Uso de una combinación particular de un agente de acoplamiento y un agente de recubrimiento como sistema de acoplamiento (carga blanca-elastómero) en composiciones de caucho que comprenden una carga inorgánica.

Uso

→ de una cantidad eficaz de un sistema de acoplamiento (A) (carga inorgánica-elastómero) 5 que comprende un organosilano funcionalizado que porta al menos dos funciones marcadas por "X" o "Y", que por una parte se puede injertar sobre el elastómero por medio de la función "X", y por otra sobre la carga inorgánica por medio de la función "Y";

→ como agente de acoplamiento de carga inorgánica-elastómero en composiciones de caucho que comprenden:

*

(B) al menos un elastómero de caucho de tipo natural o sintético;

* (C) una carga inorgánica como carga de refuerzo;

* (D) todos o parte de los demás constituyentes o aditivos seleccionados entre: uno (o más) agentes de vulcanización (D1), opcionalmente uno (o más) acelerantes de vulcanización (D2), opcionalmente uno (o más) activantes de vulcanización (D3), opcionalmente una (o más) cargas de refuerzo no blancas (D4), opcionalmente una (o más) cargas inorgánicas poco o nada reforzantes (D5), opcionalmente uno (o más) agentes protectores (D6), opcionalmente uno (o más) plastificantes (D7), y mezclas de estas especies; → estando caracterizado dicho uso porque:

+ el sistema acoplante (A) consiste en una combinación particular que se basa en la combinación de los ingredientes (A1) y (A2) siguientes:

- (A1) que es al menos un agente de acoplamiento seleccionado entre los productos con la fórmula:

-(C2H5O)3Si-(CH2)3-NH-CO-N≥N-COOC2H6 (A1-1)

- mezclas de especies (A1-1) con las especies siguientes (A1-1') y (A1-1")

[(CH3)3SiO1/2] [(C2H5O)2{(CH2)3-NH-CO-N≥N-COOC2H5)SiO1/2] (A1-1')

[(CH3)3SiO1/2]2[(C2H5O){(CH2)3-NH-CO-N≥N-COOC2H5}SiO2/2] (A1-1")

-(CH3)2(C2H5O)Si-(CH2)3-NH-CO-N≥N-COOC2H5 (A1-2)

-(CH3)(CH3O)2Si-(CH2)3-NH-CO-N≥N-COOCH3 (A1-3)

-(CH3)2(OH)Si-(CH2)3-NH-CO-N≥N-COOCH3 (A1-4)

-(C2H5)2(OH)Si-(CH2)3-NH-CO-N≥N-COOC2H5 (A1-5)

-(CH3)(CH3O)2Si-(CH2)3-CO-N≥N-COOCH3 (A1-6)

-(CH3)2(OH)Si-(CH2)3-CO-N≥N-COOCH3 (A1-7)

-(C2H5)2(OH)Si-(CH2)3-CO-N≥N-COOC2H5 (A1-8);

- (A2) que es al menos un agente de recubrimiento de la carga de refuerzo que consiste en un compuesto que comprende en su estructura sólo la función "Y", que se puede unir física y/o químicamente a la carga inorgánica y es capaz de facilitar el uso, al mejorar la dispersión de la carga en la matriz de caucho y reducir la viscosidad de las composiciones, de las composiciones en crudo, dicho compuesto que es un poliorganosiloxano de fórmula:**Fórmula**

con r que tiene un valor que oscila entre 3 y 10.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2006/001144.

Solicitante: RHODIA CHIMIE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 40, RUE DE LA HAIE COQ 93300 AUBERVILLIERS FRANCIA.

Inventor/es: STERIN, SEBASTIEN, GUY,LAURENT, FERNANDEZ,MICHEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS, CARBOCICLICOS O HETEROCICLICOS... > Compuestos que contienen elementos de los grupos... > C07F7/18 (Compuestos que tienen uno o más enlaces C — Si así como uno o más enlaces C — O — Si)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes orgánicos > C08K5/548 (conteniendo azufre)

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Fragmento de la descripción:

Uso de una combinación particular de un agente de acoplamiento y un agente de recubrimiento como sistema de acoplamiento (carga blanca-elastómero) en composiciones de caucho que comprenden una carga inorgánica La presente invención se refiere al campo de uso de una combinación particular de un agente de acoplamiento y un agente de recubrimiento, como sistema de acoplamiento (carga blanca-elastómero) en composiciones de caucho que comprenden una carga inorgánica como carga de refuerzo. Asimismo, la invención se refiere a la (s) composición (es) elastomérica (s) obtenida (s) gracias al uso de dicho sistema de acoplamiento, así como a los artículos de elastómero (s) que poseen una estructura que comprende las composiciones mencionadas anteriormente.

Los tipos de artículos de elastómero (s) con los que la invención es más útil son aquellos sujetos, en particular, a las siguientes restricciones: variaciones de temperaturas y/o altas variaciones de solicitación de frecuencia en régimen dinámico; y/o una alta restricción estática; y/o una alta fatiga de flexión en régimen dinámico. Estos tipos de artículos son, por ejemplo: juntas de electrodomésticos, soportes que funcionan como amortiguadores de las vibraciones de motores ya sea con armazones metálicos, o con un fluido hidráulico en el interior del elastómero, revestimientos para cables, suelas de zapatos y rodillos para teleféricos.

Esto ha sido posible principalmente gracias a la puesta a punto de nuevas composiciones elastoméricas reforzadas de cargas inorgánicas específicas denominadas "reforzantes" que presentan una alta dispersabilidad, capaces de competir con el negro de humo convencional desde el punto de vista reforzante, y que además ofrecen a estas composiciones una histéresis más baja que supone particularmente una disminución del calentamiento interno de los artículos elastoméricos (tales como, por ejemplo, los citados anteriormente) durante su uso en servicio.

No obstante, la implementación (o "procesabilidad") de las composiciones de caucho que contienen dichas cargas sigue siendo más difícil que para las composiciones de caucho con cargas convencionales de negro de humo. En particular, es necesario utilizar un agente de acoplamiento, también denominado agente de unión, que tiene como función garantizar la conexión entre la superficie de las partículas de la carga inorgánica y del elastómero, al tiempo que facilita la dispersión de esta carga inorgánica dentro de la matriz elastomérica.

Por agente de "acoplamiento" (carga inorgánica-elastómero) , en este documento se debe entender, como es sabido, un agente apto para establecer una conexión suficiente, de naturaleza química y/o física, entre la carga inorgánica y el elastómero.

Este agente de acoplamiento, al menos bifuncional, tiene como fórmula general simplificada "Y-W-Z", en la que:

- Y representa un grupo funcional (función "Y") que se puede unir física y/o químicamente a la carga inorgánica, dicha unión que se puede establecer, por ejemplo, entre un átomo de silicio del agente de acoplamiento y los grupos hidroxilo (OH) de la superficie de la carga inorgánica (por ejemplo, los silanoles de la superficie cuando se trate de sílice) ;

- X representa un grupo funcional (función "X") que se puede unir física y/o químicamente al elastómero, por ejemplo, por medio de un átomo o de un grupo de átomos adecuados;

-W representa un grupo divalente que permite la unión de "Y" y "X".

Los agentes de acoplamiento no se deben confundir en particular con simples agentes de recubrimiento de la carga inorgánica que, como es sabido, pueden suponer la función "Y" activa con respecto a la carga inorgánica pero que 50 en cualquier caso están desprovistos de la función "X" activa con respecto al elastómero.

Los agentes de acoplamiento, en particular (sílice-elastómero) , han sido descritos en un gran número de documentos de patente, siendo los más conocidos los silanos sulfurados bifuncionales, en particular los alcoxisilanos sulfurados, considerados hoy día como los productos que aportan, para los vulcanizados rellenos de 55 sílice, el mejor compromiso en términos de prevención de la prevulcanización, de facilidad de implementación y de poder reforzante. Entre estos silanos sulfurados, se debe mencionar en particular el tetrasulfuro de bis-3trietoxisililpropilo (abreviado como TESPT) , un agente de acoplamiento de referencia en las composiciones de caucho que comprenden como carga de refuerzo una carga inorgánica.

Hoy día se sigue buscando mejorar el comportamiento de estos agentes de acoplamiento para una carga inorgánica tal como, por ejemplo, la sílice.

En particular, esta necesidad está muy presente en el caso de matrices de caucho a base de un elastómero de isopreno en las que, como es sabido, es mucho más difícil obtener una unión eficaz con el elastómero, en 65 comparación con el empleo de negro de humo.

Así, aunque se sabe cómo reducir la histéresis y por tanto disminuir el calentamiento interno de los artículos elastoméricos de isopreno durante su uso sustituyendo el negro de humo por una carga inorgánica tal como la sílice, desgraciadamente es en detrimento del refuerzo de la matriz de caucho. Tanto es así que las sílices aún son poco utilizadas en matrices elastoméricas de isopreno, en comparación con el negro de humo.

Sin embargo, el Solicitante ha descubierto un nuevo sistema de acoplamiento de carga inorgánica-elastómero de isopreno que permite aunar, incluso en matrices de caucho natural, estos dos objetivos contrapuestos que son la mejora de la histéresis y la mejora del refuerzo. Específicamente, dicho sistema por tanto permite no sólo reducir aún más la histéresis, en comparación con un agente de acoplamiento convencional de tipo silano sulfurado, sino además obtener un nivel de refuerzo al menos igual al disponible con el negro de humo.

Primer objetivo de la invención Este objetivo, entre otros, se consigue con la presente invención que se refiere, en un primer objeto, al uso: 15

â de una cantidad eficaz de un sistema de acoplamiento (A) (carga inorgánica-elastómero) que comprende un organosilano funcionalizado que porta al menos dos funciones marcadas por "X" o "Y", que por una parte se puede injertar sobre el elastómero por medio de la función "X", y por otra sobre la carga inorgánica por medio de la función "Y";

â como agente de acoplamiento de carga inorgánica-elastómero en composiciones de caucho que comprenden:

â?¢ (B) al menos un elastómero de caucho de tipo natural o sintético; 25 â?¢ (C) una carga inorgánica como carga de refuerzo;

â?¢ (D) todos o parte de los demás constituyentes o aditivos seleccionados entre: uno (o más) agentes de vulcanización (D1) , opcionalmente uno (o más) acelerantes de vulcanización (D2) , opcionalmente uno (o más) activantes de vulcanización (D3) , opcionalmente una (o más) cargas de refuerzo no blancas (D4) , opcionalmente una (o más) cargas inorgánicas poco o nada reforzantes (D5) , opcionalmente uno (o más) agentes protectores (D6) , opcionalmente uno (o más) plastificantes (D7) , y mezclas de estas especies;

â estando caracterizado dicho uso porque:

+ el sistema acoplante (A) consiste en una combinación particular que se basa en la combinación de los ingredientes (A1) y (A2) siguientes:

â?¢ (A1) que es al menos un agente de acoplamiento seleccionado entre los productos con la fórmula: - (C2H5O) 3Si- (CH2) 3-NH-CO-N=N-COOC2H6 (A1-1) -mezclas de especies (A1-1) con las especies siguientes (A1-1') y (A1-1") [ (CH3) 3SiO1/2] [ (C2H5O) 2{ (CH2) 3-NH-CO-N=N-COOC2H5) SiO1/2] (A1-1')

[ (CH3) 3SiO1/2]2[ (C2H5O) { (CH2) 3-NH-CO-N=N-COOC2H5}SiO2/2]... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso â de una cantidad eficaz de un sistema de acoplamiento (A) (carga inorgánica-elastómero) que comprende un organosilano funcionalizado que porta al menos dos funciones marcadas por "X" o "Y", que por una parte se puede injertar sobre el elastómero por medio de la función "X", y por otra sobre la carga inorgánica por medio de la función "Y";

â como agente de acoplamiento de carga inorgánica-elastómero en composiciones de caucho que comprenden:

â?¢ (B) al menos un elastómero de caucho de tipo natural o sintético;

â?¢ (C) una carga inorgánica como carga de refuerzo; 15

â?¢ (D) todos o parte de los demás constituyentes o aditivos seleccionados entre: uno (o más) agentes de vulcanización (D1) , opcionalmente uno (o más) acelerantes de vulcanización (D2) , opcionalmente uno (o más) activantes de vulcanización (D3) , opcionalmente una (o más) cargas de refuerzo no blancas (D4) , opcionalmente una (o más) cargas inorgánicas poco o nada reforzantes (D5) , opcionalmente uno (o más) agentes protectores (D6) , opcionalmente uno (o más) plastificantes (D7) , y mezclas de estas especies;

â estando caracterizado dicho uso porque:

+ el sistema acoplante (A) consiste en una combinación particular que se basa en la combinación de los ingredientes 25 (A1) y (A2) siguientes:

- (A1) que es al menos un agente de acoplamiento seleccionado entre los productos con la fórmula:

- (C2H5O) 3Si- (CH2) 3-NH-CO-N=N-COOC2H6 (A1-1.

30. mezclas de especies (A1-1) con las especies siguientes (A1-1') y (A1-1")

[ (CH3) 3SiO1/2] [ (C2H5O) 2{ (CH2) 3-NH-CO-N=N-COOC2H5) SiO1/2] (A1-1')

[ (CH3) 3SiO1/2]2