ES2380645T3 - Procedimiento y formulación para reforzar elastómeros - Google Patents

Procedimiento y formulación para reforzar elastómeros Download PDF

Info

Publication number
ES2380645T3
ES2380645T3 ES07839966T ES07839966T ES2380645T3 ES 2380645 T3 ES2380645 T3 ES 2380645T3 ES 07839966 T ES07839966 T ES 07839966T ES 07839966 T ES07839966 T ES 07839966T ES 2380645 T3 ES2380645 T3 ES 2380645T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
rubber
coupling agent
soy protein
rubber composition
composition according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES07839966T
Other languages
English (en)
Inventor
Howard A. Colvin
Jeffrey M. Opperman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cooper Tire and Rubber Co
Original Assignee
Cooper Tire and Rubber Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cooper Tire and Rubber Co filed Critical Cooper Tire and Rubber Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2380645T3 publication Critical patent/ES2380645T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F36/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/02—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/04—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00—Photosensitive materials
    • G03C1/005—Silver halide emulsions; Preparation thereof; Physical treatment thereof; Incorporation of additives therein
    • G03C1/04—Silver halide emulsions; Preparation thereof; Physical treatment thereof; Incorporation of additives therein with macromolecular additives; with layer-forming substances
    • G03C1/047—Proteins, e.g. gelatine derivatives; Hydrolysis or extraction products of proteins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/548—Silicon-containing compounds containing sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

Una composición de caucho que comprende: (a) un caucho de base, siendo dicho caucho de base un miembro seleccionado del grupo que consiste en caucho natural, caucho estireno-butadieno (SBR), caucho nitrilo-butadieno (NBR), polibutadieno, caucho etileno-propileno-monómero de dieno, caucho estireno-isopreno-butadieno (SIBR), caucho isopreno- butadieno (IBR) y combinaciones de los mismos; (b) proteína de soja; y (c) un agente de acoplamiento de silano.

Description

Procedimiento y formulaci6n para reforzar elast6meros
Referencia a solicitudes relacionadas
La presente solicitud esta basada y reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos 5 numero 60/857.445 presentada el 7 de noviembre de 2006 y de la solicitud de modelo de utilidad numero 11/977.390 presentada el 24 de octubre de 2007.
La presente invenci6n se refiere a un procedimiento eficaz y de bajo coste para reforzar elast6meros usando recursos renovables. Se refiere al refuerzo de elast6meros para neumaticos usando proteina y, de forma mas especifica, materiales que contienen proteinas derivados de subproductos de biodiesel, tales como proteina de soja.
10 Las formulaciones incluyen proteina de soja que contiene biomateriales junto con un agente de acoplamiento de silano.
Antecedentes de la invenci6n
La proteina de soja es un material que, con la llegada del combustible biodiesel fabricado usando habas de soja, cada vez estara mas disponible. Por cada kilogramo de biodiesel producido usando habas de soja, se producen
15 varios kilogramos de subproductos de soja. Si se usan otros aceites de semillas, tales como aceite de canola, para producir biodiesel, entonces estaran disponibles tambien de esos procesos subproductos que contienen proteina. La mayor parte de la proteina de soja se usa en la actualidad en piensos animales, pero con las previsiones de combustible biodiesel, el mercado de los piensos animales sera incapaz de absorber todos los subproductos que contengan proteina.
20 Como resultado, existe potencialmente una abundancia de material de bajo coste disponible para aplicaciones de materiales de carga. Se ha hecho muy poco con materiales compuestos de caucho que tienen proteinas. Los materiales compuestos de caucho que tienen proteinas se han reivindicado en cubiertas para suelos (documento US 2.056.958), en adhesivos, materiales de uni6n, revestimientos o agentes de impregnaci6n (documento US 2.127.298) y proteinas derivadas de la leche para impartir un aumento cuatro veces superior en el m6dulo de un
25 producto de latex de caucho natural despues de que ha sido tratado con un aldehido (documento US 2.931.845). Los efectos reforzantes de diversas proteinas de soja se han estudiado mas recientemente en SBR carboxilado. Vease, por ejemplo, los siguientes articulos de L. Jong: "Characterization of soy protein/styrene-butadiene rubber composites," Composites Magazine, Part A 36 (2005), paginas 675-682; y "Rubber composites reinforced by soy spent flakes", Polymer International 54, paginas 1572-1580 (2005). Jong mostr6 que un aislado de proteina de soja
30 tal como ADM's (Archer Daniels Midland, Decatur, III.) PRO-FAM(R)781 se puede incorporar en un latex de SBR en emulsi6n carboxilado en caliente. Despues de coagular y secar, la mezcla madre se reforz6 de forma eficaz como una mezcla madre similar usando negro de carbono N-339. Copos usados de soja (composici6n aproximada de 12% de celulosa, 17% de pectina, 14% de proteina y 53% de polisacarido insoluble) podian reforzar de forma eficaz el mismo tipo de sistema elastomerico. En ninguno de los estudios expuestos antes us6 Jong un elast6mero no
35 funcional o consider6 el uso de un agente de acoplamiento.
El documento US 3 113 605 A divulga una composici6n de caucho que comprende como partes de la porci6n base de hojas ahumadas de caucho que es, por ejemplo, caucho natural, negro de carbono y harina de soja que comprende una proteina.
El documento US 4 474 908 A divulga una composici6n de caucho que tiene mercaptopropiltrimetoxisilano como
40 agente de acoplamiento con el fin de conseguir una mejor resistencia a la abrasi6n y un mejor valor del m6dulo al 300% mejor.
Sumario de la invenci6n
La presente invenci6n se refiere a una composici6n/formulaci6n de caucho que utiliza una proteina de soja y un agente de acoplamiento de silano con el caucho de base. Como se puede apreciar de los datos experimentales de
45 los ejemplos siguientes, con el fin de obtener una formulaci6n de caucho que tenga caracteristicas de comportamiento mejoradas tales como m6dulo, resistencia a la abrasi6n, tracci6n, maniobrabilidad y resistencia al laminado, es deseable que se use un agente de acoplamiento de silano en combinaci6n con la proteina de soja.
La solicitud describe el modo de usar la proteina de soja para reforzar elast6meros, de forma especifica, elast6meros usados en neumaticos.
50 La presente invenci6n proporciona una composici6n de caucho nueva y mejorada, un neumatico que tiene un caucho que comprende dicha composici6n de caucho y un procedimiento para formular una composici6n de caucho como la reivindicada en las reivindicaciones independientes 1, 9 y 10. Otras realizaciones preferentes de la presente invenci6n son objeto de las reivindicaciones dependientes.
La proteina de soja seca es un material rigido con un m6dulo elastico de cizallamiento de aproximadamente 2 GPa.
Esto hace que sea adecuada como candidata para reforzar el caucho. La proteina de soja contiene grupos funcionales tales como acidos carboxilicos y grupos amino sustituidos que pueden hacer eficaz el acoplamiento con agentes de acoplamiento conocidos, tales como silanos. Goodyear ha usado con exito agentes de acoplamiento de silano con redes interpenetrantes de almidones especificos (que son materiales biol6gicos, pero no proteinas) y
5 polimeros para aportar cargas con muy baja histeresis utiles en neumaticos como se describe en las siguientes patentes: US 5.374.671 y US 5.672.639. La presente invenci6n se refiere al uso de proteinas, tales como proteinas de soja, en combinaci6n con agentes de acoplamiento, tales como silano, para preparar materiales compuestos de caucho reforzados.
Descripci6n detallada de la invenci6n
10 La proteina de soja usada en la composici6n de caucho de la presente invenci6n podria incluir lo siguiente producido por ADM:
-
- - - - - - - - - - - -
TVP® y las series 165 y 163 de Proteina Vegetal Texturizada TVP reforzada. Harinas de soja SOYLEC® C15 y 220T
Granos de soja tostados
Granos de soja desgrasados
15 Las propiedades de tales proteinas de soja se pueden encontrar en la publicaci6n ADM "Protein Ingredients 20062007" que se incorpora en el presente documento por referencia.
La proteina de soja estara molida hasta un tamano lo suficientemente pequeno para su uso como carga. Los agentes de acoplamiento de silano incluyen los agentes de acoplamiento mono y difuncionales convencionales usados en la actualidad en la industria de los neumaticos, junto con silanos que se usan tipicamente en vidrio
20 laminado. Ejemplos de los mismos son bis(3-trietoxisililpropil)tetrasulfuro (conocido tambien como TESPT), alfamercaptopropiltrimetoxisilano, 3-tiocianatopropiltrietoxisilano, bis(3-trietoxisililpropil)disulfuro (conocido tambien como TESPD) y similares. Otros agentes de acoplamiento que puedan reaccionar con la proteina y con la matriz elastomerica tambien serian adecuados para la invenci6n.
Elast6meros adecuados para el uso con proteinas incluyen todos los elast6meros convencionales tales como SBR
25 en soluci6n, SBR en emulsi6n, caucho estireno-isopreno-butadieno (SIBR), polibutadieno, caucho isoprenobutadieno (IBR), caucho butilo, NBR, caucho cloropreno, EPDM, y combinaciones de los mismos. Tambien serian adecuados cauchos funcionales con la misma estructura polimerica.
El material que contiene proteina de soja se puede incorporar en el caucho por medios convencionales, tales como mezcla en seco o usando una mezcla madre. La mezcla madre se puede preparar mezclando el material que 30 contiene proteina en un latex (en el caso de polimeros en emulsi6n) o un caucho disuelto en una soluci6n (en el caso de polimeros en soluci6n tales como SSBR o polibutadieno) seguido por coagulaci6n y secado. El agente de acoplamiento de silano se puede incorporar en la mezcla seca, como se usa en la mezcla de silice convencional o
se podria usar para tratar una suspensi6n acuosa de la carga que contiene proteina antes de mezclar en un latex o una soluci6n de caucho para la mezcla madre.
Una estimaci6n del porcentaje de carga a base de proteina, en peso, es de 1 a 50 por ciento, siendo un intervalo preferente de 1 a 30 por ciento y un intervalo mas preferente de 1 a 10 por ciento. Para agentes de acoplamiento de
5 silano, el intervalo seria de 1 a 20 por ciento y el intervalo preferente seria de 4 a 12 por ciento. Los protocolos de mezcla y temperaturas serian los usados convencionalmente con compuestos de silice (que estan en funci6n del agente de acoplamiento).
Nuevas caracteristicas de esta invenci6n incluyen el uso de materiales que contienen proteina en combinaci6n con agentes de acoplamiento adecuados como agentes de refuerzo para elast6meros. La invenci6n proporciona una
10 sustituci6n parcial de bajo coste para el negro de carbono y/o la silice.
Las ventajas incluyen el hecho de que la carga que contiene proteina es un recurso renovable. Ademas, se preve que el coste de la carga biol6gica que contiene proteina seria menor que el del negro de carbono o el de la silice.
En los siguientes ejemplos se presentan resultados de los ensayos de diversos factores, formulaciones (con y sin agentes de acoplamiento) y tamanos de particulas:
15 Ejemplo nO 1 -Evaluaci6n de un agente de acoplamiento de silano como medio para mejorar las propiedades fisicas de compuestos de caucho usando un material de base biol6gica como carga. El agente de acoplamiento de silano (Si-266/2, Degussa AG, Alemania que es un disulfuro) se us6 en la formulaci6n expuesta en la columna titulada "Caracteristica" pero no en la formulaci6n expuesta en la columna titulada "Referencia". El material SBR 1712 era 100 partes de estireno al 23,5% SBR y 37,5 partes de aceite.
20 Formula base
Caracteristica
137,5
-
40,0
40,0
3,0
1,0
1,0
1,2
0,8
1,5
3,0
1,6
1,6
0,2
-
-
7,2
239,6
Se evaluaron tres tipos de carga a base de proteina, todos de Archer Daniels Midland Company: harina de soja de panaderia, harina de soja tostada y concentrado de proteina de soja Arcon VF.
Mezcla
El compuesto de referencia se mezcl6 usando un procedimiento convencional en dos pasos. El primer paso estaba 25 constituido por todos los materiales, salvo los agentes vulcanizantes (azufre, TBBS y TMTD). El procedimiento se describe a continuaci6n:
Primer paso
Segundo paso
El compuesto caracteristico se mezcl6 en tres pasos, siendo el segundo paso como la etapa de silanizaci6n. El procedimiento se describe a continuaci6n:
Primer paso
1 -la carga en esta etapa era el 100% de la carga a base de proteina y el 25% de negro de carbono Segundo paso
2 -la carga en esta etapa era el resto del negro de carbono Tercer paso
10 Ensayo
El ensayo se llev6 a cabo sobre los compuestos como sigue: Viscosidad de Mooney (ML 1+4 a 100,00 DC) Quemado (ts5 a 135,00 DC) MDR (193,30 DC x 6', 171,10 DC x 24', 162,80 DC x 60')
15 Tensi6n/deformaci6n (curado 171,10 DC x 15' y 22', original y envejecido 3d a 100,00 DC) Desgarro en caliente (curado 171,10 DC x 15', ensayado a 115,60 DC) Resistencia a la abrasi6n DIN (curado 171,10 DC x 15') Propiedades dinamicas (curado 171,10 DC x 15'; ensayo de tracci6n a 10 Hz, -50 °C a +80 °C)
Resultados de ensayos clave
M6dulo al 300%
El uso de un agente de acoplamiento de silano fue capaz de mejorar de forma significativa el m6dulo del compuesto. A continuaci6n se muestran datos sin envejecimiento para las condiciones de curado a 171,10DC x 15'. Los efectos fueron similares en las condiciones de curado a 171,10DC x 22' asi como para los datos con envejecimiento de ambas condiciones de curado. Los valores experimentales se muestran en las tablas, representando los valores entre parentesis estos valores normalizados con respecto al control.
M6dulo al 300% (MPa)
% de mejora
78
96
95
* AA es Agente de Acopamiento aqui y en cualquier parte del documento
Resistencia a la abrasi6n DIN
La resistencia a la abrasi6n (se refiere a la banda de rodadura) medida usando una unidad de ensayo de abrasi6n 10 Zwick tambien mejor6 de forma significativa con el uso de un agente de acoplamiento de silano. Nota: Un valor menor se considera mejor en este ensayo.
Resistencia a la abrasi6n DIN (mm3)
% de mejora
22
21
17
Propiedades dinamicas
Las propiedades dinamicas se usan con frecuencia para predecir el comportamiento de neumaticos en las areas de tracci6n (E" a 0 °C), maniobrabilidad (E* a 55 °C) y resistencia a la rodadura (tangente delta a 60 °C). El uso de un 15 agente de acoplamiento de silano fue capaz de mejorar el comportamiento del compuesto en cada una de estas areas. Nota: En el caso de la tangente delta a 60 °C, un valor inferior es mejor.
Resumen
A partir de los resultados de los ensayos anteriores se muestra claramente que el uso de un agente de acoplamiento de silano se puede utilizar para mejorar las propiedades fisicas estaticas y dinamicas de compuestos de caucho 20 usando una diversidad de materiales de base biol6gica como carga.
Ejemplo nO 2 - Evaluaci6n de cargas a base de proteina con tamano de particulas reducido y diversos tipos de
agente de acoplamiento como medio para mejorar adicionalmente las propiedades de compuestos que usan como carga material a base de proteina.
Antecedentes
El tamano de particulas de la evaluaci6n de diversos materiales de soja en el experimento nD 1 es del orden de 150
5 micr6metros. El intervalo de tamano de los negros de carbono usados de forma tipica en compuestos para neumaticos varia de 10 a 60 nm. Se apreci6 que reduciendo el tamano de particulas del material de soja se mejorarian aun mas las propiedades del compuesto. ADM proporcion6 muestras de harina de soja tostada molida hasta -30 micr6metros y hasta -10 micr6metros que se apreci6 eran limites practicos para el material. Adicionalmente se evaluaron otros tipos de agente de acoplamiento en diferentes niveles, incluyendo Silquest A-189
10 (alfa-mercaptopropiltrimetoxisilano), acido ditiodipropi6nico (DTDPA), Ken-React® KR®44 (agente de acoplamiento de titanato) y Ken-React® NZ®37 (agente de acoplamiento de zirconato).
Formula base
Caracteristica
137,5
60,0
20,0
3,0
1,0
1,0
1,2
0,8
1,5
3,0
1,6
1,6
0,2
-
Vease la tabla
Niveles de agente de acoplamiento
Alto
-
13,0
13,0
13,0
4,0
4,0
* basado en la cantidad de carga a base de proteina
El estudio del agente de acoplamiento se llev6 a cabo usando solo las muestras de -10 micr6metros y de -30 15 micr6metros de harina de soja tostada. Los compuestos sin agente de acoplamiento se mezclaron con los tres tamanos del material.
Mezcla
El compuesto de referencia, otros compuestos que no contienen agente de acoplamiento, y los compuestos que contienen agentes de acoplamiento de titanato o zirconato se mezclaron usando el procedimiento convencional de 2 20 pasos. El fabricante de los materiales de titanato y zirconato afirm6 que no se requieren procedimientos especiales
de mezcla. El primer paso estaba constituido por todos los materiales, salvo los agentes de vulcanizaci6n (azufre, TBBS y TMTD). El procedimiento se describe a continuaci6n.
Primer paso
Segundo paso
Los compuestos que usan los agentes de acoplamiento Si-266, A-189 y DTDPA se mezclaron usando un ciclo de mezcla de tres pasos tipico, similar al que se usaria con compuestos de silice.
Primer paso
1 -la carga en esta etapa era el 100% de la carga a base de proteina y el 50% del negro de carbono Segundo paso
10 2 -la carga en esta etapa era el resto del negro de carbono Tercer paso
Ensayo
El ensayo llevado a cabo en los compuestos es como sigue: Viscosidad de Mooney (ML 1+4 a 100,00 DC) 15 Quemado (ts5 a 135,00 DC)
MDR (193,30 DC x 6', 171,10 DC x 24', 162,80 DC x 60') Tensi6n/Deformaci6n (curado 171,10 DC x 15' y 22', original y envejecido 3d a 100,00 DC) Desgarro en caliente (curado 171,10 DC x 15', ensayado a 115,60 DC)
Resistencia a la abrasi6n DIN (curado 171,10 DC x 15') Propiedades dinamicas (curado 171,10 DC x 15'; ensayo de tracci6n a 10 Hz, -50 °C a +80 °C)
Resultados de los ensayos clave � E�perimento �a
Los siguientes resultados detallaran la comparaci6n de los diversos tamanos de particula del material. Aqui no se 5 usa agente de acoplamiento. Los resultados para el material de -150 micr6metros son la media de dos mezclas de la misma formulaci6n, con la excepci6n del ensayo de resistencia a la abrasi6n DIN que se explicara mas adelante.
M6dulo al 300%
No hubo diferencia significativa en el m6dulo del compuesto asociado con los diferentes tamanos de particula de harina de soja tostada. A continuaci6n se muestran datos sin envejecimiento para las condiciones de curado de 10 171,10 DC x 15'.
M6dulo al 300% (MPa)
% de cambio
--
(5)
(2)
Resistencia a la abrasi6n DIN
La resistencia a la abrasi6n (se refiere a la banda de rodadura) se midi6 usando una unidad de ensayo de abrasi6n Zwick. La naturaleza del ensayo evita una marcada comparaci6n de compuestos ensayados en tiempos diferentes. Debido a que el estudio para el material de -30 micr6metros se realiz6 por separado del estudio que usaba el
15 material de -10 micr6metros, estos resultados no se pueden comparar directamente, pero cada estudio contenia un compuesto que usa el material de -150 micr6metros para la comparaci6n. No se apreciaron diferencias significativas.
Resistencia a la abrasi6n DIN (mm3)
% de cambio
--
---
3
---
3
Propiedades dinamicas
No se apreciaron diferencias significativas en las propiedades dinamicas cuando se compararon los resultados del 20 compuesto usando diferentes tamanos de particula de la misma carga a base de proteina.
Resumen
A partir de estos resultados, puede apreciarse claramente que para tamanos de particula que varian de 10 a 150 micr6metros, no se obtienen diferencias significativas en las propiedades del compuesto.
Resultados de los ensayos clave � E�perimento �b
5 Los siguientes resultados detallaran la evaluaci6n de los diversos agentes de acoplamiento en diferentes niveles. Debido a que los resultados obtenidos con los materiales de -30 micr6metros y -10 micr6metros fueron similares, solo se mostraran aqui datos para el material de -10 micr6metros.
M6dulo al 300% (MPa)
A continuaci6n se muestran datos sin envejecimiento para las condiciones de curado de 171,10 DC x 15'. Se aprecia
10 una notable tendencia en el m6dulo con los agentes de acoplamiento Si-266 y A-189 por lo que el m6dulo aumenta a medida que se usa mas agente de acoplamiento. A-189 tiene un impacto mas fuerte que Si-266. El efecto de DTDPA es cuestionable, y no se aprecia efecto con los materiales de titanato o zirconato.
M6dulo al 300% (MPa)
Agente de acoplamiento
Ninguno Baja Media Alta
Ninguno
4,743
Si-266
5,508 6,198 6,501
A-189
5,694 6,832 7,722
DTDPA
5,322 5,839 5,357
KR 44
4,612 4,798 4,626
NZ 37
4,819 5,343 4,902
Resistencia a la abrasi6n DIN
La resistencia a la abrasi6n (se refiere a la banda de rodadura) se midi6 usando una unidad de ensayo de abrasi6n 15 Zwick. Se aprecian de nuevo tendencias notables con los materiales Si-266 y A-189, siendo mejor A-189, aunque no se aprecian efectos significativos con los otros agentes de acoplamiento.
Resistencia a la abrasi6n DIN (mm3)
Agente de acoplamiento
Ninguno Cantidad baja Cantidad media Cantidad alta
Ninguno
0,2411
Si-266
0,2409 0,2273 0,2261
A-189
0,2127 0,2085 0,2028
DTDPA
0,2309 0,2306 0,2357
KR 44
0,2421 0,2336 0,2490
NZ 37
0,2356 0,2457 0,2284
Propiedades dinamicas
El agente de acoplamiento Si-266 proporciona una mejora tanto en E" a 0 °C como en E* a 55 °C. Los resultados para DTDPA muestran que quizas hay un nivel 6ptimo. Los agentes de acoplamiento A-189, el titanato y el zirconato 20 no muestran beneficios en las propiedades dinamicas en los niveles ensayados.
E" a 0 °C (MPa)
Agente de acoplamiento
Ninguno Cantidad baja Cantidad media Cantidad alta
Ninguno
3,535
Si-266
3,516 3,907 4,307
A-189
3,083 3,064 2,713
DTDPA
3,554 4,354 3,931
KR 44
3,282 3,575 3,199
NZ 37
3,535 3,432 3,338
E" a 55 °C (MPa)
Agente de acoplamiento
Ninguno Cantidad baja Cantidad media Cantidad alta
Ninguno
3,143
Si-266
3,300 3,701 3,979
A-189
3,228 3,349 3,385
DTDPA
3,472 3,961 3,740
KR 44
3,199 3,352 3,222
NZ 37
3,515 3,522 3,360
tan δ a 55 °C (MPa)
Agente de acoplamiento
Ninguno Cantidad baja Cantidad media Cantidad alta
Ninguno
0,243
Si-266
0,246 0,242 0,236
A-189
0,227 0,218 0,220
DTDPA
0,257 0,254 0,258
KR 44
0,263 0,260 0,257
NZ 37
0,259 0,259 0,258
Resumen
A partir de estos resultados, se puede apreciar que ciertos agentes de acoplamiento pueden causar impacto sobre
5 las propiedades fisicas mientras que otros necesariamente no. El mejor equilibrio general de propiedades se obtuvo con el agente de acoplamiento de silano original, a saber, bis(3-trietoxisililpropil)disulfuro o Si-266 (TESPD). Otros agentes de acoplamiento de silano que se pueden usar incluyen bis(3-trietoxisililpropil)tetrasulfuro (tambien conocido como TESPT), alfa-mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-tiocianatopropiltrietoxisilano.
La anterior descripci6n detallada de la presente invenci6n se proporciona con fines explicativos. Sera evidente para
10 los expertos en la tecnica que se pueden realizar numerosos cambios y modificaciones sin alejarse del alcance de la invenci6n. En consecuencia, la descripci6n anterior en su conjunto se interpretara en un sentido ilustrativo y no limitante, quedando definido el alcance de la invenci6n unicamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1�
    Una composici6n de caucho que comprende:
    (a) un caucho de base, siendo dicho caucho de base un miembro seleccionado del grupo que consiste en
    caucho natural, caucho estireno-butadieno (SBR), caucho nitrilo-butadieno (NBR), polibutadieno, caucho
    5
    etileno-propileno-mon6mero de dieno, caucho estireno-isopreno-butadieno (SIBR), caucho isopreno
    butadieno (IBR) y combinaciones de los mismos;
    (b)proteina de soja; y
    (c) un agente de acoplamiento de silano.
    2�
    Una composici6n de caucho de acuerdo con la reivindicaci6n 1 que ademas incluye negro de carbono.
    10
    3� Una composici6n de caucho de acuerdo con la reivindicaci6n 1 que ademas incluye silice.
    4�
    Una composici6n de caucho de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en la que dicho agente de acoplamiento de
    silano es un miembro seleccionado de grupo que consiste en bis(3-trietoxisililpropil)tetrasulfuro (TESPT), alfa
    mercaptopropiltrimetoxisilano, bis(3-trietoxisililpropil)disulfuro (TESPD) y combinaciones de los mismos.
    5�
    Una composici6n de caucho de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en la que la cantidad de proteina de soja varia
    15
    en el intervalo de 1% a 50% en peso.
    6�
    Una composici6n de caucho de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en la que la cantidad de proteina de soja varia
    en el intervalo de 1% a 30% en peso.
    7�
    Una composici6n de caucho de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en la que la cantidad de proteina de soja varia
    en el intervalo de 1% a 10% en peso.
    20
    8� Una composici6n de caucho de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en la que dicho agente de acoplamiento varia
    en el intervalo de 4% a 12% en peso de dicha proteina de soja.
    9�
    Un neumatico que tiene al menos un componente de caucho en el que dicho componente esta constituido por
    la composici6n de caucho de la reivindicaci6n 1.
    10�
    Un procedimiento de formulaci6n de una composici6n de caucho para neumaticos que comprende incorporar,
    25
    en un lote de caucho de base, una carga de materiales que contienen proteina de soja y un agente de
    acoplamiento de silano.
ES07839966T 2006-11-07 2007-11-06 Procedimiento y formulación para reforzar elastómeros Active ES2380645T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85744506P 2006-11-07 2006-11-07
US857445P 2006-11-07
US977390 2007-10-24
US11/977,390 US8476342B2 (en) 2006-11-07 2007-10-24 Method and formulation for reinforcing elastomers
PCT/US2007/023362 WO2008057533A2 (en) 2006-11-07 2007-11-06 Method and formulation for reinforcing elastomers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2380645T3 true ES2380645T3 (es) 2012-05-17

Family

ID=39360491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES07839966T Active ES2380645T3 (es) 2006-11-07 2007-11-06 Procedimiento y formulación para reforzar elastómeros

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8476342B2 (es)
EP (1) EP2080063B1 (es)
JP (2) JP2010509409A (es)
KR (1) KR101123492B1 (es)
CN (1) CN101573660B (es)
AT (1) ATE547741T1 (es)
CA (1) CA2667239C (es)
ES (1) ES2380645T3 (es)
MX (1) MX2009004612A (es)
WO (1) WO2008057533A2 (es)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2692851A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-13 Pavaco Plastics Inc. Elastomeric composite
US8034859B2 (en) * 2010-01-22 2011-10-11 Ford Global Technologies, Llc Rubber compositions containing an oil blend of a petroleum oil and a biobased oil and methods of making the same
US8093324B2 (en) * 2010-05-26 2012-01-10 Ford Global Technologies, Llc Soy-based rubber composition and methods of manufacture and use
CN101967239B (zh) * 2010-09-16 2012-05-23 沈阳化工大学 大豆蛋白增强橡胶复合材料的制备方法
US20130136822A1 (en) * 2011-03-15 2013-05-30 Wm. Wrigley Jr. Company Chewing gum bases containing soy protein based elastomers and methods of making same
KR101305441B1 (ko) * 2011-09-23 2013-09-09 한국기술교육대학교 산학협력단 커플링제를 이용한 전분/고무 라텍스 화합물 제조 방법
US8912256B2 (en) 2011-11-10 2014-12-16 Weatherford/Lamb, Inc. Swellable material using soy spent flakes
CN106947122A (zh) * 2014-01-23 2017-07-14 怡维怡橡胶研究院有限公司 一种橡胶组合物的制备方法
JP6351495B2 (ja) 2014-12-16 2018-07-04 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
WO2016099597A1 (en) 2014-12-18 2016-06-23 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Rubber compositions containing carbon black and whey protein
US10233319B2 (en) 2014-12-18 2019-03-19 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Rubber compositions containing whey protein
US10227480B2 (en) 2014-12-18 2019-03-12 Bridgestone Americas Tire Operations, Inc. Rubber compositions containing whey protein
US10246581B2 (en) 2014-12-18 2019-04-02 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Rubber compositions containing whey protein
WO2016105931A1 (en) 2014-12-23 2016-06-30 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Oil-containing rubber compositions and related methods
CN104610614A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 柳州市中配橡塑配件制造有限公司 汽车轮胎用充油橡胶
CN104629119A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 柳州市中配橡塑配件制造有限公司 汽车用耐油橡胶管
CN104629240A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 柳州市中配橡塑配件制造有限公司 充油橡胶
CN104610615A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 柳州市中配橡塑配件制造有限公司 汽车用耐油橡胶管
US10179479B2 (en) 2015-05-19 2019-01-15 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Plant oil-containing rubber compositions, tread thereof and race tires containing the tread
IL243838A (en) * 2016-01-28 2017-07-31 Sp Nano Ltd The composition containing sp1 protein and carbon nanoparticles and its uses
CN105820294A (zh) * 2016-04-05 2016-08-03 大连理工大学 一种白炭黑/橡胶复合材料的制备方法
CN108409975B (zh) * 2018-04-19 2021-07-02 中国科学院长春应用化学研究所 一种改性氟硅异戊橡胶及其制备方法、仿生型航空轮胎橡胶材料及其制备方法
ES2902664T3 (es) * 2018-07-18 2022-03-29 Continental Reifen Deutschland Gmbh Mezclas poliméricas reticuladas
CN111234336B (zh) * 2020-01-13 2020-12-25 海南大学 一种环氧化天然橡胶复合材料及其制备方法
JP7553792B2 (ja) * 2020-09-30 2024-09-19 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物及びタイヤ
MA71626A (fr) 2022-07-29 2025-05-30 Holcim Technology Ltd. Membranes de toiture à résistance au feu améliorée

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2033480A (en) * 1931-02-20 1936-03-10 Dunlop Rubber Co Process of making rubber products
NL42380C (es) * 1934-09-18
US2056958A (en) 1935-03-09 1936-10-13 Barber Asphalt Co Floor covering
US2127298A (en) 1936-08-17 1938-08-16 Mone R Isaacs Composition of matter
US2605242A (en) * 1951-07-13 1952-07-29 Standard Oil Dev Co High solids content, low viscosity butadiene-styrene copolymer latex for emulsion paint base
US2788336A (en) * 1952-08-29 1957-04-09 Uhing Eugene Henry Carboxymethyl protein as a stabilizer for a butadiene-styrene latex emulsion paint
US3113605A (en) 1955-03-30 1963-12-10 Dan W Duffy Anti-skid tire treads and rubber stock therefor
US3002940A (en) * 1956-05-16 1961-10-03 Goodrich Co B F Styrene-butadiene latex paint containing soluble and insoluble thickener resins and suspending agents
BE558729A (es) 1956-07-02
US3004936A (en) * 1958-08-29 1961-10-17 Us Rubber Co Butadiene copolymer rubber-silica-protein masterbatch and process of preparation
US4044037A (en) 1974-12-24 1977-08-23 Union Carbide Corporation Sulfur containing silane coupling agents
CA1134982A (en) 1979-11-26 1982-11-02 Polysar Limited Emulsion polymer recovery
JPS5827820B2 (ja) * 1980-05-28 1983-06-11 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物
US4374178A (en) 1980-12-29 1983-02-15 Union Carbide Corporation Silanated calcium carbonate fillers
US4474908A (en) 1982-05-27 1984-10-02 Ppg Industries, Inc. Rubber compositions
EP0265070B1 (en) 1986-09-26 1991-10-09 Ube Industries, Ltd. Fiber-reinforced rubber composition and production process and use thereof
JPH075800B2 (ja) * 1989-02-21 1995-01-25 東洋ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ
US5037410A (en) * 1990-08-08 1991-08-06 Zimmerman Robert R Disposable articles comprising compostible components
AU1548692A (en) * 1991-04-19 1992-11-17 Kabushikigaisha Asahi Rubber composition decayable in soil and binding article using said composition for soil in flowerpot
JP2634990B2 (ja) * 1992-12-01 1997-07-30 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物およびこれを用いるゴム製品の製造方法
US5374671A (en) 1993-02-16 1994-12-20 The Goodyear Tire & Rubber Company Hydrophilic polymer composite and product containing same
US5679744A (en) 1994-11-11 1997-10-21 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition
TW334467B (en) * 1994-12-22 1998-06-21 Cabot Corp Latex compositions and films
US5672639A (en) 1996-03-12 1997-09-30 The Goodyear Tire & Rubber Company Starch composite reinforced rubber composition and tire with at least one component thereof
AUPP819899A0 (en) * 1999-01-18 1999-02-11 Contract Research & Development (M) Sdn. Bhd. Conductive and flame retardant plastic fillers
JP2000239449A (ja) * 1999-02-23 2000-09-05 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
US6630535B1 (en) 2000-08-18 2003-10-07 Bridgestone Corporation Rubber compositions & vulcanizates including comb polymers
DE10122269A1 (de) * 2001-05-08 2002-11-21 Degussa Silanmodifizierter biopolymerer, biooligomerer, oxidischer oder silikatischer Füllstoff, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US6780925B2 (en) * 2001-12-21 2004-08-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition with silica reinforcement obtained with an amino acid or amino acid-containing protein based activator and use thereof in tires
JP2003277547A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物
EP1489102B1 (en) * 2002-03-28 2007-12-05 Bridgestone Corporation Natural rubber, rubber composition and pneumatic tire
CA2383474A1 (en) * 2002-04-26 2003-10-26 Bayer Inc. Rubber composition for tire treads
CN1756773A (zh) * 2003-03-03 2006-04-05 斯蒂潘公司 降低天然橡胶胶乳制品的变应原性蛋白质含量的方法
JP2005047993A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤトレッド用ゴム組成物および当該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤ
CA2446474C (en) * 2003-10-24 2011-11-29 Rui Resendes Silica-filled elastomeric compounds
CA2452910A1 (en) * 2003-12-12 2005-06-12 Bayer Inc. Butyl rubber composition for tire treads
US7073550B2 (en) * 2004-03-17 2006-07-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire having built-in colored sealant layer and preparation thereof
CA2471006A1 (en) * 2004-06-23 2005-12-23 Bayer Inc. Silica reinforced elastomer compounds prepared with dry liquid modifiers
US7649036B2 (en) * 2004-08-19 2010-01-19 Board Of Trustees Of Michigan State University “Green” materials from soy meal and natural rubber blends
JP2006089526A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物
US7740034B2 (en) 2005-12-20 2010-06-22 The Goodyear Tire & Rubber Company Light duty tire with silica-rich polyisoprene rubber based intermediate transition layer
US8299161B2 (en) * 2005-12-28 2012-10-30 Bridgestone Corporation Defatted soy flour/natural rubber blends and use of the blends in rubber compositions
US20080090939A1 (en) * 2006-04-20 2008-04-17 Netravali Anil N Biodegradable soy protein-based compositions and composites formed therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008057533A3 (en) 2008-07-03
CA2667239C (en) 2013-03-05
US20130158191A1 (en) 2013-06-20
EP2080063B1 (en) 2012-02-29
US8476342B2 (en) 2013-07-02
JP2010509409A (ja) 2010-03-25
KR101123492B1 (ko) 2012-04-20
US20080108733A1 (en) 2008-05-08
JP2014062269A (ja) 2014-04-10
CN101573660A (zh) 2009-11-04
KR20090098790A (ko) 2009-09-17
ATE547741T1 (de) 2012-03-15
EP2080063A2 (en) 2009-07-22
WO2008057533A2 (en) 2008-05-15
CN101573660B (zh) 2013-01-02
JP5941901B2 (ja) 2016-06-29
CA2667239A1 (en) 2008-05-15
EP2080063A4 (en) 2009-11-18
MX2009004612A (es) 2009-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2380645T3 (es) Procedimiento y formulación para reforzar elastómeros
KR102011849B1 (ko) 겨울용 타이어를 위한 마이크로겔-함유 트레드 혼합물
KR101979504B1 (ko) 스티렌/부타디엔 엘라스토머 및 정지 마찰 수지 및 예비-소수성화된 침강 실리카 보강재의 조합물을 함유하는 고무 트레드를 갖는 타이어
JP2008001900A (ja) 冬季用の性能のためのシリカ高含有ゴムからなるトレッドを用いたタイヤ
CN107108966A (zh) 包含可持续资源的橡胶组合物和轮胎以及相关方法
WO2015125538A1 (ja) タイヤ用ゴム組成物、及び空気入りタイヤ
WO2014124441A1 (en) Elastomeric compositions comprising reclaimed elastomer material
JP5657551B2 (ja) タイヤ製造用水系セメント
CN106167568A (zh) 橡胶组合物的制造方法
JP6834195B2 (ja) ゴム組成物
JP6799670B2 (ja) ゴムブレンド、硫黄架橋性ゴム混合物、および車両用タイヤ
JP6420196B2 (ja) ゴム組成物の製造方法
JP5901994B2 (ja) ゴム用配合剤及びゴム組成物の製造方法
JP5432165B2 (ja) タイヤ製造用水系接着剤混合物
ES2951522T3 (es) Neumático para vehículos
EP3800066B1 (en) Molecular composites of functional silica and natural rubber
BR102021025211A2 (pt) Formulação de banda de rodagem de pneu
WO2022101926A1 (en) Un-modified fuller's earth nanoclay rubber nanocomposite for tyre and method thereof
CN113166495B (zh) 共轭二烯类共聚物组合物、制备它的方法和包含它的橡胶组合物
ES3053384T3 (en) Sulphur cross-linkable rubber composition, vulcanisate of said rubber composition and tire
ES2383162T3 (es) Mezcla de cauchos reticulable con azufre y neumático
WO2022049591A1 (en) A tyre tread rubber composition and method thereof
DE102016218870A1 (de) Schwefelvernetzbare Kautschukmischung, Vulkanisat der Kautschukmischung und Fahrzeugreifen