ES2642841T3 - Mezcla de caucho, su utilización y neumático de vehículo - Google Patents

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Abstract

Mezcla de caucho, en particular para bandas de rodadura de neumáticos de vehículos, que contiene al menos un caucho de dieno sintético, caucho natural, al menos un ácido silícico así como al menos un mercaptosilano, caracterizada por que contiene al menos un caucho de polinorborneno.

Description

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DESCRIPCION
Mezcla de caucho, su utilizacion y neumatico de vehffculo
La invencion se refiere a una mezcla de caucho, en particular para bandas de rodadura de neumaticos de vehffculos, que contiene al menos un caucho de dieno sintetico, caucho natural, al menos un acido siffcico as^ como al menos un mercaptosilano.
Para optimizar las propiedades ffsicas de mezclas de caucho, que se emplean, por ejemplo, en neumaticos de vehffculos o arffculos tecnicos de goma, como cordones, correas y mangueras, se conocen diferentes medidas en el mundo tecnico. Asf, por ejemplo, se han emprendido multiples ensayos para mejorar las propiedades de neumaticos a traves de la variacion de los componentes de poffmeros y de los aditivos, como por ejemplo sustancias de relleno, plastificantes, proteccion contra envejecimiento asf como componentes del sistema de reticulacion, en la mezcla de las bandas de rodadura. Sin embargo, si se mejora una propiedad a traves de la variacion de los ingredientes de la mezcla, esto implica a menudo un empeoramiento de otra propiedad, de manera que existen ciertos conflictos de objetivos. Especialmente la resistencia a la rodadura juega un papel decisivo no solo en los neumaticos de vehffculos, sino tambien en arffculos tecnicos de goma. Una mejora de la resistencia a la rodadura conduce en este caso con frecuencia a un empeoramiento de otras propiedades ffsicas de los vulcanizados, como por ejemplo del agarre en humedo y/o de la dilatacion a rotura.
Se conoce a partir del documento JP 2013 100 426 A una mezcla de caucho para un neumatico de vetffculo, que contiene un caucho de dieno, sffice y mercaptosilano, cuya utilizacion en bandas de rodadura conduce a la reduccion de la resistencia a la rodadura.
El documento JP 2011 144 263 A publica una mezcla de caucho para un neumatico de vetffculo, que contiene un caucho de isopreno o caucho natural, sffice o mercaptosilano como agente de acoplamiento. Una banda de rodadura fabricada a partir de esta mezcla de caucho debe poseer tanto una resistencia reducida a la rodadura como tambien un bien agarre en hielo.
Se conoce a partir del documento JP 2010 270 247 A una mezcla de caucho para neumaticos de vehffculos, que debe presentar igualmente una resistencia reducida a la rodadura. Esta mezcla de caucho esta rellena con sffice y contiene tambien mercaptosilano.
Una resistencia reducida a la rodadura debe presentar tambien un neumatico, cuya banda de rodadura esta fabricada segun la mezcla de caucho del documento JP 2008 214 521 A. La mezcla publicada contiene, entre otras cosas, caucho natural y/o caucho sintetico, sffice, holffn asf como mercaptosilano bloqueado como agente de acoplamiento.
El documento US 2008 016 125 8 A1 publica una mezcla de caucho que contiene sffice, silano y mercaptosilano bloqueado, en la que la relacion entre mercaptano bloqueado y silano es de 1:1 a 5:1.
Las mezclas de caucho conocidas a partir de las publicaciones anteriores contienen de esta manera sffice asf como mercaptosilano. A traves de la adicion de estas sustancias se puede mejorar, en efecto, la resistencia a la rodadura de bandas de rodadura, que estan fabricadas a partir de estas mezclas de caucho, pero solo a costa de las propiedades de friccion y de rotura. De esta manera, las bandas de rodadura fabricadas a partir de tales mezclas de caucho tienden a la aparicion de efectos "Chip & Chunk". Se entiende por "Chipping and Chunking" danos que aparecen en la banda de rodadura, como grietas, descamaciones o roturas. Tales danos aparecen sobre todo en neumaticos de vehffculos industriales, especialmente en vehffculos, que se utilizan en obras.
Tambien se conocen mezclas de caucho para bandas de rodadura, que contienen caucho de polinorborneno. Por ejemplo, la mezcla de caucho prevista en el documento KR 2002 008 989 0 A para una banda de rodadura contiene caucho de dieno de 100 phr, acido siffcico de 5 phr a 80 phr, holffn de 5 phr a 80 phr y caucho de polinorborneno de 1 phr a 10 phr. Ademas, en la mezcla de caucho puede estar contenido como agente de acoplamiento bis-9- trietoxisililpropiltetrasulfuro (SI 69).
Otra mezcla de caucho que contiene caucho de polinorborneno se publica en el documento JP 2005 023 146 A, en la que esta mezcla de caucho contiene caucho de polinorborneno de 1 phr a 20 phr, caucho de dieno de 100 phr, acido siffcico de 20 phr y tetrasulfuro de bis-9-trietoxisililpropilo (SI 69) de 3,2 phr. La mezcla de caucho conocida a partir del documento JP 2001 302 847 A contiene, entre otras cosas, caucho de dieno de 100 phr, caucho de polinorborneno de 2 phr 20 phr asf como con preferencia sffice y silano.
Por lo tanto, la invencion tiene el cometido de preparar una mezcla de caucho, que dispone de una resistencia reducida a la rodadura y de buenas propiedades de desgaste asf como de mejores propiedades de rotura, es decir, una alta resistencia a la rotura.
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El cometido planteado se soluciona segun la invencion por que la mezcla de caucho contiene al menos un caucho de polinorborneno.
Las bandas de rodadura para neumaticos de vehffculos, que estan fabricados a partir de una mezcla de caucho segun la invencion, presentan una resistencia reducida a la rodadura y una alta resistencia al desgaste, de manera que sorprendentemente se mantienen buenas las propiedades de agarre en humedo. Ademas, las bandas de rodadura, que estan fabricadas de una mezcla de caucho segun la invencion, presentan una resistencia a la rotura especialmente alta, con lo que se reduce la probabilidad de la aparicion de efectos "Chip & Chunk".
Segun una forma de realizacion ventajosa de la invencion, la mezcla de caucho contiene caucho de polinorborneno adicionalmente a los otros componentes del caucho contenidos en la mezcla en una cantidad de 5 phr a 40 phr, especialmente en una cantidad de 9 phr a 31 phr, con lo que se pueden con seguir propiedades especialmente favorables de resistencia a la rodadura, desgaste y rotura.
Las mezclas de caucho segun la invencion contienen, ademas, al menos un compuesto anfffilo en una cantidad de 0,5 phr a 10 phr, con preferencia de 2 phr a 8 phr, de manera especialmente preferida de 5 phr a 7 phr, donde se emplean como compuestos anfffilos, por ejemplo, tensidos anionicos, tensidos cationicos, tensidos no ionicos, anfotensidos o copoffmeros en bloque solos o tambien en combinacion. Los compuestos anfffilos anadidos estan en condiciones de volver hidrofobo el acido siffcico anadido como sustancia de relleno, con lo que se reducen las interacciones entre sustancias de relleno y, por consiguiente, se mejora la dispersion del acido siffcico en la mezcla de caucho, es decir, su distribucion en la mezcla, durante la fabricacion de la mezcla de caucho. De esta manera, se puede mejorar la resistencia a la rodadura de una banda de rodadura fabricada a partir de esta mezcla de caucho, sin influir negativamente en el agarre en humedo y en otras propiedades ffsicas, especialmente a dilatacion a rotura.
Segun una forma de realizacion ventajosa de la invencion, se anade a la mezcla de caucho mercaptosilano bloqueado y/o no bloqueado en una cantidad de 6 phf a 13 phf, con preferencia de 8 phf a 12 phf, de manera que esta medida repercute igualmente favorablemente sobre la resistencia a la rodadura de una banda de rodadura, que esta fabricada a partir de la mezcla de caucho. Ademas, el mercaptosilano posibilita como agente de acoplamiento de silano a traves de una reaccion con el grupo silanol superficial del acido siffcico durante la mezcla del caucho una union covalente del acido siffcico al caucho de dieno, con lo que se mejoran las propiedades mecanicas de la mezcla, especialmente la resistencia a la rotura.
Por lo demas, la mezcla de caucho contiene caucho de dieno sintetico en una cantidad de 10 phr a 100 phr, especialmente de 30 phr a 80 phr, y especialmente preferido de 40 phr a 60 phr, como por ejemplo caucho de estireno butadieno, poliisopreno sintetico y caucho de butadieno individualmente o tambien en combinacion. Estos cauchos repercuten positivamente sobre todas las propiedades relevantes para una banda de rodadura. Ademas, una union covalente de acido siffcico sobre un agente de acoplamiento de silano en un caucho solo es posible cuando el caucho, como por ejemplo un caucho de dieno, contiene enlaces dobles.
A traves de la adicion de holffn en una cantidad de maximo 20 phr, especialmente en una cantidad de maximo 10 phr, se influye favorablemente sobre las propiedades de desgaste.
A traves de la adicion de acido siffcico en una cantidad de 60 phr a 160 phr, especialmente de 80 phr a 140 phr y especialmente preferido de 100 phr a 125 phr, se pueden incrementar las resistencias a la rotura de los vulcanizados fabricados a partir de la mezcla de caucho, con lo que se impide en gran medida la aparicion de efectos de "Chip & Chunk" en bandas de rodadura de esta mezcla de caucho.
La invencion se refiere, ademas, a la utilizacion de la mezcla de caucho para la fabricacion de la banda de rodadura de un neumatico de vehffculo asf como a un neumatico de vehffculo, que contiene en la banda de rodadura una mezcla de caucho segun la invencion. El neumatico de vehffculo puede ser un neumatico de vehffculo discrecional, especialmente un neumatico de camion, pero tambien un neumatico de automovil. La mezcla de caucho segun la invencion se utiliza sobre todo para a fabricacion de aquella parte de la banda de rodadura que entra en contacto con el suelo (calzada) durante el funcionamiento del neumatico.
En la descripcion siguiente asf como en las Tablas, las cantidades se indican, en general, en la unidad habitual de la tecnologfa del caucho phr (partes por ciento de caucho). Las indicaciones de las cantidades se refieren en este caso, respectivamente, a las partes en masa del poffmero de base o bien en el caso de mezclas de poffmeros a las partes de los poffmeros de base. En silanos, la indicacion de las cantidades se realiza en phf (partes por ciento de relleno). Las indicaciones de las cantidades se refieren en este caso, respectivamente, a las partes en masa de la sustancia de relleno o bien de las sustancias de relleno.
Otras caractensticas, ventajas y detalles de la invencion se explican en detalle ahora con la ayuda de ejemplos comparativos y ejemplos de realizacion, que se agrupan en la Tabla 1 y la Tabla 2. Las composiciones de todas las mezclas se indican en la Tabla 1. La Tabla 2 contiene resultados de propiedades ffsicas ensayadas. En la mezcla de
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caucho identificada con “E1” se trata en este caso de una mezcla segun la invencion, mientras que en las mezclas identificadas con “V” se trata de mezclas comparativas.
La fabricacion de la mezcla se realizo en las condiciones habituales en varias fases en una mezcladora tangencial de laboratorio. A partir de todas las mezclas se fabricaron cuerpos de ensayo a traves de vulcanizacion y con estos cuerpos de ensayo se determinaron algunas propiedades tfpicas del material. Se aplicaron los siguientes procedimientos de ensayo:
• MDR 2000 a 160 °C segun DIN ISO 9001
• Dureza Shore A
• Dureza Shore A acondicionada a temperatura ambiente y a 70°C
• Elasticidad de rebote a temperatura ambiente y a 70°C segun DIN 53 512
• Resistencia a la rotura y dilatacion a rotura a temperatura ambiente segun DIN 53 504
• E'media y factor de perdida tan d, sinonimo de tan 8, a 55°C a partir de la medicion dinamica-mecanica segun DIN 53 513.
Las durezas de los vulcanizados se calcularon tanto en cuerpos de ensayo acondicionados como no acondicionados. A traves de un acondicionamiento de los cuerpos de ensayo en forma de una carga antes del ensayo de dureza se realizaron modificaciones permanentes de la estructura en los cuerpos de ensayo, con lo que a traves de los valores caractensticos de material calculados a continuacion se pudieron realizar manifestaciones sobre las propiedades de las mezclas durante el empleo en bandas de rodadura de neumaticos de vehuculos.
La medicion de la dureza propiamente dicha se realizo segun ISO 868 con un modelo de mesa. La dureza se obtiene como valor medio de cinco mediciones individuales en lugares diferentes de un cuerpo de ensayo cilmdrico, que presenta un diametro de al menos 35 mm asf como un espesor de al menos 6 mm.
La medicion de las durezas Shore A se realizo segun ISO 7619-1:2004 (tambien conocida como DIN ISO 7619-1). Esta medicion requena cuerpos de ensayo, que no habfan sido sometidos a esfuerzo previo.
La medicion de las durezas acondicionadas se realizo segun ISO 7619-1:2004. Los cuerpos de ensayo fueron preacondicionados diez veces con 5 MPa y a continuacion fueron ensayados segun ISO 868. Puesto que la medicion de cuerpos de ensayo acondicionados se desvfa de la Norma, la dureza no se obtiene en la unidad Shore A. Por lo tanto, la unidad de la dureza acondicionada se designa a continuacion como "Shore A*".
Para la medicion de la dureza acondicionada a 70°C se atemperaron los cuerpos de ensayo despues de un pre- acondicionamiento de diez veces con 5 MPa en un armario termico durante 30 minutos a 70°C y a continuacion se ensayaron.
La elasticidad de rebote segun DIN 53 512 a 70°C sirve como medida para la resistencia a la rodadura, donde una alta elasticidad de rebote significa una resistencia baja a la rodadura. Como medida para el agarre en humedo se utiliza la elasticidad de rebote segun DIN 53 512 a temperatura ambiente.
El modulo de acumulacion dinamica E'media es una medida para la rigidez de los vulcanizados, de manera que un valor relativamente alto repercute favorablemente sobre una buena transmision de fuerzas de direccion sobre la carretera.
Las indicaciones sobre las propiedades "Chip and Chunk" de un neumatico, que representan la tendencia a la aparicion de danos en la banda de rodadura, descamaciones o roturas, se pueden realizar con la ayuda de las propiedades de rotura de los vulcanizados de la mezcla de caucho, a partir de la cual se fabrica la banda de rodadura.
Para la evaluacion del comportamiento de desgaste se utiliza el parametro “caucho unido”. Por “caucho unido” se entiende el polfmero ligado a la/s sustancia/s de relleno, que no se puede extraer en condiciones definidas con ciclohexano. Como se conoce, una elevacion del “caucho unido” en una mezcla de caucho contribuye a la mejora del comportamiento de desgaste de los vulcanizados fabricados a partir de esta mezcla de caucho. Para la determinacion del “caucho unido” se desenrolla la mezcla de caucho a investigar fina sobre una tren de laminacion fno. A partir de ello, se estampan cuatro cuerpos de ensayo de un diametro de 5 mm y se cortan. Dos cuerpos de ensayo se extraen durante 16 h con acetona y dos cuerpos de ensayo durante 40 h con ciclohexano en una instalacion de extraccion segun Soxhlet. A continuacion se secan los cuerpos de ensayo en el armario de secado en vacfo durante 2 horas a 60°C. Para todos los cuerpos de ensayo se determinan los contenidos de sustancia de relleno por medio de Analisis Termo-Gravimetrico (tGa) segun DIN 51006 y ASTM D 5443.
El "caucho unido" da como resultado lo siguiente:
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%org. Matcyc * %FS ace * 100
Caucho unido (%) =----------------------------------------------
%org. Matace * %FScyc
%org. Matcyc porcion organica de muestra ex^da en TGA con ciclohexano
%org. Matace porcion organica de muestra extrafda en TGA con acetona
%FScyc hollm + ceniza de muestra extrafda en TGA con ciclohexano
%FSace hollm + ceniza de muestra extrafda en TGA con acetona
En la Tabla 1 se indica la composicion de las mezclas comparativas investigadas y de la mezcla compuesta de acuerdo con una forma de realizacion posible de la invencion E1.
Tabla 1: Composiciones de la mezcla
Ingrediente
Unidad V1 V2 V3 E1
Caucho natural a
phr 20,0 20,0 20,0 20,0
Caucho de estireno butadieno b
phr 30,0 30,0 30,0 30,0
Caucho de estireno butadieno c
phr 68,7 68,7 68,7 68,7
Hollm d
phr 5,0 5,0 5,0 5,0
Acido siffcico e
phr 115,0 115,0 115,0 115,0
Plastificante f
phr 20,0 20,0 - -
Compuesto anfffilo g
phr 6,0 6,0 6,0 6,0
Silano h
phf 8,3 - 8,3 -
Mercaptosilano bloqueado i
phf - 11,8 - 11,8
Caucho de polinorborneno j - parte superior
phr - - 40 40
Aditivo k
phr 8 8 8 8
Oxido de cinc
phr 2,0 2,0 2,0 2,0
Acido estearmico
phr 1,0 1,0 1,0 1,0
Duralink HTS pdr-d-s
phr 0,7 0,7 0,7 0,7
Acelerador l
phr 5,2 5,2 6,1 6,1
Azufre
phr 1,0 1,0 1,2 1,2
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
SIR 205ED de Fa. SED ANEKA BUMI PRATAMA SPRINTAN SLR-4602 de Fa. Styron Deutschland GmbH TUFDENE F3440 de Fa. Asahi Rubber Inc.
CORAX N 339 de Fa. Evonik NORLAB AB ULTRASIL VN3 GR de Fa. Evonik Industries AG BP VIVATEC 500 de Fa. Klaus Dahleke KG STRUKTOL EF 44, STRUKTOL GTI de Fa. Schill + Seilacher Gmb Si266 de Fa. Evonik Industries AG NXT Silane de Fa. Momentive Performance Materials Inc.
Norsorex 100 PA de Fa. Astrotecj DTPD, 6PPD, TMQ, Ozonschutzwachs MBT, TBZTD, DPG, TBBS
De acuerdo con las composiciones de la mezcla de la Tabla 1,
la mezcla comparativa V1 contiene un compuesto anfffilo y un silano;
la mezcla comparativa V2 contiene un compuesto anfffilo y un mercaptosilano bloqueado;
la mezcla comparativa V3 contiene un compuesto anfffilo, un silano y un caucho de polinorborneno;
la mezcla comparativa E1 contiene un compuesto anfffilo, un mercaptosilano bloqueado y un cacho de dieno sintetico.
Las mezclas de caucho realizadas de acuerdo con la invencion contienen al menos un caucho de dieno sintetico y un caucho natural. Como cauchos de dieno sinteticos se emplean, por ejemplo, cauchos de butadieno, cauchos de estireno butadieno y poliisoprenos sinteticos individualmente o tambien en combinacion. Los cauchos de dieno
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sinteticos se anaden en cantidades de 10 phr a 100 phr, con preferencia de 30 phr a 80 phr y especialmente preferido en cantidades de 40 phr a 60 phr.
Las mezclas de caucho segun la invencion contienen como sustancias de relleno al menos un acido siKcico y con preferencia al menos un hollm. Como hollines se emplean N 339, N 375, N 326, N234 asf como N121 individualmente o tambien en combinacion. El hollm se anade en cantidades de 0 phr a 20 phr y de manera preferida en cantidades de 0 phr a 10 phr. Especialmente preferidos son hollines, que presentan una adsorcion de yodo segun ASTM D 1510 mayor o igual a 75g/kg. La utilizacion de tal tipo de hollm en la mezcla de caucho garantiza el mejor compromiso posible entre resistencia al desgaste y formacion de calor, que influye de nuevo en la resistencia a la rodadura relevante ecologicamente. El acido silfcico, especialmente un acido silfcico de precipitacion, se anade en una cantidad de 60 phr a 160 phr, especialmente de 80 phr a 140 phr y de manera especialmente preferida en cantidades de 100 phr a 125 phr.
Por lo demas, la mezcla de caucho segun la invencion contiene al menos una union anfffila. Esta se anade a la mezcla de caucho en cantidades de 0,5 phr a 10 phr, de manera preferida en cantidades de 2 phr a 8 phr y especialmente preferido en cantidades de 5 phr a 7 phr. Como uniones anfffilas se emplean, por ejemplo, tensidos anionicos, tensidos cationicos, tensidos no ionicos, anfotensidos o copolfmeros en bloques solos o en combinacion.
Como tensidos anionicos se pueden emplear, por ejemplo, abones, alquilbenceno sulfatos, alcano sulfatos, alquilsulfatos o sulfatos de poliglicoleter de alcohol graso. Como tensidos cationicos se emplean, por ejemplo, compuestos de amonio cuaternario con uno o dos grupos hidrofobos o sales de aminas primarias de cadena larga.
A los tensidos no ionicos empleados pertenecen poliglicoleter de alcohol graso, alquilfenol poliglicoleter, esteres de acido graso de sorbitano (etoxilados), poliglicosidos de alquilo, glucamidas de acido graso, etoxilatos de acido graso, copolfmeros en bloques de oxido de etileno - oxido de propileno, ester de acido graso de poliglicerol, alcanolamidas de acido graso y aminoxidos.
Como anfotensidos se contemplan, por ejemplo, N-(acilamidoalquil)betama o N-alquil-p-amino-propionato.
En mezclas de caucho segun la invencion se pueden utilizar mercaptosilanos y/o mercaptosilanos bloqueados, como por ejemplo NXT-Silano, NXTlow VOC, NXT-Z45, NXT-Z60, NXT-Z100 (de Momentive Performence Materials INC.) o SI363 (de Evonik Industries AG). Los mercaptosilanos o mercaptosilanos bloqueados se anaden a las mezclas de caucho individualmente o tambien en combinacion. En una mezcla de caucho segun la invencion, los mercaptosilanos y/o mercaptosilanos bloqueados estan contenidos en una cantidad de 6 phf a 13 phf, con preferencia de 8 phf a 12 phf.
A las mezclas de caucho segun la invencion se anade al menos un caucho de polinorborneno, respectivamente, adicionalmente a los otros componentes de caucho (“en la parte superior”), cuya cantidad en suma es 100 phr por mezcla. En las mezclas E1 y V3 se anade un caucho de polinorborneno, Norsorex 100 PA, que esta constituido hasta 50 % de plastificante. Para que las durezas Shore A de los vulcanizados de las mezclas comparativas V1, V2, V3 y del vulcanizado de la mezcla E1 sean similares entre sf, las mezclas E1 y E3 no contienen otros plastificantes. Una mezcla segun la invencion contiene caucho de polinorborneno en una cantidad de 5 phr a 40 phr y especialmente en una cantidad de 9 phr a 31 phr. La cantidad de plastificante en mezclas de caucho segun la invencion se adapta, respectivamente, para que los vulcanizados presenten la dureza Shore A deseada.
Para la reticulacion del caucho se anaden a las mezclas de caucho con preferencia azufre elemental o donante de azufre, pudiendo actuar determinados donantes de azufre al mismo tiempo como aceleradores de la vulcanizacion. La cantidad de azufre anadido es hasta 10 phr, de manera preferida de 0,4 phr a 2 phr y de manera especialmente preferida de 0,7 phr a 1,8 phr.
Los aceleradores se anaden en cantidades de 0,1 phr a 10 phr, con preferencia en una cantidad de al menos 1 phr y especialmente preferido en cantidades de 4 phr a 6,2 phr. El acelerador es con preferencia del grupo de los aceleradores de sulfenamida, aceleradores de tiazol, aceleradores de tiuram, aceleradores de mercapto, aceleradores de dicarbamato, aceleradores de amina, ditiofosfatos o de tioureas. Del grupo de los aceleradores de sulfenamida se prefiere especialmente CBS (N-ciclohexilbenzotiazol-2- sulfenamida).
Por lo demas, las mezclas de caucho contienen los activadores habituales. Estos activadores pueden ser oxido de cinc y acidos grados o jabones de cinc a base de oxido de cinc y acidos grasos.
A los otros aditivos que se encuentran en la mezclas de caucho pertenecen, entre otros, antioxidantes, como por ejemplo DTPD, 6PPD, TMQ, ceras de proteccion del ozono asf como adyuvantes de masticacion y otros activadores.
En la Tabla 2 se agrupan los resultados de los ensayos realizados en las mezclas comparativas V1, V2, V3 y en la mezcla E1 realizada segun la invencion.
5
10
15
20
25
30
35
40
Tabla 2: Resultados del ensayo ffsico
Propiedad
Unidad Vi V2 V3 V4
tio
min 1,8 3,6 0,7 2,8
t90
min 8,8 8,9 6,1 7,9
Caucho unido
phr 71,4 66,3 69,3 78,7
Dureza Shore A
Shore A 73,6 68,9 73,5 67,5
Dureza Shore A acondicionada a temperatura ambiente
Shore A* 69,6 66,0 69,3 64,8
Dureza Shore A acondicionada a 70°C
Shore A* 66,8 62,5 66,6 62,3
Diferencia: (Dureza Shore A acondicionada a temperatura ambiente - Dureza Shore A)
- -4,0 -2,9 -4,2 -2,7
Diferencia: (Dureza Shore A acondicionada a 70°C - Dureza Shore A)
-6,8 -6,4 -6,9 -5,2
Resistencia a la rotura
MPa 14,6 13,6 11,7 15,0
Dilatacion hasta rotura
% 297 305 229 298
Elasticidad de rebote a temperatura ambiente
% 20,9 23,4 20,3 22,9
Elasticidad de rebote a 70°C
% 50,7 55,2 54,5 57,6
A Rebote
% 29,8 31,8 34,2 34,7
E'media
MPa 11,62 9,33 11,16 9,20
tan 8
- 0,1920 0,1619 0,1667 0,1441
A partir de la Tabla 2 se deduce que la mezcla de caucho E1 realizada segun la invencion, en comparacion con las mezclas de caucho V1, V2, V3, muestra un valor significativamente mas elevado para "caucho unido". Por lo tanto, los vulcanizados fabricados a partir de la mezcla de caucho E1 presentan propiedades de friccion esencialmente mejores que aquellos vulcanizados, que estan fabricados a partir de las mezclas comparativas V1, V2, V3.
Las diferencias calculadas entre las durezas acondicionadas a temperatura ambiente o bien las durezas acondicionadas a 70°C y las durezas de la dureza Shore A en la mezcla segun la invencion son claramente las reducidas frente a las mezclas comparativas V1, V2 y V3. Por consiguiente, las bandas de rodadura de mezclas segun la invencion son mas estables en la manipulacion.
Segun la Tabla 2, los vulcanizados de la mezcla E1 segun la invencion presentan, frente a los vulcanizados de las mezclas comparativas V1, V2, V3, valores mas altos para la resistencia a la rotura. Por lo tanto, en el caso de empleo de la mezcla E1 en bandas de rodadura de neumaticos de vehuculos, la probabilidad de la aparicion de efectos "Chip & Chunk" es menor que en el caso de empleo de una de las mezclas comparativas V1, V2, V3. La dilatacion a rotura de los vulcanizados de la mezcla E1 se mantiene en gran medida inalterada en comparacion con las dilataciones a rotura de los vulcanizados de las mezclas V1 y V2, por lo tanto no se influye negativamente.
Las propiedades de agarre en humedo de una banda de rodadura de la mezcla E1, que son evaluadas con la ayuda de la elasticidad de rebote del vulcanizado a temperatura ambiente, estan inalteradas con respecto a las de las mezclas comparativas. La elasticidad de rebote a 70°C en vulcanizados, que estan fabricados a partir de la mezcla segun la invencion es mas alta que en vulcanizados a partir de las mezclas comparativas V1, V2, V3. La resistencia a la rodadura de una banda de rodadura fabricada a partir de una mezcla segun la invencion es, por lo tanto, menor que la que esta fabricada a partir de una de las mezclas comparativas V1, V2, V3.
La diferencia entre las elasticidades de rebote a temperatura ambiente y a 70°C se define como "A rebote". Cuando mas alto es el "A rebote", tanto mejor se soluciona el conflicto de objetivos entre la resistencia a la rodadura y las propiedades de agarre en humedo. El vulcanizado de la mezcla E1 de la invencion presenta frente a los vulcanizados de las mezclas comparativas V1, V2, V3 un valor mas alto para "A rebote". Una banda de rodadura fabricada a partir de una mezcla segun la invencion esta, por lo tanto, mejor optimizada con respecto a sus propiedades de agarre en humedo y propiedades de resistencia a la rodadura que una banda de rodadura fabricada a partir de una mezcla comparativa.
En la consideracion de los resultados hay que pensar que no deben mejorarse propiedades individuales, sino que deben solucionarse o a menos atenuarse conflictos de objetivos entre propiedades normalmente contradictorias, sin que se empeoren considerablemente las otras propiedades ffsicas.

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. - Mezcla de caucho, en particular para bandas de rodadura de neumaticos de vehffculos, que contiene al menos un caucho de dieno sintetico, caucho natural, al menos un acido siffcico as^ como al menos un mercaptosilano, caracterizada por que contiene al menos un caucho de polinorborneno.
  2. 2. - Mezcla de caucho segun la reivindicacion 1, caracterizada por que esta contenido caucho de polinorborneno adicionalmente a los otros componentes de caucho contenido en la mezcla en una cantidad de 5 phr a 40 phr, especialmente en una cantidad de 9 phr a 31 phr.
  3. 3. - Mezcla de caucho segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que esta contenido al menos un compuesto anfffilo en una cantidad de 0,5 phr a 10 phr, especialmente en una cantidad de 2 phr a 8 phr, siendo empleados como compuestos anfffilos, por ejemplo, tensidos anionicos, tensidos cationicos, tensidos no ionicos, anfotensidos o copoffmeros en bloques solos o tambien en combinacion.
  4. 4. - Mezcla de caucho segun la reivindicacion 3, caracterizado por que esta contenido al menos un compuesto anfffilo en una cantidad de 5 phr a 7 phr.
  5. 5. - Mezcla de caucho segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el mercaptosilano esta contenido en una cantidad de 6 phf a 13 phf, especialmente en una cantidad de 8 phf a 12 phf.
  6. 6. - Mezcla de caucho segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que el mercaptosilano esta contenido en forma de mercaptosilano en forma bloqueada y/o no bloqueada.
  7. 7. - Mezcla de caucho segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que el mercaptosilano esta contenido el caucho de dieno sintetico esta contenido en una cantidad de 10 phr a 100 phr, especialmente de 30 phr a 80 phr.
  8. 8. - Mezcla de caucho segun la reivindicacion 7, caracterizado por que el caucho de dieno sintetico esta contenido en una cantidad de 40 phr a 60 phr.
  9. 9. - Mezcla de caucho segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que como caucho de dieno sintetico esta contenido caucho de estireno butadieno, poliisopreno sintetico y caucho de butadieno individualmente o tambien en combinacion.
  10. 10. - Mezcla de caucho segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que el hollm esta contenido en una cantidad de maximo 20 phr, especialmente en una cantidad de maximo 10 phr.
  11. 11. - Mezcla de caucho segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que el acido siffcico esta contenido en una cantidad de 60 phr a 160 phr.
  12. 12. - Mezcla de caucho segun la reivindicacion 11, caracterizada por que el acido siffcico esta contenido en una cantidad de 80 phr a 140 phr, especialmente en una cantidad de 100 phr a 125 phr.
  13. 13. - Utilizacion de la mezcla de caucho segun una de las reivindicaciones 1 a 12 para la fabricacion de la banda de rodadura o de una parte de la banda de rodadura de un neumatico de vetffculo.
  14. 14. - Neumatico de vetffculo, especialmente neumatico de camion, que contiene en la banda de rodadura una mezcla de caucho segun una o varias de las reivindicaciones 1 a 13.
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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0655857B2 (ja) * 1989-10-30 1994-07-27 株式会社アサヒコーポレーション 靴底用ゴム組成物
JP3683372B2 (ja) * 1997-03-17 2005-08-17 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP2001302847A (ja) * 2000-04-24 2001-10-31 Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd :The スタッドレスタイヤ用のゴム組成物
KR20020089890A (ko) * 2001-05-25 2002-11-30 한국타이어 주식회사 스터드리스 스노우 타이어 트레드용 고무 조성물
JP2005023146A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2008523055A (ja) 2004-12-10 2008-07-03 ゼルニケ ビジネス サポート ビー．ヴィー． 熱ショックタンパク質（ｈｓｐ）および上室性不整脈
JP2008214521A (ja) 2007-03-06 2008-09-18 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2010270247A (ja) 2009-05-22 2010-12-02 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物の製造方法
JP5508037B2 (ja) 2010-01-14 2014-05-28 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ
JP6106916B2 (ja) 2011-11-09 2017-04-05 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤ

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