Resinas novolaca y composiciones de caucho que las comprenden.

Una resina novolaca, en donde la resina comprende:

(a) 1-30% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-25% en peso de resorcinol;

(c) al menos 45% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehídos;

en donde los porcentajes en peso se refieren al peso total de componentes (a), (b), y (c).

Resinas novolaca y composiciones de caucho que las comprenden Campo de la invención La presente invención se refiere a resinas novolaca que se preparan, entre otros, con uno o más alquilfenoles. La invención se refiere además a composiciones que comprenden las resinas novolaca, tales como composiciones de caucho, y a productos que se obtienen con las mismas. La presente invención se refiere también a un procedimiento para preparar una composición de caucho.

Antecedentes de la invención En la industria del caucho se han usado resorcinol y resinas de resorcinol-formaldehído en composiciones de caucho y adhesivos. Sin embargo, uno de los problemas asociados con resorcinol y resinas a base de resorcinolformaldehído convencionales es la elevada formación de humo de estas resinas durante la elaboración del caucho. Por consiguiente, en la técnica se han realizado varios intentos para resolver este problema. Véanse, por ejemplo las patentes de EE.UU. Nos. 5.936.056 y 5.945.500. Sin embargo, sigue existiendo la necesidad de una resina que no forme humo o tenga niveles aceptables de formación de humo pero que ofrezca satisfactoriamente las ventajas que proporcionan las resinas convencionales (que forman humo) .

Se mencionan resinas de resorcinol y/o composiciones de caucho en las patentes de EE.UU. Nos. 4.031.288; 4.167.540; 4.889.891; 5.030.692; 5.206.289; 5.238.991; 5.922.797; 5.936.056; 5.945.500; 6.448.318; y 6.472.457.

Resumen de la invención La presente invención proporciona resinas novolaca que se preparan haciendo que reaccionen:

(a) 1-30% en peso de uno o más alquilfenoles;

(b) 5-25% en peso de resorcinol;

(c) al menos 45% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehídos;

en donde dichos % en peso se refieren al peso total de componentes (a) , (b) , y (c) .

La presente invención también proporciona composiciones de caucho que comprenden las presentes resinas novolaca.

Además, la presente invención proporciona un procedimiento para preparar una composición de caucho. En una realización, el procedimiento incluye:

(a) mezclar uno o más aceites y una o más resinas novolaca para proporcionar una composición novolacaaceite; y

(b) mezclar la composición novolaca-aceite con uno o más compuestos de caucho.

Descripción detallada La presente invención proporciona resinas novolaca que se preparan con 1-30% en peso de alquilfenoles, por ejemplo 1-20 en peso o 5-20% en peso, referidos al peso total de monómeros fenólicos usados en la preparación.

En una realización, la presente invención proporciona resinas novolaca que se preparan haciendo que reaccionen:

(a) 1-30% en peso de uno o más alquilfenoles (por ejemplo 1-25 en peso, 1-20% en peso, 5-20 en peso, o 51, 5% en peso) ;

(b) 5-25% en peso de resorcinol (por ejemplo 5-20 en peso, o 5-1, 5% en peso) ;

(c) al menos 45% en peso de fenol (por ejemplo 50-90% en peso, 60-90% en peso, 65-90% en peso, o 70-85% en peso) ; y

(d) uno o más aldehídos; en donde dichos % en peso se refieren al peso total de componentes (a) , (b) , y (c) . Los alquilfenoles son fenoles que tienen uno o más grupos alquilo. Los alquilfenoles pueden tener grupos alquilo en

posiciones orto, meta, y/o para del fenol. En una realización, los alquilfenoles incluyen aquellos que tienen un grupo alquilo ("mono-alquilfenoles") . En otra realización, los alquilfenoles incluyen aquellos que tienen dos grupos alquilo ("di-alquilfenoles") .

En una realización, los grupos alquilo de los alquilfenoles tienen al menos 4 átomos de carbono, por ejemplo, al menos 8, al menos 12, al menos 16, al menos 20, o al menos 24 átomos de carbono. Generalmente, los grupos alquilo comprenderán menos de 60 átomos de carbono, por ejemplo menos de 40, menos de 35, menos de 30, o 28

o menos átomos de carbono.

Ejemplos del uno o más aldehídos incluyen formaldehído, metilformcel, butilformcel, acetaldehído, propionaldehído, butiraldehído, crotonaldehído, benzaldehído, y furfural. En una realización, el uno o más aldehídos incluyen formaldehído.

Las presentes resinas novolaca se pueden preparar de cualquier modo adecuado. Por ejemplo, en una realización, se hace que reaccionen en primer lugar fenoles que no son resorcinol con uno o más aldehídos en presencia de un catalizador (por ejemplo un catalizador ácido, por ejemplo un catalizador de ácido sulfónico tal como ácido p-tolueno sulfónico o ácido dodecilbenceno sulfónico) para formar una primera resina. A continuación se pueden añadir a la primera resina resorcinol y opcionalmente más fenoles que no son resorcinol, a lo que sigue adición de más aldehído.

En una realización, las presentes resinas novolaca comprenden menos de 5% en peso de resorcinol libre, por ejemplo menos de 3% en peso, menos de 1% en peso, menos de 0, 5% en peso, o aproximadamente 0% en peso.

En una realización, las presentes resinas novolaca se usan en composiciones de caucho, esto es composiciones que comprenden uno o más compuestos de caucho. Preferiblemente, las composiciones de caucho son composiciones de caucho vulcanizables.

Ejemplos de compuestos de caucho incluyen cauchos tanto naturales como sintéticos. Polímeros representativos de caucho sintético incluyen los polímeros de butadieno. Los polímeros de butadieno incluyen aquellos polímeros que tienen propiedades similares a las del caucho, que se preparan polimerizando butadieno solo o con otro u otros compuestos polimerizables etilénicamente insaturados, tales como estireno, metilestireno, metil isopropenil cetona y acrilonitrilo. Ejemplos adicionales de cauchos sintéticos incluyen cauchos de neopreno. También se pueden emplear caucho (butilo) de isobutileno y caucho de etilenopropileno (EPDM) .

En una realización, la relación en peso del uno o más compuestos de caucho a la resina novolaca está en el intervalo de 99:1 a 90:10, por ejemplo en el intervalo de 99:1 a 95:5.

La composición de caucho también puede comprender un donador de metileno. Donadores de metileno adecuados incluyen, por ejemplo, hexametilentetramina (HMTA) , di-, tri-, tetra-, penta-, o hexa-N-metilol-melamina o sus derivados esterificados, parcial o totalmente esterificados, por ejemplo hexametoximetilmelamina (HMMM) , oxazolidina o N-metil-1, 3, 5-dioxazina.

La composición de caucho de esta invención también puede incluir uno o más aditivos, por ejemplo aditivos que se seleccionan entre el grupo que consiste en azufre, negro de carbono, óxido de cinc, sílice, anti-oxidante, estearatos, aceleradores, cobalto, y promotores de adhesión. En una realización, la composición de caucho no contiene cobalto.

En una realización, la composición de caucho comprende además un material reforzante. Ejemplos de materiales reforzantes incluyen nailon, rayón, poliéster, aramida, vidrio, acero (chapado con latón, cinc o bronce) u otras composiciones orgánicas o inorgánicas. Estos materiales reforzantes pueden estar, por ejemplo, en forma de filamentos, fibras, cordones o tejidos.

En una realización, la composición de caucho comprende uno o más aceites. Aceites adecuados incluyen, por ejemplo, aceites minerales y aceites que se obtienen de modo natural. Ejemplos de aceites que se obtienen de modo natural incluyen, por ejemplo, tall oil, aceite de linaza, y/o aceite de tung. Ejemplos de tall oil comercial incluyen, por ejemplo SYLFAT FA1 de Arizona Chemicals y PAMAK C40S de Hercules Canada. En una realización, la composición de caucho comprende menos de 5% en peso del uno o más aceites, tal como menos de 2% en peso, menos de 1% en peso, menos de 0, 6% en peso, menos de 0, 4% en peso, menos de 0, 3% en peso, o menos de 0, 2% en peso, referido al peso total de compuestos de caucho en la composición. En una realización, la composición de caucho comprende al menos de 0, 01% en peso del uno o más aceites, por ejemplo al menos 0, 05% en peso o al menos de 0, 1% en peso, referido al peso total de compuestos de caucho en la composición. La presencia de un aceite en la composición de caucho puede ayudar a proporcionar una flexibilidad mejorada de la composición de caucho después de la vulcanización.

Un aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para formar la composición de caucho. En una realización, el procedimiento para formar la composición de caucho comprende mezclar una o más resinas novolaca (por ejemplo las resinas novolaca anteriormente descritas) con uno o más aceites (por ejemplo, los aceites anteriormente descritos, tales como los aceites que se obtienen de modo natural anteriormente descritos) para formar una mezcla resina novolaca-aceite, y mezclar la mezcla resina novolaca-aceite con uno o más compuestos... [Seguir leyendo]

1. Una resina novolaca, en donde la resina comprende:

(a) 1-30% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-25% en peso de resorcinol;

(c) al menos 45% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehídos; en donde los porcentajes en peso se refieren al peso total de componentes (a) , (b) , y (c) .

2. La resina novolaca de la reivindicación 1, en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles es un grupo alquilo C4-C60.

3. La resina novolaca de la reivindicación 2, en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles es un grupo alquilo C24-C26.

4. La resina novolaca según la reivindicación 1, en donde uno o más de los aldehídos es formaldehído.

5. La resina novolaca según la reivindicación 1, en donde la resina comprende:

(a) 5-20% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-15% en peso de resorcinol;

(c)

6. 90% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehídos; en donde los porcentajes en peso se refieren al peso total de componentes (a) , (b) , y (c) .

6. La resina novolaca según la reivindicación 5, en donde la resina comprende:

(a) 5-15% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-15% en peso de resorcinol;

(c)

7. 90% en peso de fenol; y

(d) formaldehído; en donde los porcentajes en peso se refieren al peso total de componentes (a) , (b) , y (c) .

7. Una composición que comprende uno o más compuestos de caucho y la resina novolaca según la reivindicación

1.

8. La composición de la reivindicación 7, en donde la relación en peso de dicho uno o más compuestos de caucho a dicha resina novolaca oscila de aproximadamente 99:1 a aproximadamente 9:1.

9. Un producto preparado, al menos en parte, vulcanizando la composición según la reivindicación 7.

10. El producto de la reivindicación 9, en donde dicho producto se selecciona entre el grupo que consiste en neumáticos, mangueras, cintas tractoras, cintas transportadoras, rodillos de impresoras, tacones de caucho para calzado, suelas de caucho para calzado, escurridores de caucho, alfombrillas para automóviles, guardabarros para camiones, forros para molinos de bolas y burletes.

11. El producto de la reivindicación 9, en donde dicho producto es un revestimiento superficial de cinta de malla.

12. Un neumático que comprende una resina novolaca, en donde la resina novolaca comprende:

(a) 1-30% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-20% en peso de resorcinol;

(c) al menos 45% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehídos;

en donde los porcentajes en peso se refieren al peso total de componentes (a) , (b) , y (c) . 15

13. El neumático de la reivindicación 12, en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles es un grupo alquilo C4-C60.

14. El neumático de la reivindicación 12, en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles es un grupo alquilo C24-C28.

15. Un procedimiento para preparar una composición de caucho, que comprende las etapas de:

(a) mezclar uno o más aceites con una o más resinas novolaca de la reivindicación 1 para producir una composición novolaca-aceite; y

(b) mezclar dicha composición novolaca-aceite con uno o más compuestos de caucho para producir una composición de caucho.

16. El procedimiento según la reivindicación 15, en donde el mezclado de dicho uno o más aceites con dicha una o más resinas novolaca se efectúa mediante mezclado en estado fundido.

17. El procedimiento según la reivindicación 15, en donde uno o más de los aceites es un aceite que se obtiene naturalmente.

18. El procedimiento según la reivindicación 15, en donde uno o más de los aceites es un tall oil, un aceite de linaza, 15 o un aceite de tung.

19. El procedimiento según la reivindicación 15, en donde el porcentaje en peso de dichos uno o más aceites oscila de aproximadamente 0, 5 a aproximadamente 20% en peso, referido al peso total de dicha composición novolacaaceite.

20. El procedimiento según la reivindicación 19, en donde el porcentaje en peso de dichos uno o más aceites oscila 20 de aproximadamente 2 a aproximadamente 10% en peso.

21. El procedimiento según la reivindicación 15, en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles es un grupo alquilo C8-C60.

22. El procedimiento según la reivindicación 15, en donde la relación en peso de dichos uno o más compuestos de caucho a dicha composición novolaca-aceite oscila de aproximadamente 99:1 a aproximadamente 4:1.

23. El procedimiento según la reivindicación 22, en donde dicha relación oscila de aproximadamente 49:1 a aproximadamente 9:1.

24. El procedimiento según la reivindicación 15, en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles en las resinas novolaca es un grupo alquilo C4-C60.

25. El procedimiento según la reivindicación 15, en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles en las 30 resinas novolaca es un grupo alquilo C24-C28.