Una composición de caucho que comprende no menos que 20 partes en masa de una sustancia de relleno derefuerzo (B) y de 5 a 60 partes en masa de un copolímero (C) de compuesto aromático de vinilo de bajo pesomolecular-compuesto de dieno conjugado que tiene un contenido de compuesto de vinilo aromático de 5 a 80 % enmasa,

un contenido de enlace de vinilo en la parte de compuesto de dieno conjugado de 10 a 80 % en masa y unpeso molecular medio expresado en peso medido a través de cromatografía de permeabilidad de gel y convertido enpoliestireno de más que 50.000 a menos que 150.000, basado en 100 partes en masa del componente de caucho(A) y que contiene no más que 10 % en masa del caucho de polímero basado en dieno conjugado y modificado quetiene al menos un grupo funcional.

Composición de caucho y neumático que usa la misma

Campo de la invención

La 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 que presenta un elevada dispersibilidad de sustancias de relleno, excelente aptitud de procesado, características de fractura y resistencia al desgaste, baja formación de calor y elevado módulo de almacenamiento (G´) .

Técnica anterior

Últimamente, en todo el mundo, existe una gran demanda en cuanto a la reducción del consumo de combustible en automoción junto con el control de los efluentes de dióxido de carbono asociado a un creciente interés por los problemas ambientales. Con el fin de satisfacer dicha demanda, es necesario reducir la resistencia a la rodadura como parte del comportamiento del neumático. Como medios para reducir la resistencia a la rodadura del neumático, hasta ahora se ha examinado un método para optimizar la estructura del neumático pero, de manera general, en la actualidad lo que más se intentado ha sido usar una composición de caucho que presente baja formación de calor como composición de caucho a aplicar al neumático.

Como medio para obtener dicha composición de caucho que presente baja formación de calor, se consideran la disminución de la cantidad de sustancia de relleno tal como negro de carbono y sílice y el uso de negro de carbono que presente un tamaño de partícula grande. No obstante, en cualesquiera casos no se puede evitar el deterioro de la propiedad de refuerzo, resistencia al desgaste y comportamiento de adherencia de la composición de caucho sobre la superficie de la calzada húmeda.

Como otro medio para obtener la composición de caucho que presente una baja formación de calor, se desarrollan muchas técnicas para mejorar la dispersibilidad de la sustancia de relleno en la composición de caucho. Entre ellas, la más eficaz es un método en el que se modifica un sitio activo de polimerización de un polímero basado en dieno conjugado a través de polimerización aniónica con un alquil litio por medio de un grupo funcional interactivo con la sustancia de relleno.

Por ejemplo, se conoce un método en el que se usa negro de carbono como sustancia de relleno y se usa un polímero basado en dieno conjugado modificado mediante la modificación de un sitio activo de polimerización con un compuesto de estaño como componente de caucho (véase el documento JP-B-H05-87530) , un método en el que se usa negro de carbono como sustancia de relleno y se usa un polímero basado en dieno conjugado modificado formado por medio de modificación de ambos terminales activos de polimerización con un compuesto de estaño como componente de caucho (véase el documento JP-A-H06-49279) , un método en el que se usa negro de carbono como sustancia de relleno y se usa un polímero basado en dieno conjugado modificado formado mediante la introducción de un grupo amino en un terminal activo de polimerización como componente de caucho (por ejemplo, véanse los documentos JP-A-S62-207342, JP-A-H06-199923, JP-A-H08-231658 y JP-A-H08-225604) . El documento EP0502728 describe una composición de caucho que contiene dos copolímeros de estireno-butadieno. El documento EP1318172 describe una composición de caucho que comprende un copolímero modificado con estaño. El documento US5902856 describe una composición de caucho que comprende un caucho de dieno y un caucho de dieno modificado.

Descripción de la invención

No obstante, cuando se usa el polímero basado en dieno conjugado modificado como componente de caucho, si tiene lugar la formación de un gran cantidad de agente de reblandecimiento, en particular un aceite aromático, no se desarrolla de manera suficiente el efecto de mejora de la dispersibilidad de la sustancia de relleno y existe el problema de que no se pueden mejorar de forma suficiente la aptitud de procesado, la baja formación de calor, las características de fractura y la resistencia al desgaste de la composición de caucho. De igual forma, cuando se usa un polímero basado en dieno conjugado modificado como componente de caucho de la composición de caucho, existe el problema del deterioro del módulo de almacenamiento (G´) de la composición de caucho.

Por tanto, es un objetivo de la invención resolver los problemas anteriormente mencionados de las técnicas convencionales y proporcionar una composición de caucho que presente excelente aptitud de procesado, características de fractura y resistencia al desgaste y baja formación de calor y elevado módulo de almacenamiento (G´) , en la que se usa un polímero basado en dieno conjugado y modificado como componente de caucho y tiene lugar la formación de una sustancia específica que obstruye menos el efecto de mejora de la dispersibilidad de la sustancia de relleno y es capaz de evitar el deterioro del módulo de almacenamiento (G´) de la composición de caucho, en lugar del agente de reblandecimiento tal como un aceite aromático. De igual forma, es otro objeto de la presente invención proporcionar un neumático que use dicha composición de caucho.

La invención ha llevado a cabo varios estudios con el fin de conseguir los objetivos anteriores y ha descubierto que en la composición de caucho que usa el polímero basado en dieno conjugado modificado como componente de caucho, se puede desarrollar de manera suficiente el efecto de mejora de la dispersibilidad de la sustancia de relleno a través del polímero basado en dieno conjugado modificado para evitar de manera suficiente el deterioro del módulo de almacenamiento (G´) de la composición de caucho al tiempo que se mejora la aptitud de procesado, las características de fractura, la resistencia al desgaste y una baja formación de calor de la composición de caucho

mediante el uso de un copolímero de compuesto de dieno conjugado-compuesto líquido aromático de vinilo de bajo peso molecular en lugar del agente de reblandecimiento tal como aceite aromático o similar, y como resultado se ha conseguido la invención.

Es decir, la composición de caucho de acuerdo con la invención comprende no menos que 20 partes en masa de una sustancia de refuerzo (B) y de 5 a 60 partes en masa de un compuesto aromático de vinilo de bajo peso 10 molecular-copolímero de compuesto de dieno conjugado (C) que tiene un contenido de compuesto de vinilo aromático de 5 a 80 % en masa y un contenido de enlace de vinilo en la parte de compuesto de dieno conjugado de 10 a 80 % en masa y un peso molecular medio expresado en peso medido por medio de cromatografía de permeabilidad de gel y convertido en poliestireno de 5.000 a 300.000, basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) que contiene no menos que 10 % en masa de un caucho de polímero basado en dieno

conjugado modificado que tiene al menos un grupo funcional.

En la composición de caucho de acuerdo con la invención, como compuesto de vinilo aromático del copolímero (C) se prefiere estireno, y como compuesto de dieno conjugado del copolímero (C) se prefiere butadieno, y como copolímero (C) se prefiere un caucho de copolímero de estireno polimerizado en disolución-copolímero de butadieno. Además, preferentemente el copolímero (C) presenta un peso molecular medio expresado en peso de

20.000 a 200.000, más preferentemente de 50.000 a 150.000.

En una realización preferida de la composición de caucho de acuerdo con la invención, el grupo funcional del caucho de polímero basado en dieno conjugado modificado presenta afinidad por la sustancia de relleno de refuerzo (B) .

En otra realización preferida de la realización de la composición de acuerdo con la invención, la cara de refuerzo (B) es negro de carbono y/o sílice. En la composición de acuerdo con la invención, la cantidad de negro de carbono

sometida a formación de compuestos es preferentemente no menor que 50 partes en masa basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) . De igual forma, en la composición de caucho de acuerdo con la invención, preferentemente la cantidad de sílice sometida a formación de compuesto es no menor que 50 partes en masa basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

En otra realización preferida de la composición de caucho de acuerdo con la invención, la cantidad de copolímero

(C) de compuesto de vinilo aromático de bajo peso molecular-compuesto de dieno conjugado sometido... [Seguir leyendo]

1. Una composición de caucho que comprende no menos que 20 partes en masa de una sustancia de relleno de refuerzo (B) y de 5 a 60 partes en masa de un copolímero (C) de compuesto aromático de vinilo de bajo peso molecular-compuesto de dieno conjugado que tiene un contenido de compuesto de vinilo aromático de 5 a 80 % en masa, un contenido de enlace de vinilo en la parte de compuesto de dieno conjugado de 10 a 80 % en masa y un peso molecular medio expresado en peso medido a través de cromatografía de permeabilidad de gel y convertido en poliestireno de más que 50.000 a menos que 150.000, basado en 100 partes en masa del componente de caucho

(A) y que contiene no más que 10 % en masa del caucho de polímero basado en dieno conjugado y modificado que tiene al menos un grupo funcional.

2. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el compuesto aromático de vinilo del copolímero (C) es estireno.

3. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la que el compuesto de dieno conjugado del copolímero (C) es butadieno.

4. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el copolímero (C) es un caucho de copolímero de butadieno-estireno polimerizado en disolución.

5. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el grupo funcional del caucho de polímero basado en dieno conjugado modificado presenta una afinidad para la sustancia de relleno de refuerzo (B) .

6. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la sustancia de relleno de refuerzo (B) es negro de carbono y/o sílice.

7. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 6, en la que la cantidad de negro de carbono sometida a formación de compuesto no es menor que 50 partes en masa basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

8. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 6, en la que la cantidad de sílice sometida a formación de compuesto no es menor que 50 partes en masa, basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

9. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la cantidad de copolímero (C) de compuesto aromático de vinilo de bajo peso molecular-compuesto de dieno conjugado sometido a formación de compuesto no es menor que 20 partes en masa, basado en 100 partes en masa del componente de caucho (A) .

10. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el caucho de polímero basado en dieno conjugado modificado es un copolímero de 1, 3-butadieno y un compuesto aromático de vinilo o un homopolímero de 1, 3-butadieno.

11. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el compuesto aromático de vinilo es estireno.

12. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el caucho de polímero basado en dieno conjugado modificado presenta un punto de transición vítrea (Tg) no mayor que 0 oC.

13. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el caucho de polímero basado en dieno conjugado y modificado se forma por medio de polimerización usando un compuesto orgánico de metal alcalino o un compuesto de metal de las tierras raras.

14. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 13, en la que el compuesto orgánico de metal alcalino es alquillitio.

15. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el grupo funcional del caucho de polímero basado en dieno conjugado modificado es un grupo funcional que contiene nitrógeno.

16. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 15, en la que el grupo funcional que contiene nitrógeno es un grupo amino sustituido o no sustituido, grupo amida, grupo imino, grupo imidazol, grupo nitrilo o grupo piridilo.

17. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 15, en la que el grupo funcional que contiene nitrógeno se escoge entre el grupo que consiste en un grupo amino sustituido representado por medio de la fórmula

(I) siguiente: [en la que R1 es de manera independiente un grupo alquilo que presenta un número de carbonos de 1-12, un grupo cicloalquilo o un grupo aralquilo] y un grupo amino cíclico representado por medio de la fórmula (II) siguiente:

[en la que R2 es un grupo alquileno que tiene 3-16 grupos metileno, un grupo alquileno sustituido, un grupo oxialquileno o un grupo N-alquilamino-alquileno].

18. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el caucho de polímero basado en dieno conjugado modificado se obtiene haciendo reaccionar un terminal activo de un polímero basado en dieno conjugado que tiene un terminal activo con al menos uno que se escoge entre el grupo que consiste en un compuesto de

hidrocarbiloxi silano representado por medio de la fórmula (III) siguiente:

[en la que A1 es un grupo monovalente que tiene al menos un grupo funcional escogido entre (tio) epoxi, (tio) isocianato, (tio) cetona, (tio) aldehído, imina, amida, triéster de ácido isocianúrico, hidrocarbiléster de ácido (tio) carboxílico, una sal de metal de ácido (tio) carboxílico, anhídrido carboxílico, un haluro de ácido carboxílico y 15 dihidrocarbiléster de ácido carbónico; R3 y R4 son de manera independiente un grupo de hidrocarburo alifático monovalente que tiene un número de carbono de 1-20 o un grupo de hidrocarburo aromático monovalente que tiene un número de carbonos de 6-18; R5 es un enlace sencillo o un grupo de hidrocarburo inactivo bivalente que presenta un número de carbonos de 1-20; n es un número entero de 1-3; cuando existen OR3 plurales, pueden ser iguales o diferentes; y no se incluyen protón activo y sal de onio en la molécula] y un compuesto de hidrocarbiloxi silano

representado por medio de la fórmula (IV) siguiente:

R6p -Si- (OR7) 4-p .... (IV)

[en la que R6 y R7 son de manera independiente un grupo de hidrocarburo alifático monovalente que tiene un número de carbonos de 1-20 o un grupo de hidrocarburo aromático que tiene un número de carbonos de 6-18; p es un número entero de 0-2; cuando existen OR7 plurales, pueden ser iguales o diferentes; y no se incluyen el protón

activo y la sal de onio en la molécula].

19. La composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el caucho de polímero basado en dieno conjugado modificado presenta al menos un enlace de estaño-carbono o un enlace de silicio-carbono procedente de un agente de acoplamiento representado por medio de la siguiente fórmula (V) :

R8zZXb.... (V)

[en la que R8 se escoge de manera independiente entre el grupo que consiste en un grupo alquilo que tiene un número de carbonos de 1-20, un grupo cicloalquilo que tiene un número de carbonos de 3-20, un grupo arilo que tiene un número de carbonos de 6-20 y un grupo aralquilo que tiene un número de carbonos de 7-20; Z es estaño o silicio; X es de manera independiente cloro o bromo; y a es 0-3 y b es 1-4 con la condición de que a + b = 4].

20. La composición de caucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en la que el componente de 35 caucho (A) contiene caucho natural y/o poli (caucho de isopreno) .

21. Un neumático que usa la composición de caucho que se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20.