MXPA00008328A - Composicion mejorada de polimeros y proceso para producir vulcanizados de la misma - Google Patents

Abstract

Se describe una composición de polímeroútil para producir un vulcanizado que tiene propiedades mejoradas de envejecimiento en aire caliente. El primer componente es un polímero que tiene una cadena principal de polímero derivada de:(1) al menos aproximadamente 30%en peso de un primer monómero que introduce al menos uno de un carbono secundario y un carbono terciario en la cadena principal de polímero, y (11) desde o hasta aproximadamente 70 en peso de al menos otro monómero. El segundo monómero es una sal de una base fuerte y unácido débil, comprendiendo la sal un metal seleccionado del Grupo I de la Tabla Periódica de los Elementos. Las composiciones de polímero pueden comprender, además, ingredientes opcionales, tales como uno o más de:un sistema de vulcanización, una policarbodiimida y una substancia de carga.

Description

COMPOSICIÓN MEJORADA DE POLÍMEROS Y PROCESO PARA PRODUCIR VULCANIZADOS DE LA MISMA La presente invención se refiere a una composición de i mejorada de polímeros y a un proceso para producir vulcanizados de la misma. Más particularmente, en uno de sus aspectos, la presente invención se refiere a una composición de caucho que tiene características mejoradas de envejecimiento en aire caliente. En todavía otro de sus ) aspectos, la presente invención se refiere a un método para mejorar las características de envejecimiento en aire caliente de un vulcanizado de polímero. Los efectos de las condiciones de oxidación sobre los vulcanizados obtenidos a partir de polímeros han sido un problema durante mucho tiempo, particularmente en aplicaciones donde los vulcanizados están expuestos a temperaturas elevadas durante periodos de tiempo extendidos. Una variedad de métodos han sido desarrollados en la técnica en un intento por resolver este problema. Se conoce que, en composiciones que comprenden polímeros basados en un monómero que da como resultado una espina dorsal de polímero que tiene unidades repetidas incluyendo al menos un enlace de carbono-hidrógeno (es decir, unidades de repetición tienen un carbono secundario o terciario) , el ataque termo-oxidativo iniciado por un mecanismo radical es muy relevante en el deterioro de las propiedades útiles de tales composiciones durante el envejecimiento oxidativo. Ver, por ejemplo: 1. S. Bhattacharjee, A.K. Bhcwmick y B.N. Avasthi : "Degradation of Hydrogenated Nitrile Rubber" ; Polymer Degradation and Stability, 31, 71-87 (1991) ; y 2. K.C. Smith y B.S. Tripathy: "HNBR and Long Term Serviceability in Modern Automotive Lubricants"; Rubber World, 217 (5), 28-45 (1998).

Durante el proceso de degradación oxidativa localizado en tales enlaces de carbono-hidrógeno, entre otras substancias, se introducen funcionalidades de hidroperóxido, alcohol, ceto, aldehido y ácido carboxílico dentro de la cadena principal del polímero (referida también como la "columna vertebral del polímero") . Esto da como resultado con frecuencia reacciones de excisión o de reticulación de la cadena del polímero, que conducen a cambios y deterioro de las propiedades útiles de la composición, tales como resistencia a la tracción, dureza, rigidez estática y dinámica, alargamiento a rotura, ajuste por compresión, etc.

Las reacciones termo-oxidativas, como se describen anteriormente, son reacciones de cadena autocatalítica, donde los radicales reactivos son regenerados dentro de la cascada de reacción. Se conoce en la técnica añadir substancias (denominadas con frecuencia antioxidantes) a las composiciones de polímero para facilitar la destrucción de radicales o de intermedios reactivos producidos durante el proceso de oxidación del polímero (tales como hidroperóxidos) , mejorando por lo tanto la resistencia al envejecimiento en calor oxidativo de las composiciones. Los ejemplos no limitativos de antioxidantes útiles pueden seleccionarse a partir del grupo que comprende fenoles impedidos, derivados de p-fenileno diamina, derivados de qumolina y mezclas de los mismos. Fosfitos, ditiofosfatos, ditiocarbamatos y derivados de mercarptoimidazol se emplean comúnmente también como antioxidantes. Estas substancias onan con frecuencia tanto átomos de hidrógeno como otros radicales y, durante el proceso de oxidación de polímero: (i) son convertidos en radicales no reactivos propiamente dichos; (ii) bloquean ciertas reacciones que conducen a la producción de radicales libres (por ejemplo, captura de metal pesado) y/o (iii) favorecen las reacciones de intermedios reactivos que conducen a la producción de productos de reacción no radicales (por ejemplo, agentes de descomposición de hidroperóxido) .

En muchos casos, para conseguir sus propiedades deseadas, las composiciones de caucho son endurecidas con un sistema de reticulación seleccionado de forma convencional a partir del grupo que comprende azufre, compuestos donadores de azufre y/o un sistema de peróxido. Se conoce en la técnica que la interferencia de antioxidantes con sistemas de endurecimiento presentan con frecuencia un problema mayor. La reacción de los antioxidantes con sistemas de endurecimiento puede conducir a un deterioro significativo del estado deseado de endurecimiento de la composición. El agotamiento completo o parcial del antioxidante en la composición durante c.J endurecimiento es probable que se produzca cuando el sistema de endurecimiento genera radicales durante la vulcanización. Por consiguiente, permanece una necesidad en la técnica para mejorar los sistemas antioxidantes de una manera que ofrezcan protección contra el envejecimiento con calor oxidativo deseable sin interferencia perjudicial con sistemas de endurecimiento y, lo que es más importante, sin pérdida parcial o completa de la actividad antioxidante debida a i ^acción química en el estado de vulcanización. Un objeto de la presente invención es evitar o mitigar ni menos uno de los inconvenientes mencionados anteriormente de la técnica anterior. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una composición de polímero nueva. Otro objeto todavía de la presente invención es proporcionar un proceso nuevo para producir un vulcanizado de polímero . Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un método nuevo para mejorar las características de envejecimiento en aire caliente de un vulcanizado de polímero . Por consiguiente, en uno de sus aspectos, la presente invención proporciona una composición de polímero que comprende : un polímero que tiene una cadena principal de polímero derivada de: (i) al menos aproximadamente 30 % en peso de un primer monómero que introduce al menos uno de un carbono secundario y un carbono terciario a la cadena principal de polímero, y (ii) desde 0 hasta aproximadamente 70 % en peso de al menos otro monómero; y una sal de una base fuerte y un ácido débil, comprendiendo la sal un metal seleccionado del Grupo I de la Tabla Periódica de los Elementos. En otro de sus aspectos, la presente invención proporciona un método para mejorar las características de envejecimiento en aire caliente de un polímero que comprende 1 t.s etapas de : mezclar (A) un polímero que tiene una cadena principal de polímero derivada de: (i) al menos aproximadamente 30 % en peso de un primer monómero que introduce al menos uno de un ( arbono secundario y un carbono terciario en la cadena principal de polímero, y (11) desde 0 hasta aproximadamente /O % en peso de al menos otro monómero: y (B) una sal de una base fuerte y un ácido débil, comprendiendo la sal un metal eleccionado del Grupo I de la Tabla Periódica de los Elementos : y vulcanizar la composición de polímero. Por lo tanto, se ha descubierto que la incorporación de un aditivo particular en una composición de polímero da como resultado una mejora sorprendente e inesperada en la resistencia al envejecimiento en calor oxidativo de la omposición evitando o mitigando de esta manera un efecto perjudicial sobre la acción de un sistema de vulcanización utilizado para endurecer la composición de polímero. El aditivo particular es una sal de una base fuerte y un ácido débil, comprendiendo la sal un metal seleccionado del Grupo I de la Tabla Periódica de los Elementos. La presente composición de polímero es útil para producir un vulcanizado que tiene propiedades físicas mejoradas Más específicamente, los vulcanizados producidos a partir de la presente composición de polímero pueden caracterizarse por mejoras (es decir, en comparación con un vulcanizado producido sin el aditivo) en una o más de las siguientes propiedades: Envejecimiento en aire caliente: Envejecimiento en fluido caliente Ajuste de compresión envejecido: Módulo elástico dinámico envejecido (EN) : Módulo viscoso dinámico envejecido (EO) : Módulo estático envejecido; y Propiedades envejecidas a baja temperatura. Incluso más específicamente, los vulcanizados producidos a partir de la presente composición de polímero tienen un envejecimiento mejorado en aire caliente. Esto da como resultado una reducción del deterioro del polímero y puede acompañarse por mejoras en una o más de las otras propiedades indicadas anteriormente. Las formas de realización de la presente invención se describirán con referencia a la Figura que se acompaña, en la que se ilustran características comparativas de envejecimiento en aire caliente entre vulcanizados de polímero de la invención y un vulcanizado de polímero convencional . Por lo tanto, la composición de polímero presente comprende dos componentes . El primer componente de la presente composición de polímero es un polímero que tiene una cadena principal de polímero derivada de: (i) al menos aproximadamente 30 % en peso de un primer monómero que introduce al menos uno de un rarbono secundario y un carbono terciario en la cadena principal de polímero, y (ii) desde 0 hasta aproximadamente 70 % en peso de al menos otro monómero. Como se utiliza a lo largo de esta memoria descriptiva, el término "polímero" está destinado para tener un significado amplio y significa que abarca cualquier polímero que tiene una cadena principal de polímero que comprende al menos un carbono secundario o terciario. Los expertos en la i" técnica entenderán que un carbono secundario es un átomo de carbono que tienen dos átomos de hidrógeno unidos a él mientras que un carbono terciario es un átomo de carbono que liene un átomo de hidrógeno unido al mismo. El polímero puede ser un homopolímero, un copolímero, un terpolímero y similares. También es posible utilizar una mezcla de polímeros, con tal que al menos un polímero en la mezcla Lenga las propiedades de cadena principal del polímero descritas anteriormente. El polímero adecuado para uso aquí puede ser un elastómero (por ejemplo, un caucho de hidrocarburo), un polímero injertado o polímero de bloques de monómeros que tienen al menos un enlace etilénicamente insaturado y polimepzable a través de esta insaturación, y similares. Los elastómeros son bien conocidos por los técnicos en la materia. Ejemplos no limitativos de elastómeros adecuados pueden seleccionarse a partir del grupo que comprende caucho natural (NR) , caucho cis-1 , 4-poliisopreno (IR), caucho de polibutadieno (BR) , caucho de estireno-butadieno (SBR) , caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR) , caucho de acrilonitrilo-butadieno hidrogenado (HNBR) , otros copolímeros de HNBR, terpolímeros de HNBR (incluyendo terpolímeros de acrilonitplo hidrogenado, butadieno, éster de ácido rarboxílico msaturado) , caucho de monómero de etileno-propileno (EPM) , caucho de monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM) , caucho de etileno-acetato de vinilo (EVM) y similares . No obstante, sujetas a compatibilidad, pueden utilizarse aquí mezclas de dos o más de cualquiera de los polímeros precedentes . Preferiblemente, el polímero utilizado en la presente composición de polímero es un elastómero. Más preferiblemente, el elastómero está seleccionado del grupo que comprende : Copolímero de etileno-propileno; Terpolímero de etileno-propileno-dieno no conjugado; Copolímero de etileno acetato de vinilo; Copolímero de nitrilo insaturado/dieno conjugado; Copolímero de nitrilo insaturado hidrogenado/dieno con ugado; Terpolímero de nitrilo insaturado/dieno conjugado/ monómero insaturado etilénicamente; Terpolímero de nitrilo insaturado hidrogenado/dieno conjugado/monómero insaturado etilénicamente; Copolímero de estireno/dieno conjugado; Copolímero estireno hidrogenado/dieno conjugado; Poliisopreno Caucho natural ; Polibutadieno; y mezclas de los mismos.

Estos elastoméros son bien conocidos en la técnica y están disponibles fácilmente o pueden producirse por una persona cualificada en la técnica. Se conoce en la técnica que los elastómeros, tales como los elastómeros preferidos indicados anteriormente, pueden contener cantidades pequeñas de antioxidantes (típicamente inferiores a 0,5 partes en peso), que se añaden durante el proceso de fabricación de los polímeros principalmente para incrementar su vida de conservación. El segundo componente es una sal de una base fuerte y un ácido débil, comprendiendo la sal un metal seleccionado del Grupo I de la Tabla Periódica de los Elementos.

Ejemplos no limitativos de los ácidos débiles útiles en 1 a producción de la sal mencionada anteriormente pueden seleccionarse a partir del grupo que comprende ácido carboxíllco, ácidos grasos de C?-C30; ácido tetra (acético) de etileno diamma, ácido fosfórico y mezclas de los mismos. La sal preferida para uso en la presente composición de polímero i lede seleccionarse a partir del grupo que comprende carbonato de sodio, carbonato de potasio, estearato de sodio, estearato de potasio y mezclas de los mismos. La sal más preferida para uso en la presente composición de polímero es carbonato de sodio. Preferiblemente, la sal está presente en la composición de polímero en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 50 partes en peso, preferiblemente en el intervalo desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 partes en peso, más preferiblemente en el intervalo desde aproximadamente 2,5 hasta aproximadamente 7,5 partes en peso. Opcionalmente, la presente composición de polímero comprende adicionalmente una carbodiimida, una policarbodnmida o mezclas de las mismas. La carbodiimida tá disponible comercialmente bajo los nombres comerciales Rhenogram™ P50 y Stabaxol™ P. Este ingrediente puede utilizarse en la presente composición de polímero en una t zantidad en el intervalo desde 0 hasta aproximadamente 15 partes en peso, más preferiblemente en el intervalo desde 0 hasta aproximadamente 10 partes en peso, incluso más preferiblemente en el intervalo de desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 2 partes en peso. Preferiblemente, la presente composición de polímero comprende adicionalmente un sistema de vulcanización. La elección y la cantidad del sistema de vulcanización depende de un número de factores, incluyendo la elección del componente polímero, la aplicación pretendida del vulcanizado y similares. Preferiblemente, el sistema de vulcanización está seleccionado a partir del grupo que comprende azufre, un sistema de endurecimiento donador de azufre y un compuesto peróxido . Los ejemplos no limitativos de sistemas de endurecimiento donadores de azufre útiles pueden seleccionarse del grupo que comprende compuestos tiuram ((ales como tiuramdisulfuro de tetrametilo, tiuramdisulfuro de tetraetilo, tiuram onosulfuro de tetrametilo y similares) , y compuestos morfolma (tales como disulfuro de morfolina y , ímilares) . Adicionalmente, es posible utilizar ditiobis (caprolactama) en un sistema de endurecimiento donador de azufre. La cantidad útil de azufre o el compuesto donador de azufre está preferiblemente en el intervalo de .iproximadamente 0,1 a aproximadamente 5 partes en peso. Como se conoce en la técnica, cuando el agente de vulcanización es azufre o un sistema de endurecimiento donador de azufre, es convencional incluir un acelerador de vulcanización. Ejemplos no limitativos de aceleradores de vulcanización útiles pueden seleccionarse a partir del grupo que comprende compuestos tlazol (tales como 2-mercaptobenzotiazol [MBT] , ditiobis mercaptobenzotiazol rMBTS] y similares) , compuestos de sulfenamida (tales como N- clohex?l-2 -benzotiazil sulfenamida y similares), ditiocarbamatos (tales como cmc-dibutil ditiocarbamato) y mezclas de los mismos. Tales aceleradores de la vulcanización se utilizan preferiblemente en una cantidad en el intervalo de 0,5 a 5 partes en peso. Adicionalmente, se conoce utilizar óxidos de metales, tales como óxido de cinc, óxido de magnesio y similares, así como ácidos tales como ácido esteárico, activadores de endurecimiento en estos sistemas de vulcanización . Como se ha indicado anteriormente, el sistema de vulcanización puede comprender un compuesto peróxido, ¡ referiblemente un peróxido orgánico. Ejemplos no limitativos de compuestos de peróxido orgánicos pueden seleccionarse a partir del grupo que comprende peróxido de dicumilo, peróxido de benzoilo, 2 , 5-dimetil-2 , 5-di (t-butilperoxi) -hexano, 2,2'-bis (tert-butilperoxidiisopropil benceno, t-butil peroxibenzoato y similares. Otros compuestos de peróxido útiles serán evidente inmediatamente por los técnicos en la materia . El peróxido orgánico utilizado está preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 15 partes en peso, preferiblemente en el intervalo de desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 8 partes en peso. Cuando el sistema de vulcanización comprende un peróxido orgánico, se conoce incluir un coagente junto con el mismo. P'-efepblemente, el coagente actúa como un monómero polifuncional. Ejemplos no limitativos de tales coagentes adecuados pueden seleccionarse a partir del grupo que comprende trialil cianurato, trialil isocianurato, trimetilolpropano trimetacrilato, etileno dimetacrilato, toluileno bismaleimida y similares. Preferiblemente, el coagente se utiliza en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10 partes en peso. Preferiblemente, la presente composición de polímero comprende una substancia de carga. La naturaleza de la substancia de carga no está limitada particularmente y la elección de substancias de carga adecuadas está dentro de los conocimientos de un técnico en la materia. Ejemplos no limitativos de substancias de carga adecuadas incluyen negro fie carbón (por ejemplo, FEF, MT, GPF y SRF) , arcillas, dióxido de titanio, substancias de carga de sílice (con o sin silanos insaturados) , carbonato de calcio, talco (silicato de magnesio) y similares. La cantidad de substancia de carga es convencional. Preferiblemente, la substancia de carga está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 200 partes en peso por cien partes en peso del polímero. Más preferiblemente, la substancia de carga está presente en una cantidad desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 100 partes en peso por cien partes en peso del polímero. Más preferiblemente, la substancia de carga está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 40 hasta aproximadamente 80 partes en peso por cien partes en peso del polímero. En el presente proceso, el polímero, la substancia de czarga (como se indica anteriormente, el uso de una substancia de carga es opcional) , el aditivo y el sistema de vulcanización pueden mezclarse de cualquier manera convencional conocida en la técnica. Por ejemplo, esta composición de polímero puede mezclarse en un molino de caucho de dos rodillos o una mezcladora interna. Por lo tanto, la composición de polímero se mezcla de una manera convencional y la temperatura de la misma durante i i mezcla se mantiene como se conoce en la técnica. En el presente proceso, se prefiere calentar la composición de polímero para formar vulcanizados utilizando procedimientos convencionales bien conocidos en la técnica. Preferiblemente, la composición de polímero se calienta a una t zmperatura en el intervalo de desde aproximadamente 130° hasta aproximadamente 200°C, preferiblemente desde aproximadamente 140° hasta aproximadamente 190°C, más particularmente desde aproximadamente 150° hasta aproximadamente 180°C. Preferiblemente, el calentamiento es realizado durante un periodo de tiempo de aproximadamente 1 minuto hasta i aproximadamente 15 horas, más preferiblemente desde aproximadamente 5 minutos hasta aproximadamente 30 minutos. Varios métodos de endurecimiento posterior, como se conoce en La técnica, pueden utilizarse para completar la etapa de vulcanización. ) En muchos casos, la presente composición de polímero comprenderá adicionalmente un antioxidante. Ejemplos no limitativos de compuestos antioxidantes útiles pueden seleccionarse a partir del grupo que comprende difenilaminas alquiladas (tales como difenil amina estirenada y similares) , estabilizadores de tipo quinolina (tales como polímero 2,2,4- trimetil-1 , 2 -dihidroquinolina y similares), m rcaptobencimidazoles (tales como sales de cinc de metilmercaptobencimidal) y similares. Con sistemas de vulcanización que contienen azufre, pueden utilizarse también derivados de fenileno diamina (tales como N-fenil-N' - i sopropil-p-fenileno diamina y similares) así como fenoles esféricamente impedidos (tales como tolueno hidroxi butilado y similares) . La cantidad de antioxidante utilizado está dentro de los conocimientos de un técnico en la materia. Otros ingredientes de composición convencionales pueden incluirse también mezclándose con el copolímero de la manera convencional . Otros ingredientes de composición de este tipo se utilizan para sus propósitos convencionales e incluyen activadores tales como óxido de cinc y óxido de magnesio; acido esteárico; plastificantes; adyuvantes de procesamiento; agentes de refuerzo; promotores y retardadores en cantidades bien conocidas en la técnica.

Durante la producción del vulcanizado a partir de la composición de polímero, el vulcanizado puede formarse en un compuesto con, por ejemplo, fibra de poliéster, fibra de nylon, fibra de aramida, fibra de vidrio, fibra de carbono, telas o cordones de fibra de acero y similares, por lo que se oDtiene un producto compuesto de caucho deseado. Las formas de realización de la presente invención se ilustrarán con referencia a los siguientes Ejemplos que se proporcionan para propósitos ilustrativos y no deberían utilizarse para limitar el alcance de la invención. A menos que se indique otra cosa, todas las partes en los Ejemplos son partes en peso. Adicionalmente, en los Ejemplos, los materiales utilizados incluyen los siguientes: Therban™ A3907: un polímero de nitrilo butadieno hidrogenado disponible comercialmente de Bayer Inc.; Therban™ A3407: un polímero de nitrilo butadieno hidrogenado disponible comercialmente de Bayer Inc. ; Therban™ VPKA8798: un terpolímero de acrilonitrilo hidrogenado, butadieno, éster de ácido carboxílico insaturado, disponible comercialmente de Bayer Inc.; Buna™ EP T2070: un copolímero de etileno y propileno disponible comercialmente de Bayer Inc.; Buna™ EP T6850: un terpolímero de etileno, propileno y 5 -etilideno-2 -norborneno, disponible comercialmente de Bayer [ nc . ; Levapren™ Lev 500HV: etileno acetato de vinilo disponible comercialmente de Bayer Inc.; Caucho natural (crepé pálido) ; Dynamar™ RC5251Q: carbonato de sodio disponible comercialmente de Dyneon; Rhenogran™ P50; policarbodiimida disponible comercialmente de Rhein Chemie Corporation; Magl?te™D: óxido de magnesio, activador, disponible comercialmente de CP Hall; > Acido esteárico, Emersol™ 132NF: agente de dispersión; Activador de óxido de cinc: Negro de carbón, N660 Sterling-V: substancia de carga; Armeen™ 18D: 1-octadecanamina disponible comercialmente de Akzo Nobel Chemicals; ) Naugard™ 445: antioxidante disponible en el comercio de UníRoyal Chemicals; Vulkanox™ OCD/SG: antidegradante disponible en el comercio de Bayer Inc.; Vukanox™ ZMB-2/C5: antidegradante disponible en el comercio de Bayer Inc.; Sumpar™ 2280: aceite parafínico disponible de Sun Refimng; Plasrhall TOTM : plastificante disponible en el comercio de CP Hall; Diak #7: trialil isocianato, activador de la reticulación, disponible comercialmente de E.l. DuPont; y Vulcup™ 40KE: 2 , 2 ' -bis (tert-butilperoxi diisopropil benceno disponible comercialmente de Hercules; Azufre: agente de vulcanización; Sulfasan DTDM : 4 , 4 ' -ditiodimorfolina disponible comercialmente de FLEXSYS America; y Vulkacit™ Thiuram/C: agente de vulcanización de t zuramdifulfuro de tetrametilo disponible comercialmente de Payer Inc.

EUEMPLOS 1-4 El siguiente procedimiento se utilizó para cada uno de los Ejemplos 1-4. La composición de polímero utilizada en los Ejemplos 1-4 se muestran en la Tabla 1. Como será evidente para los técnicos en la materia, la composición de polímero de los Ejemplos 1 y 3 no contenía aditivo especial. Por consiguiente, los Ejemplos 1 y 3 se proporcionaron para propósitos de comparación y están fuera del alcance de la presente invención. Como será evidente adicionalmente para los técnicos en la materia, los Ejemplos 1 y 2 se refieren a un vulcanizado derivado utilizando un sistema de endurecimiento de peróxido, mientras que los Ejemplos 3 y 4 se refieren a un vulcanizado derivado utilizando un sistema de endurecimiento donador de azufre. Los componentes de la composición de polímero se mezclaron en una mezcladora Banbury utilizando técnicas convencionales. La composición de polímero se vulcanizó a 170°C durante un periodo de 15, 12, 8 y 8 minutos, respectivamente, para cada uno de los Ejemplos 1-4. El alargamiento a rotura de los vulcanizados se determinó de acuerdo con ASTMD412-80. Las propiedades de dureza se determinaron utilizando un durómetro Tipo Shore A de acuerdo con ASTM-D2240-81. Las propiedades de los vulcanizados de los Ejemplos 1 y 2 están indicadas en la Tabla 2, mientras que las de los Ejemplos 3 y 4 están indicadas en la Tabla 3. Las propiedades de los vulcanizados indicadas en las Tablas 2 y 3 ilustran claramente la superioridad de las características de enve ecimiento en aire caliente de los vulcanizados de los Ejemplos 2 y 4 (aditivo especial utilizado) cuando se comparan con el vulcanizado de los Ejemplos 1 y 3 (no se utiliza aditivo especial), respectivamente. Esto se convierte en ventajas prácticas significativas en muchas de las aplicaciones convencionales (te los vulcanizados.

EJEMPLOS 5-8 La metodología utilizada en los Ejemplos 1-4 se repitió en estos Ejemplos, utilizando las composiciones de polímero indicadas en la Tabla 4. La composición de polímero se vulcanizó a 170°C durante un periodo de 18, 25 y 26 minutos, respectivamente, para cada uno de los Ejemplos 5-8. Como será evidente para los técnicos en la materia, la composición de polímero de los Ejemplos 5 y 7 no contenía aditivos especiales. Por consiguiente, los Ejemplos 5 y 7 se proporcionan solamente para propósitos de comparación y están fuera del alcance de la presente invención. Como será evidente adicionalmente para los técnicos en la materia, los Ejemplos 5 y 6 se refieren a un vulcanizado derivado a partir riel copolímero EP, mientras que los Ejemplos 7 y 8 se izfieren a un vulcanizado derivado a partir de terpolímero EPDM. Varias propiedades físicas de los vulcanizados se determinaron, como se describe en los Ejemplos 1-4. Estas propiedades están indicadas en la Tabla 4 para los Ejemplos 5 y 6, y en la Tabla 5 para los Ejemplos 7 y 8. Las propiedades de los vulcanizados indicadas en las Tablas 5 y 6 ilustran claramente la superioridad de las características de envejecimiento en aire caliente de los vulcanizados de los Ejemplos 6 y 8 (aditivo especial utilizado) cuando se comparan con el vulcanizado de los Ejemplos 5 y 7 (no se utiliza aditivo especial), respectivamente. Esto se traduce en ventajas prácticas significativas en muchas de las aplicaciones convencionales fie los vulcanizados.

EJEMPLOS 9-12 La metodología utilizada en los Ejemplos 1-4 se repitió «MI estos Ejemplos, utilizando las composiciones de polímero indicadas en la Tabla 7. La composición de polímero se vulcanizó a 180°C durante un periodo de 12, 12, 13 y 13 minutos, respectivamente, para cada uno de los Ejemplos 9-12. Como será evidente para los técnicos en la materia, la composición de polímero de los Ejemplos 9 y 11 no contenía aditivo especial. Por consiguiente, los Ejemplos 9 y 11 se proporcionan para propósitos de comparación solamente y están fuera del alcance de la presente invención. Como será evidente adicionalmente para los técnicos en la materia, los Ejemplos 9 y 10 se refieren a un vulcanizado derivado de un polímero de nitrilo butadieno hidrogenado, mientras que los Ejemplos 11 y 12 se refieren a un vulcanizado derivado a partir de un terpolímero acrilonitrilo hidrogenado, butadieno, éster de ácido carboxílico insaturado. Varias propiedades físicas de los vulcanizados se determinaron, como se describe en los Ejemplos 1-4. Estas propiedades están indicadas en la Tabla 8 para los Ejemplos 9 y 10 y en la Tabla 9 para los Ejemplos 11 y 12. Las propiedades de los vulcanizados indicados en las Tablas 8 y 9 ilustran claramente la superioridad de las características de envejecimiento en aire caliente de los vulcanizados de los Ejemplos 10 y 12 (se utilizó aditivo especial) cuando se comparan con el vulcanizado de los Ejemplos 9 y 11 (no se utilizó aditivo especial), respectivamente. Esto se traduce en ventajas prácticas significativas en muchas de las aplicaciones convencionales de los vulcanizados.

EJEMPLOS 13-19 La metodología utilizada en los Ejemplos 1-4 se repitió en estos Ejemplos, utilizando las composiciones de polímero indicadas en la Tabla 10. Como será evidente para los técnicos en la materia, la composición de polímero del Ejemplo 19 no contenía aditivo (-special. Por consiguiente, el Ejemplo 19 se proporciona para propósitos de comparación solamente y está fuera del alcance de la presente invención. Varias propiedades físicas de los vulcanizados se determinaron, como se describe en los Ejemplos 1-4. Estas propiedades se indican en las Tablas 11 y 12, y se ilustran en la figura que se acompaña. Las propiedades de los vulcanizados indicadas en las Tablas 8 y 9 ilustran claramente la superioridad de las características de envejecimiento en aire caliente de los vulcanizados de los Ejemplos 13-18 (se utilizó aditivo especial) cuando se comparan con el vulcanizado del Ejemplo J.9 (no se utilizó aditivo especial), respectivamente. La figura que se acompaña es particularmente instructiva para mostrar la mejora relativa significativa en el tiempo necesario para que el vulcanizado envejecido alcance 100% de alargamiento a rotura bajo las condiciones de ensayo. Adicionalmente, estos resultados ilustran el beneficio pmérgico de utilizar una policarbodiimida como un adjunto al aditivo especial. A este respecto, puede hacerse referencia a una comparación de las propiedades del Ejemplo 13 con las de los Ejemplos 14 y 15, y a una comparación de las propiedades del Ejemplo 16 con las de los Ejemplos 17 y 18, particularmente en periodos de envejecimiento más largos. Esto se traduce en ventajas prácticas significativas en muchas de las aplicaciones convencionales de los vulcanizados .

EJEMPLOS 20-21 La metodología utilizada en los Ejemplos 1-4 se repitió n estos Ejemplos, utilizando las composiciones de polímero indicadas en la Tabla 13. La composición de polímero se vulcanizó a 180°C durante un periodo de 17 minutos en cada Ej emplo . Como será evidente para los técnicos en la materia, la composición de polímero del Ejemplo 20 no contenía aditivo especial. Por consiguiente, el Ejemplo 20 se proporciona para fines de comparación solamente y está fuera del alcance de la presente invención. Como será evidente adicionalmente para los técnicos en la materia, los Ejemplos 20 y 21 se refieren a un vulcanizado derivado de un copolímero etileno acetato de vinilo . Varias propiedades físicas de los vulcanizados se determinaron, como se describe en los Ejemplo 1-4. Estas propiedades están indicadas en la Tabla 14. Las propiedades de los vulcanizados indicadas en la Tabla 14 ilustran claramente la superioridad de las características de envejecimiento en aire caliente de los vulcanizados del Ejemplo 21 (se utilizó aditivo especial) cuando se comparan con el vulcanizado del Ejemplo 20 (no se utilizó aditivo especial) . Esto se traduce en ventajas prácticas significativas en muchas de las aplicaciones convencionales de los vulcanizados.

Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6 Tabla 7 Terpolímero acrilonitrilo hidrogenado, butadieno, éster de ácido carboxílico insaturado. abla 8 Tabla 9 Tabla 10 F 2D Tabla 11 Tabla 12 Tabla 13 Tabla 14 Las publicaciones, patentes y/o solicitudes de patente referidas en esta memoria descriptiva están incorporadas aquí por referencia en su integridad hasta la misma extensión que si cada publicación individual, patente o solicitud de patente fuese indicada específica e individualmente para ser incorporada por referencia en su integridad.

Claims (27)

Reivindicaciones

1. Una composición de polímero que comprende: un polímero que tiene una cadena principal de polímero derivada de: (i) al menos aproximadamente 30 % en peso de un primer monómero que introduce al menos uno de un carbono secundario y un carbono terciario en la cadena principal de polímero, y (ii) desde 0 hasta aproximadamente 70 % en peso de al menos otro monómero; y una sal de una base fuerte y un ácido débil, comprendiendo la sal un metal seleccionado del Grupo I de la Tabla Periódica de los Elementos.

2. La composición de polímero definida en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una policarbodiimida .

3. La composición de polímero definida en la reivindicación 2, que comprende adicionalmente una substancia de carga.

4. La composición de polímero definida en la reivindicación 3, donde la substancia de carga es seleccionada del grupo que comprende el grupo negro de carbón, arcilla, dióxido de titanio, substancias de carga de sílice, talco y mezclas de los mismos.

5. La composición de polímero de la reivindicación 4, donde el polímero comprende un elastómero.

6. La composición de polímero definida en la reivindicación 5, donde el elastómero está seleccionado del qrupo que comprende copolímero de etileno-propileno, > terpolímero de etileno-propileno-dieno no conjugado, copolímero de etileno acetato de vinilo, copolímero de nitrilo insaturado/dieno conjugado, copolímero de nitrilo insaturado hidrogenado/dieno conjugado, terpolímero de nitrilo insaturado/dieno conjugado/ monómero insaturado etilénicamente, terpolímero de nitrilo insaturado hidrogenado/dieno conjugado/monómero etilénicamente insaturado, copolímero de estireno/dieno conjugado, copolímero estireno hidrogenado/dieno conjugado; poliisopreno, caucho natural, polibutadieno; y mezclas de los mismos.

7. La composición de polímero definida en la reivindicación 6, donde la sal está seleccionada del grupo que comprende carbonato de potasio, carbonato de sodio, sales de sodio o potasio de ácidos mono, di o policarboxílicos de C-, - C30, fosfato de sodio, fosfato de potasio y mezclas de los mismos .

8. La composición de polímero definida en la reivindicación 7, donde la sal está seleccionada del grupo que comprende carbonato de sodio, estearato de sodio y mezclas de los mismos.

9. La composición de polímero definida en la reivindicación 8, donde la sal está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 50 partes en peso.

10. La composición de polímero definida en la reivindicación 9, donde la sal está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 partes en peso.

11. La composición de polímero definida en la reivindicación 10, que comprende adicionalmente un sistema de vulcanización .

12. La composición de polímero definida en la reivindicación 11, donde el sistema de vulcanización está seleccionado del grupo que comprende azufre, un sistema de endurecimiento donador de azufre y un compuesto peróxido.

13. Un proceso para producir un vulcanizado de polímero, que comprende las etapas de: (i) mezclar la composición de polímero definida en una cualquiera de las reivindicaciones 1-10 con un sistema de vulcanización para producir una composición endurecióle; y (n) vulcanizar la composición endurecible para producir el vulcanizado de polímero.

14. El proceso definido en la reivindicación 13, que comprende, además, un sistema de vulcanización.

15. El proceso definido en la reivindicación 14, donde el sistema de vulcanización está seleccionado del grupo que comprende azufre, sistema de endurecimiento donador de azufre y un compuesto de peróxido.

16. Un método para mejorar las características de envejecimiento en aire caliente de un polímero, que comprende las etapas de : mezclar: (A) un polímero que tiene una cadena principal de polímero derivada de: (i) al menos aproximadamente 30 % en peso de un primer monómero que introduce al menos uno de un carbono secundario y un carbono terciario en la cadena principal de polímero, y (ii) desde 0 hasta aproximadamente 70 % en peso de al menos otro monómero: y (B) una sal de una base fuerte y un ácido débil, comprendiendo la sal un metal seleccionado del Grupo I de la Tabla Periódica de los Elementos: y vulcanizar la composición de polímero.

17. El método definido en la reivindicación 16, donde la composición de polímero comprende adicionalmente una policarbodnmida .

18. El método definido en la reivindicación 17, que comprende adicionalmente una substancia de carga.

19. El método definido en la reivindicación 18, donde la substancia de carga es seleccionada del grupo que comprende el grupo negro de carbón, arcilla, dióxido de titanio, substancias de carga de sílice, talco y mezclas de los mismos .

20. La composición de polímero de la reivindicación 19, donde el polímero comprende un elastómero.

21. El método definido en la reivindicación 20, donde el elastómero está seleccionado del grupo que comprende copolímero de etileno-propileno, terpolímero de etileno-propileno-dieno no conjugado, copolímero de etileno acetato de vmilo, copolímero de nitrilo insaturado/dieno conjugado, copolímero de nitrilo insaturado hidrogenado/dieno conjugado, terpolímero de nitrilo insaturado/dieno conjugado/ monómero insaturado etilénicamente, terpolímero de nitrilo insaturado hidrogenado/dieno conjugado/monómero etilénicamente insaturado, copolímero de estireno/dieno conjugado, copolímero estireno hidrogenado/dieno conjugado; polnsopreno, caucho natural, polibutadieno; y mezclas de los mismos .

22. El método definido en la reivindicación 21, donde la sal está seleccionada del grupo que comprende carbonato de potasio, carbonato de sodio, sales de sodio o potasio de ácidos mono, di o policarboxílicos de Ci - C30, fosfato de sodio, fosfato de potasio y mezclas de los mismos.

23. El método definido en la reivindicación 22, donde la sal está seleccionada del grupo que comprende carbonato de sodio, estearato de sodio y mezclas de los mismos.

24. El método definido en la reivindicación 23, donde la sal está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 50 partes en peso.

25. El método definido en la reivindicación 24, donde la sal está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 partes en peso.

26. El método definido en la reivindicación 25, que comprende adicionalmente un sistema de vulcanización.

27. El método definido en la reivindicación 26, donde el sistema de vulcanización está seleccionado del grupo que comprende azufre, un sistema de endurecimiento donador de azufre y un compuesto peróxido.