ITTO20060139A1 - Mescola di gomma vulcanizzabile contenente silice - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E
La presente invenzione è relativa ad un mescola di gomma vulcanizzabile contenente silice per la produzione di pneumatici. In particolare, la presente invenzione è relativa ad una mescola finalizzata alla produzione di fasce di battistrada.
Qui e nel seguito:
- con il termine di "silice" si intende un agente rinforzante a base di biossido di silicio;
- con il termine di "base polimerica a catena insatura reticolabile" si intende un qualsiasi polimero non reticolato naturale o sintetico in grado di assumere tutte le caratteristiche chimico-fisiche e meccaniche tipicamente assunte dagli elastomeri in seguito a reticolazione (vulcanizzazione) con sistemi a base di zolfo; e
con il termine "composto polietere-poliolo" si intende un polimero comprendente una pluralità di gruppi eterei e di gruppi ìdrossile.
Nel campo della produzione di mescole per fasce battistrada dì pneumatici è noto di utilizzare cariche rinforzanti, in cui il nero di carbonio è stato sostituito parzialmente o totalmente con agenti rinforzanti di tipo inorganico quali gesso, talco, caolino, bentonite, biossido di titanio, silicati di vario tipo e, soprattutto, silice allo scopo di ridurre al minimo la resistenza offerta al rotolamento dei pneumatici stessi.
Le mescole contenenti silice come agente rinforzante presentano dei problemi riguardanti la loro processabilità e derivanti dalla viscosità relativamente elevata che queste mescole presentano.
Tali problemi sono maggiormente accentuati nelle mescole destinate alla produzione di fasce battistrada di pneumatici per vetture da trasporto passeggeri, dal momento che in tali mescole la silice è presente in quantità normalmente elevate (almeno pari al 50% in peso della carica rinforzante totale).
Per contrastare l'aumento di viscosità derivante dalla presenza della silice è noto l'utilizzo nella mescola di composti "attivatori" della silice, i quali presentano nella loro struttura una pluralità di gruppi eterei e di gruppi idrossile e nel seguito indicati come composti polietere-poliolo. Nonostante l'utilizzo di questi composti attivatori della silice comporti un miglioramento in termini di viscosità della mescola e, quindi, di processabilità, tuttavia possono comport-are un peggioramento di altre proprietà della mescola stessa quale ad esempio il modulo elastico.
Scopo della presente invenzione è di realizzare una mescola di gomma vulcanizzabile contenente silice, la quale presenti caratteristiche di processabilità relativamente elevate senza per questo compromettere altre proprietà.
Oggetto della presente invenzione è una mescola di gomma vulcanizzabile comprendente una base polimerica a catena insatura reticolabile, un sistema di vulcanizzazione e un sistema di cariche rinforzanti comprendente almeno il 50% in peso di silice; la detta mescola di gomma vulcanizzabile essendo caratterizzata dal fatto che il detto sistema di cariche rinforzanti comprende un composto polietere-poliolo di formula I, il cui peso molecolare è compreso tra 200 e 400;
CR(R')3I
in cui:
- R è H o CH2(OCH2CH2)nOH, con n compreso tra 1 e 3; e
ogni R' è CH2(OCH2CH2) nOH, con n compreso tra 1 e 3.
Preferibilmente, nel composto R è H. Preferibilmente, il peso molecolare è compreso tra 250 e 350.
Preferibilmente, il composto polietere-pololo è presente nella mescola in una quantità compresa tra 1 a 5 parti in peso per 100 parti di base polimerica, più preferibilmente tra 1,5 e 2,5 parti in peso per 100 parti di base polimerica.
Ulteriori caratteristiche della presente invenzione appariranno chiare dalla descrizione che segue di esempi forniti a puro scopo illustrativo e non limitativo.
ESEMPI
Nel seguito vengono riportati un esempio di mescola (mescola A) realizzata secondo i dettami della presente invenzione, un primo esempio comparativo di mescola riguardante una mescola (mescola B) priva di composto polietere-poliolo, un secondo e terzo esempio comparativo di mescola (mescola C e mescola D) in cui sono stati usati due rispettivi composti polieterepoliolo che non rientrano nella formula I.
Le mescole descritte negli esempi vengono ottenute secondo quanto sotto riportato:
- preparazione delle mescole -(1° fase di impasto)
In un miscelatore con rotori tangenziali e di volume interno compreso tra 237 e 270 litri sono stati caricati prima dell'inizio della miscelazione, la base polimerica reticolabile, il nero di Carbonio, la Silice, il legante silanico, l'ossido di zinco, l'acido stearico, la cera, gli antiossidanti e il composto polietere-poliolo, raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 66-72%.
Il miscelatore è stato azionato ad una velocità compresa tra 40-60 giri/minuto, e la miscela formatasi è stata scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 140-160°C.
(2<a>fase di impasto)
La miscela ottenuta dalla precedente fase è stata nuovamente lavorata in miscelatore azionato ad una velocità compresa tra 40-60 giri/minuto e, successivamente, scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 130-150°C.
(3<a>fase di impasto)
Alla miscela ottenuta dalla precedente fase è stato aggiunto il sistema di vulcanizzazione raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 63-67%.
Il miscelatore è stato azionato ad una velocità compresa tra 20-40 giri/minuto, e la miscela formatasi è stata scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 100-110°C.
- composizione delle mescole -In tabella I sono riportate le composizioni delle mescole preparate con il metodo sopra riportato. Le quantità dei componenti sono espressi in parti in peso per cento parti di base polimerica totale
TABELLA I
Il composto polietere-poliolo utilizzato nella mescola A ha la seguente formula di struttura CH(CH2(OCH2CH2) 2OH)3.
composti polietere-poliolo utilizzati nelle mescole C e D hanno una struttura diversa da quella di formula I come sotto illustrato:
il polietere-poliolo utilizzato nella mescola C ha la seguente formula di struttura formula di struttura CH(CH2(OCH(CH3)CH2 ) 2OH)3; e
il polietere-poliolo utilizzato nella mescola D ha la seguente formula di struttura RCHCHR, in cui R è CH2OCH2CH(CH3)OCH2C(CH3) (OH).
risultati delle prove di laboratorio sulle mescole A, B, C e D -Le mescole ottenute sono state sottoposte ad una serie di test allo scopo di determinare i valori di alcuni parametri particolarmente significativi per ciascuna mescola.
Nella TABELLA II, per ogni mescola sono stati riportati i risultati relativi ad ogni parametro.
I parametri considerati sono i seguenti:
- la viscosità (MLl'+4' a 130°C) è stata misurata in accordo con la norma ASTM D1646;
- i valori reometrici (t'10, t'90 ) sono stati misurati in accordo con la norma ASTM D2084;
- i valori di proprietà fisiche (allungamento a rottura EB%, tensione a rottura TB, valori di modulo M100% e M300%) sono stati misurati in accordo con la norma ASTM D412C; e
- il modulo di elasticità (E') è stato misurato in accordo con la norma ASTM D5992.
I valori riportati in tabella II sono indicizzati al valore 100 relativo alla mescola B.
TABELLA II
Come è possibile rilevare dalla Tabella II, la mescola A oggetto dell'invenzione presenta un valore di viscosità notevolmente migliore rispetto a quello della mescola B priva di composto polietere-poliolo e, allo stesso tempo, presenta un valore di modulo elastico migliore rispetto a quello delle mescole C e D.
I rimanenti parametri riportati dalla Tabella II, se pur particolarmente significativi, non vengono commentati in quanto non presentano variazioni sostanziali rispetto agli esempi di confronto.
In conclusione, si può affermare che le mescole di gomma vulcanizzabile comprendenti il composto polietere-poliolo di formula I presentano una migliorata viscosità ed al tempo stesso non influenzano negativamente gli altri parametri della mescola stessa.
Claims (12)
- R IV E N D I C A Z I O N I 1. Mescola di gomma vulcanizzabile comprendente una base polimerica a catena insatura reticolatile, un sistema di vulcanizzazione e un sistema di cariche rinforzanti comprendente almeno il 50% in peso di silice; la detta mescola di gomma vulcanizzabile essendo caratterizzata dal fatto che il detto sistema di cariche rinforzanti comprende un composto polieterepoliolo di formula I, il cui peso molecolare è compreso tra 200 e 400; CR (R' ) 3 I in cui: - R è H o CH2(OCH2CH2) nOH, con n compreso tra 1 e 3; e - ogni R' è CH2(OCH2CH2)nOH, con n compreso tra 1 e 3.
- 2. Mescola secondo la rivendicazione 1, in cui R è H.
- 3. Mescola secondo la rivendicazione 2, in cui n è uguale a 2.
- 4. Mescola secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il peso molecolare del composto di formula I è compreso tra 250 e 350.
- 5. Mescola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il composto di formula I è presente in una quantità compresa tra 1 a 5 parti in peso per 100 parti di base polimerica.
- 6. Mescola secondo la rivendicazione 5, in cui il composto di formula I è presente in una quantità compresa tra 1,5 e 2,5 parti in peso per 100 parti di base polimerica.
- 7. Battistrada caratterizzato dal fatto di essere realizzato mediante una mescola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
- 8. Pneumatico caratterizzato dal fatto di comprendere un battistrada secondo la rivendicazione 7.
- 9. Uso del composto polietere-poliolo di formula I in mescole di gomma vulcanizzabile per la produzione di pneumatici ; CR(R')3I m cui: - R è H o CH2(OCH2CH2)nOH, con n compreso tra 1 e 3; e - ogni R' è CH2(OCH2CH2) nOH, con n compreso tra 1 e 3.
- 10. Uso del composto polietere-poliolo di formula I secondo la rivendicazione 9, in cui R è H.
- 11. Uso del composto polietere-poliolo di formula I secondo la rivendicazione 10 , in cui n è uguale a 2.
- 12. Uso del composto polietere-poliolo di formula I secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui il peso molecolare è compreso tra 250 e 350.
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