ES2906698T3

ES2906698T3 - Composición de caucho para neumático, y neumático

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Publication number: ES2906698T3
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Authority: ES
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2022-04-20
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Abstract

Una composición de caucho para neumáticos que comprende: un componente de caucho que contiene un caucho de dieno; un negro de humo y una sílice, en donde la composición de caucho comprende además: un dispersante de negro de humo que es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en compuestos representados por las fórmulas (I) a (V), y sales, solvatos y solvatos de sales de los compuestos representados por la fórmula ( IV); y un compuesto que tiene un parámetro de solubilidad de Hansen (HSP) de 27 o mayor: **(Ver fórmula)** en donde A es un grupo arilo, y el grupo arilo tiene al menos un grupo polar, y cuando el grupo arilo tiene dos o más grupos polares, los grupos polares pueden ser iguales o diferentes; y cada uno de R11 y R12 es independientemente al menos un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un átomo de hidrógeno, un grupo acilo, un grupo amida, un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo y un grupo arilo, y el sustituyente puede contener uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno; **(Ver fórmula)** en donde A es un grupo arilo, el grupo arilo tiene al menos un grupo polar, y cuando el grupo arilo tiene dos o más grupos polares, los grupos polares pueden ser iguales o diferentes; y R13 es un sustituyente compuesto por un grupo alquileno, un grupo cicloalquileno o un grupo arileno, y el sustituyente puede contener uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno; **(Ver fórmula)** en donde R denota un grupo alquileno lineal o ramificado que tiene de 1 a 6 átomos de carbono; **(Ver fórmula)** en donde R1 denota un grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente, un grupo cicloalcanodiílo que tiene de 3 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente, o un grupo *-B1-Ar-B2 - donde * denota un enlace, B1 y B2 denotan un enlace sencillo o un grupo alcanodiílo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, y Ar denota un grupo hidrocarburo aromático divalente que tiene de 6 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente; cada uno de R2 y R3 denota independientemente un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, un grupo hidroxi o un grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o están unidos entre sí para formar un grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono; R4 denota un grupo hidroxi, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo ariloxi que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, un grupo arilalcoxi que tiene de 7 a 15 átomos de carbono, -NR5R6 en donde cada uno de R5 y R6 denota independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o -O-(Yn+)1/n; y X denota -NH- o -O-; y **(Ver fórmula)** en donde Mn+ denota H+ o un ion metálico n-valente en donde n denota un número entero de 1 o 2; cada uno de R31 y R32 denota independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o están unidos entre sí para formar un anillo con el átomo de nitrógeno al que R31 y R32 están unidos; y m denota un número entero de 2 a 9.

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de caucho para neumático, y neumático

Campo técnico

La presente descripción se refiere a una composición de caucho para neumáticos y a un neumático.

Antecedentes

La demanda de mejora de la eficiencia del combustible de los automóviles se ha hecho fuerte recientemente y se exigen neumáticos que tengan una baja resistencia a la rodadura. Por tanto, como composiciones de caucho para neumáticos que se van a utilizar en las bandas de rodadura de los neumáticos, se desean composiciones de caucho de baja tanó y con excelentes propiedades de baja generación de calor.

En los neumáticos convencionales, con el fin de materializar la propiedad de baja generación de calor, las contramedidas concebibles incluyen aumentar el diámetro de partícula de negro de humo en las composiciones de caucho y reducir la cantidad de negro de humo compuesto; sin embargo, surge simultáneamente el problema de provocar una reducción de la resistencia a la abrasión de los cauchos de la banda de rodadura.

Por tanto, en la actualidad, se desea el desarrollo de tecnologías que puedan mejorar la resistencia a la abrasión, así como una propiedad de baja generación de calor.

Como una de las tecnologías, por ejemplo, PTL 1 da a conocer, con el fin de mejorar la interacción química de un componente de caucho con un negro de humo, una composición de caucho, en la que el negro de humo y un compuesto de hidrazida específico se combinan en un elastómero que contiene un caucho natural.

Lista de citas

Bibliografía de patentes

PTL 1: Publicación Nacional de Solicitud de Patente Internacional N.° 2014-501827

Compendio

(Problema técnico)

La tecnología descrita en PTL 1, sin embargo, no es suficiente en la propiedad de baja generación de calor y necesita una mejora adicional, en consideración de la demanda de mejora de la eficiencia del combustible de los automóviles. Además de la mejora de la propiedad de baja generación de calor, se desea una mejora adicional en la resistencia a la abrasión.

Por tanto, un objeto de la presente descripción es proporcionar una composición de caucho para neumáticos excelente en cuanto a la propiedad de baja generación de calor y la resistencia a la abrasión. Otro objeto de la presente descripción es proporcionar un neumático excelente en cuanto a la propiedad de baja generación de calor y la resistencia a la abrasión.

(Solución al problema)

Como resultado de estudios sobre una composición de caucho para neumáticos (en lo sucesivo en la presente memoria, en ocasiones denominada simplemente "composición de caucho") que comprende un componente de caucho y cargas para resolver los problemas anteriores, los presentes inventores han observado que, aunque la interacción entre el componente de caucho y un negro de humo se puede mejorar mediante la incorporación de un dispersante de negro de humo específico, tal como un compuesto de hidrazida que tiene una estructura específica en la composición de caucho, cuando el dispersante de negro de humo específico, tal como el compuesto de hidrazida, se combina en la composición de caucho que comprende el negro de humo y una sílice, no se consigue un efecto de acoplamiento de negro de humo suficiente porque el dispersante de negro de humo puede a veces adsorberse sobre la superficie de la sílice. Entonces, se han llevado a cabo más estudios exhaustivos, y se ha encontrado que al combinar más un compuesto que tiene un parámetro de solubilidad de Hansen específico en la composición de caucho, el compuesto protege la sílice para suprimir que la sílice adsorba el dispersante de negro de humo, de modo que el efecto de acoplamiento entre el componente de caucho y el negro de humo se logra de manera altamente eficiente y se puede lograr una excelente propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión que no se puede lograr mediante tecnologías convencionales.

Es decir, la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción es una composición de caucho que comprende un componente de caucho que contiene un caucho de dieno, un negro de humo y una sílice, en donde la composición de caucho comprende además un dispersante de negro de humo que es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en compuestos representados por las fórmulas (I) a (V), y sales, solvatos y solvatos de sales de los compuestos representados por la fórmula (IV); y un compuesto que tiene un parámetro de solubilidad de Hansen (HSP) de 27 o mayor.

en donde A es un grupo arilo, y el grupo arilo tiene al menos un grupo polar, y cuando el grupo arilo tiene dos o más grupos polares, los grupos polares pueden ser iguales o diferentes; y R11 y R12 son cada uno independientemente al menos un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un átomo de hidrógeno, un grupo acilo, un grupo amida, un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo y un grupo arilo, y el sustituyente puede contener uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno.

O

^ 1 ^

A - C-NH -N = R • * * (II)

en donde A es un grupo arilo, el grupo arilo tiene al menos un grupo polar, y cuando el grupo arilo tiene dos o más grupos polares, los grupos polares pueden ser iguales o diferentes; y R13 es un sustituyente compuesto por un grupo alquileno, un grupo cicloalquileno o un grupo arileno, y el sustituyente puede contener uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno.

en donde R denota un grupo alquileno lineal o ramificado que tiene de 1 a 6 átomos de carbono.

en donde R1 denota un grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente, un grupo cicloalcanodiílo que tiene de 3 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente, o un grupo *-B1-Ar-B2-* donde * denota un enlace, B1 y B2 denotan un enlace sencillo o un grupo alcanodiílo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, y Ar denota un grupo hidrocarburo aromático divalente que tiene de 6 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente; cada uno de R2 y R3 denota independientemente un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, un grupo hidroxi o un grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o están unidos entre sí para formar un grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono; R4 denota un grupo hidroxi, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo ariloxi que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, un grupo arilalcoxi que tiene de 7 a 15 átomos de carbono, -NR5R6 en donde cada uno de R5 y R6 denota independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o -O-(Yn+)1/n; y X denota -NH- o -O-.

en donde Mn+ denota H+ o un ion metálico n-valente en donde n denota un número entero de 1 o 2; cada uno de R31 y R32 denota independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o están unidos entre sí para formar un anillo con el átomo de nitrógeno al que están unidos; y m denota un número entero de 2 a 9.

La composición de caucho, al tener la constitución anterior, puede lograr una excelente propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

Entonces, es preferible que la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción comprenda el dispersante de negro de humo anterior en una cantidad de 0,05 a 30 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho anterior. Esto se debe a que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

Además, es preferible que la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción comprenda el compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor en una cantidad del 3 al 30% en masa con respecto al contenido de sílice. Esto se debe a que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión. Además, para la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción, es preferible que el componente de caucho contenga 60% en masa o más de caucho natural, y es más preferible que se satisfaga la siguiente expresión relacional :.

0,05 < b/(a b) < 0,9

en donde a representa el contenido de negro de humo y b representa el contenido de sílice en la composición de caucho.

Esto se debe a que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión. Además, es preferible que en la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción, el compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor contenga un ácido graso que tenga 9 o más átomos de carbono y al menos un átomo seleccionado de nitrógeno y oxígeno. Esto se debe a que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

El neumático según la presente descripción se fabrica utilizando la composición de caucho antes mencionada para un neumático según la presente descripción.

El neumático, al tener la constitución anterior, puede lograr una excelente propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

(Efecto ventajoso)

Según la presente descripción, se puede proporcionar una composición de caucho para neumáticos excelente en cuanto a la propiedad de baja generación de calor y en cuanto a la resistencia a la abrasión. Según la presente descripción, se puede proporcionar además un neumático excelente en cuanto a la propiedad de baja generación de calor y en cuanto a la resistencia a la abrasión.

Descripción detallada

A continuación en la presente memoria, se ilustrarán y explicarán específicamente las realizaciones según la presente descripción.

<Composición de caucho para neumáticos>

La composición de caucho para neumáticos según la presente descripción es una composición de caucho que comprende un componente de caucho, un negro de humo y una sílice.

(Componente de caucho)

El componente de caucho contenido en la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción es un componente de caucho que contiene un caucho de dieno; y como caucho dieno, se pueden usar caucho natural y caucho sintético opcional.

En este caso, en el componente de caucho, el caucho de dieno es preferiblemente un componente principal; y específicamente, preferiblemente representa el 60% en masa o más y más preferiblemente representa el 80% en masa o más.

Los ejemplos de caucho de dieno incluyen caucho natural, caucho de poliisopreno (IR), caucho de copolímero de estireno-butadieno (SBR) y caucho de polibutadieno (BR), pero entre estos, es preferible utilizar caucho natural. Esto se debe a que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión. En este caso, el caucho de dieno puede estar contenido individualmente o puede estar contenido como una mezcla de dos o más.

Cuando el componente de caucho contiene caucho natural, el contenido de caucho natural es preferiblemente del 60% en masa o más, más preferiblemente del 70% en masa o más y particularmente preferiblemente del 80% en masa o más. Esto se debe a que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión. (Negro de humo)

La composición de caucho para neumáticos según la presente descripción comprende, además del componente de caucho mencionado anteriormente, además un negro de humo.

En este caso, el tipo y el contenido del negro de humo no están particularmente limitados y pueden seleccionarse adecuadamente según el rendimiento requerido.

El tipo de negro de humo incluye negros de humo de GPF, FEF, SRF, HAF, ISAF, IISAF, SAF y otras calidades; y cualquiera de los mismos puede usarse individualmente o puede usarse una mezcla de una pluralidad de tipos de los mismos. Desde el punto de vista de que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión, es preferible usar al menos uno de los negros de humo duro incluidos en el intervalo de HAF a SAF. El contenido de negro de humo es, desde el punto de vista de que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión, con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, preferiblemente de 10 a 160 partes en masa, más preferiblemente de 30 a 80 partes en masa y con especial preferencia de 30 a 60 partes en masa. Haciendo que el contenido de negro de humo sea de 10 partes en masa o más con respecto al componente de caucho, se puede lograr un agente de resistencia a la abrasión suficiente; y por otro lado, haciendo que el contenido de negro de humo sea de 160 partes en masa o menos con respecto al componente de caucho, se puede asegurar una propiedad de baja generación de calor y una capacidad de procesamiento suficientes.

(Sílice)

La composición de caucho para neumáticos según la presente descripción comprende, además del componente de caucho mencionado anteriormente y el negro de humo, adicionalmente una sílice.

En este caso, el tipo y el contenido de la sílice no están particularmente limitados y pueden seleccionarse adecuadamente según el rendimiento requerido.

Los ejemplos del tipo de sílice incluyen sílice húmeda, sílice seca y sílice coloidal; y cualquiera de los mismos puede usarse individualmente o puede usarse una mezcla de una pluralidad de tipos de los mismos.

En este caso, el contenido de sílice es, desde el punto de vista de que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión, con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, preferiblemente 1 a 90 partes en masa y más preferiblemente 3 a 70 partes en masa. Haciendo que el contenido de sílice sea de 3 partes en masa o más con respecto al componente de caucho, se puede lograr una propiedad de generación de calor suficientemente baja; y, por otro lado, al hacer que el contenido de sílice sea de 60 partes en masa o menos con respecto al componente de caucho, se puede asegurar una propiedad de baja generación de calor y una capacidad de procesamiento suficientes.

Entonces, con respecto al negro de humo y la sílice, desde el punto de vista de que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión, es más preferible que se satisfaga la siguiente expresión relacional:

0,05 < b/(a b) < 0,9;

y

es particularmente preferible que se satisfaga la siguiente expresión relacional:

0,1 < b/(a b) < 0,7,

donde a representa el contenido de negro de humo y b representa el contenido de sílice. En este caso, cualquiera de los contenidos a y b significa una masa (o una proporción de la masa) contenida en la composición de caucho. (Dispersante de negro de humo)

La composición de caucho para neumáticos según la presente descripción comprende el componente de caucho mencionado anteriormente y un dispersante de negro de humo que es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en compuestos representados por las fórmulas (I) a (V) y sales, solvatos y solvatos de sales de los compuestos representados por la fórmula (IV).

Mediante la incorporación de estos dispersantes de negro de humo, el efecto de acoplamiento entre el componente de caucho y el negro de humo se logra de manera altamente eficiente, y se puede mejorar la dispersabilidad del negro de humo en la composición de caucho. La composición de caucho en la que se mejora la dispersabilidad del negro de humo permite lograr una excelente propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

En este caso, el contenido del dispersante de negro de humo no está particularmente limitado pero, desde el punto de vista de que se logra una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión, con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, es preferiblemente de 0,05 a 30 partes en masa, más preferiblemente de 0,05 a 20 partes en masa, aún más preferiblemente de 0,05 a 10 partes en masa y particularmente preferiblemente de 0,05 a 5 partes en masa. Cuando el contenido del dispersante de negro de humo es de 0,05 partes en masa o más con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, dado que se logra un efecto dispersivo suficiente del negro de humo, se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión; y, por otro lado, cuando el contenido del dispersante de negro de humo es de 30 partes en masa o menos con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, otras propiedades físicas tales como la resistencia nunca se reducen.

• Compuestos representados por la fórmula (I)

Los compuestos que constituyen el dispersante de negro de humo incluyen compuestos representados por la fórmula (I).

A en la fórmula (I) es un grupo arilo. En este caso, el grupo arilo tiene al menos un grupo polar en cualquier posición, y cuando el grupo arilo tiene dos o más grupos polares, los grupos polares pueden ser iguales o diferentes.

Cada uno de R11 y R12 en la fórmula (I) es independientemente al menos un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un átomo de hidrógeno, un grupo acilo, un grupo amida, un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo y un grupo arilo. Además, estos sustituyentes pueden contener uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno.

Los compuestos representados por la fórmula (I), dado que el grupo arilo representado como A tiene alta afinidad por cargas tales como negro de humo y un resto que tiene un esqueleto de hidrazida tiene alta afinidad por el componente de caucho, al estar compuesto en la composición de caucho, pueden mejorar en gran medida la interacción química entre el componente de caucho y las cargas, como el negro de humo. De este modo, se puede reducir la histéresis provocada por el roce de las cargas entre sí, de modo que se puede lograr una propiedad de baja generación de calor mucho mejor que la convencional. Además, mediante la mejora de la dispersabilidad de las cargas, también se puede lograr una mejor propiedad de refuerzo.

Como resultado de la gran mejora de la interacción química entre el componente de caucho y las cargas, mientras que se conserva la propiedad de baja generación de calor de la composición de caucho, se mejora la propiedad de prevulcanización (el tiempo de prevulcanización se prolonga) y, por lo tanto, también es posible mejorar la procesabilidad.

En este caso, el grupo arilo representado como A en los compuestos representados por la fórmula (I) incluye grupos de hidrocarburos aromáticos tales como un grupo fenilo, un grupo naftilo, un grupo antrilo, un grupo fenantrilo y un grupo trifenilenilo. Entre estos, el grupo arilo es preferiblemente un grupo fenilo o un grupo naftilo, y más preferiblemente un grupo fenilo. Dado que estos grupos arilo exhiben una excelente afinidad por las cargas, se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor, y dado que se puede reducir el número de anillos aromáticos, el uso de estos es ventajoso en costo y excelente también en el uso práctico.

Entonces, es preferible que el número de grupos polares que el grupo arilo representado como A en los compuestos representados por la fórmula (I) tenga dos o más. Esto se debe a que al hacer que el anillo aromático del grupo arilo tenga dos o más grupos polares, se puede lograr una alta afinidad por las cargas tales como el negro de humo.

Entonces, el tipo de grupos polares no está particularmente limitado, y los ejemplos de los mismos incluyen un grupo amino, un grupo imino, un grupo nitrilo, un grupo amonio, un grupo imida, un grupo amida, un grupo hidrazo, un grupo azo, un diazo grupo, un grupo hidroxi, un grupo carboxi, un grupo carbonilo, un grupo epoxi, un grupo oxicarbonilo, grupos heterocíclicos que contienen nitrógeno, grupos heterocíclicos que contienen oxígeno, grupos que contienen estaño, grupos alcoxisililo, grupos alquilamino y un grupo nitro. Entre estos, es preferible que al menos uno de los grupos polares sea un grupo hidroxi, un grupo amino o un grupo nitro, y es más preferible que al menos uno sea un grupo hidroxi; y es particularmente preferible que al menos dos de los mismos sean grupos hidroxi. Esto se debe a que se muestra una mejor afinidad por las cargas y se mejora más la propiedad de baja generación de calor.

Entonces, con respecto al grupo hidrazida conectado a A en los compuestos representados por la fórmula (I), cada uno de R11 y R12 es independientemente al menos un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un átomo de hidrógeno, un grupo acilo, un grupo amida, un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo y un grupo arilo, y estos sustituyentes pueden ser los que contienen uno o más de oxígeno, átomos de azufre y nitrógeno.

Además, cada uno de R11 y R12 son, entre los sustituyentes mencionados anteriormente, independientemente preferiblemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo y más preferiblemente, cualquiera de ellos es un átomo de hidrógeno. Esto se debe a que tienen una alta afinidad por el componente de caucho y se pueden lograr mejores propiedades de generación de calor y procesabilidad.

En este caso, los ejemplos de los compuestos mencionados anteriormente representados por la fórmula (I) incluyen hidrazida 3-hidroxi-2-naftoato, 2,3-dihidroxibenzohidrazida, 2,4-dihidroxibenzohidrazida, 2,5-dihidroxibenzohidrazida y 2,6-dihidroxibenzohidrazida.

Entonces, el peso molecular de los compuestos representados por la fórmula (I) es preferiblemente 200 o menos y más preferiblemente 180 o menos. Esto se debe a que los compuestos adquieren una alta afinidad por cada molécula de caucho de dieno, se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y también se puede mejorar la resistencia a la abrasión.

Entonces, el punto de fusión de los compuestos representados por la fórmula (I) es 80°C o más y menos de 250°C y más preferiblemente de 80 a 200°C. Esto se debe a que al hacer que el punto de fusión de los compuestos de hidrazida sea bajo, la afinidad por cada molécula del caucho de dieno se vuelve alta, se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y también se puede mejorar la resistencia a la abrasión.

• Compuestos representados por la fórmula (II)

Los compuestos que constituyen el dispersante de negro de humo incluyen compuestos representados por la fórmula (II).

O

A - C - N H - N = R13 • * * (II)

A en la fórmula (II) es un grupo arilo, el grupo arilo tiene al menos un grupo polar, y cuando el grupo arilo tiene dos o más grupos polares, los grupos polares pueden ser iguales o diferentes.

Entonces, R13 en la fórmula (II) es un sustituyente compuesto por un grupo alquileno, un grupo cicloalquileno o un grupo arileno, y estos sustituyentes pueden contener uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno.

Los compuestos representados por la fórmula (II), dado que el anillo aromático que tiene un grupo polar representado como A tiene una alta afinidad por cargas tales como el negro de humo y una fracción que tiene un esqueleto de hidrazona tiene una alta afinidad por el componente de caucho, al estar compuesto en la composición de caucho, puede mejorar en gran medida la interacción química entre el componente de caucho y las cargas. De este modo, se puede reducir la histéresis provocada por el roce de las cargas entre sí, de modo que se puede lograr una propiedad de baja generación de calor mucho mejor que la convencional. Además, mediante la mejora de la dispersabilidad de las cargas, también se puede lograr una mejor propiedad de refuerzo.

Entonces, como resultado de la mejora de la interacción química entre el componente de caucho y las cargas, ya que mientras se conserva la propiedad de baja generación de calor de la composición de caucho, se mejora la propiedad de prevulcanización (el tiempo de prevulcanización se prolonga), y también es posible mejorar la procesabilidad.

En este caso, el número de grupos polares que tiene el anillo aromático representado como A en los compuestos representados por la fórmula (II) es de dos o más y preferiblemente de tres o más. Esto se debe a que al hacer que el anillo aromático tenga dos o más grupos polares, se puede lograr una alta afinidad por las cargas, tales como el negro de humo; y en el caso de ser menos de dos, la afinidad por las cargas no se puede lograr suficientemente y surge el riesgo de reducir la propiedad de baja generación de calor de la composición de caucho.

Entonces, el tipo de grupos polares no está particularmente limitado, y los ejemplos de los mismos incluyen un grupo amino, un grupo imino, un grupo nitrilo, un grupo amonio, un grupo imida, un grupo amida, un grupo hidrazo, un grupo azo, un grupo diazo grupo, un grupo hidroxi, un grupo carboxi, un grupo carbonilo, un grupo epoxi, un grupo oxicarbonilo, grupos heterocíclicos que contienen nitrógeno, grupos heterocíclicos que contienen oxígeno, grupos que contienen estaño, grupos alcoxisililo, grupos alquilamino y un grupo nitro. Entre estos, es preferible que el grupo polar contenga un grupo hidroxi o un grupo amino; y es más preferible que el grupo polar contenga un grupo hidroxi. Esto se debe a que se exhibe una mejor afinidad por las cargas y se mejora más la propiedad de baja generación de calor de la composición de caucho.

Entonces, el número de anillos aromáticos representado como A en los compuestos representados por la fórmula (II) es preferiblemente de dos o más; y más preferiblemente de tres o más. Dado que se exhibe una excelente afinidad por las cargas, se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor.

Entonces, con respecto al grupo hidrazona conectado a A en los compuestos representados por la fórmula (II), R13 se convierte en un grupo funcional compuesto por un grupo alquileno que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquileno o un grupo arileno. En este caso, estos grupos funcionales pueden ser los que contienen uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno.

En este caso, los ejemplos de los compuestos mencionados anteriormente representados por la fórmula (II) incluyen hidrazida 3-hidroxi-N'-(1,3-dimetilbutiliden)-2-naftoato, 2,3-dihidroxi-N'-(4-metilpentano-2-iliden)benzohidrazida, 2,4-dihidroxi-N'-(4-metilpentan-2-iliden)benzohidrazida, 2,5-dihidroxi-N'-(4-metilpentan-2-iliden)benzohidrazida y 2,6-dihidroxi-N'-(4-metilpentan-2-iliden)benzohidrazida

• Compuestos representados por la fórmula (III)

Los compuestos que constituyen el dispersante de negro de humo incluyen compuestos representados por la fórmula (III) (ácidos bencimidazolilalquiltiosulfúricos).

Los ácidos bencimidazolilalquiltiosulfúricos tienen una característica que consiste en tener una estructura en la que un grupo alquilo que tiene un grupo de ácido tiosulfúrico está sustituido en la posición 2 del bencimidazol.

Algunos ejemplos de ácidos bencimidazolilalquiltiosulfúricos incluyen

ácido S-((bencimidazolil-2)metil)tiosulfúrico,

ácido S-(2-(bencimidazolil-2)etil)tiosulfúrico,

ácido S-(3-(bencimidazolil-2)n-propil)tiosulfúrico,

ácido S-(2-(bencimidazolil-2)isopropil)tiosulfúrico,

ácido S-(4-(bencimidazolil-2)n-butil)tiosulfúrico,

ácido S-(5-(bencimidazolil-2)n-pentil)tiosulfúrico y

ácido S-(6-(bencimidazolil-2)n-hexil)tiosulfúrico.

En este caso, estos ácidos bencimidazolilalquiltiosulfúricos se pueden usar solos o en combinaciones de dos o más como componentes del dispersante de negro de humo.

Los ácidos bencimidazolilalquiltiosulfúricos pueden sintetizarse mediante un método conocido. Estos se pueden sintetizar, por ejemplo, haciendo reaccionar una sal metálica de ácido tiosulfúrico de un ácido alquilcarboxílico (en lo sucesivo en la presente memoria, denominado precursor) con o-fenilendiamina en agua en presencia de ácido clorhídrico.

Es preferible que la temperatura de reacción del precursor con o-fenilendiamina se establezca entre 80 y 120°C; y el tiempo de reacción del mismo se determina adecuadamente de acuerdo con la temperatura de reacción establecida, pero preferiblemente está en el intervalo de 2 a 24 horas.

Esta reacción forma clorhidratos de ácidos bencimidazolilalquiltiosulfúricos. Entonces, neutralizando los clorhidratos con una solución de sosa cáustica, se forman ácidos bencimidazolilalquiltiosulfúricos.

Los ácidos bencimidazolilalquiltiosulfúricos pueden aislarse y purificarse después de la neutralización, concentrando el líquido de reacción hasta sequedad y extrayéndolos después con un disolvente adecuado. El disolvente que se utilizará para la extracción incluye metanol, etanol y 2-propanol.

El precursor se obtiene haciendo reaccionar un ácido haloalquilcarboxílico con una sal metálica de ácido tiosulfúrico en un disolvente adecuado tal como agua.

La temperatura de reacción y el tiempo de reacción para sintetizar el precursor no están particularmente limitados, pero la temperatura de reacción es preferiblemente de 0 a 90°C y más preferiblemente de 40 a 80°C. El tiempo de reacción es preferiblemente de 1 a 12 horas y más preferiblemente de 2 a 8 horas. El disolvente que se utilizará para la reacción incluye agua, metanol, etanol, 2-propanol, acetonitrilo, dimetoxietano, tetrahidrofurano y dioxano. Estos disolventes se pueden usar solos o en combinaciones de dos o más.

Algunos ejemplos de ácido haloalquilcarboxílico incluyen ácido monocloroacético, ácido 2-cloropropiónico, ácido 3-cloropropiónico, ácido 3-clorobutanoico, ácido 4-clorobutanoico, ácido 5-cloropentanoico, ácido 6-clorohexanoico, ácido monobromoacético y ácido 3-bromopropiónico.

Los ejemplos de la sal metálica del ácido tiosulfúrico incluyen tiosulfato de litio, tiosulfato de sodio, tiosulfato de potasio, tiosulfato de magnesio, tiosulfato de cerio, tiosulfato de cobalto, tiosulfato de cobre y tiosulfato de zinc.

• Compuestos representados por la fórmula (IV)

Los compuestos que constituyen el dispersante de negro de humo incluyen compuestos representados por la fórmula (IV) (en lo sucesivo en la presente memoria, también denominados compuestos (IV)), sales de los compuestos representados por la fórmula (IV), solvatos de los compuestos representados por la fórmula (IV), y solvatos de sales de los compuestos representados por la fórmula (IV).

en donde R1 denota un grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente, un grupo cicloalcanodiílo que tiene de 3 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente, o un grupo *-B1-Ar-B2-* donde * denota un enlace, B1 denota un enlace sencillo o un grupo alcanodiílo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, y B2 denota un enlace sencillo o un grupo alcanodiílo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono. Ar denota un grupo hidrocarburo aromático divalente opcionalmente sustituido que tiene de 6 a 12 átomos de carbono; cada uno de R2 y R3 denota independientemente un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, un grupo hidroxi o un grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o están unidos entre sí para formar un grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono; R4 denota un grupo hidroxi, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo ariloxi que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, un grupo arilalcoxi que tiene de 7 a 15 átomos de carbono, -NR5R6 en donde cada uno de R5 y R6 denota independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o -O-(Yn+)1/n; y X denota -NH- o -O-.

Las sales de los compuestos (IV) incluyen sales carboxilato de los compuestos (IV) en los que R4 es un grupo hidroxi y sales de adición formadas por la combinación de un resto amina (-NH²o -NH-) en los compuestos (IV) con un ácido.

Algunos ejemplos de sales carboxilato de los compuestos (IV) incluyen sales en las que R4 Y -O-(Yn+)1/n en los compuestos representados por la fórmula (IV) o sales de los mismos.

El ácido en las sales de adición formadas por combinación de un resto amina en los compuestos (IV) con el ácido incluye ácidos inorgánicos y ácidos orgánicos.

Los solvatos de los compuestos (IV) incluyen solvatos e hidratos de metanol.

Con respecto al doble enlace carbono-carbono y el enlace entre R3 y CO-R4 En los compuestos (IV), los compuestos (IV) pueden ser cualquiera de los compuestos en los que la configuración del doble enlace carbono-carbono es una forma E, compuestos en los que la configuración es una forma Z, y mezclas de los compuestos en la forma E y la forma Z. Entre estos, se prefieren los compuestos en los que la configuración del doble enlace carbono-carbono es la forma Z.

Además, como compuestos (IV), son preferibles los compuestos representados por la fórmula (IV-I).

en donde R1, R2, R3, R4 y X denotan los mismos significados que en lo anterior.

Algunos ejemplos del grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono en R1 incluyen grupos alcanodiílo lineales tales como un grupo metileno, un grupo etileno, un grupo trimetileno, un grupo tetrametileno, un grupo pentametileno y un grupo hexametileno; grupos alcanodiílo ramificados tales como un grupo isopropileno, un grupo isobutileno, un grupo 2-metiltrimetileno, un grupo isopentileno, un grupo isohexileno, un grupo isooctileno, un grupo 2-etilhexileno y un grupo isodecileno; y similares. Entre estos, el número de átomos de carbono de los grupos alcanodiílo es preferiblemente de 3 a 12 y más preferiblemente de 3 a 6. Además, se prefieren los grupos alcanodiílo lineales.

Algunos ejemplos de sustituyentes que puede tener el grupo alcanodiílo incluyen grupos alcoxi que tienen de 1 a 4 átomos de carbono, tales como un grupo metoxi, un grupo etoxi y un grupo butoxi; átomos de halógeno como cloro, bromo, yodo y flúor; grupos arilo que tienen de 6 a 12 átomos de carbono, tales como un grupo fenilo, un grupo naftilo y un grupo bifenilo; y un grupo hidroxi. Los ejemplos de grupos alcanodiílo que tienen un sustituyente incluyen los siguientes grupos. En este caso, * en la fórmula denota un enlace.

Algunos ejemplos del grupo cicloalcanodiílo que tiene de 3 a 12 átomos de carbono en R1 incluyen un grupo ciclopropileno, un grupo ciclopentileno, un grupo ciclohexileno y un grupo ciclodecileno.

Algunos ejemplos de sustituyentes que puede tener el grupo cicloalcanodiílo que tiene de 3 a 12 átomos de carbono incluyen grupos alquilo que tienen de 1 a 4 átomos de carbono, tales como un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo n-butilo y un grupo t-butilo; grupos arilo que tienen de 6 a 10 átomos de carbono, tales como un grupo fenilo, un grupo 4-metilfenilo y un grupo naftilo; grupos alcoxi que tienen de 1 a 4 átomos de carbono, tales como un grupo metoxi, un grupo etoxi y un grupo n-butoxi; grupos acilo que tienen de 1 a 7 átomos de carbono, tales como un grupo acetilo, un grupo benzoílo, un grupo formilo y un grupo pivaloílo; grupos alcoxicarbonilo que tienen 3 o 4 átomos de carbono, tales como un grupo metoxicarbonilo y un grupo etoxicarbonilo; grupos ariloxicarbonilo que tienen de 7 a 11 átomos de carbono, tales como un grupo fenoxicarbonilo y un grupo naftiloxicarbonilo; grupos aciloxi que tienen de 2 a 7 átomos de carbono, tales como un grupo acetoxi y un grupo benzoiloxi; y similares.

Como el grupo cicloalcanodiílo que tiene de 3 a 12 átomos de carbono, son preferibles un grupo ciclopentileno, un grupo ciclohexileno, un grupo metilciclohexileno y un grupo t-butilciclohexileno.

El grupo alcanodiílo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono en B1 y B2 incluye los enumerados como los grupos alcanodiílo que tienen de 3 a 12 átomos de carbono en los anteriores, y un grupo metileno.

El grupo hidrocarburo aromático divalente que tiene de 6 a 12 átomos de carbono en Ar incluye un grupo fenileno, un grupo naftileno y un grupo bifenileno.

Algunos ejemplos del grupo *-B1-Ar-B2-* en R1 incluyen un grupo fenileno, un grupo naftileno, un grupo bifenileno y el siguiente grupo. En este caso, * en la fórmula denota un enlace.

El átomo o átomos de hidrógeno contenido(s) en Ar puede(n) estar sustituido(s) con uno o más grupos seleccionados del grupo que consiste en grupos alquilo que tienen de 1 a 4 átomos de carbono, grupos alcoxi que tienen de 1 a 4 átomos de carbono, un grupo hidroxi, un grupo nitro, un grupo ciano, un grupo sulfo y átomos de halógeno.

Como R1, es preferible un grupo alquileno que tiene de 2 a 12 átomos de carbono, un grupo fenileno o el siguiente grupo; y es más preferible un grupo fenileno.

Los átomos de halógeno en R2 y R3 incluyen flúor, cloro, bromo y yodo.

Algunos ejemplos del grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono en R2 y R3 incluyen un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo sec-butilo, un grupo terc-butilo, un grupo n-pentilo, un grupo isopentilo y un grupo n-hexilo.

El grupo arilo que tiene de 6 a 12 átomos de carbono en R2 y R3 denota un hidrocarburo aromático monocíclico o policíclico condensado que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, y algunos ejemplos del mismo incluyen un grupo fenilo, un grupo naftilo y un grupo bifenilo.

Algunos ejemplos del grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono en R2 y R3 incluyen un grupo metoxi, un grupo etoxi, un grupo n-propoxi, un grupo isopropoxi, un grupo n-butoxi, un grupo isobutoxi, un grupo sec-butoxi, un grupo terc-butoxi, un grupo n-pentoxi, un grupo isopentoxi y un grupo n-hexiloxi.

El grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono formado por enlace mutuo de R2 y R3 incluyen los mismos grupos que los grupos alcanodiílo que tienen de 3 a 12 átomos de carbono enumerados anteriormente, y es preferible un grupo alcanodiílo que tiene 3 o 4 átomos de carbono. Algunos ejemplos de una estructura cíclica formada por R2 y R3 unidos entre sí y los átomos de carbono a los que R2 y R3 están unidos incluyen un anillo de ciclopenteno y un anillo de ciclohexeno.

Como R2 y R3, es preferible que R2 sea un átomo de hidrógeno y R3 sea un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, y es más preferible que R2 y R3 sean átomos de hidrógeno.

El grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono en R4 incluye los mismos grupos que los grupos alquilo que tienen de 1 a 6 átomos de carbono en R2 y R3 en lo anterior.

El grupo ariloxi que tiene de 6 a 12 átomos de carbono en R4 incluye grupos en los que un grupo oxi está unido al grupo arilo que tiene de 6 a 12 átomos de carbono en R2 y R3 en lo anterior, y algunos ejemplos del mismo incluyen un grupo feniloxi, un grupo naftiloxi y un grupo bifeniloxi.

El grupo arilalcoxi que tiene de 7 a 15 átomos de carbono en R4 incluye un grupo feniletiloxi, un grupo benciloxi y un grupo fenilpropiloxi.

El -NR5R6 en R4 incluye un grupo metilamino, un grupo etilamino, un grupo fenilamino, un grupo etilmetilamino, un grupo dimetilamino, un grupo dietilamino, un grupo metilfenilamino, un grupo etilfenilamino y un grupo difenilamino. Yn+ en R4 denota un catión n-valente capaz de formar sales carboxilato de los compuestos representados por la fórmula (IV).

Y+ incluye cationes de metales seleccionados de los grupos que consisten en metales alcalinos, metales alcalinotérreos y elementos de transición de los grupos IB y IIB de la tabla periódica, y cationes de bases orgánicas capaces de formar sales con un grupo carboxilo, tales como aminas, y algunos ejemplos de los mismos incluyen Li+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Zn2+, Cu2+, Cu+, Ag+, (NH4)+, [NH(C2H5)3]+, [NH(C2H5)(i-C3H/)2]+, H3N-(CH2)2-NH3+ y H³N-(CH2)6-NH3+.

R4 es preferiblemente un grupo hidroxi o -O-(Yn+)1/n, y más preferiblemente un grupo hidroxi u -O-(Yn+)1/n (Y es un metal alcalino).

A continuación se presentan ejemplos específicos de los compuestos (IV).

Entonces, los compuestos (IV) se pueden producir, por ejemplo, llevando a cabo las reacciones indicadas por la fórmula (a), la fórmula (b) y la fórmula (c).

en donde en la fórmula (a), la fórmula (b) y la fórmula (c), R1, R2, R3 y R4 denotan los mismos significados que en lo anterior; y P1 denota un grupo protector.

El grupo protector representado por P1 incluye un grupo terc-butoxicarbonilo. Cuando se usa un grupo protector, el grupo protector se puede eliminar mediante un método ampliamente usado.

Los compuestos representados por la fórmula (IV-I) se pueden producir sometiendo un anhídrido de ácido correspondiente tal como anhídrido maleico a una reacción de esterificación, reacción de amidación o reacción de formación de sal.

Compuestos representados por la fórmula (V)

Los compuestos que constituyen el dispersante de negro de humo incluyen compuestos representados por la fórmula (V) (en lo sucesivo en la presente memoria, también denominados "compuestos (V)").

en donde Mn+ denota H+ o un ion metálico n-valente, en donde n denota un número entero de 1 o 2; cada uno de R31 y R32 denota independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o están unidos entre sí para formar un anillo con el átomo de nitrógeno al que están unidos; y m denota un número entero de 2 a 9.

El grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono en R31 y R32 incluye un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo sec-butilo, un grupo terc-butilo, un grupo heptilo y un grupo hexilo.

Cuando R31 y R32 están unidos entre sí y forman un anillo con el átomo de nitrógeno al que están unidos, los grupos formados por la unión mutua de R31 y R32 incluyen grupos polimetileno; y los grupos polimetileno incluyen un grupo etileno (grupo dimetileno), un grupo trimetileno, un grupo tetrametileno, un grupo pentametileno y un grupo hexametileno. R31 y R32 son preferiblemente átomos de hidrógeno.

Mn+ incluye H+, un ion litio, un ion sodio, un ion potasio, un ion cesio, un ion magnesio, un ion calcio, un ion estroncio, un ion bario, un ion manganeso, un ion hierro, un ion cobre y un ion zinc; es preferible H+ o un ion de metal alcalino, y más preferible es H+ o un ion sodio.

Algunos ejemplos de los compuestos representados por la fórmula (V) incluyen ácidos S-(aminoalquil)tiosulfúricos, sales de ácido S-(aminoalquil)tiosulfúrico,

ácidos S-(N,N-dialquilaminoalquil)tiosulfúricos,

sales de ácido S-(N,N-dialquilaminoalquil)tiosulfúrico,

ácidos S-(N-monoalquilaminoalquil)tiosulfúricos y

sales de ácido S-(N-monoalquilaminoalquil)tiosulfúrico; y es preferible un

ácido S-(aminoalquil)tiosulfúrico o una sal del ácido S-(aminoalquil)tiosulfúrico.

En este caso, los ácidos S-(aminoalquil)tiosulfúricos incluyen

ácido S-(aminoetil)tiosulfúrico, ácido S-(aminopropil)tiosulfúrico,

ácido S-(aminobutil)tiosulfúrico, ácido S-(aminopentil)tiosulfúrico,

ácido S-(aminohexil)tiosulfúrico, ácido S-(aminoheptil)tiosulfúrico,

ácido S-(aminooctil)tiosulfúrico y ácido S-(aminononil)tiosulfúrico.

Las sales del ácido S-(aminoalquil)tiosulfúrico incluyen

S-(aminoetil)tiosulfato de sodio, S-(aminopropil)tiosulfato de sodio,

S-(aminobutil)tiosulfato de sodio, S-(aminopentil)tiosulfato de sodio,

S-(aminohexil)tiosulfato de sodio, S-(aminoheptil)tiosulfato de sodio,

S-(aminooctil)tiosulfato de sodio y S-(aminononil)tiosulfato de sodio.

Los ácidos S-(N,N-dialquilaminoalquil)tiosulfúrico incluyen ácido S-(N,N-dimetilaminoetil)tiosulfúrico, ácido S-(N,N-dimetilaminopropil)tiosulfúrico,

ácido S-(N,N-dimetilaminobutil)tiosulfúrico,

ácido S-(N,N-dimetilaminopentil)tiosulfúrico,

ácido S-(N,N-dimetilaminohexil)tiosulfúrico,

ácido S-(N,N-dimetilaminoheptil)tiosulfúrico,

ácido S-(N,N-dimetilaminooctil)tiosulfúrico y

ácido S-(N,N-dimetilaminononil)tiosulfúrico.

Las sales del ácido S-(N,N-dialquilaminoalquil)tiosulfúrico incluyen

S-(N,N-dimetilaminoetil)tiosulfato de sodio,

S-(N,N-dimetilaminopropil)tiosulfato de sodio,

S-(N,N-dimetilaminobutil)tiosulfato de sodio,

S-(N,N-dimetilaminopentil)tiosulfato de sodio,

S-(N,N-dimetilaminohexil)tiosulfato de sodio,

S-(N,N-dimetilaminoheptil)tiosulfato de sodio,

S-(N,N-dimetilaminooctil)tiosulfato de sodio y

S-(N,N-dimetilaminononil) tiosulfato de sodio.

Los ácidos S-(N-monoalquilaminoalquil)tiosulfúricos incluyen

ácido S-(N-metilaminoetil)tiosulfúrico,

ácido S-(N-metilaminopropil)tiosulfúrico,

ácido S-(N-metilaminobutil)tiosulfúrico,

ácido S-(N-metilaminopentil)tiosulfúrico,

ácido S-(N-metilaminohexil)tiosulfúrico,

ácido S-(N-metilaminoheptil)tiosulfúrico,

ácido S-(N-metilaminooctil)tiosulfúrico y

ácido S-(N-metilaminononil)tiosulfúrico.

Las sales del ácido S-(N-monoalquilaminoalquil)tiosulfúrico incluyen

S-(N-metilaminoetil)tiosulfato de sodio,

S-(N-metilaminopropil)tiosulfato de sodio,

S-(N-metilaminobutil)tiosulfato de sodio,

S-(N-metilaminopentil)tiosulfato de sodio,

S-(N-metilaminohexil)tiosulfato de sodio,

S-(N-metilaminoheptil)tiosulfato de sodio,

S-(N-metilaminooctil)tiosulfato de sodio y

S-(N-metilaminononil)tiosulfato de sodio.

Los compuestos (V) se pueden producir, por ejemplo, haciendo reaccionar un clorhidrato de 3-cloropropilamina con tiosulfato de sodio. Los compuestos (V) se pueden obtener neutralizando las sales metálicas de los compuestos (V), por ejemplo, con un ácido protónico tal como ácido clorhídrico o ácido sulfúrico. Las sales metálicas de los compuestos (V) se pueden producir mediante un método conocido opcional, por ejemplo, un método para hacer reaccionar una 3-halopropilamina con tiosulfato de sodio o un método para hacer reaccionar una sal de potasio de ftalimida con un 1,3-dihalopropano, haciendo reaccionar después el compuesto obtenido con tiosulfato de sodio e hidrolizando después el compuesto obtenido.

Aunque cualquiera de los compuestos mencionados anteriormente representados por las fórmulas (I) a (IV) puede lograr el efecto de mejorar la dispersabilidad del negro de humo, en la presente descripción, es preferible usar los compuestos representados por la fórmula (I) o (II). Esto se debe a que se puede lograr una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

(Compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor)

La composición de caucho para neumáticos según la presente descripción comprende, además del componente de caucho mencionado anteriormente, negro de humo, sílice y dispersante de negro de humo, además un compuesto que tiene un parámetro de solubilidad de Hansen (HSP) de 27 o mayor.

El compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor tiene una alta polaridad y se adsorbe en la superficie de la sílice con prioridad sobre el dispersante de negro de humo mencionado anteriormente para tener como resultado el efecto de un agente protector para cubrir la superficie de la sílice, y puede evitar que el negro de humo se adsorba en la superficie de la sílice. En consecuencia, dado que la dispersabilidad del negro de humo por el dispersante de negro de humo puede mejorarse más, la propiedad de baja generación de calor y la resistencia a la abrasión de la composición de caucho pueden mejorarse más que en las tecnologías convencionales.

En este caso, el parámetro de solubilidad de Hansen (HSP) es un parámetro para denotar la solubilidad de una sustancia. En la presente descripción, el valor de HSP se determina como un valor calculado por el método descrito en Charles M. Hansen, Parámetro de solubilidad de Hansen: manual del usuario, segunda edición (2007).

El HSP debe establecerse en 27 o mayor, y cuando el HSP es menor que 27, dado que el efecto de protección de la superficie de la sílice disminuye, es fácil que una parte del dispersante de negro de humo se adsorba en la superficie de la sílice y no se puede proporcionar una propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión suficientes.

Por la misma razón, es preferible que el HSP del compuesto sea 29 o mayor.

El compuesto no está particularmente limitado siempre que tenga un HSP de 27 o mayor. Por ejemplo, desde el punto de vista de proporcionar una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión, es preferible que el compuesto contenga un ácido graso que tenga 9 o más átomos de carbono y contenga al menos un átomo seleccionado de nitrógeno y oxígeno. Desde el mismo punto de vista, es más preferible que el compuesto contenga un ácido graso que tenga 9 o más átomos de carbono y contenga al menos un grupo seleccionado de OH, NRR' y C(=O)-OR. En este caso, cada uno de R y R' es hidrógeno, carbono, un hidrocarburo o un alcohol, y pueden ser iguales o diferentes. El límite superior del número de átomos de carbono de R y R' no está particularmente limitado, pero es preferiblemente 30 o menos y más preferiblemente 25 o menos. El número de átomos de carbono de R y R' no está particularmente limitado, pero es deseable que sea de 1 a 10.

Además, es particularmente preferible, desde el punto de vista de proporcionar una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión, que el compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor sea al menos uno seleccionado de R100-N-RR', R100-C(=O)-OR y R100-C (=O)-N-RR'. En este caso, R100 es un grupo hidrocarbonado que tiene 9 o más átomos de carbono. Cada uno de R y R' es hidrógeno, carbono, un hidrocarburo o un alcohol, y pueden ser iguales o diferentes. El límite superior del número de átomos de carbono de R100 no está particularmente limitado, pero preferiblemente es 30 o menos y más preferiblemente 25 o menos. El número de átomos de carbono de R y R' no está particularmente limitado, pero es deseable que sea de 1 a 10.

Algunos ejemplos de estos compuestos incluyen monoestearato de glicerosa, monoestearato de glicerol, polioxietilen estearilamina, monoetanolamida de ácido esteárico, amida de ácido polioxietilen esteárico, polioxietilen laurilamina y amida de ácido láurico.

En este caso, los compuestos que tienen un HSP de 27 o mayor pueden usarse individualmente o como una mezcla de dos o más.

Entonces, el contenido del compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor es, desde el punto de vista de proporcionar una mejor propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión, con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, preferiblemente de 3 a 30 partes en masa y más preferiblemente de 5 a 20 partes en masa.

Cuando el contenido del compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor es de 3 partes en masa o más con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, el efecto de protección de la superficie de la sílice se logra suficientemente y se proporciona una mejor propiedad de baja generación de calor. Por otro lado, cuando el contenido del compuesto es de 20 partes en masa o menos con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, se puede asegurar un agente de resistencia a la abrasión suficiente.

(Otros componentes)

La composición de caucho para neumáticos según la presente descripción, además del componente de caucho mencionado anteriormente, el negro de humo, la sílice, el dispersante de negro de humo y el compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor, puede comprender además ingredientes de composición que se utilizan habitualmente en la industria del caucho, por ejemplo, un agente vulcanizante, un acelerador de vulcanización, un suavizante, un agente de acoplamiento de silano, un agente de resistencia al envejecimiento y un óxido de zinc, mediante una selección adecuada en el intervalo que no perjudica al objeto de la presente descripción. Como estos ingredientes de composición, se pueden usar de manera adecuada productos disponibles en el mercado.

El agente vulcanizante que se va a usar puede ser uno conocido convencionalmente, y no está particularmente limitado, pero en la presente descripción, se puede usar adecuadamente azufre. Su contenido es, con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, habitualmente de 0,6 a 2,5 partes en masa y de forma especialmente preferente de 1,0 a 2,3 partes en masa. Estableciendo la cantidad de agente vulcanizante a combinar en 0,6 partes en masa o más, se logra suficientemente un efecto vulcanizante; y por otro lado, estableciéndolo en 2,5 partes en masa o menos, no hay riesgo de provocar una reducción de la resistencia del caucho y similares.

El acelerador de vulcanización que se utilizará puede ser uno conocido convencionalmente, y no está particularmente limitado, pero algunos ejemplos del mismo incluyen aceleradores de vulcanización basados en sulfenamida tales como CBS (N-ciclohexil-2-benzotiacil sulfenamida), t Bb S (N-t-butil-2-benzotiazil sulfenamida) y TBSI (N-t-butil-2-benzotiazil sulfenimida); aceleradores de vulcanización basados en guanidina tales como DPG (difenil guanidina); aceleradores de vulcanización basados en tiuram tales como disulfuros de tetraoctiltiuram, disulfuros de tetrabenciltiuram; y dialquilditiofosfatos de zinc. La cantidad del mismo que se va a combinar es de aproximadamente 0,5 a 3 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho.

El suavizante que se va a utilizar puede ser uno conocido convencionalmente, y no está particularmente limitado, pero incluye suavizantes de petróleo tales como aceite aromático, aceite de parafina y aceite de nafteno, y suavizantes vegetales tales como aceite de palma, aceite de ricino, aceite de semilla de algodón y aceite de soja. Cuando se utilizan, se pueden seleccionar y utilizar de forma adecuada individualmente o en dos o más. En el caso de combinar el suavizante, desde el punto de vista de la facilidad de manejo, entre los suavizantes mencionados anteriormente, es preferible combinar un suavizante líquido a temperatura ambiente tal como 25°C, por ejemplo, un suavizante de petróleo tal como aceite aromático, aceite de parafina o aceite de nafteno, y es preferible combinar sin suavizante vegetal.

Además, en el caso de combinar un suavizante, el suavizante se combina, con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho, preferiblemente en una cantidad de 10 partes en masa o menos y más preferiblemente en 5 partes en masa o menos.

Dado que la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción contiene sílice, es preferible que la composición de caucho contenga además un agente de acoplamiento de silano. Esto se debe a que la sílice puede mejorar más los efectos de la capacidad de refuerzo y la propiedad de baja generación de calor. En este caso, el agente de acoplamiento de silano que se va a utilizar de forma adecuada puede ser uno conocido. El contenido del agente de acoplamiento de silano está, aunque dependiendo del tipo y similar del agente de acoplamiento de silano, con respecto a la sílice, preferiblemente en el intervalo de 2 a 25% en masa, más preferiblemente en el intervalo de 2 a 20% en masa y con especial preferencia en el intervalo de 5 a 18% en masa. Cuando el contenido es del 2% en masa o más, el efecto como agente de acoplamiento se exhibe suficientemente; y cuando es del 25% en masa o menos, no hay riesgo de provocar la gelificación del componente de caucho.

Un método de producción de la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción no está particularmente limitado. La composición de caucho se puede obtener, por ejemplo, mezclando y amasando el componente de caucho mencionado anteriormente, negro de humo, sílice, dispersante de negro de humo, compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor y otros componentes, mediante un método conocido.

(Neumático)

El neumático según la presente descripción se fabrica utilizando la composición de caucho antes mencionada para un neumático según la presente descripción. Incorporando la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción como material de neumático, se puede lograr una excelente propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

Con respecto a las partes de un neumático a las que se aplica la composición de caucho, entre las partes del neumático, es preferible su uso para la banda de rodadura. El neumático que usa la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción para la banda de rodadura es excelente en cuanto a la baja propiedad de generación de calor y la resistencia a la abrasión.

Entonces, el neumático según la presente descripción no está particularmente limitado siempre que se use la composición de caucho para neumáticos según la presente descripción para cualquiera de los miembros de neumático, y se pueda producir mediante un método común. Como el gas que se va a cargar en el neumático se puede utilizar el aire habitual y un aire cuya presión parcial de oxígeno se haya regulado y, además, se puede utilizar un gas inerte tal como nitrógeno, argón o helio.

Ejemplos

En lo sucesivo en la presente memoria, la presente descripción se describirá con más detalle por medio de Ejemplos, pero la presente descripción no se limita más a los siguientes Ejemplos.

(Ejemplos 1 a 7, Ejemplos 1 a 5 Comparativos)

Las composiciones de caucho de los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos se prepararon con las formulaciones indicadas en la Tabla 1.

Se evaluó cada una de las muestras preparadas de las composiciones de caucho para determinar la propiedad de baja generación de calor y la resistencia a la abrasión mediante los siguientes métodos. Los resultados de la evaluación se presentan en la Tabla 1.

(1) Tanó (propiedad de baja generación de calor)

La composición de caucho de cada muestra se vulcanizó a 145°C durante 33 min para obtener de ese modo un caucho vulcanizado. Para el caucho vulcanizado obtenido, se midió la tangente de pérdida (tanó) a una temperatura de 50°C, una deformación del 5% y una frecuencia de 15 Hz usando un medidor de viscoelasticidad (fabricado por Rheometric Scientific Inc.).

En este caso, la tanó se indicó como un índice con un valor del Ejemplo 1 Comparativo que se tomó como 100; y un valor más bajo de la misma indicaba que era mejor en cuanto a la propiedad de baja generación de calor.

(2) Ensayo de abrasión (resistencia a la abrasión)

Un disco de ensayo (16,2 mm de diámetro x 6 mm de grosor) cortado de cada caucho vulcanizado preparado se sometió a un ensayo de abrasión DIN de acuerdo con la norma JIS K6264-2: 2005 y se midió la cantidad de abrasión (mm3) cuando se llevó a cabo el ensayo de abrasión DIN a temperatura ambiente.

En este caso, con respecto a la cantidad de abrasión medida de cada muestra, el número recíproco de la cantidad de abrasión de cada muestra se indicó como un índice con el número recíproco de la cantidad de abrasión del Ejemplo 1 Comparativo que se tomó como 100. Un valor más alto del índice indicaba una menor cantidad de abrasión y una mejor resistencia a la abrasión.

[Tabla 1]

*1: RSS#1

*2: "#80", fabricado por Asahi Carbón Co., Ltd.

*3: "Nipsil AQ", fabricado por Tosoh Silica Corp.

*4: disulfuro de bis(3-trietoxisililpropilo), fabricado por Evonik Degussa GmbH, nombre comercial: "Si75®"(Si75 es una marca comercial registrada en Japón, otros países o ambos)

*5: "MEZCLA A/O", fabricada por Sankyo Yuka Kogyo K.K.

*6: polímero ee 2,2,2-trimetil-1,2-dihidroquinolina, fabricado por Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., "Nocrac 224"

*7: N-terc-butil-2-benzotiazolil sulfenamida, fabricada por Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., "Sanceler NS" *8: N-ciclohexil-2-benzotiazol sulfenamida, fabricada por Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., "Sanceler CM" *9: 3-hidroxi-2-naftoato de hidrazida, fabricado por Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

*10: 2,6-dihidroxibenzohidrazida, fabricada por Otsuka Chemical Co., Ltd.

*11: ácido S-(2-(bencimidazolil-2)etil)tiosulfúrico, fabricado por Shikoku Chemicals Corp.

*12: (2Z)-4-[(4-aminofenil)amino]-4-oxo-2-butenoato de sodio, fabricado por Sumitomo Chemical Co., Ltd., "Sumilink 200"

*13: ácido S-(3-aminopropil)tiosulfúrico, fabricado por Sumitomo Chemical Co., Ltd., "Sumilink 100"

*14: "Excel S-95", fabricado por Kao Corp., valor HSP: 35,6

*15: "Diamida Y", fabricada por Nippon Kasei Chemical Co., Ltd., valor HSP: 29.2

*16: mono[POP(5) lauril éter] maleato, valor HSP: 26,2

*17: "Farmin DM8098", fabricado por Kao Corp., valor HSP: 21,7

A partir de los resultados de la Tabla 1, se ha encontrado que cualquiera de las composiciones de caucho de los Ejemplos exhibió una buena propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

Aplicabilidad industrial

Según la presente descripción, se puede proporcionar una composición de caucho para neumáticos excelente en cuanto a la propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión. Según la presente descripción, se puede proporcionar además un neumático excelente en cuanto a la propiedad de baja generación de calor y resistencia a la abrasión.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de caucho para neumáticos que comprende: un componente de caucho que contiene un caucho de dieno; un negro de humo y una sílice,

en donde la composición de caucho comprende además: un dispersante de negro de humo que es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en compuestos representados por las fórmulas (I) a (V), y sales, solvatos y solvatos de sales de los compuestos representados por la fórmula ( IV); y un compuesto que tiene un parámetro de solubilidad de Hansen (HSP) de 27 o mayor:

en donde A es un grupo arilo, y el grupo arilo tiene al menos un grupo polar, y cuando el grupo arilo tiene dos o más grupos polares, los grupos polares pueden ser iguales o diferentes; y cada uno de R11 y R12 es independientemente al menos un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un átomo de hidrógeno, un grupo acilo, un grupo amida, un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo y un grupo arilo, y el sustituyente puede contener uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno;

o

ii

¹^

A - C—NH..N = R * * * (II)

en donde A es un grupo arilo, el grupo arilo tiene al menos un grupo polar, y cuando el grupo arilo tiene dos o más grupos polares, los grupos polares pueden ser iguales o diferentes; y R13 es un sustituyente compuesto por un grupo alquileno, un grupo cicloalquileno o un grupo arileno, y el sustituyente puede contener uno o más átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno;

en donde R denota un grupo alquileno lineal o ramificado que tiene de 1 a 6 átomos de carbono;

en donde R1 denota un grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente, un grupo cicloalcanodiílo que tiene de 3 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente, o un grupo *-B1-Ar-B2-* donde * denota un enlace, B1 y B2 denotan un enlace sencillo o un grupo alcanodiílo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, y Ar denota un grupo hidrocarburo aromático divalente que tiene de 6 a 12 átomos de carbono que puede tener un sustituyente; cada uno de R2 y R3 denota independientemente un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, un grupo hidroxi o un grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o están unidos entre sí para formar un grupo alcanodiílo que tiene de 2 a 12 átomos de carbono; R4 denota un grupo hidroxi, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo ariloxi que tiene de 6 a 12 átomos de carbono, un grupo arilalcoxi que tiene de 7 a 15 átomos de carbono, -NR5R6 en donde cada uno de R5 y R6 denota independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o -O-(Yn+)1/n; y X denota -NH- o -O-; y

en donde Mn+ denota H+ o un ion metálico n-valente en donde n denota un número entero de 1 o 2; cada uno de R31 y R32 denota independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o están unidos entre sí para formar un anillo con el átomo de nitrógeno al que R31 y R32 están unidos; y m denota un número entero de 2 a 9.

2. La composición de caucho para neumáticos según la reivindicación 1, que comprende el dispersante de negro de humo en una cantidad de 0,05 a 30 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho.

3. La composición de caucho para neumáticos según la reivindicación 1 o 2, que comprende el compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor en una cantidad del 3 al 30% en masa con respecto al contenido de sílice.

4. La composición de caucho para neumáticos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el componente de caucho contiene caucho natural en una cantidad del 60% en masa o más.

5. La composición de caucho para neumáticos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende el negro de humo en una cantidad de 10 a 160 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del componente de caucho.

6. La composición de caucho para neumáticos según la reivindicación 5, en donde se satisface la siguiente expresión relacional:

0,05 < b/(a b) < 0,9

donde a representa un contenido de negro de humo y b representa un contenido de sílice en la composición de caucho.

7. La composición de caucho para neumáticos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el compuesto que tiene un HSP de 27 o mayor comprende un ácido graso que tiene 9 o más átomos de carbono y al menos un átomo seleccionado de nitrógeno y oxígeno.

8. Un neumático fabricado utilizando la composición de caucho para neumáticos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.