ES2302028T3 - Agente de acoplamiento para composicion elastomerica que comprende una carga de refuerzo. - Google Patents
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Abstract
Composición elastomérica que puede ser vulcanizada en azufre que comprende al menos un elastómero diénico y al menos una carga de refuerzo, caracterizada porque es susceptible a ser obtenida por un procedimiento que comprende el mezclado de dicho elastómero y de dicha carga, con una cantidad efectiva de un agente de acoplamiento que consiste en una combinación de: - 10 a 90%, de preferencia de 50 a 70% de un producto (I) que consiste en una mezcla de polisulfuros de poli(alquil fenol) de fórmula: (Ver fórmula) en la cual: - R es un radical alquilo que comprende de 1 a 20 átomos de carbono, de preferencia de 4 a 10; - n y n'' son dos números enteros, idénticos o diferentes, comprendidos entre 1 y 8, de preferencia entre 1 y 4, - p es un número entero comprendido entre 0 y 50, de preferencia entre 0 y 20; y - de 10 a 90%, de preferencia de 30 a 50% de un producto (II) constituido por el tetrasulfuro de bis-trietoxisililpropilo.
Description
Agente de acoplamiento para composición
elastomérica que comprende una carga de refuerzo.
La presente invención se refiere al campo de las
composiciones de caucho destinadas en particular a la fabricación
de los neumáticos, y más especialmente a la fabricación de las
bandas de rodamiento para vehículos de motor. La misma tiene más
particularmente por objeto una composición elastomérica que puede
ser vulcanizada en azufre que comprende una carga de refuerzo y un
agente de acoplamiento específico.
Muchas investigaciones han sido efectuadas para
mejorar las propiedades requeridas para los recubrimientos de los
neumáticos. En concordancia con el objetivo permanente de ahorrar
carburante para los vehículos de motor, se realizan esfuerzos por
mejorar la resistencia al rodamiento de dichos recubrimientos, pero
a la vez manteniendo una exce-
lente adherencia tanto sobre el suelo seco como sobre el suelo húmedo, así como una resistencia aceptable al desgaste.
lente adherencia tanto sobre el suelo seco como sobre el suelo húmedo, así como una resistencia aceptable al desgaste.
Se conocen ya composiciones elastoméricas
destinadas a formar estas bandas de rodamiento. Las mismas
comprenden en general además de un elastómero diénico una carga de
refuerzo. Esta carga de refuerzo es generalmente de negro de
carbono o de sílice.
Se sabe que para obtener las propiedades de
reforzamiento óptimas conferidas por la carga, conviene que la
misma esté presente en la matriz del elastómero en una forma final
que sea a la vez lo más finamente dividida posible, y distribuida
de la forma más homogénea posible. Ahora bien, tales condiciones
solo pueden ser realizadas en la medida en que la carga presente
una muy buena aptitud por una parte para incorporarse a la matriz
durante el mezclado con el elastómero, y por otra parte para
dispersarse de forma homogénea en dicha matriz.
De manera conocida, el negro de carbono presenta
tal aptitud, pero este no es el caso en general para las partículas
de sílice. En efecto, por razones de afinidad recíproca, las
partículas de sílice tienen una molesta tendencia a aglomerarse
entre ellas en la matriz del elastómero. Esto es nefasto para las
propiedades de reforzamiento del producto final obtenido después de
la vulcanización. Ello es igualmente molesto en la medida en que, al
aumentar la viscosidad del elastómero, la sílice hace, después de
su incorporación, que la composición elastomérica que puede ser
vulcanizada sea difícil de trabajar o de amasar, en particular
cuando se trata de incorporar por mezclado los aditivos no
azufrados y el sistema de vulcanización, o cuando se introduce la
mezcla que comprende todos los ingredientes en un molde de
vulcanización.
Ahora bien el uso de sílice en la fabricación de
bandas de rodamiento de neumáticos es particularmente interesante,
en la medida en que es susceptible de reducir la resistencia al
rodamiento, y por consiguiente obtener un ahorro sustancial de
carburante.
La técnica anterior describe ya productos que
favorecen la dispersión de una carga, en particular de la sílice,
en una composición elastomérica. Tales productos son frecuentemente
llamados agentes de acoplamiento.
La solicitud de patente europea EP 0501227
menciona así, para una composición que puede ser vulcanizada en
azufre que comprende un copolímero de un dieno conjugado reforzado
por una sílice particular, la utilización de 12,8 partes en peso
(por 100 partes de caucho) de un agente denominado de refuerzo, que
comprende 6,4 partes en peso de un organosilano polisulfurado.
La solicitud internacional WO 97/42256 menciona
igualmente para composiciones elastoméricas que comprenden sílice,
la utilización como agente de acoplamiento de un organosilano
polisulfurado específico: el tetrasulfuro de
bis-trietoxisililpropilo, conocido igualmente bajo
la denominación comercial de Si-69® de Degussa AG.
Este agente de acoplamiento, que es ampliamente usado en la esfera
industrial, presenta sin embargo el inconveniente de ser
excesivamente costoso.
Esta es la razón por la cual este documento
enseña, en lo esencial, composiciones elastoméricas que comprenden
negro de carbono tratado como carga de refuerzo, para las cuales
recomienda la utilización, como agente modificante de
pre-vulcanización, de un compuesto orgánico no
silano polisulfurado, por ejemplo la utilización de un polisulfuro
de terciobutil fenol.
La solicitud internacional WO 02/083719 se une
también al problema del reemplazo del tetrasulfuro de
bis-trietoxisililpropilo como agente de
acoplamiento de una carga blanca (tal como la sílice) en una
composición de cauchos diénicos. La misma propone con este objetivo
monoorganoxisilanos polisulfurados. Sin embargo, estos últimos
compuestos conducen a costos excesivos, a causa de la química
utilizada.
Se buscan por consiguiente -y es el objetivo de
la presente invención- nuevos agentes de acoplamiento que tengan un
costo reducido con respecto al Si-69, y que permitan
asegurar propiedades óptimas a las bandas de rodamiento de
neumáticos, y mantener a la vez propiedades reológicas aceptables
para la puesta en práctica y el tratamiento de las composiciones
que pueden ser vulcanizadas, en particular en lo concerniente a su
viscosidad.
En el presente texto, los % indicados
corresponden, en ausencia de indicación contraria, a contenidos
expresados en peso.
La presente invención tiene por objeto una
composición elastomérica que puede ser vulcanizada en azufre que
comprende al menos un elastómero diénico y al menos una carga de
refuerzo, caracterizada porque la misma es susceptible de ser
obtenida por un procedimiento que comprende el mezclado de dicho
elastómero y de dicha carga con una cantidad efectiva de un agente
de acoplamiento que consiste en una combinación de:
- 10 a 90%, de preferencia de 50 a 70% de un
producto (I) que consiste en una mezcla de polisulfuros de
poli(alquil fenol) de fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
cual:
- R es un radical alquilo que comprende de 1 a
20 átomos de carbono, de preferencia de 4 a 10;
- n y n' son dos números enteros, idénticos o
diferentes, comprendidos entre 1 y 8, de preferencia entre 1 y
4,
- p es un número entero comprendido entre 0 y
50, de preferencia entre 0 y 20; y
- de 10 a 90%, de preferencia de 30 a 50% de un
producto (II) constituido por el tetrasulfuro de
bis-trietoxisililpropilo.
\vskip1.000000\baselineskip
En efecto ha sido encontrado, de manera
sorprendente, que la introducción de una cantidad efectiva del
producto de fórmula (I) permitía, a la vez que mantiene la
viscosidad de la composición que puede ser vulcanizada, disminuir
la cantidad requerida de tetrasulfuro de
bis-trietoxisililpropilo (o Si-69) y
mejorar las propiedades de las bandas de rodamiento fabricadas a
partir de dicha composición, en particular respecto a la resistencia
al rodamiento y a la adherencia sobre el suelo mojado. Así, no es
necesario recurrir a cantidades significativas de compuestos de
sililados, como es mostrado por la técnica anterior, y se dispone de
una alternativa técnico-económica práctica para el
uso exclusivo del Si-69.
La composición de acuerdo con la invención puede
comprender uno o varios elastómeros diénicos. Por elastómeros
diénicos, se entiende más precisamente:
(1) los homopolímeros obtenidos por
polimerización de un monómero dieno conjugado que tenga de 4 a 22
átomos de carbono, como por ejemplo: el
butadieno-1,3, el metil-2
butadieno-1,3, el dimetil-2,3
butadieno-1,3, el dietil-2,3
butadieno-1,3, el metil-2
etil-3 butadieno-1,3, el
cloro-2 butadieno-1,3, el
metil-2 isopropil-3
butadieno-1,3, el fenil-1
butadieno-1,3, el pentadieno-1,3, el
hexadieno-2,4;
(2) los copolímeros obtenidos por
copolimerización de al menos dos de los dienos conjugados antes
mencionados entre ellos o por copolimerización de uno o varios de
los dienos conjugados antes mencionados con uno o varios monómeros
no saturados de forma etilénica seleccionados entre:
\vskip1.000000\baselineskip
- los monómeros vinilos aromáticos que tengan
de 8 a 20 átomos de carbono, como por ejemplo: el estireno, el
orto-, meta- o parametilestireno, la mezcla comercial
"vinil-tolueno", el paraterciobutilestireno,
los metoxiestirenos, los cloroestirenos, el vinilmesitileno, el
divinilbenceno, el vinilnaftaleno;
- los monómeros nitrilos vinílicos que tengan
de 3 a 12 átomos de carbono, como por ejemplo el acrilonitrilo, el
metacrilonitrilo;
- los monómeros ésteres acrílicos derivados del
ácido acrílico o del ácido metracrílico con alcanoles que tengan de
1 a 12 átomos de carbono, como por ejemplo el acrilato de metilo, el
acrilato de etilo, el acrilato de propilo, el acrilato de
n-butilo, el acrilato de isobutilo, el acrilato de
etil-2 hexilo, el metacrilato de metilo, el
metacrilato de etilo, el metacrilato de n-butilo, el
metacrilato de isobutilo;
los copolímeros pueden contener entre 99% y 20%
en peso de unidades diénicas y entre 1% y 80% en peso de unidades
vinilos aromáticos, nitrilos vinílicos y/o ésteres acrílicos:
(3) los copolímeros ternarios obtenidos por
copolimerización de etileno, de una a-olefina que
tengan 3 a 6 átomos de carbono con un monómero dieno no conjugado
que tenga de 6 a 12 átomos de carbono, como por ejemplo los
elastómeros obtenidos a partir de etileno, de propileno con un
monómero dieno no conjugado del tipo antes mencionado tal como
específicamente el hexadieno-1,4, el etilideno
norborneno, el diciclopentadieno (elastómero EPDM);
(4) el caucho natural;
(5) los copolímeros obtenidos por
copolimerización de isobuteno y de isopreno (caucho butilo), así
como las versiones halogenadas, en particular cloradas o bromadas,
de estos copolímeros;
(6) una mezcla de varios de los elastómeros
antes mencionados (1) a (5) entre ellos.
\vskip1.000000\baselineskip
A modo preferente, se usan uno o varios
elastómeros seleccionados entre el polibutadieno o el
poli(estireno-butadieno) que convenga
ventajosamente a la fabricación de las bandas de rodamiento de
neumáticos.
Se puede usar en la composición de acuerdo con
la invención, una o varias cargas de refuerzos, tales como una
carga blanca y/o de negro de carbono.
De acuerdo con una variante preferida de la
invención, se usa una carga de refuerzo blanca.
Se entiende por la expresión "carga blanca de
refuerzo", una carga blanca capaz de reforzar ella sola, sin
otro medio que el de un agente de acoplamiento, una composición
elastomérica(s) de tipo caucho, natural(es) o
sintéti-
ca(s).
ca(s).
El estado físico en el cual se presenta la carga
blanca de refuerzo es indiferente, es decir que dicha carga puede
presentarse en forma de polvo, de microperlas, de granulados o de
bolas.
La carga blanca de refuerzo consiste
generalmente en la sílice, el aluminio o en una mezcla de estas dos
especies.
De manera más preferente, la carga blanca de
refuerzo consiste en la sílice, tomada sola o en mezcla con el
aluminio.
A título de sílice susceptible de ser usada en
la composición de acuerdo con la invención convienen todas las
sílices precipitadas o pirogenadas conocidas por los especialistas
en la técnica que presenten una superficie específica BET=a 450
m^{2}/g. Se prefieren las sílices de precipitación, éstas pueden
ser clásicas o altamente dispersables. Por sílice altamente
dispersable, se entiende toda sílice que tenga una aptitud muy
significativa para la eliminación de la aglomeración y para la
dispersión en una matriz polimérica, observable por microscopio
electrónico u óptico, sobre cortes finos.
Como ejemplos no limitativos de sílices
altamente dispersables, se pueden citar aquellas que tengan una
superficie específica CTAB igual o inferior a 450 m^{2}/g, y que
van de preferencia de 30 a 400 m^{2}/g, y particularmente las
descritas en la patente US-A-5 403
570 y las solicitudes de patentes
WO-A-95/09127 y
WO-A-95/09128.
Como ejemplos no limitativos de tales sílices
altamente dispersables, se pueden citar la sílice Perkasil KS 430
de la sociedad AKZO, la sílice BV3380 de la sociedad DEGUSSA, las
sílices Zeosil 1165 MP y 1115 MP de la sociedad RHODIA, la sílice
Hi-Sil 2000 de la sociedad PPG, las sílices Zeopol
8741 u 8745 de la sociedad HUBER.
A modo más preferente, son bien convenientes las
sílices de precipitación que tengan:
\vskip1.000000\baselineskip
- una superficie específica CTAB que oscila de
100 a 240 m^{2}/g, de preferencia de 100 a 180 m^{2}/g,
- una superficie específica BET que oscila de
100 a 250 m^{2}/g, de preferencia de 100 a 190 m^{2}/g,
- una toma de aceite DOP inferior a 300 ml/100
g, de preferencia que oscila de 200 a 295 ml/100 g,
- una relación superficie específica
BET/superficie específica CTAB que oscila de 1,0 a 1,6.
\vskip1.000000\baselineskip
Los polisulfuros de poli(alquil fenol) de
fórmula (I) son conocidos desde hace tiempo, y son específicamente
comercializados por la Sociedad ATOFINA bajo la denominación
VULTAC®. Los mismos pueden ser preparados por reacción de
monocloruro o de dicloruro de azufre en un alquil fenol, a una
temperatura comprendida entre 100 y 200ºC, de acuerdo con la
reacción siguiente:
Se puede citar como referencia de fabricación de
estos productos la patente US 2 422 156 o US 3 968 062.
De acuerdo con una variante preferida, se usa
una mezcla de compuestos de fórmula (I) en la cual R es un radical
alquilo que comprende al menos un carbono terciario por el cual R
está unido al núcleo aromático.
De acuerdo con una variante particularmente
ventajosa, R es un radical tercio-butilo o
tercio-pentilo.
Se usa también más preferentemente como mezcla
de compuestos de fórmula (I) una mezcla en la cual el valor
promedio de n y de n' es de aproximadamente 2, y el valor promedio
de p es de aproximadamente 5. Estos valores promedios son
calculados por el especialista en la técnica a partir de datos RMN
del protón y por dosificación ponderada del azufre.
Se prefiere usar como agente de acoplamiento en
la composición de acuerdo con la invención una combinación del
producto de fórmula (I) y del producto (II) en la cual la relación
del peso (I)/(II) está comprendida entre 1 y 3, y, de preferencia,
cercana a 2.
La presente invención tiene igualmente por
objeto el agente de acoplamiento tal como es definido
anteriormente.
El producto (II) denominado tetrasulfuro de
bis-trietoxisililpropilo es una mezcla de compuestos
de fórmula:
(EtO)_{3}Si-(CH_{2})_{3}-S_{q}-(CH_{2})_{3}-Si(OEt)_{3}
en la cual el valor promedio de q
es aproximadamente
4.
Este producto está disponible comercialmente,
por ejemplo en Degussa AG (Alemania) bajo la marca
Si-69®.
De acuerdo con una variante preferida, el
producto (II) es usado en la composición de acuerdo con la invención
en forma de una mezcla 50%/50% en peso con negro de carbono.
Cuando, conforme a una variante preferida de la
invención, se usa como carga de refuerzo, una carga blanca,
especialmente la sílice, la composición de acuerdo con la invención
es obtenida al mezclar en 100 partes en peso de
elastómero(s) diénico(s):
\vskip1.000000\baselineskip
- de 10 a 200 partes en peso de carga blanca de
refuerzo, de preferencia entre 20 y 150, y
- de 0,5 a 10 partes en peso de agente de
acoplamiento tal como es definido anteriormente, de preferencia de
2 a 8.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con una variante preferida, se
mezclan en 100 partes en peso de elastómero(s)
diénico(s) de 50 a 100 partes en peso de sílice, y de 5 a 7
partes en peso del agente de acoplamiento.
De acuerdo con una variante preferida, el
procedimiento de preparación de la composición que puede ser
vulcanizada en azufre de acuerdo con la invención comprende además
la incorporación de los aditivos no azufrados utilizados
habitualmente en las composiciones elastoméricas destinadas a la
fabricación de las bandas de rodamiento, con la excepción del
sistema de vulcanización. Puede tratarse específicamente de
plastificantes, pigmentos, antioxidantes, activadores de
vulcanización, aceites de extensión nafténicos o aromáticos. De
acuerdo con esta variante, el elastómero diénico, la carga de
refuerzo, los productos (I) y (II), y los aditivos no azufrados son
sometidos a un trabajo mecánico en cualquier dispositivo apropiado
como por ejemplo en un mezclador o un dispositivo de densificación
durante la duración apropiada, de manera que comprenda al menos una
etapa térmica cuya temperatura esté comprendida entre 130ºC y
170ºC, de preferencia entre 130 y 150ºC.
La duración apropiada del trabajo
termo-mecánico varía en función de las condiciones
operativas mantenidas por el especialista en la técnica, y en
particular de la temperatura escogida y comprendida en el intervalo
indicado anteriormente, de la naturaleza y del volumen de los
constituyentes sometidos al trabajo mecánico. Lo esencial es que el
trabajo mecánico conlleva a una excelente dispersión de la carga, lo
que se traduce particularmente en el caso en el que se utilice la
sílice como carga, en una disminución del tamaño de las partículas
correspondientes. Es igualmente importante que la energía requerida
sea alcanzada por la pareja tiempo-temperatura y
esto con un número variable de etapas usadas para alcanzar este
nivel de energía, a fin de que se obtenga la maximización de la
relación: módulo de alargamiento a 300% / módulo de alargamiento a
100%. Esta relación es uno de los parámetros habitualmente usados
por el especialista en la técnica para controlar la eficiencia del
refuerzo del elastómero por la carga.
Así, en función de los dispositivos
termo-mecánicos utilizados para realizar este
trabajo termo-mecánico, la duración de dicho
trabajo puede variar de 1 minuto a 20 minutos, y podrá ser
determinada por el especialista en la técnica sobre la base de sus
conocimientos generales, y del control de las propiedades de la
composición usada en forma de banda de rodamiento de neumáticos.
Así el trabajo termo-mecánico solamente puede
comprender una sola etapa termo-mecánica de
duración, de temperatura y que aporte la energía de intensidad o
comprender varias etapas termo-mecánicas que puedan
estar separadas por al menos una etapa de enfriamiento.
A la composición obtenida de acuerdo con la
variante que acaba de ser descrita, se añade además ventajosamente
un sistema de vulcanización que comprende específicamente el azufre
y los aceleradores de vulcanización, por trabajo mecánico de
acabado, por ejemplo para lo que se usa un mezclador externo a una
temperatura inferior a 100ºC. Se utiliza como sistema de
vulcanización un sistema usual, que comprende por ejemplo además del
azufre aceleradores de vulcanización como una sulfenamida y/o la
difenilguanidina.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un artículo moldeado susceptible de ser obtenido por la
conformación de la composición obtenida después de la incorporación
del sistema de vulcanización, y luego calentamiento.
Después del moldeado de la composición en un
molde de forma deseada, por ejemplo por colada, el calentamiento
conduce a la vulcanización (o cocción) de la composición. De manera
conocida, este calentamiento se efectúa a una temperatura que
oscila generalmente de 130 a 200ºC, eventualmente bajo presión, y
durante un tiempo suficiente que puede variar por ejemplo entre 5 y
90 minutos, en función particularmente de la temperatura de
cocción, del sistema de vulcanización adoptado, y de la cinética de
vulcanización de la composición considerada.
Se prefiere como artículo moldeado de acuerdo
con la invención bandas de rodamiento de neumáticos, en razón de
sus propiedades ventajosas de resistencia a la tracción, de
adherencia sobre suelo mojado, y de resistencia al rodamiento.
La presente invención es ilustrada a título no
limitativo por los ejemplos siguientes.
\vskip1.000000\baselineskip
Se introduce en un mezclador interno de 2 litros
de tipo Banbury en el orden: el SBR, el polibutadieno, los tres
cuartos de la sílice, el producto (I) y el producto (II) que
constituyen el agente de acoplamiento, el resto de la sílice, y
luego los aditivos no azufrados.
El conjunto es mezclado hasta que la temperatura
alcance 145ºC, o sea aproximadamente durante 5 minutos. Se prosigue
el mezclado durante 4 minutos a esta misma temperatura.
La composición así obtenida es transferida a un
mezclador externo con dos cilindros, donde cada cilindro tiene un
diámetro de 300 mm y una longitud de 700 mm. Se añade entonces a la
composición el sistema de vulcanización que comprende el azufre y
los 2 aceleradores de vulcanización, a una temperatura inferior a
100ºC. Se prosigue el mezclado durante aproximadamente 5
minutos.
El contenido de los diferentes ingredientes
usados para preparar la composición es indicado en la tabla I a
continuación. Este contenido es expresado en partes en peso sobre la
base de 100 partes en peso de elastómeros.
\vskip1.000000\baselineskip
Se mide la viscosidad Mooney en la composición
preparada conforme a A.
La viscosidad Mooney es el resultado de la
medición del índice consistométrico efectuada de acuerdo con la
Norma Francesa NF T43-005 editada por la Asociación
Francesa de Normalización. Esta medición realizada en un caucho no
vulcanizado se hace con la ayuda de un dispositivo llamado
"consistómetro de cizalladura".
El resultado es indicado en la tabla II a
continuación.
Una parte de la composición es moldeada en forma
de placa, y luego vulcanizada a una temperatura de 170ºC durante 20
minutos. La placa es seguidamente recortada en probetas de tipo
halteras (H2).
Otra parte de la composición es el moldeado de
probetas de tipo Goodrich (cilindros 25 x 18 mm) que son
seguidamente vulcanizadas a una temperatura de 170ºC durante 25
minutos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se mide en las probetas los parámetros
siguientes: M300/M100, tgd a 0ºC y 10 Hz, tgd a 60ºC y 10 Hz.
La relación Módulo 300% / Módulo 100% (o también
M300/M100), representativa del índice de refuerzo de la carga, es
calculada a partir de ensayos de tracciones realizados conforme a la
Norma Francesa NF T46-002, en las probetas de tipo
halteras.
La tgd medida a una temperatura de 0ºC y a una
frecuencia de 10 Hz permite caracterizar la adherencia sobre suelo
mojado: mientras más elevado sea el valor de tgd a esta temperatura,
mejor será la adherencia sobre el suelo mojado. La tgd medida a una
temperatura de 60ºC y a una frecuencia de 10 Hz permite caracterizar
la resistencia al rodamiento: mientras menor sea el valor de tgd a
esta temperatura, tanto menor será la resistencia al rodamiento y
tanto mayor será el ahorro de carburante. Estos 2 parámetros son
medidos conforme a la norma ISO 4664:1998 concerniente a las
propiedades visco-elásticas en régimen dinámico, en
las probetas de tipo Goodrich.
Los resultados obtenidos son reportados en la
tabla II a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repite el ejemplo 1, modificando los
contenidos de los productos (I) y (II) como es indicado en la tabla
I.
Se obtienen las propiedades resumidas en la
tabla II.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de referencia
(comparativo)
Se repite el ejemplo 1, utilizando como agente
de acoplamiento exclusivamente el producto (II) con un contenido de
6,4 partes en peso (por 100 partes en peso de elastómeros). Este
contenido corresponde al de la patente EP 0501227 en organosilano
polisulfurado, y al contenido usual de introducción del
Si-69® en la industria del neumático.
Las propiedades medidas son igualmente resumidas
en la tabla II.
Los ejemplos de acuerdo con la invención hacen
aparecer un índice consistométrico (viscosidad Mooney) ligeramente
superior al del ejemplo de referencia, pero que permanece sin
embargo a un nivel completamente aceptable por tener composiciones
elastoméricas que pueden ser vulcanizadas en azufre que sean aptas
para la utilización, en particular en lo que concierne a las
operaciones de colada en un molde previamente a la conformación por
vulcanización.
Del mismo modo el índice de refuerzo de los
ejemplos 1 y 2 es sensiblemente del mismo orden que el obtenido
para el ejemplo de referencia.
En cambio, y de manera sorprendente, los valores
de tgd indican que la adherencia sobre suelo mojado y la
resistencia al rodamiento para los ejemplos de acuerdo con la
invención son netamente mejorados en relación con la referencia,
mientras que estos ejemplos permiten además una disminución del
costo del agente de acoplamiento, al ser el producto (I) en efecto
netamente menos costoso que el Si69®.
Las características de los ingredientes
utilizados en la tabla I anterior son las siguientes:
(1) copolímero
Estireno-Butadieno preparado en solución, disponible
comercialmente en forma de un elastómero extendido a 27,3% de
aceite, que tiene un contenido en estireno de 25%, un contenido en
uniones vinílicas de 55%, un contenido en uniones
trans-1,4 de 12%, y un contenido en uniones
cis-1,4 de 8%. Este producto es vendido bajo la
denominación comercial SBR Buna VSL 5525-1 por la
Sociedad Bayer.
(2) polibutadieno que tenga un porcentaje de
unión cis-1,4 de 96,5%.
(3) sílice altamente dispersable que tenga una
superficie BET y CTAB de aproximadamente 150 a 160 m^{2}/g
vendida bajo la denominación comercial Zéosil 1165 MP por la
Sociedad Rhodia.
(4) aceite aromático vendido bajo la
denominación comercial Aceite Mobilsol K por la Sociedad Mobil.
(5) y (6) activadores de vulcanización
(7) Antioxidante vendido bajo la denominación
comercial Antiox 6PPD
(8) Antilux 500
(9) azufre elemental que tenga un tamaño de
partícula por debajo de 300 \mum
(10)
Ciclohexil-benzotiazil-sulfenamida,
acelerador de vulcanización vendido por la sociedad MLPC bajo la
denominación comercial EKALAND CBS
(11) acelerador de vulcanización vendido por la
sociedad MLPC bajo la denominación EKALAND DPG
(12) Polisulfuro de poli(alquil fenol)
disponible bajo la denominación Vultac® TB7 de la Sociedad ATOFINA:
mezcla de compuestos de fórmula (I) en la cual R es un radical
tercio-butilo, n y n' son cada uno como promedio
iguales a aproximadamente 2, y p es igual a aproximadamente 5 como
promedio.
(13) tetrasulfuro de
bis-trietoxisililpropilo disponible bajo la
denominación comercial de Si-69® en Degussa AG.
Claims (16)
1. Composición elastomérica que puede ser
vulcanizada en azufre que comprende al menos un elastómero diénico
y al menos una carga de refuerzo, caracterizada porque es
susceptible a ser obtenida por un procedimiento que comprende el
mezclado de dicho elastómero y de dicha carga, con una cantidad
efectiva de un agente de acoplamiento que consiste en una
combinación de:
- 10 a 90%, de preferencia de 50 a 70% de un
producto (I) que consiste en una mezcla de polisulfuros de
poli(alquil fenol) de fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
cual:
- R es un radical alquilo que comprende de 1 a
20 átomos de carbono, de preferencia de 4 a 10;
- n y n' son dos números enteros, idénticos o
diferentes, comprendidos entre 1 y 8, de preferencia entre 1 y
4,
- p es un número entero comprendido entre 0 y
50, de preferencia entre 0 y 20; y
- de 10 a 90%, de preferencia de 30 a 50% de un
producto (II) constituido por el tetrasulfuro de
bis-trietoxisililpropilo.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Composición elastomérica de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque se utiliza uno o
varios elastómeros seleccionados entre el polibutadieno o el
poli(estireno-butadieno).
3. Composición elastomérica de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque se
utiliza una carga de refuerzo blanca.
4. Composición elastomérica de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizada porque la carga blanca es la
sílice, tomada sola o en mezcla con el aluminio.
5. Composición elastomérica de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque se usa
una mezcla de compuestos de fórmula (I) en la cual R es un radical
alquilo que comprende al menos un carbono terciario por el cual R
está unido al núcleo aromático.
6. Composición elastomérica de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizada porque R es un radical
tercio-butilo o tercio-pentilo.
7. Composición elastomérica de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque se usa
como mezcla de compuestos de fórmula (I) una mezcla en la cual el
valor promedio de n y n' es de aproximadamente 2, y el valor
promedio de p es de aproximadamente 5.
8. Composición elastomérica de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la
relación del peso (I) / (II) está comprendida entre 1 y 3, y de
preferencia, cercana a 2.
9. Composición elastomérica de acuerdo con una
de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizada porque se
mezclan en 100 partes en peso de elastómero(s)
diénico(s):
\vskip1.000000\baselineskip
- de 10 a 200 partes en peso de carga blanca de
refuerzo, de preferencia entre 20 y 150, y
- de 0,5 a 10 partes en peso de agente de
acoplamiento tal como es definido anteriormente, de preferencia de
2 a 8.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Composición elastomérica de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizada porque se mezclan en 100
partes en peso de elastómero(s) diénico(s), de 50 a
100 partes en peso de sílice, y de 5 a 7 partes en peso del agente
de acoplamiento.
11. Composición elastomérica de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque se
incorporan además aditivos no azufrados usuales.
12. Composición elastomérica de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizada porque el elastómero
diénico, la carga de refuerzo, los productos (I) y (II), y los
aditivos no azufrados son sometidos a un trabajo mecánico que
comprende al menos una etapa térmica cuya temperatura está
comprendida entre 130ºC y 170ºC, de preferencia entre 130ºC y
150ºC.
13. Composición elastomérica de acuerdo con una
de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizada porque se
añade además un sistema de vulcanización que comprende en
particular el azufre y los aceleradores de vulcanización, por
trabajo mecánico de acabado.
14. Agente de acoplamiento tal como es definido
en una de las reivindicaciones 1 y 5 a 8.
15. Artículo moldeado susceptible de ser
obtenido por moldeado de la composición tal como es definido en la
reivindicación 13, y luego por calentamiento.
16. Artículo moldeado de acuerdo con la
reivindicación 15, caracterizado porque se trata de bandas de
rodamiento de neumáticos.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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