Una composición de caucho formada combinando un polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular,

que tiene al menos un grupo funcional, y un peso molecular promedio en peso según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de no menos de 2.000 aunque menor de 150.000, y una carga (C) en un componente de caucho (A) de alto peso molecular, que tiene un peso molecular promedio en peso según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de no menos de 150.000, caracterizado porque el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular tiene un contenido de compuesto de vinilo aromático menor del 5% en masa.

Composición de caucho y neumático que usa la misma.

Campo técnico La presente invención se refiere a una composición de caucho y a un neumático que usa la composición de caucho y, más particularmente, a una composición de caucho altamente equilibrada, con una baja resistencia a rodadura y una flexibilidad a baja temperatura.

Técnica anterior

Recientemente, un bajo consumo de combustible y una seguridad del automóvil se están demandando en gran medida en relación con un control de efluentes de dióxido de carbono, a nivel mundial, asociado con un interés creciente por los problemas medioambientales. Para tratar dicha demanda, se requiere reducir una resistencia a rodadura y mejorar los rendimientos de agarre, tal como rendimiento en húmedo, rendimiento en seco y similares para los rendimientos del neumático. Como un medio para reducir la resistencia a rodadura del neumático, es eficaz usar una composición de caucho que tenga una menor tangente de pérdida (tan 8) y una baja acumulación de calor como una composición de caucho aplicada a una porción de banda de rodadura del neumático o un caucho de copolímero de estireno-butadieno que tiene un bajo contenido de estireno y un bajo contenido de vinilo, que tiene una excelente flexibilidad a una baja temperatura, puesto que tiene una baja temperatura de transición vítrea (Tg) en comparación con otros cauchos sintéticos.

Sin embargo, cuando el caucho de butadieno o el caucho de copolímero de estireno-butadieno que tiene el bajo contenido de estireno y el bajo contenido de vinilo se usa en la banda de rodadura, puesto que la tangente de pérdida (tan 8) de dicha composición de caucho es baja, hay un problema de que apenas se obtienen rendimientos de agarre suficientes.

Como un medio para obtener la composición de caucho que tiene una baja acumulación de calor, se considera la disminución en la cantidad de una carga, tal como negro de humo, sílice o similares, el uso de negro de humo que tiene una gran tamaño de partícula y similares. En cualquier caso, sin embargo, no puede evitarse el deterioro de la propiedad de refuerzo, la resistencia a desgaste y el rendimiento de agarre sobre una superficie de carretera húmeda de la composición de caucho. Como otro medio para obtener la composición caucho que tiene una baja acumulación de calor, se han desarrollado muchas técnicas para mejorar la dispersabilidad de la carga en la composición de caucho. Entre ellos es más eficaz un procedimiento en el que un sitio activo para la polimerización de un polímero basado en dieno conjugado obtenido por polimerización aniónica con un alquillitio está modificado por un grupo funcional interactivo con una carga (por ejemplo, véanse los documentos JP-B-H05-87530, JP-A-H0649279 y JP-A-S62-207342) . Sin embargo, cuando el polímero basado en dieno conjugado modificado se usa como componente de caucho, si una gran cantidad de un agente de reblandecimiento, particularmente un aceite aromático, está combinado, el efecto de mejorar la dispersabilidad de la carga no se desarrolla suficientemente, y hay un problema de que la capacidad de trabajado, baja acumulación de calor, características de fractura y resistencia a desgaste de la composición de caucho no pueden mejorarse suficientemente. Hay también una técnica conocida para proporcionar una excelente flexibilidad a una baja temperatura mientras se mantiene una capacidad de procesamiento, aunque el efecto no es suficiente y, al mismo tiempo, la resistencia a rodadura no puede mejorarse (véase, por ejemplo el documento JP-A-H10-53671) .

Por otro lado, como la composición de caucho aplicada a la porción de banda de rodadura del neumático es preferentemente una composición de caucho que tiene un alto módulo elástico de almacenamiento (G') para asegurar el rendimiento de agarre, de manera que se demanda desarrollar una composición de caucho que tenga una menor tangente de pérdida (tan 8) y un alto módulo elástico de almacenamiento (G') . En relación con esto, como un medio para mejorar el módulo elástico de almacenamiento (G') de la composición de caucho se conoce un procedimiento en el que una cantidad de negro de humo combinado en la composición de caucho se aumenta. Sin embargo, cuando la cantidad de negro de humo combinado en la composición de caucho se aumenta, el módulo elástico de almacenamiento (G') de la composición de caucho puede mejorarse, pero la tangente de pérdida (tan 8) de la composición de caucho aumenta simultáneamente, deteriorándose la baja acumulación de calor de la composición de caucho y, adicionalmente, la viscosidad Mooney de la composición de caucho se eleva, provocando un problema de deterioro de la capacidad de procesamiento. Aunque hay un procedimiento de adición de un agente de reblandecimiento para mejorar la capacidad de procesamiento, la resistencia a desgaste y resistencia a rodadura se deterioran, como se ha mencionado anteriormente. Por lo tanto, cada vez se demanda más desarrollar una composición de caucho que equilibre los rendimientos en conflicto anteriores.

Particular y generalmente, se requiere una composición de caucho aplicada a una porción de banda de rodadura de un neumático sin clavos para asegurar la flexibilidad a una baja temperatura (la expresión "baja temperatura" usada en el presente documento significa una temperatura durante la conducción sobre hielo y nieve de aproximadamente -20 a 0 º C) , de manera que es a menudo uno de los ajustes de módulo elástico a una baja temperatura a un bajo nivel, usando un polímero que tiene una baja temperatura de transición vítrea, tal como caucho de butadieno (BR) , caucho natural (NR) o similares. Sin embargo, la composición de caucho combinada con el polímero que tiene la baja temperatura de transición vítrea, tal como caucho de butadieno (BR) , caucho natural (NR) o similares, tiene una baja tan 8, como se ha mencionado anteriormente, de manera que es difícil conferir rendimientos de agarre suficientes al neumático. En general, hay una tendencia de que cuando el módulo elástico a una baja temperatura se disminuye, un módulo elástico a una alta temperatura (la expresión "alta temperatura" usada en el presente documento es una temperatura que afecta a la manipulación durante la conducción normal) también disminuye, de manera que hay un problema de que no pueden mantenerse rendimientos de agarre suficientes en una región de alta temperatura en los neumáticos sin clavos convencionales. Además, no se obtiene un coeficiente de fricción suficiente sobre una superficie de carretera húmeda durante la conducción normal y, por lo tanto, es difícil mejorar los rendimientos de agarre sobre la superficie de carretera húmeda (rendimiento en húmedo) durante la conducción normal en el neumático sin clavos que usa la composición de caucho anterior.

Por otro lado, se han desarrollado previamente diversas técnicas para mejorar una fuerza de fricción del propio cacho de banda de rodadura. Como dicha técnica, por ejemplo, se conoce un procedimiento en el que una composición de caucho formado combinando un agente de espumación en un componente de caucho se usa como caucho de banda de rodadura y, después, se generan burbujas en una matriz compuesta por el componente de caucho por espumación de una manera adecuada. Por ejemplo, el documento JP-A-H09-194640 desvela un procedimiento para combinar una agente de espumación y un polímero líquido, que tiene un peso molecular promedio en peso de varias decenas de miles, en un componente de caucho, como una técnica para mejorar un rendimiento en húmedo y un rendimiento de agarre sobre hielo y nieve (rendimiento sobre hielo) . Sin embargo, la superficie del caucho de banda de rodadura obtenido por este procedimiento está cubierta con un gran número de poros, de manera que el efecto de deshidratación y el efecto de borde sobre la superficie de una carretera con hielo y nieve pueden desarrollarse para aumentar la fuerza de fricción, mientras que hay un problema de que una resistencia a fractura del neumático se deteriora debido a que la superficie está cubierta con un gran número de poros.

Adicionalmente, las composiciones de caucho para neumático se describen en los documentos JP2005 126604 y JP10-053671.

Divulgación de la invención

Los inventores han realizado exámenes y han descubierto que el rendimiento en húmedo del neumático mejora cuando se usa el polímero líquido descrito en el documento JPA-A-H09-194640, pero la flexibilidad a esa baja temperatura se deteriora cuando se usa un polímero líquido que tiene una temperatura de transición vítrea relativamente alta, de manea que la temperatura de transición... [Seguir leyendo]

1. Una composición de caucho formada combinando un polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular, que tiene al menos un grupo funcional, y un peso molecular promedio en peso según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de no menos de 2.000 aunque menor de 150.000, y una carga (C) en un componente de caucho (A) de alto peso molecular, que tiene un peso molecular promedio en peso según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de no menos de 150.000, caracterizado porque el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular tiene un contenido de compuesto de vinilo aromático menor del 5% en masa.

2. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el componente de caucho (A) de alto peso molecular está compuesto por al menos uno de caucho natural y cauchos sintéticos basados en dieno, y tiene un peso molecular promedio en peso, según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de no menos de 150.000, y en la que hay burbujas contenidas en una matriz de caucho de la composición de caucho.

3. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el polímero basado en dieno conjugado

(B) de bajo peso molecular tiene un peso molecular promedio en peso, según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de 2.000 a 50.000.

4. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular tiene un peso molecular promedio en peso, según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de no menos de 50.000 pero menor de 150.000.

5. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 3, en la que una capacidad de extracción de cloroformo, según se extrae con cloroformo durante 48 horas después de la vulcanización, no es menor del 60% en masa, basado en una masa total del polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular mezclado.

6. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 4, en la que una capacidad de extracción de cloroformo, según se extrae con cloroformo durante 48 horas después de la vulcanización no es mayor del 60% en masa, basado en una masa total del polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular mezclado.

7. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular mezclado está incluido en una cantidad de 1 a 60 partes en masa, basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

8. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular tiene un contenido de enlace de vinilo en una porción de compuesto de dieno conjugado del 5 al 80% en masa.

9. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular es un homopolímero de butadieno o un copolímero de estireno-butadieno.

10. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que el grupo funcional del polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular es al menos uno seleccionado entre el grupo que consiste en un grupo funcional que contiene estaño, un grupo funcional que contiene silicio y un grupo funcional que contiene nitrógeno.

11. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular es uno formado modificando un sitio activo para la polimerización del mismo, con un compuesto que contiene estaño, un compuesto que contiene silicio o un compuesto que contiene nitrógeno.

12. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el compuesto que contiene estaño o el compuesto que contiene silicio es un terminador de modificación representado por la siguiente fórmula (I) :

R1aZXb (I)

[en la que R1 se selecciona independientemente entre el grupo que consiste en un grupo alquilo que tiene un número de carbono de 1 a 20, un grupo cicloalquilo que tiene un número de carbono de 3 a 20, un grupo arilo que tiene un número de carbono de 6 a 20 y un grupo aralquilo que tiene un número de carbono de 7 a 20; Z es estaño o silicio; X es, independientemente, cloro o bromo; a es 0-3 y b es 1-4, con la condición de que a + b = 4].

13. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el grupo funcional que contiene nitrógeno se selecciona entre el grupo que consiste en un grupo amino sustituido, representado por la siguiente fórmula (II) :

[en la que R2 es, independientemente, un grupo alquilo que tiene un número de carbono de 1 a 12, un grupo cicloalquilo o un grupo aralquilo] y un grupo amino cíclico representado por la siguiente fórmula (III) :

[en la que R3 es un grupo alquileno que tiene 3-16 grupos metileno, un grupo alquileno sustituido, un grupo oxialquileno o un grupo N-alquilamino-alquileno]

14, Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el grupo funcional que contiene silicio es un grupo funcional derivado de un hidrocarbiloxi silano.

15. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular tiene un peso molecular promedio en peso, según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de no menos de 20.000 pero menor de 150.000.

16. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 15, en la que el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular tiene un peso molecular promedio en peso, según se mide sin terminación por 15 modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de 50.000 a 120.000.

17. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 3, en la que el polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular tiene un peso molecular promedio en peso, según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de 2.000 a 30.000.

18. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el polímero basado en dieno

conjugado (B) de bajo peso molecular tiene un peso molecular promedio en peso, según se mide sin terminación por modificación por cromatografía de permeación en gel, y convertido en poliestireno, de 50.000 a 120.000.

19. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-18, que contiene adicionalmente de 20 a 100 partes en masa de la carga (C) , basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

20. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 19, que contiene de 30 a 90 partes en masa de la carga (C) , basado en 100 partes en masa de la composición de caucho (A) .

21. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 1 o 20, en la que la carga (C) es negro de humo y/o sílice.

22. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que contiene no menos 30 de 10 partes en masa de sílice basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

23. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el componente de caucho (A) comprende al menos uno seleccionado entre el grupo que consiste en un copolímero (D) de compuesto de vinilo aromático-compuesto de dieno conjugado, un polímero (E) de compuesto de dieno conjugado y caucho natural.

24. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 23, en la que el copolímero (D) de compuesto de 35 vinilo aromático-compuesto de dieno conjugado es un copolímero de estireno-butadieno.

25. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 23, en la que el polímero (E) de compuesto de dieno conjugado es un homopolímero de butadieno.

26. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 23, en la que cada uno del copolímero (D) de

compuesto de vinilo aromático-compuesto de dieno conjugado y el polímero (E) de compuesto de dieno conjugado 40 tiene al menos un grupo funcional.

27. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 26, en la que el grupo funcional en el copolímero (D) de compuesto de vinilo aromático-compuesto de dieno conjugado y el polímero (E) de compuesto de dieno conjugado, es al menos uno seleccionado entre el grupo que consiste en un grupo funcional que contiene estaño, un grupo funcional que contiene silicio y un grupo funcional que contiene nitrógeno.

28. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que una cantidad total del polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular y un agente de reblandecimiento (F) combinado es de 5 a 80 partes en masa, basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

29. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 28, en la que la cantidad total del polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular y el agente de reblandecimiento (F) combinado es de 5 a 60 partes en masa, basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

30. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 28, en la que una proporción del polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular en total del polímero basado en dieno conjugado (B) de bajo peso molecular y el agente de reblandecimiento (F) no es menor del 20% en masa.

31. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en la que una fracción de burbujas en la composición de caucho es del 5 al 35%.

32. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 31, que contiene adicionalmente un agente de espumación (G) en el componente de caucho (A) .

33. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 32, que está formada por vulcanización y espumación después de combinarla con 1 a 20 partes en masa del agente de espumación (G) basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

34. Una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 32, en la que el agente de espumación (G) es al menos uno seleccionado entre el grupo que consiste en azodicarbonamida, dinitrosopentametilentetramina, azobisisobutironitrilo, toluenosulfonil hidrazida y un derivado de toluenosulfonil hidrazida.

35. Una composición de caucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-34, que es una composición de caucho para un neumático.

36. Un neumático caracterizado por usar una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 35 en un miembro de neumático.

37. Un neumático de acuerdo con la reivindicación 36, en el que el miembro de neumático es al menos uno seleccionado entre el grupo que consiste en una porción de banda de rodadura, una porción de flanco, una porción de carga de talón, una porción engomada de la capa principal y una porción de caucho de refuerzo para un neumático auto-portante.

38. Un neumático caracterizado por usar una composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 36 en al menos una región de contacto con el suelo de una porción de banda de rodadura.

39. Un neumático de acuerdo con la reivindicación 38, que es un neumático sin clavos.

40. Un neumático de acuerdo con la reivindicación 39, que es un neumáticosin clavos para un vehículo de pasajeros.