ES2340269T3

ES2340269T3 - Composiciones de goma y articulos de las mismas que tienen adhesion a metal mejorada y retencion de la adhesion a metal con acero brillante.

Info

Publication number: ES2340269T3
Application number: ES03790513T
Authority: ES
Inventors: William Hergenrother; Steven Schonfeld; Frederick Di Ravagnani
Original assignee: Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Current assignee: Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2010-06-01
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: JP5351865B2; US20050119383A1; US20040122180A1; US7393564B2; WO2004058871A1; BR0317438A; JP2006510790A; BR0317438B1; JP2011042796A; CA2510568C; CA2510568A1; EP1572798A1; EP1572798B1; AU2003293564A1; US7201944B2; US20070010606A1; DE60331348D1

Abstract

Un método para proporcionar un material compuesto que comprende un refuerzo de acero adherido a una matriz de goma, que comprende: a) proporcionar una composición mezclada de ingredientes que comprenden al menos una goma, una carga particulada, un agente de curado de azufre y un componente de silano que comprende, al menos, uno de un aminosilano y un mercaptosilano; b) formar una capa de matriz de goma a partir de dicha composición mezclada; y c) incorporar un refuerzo de acero en dicha matriz de goma para proporcionar un material compuesto reforzado, teniendo dicho refuerzo de acero al menos parte de su área superficial sin tratar, en el que dicho componente de silano actúa para enlazar dicha al menos una goma a dicho refuerzo de acero en al menos un área superficial no tratada.

Description

Composiciones de goma y artículos de las mismas que tienen adhesión a metal mejorada y retención de la adhesión a metal con acero brillante.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a la mejora de la adhesión y a la retención de la adhesión entre una composición de goma y un cordón de refuerzo metálico, tal como un alambre o cable de acero que está embebido en la matriz de goma. Las láminas o tiras planas de dichas matrices, reforzadas con metal o con fibras, se utilizan como láminas u otros componentes en la fabricación de neumáticos, matrices de reparación para el recauchutado de neumáticos, cintas transportadoras, mangueras y similares y se denominan en la técnica como matrices de revestimiento de goma. El revestimiento se refiere a una capa relativamente fina o recubrimiento de la goma sobre los filamentos o cordones de refuerzo. También se unen mayores espesores de goma al metal en otros casos, tales como montajes de motor y mangos de palos de golf y éstos no se denominarían matrices de revestimiento.

En la fabricación de los artículos de goma anteriores, particularmente neumáticos con cintura de acero y neumáticos radiales, se ha hecho habitual reforzar el material de matriz de revestimiento de goma con alambre o cable de acero. Uno de los usos más importantes para una goma con refuerzo metálico es como una cinta donde una o más de esas cintas están orientadas sustancialmente circunferencialmente por debajo de la banda de rodadura para mantener la integridad y la forma del neumático durante el inflado y carga posterior. Otras áreas donde la matriz de revestimiento de goma reforzada con metal puede utilizarse es en la lámina del cuerpo, el talón o la tira de fijación del talón de un neumático.

Hay muchos métodos bien conocidos para promover la adhesión entre la goma vulcanizable y los cordones de refuerzo de acero. Por ejemplo, los cordones de refuerzo de acero normalmente están metalizados con composiciones que están diseñadas para promover y mantener la adhesión a la goma vulcanizada. Este método generalmente es exitoso para promover la adhesión a la goma vulcanizada siempre y cuando la superficie metalizada esté en contacto con la goma vulcanizada. Sin embargo, durante la construcción de un neumático, los cordones de refuerzo de acero metalizados típicamente se cortan a longitudes fijas y el proceso de corte deja un núcleo de acero brillante expuesto en las secciones transversales donde ha ocurrido el corte. Como resultado, el núcleo de acero brillante expuesto carece del recubrimiento superficial y, por lo tanto, no se adherirá a la goma vulcanizada del neumático, lo que puede disminuir el rendimiento del neumático. Por lo tanto, hay una necesidad de un método que promueva la adhesión entre una superficie de acero brillante y una goma vulcanizada.

Para promover la adhesión entre la goma y los metales ferrosos se sabe cómo emplear diversas sales o complejos metálicos u otros aditivos como recubrimientos para el metal o como un ingrediente en una composición de goma.

Por tanto, aunque otros han pretendido potenciar la adhesión entre las composiciones de goma y el acero brillante empleando materiales tales como para-aminobenzoato de cobalto y ácido para-aminobenzoico en la matriz, la técnica de la que somos conscientes no ha descrito el uso exclusivo de los compuestos de silano mostrados a continuación en este documento en una matriz de goma vulcanizable para aumentar las propiedades de adhesión entre la goma y el refuerzo metálico, particularmente acero brillante.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un método para proporcionar un material compuesto que comprende un refuerzo de acero adherido a una matriz de goma, que comprende: a) proporcionar una composición mezclada de ingredientes que comprende al menos una goma, una carga particulada, un agente de curado de azufre y un componente de silano que comprende al menos uno de un aminosilano y un mercaptosilano; b) formar una capa de matriz de goma a partir de dicha composición mezclada; y c) incorporar el refuerzo de acero en dicha matriz de goma para proporcionar un material compuesto reforzado, teniendo dicho refuerzo de acero al menos una parte de su área superficial sin tratar, en el que dicho componente de silano actúa para enlazar dicha al menos una goma a dicho refuerzo de acero en al menos el área superficial sin tratar.

La presente invención proporciona también un material compuesto reforzado que comprende un refuerzo de acero embebido en una matriz de goma, comprendiendo dicho refuerzo de acero al menos una parte de su área superficial que no está tratada y procediendo dicha matriz de goma de una composición mezclada que comprende al menos una goma, una carga de refuerzo, un agente de curado de azufre y un componente de silano que comprende al menos uno de un aminosilano y un mercaptosilano, actuando dicho componente de silano para enlazar dicha al menos una goma a dicho refuerzo de acero en al menos su área superficial no tratada.

Por lo tanto, en una realización preferida, la presente invención implica el uso de una composición de goma vulcanizable que tiene propiedades mejoradas de adhesión a metal y de retención de la adhesión a metal con acero brillante, en el que de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 partes en peso de un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en aminosilanos y mercaptosilanos y mezclas de los mismos por 100 partes del componente de goma en la composición de goma se incorporan en la composición de goma antes del curado.

En una realización preferida, la presente invención implica también el uso de un componente estructural para una cubierta neumática que contiene una composición de goma curada que tiene propiedades mejoradas de adhesión a metal y de retención de la adhesión a metal con acero brillante, en el que de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 partes en peso de un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en aminosilanos y mercaptosilanos y mezclas de los mismos por 100 partes del componente de goma en la composición de goma se incorporan en la composición de goma antes del curado.

Finalmente, se proporciona un método preferido para mejorar las propiedades de adhesión a metal y de retención de la adhesión a metal entre una composición de goma vulcanizable y acero brillante que comprende la etapa de incorporar de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 partes en peso de un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en aminosilanos y mercaptosilanos y mezclas de los mismos por 100 partes del componente de goma en la composición de goma dentro de la composición de goma antes del curado.

Descripción detallada de las realizaciones ilustradas

Para ilustrar nuestra invención, se eligió un ejemplo típico de un componente de goma con un refuerzo metálico embebido en su interior. En particular, el ejemplo usado para demostrar la invención era una matriz de revestimiento de goma que es adecuada para la preparación de artículos de goma tales como neumáticos. Se midió la adhesión entre esta matriz y el refuerzo de acero después de la vulcanización y también se presenta más adelante en este documento.

Puede emplearse goma tanto sintética como natural dentro de las composiciones de gomas vulcanizables de la presente invención. Estas gomas, que pueden denominarse también elastómeros, incluyen, sin limitación, poli(isopreno) natural o sintético, prefiriéndose el poliisopreno natural y polímeros de dieno elastoméricos incluyendo el polibutadieno y copolímeros de monómeros de dieno conjugados con al menos un monómero de monoolefina. La goma de polibutadieno adecuada es elastomérica y tiene un contenido de 1,2-vinilo de aproximadamente el 1 al 3 por ciento y un contenido de cis-1,4 de aproximadamente el 96 al 98 por ciento. Otras gomas de butadieno, que tienen hasta aproximadamente el 12 por ciento de un contenido 1,2, pueden ser adecuadas también con ajustes apropiados en el nivel de otros componentes y, por lo tanto, puede emplearse sustancialmente cualquier polibutadieno elastomérico de alto contenido de vinilo. Los copolímeros pueden obtenerse a partir de dienos conjugados tales como 1,3-butadieno, 2-metil-1,3-butadieno-(isopreno), 2,3-dimetil-1,2-butadieno, 1,3-pentadieno, 1,3-hexadieno y similares, así como mezclas de los dienos anteriores. El dieno conjugado preferido es 1,3-butadieno.

Los monómeros monoolefínicos incluyen monómeros aromáticos de vinilo tales como estireno, alfa-metil estireno, vinil naftaleno, vinil piridina y similares, así como mezclas de los anteriores. Los copolímeros pueden contener hasta el 50 por ciento en peso de la monoolefina basada en el peso total del copolímero. El copolímero preferido es un copolímero de un dieno conjugado, especialmente butadieno y un hidrocarburo aromático de vinilo, especialmente estireno. Preferiblemente, el compuesto de goma puede comprender hasta aproximadamente el 35 por ciento en peso de copolímero aleatorio de estireno-butadieno, preferiblemente del 15 al 25 por ciento en peso.

Los copolímeros descritos anteriormente de dienos conjugados y su método de preparación se conocen bien en las técnicas de goma y polímero. Muchos de los polímeros y copolímeros están disponibles en el mercado. Debe entenderse que la práctica de la presente invención no está limitada a ninguna goma particular incluida anteriormente en este documento o excluida.

Los polímeros de goma usados en la práctica de la presente invención pueden comprender 100 partes en peso de goma natural, 100 partes en peso de goma sintética o mezclas de goma sintética o mezclas de goma natural y sintética tal como 75 partes en peso de goma natural y 25 partes en peso de polibutadieno. El tipo de polímero, sin embargo, no supone una limitación para la práctica de la presente invención.

Los compuestos de goma vulcanizable de la presente invención contienen materiales de carga convencionales. Los materiales de carga típicos incluyen cargas de refuerzo usadas normalmente en formulaciones de goma tales como negros de humo, talcos, sílice y otros materiales minerales finamente divididos. El negro de humo y la sílice se prefieren particularmente. La sílice y otros materiales de carga, excluyendo el negro de humo, se combinan opcionalmente con elastómeros en cantidades que varían desde o hasta aproximadamente 80 partes en peso por 100 partes de goma (phr).

Generalmente, los elastómeros se combinan con el negro de humo en cantidades que varían de aproximadamente 5 a aproximadamente 100 partes en peso, por 100 partes de goma (phr), prefiriéndose de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 phr y siendo lo más preferido de aproximadamente 40 a aproximadamente 70 phr. Las mezclas de cargas incluyendo el negro de humo pueden emplearse en las cantidades anteriores. Los negros de humo pueden incluir cualquiera de los negros de humo producidos en el mercado disponibles habitualmente, aunque se prefieren aquellos que tienen un área superficial (EMSA) de al menos 20 m^{2}/g y más preferiblemente al menos 35 m^{2}/g hasta 200 m^{2}/g o mayor. Los valores de área superficial usados en esta solicitud son aquellos determinados por el ensayo ASTM D-1765 usando la técnica de bromuro de cetiltrimetil-amonio (CTAB).

Entre los negros de humo útiles está el negro de horno, los negros de canal y los negros de lámpara. Más específicamente, los ejemplos de los negros de humo incluyen negros de humo de superabrasión (SAF), negros de horno de alta abrasión (HAF), negros de horno de extrusión rápida (FEF), negros de horno finos (FF), negros de horno de superabrasión intermedia (ISAF), negros de horno de semi-refuerzo (SRF), negros de canal de procesado medio, negros de canal de procesado difícil y negros de canal conductores. Otros negros de humo que pueden utilizarse incluyen negros de acetileno. Las mezclas de dos o más de los negros anteriores pueden usarse en la preparación de los productos de negro de humo de la invención. Los valores típicos para las áreas superficiales de los negros de humo utilizables se resumen en la siguiente Tabla I.

TABLA I

1

Los compuestos de goma vulcanizable se curan mediante azufre y, por lo tanto, se requiere un agente de curado de azufre, tal como azufre o un donador de azufre. Mínimamente, al menos aproximadamente 2 phr de azufre o una cantidad equivalente de donador de azufre se añade al compuesto para proporcionar un alto módulo. En la presente invención, generalmente se prefiere la adición de azufre en una mezcla de aceite, comprendiendo la mezcla aproximadamente un 80 por ciento en peso de azufre y un 20 por ciento en peso de aceite. Los aceites empleados son aceites de procesado de goma convencionales. Se emplean también aceleradores del curado convencionales para proporcionar un curado duradero de generación de módulo rápido. Los compuestos de goma vulcanizable incluyen también de aproximadamente 1 a 3 phr de un antioxidante y un antiozonante de tipos convencionales (empleados en las cantidades habituales) para conferir buena resistencia térmica.

Los compuestos de la presente invención pueden contener antioxidantes, antiozonantes y aceleradores convencionales, como se muestra en las formulaciones ejemplares que siguen. Debe entenderse que dichos componentes los conocen bien los expertos en la materia y, por lo tanto, la presente invención no se limita al uso de ningún antioxidante, antiozonante o acelerador particular, o a cantidades particulares de los mismos. Análogamente, la práctica de la presente invención tampoco está limitada a las formulaciones específicas presentadas a continuación en este documento.

El componente aditivo utilizado en la práctica de la presente invención incluye compuestos de silano seleccionados entre aminosilanos (por ejemplo 3-aminoalquil trietoxi silano, donde el alquilo es C_{2} a C_{8}) y mercaptosilanos (por ejemplo, 3-amino-mercapto trietoxi silano) así como mezclas de los mismos. Los grupos amino pueden ser 1^{io}, 2^{io} o 3^{io} e incluyen alquil aminos que tienen hasta aproximadamente ocho átomos de carbono. Ambos compuestos de silano pueden obtenerse a partir de 3-cloropropil tricloro silano.

Los compuestos de silano pueden incorporarse en la matriz de revestimiento de goma en cantidades que varían de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 partes en peso por cien partes de goma (phr). Preferiblemente, los compuestos de silano se incorporan en la matriz de revestimiento de goma en cantidades que varían de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5 phr.

Los compuestos de silano pueden combinarse en la composición de goma usando técnicas convencionales tales como procesado discontinuo banbury, extrusión de doble tornillo o de tornillo único, mezcla continua, extrusión con co-amasado y mezcla en molino. De estas técnicas, se emplea preferiblemente el procesado discontinuo banbury.

Puede emplearse cualquier acero convencional en la práctica de la presente invención; los ejemplos no limitantes incluyen calidades de acero con contenido de carbono bajo, medio y alto. El acero bajo en carbono se emplea preferiblemente en la práctica de la presente invención.

En los ensayos que siguen, se prepararon cuatro mezclas madre de matriz de revestimiento de goma, A-D, que no contenían los compuestos de silano promotores de la adhesión de la presente invención. La mezcla madre A contenía resorcinol como un promotor de la adhesión. La mezcla madre B no contenía componentes promotores de la adhesión. La mezcla madre C contenía una resina de hidrocarburo y Manobond C como promotores de la adhesión. La mezcla madre D contenía resorcinol, resina de hidrocarburo y Manobond C como promotores de la adhesión. Manobond C es un aditivo que contiene cobalto y boro disponible en el mercado en Wyrought and Loser, Inc. Trenton, New Jersey. La adhesión mejorada en una matriz de goma natural que contiene Manobond C se ha demostrado en la Patente de Estados Unidos Nº 4.267.079. Las formulaciones de las mezclas madre A-D se presentan en la Tabla I con todas las partes dadas en la base de partes por cien partes de goma (phr) en peso.

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TABLA II

2

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Cada mezcla madre se combinó totalmente después con paquetes de curado y los compuestos de silano promotores de la adhesión de la presente invención. La mezcla madre A se utilizó para formular los Ejemplos Nº 1-4. Los Ejemplos Nº 1 y 2 contenían, respectivamente, 0,5 y 2 phr de aminosilano (3-aminopropil trietoxi silano) mientras que los Ejemplos Nº 3 y 4 contenían, respectivamente, 0,5 y 2 phr de mercaptosilano (3-aminomercapto trietoxi silano). La mezcla madre B se utilizó para formular los Ejemplos Nº 5-8. Los Ejemplos Nº 5 y 6 contenían, respectivamente 0,5 y 2 phr de aminosilano, mientras que los Ejemplos Nº 7 y 8 contenían, respectivamente 0,5 y 2 phr de mercaptosilano. La mezcla madre C se utilizó para formular los Ejemplos Nº 9-12. Los Ejemplos Nº 9 y 10 contenían, respectivamente 0,5 y 2 phr de aminosilano, mientras que los Ejemplos Nº 11 y 12 contenían, respectivamente 0,5 y 2 phr de mercaptosilano. La mezcla madre D se utilizó para formular los Ejemplos Nº 13-16. Los Ejemplos Nº 13 y 14 contenían, respectivamente 0,5 y 2 phr de aminosilano, mientras que los Ejemplos Nº 15 y 16 contenían, respectivamente 0,5 y 2 phr de mercaptosilano.

Debe entenderse que las formulaciones anteriores de las mezclas madre, A-D, y las consiguientes matrices de revestimiento de goma se han presentado únicamente para permitir a aquellos expertos en la materia evaluar la práctica de la invención. Como tal, la presente invención no se limita únicamente a estas formulaciones específicas.

Cada una de las 16 composiciones se usó para construir almohadillas de adhesión T con acero brillante. El estilo del cordón de acero no es una limitación para la presente invención y, por lo tanto, son aplicables otros estilos de cordón de acero.

Una realización preferida para la realización práctica de la presente invención es en un diseño de neumático que emplea cordones de refuerzo de acero que están metalizados o no metalizados y que se han cortado a longitudes fijas. Cuando los cordones de refuerzo de acero están sin metalizar, es decir, es acero brillante, la composición de goma vulcanizada que contiene compuestos de silano se adhiere a toda el área superficial del cordón de refuerzo. Cuando los cordones de refuerzo de acero comprenden acero metalizado, pueden encontrarse superficies de acero brillantes en cada uno de los extremos del cordón en la sección transversal donde los cordones se cortaron. Cualquier composición de goma vulcanizada que contiene compuestos de silano se adherirá a estas superficies de acero
brillantes.

Se realizó un método ejemplar no limitante para preparar las composiciones de goma vulcanizable. Una formulación de revestimiento típica usada para el refuerzo de la cintura de los neumáticos se mezcló en una mezcladora Banbury de 1,1 l. Los tiempos de mezcla fueron de aproximadamente siete minutos con una temperatura Banbury final de 325ºF (163ºC). Las matrices mezcladas de esta manera se molieron finalmente a una temperatura por debajo de 220ºF (104ºC). En este momento, los promotores de adhesión de silano se añadieron a la matriz de revestimiento. Las formulaciones se proporcionan en las Tablas III y IV.

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TABLA III

4

TABLA IV

6

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Los ensayos utilizaban almohadillas de adhesión T preparadas poniendo planchas de calibre 60 (1,5 mm) de una matriz de revestimiento de goma totalmente combinada y sin curar sobre un soporte de goma reforzado con tela de calibre 51 (1,3 mm). El alambre de acero brillante comercial se puso entre dos almohadillas de la matriz de revestimiento de goma reforzada, con los alambres en contacto con el revestimiento de goma sin curar a intervalos de 1,25 cm. La anchura de cada almohadilla de adhesión era 1,25 cm. Las almohadillas se pusieron en un molde de curado precalentado y se curaron durante 30 minutos a 149ºC. Los ensayos de adhesión de goma-cordón de acero se realizaron en un Ensayador Universal Instron Modelo 1130 a una velocidad de cruceta de 25,4 cm por minuto y 110ºC. Las almohadillas de adhesión T se precalentaron en el horno a 110ºC durante 20 minutos antes del ensayo. El procedimiento de ensayo fue como sigue.

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Procedimiento de ensayo de adhesión T detallado

1.: Usando de una máquina Clicker y un troquel de 15,24 x 1,25 cm, preparar un número adecuado de muestras de matriz calandradas y de control para la construcción de la almohadilla de adhesión T.

2.: Uso de una pieza de soporte de goma reforzada con una tela calandrada (0,1295 cm).

3.: Laminar una pieza de matriz de revestimiento de goma de control de calibre 60 (1,5 mm) sobre el soporte de tela.

4.: Poner la muestra en la plantilla de construcción con el lado de la tela hacia abajo.

5.: Poner diez cordones (de alambre recubierto con latón o cinc) sobre la muestra.

6.: Invertir otro montaje de 2 láminas, hecho como en los puntos 1, 2 y 3, encima de los cordones de manera que los cordones queden entre las 2 capas de matriz de revestimiento de goma a ensayar.

7.: Este montaje debe ajustarse ahora a presión en la cavidad del molde de curado.

8.: Las almohadillas de adhesión deben curarse durante 30 minutos a 149ºC y entonces permitirse que se equilibren durante 24 horas antes del ensayo.

9.: Máquina de ensayo: Ensayador Universal Instron Modelo 1130.

10.: Velocidad del ensayo 25,4 cm/minuto; temperatura de ensayo, 110ºC después de 20 minutos de precalentamiento.

11.: La mordaza superior será de un soporte especial hecho para la muestra curada, con una ranura en la parte inferior para permitir que la muestra se inserte con los alambres sobresaliendo. La mordaza inferior debe ser de tipo cuña, diseñada para ejercer una tensión en aumento a medida que se tira de cada alambre de la muestra curada.

12.: Registrar 10 tracciones de alambres y calcular el promedio. Multiplicar el valor de la fuerza de tracción media por 0,3572 para obtener kilogramos por centímetro.

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Todos los ensayos de las matrices de revestimiento se realizaron en una almohadilla de adhesión T preparada poniendo planchas de matriz de revestimiento sin curar de calibre 60 (1,5 mm) sobre un soporte reforzado con fibras de calibre 50 (1,3 mm). La anchura de la muestra era de media pulgada (1,25 cm). Se pusieron alambres transparentes entre dos almohadillas de las matrices de revestimiento reforzadas, con los alambres en contacto con el revestimiento sin curar y separados a intervalos de media pulgada (1,25 cm). Las almohadillas se pusieron en un molde y se curaron durante 30 minutos a 300ºF (149ºC). Las almohadillas se envejecieron entonces con una bomba de vapor durante una hora a 300ºF (149ºC). El ensayo de estas almohadillas se realizó en un ensayador Instron Universal a diez pulgadas (25,4 cm) por minuto a 230ºF (110ºC).

Se realizaron diversos ensayos en cada una de las 16 matrices para comparación. Las Tablas V y VI muestran los resultados del ensayo en condiciones normales (sin envejecimiento) en una bomba de vapor al 90 por ciento de humedad relativa a 95ºF (30ºC) durante 60 a 180 días y en una cámara de humedad durante 7 días. El envejecimiento en cámara de humedad es significativo para determinar la estabilidad química de los enlaces químicos formados entre la matriz de goma y el refuerzo metálico cuando se exponen a condiciones de alta humedad relativa y alta temperatura, comparado con las condiciones ambiente, y periodos de tiempo prolongados. La fuerza necesaria para tirar de o retirar el refuerzo metálico de la matriz de revestimiento de goma vulcanizada se da en primer lugar, en kilogramos/cm, seguido del porcentaje de matriz de revestimiento de goma que permanece sobre la superficie del refuerzo metálico. La cantidad de matriz de revestimiento de goma que queda sobre el refuerzo metálico se determinó por examen visual y se presenta como el % de cubrimiento de goma.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA V

7

TABLA VI

8

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Las propiedades típicas para un revestimiento de cinta de refuerzo incluyen valores Shore A mayores de 55, valores del módulo al 300 por ciento de al menos 6,9 MPa y alargamientos a rotura de al menos el 250 por ciento. Con referencia a las propiedades físicas presentadas en las Tablas V y VI, todos los ejemplos mostraban módulos al 300 por ciento y alargamientos que superaban estos valores. Los valores de adhesión T entre la goma y el acero brillante (no envejecido) eran aceptables en tanto que cualquier adhesión es una mejora respecto a las matrices convencionales sin los aditivos promotores de la adhesión de la presente invención, donde se obtiene de poca a ninguna adhesión. Los valores de bomba de vapor eran buenos y los valores de envejecimiento en cámara de humedad eran muy buenos.

A la luz de lo anterior, por lo tanto, es evidente que la adición de ciertos compuestos de silano a compuestos de goma vulcanizable promueve la adhesión entre los compuestos de goma y el acero brillante. Los usos conocidos de dichos compuestos de goma incluyen revestimiento de correa para neumáticos cinturados, matrices de reparación para recauchutado de correas de acero donde el alambre de acero brillante está expuesto y encerrar los extremos de acero no revestido de las cintas de alambre cortadas. Otros usos son evidentes en cualquier aplicación donde la goma esté unida a superficies de acero brillante no metalizadas. Estas pueden incluir mangos de palos de golf, montajes de motor, cojinetes Cutless, resortes Torsilastic, correas de potencia, rodillos de impresión, manguera reforzada con alambre metálico o trenzada, descongeladores eléctricos, tacones de zapatos y donde se desee asegurar la goma al metal o proporcionar un enlace térmicamente estable, flexible y fuerte, entre los mismos.

En conclusión, debe entenderse que todos los métodos y composiciones de goma descritos en este documento están dentro del alcance de la invención reivindicada y que la presente invención no se limita a los ejemplos indicados en este documento. Como resultará evidente para aquellos expertos en la materia, las formulaciones de la composición de goma pueden variarse dentro del alcance de la descripción de toda la memoria descriptiva mediante la selección de diversas cantidades de compuestos de silano de la presente invención y la sustitución de los diversos componentes por cualquier otro componente no inventivo de la composición de goma, así como las cantidades de los mismos. Mientras, de acuerdo con los estatutos de patente, sólo las realizaciones preferidas del alcance de la presente invención se han descrito en detalle anteriormente en este documento, no limitándose la presente invención a las mismas. En lugar de ello, el alcance de la invención incluirá todas las modificaciones y variaciones incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Un método para proporcionar un material compuesto que comprende un refuerzo de acero adherido a una matriz de goma, que comprende:

a): proporcionar una composición mezclada de ingredientes que comprenden al menos una goma, una carga particulada, un agente de curado de azufre y un componente de silano que comprende, al menos, uno de un aminosilano y un mercaptosilano;

b): formar una capa de matriz de goma a partir de dicha composición mezclada; y

c): incorporar un refuerzo de acero en dicha matriz de goma para proporcionar un material compuesto reforzado, teniendo dicho refuerzo de acero al menos parte de su área superficial sin tratar, en el que dicho componente de silano actúa para enlazar dicha al menos una goma a dicho refuerzo de acero en al menos un área superficial no tratada.

2. El método de la reivindicación 1, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, de 0,1 a 10 partes en peso de dicho componente de silano.

3. El método de la reivindicación 2, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, de 0,5 a 5 partes en peso de dicho componente de silano.

4. El método de la reivindicación 3, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, hasta 2 partes en peso de dicho componente de silano.

5. El método de la reivindicación 1, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, de 5 a 100 partes en peso de negro de humo.

6. El método de la reivindicación 5, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden adicionalmente, por 100 partes de dicha al menos una goma, hasta 80 partes en peso de al menos una carga adicional.

7. El método de la reivindicación 1, en el que dicho refuerzo de acero está en forma de al menos un alambre, cable, cordón y filamento.

8. El método de la reivindicación 1, en el que dicho componente de silano se añade a dicha composición mezclada después de que los demás ingredientes se hayan mezclado.

9. El método de la reivindicación 1, en el que dicho refuerzo de acero comprende acero bajo en carbono.

10. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente el curado de dicho material compuesto reforzado para proporcionar un artículo de matriz de goma vulcanizada.

11. Un material compuesto reforzado que comprende un refuerzo de acero embebido en una matriz de goma, comprendiendo dicho refuerzo de acero al menos una parte de su área superficial que no está tratada y procediendo dicha matriz de goma de una composición mezclada que comprende al menos una goma, carga de refuerzo, un agente de curado de azufre y un componente de silano que comprende al menos uno de un aminosilano y un mercaptosilano, actuando dicho componente de silano para unir dicha al menos una goma a dicho refuerzo de acero en al menos su área superficial no tratada.

12. El material compuesto reforzado de la reivindicación 11, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, de 0,1 a 10 partes en peso de dicho componente de silano.

13. El material compuesto reforzado de la reivindicación 12, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, de 0,5 a 5 partes en peso de dicho componente de silano.

14. El material compuesto reforzado de la reivindicación 13, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, hasta 2 partes en peso de dicho componente de silano.

15. El material compuesto reforzado de la reivindicación 11, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, de 5 a 100 partes en peso de negro de humo.

16. El material compuesto reforzado de la reivindicación 15, en el que dicha composición mezclada se proporciona a partir de ingredientes que comprenden, por 100 partes de dicha al menos una goma, hasta 80 partes en peso de al menos una carga adicional.

17. El material compuesto reforzado de la reivindicación 16, en el que dicha al menos una carga adicional comprende sílice.

18. El material compuesto reforzado de la reivindicación 11, en el que dicho refuerzo de acero está en forma de al menos un alambre, cable, cordón y filamento.

19. El material compuesto reforzado de la reivindicación 11, en el que dicho refuerzo de acero comprende acero bajo en carbono.

20. El material compuesto reforzado de la reivindicación 11, en el que dicha matriz de goma está vulcanizada.