Caucho natural modificado y método para la producción de caucho natural modificado y composición de caucho y neumático utilizando ésta.

Un caucho natural modificado preparado al hidrolizar un fosfolípido de una molécula de caucho natural y añadir entonces a éste un compuesto que contiene un grupo polar para introducir el grupo polar en la molécula de caucho natural

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Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2009/069130.

Solicitante: BRIDGESTONE CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 10-1, KYOBASHI 1-CHOME CHUO-KU TOKYO 104-8340 JAPON.

Inventor/es: MATSUI,TAKAHIKO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > NEUMATICOS PARA VEHICULOS (fabricación, reparación... > B60C1/00 (Neumáticos caracterizados por la composición química, la disposición o mezcla física de la composición)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > TRATAMIENTO O MODIFICACION QUIMICA DE LOS CAUCHOS > C08C19/00 (Modificación química del caucho)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > TRATAMIENTO O MODIFICACION QUIMICA DE LOS CAUCHOS > Tratamiento del látex > C08C1/02 (Tratamiento químico o físico del látex antes o durante la concentración)

PDF original: ES-2459920_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Caucho natural modificado y método para la producción de caucho natural modificado y composición de caucho y neumático utilizando ésta Campo de la técnica La presente invención se refiere a un caucho natural modificado y a una composición de caucho preparada utilizando éste, específicamente a un caucho natural modificado obtenido al introducir un grupo polar en un extremo molecular de caucho natural, a una composición de caucho preparada utilizando éste, la que es excelente en una propiedad de pérdida baja de histéresis y en una resistencia a la abrasión, y a un neumático preparado al utilizar ésta.

Antecedentes de la Técnica En los últimos años, se requiere cada vez más una reducción en el consumo de combustible de los coches, y se requieren neumáticos que tengan una resistencia a la rodadura pequeña. En consecuencia, se requiere una composición de caucho que sea excelente en una propiedad de pérdida baja de histéresis y en una baja acumulación de calor tal como una composición de caucho utilizada para una banda de rodadura y similares en un neumático. Además se requieren excelente resistencia a la abrasión y excelente resistencia a la tracción además de una propiedad de pérdida baja de histéresis en una composición de caucho para una banda de rodadura. En contraste con esto, ésta es efectiva para mejorar una propiedad de pérdida baja de histéresis, resistencia a la abrasión y resistencia a la tracción de una composición de caucho para aumentar la afinidad de cargas tales como negro de humo y sílice con un componente de caucho en la composición de caucho.

Para aumentar la afinidad de las cargas con un componente de caucho en una composición de caucho para mejorar el efecto de refuerzo ejercido por la carga, se han desarrollado por ejemplo, cauchos sintéticos los que se han mejorado en afinidad con las cargas al modificar un extremo de la cadena molecular y cauchos sintéticos los que se han mejorado en afinidad con las cargas por copolimerización con monómeros que contienen grupos funcionales.

Por otra parte, con respecto al caucho natural, se conocen técnicas en las que por ejemplo, se añade un monómero basado en vinilo a un látex de caucho natural y se somete a polimerización de injerto (véanse los documentos de patentes 1 a 6) , y los cauchos naturales injertados obtenidos por las técnicas se utilizan en la práctica en aplicaciones de adhesivos y similares, . Sin embargo, debido a que tales cauchos naturales injertados se injertan con una gran cantidad (20 a 50% en masa) de un compuesto de vinilo como un monómero, incrementan la viscosidad significativamente cuando se mezclan con cargas tales como negro de humo y sílice por lo que su facilidad de procesamiento empeora. Además, como se introduce una gran cantidad del compuesto de vinilo en una cadena molecular de caucho natural, se cambian las características del propio caucho natural y empeoran las excelentes características físicas (viscoelasticidad, curva tensión-deformación en un ensayo de tracción y similares) las que son intrínsecas al caucho natural. En consecuencia, incluso el uso de los cauchos naturales injertados obtenidos mediante estas técnicas no posibilita la mejora de la afinidad de los mismos con cargas para aumentar un efecto de refuerzo en ellos. Además, se propone el uso de un caucho natural epoxidizado para mejorar una resistencia al agrietamiento por flexión y una resistencia de un neumático (véase el documento de patente 7) .

Por el contrario, se describe una técnica en la que un monómero que contiene un grupo polar se añade al látex de caucho natural para someter el monómero que contiene un grupo polar a la polimerización de injerto con una molécula de caucho natural en el látex de caucho natural y en el que el caucho natural modificado coagulado y secado se utiliza como un componente de caucho para aumentar por tanto la afinidad del componente de caucho con las cargas para mejorar la propiedad de refuerzo de la composición de caucho y aumentar una propiedad de pérdida baja de histéresis, una propiedad de resistencia a la abrasión y de resistencia a la tracción de la composición de caucho (véase el documento de patente 8) . En los últimos años, sin embargo, se requiere aumentar aún más una propiedad de pérdida baja de histéresis y una propiedad de abrasión de una composición de caucho.

Documento de patente 1: Solicitud de Patente Publicada Japonesa Hei 5 No. 287121

Documento de patente 2: Solicitud de Patente Publicada Japonesa Hei 6 No. 329702

Documento de patente 3: Solicitud de Patente Publicada Japonesa Hei 9 No. 25468

Documento de patente 4: Solicitud de Patente Publicada Japonesa No. 2000-319339

Documento de patente 5: Solicitud de Patente Publicada Japonesa No. 2002-138266

Documento de patente 6: Solicitud de Patente Publicada Japonesa No. 2002-348559

Documento de patente 7: Solicitud de Patente Publicada Japonesa No. 2007-56205

Documento de patente 8: Publicación Internacional No. 2004-106397

Descripción de la invención Problemas a resolver por la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar una composición de caucho que sea excelente en una propiedad de pérdida baja de histéresis (baja acumulación de calor) y en una propiedad de abrasión en gran medida, no existente hasta la fecha, y un neumático preparado al utilizar la composición de caucho. Además, otro objeto de la presente invención es proporcionar un caucho natural modificado, que sea apropiado como un componente de caucho para la composición de caucho y un proceso de producción del mismo.

Medios para resolver el problema Investigaciones importantes repetidas por los presentes inventores han llevado a la conclusión que se pueden obtener los objetos descritos anteriormente al utilizar una composición de caucho en la que se utiliza como un componente de caucho un caucho natural modificado que tiene un grupo polar presente en un extremo molecular, y por tanto se da por completada la presente invención.

La polimerización de injerto de un monómero que contiene un grupo polar con una molécula de caucho natural en un látex de caucho natural posibilita la introducción del grupo polar en una cadena principal de la molécula de caucho natural, pero al considerar el movimiento de una cadena molecular, un grupo funcional presente en un extremo molecular puede aumentar más la interacción con las cargas. Esto se debe a que un polímero tiene usualmente una cadena libre en un extremo aun cuando sea constreñido por el refuerzo y la reticulación, de forma que pueda moverse libremente. Además, esto es de esperar a partir del hecho que un extremo modificado de un caucho sintético exhibe un efecto de modificación elevado.

Tal como se describió anteriormente, la polimerización de injerto de un monómero que contiene un grupo polar con una molécula de caucho natural en un látex de caucho natural posibilita la introducción del grupo polar en una cadena principal de la molécula de caucho natural, pero en este caso, una posición en la que se introduce el grupo polar no es necesariamente el extremo molecular.

Se enlazan una proteína y un fosfolípido a un extremo molecular del caucho natural. En la presente invención se prefiere hidrolizar el fosfolípido y entonces condensar con dicho caucho natural un compuesto de ácido carboxílico que tenga un grupo polar, aldehído que tenga un grupo polar o isocianato que tenga un grupo polar para obtener de este modo un caucho natural modificado en el que está presente un grupo polar en un extremo molecular. El uso del caucho natural modificado así obtenido en el que esté presente un grupo polar en un extremo molecular como un componente de caucho de una composición de caucho proporciona... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un caucho natural modificado preparado al hidrolizar un fosfolípido de una molécula de caucho natural y añadir entonces a éste un compuesto que contiene un grupo polar para introducir el grupo polar en la molécula de caucho natural.

2. Un caucho natural modificado preparado al hidrolizar un fosfolípido de una molécula de caucho natural y condensar entonces en éste un compuesto que contiene un grupo polar para introducir el grupo polar en la molécula de caucho natural.

3. El caucho natural modificado tal como se describe en la reivindicación 2, en donde el compuesto que contiene un grupo polar es un compuesto que tiene un grupo que reacciona con un grupo hidroxilo.

4. El caucho natural modificado tal como se describe en la reivindicación 3, en donde el grupo que reacciona con un grupo hidroxilo es un grupo carboxilo, un grupo aldehído, un grupo carbonilo, un grupo alcoxilo, un grupo hidroxilo o un grupo isocianato.

5. El caucho natural modificado tal como se describe en la reivindicación 4, en donde el grupo que reacciona con un grupo hidroxilo es un grupo carboxilo.

6. El caucho natural modificado tal como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, que se obtiene al hacer reaccionar el compuesto que contiene el grupo polar con un grupo hidroxilo contenido en el caucho natural de fosfolípido hidrolizado.

7. El caucho natural modificado tal como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde éste tiene un grupo polar en un extremo del caucho natural.

8. El caucho natural modificado tal como se describe en la reivindicación 7, en donde éste tiene el grupo polar introducido en un extremo del caucho natural mediante un enlace éster.

9. El caucho natural modificado tal como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 8, en donde el grupo polar del compuesto que contiene un grupo polar es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un grupo amino, un grupo imino, un grupo nitrilo, un grupo amonio, un grupo imido, un grupo amida, un grupo hidrazo,

un grupo azo, un grupo diazo, un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo carbonilo, un grupo epoxi, un grupo oxicarbonilo, un grupo tiol, un grupo heterocíclico que contiene nitrógeno, un grupo heterocíclico que contiene oxígeno, un grupo que contiene estaño y un grupo alcoxisililo.

10. El caucho natural modificado tal como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 9, en donde una cantidad de adición del compuesto que contiene un grupo polar es 0, 0005 a 0, 20% en masa basado en el

componente de caucho natural en el látex de caucho natural.

11. Un proceso de producción de un caucho natural modificado, que comprende:

añadir una enzima degradante del fosfolípido o un álcali a un látex de caucho natural para hidrolizar un fosfolípido de una molécula de caucho natural y

entonces condensar y añadir a éste un compuesto que contiene un grupo polar para introducir el grupo polar en la 35 molécula de caucho natural.

12. El proceso de producción de un caucho natural modificado tal como se describe en la reivindicación 11, en donde la enzima degradante del fosfolípido es lipasa y/o fosfolipasa.

13. El proceso de producción de un caucho natural modificado tal como se describe en la reivindicación 12, en donde una cantidad de adición de la lipasa y/o fosfolipasa es de 0, 005 a 10 partes en masa basada en 100 partes en masa de un componente sólido en el látex de caucho natural.

14. El proceso de producción de un caucho natural modificado tal como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en donde el tratamiento enzimático se lleva a cabo a una temperatura de 70ºC o inferior.

15. El proceso de producción de un caucho natural modificado tal como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en donde adicionalmente al tratamiento enzimático se lleva a cabo el tratamiento con un 45 tensioactivo.

16. El proceso de producción de un caucho natural modificado tal como se describe en la reivindicación 11, en donde después de hidrolizar el fosfolípido de la molécula de caucho natural, se lleva a cabo la reacción de condensación del compuesto que contiene un grupo polar con un agente de condensación.

17. El proceso de producción de un caucho natural modificado tal como se describe en la reivindicación 16, en 50 donde el agente de condensación es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en agentes de condensación basados en carbodimida, agentes de condensación basados en triazina, agentes de condensación basados en fosfonio, agentes de condensación basados en benzotriazol, agentes de condensación basado en imidazol y ácidos carboxílicos halogenados que contienen un grupo polar.

18. Una composición de caucho preparada al utilizar el caucho natural modificado tal como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

19. Un neumático caracterizado por que utiliza la composición de caucho tal como se describe en la reivindicación 18 para cualquiera de los componentes del neumático.