ES2914780T3 - Composición de barrera que comprende un particulado de talco - Google Patents

Abstract

Una composición de polímero de barrera, que comprende un particulado de talco, con un d50 en un rango de 7 μm a 13 μm, y un área de superficie BET igual o inferior a 23 m2/g, en donde el particulado de talco tiene un d25 en un rango de 4,5 μm a 805 μm, en donde las medidas del tamaño de partícula se determinan por medio de dispersión de luz, de conformidad con la descripción.

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de barrera que comprende un particulado de talco

Campo técnico

La presente invención se refiere a una composición de polímero de barrera que comprende una fila de partículas que tiene un d50 que se encuentra en un rango de 7 |jm a 13 |jm, un d25 que se encuentra en un rango de 4,5 |jm a 8,5 |jm, y un área de superficie BET igual o inferior a 23 m2/g.

El particulado de talco se puede utilizar para aumentar las propiedades de barrera de una composición polimérica, por ejemplo, en un recubrimiento interior de neumático. Por lo tanto, la presente invención también se refiere a una composición polimérica que comprende dichas partículas de talco y, en particular, a un recubrimiento interior de neumático que comprende dicha composición polimérica. La presente invención se refiere además a métodos para fabricar partículas de talco, composiciones poliméricas, recubrimientos interiores de neumáticos, y neumáticos descritos en el presente documento.

Antecedentes

Las partículas de talco se pueden utilizar como cargas en diversas composiciones, como plásticos, papeles y recubrimientos. Las partículas de talco pueden, por ejemplo, proporcionar a las composiciones propiedades particulares que pueden variar dependiendo de la naturaleza del talco. Por ejemplo, el talco puede afectar la permeabilidad de una composición a gases y/o líquidos. Por ejemplo, el talco puede afectar las propiedades mecánicas de una composición (por ejemplo, la rigidez y/o la resistencia a la tracción de una composición). Uno de los usos del talco es en los recubrimientos interiores de los neumáticos para disminuir su permeabilidad. Por ejemplo, el talco se puede utilizar para reemplazar al menos parcialmente el negro de carbón en los recubrimientos interiores de los neumáticos. Esto puede, por ejemplo, reducir el espesor del neumático y/o el peso del neumático, mejorar la resistencia a la rodadura del neumático, mejorar el manejo del neumático, mejorar el viraje del neumático, mejorar el desgaste del neumático y/o mejorar el consumo de combustible.

Por lo tanto, es deseable proporcionar partículas de talco alternativas o mejoradas que sean adecuadas para o destinadas para uso en composiciones de barrera, en particular adecuadas para o destinadas para uso en composiciones de barrera en las que son deseables buenas propiedades de barrera y propiedades mecánicas.

Compendio

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de polímero de barrera que comprende un talco en partículas que tiene un d50 que se encuentra en un rango de 7 ^m a 13 ^m, un d25 que se encuentra en un rango de 4,5 ^m a 8,5 ^m, y un área de superficie BET igual o inferior a 23 m2/g.

En ciertos alcances, la composición de barrera es una composición polimérica que comprende un elastómero y una partícula de talco de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención. Por lo tanto, de acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de polímero que comprende un elastómero y una partícula de talco de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención. De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un recubrimiento interior de neumático que comprende una composición polimérica de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención.

De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un neumático que comprende un recubrimiento interior de neumático de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención.

De acuerdo con un quinto aspecto de la presente invención, se proporciona un uso de las partículas de talco de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención para disminuir la permeabilidad de una composición polimérica. En determinados alcances, las propiedades mecánicas de la composición polimérica (por ejemplo, la resistencia a la tracción, la elongación a la rotura, el módulo elástico (100 % o 300%) o la dureza Shore A) no se alteran sustancialmente por la inclusión de las partículas de talco.

De acuerdo con un sexto aspecto de la presente invención, se proporciona un uso de las partículas de talco de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención en un recubrimiento interior de un neumático. En ciertos alcances, las partículas de talco disminuyen la permeabilidad (por ejemplo, la tasa de transmisión de oxígeno) del recubrimiento interior.

De acuerdo con un séptimo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para hacer talco de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención.

De acuerdo con un octavo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para preparar una composición polimérica de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención.

De acuerdo con un noveno aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fabricar un recubrimiento interior de neumático de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención.

De acuerdo con un décimo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fabricar un neumático de acuerdo con cualquier aspecto o alcance de la presente invención.

Ciertos alcances de la presente invención pueden proporcionar una o más de las siguientes ventajas:

• Disminución de la permeabilidad (por ejemplo, disminución de la tasa de transmisión de oxígeno o disminución de la permeabilidad).

• Aumento o ninguna diferencia sustancial en las propiedades mecánicas (por ejemplo, viscosidad, tiempo de curado, resistencia a la tracción, elongación a la rotura, módulo elástico, dureza Shore A, fatiga De Mattia, resistencia a la rotura).

• Reemplazo parcial de negro de carbón y/u otras partículas inorgánicas en una composición de barrera o polímero.

• Reducción del espesor y/o peso del neumático.

• Mejora de la resistencia a la rodadura de los neumáticos.

• Manejo mejorado de los neumáticos.

• Neumático mejorado en las curvas.

• Desgaste mejorado de los neumáticos.

• Consumo de combustible mejorado.

Los detalles, ejemplos y preferencias proporcionados en relación con uno o más aspectos particulares de la presente invención se aplican por igual a todos los aspectos de la presente invención. La presente invención abarca cualquier combinación de los alcances, ejemplos y preferencias descritas en el presente documento en todas sus variaciones posibles, a menos que se indique lo contrario en el presente documento, o que el contexto lo contradiga claramente.

Descripción detallada

En el presente documento se describe una composición de barrera que comprende un material particulado inorgánico. De forma sorprendente y ventajosa, se encontró que las partículas inorgánicas descritas en este documento se pueden utilizar en composiciones poliméricas para proporcionar propiedades de barrera que son al menos tan buenas o mejoradas en comparación con las composiciones poliméricas que no comprenden una partícula inorgánica o que comprenden una diferente. particulado inorgánico que actualmente se utiliza en el mismo tipo de composiciones poliméricas. Aunque en los ejemplos del presente documento se hace referencia al talco, debe entenderse que la invención no debe limitarse al talco y puede incluir otras partículas inorgánicas (por ejemplo, mica). Por lo tanto, el talco descrito en el presente documento se puede utilizar para reemplazar, al menos parcialmente, cualquier otra partícula inorgánica (por ejemplo, negro de carbón) presente en una composición polimérica. Esto puede, por ejemplo, permitir que se use una masa o volumen o partículas más pequeñas en las composiciones poliméricas. Además, se ha descubierto de manera sorprendente y ventajosa que la incorporación del talco descrito en el presente documento en las composiciones poliméricas no altera sustancialmente sus propiedades mecánicas.

Particulado de talco

El término “talco” se refiere al mineral de silicato de magnesio, o al mineral clorito (silicato de magnesio y aluminio), o a una mezcla de los dos, opcionalmente asociados con otros minerales, por ejemplo, dolomita y/o magnesita. El término “talco” también puede referirse a un talco sintético, también conocido como talcosa.

El particulado de talco puede, por ejemplo, obtenerse de un mineral de talco laminar. El particulado de talco no puede, por ejemplo, obtenerse de un mineral microcristalino. El particulado de talco puede ser, por ejemplo, un talco molido húmedo.

Las partículas de talco pueden ser, por ejemplo, una mezcla de dos o más talcos. Por ejemplo, uno de los dos o más talcos puede encontrarse de acuerdo con las partículas de talco descritas en este documento. Por ejemplo, uno de los dos o más talcos puede ser un talco micronizado, por ejemplo, un talco micronizado que tenga un d50 que varíe de aproximadamente 1 ^m a aproximadamente 3 ^m, por ejemplo, de aproximadamente 1,5 ^m a aproximadamente 2,5 ^m, por ejemplo, de aproximadamente 2 ^m a aproximadamente 2,4 ^m.

Las partículas de talco descritas en el presente documento tienen un d50 que oscila entre aproximadamente 7 ^m y aproximadamente 13 ^m. Por ejemplo, las partículas de talco descritas en el presente documento pueden encontrarse en un rango de d50 de aproximadamente 7,5 ^m a aproximadamente 12,5 ^m, o de aproximadamente 8 ^m a aproximadamente 12 ^m, o de aproximadamente 8,5 ^m a aproximadamente 11,5 ^m, o de aproximadamente 9 ^m a aproximadamente 11 ^m, o desde aproximadamente 9,5 ^m hasta aproximadamente 10,5 ^m.

Las partículas de talco descritas en este documento pueden tener, por ejemplo, un d95 que oscila entre aproximadamente 20 ^m y aproximadamente 36 ^m. Por ejemplo, las partículas de talco descritas en el presente documento pueden tener un d95 que se encuentra en un rango de aproximadamente 21 ^m a aproximadamente 35 ^m, o de aproximadamente 22 ^m a aproximadamente 34 ^m, o de aproximadamente 23 ^m a aproximadamente 33 ^m, o de aproximadamente 24 ^m a aproximadamente 32 ^m, o de aproximadamente de aproximadamente 25 ^m a aproximadamente 31 ^m, o de aproximadamente 26 ^m a aproximadamente 30 ^m, o de aproximadamente 27 ^m a aproximadamente 29 ^m, o de aproximadamente 28 ^m a aproximadamente 29 ^m.

Las partículas de talco descritas en este documento pueden tener, por ejemplo, un d75 que oscila entre aproximadamente 10 ^m y aproximadamente 22 ^m. Por ejemplo, las partículas de talco descritas en el presente documento pueden tener un d75 que se encuentra en un rango de aproximadamente 11 ^m a aproximadamente 21 ^m, o de aproximadamente 12 ^m a aproximadamente 20 ^m, o de aproximadamente 13 ^m a aproximadamente 19 ^m, o de aproximadamente 14 ^m a aproximadamente 18 ^m, o de aproximadamente 15 ^m a aproximadamente 17 ^m, o de aproximadamente 16 ^m a aproximadamente 17 ^m.

Las partículas de talco descritas tienen un d25 que oscila entre 4,5 ^m y 8,5 ^m, o entre 5 ^m y 8 ^m, o entre 5,5 ^m y 7,5 ^m, o entre 6 ^m y 7 ^m.

A menos que se indique lo contrario, las medidas del tamaño de las partículas se obtienen mediante dispersión láser húmeda Malvern (norma AFNOR NFX11-666 o ISO 13329-1). En este método, el tamaño de partículas en polvos, suspensiones y emulsiones se puede medir utilizando la difracción de un rayo láser, basado en una aplicación de la teoría de Mie. Una máquina de este tipo, por ejemplo, una Malvern Mastersizer S (suministrada por Malvern Instruments) proporciona mediciones y un gráfico del porcentaje acumulativo por volumen de las partículas que tienen un tamaño, denominado en la técnica como “diámetro esférico equivalente” (esd) inferior que los valores dados de esd. El tamaño medio de partícula d50 es el valor así determinado del esd de partícula en el que hay un 50% en volumen de partículas que tienen un esd inferior a ese valor d50.

El talco puede, por ejemplo, tener un índice de laminaridad igual o inferior a aproximadamente 5. Por ejemplo, el talco puede tener un índice de laminaridad igual o inferior a aproximadamente 4,9, o igual o inferior a aproximadamente 4,8, o igual o inferior a aproximadamente 4,7, o igual o inferior a aproximadamente 4,6, o igual o inferior a aproximadamente 4,5, o igual o inferior a aproximadamente 4,4, o igual o inferior a aproximadamente 4,3, o igual o inferior a aproximadamente 4,2, o igual o inferior a aproximadamente 4,1, o igual o inferior a aproximadamente 4, o igual o inferior a aproximadamente 3,9, o igual o inferior a aproximadamente 3,8, o igual o inferior a aproximadamente 3,7, o igual o inferior a aproximadamente 3,6, o igual o inferior a aproximadamente 3,5, o igual o inferior a aproximadamente 3,4, o igual o inferior a aproximadamente 3,3, o igual o inferior a aproximadamente 3,2, o igual o inferior a aproximadamente 3,1, o igual o inferior a aproximadamente 3. El talco puede, por ejemplo, tener un índice de laminaridad igual o superior a aproximadamente 1,5 o igual o superior a aproximadamente 1,6, o igual o superior a aproximadamente 1,7, o igual o superior que aproximadamente 1,8, o igual o superior que aproximadamente 1,9, o igual o superior que aproximadamente 2, o igual o superior que aproximadamente 2,1, o igual o superior que aproximadamente 2,2, o igual o superior que aproximadamente 2,3, o igual o superior que aproximadamente 2,4, o igual o superior que aproximadamente 2,5. Por ejemplo, el talco puede tener un índice de laminaridad que va desde aproximadamente 2 a aproximadamente 5, o desde aproximadamente 2,2 a aproximadamente 5, o desde aproximadamente 2,5 a aproximadamente 5, o desde aproximadamente 2,8 a aproximadamente 5.

El índice de laminaridad se define como (dpromedio-d50)/d50, en donde “dpromedio” es el valor del tamaño de partícula medio (d50) obtenido mediante una medición del tamaño de partícula por dispersión láser Malvern húmedo (norma AFNOR NFX11-666 o ISO 13329-1), tal como se describió anteriormente, y “d50”, a los efectos del cálculo del índice de laminaridad, es el valor del diámetro medio obtenido por sedimentación utilizando un sedigraph (norma AFNOR X11-683 o ISO 13317­ 3). El método sedigraph utiliza un Sedigraph 5100 suministrado por Micromeritics Instruments Corporation, Norcross, Georgia, EE. UU. (www.micromeritics.com). denominada “Micromeritics Sedigraph 5100 Unit”. Dicha máquina proporciona mediciones y un gráfico del porcentaje acumulativo por peso de partículas que tienen un tamaño, denominado en la técnica “diámetro esférico equivalente” (esd), inferior que los valores dados de esd de las partículas que tienen un esd inferior que ese valor d50. Se puede hacer referencia al artículo de G. Baudet y J.P. Rona, Ind. Min. Miners et Carr. Les techn. Junio, julio de 1990, págs. 55-61, que se incorpora aquí como referencia, que muestra que este índice está correlacionado con la relación media de la dimensión más grande de la partícula a su dimensión más pequeña.

El particulado de talco tiene un área superficial BET igual o inferior que aproximadamente 23 m2/g. Por ejemplo, las partículas de talco pueden tener un área de superficie BET igual o inferior a aproximadamente 22 m2/g, o igual o inferior a aproximadamente 21 m2/g, o igual o inferior a aproximadamente 20 m2/g, o igual o inferior a aproximadamente 19 m2/g, o igual o inferior a aproximadamente 18 m2/g, o igual o inferior a aproximadamente 17 m2/g, o igual o inferior a aproximadamente 16 m2/g, o igual o inferior a aproximadamente 15 m2/g, o igual hasta o inferior de aproximadamente 14 m2/g, o igual o inferior de aproximadamente 13 m2/g o igual o inferior de aproximadamente 12 m2/g. Las partículas de talco pueden, por ejemplo, tener un área de superficie BET igual o superior a aproximadamente 5 m2/g, o igual o superior a aproximadamente 6 m2/g, o igual o superior a aproximadamente 7 m2/g, o igual a o superior a aproximadamente 8 m2/g, o igual o superior a aproximadamente 9 m2/g, o igual o superior a aproximadamente 10 m2/g, o igual o superior a aproximadamente 11 m2/g. El particulado de talco puede, por ejemplo, tener un área de superficie BET que oscila entre aproximadamente 5 m2/g y aproximadamente 23 m2/g, o entre aproximadamente 8 m2/g y aproximadamente 23 m2/g, o entre aproximadamente 10 m2/g y aproximadamente 23 m2/g. Las partículas de talco pueden, por ejemplo, tener un área superficial BET que oscila entre 5 y 20 m2/g, o entre 8 m2/g y 20 m2/g, o entre 10 m2/g y 20 m2/g.

El área superficial BET se define como el área de la superficie de las partículas del particulado de talco con respecto a la unidad de masa, determinada, de acuerdo con el método BET por la cantidad de nitrógeno adsorbido en la superficie de dichas partículas para formar una capa monomolecular que recubre completamente dicha superficie (medida, de acuerdo con el método BET, norma AFNOR X11-621, y 622 o ISO 9277, o cualquier método equivalente).

Composiciones de barrera

Las composiciones de barrera son aquellas que sirven para reducir o impedir el paso de gases y/o líquidos. La composición de barrera puede ser, por ejemplo, una composición polimérica que comprenda, que consista esencialmente en o que consista en un elastómero y una partícula de talco de acuerdo con cualquier aspecto o alcance descrito en el presente documento.

El elastómero puede, por ejemplo, seleccionarse de caucho de butilo (copolímero de isobutileno e isopreno), caucho de butilo clorado, caucho de butilo bromado, poliisopreno (por ejemplo, poliisopreno sintético o poliisopreno natural), caucho natural, estireno butadieno , caucho de nitrilo (un copolímero de butadieno y acrilonitrilo), caucho de nitrilo hidrogenado, un copolímero de isobutileno y parametilestireno, un copolímero bromado de isobutileno y parametilestireno, caucho de etileno propileno, caucho de etileno propileno dieno, caucho de epiclorhidrina, caucho poliacrílico, caucho de silicona, caucho de fluorosilicona, amidas de bloque de poliéter, polietileno clorosulfonado, etileno-acetato de vinilo, o cualquier copolímero o mezcla de los mismos. La presente invención puede tender a ser discutida en términos de caucho de butilo, por ejemplo, BrIIR 2030. Sin embargo, la presente invención no debe interpretarse limitada como tal.

La composición polimérica se puede curar/vulcanizar. De forma alternativa, la composición polimérica no puede curarse/vulcanizarse. La vulcanización puede llevarse a cabo en presencia de un agente vulcanizante de azufre, tal como azufre elemental o agentes vulcanizantes donantes de azufre, por ejemplo, un disulfuro de amina, disulfuro polimérico o aductos de olefina de azufre. Los agentes de vulcanización de azufre se pueden utilizar en una cantidad que oscila entre aproximadamente 0,2 phr y aproximadamente 5 phr, por ejemplo, entre aproximadamente 0,5 phr y aproximadamente 3 phr.

La composición de polímero puede comprender, por ejemplo, de aproximadamente 10 phr a aproximadamente 80 phr de las partículas de talco descritas en el presente documento. Por ejemplo, la composición de polímero puede comprender de aproximadamente 15 a aproximadamente 75 phr, o de aproximadamente 20 phr a aproximadamente 70 phr, o de aproximadamente 25 phr a aproximadamente 65 phr, o de aproximadamente 30 phr a aproximadamente 60 phr, o de aproximadamente 35 phr a aproximadamente 55 phr, o de aproximadamente 40 phr a aproximadamente 50 phr de partículas de talco. El término “phr” se refiere a partes en peso de un ingrediente particular por 100 partes en peso de polímero.

La composición polimérica puede comprender uno o más ingredientes adicionales. Por ejemplo, la composición polimérica puede comprender además negro de carbón (una forma de carbón paracristalino producido por combustión incompleta de productos de petróleo pesado). Por ejemplo, la composición de polímero puede consistir esencialmente en un elastómero, una partícula de talco como se describe en este documento y negro de carbón.

La composición polimérica puede comprender, por ejemplo, de aproximadamente 10 phr a aproximadamente 100 phr de negro de carbón. Por ejemplo, la composición polimérica puede comprender de 20 phr a 90 phr, o de 30 phr a 80 phr o, de 40 phr a 70 phr, o de 50 phr a 60 phr de negro de carbón.

La composición polimérica puede comprender, por ejemplo, desde aproximadamente un 10% en volumen hasta aproximadamente un 40% en volumen de partículas de talco y negro de carbón totales. Por ejemplo, la cantidad total de partículas de talco y negro de carbón presente en la composición polimérica puede oscilar entre un 15% en volumen y un 35% en volumen, o entre un 20% en volumen y un 30% en volumen.

Otros ingredientes convencionales también pueden estar presentes en las composiciones poliméricas. Por ejemplo, uno o más auxiliares de curado, resinas adherentes, plastificantes, auxiliares de procesamiento, otros minerales (por ejemplo, sílice (por ejemplo, sílice precipitada), arcilla, mica o combinaciones de los mismos), aceleradores (por ejemplo, aceleradores primarios o secundarios, por ejemplo, aminas, disulfuros, guanidinas, tioureas, tiazoles, tiurams, sulfenamidas, ditiocarbamato, xantatos), agentes de acoplamiento (por ejemplo, polisulfuros de bis(3-trialquioxisililpropilo), antioxidantes, antiozonantes, ácido esteárico, activadores, lubricantes, antidegradantes, ceras y aceites pueden ser presente en las composiciones poliméricas. Cada ingrediente adicional puede, por ejemplo, estar presente en la composición polimérica en una cantidad que se encuentra en un rango de aproximadamente 0,2 phr a aproximadamente 5 phr, por ejemplo, de aproximadamente 0,5 phr a aproximadamente 3 phr.

La composición polimérica puede, por ejemplo, tener una tasa de transmisión de oxígeno igual o inferior a aproximadamente 180 cm3/m2/día Por ejemplo, la composición polimérica puede tener una tasa de transmisión de oxígeno igual o inferior a aproximadamente 170 cm3/m2/día, o igual o inferior a aproximadamente 160 cm3/m2/día, o igual o inferior a aproximadamente 150 cm3/m2/día, o igual o inferior a aproximadamente 140 cm3/m2/día, o igual o inferior a aproximadamente 130 cm3/m2/día, o igual o inferior a aproximadamente 120 cm3/m2/día, o igual o inferior a aproximadamente 110 cm3/m2/día. Por ejemplo, la composición polimérica puede tener una tasa de transmisión de oxígeno igual o superior a aproximadamente 10 cm3/m2/día, por ejemplo, igual o superior a aproximadamente 20 cm3/m2/día, o igual o superior a aproximadamente 40 cm3/m2/día, o igual o superior a aproximadamente 50 cm3/m2/día, o igual o superior a aproximadamente 60 cm3/m2/día, o igual o superior a aproximadamente 70 cm3/m2/día, o igual o superior a aproximadamente 80 cm3/m2/día.

La tasa de transmisión de oxígeno se puede medir después del curado/vulcanización de cualquier polímero (por ejemplo, elastómero) presente en la composición, de acuerdo con ASTM D3985, o ASTM F1927, o ASTM F2622.

La tasa de transmisión de oxígeno de la composición polimérica no puede ser más de aproximadamente un 20% inferior a la tasa de transmisión de oxígeno de una composición polimérica correspondiente que no comprende las partículas de talco descritas en el presente documento (es decir, una composición que es idéntica a dicha composición polimérica excepto que no comprende las partículas de talco). La “composición de polímero correspondiente” puede comprender un talco diferente que no está de acuerdo con las partículas de talco descritas en el presente documento. De forma alternativa, la “composición de polímero correspondiente” puede no comprender ninguna partícula de talco. Por ejemplo, la tasa de transmisión de oxígeno de la composición polimérica puede ser no más del 15 % menos o no más del 10 % menos o no más del 5 % menos que la tasa de transmisión de oxígeno de una composición polimérica correspondiente que no comprende la partícula de talco. Por ejemplo, la tasa de transmisión de oxígeno de la composición polimérica puede ser aproximadamente la misma, por ejemplo, la misma, que la tasa de transmisión de oxígeno de una composición polimérica correspondiente que no comprende las partículas de talco. La velocidad de transmisión de oxígeno de la composición polimérica puede ser hasta aproximadamente un 60% superior, o hasta aproximadamente un 55% superior, o hasta aproximadamente un 50% superior, o hasta aproximadamente un 45% superior, o hasta aproximadamente un 40% superior, o hasta aproximadamente un 35%, o hasta aproximadamente un 30% superior que la tasa de transmisión de oxígeno de una composición polimérica correspondiente que no comprende las partículas de talco descritas en el presente documento.

La composición de polímero puede, por ejemplo, tener una resistencia a la tracción de al menos aproximadamente 6 MPa. Por ejemplo, la composición polimérica puede tener una resistencia a la tracción igual o superior a aproximadamente 6,1 MPa, o igual o superior a aproximadamente 6,2 MPa, o igual o superior a aproximadamente 6,3 MPa, o igual o superior a aproximadamente 6,4 MPa, o igual o superior a aproximadamente 6,5 MPa, o igual o superior a aproximadamente 6,6 MPa, o igual o superior a aproximadamente 6,7 MPa, o igual o superior a aproximadamente 6,8 MPa, o igual o superior a aproximadamente 6,9 MPa, o igual o superior a aproximadamente 7 MPa. Por ejemplo, la composición polimérica puede tener una resistencia a la tracción igual o inferior a aproximadamente 9 MPa, o igual o inferior a aproximadamente 8,5 MPa, o igual o inferior a aproximadamente 8 MPa.

La resistencia a la tracción se puede medir después del curado/vulcanización de cualquier polímero (por ejemplo, elastómero) presente en la composición, de acuerdo con la norma ASTM D412.

La composición de polímero puede, por ejemplo, tener una elongación a la rotura de al menos aproximadamente 700%. Por ejemplo, la composición de polímero puede tener una elongación a la rotura de al menos alrededor del 710%, o al menos alrededor del 720%, o al menos alrededor del 730%, o al menos alrededor del 740%, o al menos alrededor del 750%, o al menos alrededor del 760%, o al menos alrededor del 770%, o al menos alrededor del 780%, o al menos alrededor del 790%, o al menos alrededor del 800%, o al menos alrededor del 810%, o al menos alrededor del 820%, o al menos alrededor del 830%, o al menos alrededor del 840%, o al menos alrededor del 850%. Por ejemplo, la composición de polímero puede tener una elongación a la rotura de hasta aproximadamente el 1000%, o hasta aproximadamente el 950%, o hasta aproximadamente el 900%.

La elongación a la rotura se puede medir después del curado/vulcanización de cualquier polímero (por ejemplo, elastómero) presente en la composición, de acuerdo con la norma ASTM D412.

La composición de polímero puede, por ejemplo, tener un módulo elástico (100%) de al menos aproximadamente 0,6 MPa. Por ejemplo, la composición polimérica puede tener un módulo elástico (100%) de al menos 0,7 MPa, o al menos 0,8 MPa, o al menos 0,9 MPa, o al menos 1 MPa, o al menos 1,1 MPa, o al menos 1,2 MPa. Por ejemplo, la composición polimérica puede tener un módulo elástico (100%) de al menos aproximadamente 1,5 MPa, o de al menos 1,3 MPa.

La composición de polímero puede, por ejemplo, tener un módulo elástico (300%) de al menos aproximadamente 1,8 MPa. Por ejemplo, la composición polimérica puede tener un módulo elástico (300%) de al menos 1,9 MPa, o al menos 2 MPa, o al menos 2,1 MPa, o al menos 2,2 MPa, o al menos 2,3 MPa. Por ejemplo, la composición de polímero puede tener un módulo elástico (300%) de hasta aproximadamente 3 MPa, o hasta aproximadamente 2,8 MPa, o hasta aproximadamente 2,6 MPa, o hasta aproximadamente 2,5 MPa.

El módulo elástico (100 % o 300 %) se puede medir, por ejemplo, después del curado/vulcanización de cualquier polímero (por ejemplo, elastómero) presente en la composición, de acuerdo con la norma ASTM D1456.

La composición polimérica puede, por ejemplo, tener una dureza Shore A de al menos 35. Por ejemplo, la composición polimérica puede tener una dureza Shore A de al menos 36 o al menos 37 o al menos 38 o al menos al menos alrededor de 39 o al menos alrededor de 40. La composición polimérica puede, por ejemplo, tener una dureza Shore A de hasta alrededor de 45 o hasta alrededor de 44 o hasta alrededor de 43 o hasta alrededor de 42 o hasta alrededor de 41.

La dureza Shore A puede medirse después del curado/vulcanización de cualquier polímero (por ejemplo, elastómero) presente en la composición, de acuerdo con la norma ASTM D2240.

La composición de polímero puede, por ejemplo, tener una resistencia a la rotura de al menos aproximadamente 20 kN/mm. Por ejemplo, la composición polimérica puede tener una resistencia a la rotura de al menos 21 kN/mm, o al menos 22 kN/mm, o al menos 23 kN/mm, o al menos 24 kN/mm, o al menos 25 kN/mm. Por ejemplo, la composición de polímero puede tener una resistencia a la rotura de hasta aproximadamente 40 kN/mm, o hasta aproximadamente 39 kN/mm, o hasta aproximadamente 38 kN/mm, o hasta aproximadamente 37 kN/mm, o hasta aproximadamente 36 kN/mm, o hasta aproximadamente 35 kN/mm, o hasta aproximadamente 30 kN/mm.

La resistencia a la rotura se puede medir después del curado/vulcanización de cualquier polímero (por ejemplo, elastómero) presente en la composición, de acuerdo con la norma ASTM D624.

Las propiedades mecánicas de la composición de polímero pueden diferir en no más del 30% (+ o - 30%) en comparación con las propiedades mecánicas de una composición de polímero correspondiente que no comprende las partículas de talco descritas en este documento (es decir, una composición que es idéntica a dicha composición polimérica excepto que no comprende las partículas de talco). La “composición de polímero correspondiente” puede comprender un talco diferente que no está de acuerdo con las partículas de talco descritas en el presente documento. De forma alternativa, la “composición de polímero correspondiente” puede no comprender ninguna partícula de talco. “Propiedades mecánicas” se refiere a uno o más de resistencia a la tracción, elongación a la rotura, módulo elástico (por ejemplo, módulo elástico del 100% o 300%), dureza Shore A y resistencia a la rotura.

Las propiedades mecánicas de la composición polimérica pueden, por ejemplo, diferir en no más del 29%, o no más del 28%, o no más del 27%, o no más del 26%, o no más del 25%, o no más del 24%, o no más del 23%, o no más del 22%, o no más del 21%, o no más del 20%, o no más del 19%, o no más del 18%, o no más del 17%, o no más del 16%, o no más del 15%, o no más del 14%, o no más del 13%, o no más del 12%, o no más del 11%, o no más de alrededor del 10%. Por ejemplo, las propiedades mecánicas de la composición polimérica pueden diferir entre un 0% y un 30%, o entre un 1 % y un 20%, o entre un 5% y un 10%.

En otros alcances, las partículas de talco descritas en este documento se pueden utilizar en composiciones de barrera y/o membranas.

Productos

Las composiciones poliméricas descritas en el presente documento pueden, por ejemplo, utilizarse para fabricar diversos productos. Por ejemplo, las composiciones poliméricas descritas en el presente documento se pueden utilizar para hacer el recubrimiento interior de los neumáticos. Por lo tanto, también se describe en este documento, un recubrimiento interior de neumático que comprende una composición polimérica, de acuerdo con cualquier aspecto o alcance descrito en este documento. También se describe en este documento, un neumático que comprende un recubrimiento interior de acuerdo con cualquier aspecto o alcance descrita en este documento.

El neumático puede ser, por ejemplo, cualquier neumático de vehículo, por ejemplo, un neumático de turismo o un neumático de camión. El neumático puede ser, por ejemplo, un neumático. El neumático puede, por ejemplo, comprender una carcasa de neumático, cinturón, banda de rodadura, banda de rodadura inferior, hombro, pared lateral, talón y neumático.

El recubrimiento interior del neumático puede, por ejemplo, tener un grosor que oscila entre 0,01 cm y 1 cm, por ejemplo, entre 0,05 cm y 1 cm, por ejemplo, entre 0,05 cm y 0,5 cm. Esto puede depender del tamaño y el uso previsto del neumático.

Usos

Las partículas de talco descritas en el presente documento (incluidos todos los aspectos y alcances de los mismos) pueden utilizarse para proporcionar propiedades de barrera en una composición de barrera. Una composición barrera es cualquier composición que se utiliza para reducir o impedir el paso de uno o más gases y/o líquidos a través de dicha composición.

Las partículas de talco descritas en este documento se pueden utilizar, por ejemplo, para disminuir la permeabilidad de una composición polimérica. Por ejemplo, las partículas de talco descritas en este documento se pueden utilizar para disminuir la velocidad de transmisión de oxígeno de una composición polimérica. Por ejemplo, la incorporación de las partículas de talco descritas en el presente documento en una composición polimérica puede, por ejemplo, disminuir la tasa de transmisión de oxígeno de una composición polimérica en al menos un 10%, o al menos un 15%, o al menos un 20%, o al menos alrededor del 25%, o al menos alrededor del 30%, o al menos alrededor del 35%, o al menos alrededor del 40%, o al menos alrededor del 45%, o al menos alrededor del 50%.

Las propiedades mecánicas de la composición polimérica en la que se incorporan las partículas de cola no pueden cambiar en más de aproximadamente un 30% (+ o - 30%). Por ejemplo, las propiedades mecánicas de la composición polimérica en la que se incorporan las partículas de talco no pueden cambiar en más de un 25%, o más de un 20%, o más de un 15%, o más de un 10%. Las “propiedades mecánicas” incluyen, por ejemplo, resistencia a la tracción, elongación a la rotura, módulo elástico (100 % y/o 300 %), dureza Shore A y resistencia a la rotura.

Las partículas de talco descritas en este documento pueden, por ejemplo, utilizarse para reemplazar al menos parcialmente el negro de carbón o cualquier otra partícula inorgánica en una composición polimérica. Por ejemplo, las partículas de talco descritas en el presente documento se pueden utilizar para reemplazar al menos aproximadamente el 20% en peso, o al menos aproximadamente el 30% en peso, o al menos aproximadamente el 40% en peso, o al menos aproximadamente el 50% en peso de negro de carbón y/o cualquier otra partícula inorgánica en una composición polimérica. Por ejemplo, las partículas de talco descritas en este documento se pueden utilizar para reemplazar hasta aproximadamente el 100% en peso, o hasta aproximadamente el 90% en peso, o hasta aproximadamente el 80% en peso del negro de carbón y/o cualquier otra partícula inorgánica en una composición polimérica.

Las partículas de talco descritas en este documento pueden, por ejemplo, utilizarse en el recubrimiento interior de un neumático. Por ejemplo, las partículas de talco descritas en este documento se pueden utilizar para disminuir la permeabilidad (por ejemplo, disminuir la tasa de transmisión de oxígeno) del recubrimiento interior de un neumático. La tasa de transmisión de oxígeno y las propiedades mecánicas del recubrimiento interior de un neumático pueden cambiar como se describe anteriormente en relación con las composiciones de polímeros.

Métodos

También se describen en este documento métodos para fabricar las partículas de talco, las composiciones de barrera, las composiciones poliméricas, los recubrimientos interiores de neumáticos y los neumáticos descritos en este documento, incluidos todos los aspectos y alcances de los mismos.

Las partículas de talco pueden, por ejemplo, fabricarse triturando y/o moliendo el mineral de talco para obtener una distribución de tamaño de partícula deseada. Por ejemplo, las partículas de talco se pueden obtener mediante molienda húmeda. El talco puede, por ejemplo, prepararse mediante cualquiera de los métodos descritos en los documentos EP 0971988 o EP 2146793, que se incorporan en este documento, como referencia.

Las composiciones de barrera y/o las composiciones poliméricas pueden, por ejemplo, prepararse mezclando las partículas de talco con uno o más de los demás ingredientes presentes en la composición barrera o la composición polimérica. Por ejemplo, la composición polimérica se puede preparar mezclando las partículas de talco con un elastómero.

La mezcla de la composición polimérica se puede realizar mediante métodos conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, los ingredientes pueden mezclarse en múltiples etapas, por ejemplo, una etapa no productiva seguida de una etapa productiva. Los curativos finales (por ejemplo, agentes de vulcanización de azufre) se pueden mezclar en la etapa final, que convencionalmente se denomina etapa de mezcla “productiva”, en la que la mezcla se produce típicamente a una temperatura o temperatura final más baja que las temperaturas de mezcla de la etapa anterior, y no en las etapas de mezcla productiva. Los términos etapas de mezcla “no productivas” y “productivas” son bien conocidos por los expertos en la técnica.

Se puede formar una composición de recubrimiento interior de neumático en una tira de goma (por ejemplo, producida mediante una prensa o pasando un compuesto de elastómero a través de un molino, calandria, extrusora u otros medios adecuados). De preferencia, la tira de goma se produce mediante una calandra para obtener una buena uniformidad. La tira de goma sin curar/sin vulcanizar puede construirse entonces como una superficie interior (superficie interior expuesta) de una estructura de neumático de caucho sin curar (por ejemplo, la carcasa). A continuación, el recubrimiento interior del neumático se cura/vulcaniza (por ejemplo, se cura/vulcaniza con azufre) con la carcasa del neumático durante la operación de curado del neumático en condiciones de calor y presión. Como resultado, el recubrimiento interior puede convertirse en parte integral del neumático.

La vulcanización se lleva a cabo generalmente, por ejemplo, a temperaturas que oscilan entre alrededor de 100 °C y ^{alrededor de 200 °C, de preferencia, entre alrededor de 110 °C y alrededor de} 180 ^{°C. Se puede utilizar cualquiera de los} procesos habituales de vulcanización, como calentamiento en prensa o molde, calentamiento con vapor sobrecalentado o sal caliente o en baño de sal.

EJEMPLOS

Ejemplo 1

Se utilizó un filtro de talco con un área de superficie de 15,3 m2/d, y un d50 de 9,5 |jm (medición láser, tal como se describió anteriormente), para poder hacer la composición adecuada para su uso como recubrimiento interior de un neumático.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de polímero de barrera, que comprende un particulado de talco, con un d50 en un rango de 7 |jm a 13 |jm, y un área de superficie BET igual o inferior a 23 m2/g, en donde el particulado de talco tiene un d25 en un rango de 4,5 jm a 805 jm , en donde las medidas del tamaño de partícula se determinan por medio de dispersión de luz, de conformidad con la descripción.

2. La composición de polímero de barrera de la reivindicación 1, en donde el particulado de talco tiene:

un d50 en un rango de 8 jm a 12 jm , por ejemplo, de 8,5 jm a 11,5 jm ; y/o un área de superficie BET en un rango de 8 m2/g a 22 m2/g, o de 10 m2/g a 23 m2/g, o de 10 m2/g a 20 m2/g; y/o un índice de laminaridad inferior a 5, por ejemplo, en un rango de 2,8 a 4,5, y/o un d95 en un rango de 20 jm a 36 jm , por ejemplo, de 22 jm a 34 jm , y/o un d75 en un rango de 10 jm a 22 jm , por ejemplo, de 12 jm a 20 jm ; y/o un d25 en un rango de 5 jm a 8 jm .

3. La composición de polímero de barrera de la reivindicación 1 o 2, en donde el particulado de talco es o comprende un talco molido húmedo.

4. La composición de polímero de barrera, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3, que comprende un elastómero, en donde la cantidad de particulado de talco en la composición de polímero se encuentra en un rango de 10 phr a 80 phr, por ejemplo, de 20 phr a 50 phr.

5. La composición de polímero de barrera de la reivindicación 4, que comprende además negro de carbón, de forma opcional, en donde la cantidad de negro de carbón en la composición de polímero se encuentra en un rango de 10 phr a 100 phr, por ejemplo, de 20 phr a 80 phr.

6. La composición de polímero de barrera de la reivindicación 4 o 5, en donde la cantidad total de talco y de negro de carbón (si está presente) en la composición de polímero se encuentra en un rango del 10% al 40% vol.

7. La composición de polímero de barrera de cualquiera de las reivindicaciones de la 4 a la 6, en donde la composición tiene un rango de transmisión de oxígeno igual o inferior a 180 cm3/m2/día, por ejemplo, igual o inferior a 110 cm3/m2/día.

8. La composición de polímero de barrera de cualquiera de las reivindicaciones de la 4 a la 7, en donde la composición tiene una fuerza de tensión de al menos 6 MPa, por ejemplo, al menos 6,8 MPa.

9. La composición de polímero de barrera de cualquiera de las reivindicaciones de la 4 a la 8, en donde la composición tiene una elongación a la rotura de al menos 700%, por ejemplo, al menos 750%.

10. La composición de polímero de barrera de cualquiera de las reivindicaciones 4 o 9, en donde la composición tiene un módulo elástico (100%) de al menos 0,6 MPa, por ejemplo, al menos 0,8 MPa.

11. La composición de polímero de barrera de cualquiera de las reivindicaciones de la 4 a la 10, en donde la composición tiene un módulo elástico (300%) de al menos 1,8 MPa, por ejemplo, al menos 2 MPa.

12. La composición de polímero de barrera de cualquiera de las reivindicaciones de la 4 a la 11, en donde la composición tiene una dureza Shore A de al menos aproximadamente 35, por ejemplo, al menos 38.

13. Un neumático con un recubrimiento interno que comprende la composición de polímero de barrera de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 12.