MXPA96001813A - Llanta con banda de rodamiento reforzada con silice - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a se proporciona una llanta neumática que tiene una banda de rodamiento de caucho constituida de, con base en 100 partes en peso de caucho, (A) tres elastómeros a base de dieno comprendidos de, base al caucho de la banda de rodamiento, (i) aproximadamente 20 a aproximadamente 50 phr de caucho de copolímero de isopreno/butadieno (IBR-1), que contiene aproximadamente 20 a aproximadamente 60 por ciento de isopreno y que tiene una Tg de aproximadamente -35 grados C a aproximadamente -50 grados C, (ii) aproximadamente 20 a aproximadamente 50 phr de caucho de coplímero de isopreno/butadieno (IBR-2) que contiene aproximadamente 15 a aproximadamente 40 por ciento deisopreno y que tiene una Tg de aproximadamente -65 grados C a aproximadamente -90 grados C;(en donde la Tg del IBR-2 es cuando menos 30 grados C inferior que la Tg del IBR-1), e (iii) aproximadamente 20 a aproximadamente 50 phr de caucho de cis-1,4 polibutadieno (caucho de cis-BR) que tiene un contenido cis de aproximadamente 90 a aproximadamente 99 por ciento, y una Tg en una escala de aproximadamente -85 grados C a aproximadamente 105 grados C, (B) de aproximadamente 30 a aproximadamente 110 phr de sílice precipitada en particular;(C) cuando menos un copulador de sílice que tiene una fracción de silano que reacciona con la superficie de la sílice, y una fracción que interacciona con el elastómero, en una relación en peso de sílice a copulador de aproximadamente 8/1 a aproximadamente 20/1;y (D) aproximadamente 5 a aproximadamente 50 phr de negro de carbón en donde la relación en peso de sílice a negro de carbón es cuando menos 1/1, y en donde el total de sílice y negro de carbón es aproximadamente 40 a aproximadamente 120 phr.

Description

LLANTA CON BANDA DE RODAMIENTO REFORZADA CON SÍLICE.

Campo Esta invención se relaciona con una llanta que tiene una banda de rodamiento de caucho que está principalmente reforz da con sílice. En un aspecto, la banda de rodamiento está com- prendida de una mezcla de múltiples cauchos componentes específi cos reforzada con una cantidad cuantitativa de sílice o una com nación de sílice y negro de carbón. En particular, el caucho d dicha banda de rodamiento de llanta está comprendida de dos ela tómeros de copolímero de isopreno/butadieno que tienen Tg espaci das y un elastómero de cis- 1 ,4-pol ibutadieno que tiene un conte do de cis-1,4- en una escala de alrededor de 90 a aproximadamen 99 por ciento. También pueden utilizarse elastómeros a base de dieno adicionales además de dichos tres elastómeros de base.

Antecedentes Las llantas neumáticas de caucho se preparan convencio nalmente con una banda de rodamiento de caucho que puede ser una mezcla de diversos cauchos que está típicamente reforzada con ne gro de carbón. En un aspecto, los cauchos se evalúan, seleccionan y -mezclan con el propósito de lograr las propiedades deseadas de -banda de rodamiento de llanta para diversas condiciones climáti cas y de temperatura asociadas, incluyendo un equilibrio de las propiedades características de la banda de rodamiento de llanta particularmente el funcionamiento de la llanta en carreteras moj das, nieve y hielo así como desgaste de banda de rodamiento ace table. Para diversas aplicaciones que utilizan caucho, inclu yendo aplicaciones tales como llantas y particularmente bandas rodamiento de llanta, se utiliza caucho curado con azufre que c tiene cantidades substanciales de relleno(s) de refuerzo. El n gro de carbón se utiliza comúnmente para dicho propósito y norm mente proporciona o mejora las buenas propiedades físicas para caucho curado con azufre. La sílice en partículas también se u liza en ocasiones para dicho propósito, particularmente cuando l sílice se utiliza en conjunción con un agente de copulación. E algunos casos, se utiliza una combinación de sílice y negro de carbón para rellenos de refuerzo para diversos productos de cau cho, incluyendo bandas de rodamiento para llantas. Es importante apreciar que, convencionalmente , el negr de carbón se considera que es un relleno de refuerzo más efectiv para bandas de rodamiento de llanta que la sílice si la sílice s usa sin una gente de copulación. En realidad, cuando menos en comparación con el negro de carbón, tiende a existir una carencia de, o cuando menos un grado insuficiente de enlace físico y/o químico entre las partíc las de sílice y los elastómeros de caucho para permitir que la s lice se convierta en un relleno de refeurzo para el caucho para la mayoría de los propósitos, incluyendo bandas de rodamiento de llanta, si la sílice se utiliza sin un copulador. Mientras que se hna diseñado diversos tratamientos y procedimientos para supe rar estas deficiencias, los compuestos capaces de interactuar co ambas, la superficie de sílice y ia molécula de leastómero de ca cho, por lo general conocidos a aquellos experimentados en dicho ramo como agentes de copulación, o copuladores, se utilizan fre cuentemente. Estos agentes de copulación, por ejemplo, pueden mezclarse previamente o hacerse reaccionar previamente con las partículas de sílice o añadirse a la mezcla de caucho durante la etapa de procesamiento, o mezclado, de caucho/sílice. Si el age te de copulación y la sílice se añaden separadamente a la mezcla de caucho durante el mezclado de caucho/sílice, o etapa de proce Sarniento, se considera que el agente de combinación se combina e tonces in situ con la sílice. En particular, estos agentes de copulación pueden esta compuestos, por ejemplo, de un silano que tiene un componente constituyente, o fracción, (la porción de silano) capaz de reac cionar con la superficie de sílice y, también, un componente tituyente, o fracción, capaz de interactuar con el caucho, parti cularmente un caucho vulcanizable con azufre que contiene enlace dobles de carbono a carbono, o insaturación . De esta manera, en tonces el copulador actúa como un puente de conexión entre la sí lice y el caucho y de esta manera mejora el aspecto de refuerzo de caucho de la sí 1 ice. El componente de grupo interactivo con caucho, o frac ción, del copulador puede ser, por ejemplo, uno o más de los gru pos tales como grupos mercapto, amino, vinilo, epoxi y azufre, d preferencia una fracción azufre o mercapto y, más preferentement azufre. Se enseñan numerosos agentes de copulación para uso al combinar sílice y caucho tales como por ejemplo, agentes de copu lación de silano que contienen un componente de polisulfuro, o e tructura, tal como por ejemplo, polisulfuro de bi s=( trialcoxi si lilalquilo) que tiene de 2 a aproximadamente 6 átomos de azufre en el puente de azufre tal como por ejemplo, tetrasulfuro , trisu furo y disulfuro de bi s- ( 3-trietoxi si 1 i lpropi lo ) . Por ejemplo, véase la Patente de Estados Unidos No. 3,873,489.

Para bandas de rodamiento de llanta reforzadas con s í 1 ce, la Patente de Estados Unidos No. 5,066,721, en su Ejemplo 1 de Prueba Comparativa en el Cuadro 3 (columna 15), describe el uso de SBR preparado por polimerización de solución que contiene 50 partes de sílice para una banda de rodamiento de llanta. El Cuadro 4 (columna 17) ilustra la preparación de la llanta. La P tente de Estados Unidos No. 5,227,425 describe el uso de un SBR preparado por polimerización de solución que está reforzado con sílice con una caracterización de sílice específica y en la que se da preferencia sobre un SBR preparado por polimerización de emulsión. La Patente de Estados Unidos No. 4,519,430 describe una banda de rodamiento de llanta rica en sílice que contiene di versos elastómeros con una mezcla de sílice y negro de carbón, con la sílice siendo requerida que sea un componente mayor del r lleno de refuerzo de sílice/negro de carbón. Se pretende que dichas publicaciones de patente antes mencionadas se incorporan en la presente por referencia. También se sabe, antes de esta invención, para una ban da de rodamiento de llanta que estpa compuesta de (a) 10-50 phr de caucho natural de cis-1 ,4-pol i isopreno y (b) 50-S0 phr de otros cauchos de dieno seleccionados a partir de (i) caucho de -isopreno/butadieno que tiene una Tg de -70QC a -100eC (IBR-A) y (ii) otro caucho de dieno que tiene una Tg de -59C a -30SC sele cionado a partir, por ejemplo, de caucho de isopreno/butadieno (IBR-B), caucho de ci s- 1 , 4-butadieno , caucho de 3 ,4-pol i isopren caucho de est ireno/butadieno , caucho de est ireno/isopreno y cau cho natural de ci s- 1 ,4-pol i i sopreno; en donde se requiere que l Tg del IBR-A sea de cuando menos 40QC inferior que las Tg del "otro caucho de dieno", incluyendo el IBR-B. Los términos "IBR-e "IBR-B" se añaden en la presente por claridad. El término "phr" como se utiliza en la presente y, de conformidad con la práctica convencional, se refiere a partes de un material respectivo por 100 partes en peso de caucho o elastó mero . En la descripción de esta invención, los términos "cau cho" y "elastómero", en donde se utilizan en la presente, a meno que se prescriba de otra manera, se utilizan interdambiablemente Los términos "composición de caucho", "caucho compuesto" y "com puesto de caucho" en donde se utilizan en la presente, a menos que se prescriba de otra manera, se utilian intercambiablemente para hacer referencia a caucho que se ha mezclado con diversos i gredientes o materiales y dichos términos son bien conocidos a aquellos que tienen experiencia en el ramo de mezclado de caucho o composición de caucho. La Tg de un polímero, particularmente un elastómero, c mo se uitliza en la presente, a menos que se prescriba de otra m ñera, se refiere a su temperatura de transición de vidrio que pu de determinarse convencionalmente, por ejemplo, mediante un calo rímetro de exploración diferencial a un régimen de calentamiento de 15QC, usualmente de manera alternativa a alrededor de 109C, -por minuto a una transición observada de la curva de energía ab sorbida versus tiempo. Queda entendido que dicha Tg en su deter minación es bien conocida por aquellos que tienen experiencia en dicho ramo.

Sumario y Práctica de la Invención De conformidad con esta invención, se proporciona una llanta neumática que tiene una banda de rodamiento de caucho com prendida de: basada en 100 partes en peso de caucho, (A) cuando menos tres elastómeros a base de dieno comprendidos de (i) alred dor de 20 a aproximadamente 50, de preferencia de alrededor de 3 a aproximadamente 40 phr de caucho de copolímero de i sopreno/but dieno (IBR-1) que contiene de alrededor de 20 a aproximadamente 60 por ciento de isopreno y que tiene una Tg de alrededor de -3 C a aproximadamente -50QC, (ii) de alrededor de 20 a aproximada mente 50, de preferencia de alrededor de 15 a aproximadamente 4 de caucho de copolímero de isopreno/butadieno (IBR-2) que conti ne de alrededor de 15 a aproximadamente 40 por ciento de isopre y que tiene una Tg de alrededor de -65SC a aproximadamente -90e en donde la Tg del I BR- 2 es cuando menos 309C inferior que la T del IBR-1 y, (iii) de alrededor de 20 a aproximadamente 50, de preferencia de alrededor de 20 a aproximadamente 40 phr de un c cho de ci s- 1 ,4-pol ibutadieno (cis-BR) que tiene un contenido ci en una escala de alrededor de 90 a aproximadamente 99 por cient y una Tg en una escala de alrededor de -859C a aroximadamente - 105 e C , (B) de alrededor de 30 a aproximadamente 110, de prefere cia de alrededor de 50 a aproximadamente 100 phr de sílice en pa tículas, (C) cuando menos un copulador de sílice que tiene una fracción de silano reactiva con la superficie de la sílice y una fracción interactiva con los elastómeros, en una relación en pe so de sílice a copulador de alrededor de 8/1 a aproximadamente 20/1 y, (D) de alrededor de 5 a aproximadamente 50, de manera al ternativa, de alrededor de 5 a aproximadamente 30 phr de negro d carbón, en donde la relación en peso de sílice a negro de carbón es cuando menos 1/1, de preferencia en una escala de 4/1 a aprox madamente 20/1 y, en donde el total de sílice y negro de carbón es de alrededor de 50 a aproximadamente 120, de preferencia de a rededor de 70 a aproximadamente 105 phr. El caucho de banda de rodadura también puede contener de alrededor de 5 a aproximadamente 30, de maenra alternativa de alrededor de 5 a aproximadamente 20 phr de cuando menos un elast mero adicional que tiene una Tg en una escala de alrededor de -209C a aproximadamente -709C, seleccionado a partir de cuando m nos uno de pol ibutadieno de vinilo medio (MVBR) con un contenido de vinilo en una escala de 30 a 55 por ciento, butadieno de yini lo elevado (HVBR) con un contenido de vinilo en una escala de 55 a 75 por ciento; 3 ,4-pol i i sopreno que tiene una Tg en una esca la de alrededor de -209C a aproximadamente -509C y caucho natura o sintético, de preferencia natural de cis- 1 ,4-pol i isopreno. D be reconocerse que dentro de la escala de temperatura antes men cionada de -20 C a -709C, el 3 ,4-pol i i sopreno más típicamente te dría una TG en una escala de alrededor de -209C a aproximadament -509C y el cis-1 ,4-pol i i sopreno , más típicamente tendría una Tg en una escala de alrededor de -609C a aproximadamente -709C. Las mezclas de caucho que contienen los cuando menos tres cauchos a base de butadieno sintéticos es una particularida importante de la invención diseñada para mejorar las propiedades de una banda de rodamiento de llanta que contiene refuerzo de sí lice y particularmente bandas de rodamiento de llanta que tienen un relleno de refuerzo de sílice/negro de carbón compuesto de un contenido substancial de sílice. En un aspecto, el caucho de copolímero de i sopreno/but dieno (IBR-1) se requiere que tenga un contenido de isopreno de alrededor de 20 a aproxiamdamente 60 por ciento y una Tg en una escala de alrededor de -359C a aproximadamente -509C y el caucho de copolímero isopreno/butadieno (IBR-2) se requiere que tenga u contenido de isopreno de alrededor de 15 a aproximadamente 40 po ciento y una Tg en una escala de alrededor de -659C a aproximada mente -909C. La utilización del IBR-1 con una escala de Tg de - 359C a -509C se considera en la presente que es un aspecto importante de esta invención para promover el manejo en mojado para la band de rodamiento de llanta:, mientras que no tiene un efecto negativ sobre el funcionamiento en invierno. Se desea particularmente proporcionar un equilibrio satisfactorio entre manejo en mojado, desgaste de banda de rodamiento y funcionamiento en invierno. E tas propiedades son deseables para llantas que se pretende que sean manejadas bajo condiciones de invierno. En realidad, se considera en la presente que dicha esc la de Tg de -359C a -509C para el IBR-1 es un requisito signific tivo sobre un I BR' que tiene una escala de Tg de alrededor de -59C a aproximadamente -309C para la banda de rodamiento de llan ta de esta invención. La composición de caucho vulcanizado de e ta invención que contiene el IBR con Tg de -359C a -509C se cons dera en la presente que retiene su flexibilidad a temperaturas bastante inferiores a 09C. Se considera en la presente que la utilización de un IBR con Tg de alrededor de -59C a aproximadame te -309C, sería comparativamente inaceptable debido a que se esp ra que una banda de rodamiento de llanta hecha de dicho IBR se e durecería, o perdería su flexibilidad a temperaturas atmosférica relativamente bajas. Adicionalmente, las Tg de IBR-1 e IBR-2 se requieren que estén espaciadas por cuando menos 309C, a decir, la Tg del IBR-2 se requiere que sea cuando menos 309C inferior que la Tg del IBR-1. Por ejemplo, entonces, si la Tg del I BR- 1 es -459C e tonces la Tg del IBR-2 se requiere que sea cuando menos 309C inf rior, o en una escala de alrededor de -759C a aproximadamente -909C. En realidad mediante la selección de los tres elastómero antes mencionados, se considera en la presente que las Tg del IBR-1 e IBR-2 necesitan estar espaciadas por cuando menos 30SC ra lograr una incompatibilidad parcial de los IBR de manera que ambos elastómeros de IBR retengan substancialmente sus propieda des viscoelásticas específicas individuales y que la mezcla no tenga propiedades viscoelásticas intermedias. En la práctica de esta invención, se cree que una con tribución del IBR-1 mejora o promueve el manejo en húmedo de la banda de rodamiento de llanta , o agarre en húmedo como puede li marse en ocasiones y una contribución del I BR- 2 se cree que mej ra o promueve el desgaste de banda de rodamiento de la lalnta y el funcionamiento en invernó antes mencionado. La utilización de los dos cauchos de copolímero de is preno/butadieno (IBR) con sus Tg espac ia lmente definidas, reque das, a decir, el requisito que sus Tg están cuando menos 309C s paradas se considera en la presente que es significativo y bené co debido a que se considera en la presente que dichso copolíme ros con las Tg espacialmen te definidas antes mencionadas son re tivamente incompatibles en un sentido de que cada copolímero, o caucho, mantiene substancialmente sus propiedades viscoelástica individuales como una función de temperatura y frecuencia de de formación y aproximadamente retienen sus TG individuales, mien-tras que otros elastómeros con Tg menos espaciadas y una compat bilidad superior entre sí formarían una mezcla con propiedades termedias y Tg en comparación con los elastómeros de base requ ridos para la mezcla de elastómeros para esta invención. Dicho fenómeno s,e cree que está bien entendido por alquien que tenga periencia en dicho ramo. El caucho de ci s- 1 ,4-pol ibutadieno (cis-BR) con su Tg en una escala de alrededor de -859C a aproximadamente -1059C se c ree que es benéfico para mejorar el desgaste de banda de roda miento de llanta. El cis-BR para la banda de rodamiento de llan ta de tres elastómeros básicos típicamente tiene un contenido de cis-1,4- en una escala de alrededor de 90 a aproximadamente 99 por ciento y usualmente cuando menos 93 por ciento. El uso opcional de alrededor de 5 a aproximadamente 30 phr de un elastómero a base de dieno adicional que tiene una Tg en una escala de alrededor de -209C a aproximadamente -709C sele cionada, por ejemplo, a partir de 3 ,4-pol i i sopreno , MVBR, HVBR y cis- 1 ,4-pol i isopreno como parte de esta invención se considera e la presente que es una herramienta adicional para mejorar la cap cidad de procesamiento de la mezcla de elastómero no curada y/o para ajustar el equilibrio de funcionamiento de llanta tal, como por ejemplo, manejo en mojado versus funcionamiento en invierno. El uso del caucho de ci s- 1 ,4-pol i isupreno , particular mente y de preferencia como caucho natural, en bandas de rodamiento de llanta es bien conocido por aquellos que tienen expe-riencia en dicho ramo. De esta manera, en la praótica de esta invención, una mezcla de caucho equilibrada de cuando menos tres cauchos a base de dieno sintético se proporciona, que se basa en el refuerzo d sílice que, a su vez se basa en un copulador de sílice para el efecto de refuerzo de sílice para la mezcla de caucho. Los pigmentos siliciosos comúnmente empleados utiliza dos en aplicaciones de composición de caucho pueden usarse como la sílice en esta invención, incluyendo pigmentos siliciosos (sí lice) pirogénicos y precipitados, aún cuando se prefieren las sí lices precipitadas. Los pigmentos siliciosos empleados de preferencia en e ta invención son sílices precipitadas tales como por ejemplo, aquellas obtenidas mediante la acidificación de un silicato solu ble, v.gr., silicato de sodio. El pigmento silicioso (sílice), por ejemplo, puede te ner un tamaño de partícula final en una escala de 50 a 10,000 angstroms, de preferencia entre 50 y 400 angstroms. El área su perficial BET del pigmento, como se mide utilizando gas de, nitró geno, está en una escala de alrededor de 80 a aproximadamente 30 aún cuando más usualmente en una escala de alrededor de 100 a aproximadamente 200, aún cuando probablemente aún hasta alrededo de 360 metros cuadrados por gramo. El método BET de medir área superficial se describe en el Journal of the American Chemical Society , Volumen 60, págin 304 (1930). La sílice típicamente también tiene un valor de absor ción de ftalato de dibutilo (DBP) en una escala de alrededor de 150 a aproximadamente 350 y, usualmente de alrededor de 200 a aproximadamente 300. La sílice, por ejemplo, podría tener un tamaño de par cula final promedio, por ejemplo, en una escala de aproximadamen te 0.01 a 0.05 micrones, como se determina mediante el microsco pio electrónico, aún cuando las partículas de sílice pueden ser aún menores en tamaño. Diversas sílices comercialmente disponibles pueden co siderarse para utilizarse en esta invención, tales como por eje plo solamente y sin limitación, sílices comercialmente disponi-bles de PPG Industries bajo la marca Hi-Sil con designaciones 21 243, etc; sílices disponibles de Rhone-Poulenc , tales como por ejemplo, Zeosil 1165MP y sílices disponibles de Degussa AG con signaciones tales como por ejemplo, VN2, VN3, BV 3370GR y Huber sil 8745 de J. M. Huber Companyu. Las sílices BV 3370GR y Zeos 1165 MP antes mencionadas se consideran en la presente que son consideración particular. Se entiende fácilmente por aquellos que tienen experi cié en el ramo que la composición de caucho del caucho de banda de rodamiento se compondría mediante métodos generalmente conoc dos en el ramo de composición de caucho, tales como mezclado de los diferentes cauchos consittuyentes vulcanizables con azufre con diversos materiales aditivos comúnmente usados, tales como por ejemplo, ayudas de curado, tales como azufre, activadores, tardadores y aceleradores, aditivos de procesamiento, tales com aceites, resinas incluyendo resinas de pegajosidad y plastifica tes, rellenos, pigmentos, ácido graso, óxido de zinc, ceras, an oxidantes y antiozonantes, agentes de peptización y materiales refuerzo tales como, por ejemplo, sílice y negro de carbón. Com es sabido por aquellos experimentdos en el ramo, dependiendo del usopretendido del material vucanizable con azufre y vulcanizado con azufre (cauchos), los aditivos arriba mencionados se selecci nan y usan comúnmente en cantidades convencionales. Típicamente las adiciones de negro de carbón y sílice, para esta invención se exponen en lo que antecede. Pueden utili zarse diversos negros de carbón, particularmente negros de refue zo de caucho. Por ejemplo, aún cuando dichos ejemplos no se pre tende que sean limitativos, se encuentran la designación de ASTM tipo N-299, N-234, N-220, N-134, N-115 y N- 110. La selección de tipo de negro de carbón queda bien dentro de una experiencia de optimización por uno que tenga experiencia en la composición de caucho son para bandas de rodamiento de llanta, dependiendo algo del uso pretendido, propósito y propiedades para la banda de rod miento de llanta. Las cantidades típicas de resinas de pegajosi dad, si se utilizan, comprenden alrededor de 0.5 a aproximadamen te 10 phr, usualmente alrededor de 1 a aproximadamente 5 phr. Las cantidades típicas de ayudas de procesamiento comprenden air dedor de 1 a aproximadamente 60 phr. Estas ayudas de procesamie to pueden incluir, por ejemplo aceites de procesamiento aromáti cos, nafténicos y/o parafínicos. Las cantidades típicas de anti oxidantes comprenden alrededor de 1 a aproxiamdamente 5 phr. Lo antioxidantes representativos pueden ser, por ejemplo, difenil-feni lendi amina y otros, tales como por ejemplo, aquellos descri tos en el Vanderbilt Rubber Handbook (1978), páginas 344-346. L cantidades típicas de antiozonantes comprenden aproximadamente 1 a 5 phr. Las cantidades típicas de ácidos grasos, si se usan, -que pueden incluir ácido esteárico comprenden de alrededor de 0. a aproximadamente 4 phr. Las cantidades típicas de óxido de zin comprenden de alrededor de 2 a aproximadamente 5 phr. Las canti dades típicas de ceras comprenden alrededor de 1 a aproximadamen te 5 phr. Con frecuencia se utilizan ceras microcrí stal inas . Las cantidades típicas de peptizadores comprenden de alrededor d 0.1 a aproximadamente 1 phr. Los peptizadores típicos pueden se por ejemplo, pentaclorotiofenol y disulfuro de dibenzamidodifeni lo. La vulcanización se conduce en presencia de un agente de vulcanización de azufre. Los ejemplos apropiados de agentes de vulcanización de azufre incluyen azufre elemental (azufre li bre) o agentes de vulcanización donadores de azufre, por ejemplo un disulfuro de amina, polisulfuro polimérico o aductos de olefi na de azufre. De preferencia, el agente de vulcanización de azu fre es azufre elemental. Como es sabido por aquellos experiment dos en el ramo, los agentes de vulcanización de azufre se usan e una cantidad que varía de alrededor de 0.5 a aproximadamente 4 phr, con una escala de alrededor de uno a aproximadamente 2.5 siendo preferida. Los aceleradores se utilizan para controlar el tiempo y/o temperatura requeridos para vulcanización y para mejorar las propiedades del vulcanizado. Los retardadores también se utili zan para controlar el principio de vulcanización. En una modali dad puede utilizarse un solo sistema acelerador, es decir, acele rador primario. Convencionalmente y de preferencia, un acelera dor(es) primario se utiliza en cantidades totales que vafian de alrededor de 0.5 a aproximadamente 4, de preferencia de alrededo de 0.8 a aproximadamente 2.5 phr. En otra modalidad, podrían ut lizarse combinaciones de un acelerador primario y uno secundario con el acelerador secundario siendo usado en cantidades de alred dor de 0.05 a aproximadamente 3 phr, por ejemplo, a fin de acti var el curado y mejorar las propiedades del vulcanizado. Los ti pos apropiados de aceleradores que pueden utilizarse en ia prese te invención son aminas, disulfuros, guanidinas, tioureas, tlazo les, tiura s, sulfenamidas , ditiocarbamatos y xantatos. De pref rencia, el acelerador primarioes una sulfenamida. Si se usa un acelerador secundario, el acelerador secundario es de preferenci una guanidina, ditiocarbamato o compuesto tiuram. La presencia las cantidades relativas de agente de vulcanización de azufre y aceleradoras ) no se consideran como un aspecto de esta invenció que está dirigida más principalmente al uso de sílice como un re lleno de refuerzo en combinación con una gente de copulación en una mezcla de caucho prescrita. La presencia y las cantidades relativas de lso aditivo anteriores no se consideran como un aspecto de la presente inven ción, a menos que se prescriba de otra manera en la presente, qu está encaminada más principalmente a la utilización de mezclas e pecíficas de cuachos en bandas de rodamiento de llanta, en combi nación con sílice y copulador de sílice. La llanta puede construir, configurarse, moldearse y c rarse mediante diversos métodos que serán fácilmente evidentes a aquellos que tienen experiencia en dicho ramo. La invención puede entenderse mejor haciendo referenci a los siguientes ejemplos en los que las partes y porcentajes so en peso, a menos que se indique de otra manera.

EJEMPLO I Se prepararon composiciones de caucho (caucho compuest de diversas mezclas de cauchos de copolímero de isopreno/butadie no (IBR-1 e IBR-2), caucho de ci s-1 , 4-pol ibutadieno (cis-BR) y, opcionalmente, pol ibutadieno de vinilo medio (MVPBd) y denomina das en la presente como Muestras A, B y C. Se preparó una composición de caucho de control com- -puesta de caucho de copolímero de estireno/butadieno preparado -por polimerización de emulsión (E-SBR) y caucho de cis-1 ,4-pol ib tadieno y caucho natural de cis- 1 ,4-pol i isopreno (NR) y se ident ficó en la presente como Muestra X. Las composiciones de caucho se prepararon mezclando lo ingredientes en diversas etapas de mezclado no productivas, se-cuenciales (sin los curativos) y una etapa de mezclado productiv final (básicamente para los curativos), luego la composición re-sultante se curó bajo condiciones de temperatura y presión eleva das . Para las etapas de mezclado no productivas, exclusivo de los aceleradores, curativos de azufre y antioxidante que se añadieron en la etapa de mezclado productiva, final, todos los i gredientes se mezclaron en la primera etapa no productiva except por aproximadamente 20 a alrededor de 50 por ciento de los relle nos de refuerzo (sílice o negro de carbón), con las cantidades proporcionales (a alos rellenos de refuerzo) de copulador y acei te de procesamiento, que se agregaron en la segunda y tercera et pade mezclado no productiva. Los ingredientes se mezclaron en c da una de las etapas de mezclado no productivas durante alrededo de 5 minutos a una temperatura de aproximadamente 1655C, todo en un tipo interno Banbury de mezclador. A la composición de caucho resultante (mezcla) se mez claron leugo, en la etapa de mezclado productiva, final, los in gredientes restantes en un mezclador tipo interno Banbury durant alrededor de 2 minutos a una temperatura de aproximadamente 1109 El caucho se utilizó luego para preparar una banda de rodamiento de llanta y el armazón de llanta y conjunto de banda de rodamiento se vulcanizaron. La composición de caucho estuvo comprendida de los in gredientes ilustrados en el Cuadro 1. Los valores, en su mayor parte, están sencillamente redondeados al número entero más cerc no.

Cuadro 1 # de Muestra Etapas de Mezclado No Productivas IBR-2' 30 32 30 0 E-SBRJ (incl. aceite) 48 cis-BR (incl. aceite) 43.8 43. .8 37. .5 43.8 MVBR5 (inc. aceite) 0 0 28 0 Caucho Natural 30 Aceite de procesamiento, aromático 41 41 35 28 Acido graso 3 3 3 3 Sílice7 85 85 85 85 Plastif icantes , resinas y ceras 3.5 3. 5 3. 5 3.5 g Agente de copulación 13.6 13. 6 13. 6 13.6 Etapa de Mezclado Productiva Oxido de zinc 2.5 2.5 2.5 2.5 g Antioxidantes 2.5 2.5 2.5 Azufre 1.4 1.4 1.4 1.4 Aceleradores tipo sulfena-mida y Guanidina 4 1) Un caucho de copolímero de isopreno/butadieno botenido de The Goodyear Tire & Rubber Company que tiene un con tenido de isopreno de alrededor de 50% y una Tg de apr ximadamente -45SC. 2) 'Un caucho de copolímero de isopreno/butadieno obtenido de The Goodyear Tire & Rubber Company que tiene un con tenido de isopreno de alrededor de 30% y una Tg de apr ximadamente -859C. 3) Un caucho de copolímero de estireno/butadieno preparad por polimerización de emulsión que contiene aproximada mente 23 por ciento de estireno como Plioflex 1712 de The Goodyear Tire & rubber Company. El caucho contení 37.5 phr de aceite de procesamiento de caucho. 4) Caucho de ci s- 1 ,4-pol ibutadieno obtenido como Budene ( 1254 de The Goodyear Tire & Rubber Company que tiene u contenido cis de alrededor de 95 por ciento y una Tg d aproximadamente -989C El caucho contenía 25 phr de aceite de procesamiento de caucho. 5) Pol ibutadieno de vinilo medio, que contiene aproximada mente 53 por ciento de vinilo, como Budene 1255 de The Goodyear Tire & Rubber Company y que tiene un Tg d alrededor de -55 C. El caucho contenía 37.5 phr de aceite de procesamiento de caucho. 6) Caucho natural (cis- 1 , 4-pol i i sopreno) que tiene una Tg de aproximadamente -62SC. 7) Una sílice obtenida como Zeosil 1165 MP de Rhone Pou- lene . 8) Obtenido como tetrasulfuro de bis-3-trietoxisi 1 i lpropi lo) (50% activo) comercialmente disponible como X50S d Degussa como una mezcla de 50/50 del tetrasulfuro con - negro de carbón N330 (considerado de esta manera 50% a tivo). Técnicamente, el tetrasulfuro se cree que es un polisulfuro de organosilano como un compuesto, o mezcla que tiene un número promedio de átomos de azufre en un puente de polisulfuro en una escala de alrededor de 3.5 a aproximadamente 4 átomos de azufre de conexión, aún - cuando el compuesto, o mezcla puede contener polisulfu- ros de organosilano individuales con alrededor de 2 a - aproximadamente 8 átomos de azufre de conexión. 9) Del tipo de diari lparafeni lendiamina y dihidro-trimetU quinol ina .

EJEMPLO II Se produjeron llantas de tamaño 195/165R15 con bandas -de rodamiento de composiciones de caucho mostradas como Muestras A y X del Ejemplo I, en la presente como se demostró en el Cuadro 1 y correspondientemente identificadas como llantas A y X. Las llantas se probaron mediante procedimientos convencionales de probado de llanta con los resultados mostrados en el siguiente Cuadro 2. La llanta de Control para este Ejemplo es la Llanta X, que utilizó la Muestra X de composición de caucho mencionada en el Ejemplo I en la presente. Los valores para la Llan_ ta X de Control se normalizaron a valores de 100 y los valores asociados para la Llanta A se mencionan con los valores comparatj_ vos a los valores para la Llanta X de Control. La clasificación más elevada indica mejor funcionamiento.

Cuadro 2 Valores de Pureba Llanta X (Control) Llanta A Resistencia a deslizamiento en húmedo 100 102 Resistencia a rodamiento 100 103 Desgaste de banda de rodamiento 100 111 Estos valores demuestran que las llantas que utilizaro las composiciones de caucho de banda de rodamiento de esta inven ción tienen resistencia al rodamiento, resistencia al deslizamie to en húmedo y desgaste de banda de rodamiento mejorados.

EJEMPLO III Se produjeron llantas de tamaño 195/65R15 con bandas d rodamiento de composiciones de caucho mostradas como Muestra B y X en el Cuadro 1 y se identificaron correspondientemente en la -presente como Llantas B y X. Las llantas se probaron mediante procedimientos conven cionales de prueba de llantas con los resultados mostrados en el siguiente Cuadro 3. La llanta de control para este Ejemplo en l Llanta X que utilizó la Muestra X de composición de caucho menci nada en el Ejemplo I en la presente. Los valores para la Llanta X de Control se normalizaron a valores de 100 y los valores para la llanta B se compararon con los mismos Cuadro 3 Valores de Prueba Llanta X (Control) Llanta B Compuesto de Banda de Roda miento Muestra X Muestra B Resistencia al deslizamiento en húmedo 100 97 Manejo en húmedo 100 100 Resistencia al rodamiento 100 101 Desgaste de banda de rodamiento 100 113 Funcionamiento en nieve 100 104 Funcionamiento en hielo 100 100 En general, el funcionamiento en invierno es una combi nación de pruebas subjetivas y objetivas en las que las llantas de prueba se monta sobre ruedas de llanta y se inflan a la pre-sión de operación para formar un conjunto de llanta/rueda de lla ta y cuatro de estos conjuntos montados como ruedas en un vehícu lo de prueba. El vehículo se maneja pro un conductor experiment do sobre condiciones naturales de nieve o hielo, según sea el ca so y, una evaluación de la llanta hecha por el conductor en cuan to a funcionamiento de la llanta para aceleración, frenado y man jo. La prueba de funcionamiento en nieve fue una combina-ción de pruebas subjetivas y objetivas realizadas por un conduc tor de prueba entrenado y es una prueba de aceleración, frenado manejo sobre nieve natural. La prueba de funcionamiento en hielo fue una prueba subjetiva y objetiva por un conductor de prueba entrenado y es una prueba de aceleración, frenado y manejo sobre hielo natural. Estos valores demuestran que la llanta que utilizó la composición de banda de rodamiento de esta invención tiene desga te de banda de rodamiento mejorado y funcionamiento en nieve mej rado con solamente una pequeña pérdida de resistencia al desliza miento en húmedo y un manejo en húmedo equivalente. De esta man ra, se proporciona una llanta que tiene un equilibrio de propieda des especialmente apropiadas para manejar bajo condiciones de invierno, tales como mejor funcionamiento en nieve, mientras que tiene manejo en húmedo equivalente.

EJEMPLO IV Se produjeron llantas de tamaño 195/65R15 con bandas de rodamiento de composiciones de caucho mostradas como Muestras B y C en el Cuadro 1 y correspondientemente identificadas en la presente como LLantas B y C. Para esta prueba, el compuesto de banda de rodamiento, Muestra B, se utilizó como control y su funcionamiento se norman zó a 100. Los valores para la Llanta C se compararon con los mi mos.

Cuadro 4 Valores de Pureba Llanta B Llanta C Compuesto de Banda de Rodamiento Muestra B Muestra C Resistencia al deslizamiento en húmedo 100 103 Resistencia al rodamiento 100 100 Desgaste de banda de rodamien_ to 100 105 Estos valores demuestran que la llanta que utilizó la composición de banda de rodamiento de esta invención puede sinto nizarse de acuerdo con el requisito de funcionamiento mediante v riación de los componentes de mezcla de polímero para mejorar la resistencia al deslizamiento en húmedo y el desgaste de banda de rodamiento sin pérdidas en resistencia al rodamiento. Aún cuando se han mostrado ciertas modalidades y deta lles representativos para el propósito de ilustrar la invención, será evidente a aquellos experimentados en este ramo que pueden -hacerse diversos cambios y modificaciones en la misma sin abandonar el espíritu o alcance de la invención.

Claims (10)

RE I V I N D I C A C I O N E S:

1.- Se proporciona una llanta neumática caracterizada porque tiene una banda de rodamiento de caucho comprendida de, basada en 100 partes en peso de caucho, (A) tres elastómeros a b se de dieno comprendidos de, basados en el caucho de la banda de rodamiento, (i) de alrededor de 20 a aproximadamente 50 phr de caucho de copolímero de isopreno/butadieno (IBR-1) que contiene de alrededor de 20 a aproximadamente 60 por ciento de isopreno y que tiene una Tg de alrededor de -35 a aproximadamente -509C, (ii) de alrededor de 20 a aproximadamente 50 phr de caucho de co polímero de isopreno/butadieno (IBR-2) que contiene de alrededor de 15 a aproximadamente 40 por ciento de isopreno y que tiene un Tg de alrededor de -659C a aproximadamente -S09C; en donde la T del IBR-2 es cuando menos 309C inferior que la Tg del I BR- 1 , y (iii) de alrededor de 20 a aproximadamente 50 phr de caucho de cis-1 ,4-pol ibutadieno (caucho de cis-BR) que tiene un contenido cis de alrededor de 90 a aproximadamente 99 por ciento y una Tg en una escala de alrededor de -859C a aproximadamente 105 Q C , (B) de alrededor de 30 a aproximadamente 110 phr de sílice precipita da, en partículas, (C)- cuando menos un copulador de sílice que tiene una fracción de silano reactiva con la superficie de la sí lice y una fracción interactiva con el elastómero, en una reía-ción en peso de sílice a copulador de alrededor de 8/1 a aproxim damente 20/1 y, (D) de alrededor de 5 a aproximadamente 50 phr d negro de carbón, en donde la relación en peso de sílice a negro de carbón es cuando menos 1/1 y, en donde el total de sílice y n gro de carbón es de alrededor de 40 a aproximadamente 120 phr.

2.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en l cláusula 1, caracterizada en que la sílice se caracteriza porque tien una área superficial BET en una escala de alrededor de 80 a aproximadamente 360 y un valor de absorción de DBP en una escala de alrededor de 150 a aproximadamente 350.

3.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en l cláusula 1, caracterizada en que la banda de rodamiento contiene tanto sílice como negro de carbón y la relación en peso de sílic a negro de carbón es de cuando menos 10/1.

4.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en l cláusula 1, caracterizada en que la banda de rodamiento contiene tanto sílice como negro de carbón y, la relación en peso de síli ce a negro de carbón está en una escala de alrededor de 4/1 a aproximadamente 20/1.

5.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en l cláusula 1, caracterizada en que el caucho de banda de rodamient también contiene de alrededor de 5 a aproximadamente 30 phr de cuando menos un elastómero adicional que tiene una Tg en una es cala de alrededor de -209C a aproximadamente -709C, seleccionado a partir de cuando menos uno de pol ibutadieno de vinilo medio (MVBR) con contenido de vinilo en una escala de 30 a 55 por cien to, butadieno de vinilo elevado (HVBR) con contenido de vinilo e una escala de 55 a 75 por ciento; 3 ,4-pol i i sopreno que tiene un Tg en una escala de alrededor de -209C a aproximadamente -509C y cis-1 ,4-pol i isopreno que tiene una Tg en una escala de alrededor de -609C a aproximadamente -709C.

6.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en l cláusula 1, caracterizada en que, para la banda de rodamiento lo rellenos de refuerzo de sílice y negro de carbón se ulizan como (i) sílice en una cantidad de alrededor de 50 a aproximadamente 100 phr con cantidades de negro de carbón en una escala de alred dor de 5 a aproximadamente 30 phr con un total de sílice y negro de carbón en una escala de alrededor de 70 a aproximadamente 105.

7.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en la cláusula 1 ó 6, caracterizada en que el copulador es un polisulfu ro de bis-3-(trietoxisi 1 i lpropi lo) que tiene un promedio de alre-dedord de 3.5 a aproximadamente 4 átomos de azufre de conexión en su puente de azufre.

8.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en la cláusula 1, caracterizada en que la sílice se caracteriza porque tiene una área superficial BET en una escala de alrededor de 100 a aproximadamente 200 y un valor de absorción DBP en una escala -de alrededor de 200 a aproximadamente 300, en donde la relación -en peso de sílice a negro de carbón está en una escala de alrededor de 4/1 a aproximadamente 20/1.

9.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en l cláusula 8, caracterizada en que el caucho de banda de rodamient también contiene de alrededor de 5 a aproximadamente 30 phr de cuandomenos un elastómero adicional que tiene una Tg en una esca la de alrededor de -20 SC a aproximadamente -709C seleccionado a partir de cuando menos uno de pol ibutadieno de vinilo medio (MVBR) con contenido de vinilo en una escala de 30 a 55 por cien to, butadieno de vinilo elevado (HVBR) con contenido de vinilo e una escala de 55 a 75 por ciento; 3, 4-pol i isopreno que tiene un Tg en una escala de alrededor de -209C a aproximadamente -50SC y cis- 1 ,4-pol i isopreno que tiene una Tg en una escala de alrededor de -609C a aproximadamente -709C.

10.- La llanta de conformidad con lo reivindicado en la cláusula 1, 5 ó 9, caracterizada en que el copulador es un po lisulfuro de bis-(trialcoxisi 1 i lalqui lo) que tiene de 2 a aproxi madamente 8 átomos de azufre de conexión en su puente de azufre.