CEMENTO BASADO EN AGUA PARA PRODUCIR NEUMÁTICOS.

Un cemento basado en agua para producir neumáticos, que comprende agua como disolvente,

una base de polímero de cadena insaturada reticulable, azufre, una carga de refuerzo, óxido de cinc, aceleradores; estando caracterizado dicho cemento por que comprende un emulsionante de fórmula general (I) en la que: [R1R2R3NR5[N(R4)3]n] (n+1)+ (n+1)X - (I) X es un átomo o grupo aniónico R1, R2 y R3, que pueden ser iguales o diferentes, son cada uno CmH2m+1, en la que m varía entre 1 y 3, o CH2CHCH2 o CHCHCH3 R4 es CH2CHCH2 o CHCHCH3 n es 0 ó 1 R5 es un grupo alifático C15-C22 cuando n es 0; y es un grupo alifático C8-C16 cuando n es 1 cuando n es 0, al menos uno de R1, R2, R3 y R5 comprende un doble enlace

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08167989.

Solicitante: BRIDGESTONE CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

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

Inventor/es: Cantonetti,Veronica, Cotugno,Salvatore.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 30 de Octubre de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60C1/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60C NEUMATICOS PARA VEHICULOS (fabricación, reparación B29 ); INFLADO DE NEUMATICOS; CAMBIO DE NEUMATICOS; FIJACION DE VALVULAS A CUERPOS ELASTICOS INFLABLES, EN GENERAL; DISPOSITIVOS O INSTALACIONES CONCERNIENTES A LOS NEUMATICOS (ensayo del rendimiento de neumáticos G01M 17/02). › Neumáticos caracterizados por la composición química, la disposición o mezcla física de la composición.
  • C08K5/19 SECCION C — 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. › Compuestos de amonio cuaternario.
  • C09J121/00 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09J ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PEGADO EN GENERAL; PROCEDIMIENTOS DE PEGADO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR; EMPLEO DE MATERIALES COMO ADHESIVOS (adhesivos quirúrgicos A61L 24/00; adhesivos a base de compuestos macromoleculares orgánicos no especificados utilizados como agentes ligantes en productos estratificados B32B; etiquetado sobre tejidos o materiales y objetos comparables, de superficie deformable, utilizando adhesivos y adhesivos termoactibables respectivamente B65C 5/02, B65C 5/04;  preparación de cola o gelatina C09H; etiquetas, fichas o medios análogos de identificación o de indicación G09F 3/10). › Adhesivos a base de cauchos no especificados.

Clasificación PCT:

  • B60C1/00 B60C […] › Neumáticos caracterizados por la composición química, la disposición o mezcla física de la composición.
  • C08K5/19 C08K 5/00 […] › Compuestos de amonio cuaternario.
  • C08L21/00 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › Composiciones de cauchos no específicos.
  • C08L7/00 C08L […] › Composiciones de caucho natural.
  • C09J107/00 C09J […] › Adhesivos a base de caucho natural.
  • C09J121/00 C09J […] › Adhesivos a base de cauchos no especificados.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2371371_T3.pdf

 


Descripción:

La presente invención se refiere a un cemento basado en agua para producir neumáticos. En la fabricación de neumáticos, los cementos normalmente están basados en disolventes orgánicos. Los cementos de esta clase son altamente adhesivos y fáciles de usar, principalmente teniendo en cuenta que el caucho se disuelve fácilmente en disolventes orgánicos, de manera que al mezclarse con otro caucho para formar prácticamente una sola pieza de una sola vez el disolvente orgánico se evapora. Por razones medioambientales, directivas europeas recientes han impuesto una reducción drástica en el uso de disolventes orgánicos en la industria de neumáticos, forzando de esta manera a los fabricantes a prever soluciones alternativas para asegurar la adhesión correcta de las capas de caucho. Una alternativa a los cementos tradicionales son los cementos basados en agua, en los que el disolvente orgánico se sustituye por agua como disolvente y que posee el problema de asegurar la dispersión en agua de ingredientes intrínsecamente hidrófobos. Esto se hace usando emulsionantes que, como se sabe, comprenden un grupo hidrófobo capaz de enlazar el ingrediente en cuestión y un grupo hidrófilo capaz de asegurar su dispersión en agua. Puesto que los emulsionantes normalmente son selectivamente eficaces respecto a un compuesto particular, la fabricación de cementos basados en agua exige diferentes tipos de emulsionantes. Los ensayos muestran que la presencia de grandes cantidades y diferentes tipos de emulsionantes pueden afectar a la resistencia adhesiva del cemento, de ahí la fuerte demanda de emulsionantes de cemento basado en agua que sean eficaces sobre un amplio intervalo de ingredientes, para reducir tanto la cantidad como el número de tipos de emulsionantes usados. El solicitante ha descubierto, sorprendentemente, una clase particular de emulsionantes que es universalmente eficaz sobre los diversos ingredientes del cemento basado en agua. De acuerdo con la presente invención se proporciona un cemento basado en agua para producir neumáticos, que comprende agua como disolvente, una base de polímero de cadena insaturada reticulable, azufre, una carga de refuerzo, óxido de cinc y aceleradores; estando caracterizado dicho cemento por comprender un emulsionante de fórmula general (I) [R1R2R3NR5[N(R4)3]n] (n+1)+ (n+1)X - (I) en la que: X es un átomo o grupo aniónico R1, R2 y R3, que pueden ser iguales o diferentes, son cada uno CmH2m+1, en la que m varía entre 1 y 3, o CH2CHCH2 o CHCHCH3 R4 es CH2CHCH2 o CHCHCH3 n es 0 ó 1 R5 es un grupo alifático C15-C22 cuando n es 0; y es un grupo alifático C8-C16 cuando n es 1 cuando n es 0, al menos uno de R1, R2, R3 y R5 comprende un doble enlace. Preferentemente, el cemento basado en agua comprende del 5 al 80% peso de agua, del 10 al 60% de una base de polímero de cadena insaturada reticulable, del 0,2 al 1% de azufre, del 1 al 25% de una carga de refuerzo, del 0,1 al 3% de óxido de cinc y del 0,1 al 1% de aceleradores; estando caracterizado dicho cemento por comprender del 0,1 al 10% de un emulsionante de fórmula general (I). Preferentemente R1, R2 y R3 son CH2CHCH2. Preferentemente R1, R2 y R3 son CH2CHCH2, R5 comprende un doble enlace y n es 0. Preferentemente R1, R2 y R3 son CH2CHCH2, n es 1 y R5 es un grupo alifático saturado. Preferentemente, la cantidad de emulsionante en el cemento varía entre el 0,5 y el 5% en peso. Los ejemplos a continuación son puramente indicativos y no limitantes, para una comprensión más clara de la invención. Ejemplos Se prepararon seis cementos basados en agua (A, B, C, D, E, F) de acuerdo con la presente invención. 2 E08167989 08-11-2011   La Tabla I muestra las composiciones, en porcentaje en peso de los seis cementos. TABLA I A B C D E F AGUA 50 50 50 50 50 50 CAUCHO NATURAL 25 25 25 25 25 25 NEGRO DE HUMO 13 13 13 13 13 13 ÓXIDO DE CINC 1 1 1 1 1 1 RESINA ADHESIVA 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 AZUFRE 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 SULFONAMIDA 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 EMULSIONANTE (a) 2 -- - - - - EMULSIONANTE (b) -- 2 - - - - EMULSIONANTE (c) -- -- 2 - - - EMULSIONANTE (d) -- -- - 2 - - EMULSIONANTE (e) -- -- - - 2 - EMULSIONANTE (f) -- -- -- -- -- 2 El emulsionante (a) de acuerdo con la presente invención usado en el cemento A es de la fórmula [(CH3)3N(CH2)8CHCH(CH2)7CH3] + I - . El emulsionante (b) de acuerdo con la presente invención usado en el cemento B es de la fórmula (CH2CHCH2)3N(CH2)15CH3] + Br. El emulsionante (c) de acuerdo con la presente invención usado en el cemento C es de la fórmula (CH3)(CH2CHCH2)2N(CH2)15CH3] + I - . El emulsionante (d) de acuerdo con la presente invención usado en el cemento D es de la fórmula [(CH2CHCH2)(CH3)2N(CH2)15CH3] + I - . El emulsionante (e) de acuerdo con la presente invención usado en el cemento E es de la fórmula [(CH2CHCH2)3N(CH2)8CHCH(CH2)7CH3] I - . El emulsionante (f) de acuerdo con la presente invención usado en el cemento F es de la fórmula [(CH2CHCH2)3N(CH2)12N(CH2CHCH2)3] 2+ 2Br. Para evaluar con precisión las ventajas de los cementos de acuerdo con la presente invención, se prepararon dos cementos de comparación (G y H). El cemento G es un cemento basado en disolvente y el cemento H es un cemento basado en agua conocido. La Tabla II muestra las composiciones, en porcentaje en peso, de los cementos G y H. TABLA II 3 G H AGUA - 50,0 HEPTANO 70,0 - CAUCHO NATURAL 18,0 25,0 NEGRO DE HUMO 9,0 13,0 ÁCIDO ESTEÁRICO 0,6 - ÓXIDO DE CINC 0,3 1,0 E08167989 08-11-2011   4 G H RESINA ADHESIVA 2,0 5,0 AZUFRE 0,3 0,5 SULFONAMIDA 0,3 0,5 EMULSIONANTES CONVENCIONALES -- 5,0 Los emulsionantes convencionales usados en el cemento H son: ácido naftilsulfónico para dispersar el óxido de cinc, azufre y aceleradores; aminas alifáticas etoxiladas y ácidos grasos etoxilados para dispersar el negro de humo. Como quedará claro para un experto, además del caucho natural, los cementos de acuerdo con la presente invención pueden comprender cualquier base de polímero de cadena reticulable obtenido por polimerización de dienos conjugados y/o monómeros alifáticos o de vinilo aromático. Por ejemplo, las bases de polímero utilizables se seleccionan entre el grupo que comprende caucho natural, 1,4-cis poliisopreno, polibutadieno, copolímeros de isopreno-isobuteno, posiblemente halogenados, copolímeros de butadieno-acrilonitrilo, copolímeros de estirenobutadieno y terpolímeros de estireno-butadieno-isopreno, tanto en solución como en emulsión, y terpolímeros de etileno-propileno-dieno. Las bases de polímero anteriores pueden usarse individualmente o mezcladas. Ensayos de laboratorio Se ensayó la adhesión de cada cemento en caucho tanto verde como curado, según la Norma ASTM D624, se ensayaron las propiedades geométricas según la Norma ASTM D5289, y se ensayó la viscosidad según la Norma ASTM D6080. La Tabla III muestra los resultados de ensayo. TABLA III A B C D E F G H Viscosidad (cps) 100 100 100 100 100 100 100 100 ML (dNm) 2,1 2,1 2,4 2,5 2,6 3,0 2,1 2,0 MH (dNm) 18,0 20,8 19,1 19,4 20,5 25,1 18,0 16,8 T10 (min) 0,7 0,7 0,8 0,8 0,6 1,0 0,7 0,5 T50 (min) 1,1 1,3 1,4 1,2 1,7 1,6 1,1 1,1 T90 (min) 2,9 2,7 2,9 3,0 2,5 3,5 2,9 3,0 Adhesión a caucho verde (N/mm) 1,5 1,6 1,5 1,8 2,0 2,1 2,0 1,20 Adhesión a caucho curado* (N/mm) 19,7 23,0 21,0 20,6 23,5 25,0 20,0 10,0 * El caucho curado se obtuvo, según la Norma ASTM 1382, curando durante 10 minutos a temperatura constante de 160 ºC. E08167989 08-11-2011 Como se muestra en la Tabla III, los cementos de acuerdo con la presente invención usando emulsionantes de fórmula (I) necesitan menos emulsionante en comparación con los cementos basados en agua de la técnica anterior y, como tales, son muy estables e incluso de mayor resistencia a adhesión que los cementos basados en disolvente. Resumiendo, usando un emulsionante universal, no es necesario usar más tipos de emulsionantes diferentes, y la cantidad de emulsionante usada puede reducirse en gran medida. Como se muestra mediante los resultados en la Tabla III, usar un emulsionante como el reivindicado no afecta de ninguna manera a las otras características del cemento, tales como viscosidad y propiedades reométricas.  

 


Reivindicaciones:

1. Un cemento basado en agua para producir neumáticos, que comprende agua como disolvente, una base de polímero de cadena insaturada reticulable, azufre, una carga de refuerzo, óxido de cinc, aceleradores; estando caracterizado dicho cemento por que comprende un emulsionante de fórmula general (I) en la que: [R1R2R3NR5[N(R4)3]n] (n+1)+ (n+1)X - (I) X es un átomo o grupo aniónico R1, R2 y R3, que pueden ser iguales o diferentes, son cada uno CmH2m+1, en la que m varía entre 1 y 3, o CH2CHCH2 o CHCHCH3 R4 es CH2CHCH2 o CHCHCH3 n es 0 ó 1 R5 es un grupo alifático C15-C22 cuando n es 0; y es un grupo alifático C8-C16 cuando n es 1 cuando n es 0, al menos uno de R1, R2, R3 y R5 comprende un doble enlace. 2. Un cemento basado en agua para producir neumáticos, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende del 5 al 80% en peso de agua, del 10 al 60% de una base de polímero de cadena insaturada reticulable, del 0,2 al 1% de azufre, del 1 al 25% de una carga de refuerzo, del 0,1 al 3% de óxido de cinc y del 0,1 al 1% de aceleradores; estando caracterizado dicho cemento por comprender del 0,1 al 10% de un emulsionante de fórmula general (I). 3. Un cemento basado en agua para producir neumáticos, de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque R1, R2 y R3 son CH2CHCH2. 4. Un cemento basado en agua para producir neumáticos, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque R1, R2 y R3 son CH2CHCH2, R5 comprende un doble enlace y n es 0. 5. Un cemento basado en agua para producir neumáticos, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dicho emulsionante es [(CH2CHCH2)3N(CH2)8CHCH(CH2)7CH3] + X - . 6. Un cemento basado en agua para producir neumáticos, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque R1, R2 y R3 son CH2CHCH2, n es 1, y R5 es un grupo alifático saturado. 7. Un cemento basado en agua para producir neumáticos, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dicho emulsionante es [(CH2CHCH2)3N(CH2)12N(CH2CHCH2)3] 2+ 2X - . 8. Un neumático producido usando un cemento basado en agua de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores. E08167989 08-11-2011

 

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