p.ej. ácido sulfúrico, ácido fosfórico y ácido clorhídrico, siendo
especialmente preferido el ácido sulfúrico. Sin embargo, se pueden
emplear también ácidos carboxílicos, tales como p.ej. los ácidos
fórmico y
acético.
acético.
La cantidad del ácido se orienta al tipo y a la
cantidad de la sal metálica soluble en agua, del material de carga,
del caucho y del silicato de metal alcalino, que eventualmente está
presente. Ella se puede determinar con facilidad mediante algunos
ensayos orientativos.
De acuerdo con una preferida forma de
realización del procedimiento conforme al invento, se emplean
adicionalmente todavía hasta 5 partes en peso por 100 partes en
peso de caucho, de un ácido silícico (SiO_{2}) en forma de una
solución de un silicato de metal alcalino, preferiblemente como un
vidrio soluble con una relación molar de Na_{2}O:SiO_{2} de 2 :
1 a 1 : 4. La solución del silicato de metal alcalino se puede
añadir en tal caso tanto al componente de caucho como también a la
suspensión de material de carga. Se prefiere a la adición al
componente de caucho, en especial en el caso del modo de
funcionamiento continuo.
Por lo general, el procedimiento conforme al
invento se lleva a cabo de la siguiente manera:
Primeramente se prepara una suspensión de un
material de carga de un modo tal que se dispersa una parte,
preferiblemente \geq 50%, del material de carga contenido en el
producto final, juntamente con la sal metálica y eventualmente con
la solución del silicato de metal alcalino en agua. La cantidad del
agua empleada en total se orienta al tipo del material de carga y
al grado de disgregación. Por lo general, los componentes no
solubles en agua del material de carga están presentes en
aproximadamente un 6 por ciento en peso. Este valor no constituye
ninguna limitación vinculante y se puede tanto pasar tanto por
debajo como también por encima de él. El contenido máximo es
limitado por la aptitud de la suspensión para el bombeo.
La suspensión del material de carga, que así se
ha preparado, se mezcla íntimamente a continuación con el látex de
caucho que eventualmente contiene una solución de un silicato de
metal alcalino, o con la emulsión acuosa de una solución de caucho
que contiene eventualmente una solución de un silicato de metal
alcalino, preferiblemente en presencia de un emulsionante. Para
esto son apropiados los conocidos equipos de agitación, tales como
p.ej. un agitador de hélice propulsora.
Después de la mezcladura, mediando mantenimiento
del proceso de agitación, se ajusta primeramente un valor del pH en
el intervalo de 5,5 a 4,5. En tal caso resulta un grano fundamental
de caucho con un contenido constante de un material de carga. El
tamaño de este grano fundamental es regulado mediante la cantidad
escogida de la sal metálica en el intervalo de 0,1 a 6,5 phr. La
regulación se realiza de tal manera que con la cantidad más baja de
sal metálica se obtiene la máxima granulación.
El contenido de materiales sólidos de los
látices empleados se eleva en general a entre 20 y 25% en peso. El
contenido de materiales sólidos de las soluciones de cauchos es por
lo general de 3 a 35% en peso, y el de las emulsiones de cauchos es
por lo general de 5 a 30% en peso.
Estas mezclas y su preparación se conocen a
partir del estado de la técnica.
\newpage
Para el tratamiento de polvos de cauchos con
unos contenidos de materiales de carga \geq 100 phr, es ventajoso,
antes de efectuar la separación de las fases, disminuir el valor
del pH hasta 2,5. Para esto se utiliza convenientemente un ácido
tomado entre el conjunto precedentemente mencionado de los
ácidos.
El procedimiento conforme al invento se puede
llevar a cabo tanto de una manera discontinúa como también de una
manera continúa.
El polvo de caucho precipitado es separado
ventajosamente con ayuda de una centrífuga y luego es secado hasta
llegar a un contenido residual de agua que en general es \leq 1%,
en particular en un secador de lecho turbulento.
Durante el proceso de preparación, se pueden
añadir al polvo de caucho conforme al invento otros adicionales
agentes coadyuvantes de elaboración y/o de vulcanización en una
cantidad, o incluso una menor, como la que contienen por regla
general las mezclas de cauchos vulcanizables.
Los polvos de cauchos conformes al invento se
utilizan para la preparación de mezclas de cauchos vulcanizables.
En tales casos, los componentes necesarios para la preparación de
las mezclas deben estar contenidos en su totalidad en el polvo de
caucho. De manera preferida, éstos contienen sin embargo un caucho
de los tipos arriba señalados y materiales de carga.
Sin embargo, ellos se pueden mezclar de una
manera convencional también con otros cauchos y materiales de
carga, cuando esto sea necesario para la deseada mezcla de
cauchos.
Se consigue, conforme al invento, preparar un
polvo de caucho finamente dividido, que es capaz de corrimiento y
que permanece capaz de corrimiento incluso después de una
solicitación mecánica (p.ej. por transporte, envasado, etc.).
A causa de su carácter finamente dividido, no se
necesitan medidas de molienda o demás medidas de desmenuzamiento,
para obtener dispersiones finamente divididas.
Éstas conducen entonces a los polvos de cauchos
finamente divididos, que se pueden elaborar con facilidad y a unos
materiales vulcanizados con propiedades mejoradas.
A. En los Ejemplos se describe el
comportamiento en elaboración de polvos de caucho preparados de
acuerdo con el estado de la técnica (documento
DE-PS 3723213) y de los polvos de cauchos conformes
al
invento.
Asimismo se comparan los datos tecnológicos de
cauchos vulcanizados, obtenidos con estos polvos.
En el Ejemplo 1 las Mezclas 1 a 4 se preparan
mediando utilización de un negro de carbono N 375, tal como en
general está solamente disponible, a saber en forma perlada en
húmedo. Con el fin de conseguir el carácter finamente dividido de
10 \mu (diámetro medio de granos) que es necesario de acuerdo con
el documento DE-PS 3723213 éste tenía que ser
molido previamente. Esto corresponde a las circunstancias válidas en
el momento de la presentación del mencionado documento de
patente.
Las Mezclas 5 a 8 se preparan en la forma
"esponjosa" (fluffy) mediando utilización de N 375.
Se muestra que los materiales vulcanizados
preparados mediando utilización de los polvos de cauchos conformes
al invento, conducen, en los casos de unos más cortos períodos de
tiempo de mezcladura para las mezclas de cauchos y de las mismas
composiciones de las mezclas, a superiores datos tecnológicos como
cauchos vulcanizados.
TESPT
bis(trietoxisililpropil)tetrasulfano
(Si69 de Degussa AG)
Plastificante Naftolen ZD, hidrocarburos
aromáticos
6PPD
N-1,3-dimetilbutil-N'-fenil-p-fenilendiamina
CBS
N-ciclohexil-2-benzo-tiazolsulfenamida.
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip0,5cmb) Procedimiento de mezcladura
- 1ª Etapa
- 2ª Etapa
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip0,5cmc) Ensayos realizados en el material vulcanizado
- 1. Dispersión de material de carga, tamaño de partículas, heterogeneidad
La comparación muestra que en el caso de
productos de acuerdo con el procedimiento conforme al invento, los
tamaños de partículas (para los 1º - 3º momentos) son
manifiestamente menores que en el caso del patrón y que además de
ello las partículas son también más uniformes (más pequeño valor
para la heterogeneidad)
\newpage
- 2. Datos técnicos de cauchos vulcanizados
La comparación muestra que, incluso en el caso
del mas corto período de tiempo de mezcladura (1'), los productos
de acuerdo con el procedimiento reivindicado proporcionan un
excelente cuadro de valores. Las ventajas se ponen de manifiesto
especialmente en los casos de los valores de la resistencia
mecánica, de la energía de rotura y de los más largos alargamientos
de rotura. Se muestran ventajas también en el caso del rebote (Ball
Rebound) y de tan \delta
a 60ºC.
a 60ºC.
\newpage
\hskip0,5cmb) Procedimiento de mezcladura
- 1ª Etapa
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
- 2ª Etapa
\newpage
\hskip0,5cmc) Datos técnicos de cauchos vulcanizados
Los productos de acuerdo con el procedimiento
conforme al invento se distinguen por una mejor dispersión, una
alta resistencia mecánica, un más alto comportamiento de refuerzo y
la mejor abrasión DIN.
Claims (18)
1. Caucho en forma de polvo, finamente
dividido (polvo de caucho) con una distribución homogénea del
material de carga y de la porción de caucho en el interior de los
productos en forma en forma de polvos y en la zona de borde
vinculada con éstos, preparado por precipitación a partir de mezclas
acuosas, que contienen el material de carga en forma de
suspensiones, sales solubles en agua de un metal de los grupos IIa,
IIb, IIIa y VIII del sistema periódico de los elementos, y un látex
de caucho o emulsiones acuosas de una solución de caucho, por
adición de un ácido, mezclándose \geq 50% en peso del material de
carga finamente dividido con 0,1 a 6,5 partes en peso por 100
partes en peso de un caucho, de las mencionadas sales solubles en
agua, y un látex de caucho o una emulsión acuosa de una solución de
caucho, preferiblemente en presencia de un emulsionante,
disminuyéndose el valor del pH de la mezcla a un valor situado en el
intervalo de 5,5 a 4,5 (como primera etapa), añadiéndose la parte
restante del material de carga finamente dividido en forma de una
suspensión y disminuyéndose el valor del pH a aproximadamente 3,2
(como segunda etapa), de manera tal que el caucho que se encuentra
en la mezcla es precipitado totalmente en común con el material de
carga.
2. Polvos de cauchos finamente divididos de
acuerdo con la reivindicación 1, con un contenido de materiales de
carga de 20 a 250 phr.
3. Polvos de cauchos finamente divididos de
acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, que como material de carga
contienen de 5 a 250 phr de un ácido silícico precipitado.
4. Polvos de cauchos finamente divididos de
acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, que como material de carga
contienen una cantidad de 5 - 250 phr de un negro de carbono.
5. Polvos de cauchos finamente divididos de
acuerdo con una o varias de las precedentes reivindicaciones, que
como materiales de carga contienen un ácido silícico y un negro de
carbono en una cantidad total de 20 - 250 phr.
6. Polvos de cauchos finamente divididos de
acuerdo con una o varias de las precedentes reivindicaciones, que
adicionalmente contienen los usuales agentes coadyuvantes de
elaboración y de vulcanización.
7. Polvos de cauchos finamente divididos de
acuerdo con una o varias de las precedentes reivindicaciones, cuyas
partículas individuales se componen de dos zonas unidas íntimamente
entre ellas, que rodean concéntricamente a un punto central, que
contienen eventualmente diferentes proporciones del material de
carga y/o del caucho.
8. Procedimiento para la preparación de
cauchos en forma de polvo, finamente divididos y que contienen un
material de carga (polvos de caucho) por precipitación a partir de
mezclas acuosas, que contienen un material de carga en forma de
suspensiones, sales solubles en agua de un metal de los grupos IIa,
IIb, IIIa y VIII del sistema periódico de los elementos, y un látex
de caucho o emulsiones acuosas de una solución de caucho, mediante
adición de un ácido,
caracterizado porque
se mezcla \geq 50% en peso del material de
carga finamente divido con 0,1 a 6,5 partes en peso por 100 en peso
de un caucho, de las mencionadas sales solubles en agua, y un látex
de caucho o una emulsión acuosa de una solución de caucho,
preferiblemente en presencia de un emulsionante, se disminuye el
valor del pH de la mezcla a un valor en el intervalo de 5,5 a 4,5
(como primera etapa), se añade la porción restante del material de
carga finamente dividido en forma de una suspensión y se disminuye
el valor del pH a aproximadamente 3,2 (como segunda etapa), de
manera tal que se precipita totalmente el caucho que se encuentra en
la mezcla juntamente con el material de carga.
9. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8,
caracterizado porque
en el caso de una proporción total de \geq 80
partes de un material de carga phr se añaden de 1 a 10 partes de
esta cantidad como porción restante en la segunda etapa.
10. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9,
caracterizado porque
en el caso de una proporción total de < 80
partes de un material de carga phr se añaden de > 10 a 20 partes
de esta cantidad como porción restante en la segunda etapa.
11. Procedimiento de acuerdo con una de las
precedentes reivindicaciones,
caracterizado porque
se emplea un negro de carbono con un tamaño
medio de partículas de 1 a 9 \mum.
12. Procedimiento de acuerdo con una de las
precedentes reivindicaciones,
caracterizado porque
se emplea un ácido silícico en forma de una
torta de filtro lavada exenta de sales.
13. Procedimiento de acuerdo con una de las
precedentes reivindicaciones,
caracterizado porque
durante la precipitación del polvo de caucho se
añaden otros usuales agentes coadyuvantes de elaboración y de
vulcanización.
14. Procedimiento de acuerdo con una de las
precedentes reivindicaciones,
caracterizado porque
como metal soluble en agua se añade sulfato de
aluminio.
15. Procedimiento de acuerdo con una de las
precedentes reivindicaciones,
caracterizado porque
se trabaja en presencia de un silicato de metal
alcalino.
16. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 15,
caracterizado porque
se añaden hasta 5 phr de SiO_{2} en forma de
una solución de un silicato de metal alcalino.
17. Procedimiento de acuerdo con una de las
precedentes reivindicaciones,
caracterizado porque
en el caso de la preparación de polvos de caucho
con unos grados de relleno \geq 100 phr, se disminuye el valor
del pH hasta 2,5 antes de la separación de fases.
18. Utilización del caucho en forma de polvo,
que contiene un material de carga, de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 7, para la preparación de mezclas de cauchos
vulcanizables.
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