MX2010007178A - Compuestos de pared lateral negra que contienen silice y neumaticos que comprenden los mismos. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan compuestos de pared lateral negra que contienen sílice de histéresis reducida que incluyen propiedades de mayor tenacidad, así como métodos para preparar los mismos, también se proporcionan neumáticos que comprenden los compuestos de pared lateral negra preparados de acuerdo con las modalidades de la presente.

Description

MPÜESTOS DE PARED LATE AL S3EGR& QUE €???S?¾¾?¾? SILI i^üm icos Qx COMPRENDED LOS ISMOS ASflTBCEDENTES DE LA IHVEHCIO Las composiciones de caucho para las ales de neumáticos típicamente incluyen orneros y pueden ser reforzados con, entre otras de humo. El negro de humo imparte propiedades be resistencia a la abrasión y conductividad elé algunas aplicaciones, sin embargo, puede ser d ir el contenido de negro de humo de la pared redúcir la histéresis de la pared lateral. La his na composición de caucho es removida de la tende omposición de caucho a generar calor intern ciones de servicio. La histéresis es un término ble en las composiciones de pared lateral de neu contenido de negro de humo puede dar como resul o de compuesto más bajo.

Las modalidades de la presente se relacion estos de pared lateral negros que contienen sil resis reducida que tienen propiedades de mayor y preparar los mismos. También se proporcionan neu comprenden los compuestos de pared lateral ne do con las modalidades de la presente.

SUMARIO DE Lft Z E^CZOH En una modalidad, se proporciona una comp usarse en una pared lateral de neumático, compre mposición, sobre la base de 100 partes en peso de ) : e sílice; y (C) de aproximadamente 0.4 hasta aproxima phr de un agente de acoplamiento de silano, do dad de agente de acoplamiento de silano imadamente 8% hasta aproximadamente 24% en peso de la En otra modalidad, se proporciona un neumát ende un componente de pared lateral de ne nizado, que comprende: aproximadamente 100 par de al menos un caucho componente del neu imadamente 40 partes en peso de negro de humo s en peso del caucho componente del neumáti imadamente 2 hasta aproximadamente 5 partes en e amorfa hidratada por 100 partes en peso del nente del neumático; de aproximadamente 0.4 imadamente 0.6 partes en peso de so del caucho componente del neumático.

En otra modalidad más, se proporcion sición de caucho a base de elastómero, que com orneros; negro de humo; sílice que tiene un pH de imadamente 6.5; y agente de acoplamiento de nte en una cantidad de aproximadamente 8% imadamente 24% en peso de la sílice, donde el n y la sílice están presentes en una cantidad agre de o igual a 45 partes en peso por 100 partes s elastómeros.

En otra modalidad más, se proporciona un preparar una composición de componente de pared eumático de alta tenacidad, de baja tan d, el ende: agregar a una composición de caucho; negro na cantidad de aproximadamente 40 partes en p DESCRIPCION DE ALLAD DE L IWm ClOW Las composiciones ejemplares gener enden elastómeros, cargas de refuerzo, y un age amiento de silano. Las composiciones pueden ser o un agente vulcanizante de azufre y varios act rocesamiento, incluyendo aceleradores.

Como se usa aquí, uphr" se refiere a las pa de un ingrediente por 100 partes en peso de cauch Los términos "caucho" y "elastomero" son us a intercambiable.

Elastómeros E eat lanas Cualquier elastomero de composición de cauch ncionalmente es potencialmente adecuado par siciones ejemplares. Los ejemplos no limitan os termoplásticos , de acuerdo con los términos em he Vanderbilt Rubber Handbook , Decimotercera ) . Esos elastómeros pueden contener una varie s funcionales, incluyendo, pero sin limitarse a, e, y grupos funcionales que contienen amina.

Las relaciones (con frecuencia expresada ón hasta 100 partes) de esas mezclas poliméricas uar a través del intervalo más amplio posible de propiedades viscoelásticas finales deseadas p esto de caucho polimerizado . Un experto en la t experimentación indebida, puede determinar fác s elastómeros y en que cantidades relativ iados para un intervalo de propiedades viscoel das resultantes.

En una modalidad, la composición puede siciones y métodos ejemplares pueden ser exclus o a base de EPD . En otra modalidad, las composic os ejemplares pueden ser exclusivas de copo enados de isoolefina y para-alquilestireno . E idad, las composiciones y métodos ejemplares pue sivas de caucho de estireno-butadieno, incluyendo rans estireno-butadieno superior. En otra modalid siciones y métodos ejemplares pueden ser exclus ornero de vinil polibutadieno superior.

Cargas de Refuerzo Ejempl res Las composiciones ejemplares son compuest s de refuerzo, incluyendo negro de humo y síli orneros pueden ser compuestos con todas las for de humo. El negro de humo puede estar prese ? 8 útiles pueden incluir negro de horno súper a , negros de horno de alta abrasión (HAF) , neg de extrusión rápida (FEF), negros de horno fino s de horno de súper abrasión intermedio (ISAF), orno de semirrefuerzo (SRF), negros de ca samiento medio, negros de canal de proces il, y negros de canal conductores. Otros negros ados pueden incluir negros de acetileno. Los ne representativos pueden incluir, por ejemplo, , SR530, SR511, SR401, SR315, SR310, SR303, , SR140, N774, N772, N762, ?ßß?, N650, N550, N358, N343, N339, N330, N326, N299, N234, N231, N220, N121, N120, y N110. Los negros de humo pueden e granulada o en una masa floculenta no granulada, idad, el negro de humo es un negro de humo de l e aproximadamente 32 m2/g hasta aproximadamente 40 H de la carga de sílice puede ser generalme imadamente 5.5 hasta aproximadamente 7 o lige ior .

La sílice puede ser usada en una canti imadamente 2 hasta aproximadamente 15 phr, imadamente 2 hasta aproximadamente 10 phr, imadamente 2 hasta aproximadamente 5 phr, imadamente 2 a menos de 5 phr. Algunas de las cialmente disponible que pueden ser usadas in no se limitan a, Hi-Sil® 190G, Hi-Sil® 210, Hi-Si l® 233, Hi-Sil® 243, y similares, producidas p tries (Pittsburgh, PA) . También está disponi o sílices de grados comerciales diferentes nibles de Degussa Corporation (Piscataway, NJ pitados prehidroprobados, particulados. En idad, las composiciones y métodos ejemplares pue sivas de una composición de almidón/plastifican modalidad, las composiciones y métodos ejemplares exclusivas de ácido ditiopropiónico, ácido benz salicilico.

Agentes de Acoplamiento de Silano lg erapl&ges Los agentes de acoplamiento de sílice pued s para unir químicamente la sílice al caucho. H manera general, puede ser usado cualquier ncional de agente de acoplamiento de sílice, íos que tienen un silano y un componente o ituyente que puede reaccionar con el cularmente un caucho vulcanizable azufre. El age oxisilano, y vinil tris (ß-metoxietil) silan al, los agentes de acoplamiento de silano ner un componente de polisulfuro, o una estructur ejemplo, un bis ( 3-alcoxisililalquil ) polisulfuro radicales alquilo para el grupo alcoxi son selecc adicales metilo y etilo, el radical alquilo p ón de silano son seleccionados de radicales lo, y butilo, y el puente de polisulfuro contie a 6, y un promedio de 2.1 a 2.8, átomos de azufre a 8, y un promedio de 3.5 a 4.5 átomos de azu ío representativo de ese agente de acoplamiento ietoxisililpropil ) -polisulfuro que tiene: (a) de promedio de 2.1 a 2.8 átomos de azufre en su isulfúrico; o (b) de 2 a 8, y un promedio de 3. s de azufre en su puente polidisulfúrico . Los e n variar, pero generalmente es de aproximadame aproximadamente 24%, o de aproximadamente 10% imadamente 24% en peso sobre la base del peso t lice .

Componentes d® Composición d© Caucho Ejemplares La composición de caucho puede ser compues ío, mezclando los diferentes cauchos constit nizables con azufre con varios materiales a mente usados como, por ejemplo, adyuvantes del el azufre, activadores, retardantes, y aceler vos de procesamiento, como aceites, resinas inc as adherentes, sílices, y plastificantes, ntos, ácidos grasos, óxido de zinc, ceras, antiox iozonantes, agentes peptizantes y materiales de r as 344-346. Las cantidades típicas de antiozo N- (1, 3-dimetilbutil) -N' -fenil-l, 4-bencendiamina comprender de aproximadamente 1 hasta 5 ph dades típicas de ácidos grasos, si se usan, los n incluir ácido esteárico, pueden comprend imadamente 0.5 hasta aproximadamente 3 phr dades típicas de óxido de zinc pueden compren imadamente 1 hasta aproximadamente 5 phr. Las can as de ceras puede comprender de aproximadamente imadamente 5 phr. Con frecuencia se usan cristalinas . Las cantidades típicas de peptizante ender de aproximadamente 0.1 hasta aproximadam Los peptizantes típicos pueden ser, por e clorotiofenol y disulfuro de dibenzamidodifenil antes de proceso, como la resina f Son usados aceleradores para controlar el temperatura requerida para la vulcanización ar las propiedades del vulcanizado. En una mod ser usado un solo sistema de acelerador, es de rador primario. Un acelerador primario es us dades totales que fluctúan de aproximadamente 0. imadamente 4 phr. En otra modalidad, pueden ser naciones de un acelerador primario y uno secunda celerador secundario siendo usado en cantidad ñas (de aproximadamente 0.05 hasta aproximadam para activar y para mejorar las propiedad nizado. Además, pueden ser usados aceleradores de dada los cuales no sean afectados por las tempe procesamiento normales, pero produzcan un factorio a temperaturas de vulcanización c ptobenzotiazol (MBT) , y disulfuro de dibenz ), y pueden estar presentes en una canti imadamente 0.8 hasta aproximadamente 1.2 partes 100 partes en peso del caucho componente del neu na modalidad, la cantidad de acelerador de benz ser de aproximadamente 30% hasta aproximadamente de un agente vulcanizante de azufre.

En una modalidad ejemplar, se proporció sición para usarse en una pared lateral del neu endiendo la composición sobre la base de 100 pa de caucho (phr) : (A) elastomeros comprendidos de: (1) de aproximadamente 35 hasta aproximadam e caucho natural de cis-1,4- poliisopreno, y (2) de aproximadamente 55 hasta aproximadam imadamente 8% hasta aproximadamente 24% en peso e .

La composición puede además comprend imadamente 0.5 hasta aproximadamente 4 phr de un nizante de azufre y de aproximadamente 0.8 imadamente 1.2 phr de un acelerador de benzo la cantidad de acelerador benzotiazol puede imadamente 30% hasta aproximadamente 60% en pe e vulcanizante de azufre. En una modalidad, el nizante de azufre puede estar presente en una c proximadamente 2 hasta aproximadamente 2.7 phr rador de benzotiazol puede estar presente en la c roximadamente 1.0 hasta aproximadamente 1.2 phr.

En una modalidad, el caucho natural de c sopreno está presente en la cantidad de aproxima oplamiento de silano es bis- [ 3- ( trietoxisilil ) -p furo. En una modalidad, la sílice amorfa hidratad de más de aproximadamente 6. En otra modalidad, os componentes que comprenden la carga de refue que o igual a 45 phr. En una modalidad, el ne tiene un índice de yodo de aproximadamente 43 y ibutilftalato de aproximadamente 121. En una mod ílice amorfa hidratada tiene un área superficial proximadamente 200 m2/g. También se proporci tico, teniendo el neumático al menos una porci ón de una pared lateral como la composición ej En otra modalidad, se proporciona un neu endiendo el neumático un componente de pared late tico vulcanizado, que comprende: aproximadamen s por peso de al menos un caucho componen e amorfa hidratada; de aproximadamente 1.0 imadamente 1.2 partes en peso de N-ciclo tiazol sulfonamida o N-ter-butil-2-benz namida por 100 partes en peso del caucho compone tico, y de aproximadamente 2 hasta aproximadame s en peso del agente vulcanizante de azufre p s en peso de caucho componente del neumático.

En una modalidad alternativa, se proporcio sición de caucho a base de elastómero, que com orneros; negro de humo; sílice amorfa hidratada qu H de más de aproximadamente 6; y un age amiento de silano, presente en una canti imadamente de 8% hasta aproximadamente 24% en pes e amorfa hidratada, donde el negro de humo y la a hidratada están presentes en una cantidad co tenacidad, baja tan 6, el método comprende: agr omposición de caucho: negro de humo en una cant imadamente 40 partes en peso de caucho; sílice tada en una cantidad de aproximadamente 2 imadamente 5 partes en peso de caucho; y un age amiento de silano en una cantidad aproximadame aproximadamente 24% en peso de la sílice tada; y curar la composición de caucho. En el iar, el curado puede comprender curar con un nizante de azufre y un acelerador de benzotiazol, cantidad de acelerador de benzotiazol pued imadamente 30% hasta aproximadamente 60% en pe e vulcanizante de azufre.

EJEMPLOS amiento de silano. El ejemplo comparativo B da muestra control, que tiene un contenido de n igual a los Ejemplos 1-4 (40 phr), pero que no e o agente de acoplamiento de silano. Los ejempl ersiones modificadas de los ejemplos comparativos de los cuales contiene de 5 a 15 phr de sílice y phr de agente de acoplamiento de silano.

Las composiciones fueron mezcladas en dos la primera etapa de mezclado no productiv dientes fueron mezclados apropiadamente 120 segu temperatura de aproximadamente 155°C. La composic o resultante fue mezclada con curantes de az radores a una temperatura máxima de 77 °C imadamente 145 segundos en una etapa de m ctiva, final.

R 65 o de Humo 55 40 40 40 40 vantes de 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 esamiento o Esteárico 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 degradantes 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 o de Zinc 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 cés nas 7 7 7 7 7 rentes ce 5 5 10 [3- 0.4 0.6 0.8 etoxisilil ) - btuvieron por medio de un probador viscoelástico pécimen que tiene un ancho de 4.7 mm y una dista il a mandril de 10 mm (longitud del espécimen en iles) . El probador viscoelástico colocado mación o alargamiento inicial sobre el espécimen y operó a una frecuencia de 52 Hz y una deform amiento del 1%. Las propiedades de tracción o, rompimiento a la tracción y alargamie miento fueron obtenidos usando el procedimiento e ito en ASTM-D412.

TABL 2 piedades COSQ£> . Coxn . EJ. 1 j . 2 ??. 3 isicas ? B d 6962 4173 7121 6495 6875 OO°C(i^a) 8.8 5.3 6.9 7.0 7.6 100°C (%) 448 282 354 357 379 »c x EBioo°c 3928 1502 2452 2501 2899 Rebote ick 58.7 71.2 67.8 67.8 67.7 64.0 75.8 73.0 72.8 73.2 c 67.0 78.0 75.4 75.4 75.4 xnetro e 49.5 50.1 50.3 50.00 50.6 3.28 3.48 3.24 3.17 3.06 (min) 2.71 3.03 2.72 2.70 2.63 (min) 3.96 4.05 3.86 3.78 3.66 (min) 6.38 5.79 5.83 5.57 5.44 d@ ML 0.669 0.785 0.779 0.777 0.764 d@ MH 0.059 0.020 0.027 0.027 0.026 Como puede observarse de los datos contenido 2, las propiedades físicas del compuesto de al negra son afectadas por la presencia y can ivas de sílice y agente de acoplamiento de sil tró, de manera impredecible, que el Ejemplo Comp ne un valor de tan d relativamente alto, indica resis relativamente alta. Se encontró, de cible, que el Ejemplo Comparativo B tiene una his icaciones adicionales serán fácilmente evide íos los expertos en la técnica. Por lo tan ción, en sus aspectos más amplios, no se limita ies específicos y ejemplos ilustrativos mostr itos. En consecuencia, uno puede apartarse d ies sin apartarse del espíritu o alcance del c tivo general de la solicitante. Un experto en la ocerá fácilmente que la optimización o manipulac uiera de esas variables puede o requerirá hacer anipulación de una o más de las otras variables, uier optimización y manipulación está dentr itu y alcance de las modalidades de la presente.

No obstante que los intervalos y par icos exponen el más amplio alcance de la invenc imaciones, los valores numéricos expuestos ies. De este modo, esta solicitud pretende abar aciones, modificaciones y variaciones que caigan alcance de las reivindicaciones anexas. La desc ior no significa que se limite el alcance ción. Más bien, el alcance de la invención será l as reivindicaciones anexas y sus equivalentes.

Finalmente, el grado en que el término Minc incluye" sea empleado en la descripción detallada ndicaciones, se pretende que sea inclusiva en una ar al término "que comprende", como se interpr no cuando se emplea como una palabra de transi reivindicación. Además, en el grado en el que el ea empleado en las reivindicaciones (por ejemplo, nde significar "A o B o ambos". Cuando las solic nda indicar "únicamente A o B, pero no ambas", e

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antec ma como propiedad lo contenido en las sig ndicaciones. 1. Una composición para usarse en una pared umático, que comprende, sobre la base de 100 pa de caucho (phr) : (A) elastomeros comprendidos de: (1) de 35 a 45 phr de caucho natural de c sopreno; y (2) de 55 a 65 phr de caucho cis-polibutadien (B) de 32 hasta menos de 55 phr de ca rzo comprendida de: (1) de más de 30 phr a 50 phr de negro de hum (2) de 2 a menos de 10 phr de sílice; y ndicación 2, caracterizada porque el agente vulca ufre está presente en una cantidad de 2 a 2.7 ph rador de bezotiazol está presente en una cantidad phr . 4. La composición de conformidad c ndicación 1, caracterizada porque el caucho nat , -poliisopreno está presente en una cantid imadamente 35 phr y el caucho de cis-polibutadie nte en una cantidad de aproximadamente 65 phr. 5. La composición de conformidad c ndicación 1, caracterizada porque el caucho d utadieno es catalizado con neodinio. 6. La composición de conformidad c ndicación 1, caracterizada porque el negro de hu nte en una cantidad de aproximadamente 40 phr comprendida de 30 a 40 phr de negro de humo . 10. La composición de conformidad c ndicación 1, caracterizada porque el negro de cionado de al menos uno del negro de humo grado 11. La composición de conformidad c ndicación 1, caracterizada porque el agen amiento de silano comprende bis- [ 3- ( trietoxi l] -disulfuro. 12. La composición de conformidad c ndicación 1, caracterizada porque la suma nentes que comprenden la carga de refuerzo es me al a 45 phr. 13. La composición de conformidad c ndicación 1, caracterizada porque negro de humo t 17. Un neumático que comprende un compone lateral en el neumático vulcanizado, caract e comprende: aproximadamente 100 partes en peso de al me o componente del neumático; aproximadamente 40 partes en peso de negro 00 partes en peso del caucho componente del neumát de 2 a 5 partes en peso de sílice amorfa hi 00 partes en peso del caucho componente del neumát de aproximadamente 0.4 hasta aproximadamen s en peso de bis- [3- ( trialcoxisilil ) -propil] -poli 100 partes en peso del caucho componente del neu la cantidad de bis- [ 3- ( trialcoxisilil ) -p ulfuro es de aproximadamente 8% hasta aproxima n peso de la sílice amorfa hidratada; menos de aproximadamente 0.11, caracterizado po de tan d se obtiene usando un probador viscoe pera a una frecuencia de 52 Hz. 19. El neumático de conformidad c ndicación 17, teniendo el componente de la pared neumático una resistencia a la tracción a 10°C plicada por el alargamiento al rompimiento a 100 roximadamente 2,500, caracterizado porque la resi tracción y alargamiento al rompimiento son medi do con ASTM D-412. 20. El neumático de conformidad c ndicación 17, teniendo el componente de la pared neumático un alargamiento al rompimiento a 10 imadamente 350%, caracterizado porque el alargami miento es medido de acuerdo con ASTM D-412. presentes: (i) en una relación de aproximadam s en peso de negro de humo a 1 parte en peso de ) una cantidad agregada de menos de o igual a 45 so por 100 partes en peso de los elastómeros. 22. La composición de conformidad c ndicación 21, caracterizada porque comprende adem un agente vulcanizante de azufre; y un acelerador de benzotiazol, presente dad de 30% a 60% en peso del agente vulcaniza e . 23. Un neumático, caracterizado porque ti una porción de una pared lateral como la composi rmidad con la reivindicación 22. 24. Método para preparar una composic nente de pared lateral de neumático de alta ten caracterizada porque el curado comprende curar e vulcanizante de azufre un acelerador de benzo la cantidad del acelerador de benzotiazol es de n peso del agente vulcanizante de azufre.