COMPOSICION QUE ACTUA COMO AGENTE DE ACOPLAMIENTO PARA COMPUESTOS DE CAUCHO CARGADOS Y PEROXIDICAMANTE RETICULANTES.
Una composición que actúa como agente de acoplamiento entre materiales de carga y elastómeros peroxídicamente reticulantes en compuestos de caucho,
que comprende, como componente que comprende compuestos de silicio, una mezcla:
a) de vinilalcoxisiloxanos con alquilalcoxisiloxanos, o
b) de vinilalcoxisiloxanos con fenilalcoxisiloxanos, o
c) de vinilalcoxisiloxanos con fenil/alquilalcoxisiloxanos, o
d) de alcoxisiloxanos acrílicos o metacrílicos con alquilalcoxisiloxanos, o
e) de alcoxisiloxanos acrílicos o metacrílicos con fenilalcoxisiloxanos, o
f) de alcoxisiloxanos acrílicos o metacrílicos con fenil/alquilalcoxisiloxanos
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2003/006543.
Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11,45128 ESSEN.
Inventor/es: BARFURTH, DIETER, MACK, HELMUT, STANDKE, BURKHARD.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 9 de Diciembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08K5/5425 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 5/00 Utilización de ingredientes orgánicos. › conteniendo al menos un enlace C= C.
- C08L21/00 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › Composiciones de cauchos no específicos.
Clasificación PCT:
- C08G77/04 C08 […] › C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 77/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace que contiene silicio con o sin azufre, nitrógeno, oxígeno o carbono en la cadena principal de la macromolécula. › Polisiloxanos.
- C08G77/18 C08G 77/00 […] › a grupos alkoxi o ariloxi.
- C08L83/04 C08L […] › C08L 83/00 Composiciones de compuestos macromoleculares obtenido por reacciones que forman un enlace que contiene silicio con o sin azufre, nitrógeno, oxígeno o carbono, solamente en la cadena principal; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Polisiloxanos.
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
Composición que actúa como agente de acoplamiento para compuestos de caucho cargados y peroxídicamente reticulantes.
La presente invención se refiere a una composición que comprende compuestos de silicio y actúa como agente de acoplamiento entre materiales de carga y elastómeros peroxídicamente reticulantes en compuestos de caucho, y a su uso.
Es conocido el uso de vinilsilanos, en particular viniltrimetoxietoxisilano (DYNASYLAN® VTMOEO) y viniltrietoxisilano (DYNASYLAN® VTEO), como agente de acoplamiento en la reticulación por vía peroxídica de caucho de etileno-propileno (EPR), caucho de etileno-propileno-dieno (EPDM) y en otros compuestos de cauchos, como caucho de estireno-butadieno (SBR), caucho natural (NR), caucho de copolímeros de acrilatos (ACM), caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR) o caucho de polibutadieno (BR). Estos son habitualmente compuestos de caucho cargados. Ejemplos de materiales de carga usados son caolín, cuando sea apropiado en forma calcinada, u otros materiales de carga silicatados como sílice, cuarzo, cristobalita, talco, montmorillonita, wollastonita, o mica, o CaCO3, hidróxido de aluminio (ATH), hidróxido de magnesio (MDH) o dióxido de titanio, o materiales de carga orgánicos distintos como celulosa, lino y sisal. El vinilsilano en este caso une el material de carga al caucho.
Es conocido también que las mezclas físicas de silanos insaturados monómeros, tales como viniltrietoxisilano (DYNASYLAN® VTEO) o 3-metacritoxipropiltrimetoxisilano (DYNASYLAN® MEMO), con alquilsilanos oligómeros permite una dispersión mejorada del material de carga en la matriz de caucho (documento EP 0124805 A). Una desventaja del silano monómero es su volatilidad. El punto de ebullición del VTEO es de 158ºC. Otra desventaja de los silanos monómeros es que para cada mol de trialcoxisilano es liberada una cantidad equimolar de alcohol de hidrólisis.
Un objeto en el que se basó la presente invención fue resolver las desventajas mencionadas.
Sorprendentemente, se ha encontrado que una mezcla de vinilsilanos oligómeros, es decir, siloxanos vinil-funcionales, como DYNASYLAN® 6498 y alquilsilanos oligómeros, es decir, siloxanos alquil-funcionales, como DYNASYLAN® 9892, tiene una excelente idoneidad como agente de acoplamiento para compuestos de caucho cargados, peroxídicamente reticulantes. La volatilidad de las mezclas de la invención es considerablemente menor que la de los silanos insaturados monómeros y también que la de las mezclas de silano insaturado monómero y alquilsilanos oligómeros. Esto conduce también a una seguridad aumentada del producto durante su uso. El uso de mezclas que contienen vinilacoxisiloxanos de la invención puede reducir además de forma significativa la cantidad de compuestos orgánicos volátiles (VOC) en particular alcohol, producidos tras la aplicación, mientras que las propiedades del agente de acoplamiento son generalmente al menos comparablemente buenas.
La invención consigue el objeto como se expone en las reivindicaciones de la patente.
Por lo tanto, la presente invención proporciona una composición que actúa como agente de acoplamiento entre materiales de carga y elastómeros peroxídicamente reticulantes en compuestos de cauchos, que comprende, como componente que comprende compuestos de silicio, una mezcla:
Un ejemplo de un método para preparar dichos alcoxisiloxanos vinílicos, alquílicos, fenílicos, acrílicos, metacrílicos u orgánicos puede usar las enseñanzas de los siguientes documentos: EP 0101541 A, EP 0518057 A, EP 0814110 A, EP 0978525 A y EP 1205505 A.
La composición de la invención puede ser preparada generalmente mezclando los respectivos componentes que van a ser usados o agitando estos conjuntamente. Las operaciones en este caso se deben llevar a cabo con exclusión de agua. Los siloxanos usados en este caso, por lo tanto, son sustancialmente alcoxisiloxanos. Sin embargo, es posible también que cualquiera de los grupos alcoxi sean convertidos mediante hidrólisis en un grupo hidroxi.
La composición de la invención puede comprender también, aparte de los componentes de siloxanos, otros componentes que no contengan silicio, plastificantes y/o adyuvantes de tratamiento.
La composición de la invención comprende preferentemente de 0,1 a 100% en peso, con preferencia de 20 a 80% en peso, de forma particularmente preferente de 40 a 60% en peso de alcoxisiloxano con funcionalidad vinílica, acrílica o metacrílica, basada en todos los componentes presentes en la composición. La composición de la invención comprende también apropiadamente de 0 a 80% en peso, preferentemente de 0,1 a 70% en peso, de forma particularmente preferente de 20 a 60% en peso, en particular de 40 a 50% en peso de un alcoxisiloxano con funcionalidad alquílica o fenólica, basado en todos los componentes presentes en la composición. Se debe destacar que están presentes silanos no monómeros en la composición de la invención.
La composición de la invención comprende preferentemente al menos un vinilalcoxisiloxano cíclico o de tipo de cadena de fórmula general (Ia) o (Ib)
en las que los grupos R son iguales o diferentes y R es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-metoxietilo o hidrógeno, R1 es un grupo vinilo, cada uno de a y a', independientemente, es un número entero de 2 a 50, preferentemente de 3 a 15, en donde los siloxanos pueden estar presentes en forma de restos lineales, ramificados o cíclicos.
Los alquilalcoxisiloxanos de tipo de cadena o cíclicos de la composición de la invención pueden ser descritos mediante las formulas generales (IIa) y (IIb)
en las que los grupos R son iguales o diferentes y R es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-metoxietilo o hidrógeno, los grupos R2 son iguales o diferentes y cada R2 es un grupo alquilo lineal, ramificado o cíclico que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, cada uno de b y b' independientemente, es un número entero de 2 a 50, preferentemente de 3 a 15, en donde los siloxanos pueden estar presentes en forma de restos lineales, ramificados o cíclicos.
Ejemplos que deben ser mencionados son: metilmetoxisiloxano, también denominado oligómero de metilmetoxisilano y, correspondientemente oligómero de propilmetoxisilano, oligómero de isobutilmetoxisilano, oligómero de octilmetoxisilano, oligómero de metiletoxisilano, oligómero de propiletoxisilano, oligómero de isobutiletoxisilano, oligómero de octiletoxisilano, ciclooligómero de metilmetoxisilano, ciclooligómero de propilmetoxisilano, por mencionar solo unos pocos ejemplos.
Los fenil-alcoxisiloxanos de tipo cadena o cíclicos que son también preferidos pueden ser descritos mediante las formulas generales (IIIa) y (IIIb)
en las que los grupos R son iguales o diferentes y R es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-metoxietilo o hidrógeno, R3 es un grupo fenilo, cada uno de c y c', independientemente, es un número entero de 2 a 50, preferentemente de 3 a 15, en donde los siloxanos pueden estar presentes en forma de restos lineales, ramificados o cíclicos.
Ejemplos que deben ser mencionados son: oligómero de fenilmetoxisilano, oligómero de feniletoxisilano, ciclooligómero de fenilmetoxisilano o ciclooligómero de faniletoxisilano.
Los alquilfenilalcoxisilanos de tipo cadena o cíclicos que son también preferidos pueden ser descritos mediante las formulas generales (IVa) y (IVb)
Reivindicaciones:
1. Una composición que actúa como agente de acoplamiento entre materiales de carga y elastómeros peroxídicamente reticulantes en compuestos de caucho, que comprende, como componente que comprende compuestos de silicio, una mezcla:
2. La composición según la reivindicación 1, que comprende, como otros componentes que no contienen silicio, plastificantes y/o adyuvantes de tratamiento.
3. La composición según la reivindicación 1 ó 2, que comprende de 0,1 a 100% en peso de un alcoxi-siloxano con funcionalidad vinílica, acrílica o metacrílica, basado en todos los componentes presentes en la composición.
4. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende de 0 a 80% en peso del alcoxi-siloxano con funcionalidad alquílica o fenílica, basado en todos los componentes presentes en la composición.
5. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende al menos un vinilalcoxisiloxano de fórmula general (Ia) o (Ib)
en las que los grupos R son iguales o diferentes y R es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-metoxietilo o hidrógeno, R1 es un grupo vinilo, cada uno de a y a', independientemente, es un número entero de 2 a 50, en donde los siloxanos pueden estar presentes en forma de restos lineales, ramificados o cíclicos.
6. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende al menos un alquilalcoxisiloxano de fórmula general (IIa) o (IIb)
en las que los grupos R son iguales o diferentes y R es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-metoxietilo o hidrógeno, los grupos R2 son iguales o diferentes y cada R2 es un grupo alquilo lineal, ramificado o cíclico que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, cada uno de b y b' independientemente, es un número entero de 2 a 50, en donde los siloxanos pueden estar presentes en forma de restos lineales, ramificados o cíclicos.
7. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende al menos un fenilacoxisiloxano de fórmula general (IIIa) o (IIIb)
en las que los grupos R son iguales o diferentes y R es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-metoxietilo o hidrógeno, R3 es un grupo fenilo, cada uno de c y c', independientemente, es un número entero de 2 a 50, en donde los siloxanos pueden estar presentes en forma de restos lineales, ramificados o cíclicos.
8. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende al menos un alquilfenilalcoxisiloxano de fórmula general (IVa) o (IVb)
en las que los grupos R son iguales o diferentes y R es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-metoxietilo o hidrógeno, los grupos R2 son iguales o diferentes, siendo cada R2 un grupo alquilo lineal, ramificado o cíclico que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, R3 es un grupo fenilo, cada uno de d, d', e y e', independientemente, es un número entero de 1 a 35, y con las condiciones de que 1<(d+e)<50 y 1<(d'+e')<50, en donde los siloxanos pueden estar presentes en forma de restos lineales, ramificados o cíclicos.
9. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende al menos un alcoxisiloxano acrílico o metacrílico de fórmula general (Va) o (Vb)
en las que los grupos R son iguales o diferentes y R es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-metoxietilo o hidrógeno, los grupos R4 son iguales o diferentes y R4 es un grupo acrílico o metacrílico, cada uno de f y f', independientemente, es un número entero de 2 a 50, en donde los siloxanos pueden estar presentes en forma de restos lineales, ramificados o cíclicos.
10. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que ha sido aplicada a un soporte.
11. La composición según la reivindicación 10, en la que el material de soporte se ha seleccionado entre la serie de polímero poroso, negro de carbón, cera, sílice y silicato de calcio.
12. El uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, como agente de acoplamiento en compuestos de caucho cargados y peroxídicamente reticulantes.
13. Un compuesto de caucho cargado y peroxídicamente reticulante, que comprende una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
14. El compuesto de caucho según la reivindicación 13, que comprende un contenido de elastómero de la serie de caucho de etileno-propileno (EPR), caucho de etileno-propileno-dieno (EPDM), caucho de estireno-butadieno (SBR), caucho natural (NR), caucho de copolímero de acrilato (ACM), caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR) o caucho de polibutadieno (BR).
15. El compuesto de caucho según la reivindicación 13 ó 14, que comprende un contenido de material de carga de la serie de materiales de carga silicatados u orgánicos.
16. El compuesto de caucho según la reivindicación 15, que comprende un contenido de material de carga de la serie de caolín, sílice, cuarzo, cristobalita, talco, montmorillonita, wollastonita, mica, carbonato de calcio, yeso, dolomita, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, dióxido de titanio, celulosa, lino y sisal.
17. Un artículo obtenido durante el tratamiento de compuestos de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16.
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