ES2290098T3 - Composicion de caucho. - Google Patents
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Abstract
Mezcla no vulcanizada de caucho y otros varios ingredientes que comprende: un agente suavizador que incluye a un aceite nafténico hidrogenado del cual una cantidad de extracto de sulfóxido de dimetilo (DMSO) obtenida por el método IP 346 está controlada para ser de menos de un 3% en peso, y al menos un caucho seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de (1) un caucho de copolímero de estireno-butadieno con una cantidad de enlaces estirénicos en porcentaje molecular de un 10% en peso a un 60% en peso y con una cantidad de enlaces vinílicos de la parte de butadieno de un 10% a un 80%, y (2) un caucho de butadieno con una cantidad de enlaces cis de al menos un 30%.
Description
Composición de caucho.
Esta invención se refiere a una mezcla no
vulcanizada de caucho y otros varios ingredientes. En detalle, esta
invención se refiere a una mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes que comprende un agente suavizador que contiene
aceites nafténicos hidrogenados con menos de un 3% en peso de
extracto de sulfóxido de dimetilo (DMSO) y un caucho sintético que
tiene una microestructura especificada, y más en particular la
invención se refiere a una mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes que es usada para la banda de rodadura de una
cubierta.
Como agente suavizador para mezclas no
vulcanizadas de caucho y otros varios ingredientes ha venido siendo
convencionalmente muy empleado un aceite altamente aromático como
aceite de elaboración en el campo de las mezclas no vulcanizadas de
caucho y otros varios ingredientes para cubiertas neumáticas u otros
artículos con vistas a obtener unas características funcionales de
alto nivel en materia de pérdida (unas propiedades de alto nivel en
materia de generación de calor) o afinidad con el caucho. Por otro
lado, en los últimos años se ha llegado a emplear en lugar del
aceite aromático un aceite de elaboración que incluye menos de un 3%
en peso de un componente de compuestos aromáticos policíclicos
(PCA) llamados Extractos Aromáticos Destilados Tratados
(T-DAE), Extracto Suave de Solvatos (MES) o así.
Tal aceite sustitutivo, sin embargo, tiene una
temperatura de reblandecimiento más baja que la de los aceites
aromáticos convencionales, y al ser usado como ingrediente
simplemente sustitutivo, la dependencia de la temperatura de la
característica de viscoelasticidad de la mezcla no vulcanizada de
caucho y otros varios ingredientes (G', G'', tg \delta) tiende a
desplazarse hacia el lado de las bajas temperaturas. Por
consiguiente, se tenía el problema de que en las condiciones de
funcionamiento reales de las cubiertas empeoran las características
funcionales en materia de resistencia al derrape sobre piso mojado
porque disminuye el valor de la tg \delta a 0ºC como indicador de
las características funcionales en materia de derrape sobre piso
mojado.
En tal situación, un objeto de esta invención es
el de aportar una mezcla no vulcanizada de caucho y otros varios
ingredientes que esté destinada en particular a ser usada en
cubiertas neumáticas, comprenda un específico agente suavizador que
contenga menos de un 3% en peso de componente de compuestos
aromáticos policíclicos (PCA) y como tal mezcla no vulcanizada de
caucho y otros varios ingredientes presente además una equivalente
o superior resistencia a la rotura (propiedad de rotura) y una buena
característica de pérdida (propiedad de pérdida dinámica) en
comparación con las mezclas no vulcanizadas de caucho y otros varios
ingredientes en las que se utilizan aceites aromáticos.
A fin de superar el problema anteriormente
descrito, fue prevista una mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes mezclando aceite nafténico hidrogenado del cual
el componente de PCA es controlado para que esté presente en un
porcentaje de menos de un 3% en peso mediante tecnología de
purificación e hidrogenación a elevada temperatura y elevada
presión con caucho sintético de varias microestructuras, y fueron
evaluadas las propiedades físicas. Como resultado de ello, se
descubrió que resultaba eficaz mezclar un agente suavizador que
incluyese un aceite nafténico hidrogenado específico con un caucho
sintético que tuviese una específica microestructura, y fue llevada
a cabo esta invención.
En otras palabras, esta invención aporta una
mezcla no vulcanizada de caucho y otros varios ingredientes que
comprende: un agente suavizador que incluye a un aceite nafténico
hidrogenado del cual una cantidad de extracto de sulfóxido de
dimetilo (DMSO) obtenida por el método IP 346 está controlada para
ser de menos de un 3% en peso, y al menos un caucho seleccionado de
entre los miembros del grupo que consta de (1) un caucho de
copolímero de estireno-butadieno con una cantidad
de enlaces estirénicos en porcentaje molecular de un 10% en peso a
un 60% en peso y con una cantidad de enlaces vinílicos de la parte
de butadieno de un 10% a un 80%, y (2) un caucho de butadieno con
una cantidad de enlaces cis de al menos un 30%. Por añadidura, esta
invención aporta una banda de rodadura de una cubierta y una
cubierta neumática hechas usando la mezcla no vulcanizada de caucho
y otros varios ingredientes anteriormente descrita.
En la mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes de esta invención se usa como componente de
caucho caucho de copolímero de estireno-butadieno
(SBR) que tiene una microestructura especificada y/o un caucho de
butadieno (BR) mezclado con el agente suavizador particular
anteriormente mencionado. Con respecto al SBR, se emplea un
polímero del cual la cantidad de enlaces estirénicos es de un 10% en
peso a un 60% en peso, convenientemente de un 20% en peso a un 50%
en peso, y más convenientemente de un 30% en peso a un 45% en peso,
y la cantidad de enlaces vinílicos en la parte de butadieno es de un
10% a un 80%, y convenientemente de un 10% a un 65%. Además, con
respecto al BR, se emplea un polímero del cual la cantidad de
enlaces cis es de al menos un 30%, convenientemente de al menos un
60%, y más convenientemente de al menos un 90%. No hay limitación
particular alguna con respecto al método de fabricación de estos SBR
y BR, y se adopta ya sea un método de polimerización en emulsión o
bien un método de polimerización en solución. Considerando el
equilibrio de las distintas características funcionales cuando la
mezcla no vulcanizada de caucho y otros varios ingredientes se
utiliza como banda de rodadura de una cubierta, sin embargo, es
deseable el SBR producido por el método de polimerización en
emulsión.
Como componente de caucho usado para la mezcla
no vulcanizada de caucho y otros varios ingredientes de esta
invención, el susodicho SBR o BR puede emplearse mezclado con un
caucho natural o con otro caucho diénico, etc. La cantidad de SBR o
de BR en la totalidad del componente de caucho es preferiblemente de
al menos un 50% en peso, más preferiblemente de al menos un 80% en
peso, y con la máxima preferencia de un 100% en peso, porque cuanto
mayor es la cantidad, tanto más suficiente resulta efecto que se
obtiene.
Con respecto al agente suavizador que se usa en
esta invención, es necesario que el mismo contenga un aceite
nafténico hidrogenado del cual una cantidad de extracto de sulfóxido
de dimetilo (DMSO) según determinación efectuada por el método IP
346 esté controlada para ser de menos de un 3% en peso. Un aceite de
este tipo puede ser obtenido hidrorrefinando preparatoriamente un
aceite nafténico con tecnología de purificación e hidrogenación a
elevada temperatura y elevada presión, por ejemplo. En la anterior
descripción, la reglamentación IP 346 requiere que la cantidad de
componente de PCA (es decir, la cantidad de extracto de sulfóxido de
dimetilo (DMSO) según determinación efectuada por el método IP 346)
sea de menos de un 3% en peso.
Con respecto a la viscosidad cinética a 100ºC
del agente suavizador que se usa en esta invención, es deseable que
la misma sea de hasta 350 mm^{2}/segundo, es más deseable que la
misma sea de hasta 200 mm^{2}/segundo, y es sumamente deseable
que la misma sea de hasta 150 mm^{2}/segundo desde el punto de
vista de la extensión del aceite en el caucho sintético y de la
trabajabilidad para la mezcla con la mezcla no vulcanizada de caucho
y otros varios ingredientes (facilidad de introducción en una
amasadora).
Adicionalmente, puede incluirse un asfalto en el
agente suavizador en esta invención. Es deseable que la cantidad de
componente de asfalteno en el asfalto sea de hasta un 5% en peso,
considerando la miscibilidad con el caucho sintético que se emplea
o el efecto como agente suavizador. Es deseable que un asfalto de
este tipo sea en particular un asfalto nafténico sin mezcla, y que
la viscosidad cinética a 120ºC del asfalto sea de hasta 300
mm^{2}/segundo.
En un agente suavizador que contenga componente
de asfalto en esta invención, es deseable que la proporción de
mezcla en peso del aceite nafténico hidrogenado y del asfalto según
la expresión (aceite nafténico hidrogenado/asfalto) sea de 95/5 a
5/95, y es más deseable que dicha proporción de mezcla en peso sea
de 70/30 a 20/80. Una excesiva cantidad de asfalto puede inducir
problemas en cuanto a la característica de temperatura criogénica,
etc. del caucho mezclado.
No hay limitación particular alguna con respecto
al método de preparación del agente suavizador con contenido de
componente de asfalto, y puede emplearse un agente suavizador
preparado ya sea mezclando el asfalto con el aceite nafténico
hidrogenado de antemano o bien añadiendo el componente principal del
asfalto en una proporción apropiada al aceite naftalénico
hidrogenado durante el proceso de purificación convencional del
aceite nafténico hidrogenado. Sin embargo, desde el punto de vista
de la facilidad de preparación o por razones económicas es deseable
el método de preparación del agente suavizador en el que se disuelve
el asfalto en el aceite nafténico hidrogenado. Estos métodos de
preparación del agente suavizador que contiene el componente de
asfalto son aplicables al caso en el que el agente suavizador es
empleado ya sea para un aceite extensor o bien para un aceite de
mezcla.
Adicionalmente, el aceite nafténico hidrogenado
tiene convenientemente un contenido de hidrocarburo nafténico de al
menos un 30% de CN según medición efectuada según la norma ASTM
D2140 (en otras palabras, el nombre popular del análisis de
anillos). El aceite nafténico hidrogenado con una característica de
este tipo y que tiene un contenido de PCA de menos de un 3% en peso
está disponible, por ejemplo, como SNH8, SNH46, SNH220 y SNH440
(que son sendas marcas de fábrica), que son productos que son
suministrados por la Sankyo Petrochemical Co., Ltd.
El agente suavizador que contiene el asfalto
según esta invención puede ser añadido durante el proceso de mezcla
de los componentes de caucho (incluyendo la producción de la mezcla
madre), o bien puede ser añadido como aceite extensor en la
preparación de un caucho sintético.
La cantidad de agente suavizador a añadir a la
mezcla no vulcanizada de caucho y otros varios ingredientes de esta
invención es preferiblemente de 1 a 200 partes en peso, más
preferiblemente de 3 a 150 partes en peso, y con la máxima
preferencia en particular de 5 a 100 partes en peso por cada 100
partes en peso del componente de caucho con vistas a la propiedad
de pérdida, a las propiedades de rotura y a la resistencia al
desgaste. La susodicha cantidad de adición del agente suavizador
significa la cantidad total tanto del llamado aceite extensor como
del aceite de
mezcla.
mezcla.
La cantidad de adición del agente suavizador,
cuando el mismo es usado como aceite extensor en la producción de
caucho sintético, es preferiblemente de 5 a 150 partes en peso, más
preferiblemente de 7 a 100 partes en peso, y con la máxima
preferencia en particular de 10 a 50 partes en peso por cada 100
partes en peso del componente de caucho (polímero de base) que es
objeto de extensión. Por añadidura, la cantidad adicional de agente
suavizador, cuando el mismo se usa como aceite de mezcla en el
proceso de mezcla de la mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes, es preferiblemente de 1 a 70 partes en peso y
más preferiblemente de 5 a 50 partes en peso por cada 100 partes en
peso del componente de caucho. Además, el agente suavizador puede
ser añadido simultáneamente a otras cargas o sustancias químicas
durante su mezcla.
Una parte del agente suavizador con contenido de
asfalto que se usa en la mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes de esta invención puede ser sustituida por otro
agente suavizador de los que son usados convencionalmente. Cuando
se use otro agente suavizador, es preferible que la cantidad de
mezcla total del agente suavizador esté situada dentro de la gama
de valores anteriormente indicada. A fin de que se produzca
suficientemente el efecto de esta invención, el agente suavizador de
esta invención es preferiblemente usado en una cantidad de al menos
un 30% en peso de la cantidad total de los agentes suavizadores,
incluyendo el agente suavizador con contenido de asfalteno y otro
agente suavizador.
La mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes de esta invención puede contener una carga de
refuerzo tal como negro de carbón, sílice, hidróxido de aluminio,
etc., en una cantidad de 20 a 150 partes en peso, preferiblemente
de 25 a 120 partes en peso, y más preferiblemente de 30 a 105 partes
en peso por cada 100 partes en peso del componente de caucho.
No hay limitación alguna en particular para el
negro de carbón, y puede opcionalmente seleccionarse y emplearse
cualquier negro de carbón de los que son usados convencionalmente
como carga de refuerzo para caucho. Se incluyen entre los típicos
ejemplos del negro de carbón los de las variedades FEF, SRF, HAF,
ISAF, SAF, etc., y de entre éstas son deseables las variedades HAF,
ISAF y SAF porque las mismas son particularmente superiores en
cuanto a la resistencia al desgaste.
Adicionalmente, no hay limitación alguna en
particular para la sílice, y puede opcionalmente seleccionarse y
emplearse cualquier sílice de las son convencionalmente usadas como
carga de refuerzo para caucho. Están incluidos entre los típicos
ejemplos de la sílice la sílice de tipo húmedo (ácido silícico
hidrato), la sílice de tipo seco (anhídrido de ácido silícico), el
silicato cálcico, el silicato de aluminio, etc., y de entre éstas
es deseable la sílice de tipo húmedo desde el punto de vista de su
favorable comportamiento.
Además, no hay limitación alguna en particular
con respecto al hidróxido de aluminio, y pueden emplearse
convenientemente los hidróxidos de aluminio que tienen un tamaño
medio de partículas de 10 \mum o menos y cuya superficie ha sido
tratada por medio de un agente de preparación superficial. Tratando
la superficie de las partículas de hidróxido de aluminio con el
agente de preparación superficial, se impide que las partículas en
particular de gran diámetro de entre las mismas actúen como granos
rompedores y se impide también la agregación entre las propias
partículas, con lo cual se logra el efecto de inhibir que los
agregados de hidróxido de aluminio devengan granos rompedores. No
hay limitación alguna en particular con respecto al agente de
preparación superficial, y a pesar de que puede opcionalmente
seleccionarse y emplearse cualquier agente de preparación
superficial de entre los distintos agentes convencionales que son
del dominio público, son preferibles el agente acoplador silánico y
el ácido esteárico, y es en particular apropiado el agente acoplador
silánico.
Además, en calidad del agente reticulante que se
usa para una mezcla no vulcanizada de caucho y otros varios
ingredientes de esta invención, puede emplearse cualquier agente
reticulante de los que son usados en general en la industria del
caucho, tal como peróxido orgánico, azufre y un compuesto orgánico
sulfurado. Cuando se emplea como agente reticulante azufre o un
compuesto orgánico sulfurado, puede usarse como de ordinario un
acelerador de la vulcanización de los que son generalmente usados en
la industria del caucho.
La mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes de esta invención puede adicionalmente contener
cargas inorgánicas de las que son usadas en general en la industria
del caucho en una cantidad de 5 a 200 partes en peso,
preferiblemente de 25 a 120 partes en peso, y más preferiblemente de
30 a 105 partes en peso por cada 100 partes en peso del componente
de caucho, además de los susodichos componentes. Además de los
componentes anteriormente mencionados, la mezcla no vulcanizada de
caucho y otros varios ingredientes de esta invención puede contener
adicionalmente otros ingredientes de los que son usados en general
en la industria del caucho, tales como antioxidantes o agentes
auxiliares de la vulcanización.
Se describe más detalladamente a continuación
esta invención haciendo referencia a Ejemplos, lo cual no limita el
alcance de esta invención.
Las propiedades del asfalto, de los agentes
suavizadores, del aceite nafténico hidrogenado y de las mezclas no
vulcanizadas de caucho y otros varios ingredientes fueron medidas
según los métodos que se indican a continuación.
La cantidad de enlaces vinílicos en la unidad de
dieno conjugado (una cantidad de 1,2 enlaces de la parte de
butadieno) fue obtenida por el método de los infrarrojos.
Adicionalmente, la cantidad de enlaces estirénicos en el polímero
fue obtenida por el método de la 1H-NMR
(1H-NMR = resonancia magnética nuclear de 1H).
El componente de asfalteno fue analizado
cuantitativamente sobre la base de un análisis de la composición
química según medición efectuada según el método del JPI (método del
Instituto del Petróleo del Japón).
La viscosidad cinética fue medida a 120ºC según
la norma JIS K2283-1993 (JIS = Normas Industriales
Japonesas).
Fueron medidos según la norma ASTM
D-2140 el contenido de hidrocarburo aromático (% de
CA), el contenido de hidrocarburo nafténico (% de CN) y el
contenido de hidrocarburo parafínico (% de CP), cada uno en % en
peso en el agente suavizador.
La viscosidad cinética fue medida a 100ºC según
la norma JIS K2283-1993.
El punto de anilina fue medido según la norma
JIS K2256-1985.
El contenido de PCA estaba representado por la
cantidad (en % en peso) de extracto de DMSO según el método de la
norma IP 346.
Se preparó una probeta troquelando una hoja (de
150 mm x 150 mm x 2 mm) de caucho vulcanizado usando una cuchilla
del Nº JIS 3 según la norma JIS K6301-1995. Se midió
la resistencia a la rotura por tracción de la probeta a 25ºC por
medio de una máquina de pruebas de tracción (STROGRAPH
AR-1 producida por la Toyo Seiki Co., Ltd.), y
dicha resistencia a la rotura por tracción fue expresada en forma de
índice. Cuanto mayor es el índice, tanto mejores son las
propiedades de rotura.
Los valores de la tg \delta de una hoja de
caucho vulcanizado (de 5 mm x 45 mm x 2 mm) fueron medidos en
condiciones de un 5% de deformación y una frecuencia de 15 Hz a 0ºC
y a 60ºC usando un viscoelastómetro (RHEOGRAPHSOLID
L-1R producido por la TOYO SEIKI Co., Ltd.).
Los resultados de la medición fueron evaluados
según los siguientes criterios de clasificación:
a) Con respecto a la tg \delta a 0ºC, el valor
medido fue expresado como índice sin efectuar cálculo alguno.
Cuanto mayor es el índice, tanto mejores son las propiedades en
materia de derrape sobre piso mojado.
b) Con respecto a la tg \delta a 60ºC, el
inverso del valor medido fue expresado como índice. Cuanto mayor es
el índice, tanto mejor es la propiedad de bajo consumo de
combustible.
Se midió con la máquina de pruebas de desgaste
del tipo Lambourne la pérdida por desgaste para un porcentaje de
resbalamiento de un 60%, y el inverso del valor medido fue expresado
como índice. Cuanto mayor es el índice, tanto mejor es la
resistencia al desgaste. A continuación se prepararon como se
describe en los siguientes apartados (A) a (D) agentes
suavizadores, muestras para estudios de viabilidad de nuevos
cauchos, cauchos sintéticos extendidos con aceite y probetas de
caucho vulcanizado en Ejemplos y Ejemplos comparativos de esta
invención.
Se pesaron con precisión en las cantidades
especificadas los aceites nafténicos hidrogenados que están
indicados en la Tabla 1 y habían sido calentados hasta 70ºC de
antemano. Se pesaron con precisión en las cantidades especificadas
los asfaltos nafténicos sin mezcla que están indicados en la Tabla 2
y habían sido calentados hasta 85ºC a fin de reducir su viscosidad
de antemano. Entonces, mientras se les mantenía a 70ºC, los asfaltos
sin mezcla fueron añadidos a los aceites nafténicos hidrogenados. A
continuación de ello, la mezcla fue agitada continuamente por
espacio de 5 minutos para preparar varios agentes suavizadores que
incluían asfalto. Además, con respecto a cada agente suavizador que
se usó en los Ejemplos y en los Ejemplos comparativos, se midió la
cantidad de componente de PCA (la cantidad de extracto de DMSO).
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Ejemplo de producción 1
(SBR-1)
Tras haber purgado el contenido de un recipiente
de vidrio cerrado herméticamente a prueba de presión y que tenía
una capacidad de 1 litro con nitrógeno, fueron introducidos en el
recipiente 256 g de ciclohexano, 21 g de estireno y 39 g de
butadieno. Entonces fueron añadidos 0,11 milimoles de
ditetrahidrofurfurilpropano y 0,36 milimoles de butillitio normal
(n-BuLi), y fue continuada por espacio de 3 horas la
reacción de polimerización a 50ºC. Tras haber transcurrido 3 horas,
fueron añadidos 0,5 mililitros de 2-propanol, y se
puso fin a la reacción. Fue añadida como antioxidante a la
susodicha solución de polímero una solución obtenida disolviendo
0,5 g de
2,6-di-t-butil-p-creosol
en 5 mililitros de isopropanol. La microestructura del polímero fue
analizada en una parte de la solución de polímero obtenida. Los
resultados están indicados en la Tabla 3.
Ejemplo de producción 2
(SBR-2)
Tras haber purgado con nitrógeno el contenido de
un recipiente de vidrio cerrado herméticamente a prueba de presión
y que tenía una capacidad de 1 litro, fueron introducidos en el
recipiente 289 g de ciclohexano, 3 g de estireno y 57 g de
butadieno. Entonces fueron añadidos 0,55 milimoles de
ditetrahidrofurfurilpropano y 0,36 milimoles de butillitio normal
(n-BuLi), y se continuó por espacio de 3 horas la
reacción de polimerización a 50ºC. Tras haber transcurrido 3 horas,
fueron añadidos 0,5 mililitros de 2-propanol, y se
puso fin a la reacción. Fue añadida como antioxidante a la
susodicha solución de polímero una solución obtenida disolviendo
0,5 g de
2,6-di-t-butil-p-creosol
en 5 mililitros de isopropanol. La microestructura del polímero fue
analizada en una parte de la solución de polímero obtenida. Los
resultados están indicados en la Tabla 3.
Ejemplo de producción 3
(BR-1)
En un vaso picudo que tenía una capacidad de 5
litros fueron introducidos y agitados para su disolución 3 litros
de ciclohexano y 500 g de polibutadieno de alto cis extendido con
aceite "BR31" (marca de fábrica; suministrado por la JSR
Corp.). Mientras se efectuaba agitación, esta solución fue
transferida por goteo a otro vaso picudo que tenía una capacidad de
5 litros y contenía 2 litros de 2-propanol a la
espera de nueva precipitación. Tras el vacuotermosecado del
polímero del cual el aceite extensor fue retirado de esta manera,
el mismo fue fundido de nuevo con 3 litros de ciclohexano en un vaso
picudo que tenía una capacidad de 5 litros. Tras la plena
disolución, fue añadida una solución obtenida disolviendo 0,5 g de
2,6-di-t-butil-p-creosol
en 5 mililitros de isopropanol. Fue analizada la microestructura
del polímero con una parte de la solución de polímero obtenida. Los
resultados están indicados en la Tabla 3.
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Ejemplo de producción 4
(BR-2)
Fue sintetizado por el método convencional un
caucho de butadieno que tenía una cantidad de enlaces cis de un 60%
como se indica en la Tabla 3.
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Ejemplo de producción 5
(BR-3)
El ejemplo de producción 5 fue llevado a cabo de
la misma manera como el ejemplo de producción 3, con la excepción
de que se usó un polibutadieno extendido con aceite
"BUDENE1255" (marca de fábrica; suministrado por la Goodyear
Co., Ltd.) en lugar del polibutadieno de alto cis extendido con
aceite "BR 31". Fue analizada la microestructura del polímero
en una parte de la solución de polímero obtenida. Los resultados
están indicados en la Tabla 3.
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Ejemplo de producción 6
(SBR-3)
El ejemplo de Producción 6 fue llevado a cabo de
la misma manera como el ejemplo de Producción 3, con la excepción
de que se usó un caucho extendido con aceite y hecho a base de
caucho de copolímero de estireno-butadieno de
polimerización en emulsión "SBR 1712" (marca de fábrica;
suministrado por la JSR Co., Ltd.) en lugar del polibutadieno de
alto cis extendido con aceite "BR 31". Se analizó la
microestructura del polímero en una parte de la solución de
polímero obtenida. Los resultados están indicados en la Tabla 3.
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Un agente suavizador con una composición
especificada fue añadido hasta las 37,5 partes en peso a 100 partes
en peso del polímero de SBR o de la solución de polímero de BR
obtenidos tras haber puesto fin a la polimerización o tras la
disolución de los materiales reprecipitados en los ejemplos
Producción 1 a 6, y la solución fue agitada por espacio de 30
minutos a 50ºC. Tras el vacuotermosecado de la solución fueron
obtenidas varias clases de cauchos extendidos con aceite. Con
respecto al caucho extendido con aceite y que contenía el agente
suavizador aportado de esta manera, se hace una descripción con
"ext. c. ac." en una columna del Método de Adición del Agente
Suavizador en las Tablas 5, 6, 8, 10 y 12.
Los componentes de una mezcla madre con la
formulación que se indica en las Tablas 4, 7, 9 y 11 fueron
mezclados juntamente en una amasadora con rodillos que tenían una
temperatura superficial de 70ºC, y el producto mezclado fue
sometido a una adicional amasadura final, y se hizo con el mismo una
hoja. La hoja así obtenida fue cargada en el interior de una
adecuada matriz de moldeo a 160ºC en condiciones de una presión de
30 kg/cm^{2} y 15 minutos de calentamiento. El producto
vulcanizado fue desmoldeado de la matriz de moldeo, y se prepararon
probetas que tenían un tamaño predeterminado. Con respecto al caucho
extendido con aceite y que contenía el agente suavizador aportado
añadiendo el agente suavizador en el paso de amasar la mezcla madre,
se hace una descripción con "amasadura" en la columna del
Método de Adición del Agente Suavizador en las Tablas 5, 6 y 8.
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Ejemplos 1 a 12, Ejemplos
comparativos 1 a 12 y Ejemplos de referencia 1 y
2
Según la formulación que se indica en la
siguiente Tabla 4, se preparó una mezcla vulcanizada de caucho y
otros varios ingredientes basada en BR o en SBR con negro de
carbón.
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Las propiedades de rotura, las propiedades de
pérdida y la resistencia al desgaste con respecto a la mezcla no
vulcanizada de caucho y otros varios ingredientes fueron evaluadas
mediante los métodos de evaluación que han sido indicados
anteriormente. Los valores de las propiedades físicas de las mezclas
de caucho y otros varios ingredientes en los Ejemplos 1 a 12 fueron
expresados mediante índices haciendo de las mezclas de caucho y
otros varios ingredientes de los correspondientes números de entre
los Ejemplos comparativos 1 a 12 los controles y efectuando el
cálculo fijando como de 100 los valores de las propiedades físicas
de los controles. Los resultados de las evaluaciones están
indicados en la Tabla 5 (SBR mezclado con negro de carbón) y en la
Tabla 6 (BR mezclado con negro de carbón). En estas Tablas,
"phr" expresa el número de partes en peso sobre la base del
supuesto de que la cantidad del componente de polímero corresponde a
100 partes en peso.
Según los resultados que se indican en las
Tablas, las mezclas de caucho y otros varios ingredientes de esta
invención son particularmente superiores en cuanto a todas las
propiedades de rotura, las propiedades de pérdida (al menos la
característica de la tangente \delta a 0ºC y la tangente \delta
a 60ºC) y la resistencia al desgaste, particularmente cuando la
relación en peso del (aceite nafténico hidrogenado)/(asfalto) es de
95/5 a 5/95. Adicionalmente, estableciendo una comparación entre el
Ejemplo 2 y el Ejemplo 3, el Ejemplo 4 y el Ejemplo 5, el Ejemplo 8
y el Ejemplo 9, y el Ejemplo 7 y el Ejemplo 11, respectivamente, se
comprueba que el efecto de esta invención es obtenido ya sea
añadiendo el agente suavizador al caucho extendido con aceite o
bien añadiendo el agente suavizador en el paso de amasar el
caucho.
Además, estableciendo una comparación entre el
Ejemplo 1 y el Ejemplo de referencia 1, y entre el Ejemplo
7-2 y el Ejemplo de referencia 2, respectivamente,
se comprueba que la mezcla no vulcanizada de caucho y otros varios
ingredientes que contiene negro de carbón según esta invención
presenta unas superiores propiedades físicas que son equivalentes a
o mejores que las de la mezcla convencional de caucho y otros varios
ingredientes en la que se usa un aceite aromático.
Ejemplos 13 a 18, Ejemplos
comparativos 13 a 18 y Ejemplo de referencia
3
Se preparó según las formulaciones que se
indican en la siguiente Tabla 7 una mezcla vulcanizada de caucho y
otros varios ingredientes basada en SBR y que contenía sílice y
negro de carbón en combinación.
Las propiedades de rotura, las propiedades de
pérdida y la resistencia al desgaste con respecto a la mezcla de
caucho y otros varios ingredientes fueron evaluadas por los métodos
de evaluación anteriormente descritos. Los valores de las
propiedades físicas de las mezclas de caucho y otros varios
ingredientes de los Ejemplos 13 a 18 fueron expresados mediante
índices haciendo de las mezclas de caucho y otros varios
ingredientes de los correspondientes números de entre los Ejemplos
comparativos 13 a 18 los controles y efectuando el cálculo fijando
como de 100 los valores de las propiedades físicas de los controles.
Los resultados de las evaluaciones están indicados en la Tabla
8.
Según los resultados que se indican en las
Tablas, las mezclas de caucho y otros varios ingredientes de esta
invención son particularmente superiores en cuanto a todas las
propiedades de rotura, las propiedades de pérdida (al menos la
característica de la tangente \delta a 0ºC y la tangente \delta
a 60ºC) y la resistencia al desgaste, particularmente cuando la
relación en peso del (aceite nafténico hidrogenado)/(asfalto) es de
95/5 a 5/95. Adicionalmente, estableciendo una comparación entre el
Ejemplo 14 y el Ejemplo 15 y entre el Ejemplo 16 y el Ejemplo 17,
respectivamente, se comprueba que el efecto de esta invención es
obtenido ya sea añadiendo el agente suavizador al caucho extendido
con aceite o bien añadiendo el agente suavizador en el paso de
amasar el caucho.
Además, comparando el Ejemplo 13 y el Ejemplo de
referencia 3 se comprueba que la mezcla de caucho y otros varios
ingredientes que contiene sílice según esta invención presenta unas
superiores propiedades físicas que son equivalentes a o mejores que
las de la mezcla convencional de caucho y otros varios ingredientes
en la que se usa un aceite aromático.
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Ejemplos 19 a 25, Ejemplos
comparativos 19 a 25 y Ejemplo de referencia
4
Se preparó según las formulaciones que se
indican en la siguiente Tabla 9 una mezcla vulcanizada de caucho y
otros varios ingredientes que estaba hecha a base de BR y contenía
hidróxido de aluminio y negro de carbón en combinación.
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Fueron evaluadas por los métodos de evaluación
anteriormente descritos las propiedades de rotura, las propiedades
de pérdida y la resistencia al desgaste con respecto a la mezcla de
caucho y otros varios ingredientes. Los valores de las propiedades
físicas de las mezclas de caucho y otros varios ingredientes de los
Ejemplos 19 a 25 fueron expresados mediante índices haciendo de las
mezclas de caucho y otros varios ingredientes de los números
correspondientes de entre los Ejemplos comparativos 19 a 25 los
controles y efectuando el cálculo fijando como de 100 los valores
de las propiedades físicas de los controles. Los resultados de las
evaluaciones están indicados en la Tabla 10.
Según los resultados que se indican en las
Tablas, las mezclas de caucho y otros varios ingredientes de esta
invención son particularmente superiores en cuanto a todas las
propiedades de rotura, las propiedades de pérdida (al menos la
característica de la tangente \delta a 0ºC y la tangente \delta
a 60ºC) y la resistencia al desgaste, particularmente cuando la
relación en peso del (aceite nafténico hidrogenado)/(asfalto) es de
95/5 a 5/95. Además, al comparar el Ejemplo 19-2 y
el Ejemplo de referencia 4 se comprueba que la mezcla de caucho y
otros varios ingredientes que contiene hidróxido de aluminio según
esta invención presenta unas superiores propiedades físicas que son
equivalentes a o mejores que las de la mezcla convencional de caucho
y otros varios ingredientes en la que se usa un aceite
aromático.
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Ejemplos 26 a 33 y Ejemplo
comparativo
26
Se preparó según las formulaciones que se
indican en la siguiente Tabla 11 una mezcla vulcanizada de caucho y
otros varios ingredientes que estaba hecha a base de SBR y contenía
negro de carbón.
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Fueron evaluadas por los métodos de evaluación
anteriormente descritos las propiedades de rotura, las propiedades
de pérdida y la resistencia al desgaste con respecto a la mezcla de
caucho y otros varios ingredientes. Los valores de las propiedades
físicas de las mezclas de caucho y otros varios ingredientes de los
Ejemplos 26 a 33 fueron expresados mediante índices haciendo de las
mezclas de caucho y otros varios ingredientes de los números
correspondientes del Ejemplo comparativo 26 los controles y
efectuando el cálculo fijando como de 100 los valores de las
propiedades físicas de los controles. Los resultados de las
evaluaciones están indicados en la Tabla 12.
Según los resultados que se indican en las
Tablas, las mezclas de caucho y otros varios ingredientes de esta
invención en las que se usan los agentes suavizadores con la
relación en peso del (aceite nafténico hidrogenado)/(asfalto) de
95/5 a 5/95 de los Ejemplos 27 y 31 son superiores en cuanto a todas
las propiedades de rotura, las propiedades de pérdida (al menos la
característica de la tangente \delta a 0ºC y la tangente \delta
a 60ºC) y la resistencia al desgaste, y queda claramente de
manifiesto el efecto de la combinación del aceite nafténico
hidrogenado y del asfalto.
Según esta invención, mezclando un agente
suavizador que contiene menos de un 3% en peso de componente de PCA
que incluye aceite nafténico hidrogenado y SBR o BR de una
microestructura especificada, se obtiene según la anterior
descripción una mezcla de caucho y otros varios ingredientes que es
superior en cuanto a las características de rotura, a la
característica de pérdida y a la resistencia al desgaste.
Adicionalmente, esta invención también aporta una mezcla de caucho
y otros varios ingredientes que presenta unas propiedades físicas
que son equivalentes o superiores a las de una mezcla convencional
de caucho y otros varios ingredientes en la que se usa un aceite
aromático. Por consiguiente, esta invención puede ser aplicable a
distintos productos de caucho, a una cubierta neumática, y en
particular, a la banda de rodadura de una cubierta.
Claims (10)
1. Mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes que comprende:
un agente suavizador que incluye a un aceite
nafténico hidrogenado del cual una cantidad de extracto de sulfóxido
de dimetilo (DMSO) obtenida por el método IP 346 está controlada
para ser de menos de un 3% en peso, y al menos un caucho
seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de (1) un
caucho de copolímero de estireno-butadieno con una
cantidad de enlaces estirénicos en porcentaje molecular de un 10% en
peso a un 60% en peso y con una cantidad de enlaces vinílicos de la
parte de butadieno de un 10% a un 80%, y (2) un caucho de butadieno
con una cantidad de enlaces cis de al menos un 30%.
2. Mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes según la reivindicación 1, en la que dicha
cantidad de enlaces estirénicos en porcentaje molecular del caucho
de copolímero de estireno-butadieno es de un 20% en
peso a un 50% en peso.
3. Mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes según la reivindicación 1 o la reivindicación
2, en la que dicha cantidad de enlaces vinílicos de la parte de
butadieno del caucho de copolímero de
estireno-butadieno es de un 10% a un 65%.
4. Mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
en la que dicha cantidad de enlaces cis del caucho de copolímero de
estireno-butadieno es de al menos un 60%.
5. Mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
en la que dicho aceite nafténico hidrogenado tiene un contenido de
hidrocarburo nafténico de al menos un 30% de CN según medición
efectuada según la norma ASTM D2140.
6. Mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
en la que dicho agente suavizador contiene adicionalmente asfalto
con hasta un 5% en peso de un componente de asfalteno.
7. Mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
en la que una viscosidad cinética a 120ºC de dicho asfalto es de
hasta 300 mm^{2}/segundo.
8. Mezcla no vulcanizada de caucho y otros
varios ingredientes según la reivindicación 6 o la reivindicación
7, en la que una proporción de mezcla en peso entre el aceite
nafténico hidrogenado y el asfalto según la expresión (aceite
nafténico hidrogenado/asfalto) en dicho agente suavizador es de 95/5
a 5/95.
9. Banda de rodadura de una cubierta hecha
usando la mezcla no vulcanizada de caucho y otros varios
ingredientes según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Cubierta neumática hecha usando la mezcla no
vulcanizada de caucho y otros varios ingredientes según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 8.
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