Una composición de caucho usando un polímero de dienos conjugados modificado,

que comprende: (A) 100 partes en masa de un componente de caucho que no contiene menos del 10% en masa de un polímero de dienos conjugados con una cadena polimérica con al menos un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un grupo amino sustituido representado por la siguiente fórmula (I): (en la que R1 es independientemente un grupo alquilo, cicloalquilo o aralquilo con un número de carbonos de 1-12) y un grupo amino cíclico representado por la siguiente fórmula (II): (en la que R2 es un grupo alquileno con 3-16 grupos metileno, un grupo alquileno sustituido o un grupo oxi- o Nalquilaminoalquileno); (B) no menos de 20 partes en masa de negro de carbón y (C) no más de 1,0 parte en masa de un compuesto aromático policíclico (PCA), en el que el polímero de dienos conjugados es un homopolímero de butadieno o un copolímero de butadieno y un compuesto vinílico aromático y en el que un contenido del compuesto vinílico aromático como un componente de copolímero no es mayor que el 10% en masa

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a una composición de caucho usando un polímero de dienos conjugados modificado y a un neumático. Más en particular, la invención se refiere a una composición de caucho usando un polímero de dienos conjugados modificado con una alta interacción con un negro de carbón, una buena resistencia al desgaste y una 5 excelente acumulación de calor baja (baja pérdida por histéresis) y a un neumático de trabajos pesados usando la misma.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Hasta la fecha, con frecuencia se usa negro de carbón como carga para refuerzo del caucho. Debido a que al negro de carbón se le puede dar una alta propiedad de refuerzo y una excelente resistencia al desgaste cuando se compara con 10 las otras cargas. Por otra parte, con el aumento de la reciente demanda social de ahorro de energía y el interés por el problema medioambiental está aumentando la atención en el bajo consumo de combustible en los automóviles y la demanda en la baja acumulación de calor en la composición de caucho para neumáticos asociada con los mismos. Como contramedida se considera la disminución de la cantidad de carga de negro de carbón o el uso de negro de carbón de tamaño de partícula grande. En estos casos, sin embargo, se sabe que es inevitable disminuir la propiedad 15 de refuerzo, la resistencia al desgaste y la propiedad de sujeción en superficie de carretera mojada. Por el contrario, se conoce el hidruro de sílice (sílice húmeda) como carga para establecer la baja acumulación de calor y la propiedad de sujeción en superficie de carretera mojada (véanse, por ejemplo, los documentos JP-A-3-252431, JP-A-6-248116, JP-A-7-70369, JP-A-8-245838 y JP-A-8-337687) y se hacen muchos estudios y desarrollos.

Sin embargo, la sílice presenta tendencia a que se agreguen partículas entre sí debido a enlace de hidrógeno del grupo 20 silanol como grupo funcional superficial, de manera que se requiere prolongar el tiempo de molienda para mejorar la dispersión de las partículas de sílice en el caucho. También, la dispersión de las partículas de sílice en el caucho es insuficiente, de manera que hay desventajas que la viscosidad Moony de la composición de caucho llega a ser alta y la procesabilidad en la extrusión o similar es deficiente.

Además, como las superficies de las partículas de sílice son ácidas, presentan la desventaja de que se adsorbe una 25 sustancia básica usada como acelerador de vulcanización para realizar la vulcanización insuficiente de la composición de caucho y por lo tanto el módulo elástico no aumenta. Para resolver las anteriores desventajas, se desarrollan agentes de acoplamiento de silano. En el último caso, sin embargo, la dispersión de partículas de sílice no llega a un nivel suficiente y en particular es difícil obtener industrialmente la buena dispersión de partículas de sílice.

Para proporcionar composiciones de caucho con una baja acumulación de calor, hasta ahora ha habido muchos 30 desarrollos tecnológicos para mejorar la dispersabilidad de la carga usada en la composición de caucho. Entre ellas lo que se hace más popularmente es un procedimiento en el que un extremo de activación polimérica de un polímero de dieno obtenido por polimerización aniónica usando un compuesto de organolitio, en particular copolímero de estireno-butadieno se modifica con un grupo funcional que tiene una interacción con la carga. En las situaciones anteriores, se intenta de diversas maneras aplicar esta técnica a un sistema usando negro de carbón como carga de refuerzo. 35

Por ejemplo, se menciona un procedimiento en el que se usa negro de carbón como carga de refuerzo y se modifica el extremo de activación polimérico con un compuesto de estaño tal como tetracloruro de estaño o similar (véase el documento JP-B-5-87530), un procedimiento en el que se usa negro de carbón igual que el anterior y se modifican los dos extremos de activación polimérica con el compuesto de estaño (véase el documento JP-A-6-49279), un procedimiento en el que se usa negro de carbón igual que el anterior y se introduce un grupo amino en el extremo de 40 activación polimérico (véanse los documentos JP-A-62-207342, JP-A-6-199923, JP-A-8-231658 y JP-A-8-225604) y similar.

Sin embargo, en la mayoría de las mejoras descritas en estos artículos de patente se examina el copolímero de estireno-butadieno. Aunque se reconoce el efecto de mejora en la baja acumulación de calor, cuando se aplica este copolímero a una superficie de rodadura o similar de un neumático de trabajos pesados, no se puede decir aún que sea 45 suficiente la baja acumulación de calor.

Además, para mejorar la baja acumulación de calor y la resistencia al desgaste, se ha usado un caucho de cis-polibutadieno superior obtenido usando un catalizador de cobalto-níquel-neodimio junto con caucho natural de la época antigua. Sin embargo, la baja acumulación de calor aún es insuficiente igual que el anterior, de manera que se requiere más mejora para satisfacer las necesidades de marketing. 50

DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN

En la situación anterior, es un objeto de la invención proporcionar una composición de caucho con una alta interacción con negro de carbón, una buena resistencia al desgaste y una excelente baja acumulación de calor (baja pérdida por histéresis) usando un polímero de dienos conjugados modificado que proporciona las propiedades anteriores a la composición de caucho así como un neumático, en particular un neumático de trabajos pesados. 55

Los inventores han realizado diversos estudios para conseguir el objeto anterior y han encontrado que el objeto se puede conseguir mezclando un polímero de dienos conjugados polifuncional con un grupo funcional que consiste en al menos un grupo amino especificado y enlace estaño-carbono en su extremo molecular o cadena, en particular un caucho de cis-polibutadieno inferior polifuncional y un negro de carbón de alto grado como carga en la composición de caucho para suprimir un contenido en PCA procedente de un agente de reblandecimiento a un nivel bajo. La invención 5 se ha realizado basándose en dicho conocimiento.

Es decir, la invención es como sigue:

(1) Una composición de caucho usando un polímero de dienos conjugados modificado, caracterizada por que comprende (A) 100 partes en masa de un componente de caucho que no contiene menos de 10% en masa de un polímero de dienos conjugados con una cadena polimérica con al menos un grupo funcional seleccionado del grupo que 10 consiste en un grupo amino sustituido representado por la siguiente fórmula (I):

**(Ver fórmula)**

15

(en la que R1 es independientemente un grupo alquilo, cicloalquilo o aralquilo con un número de carbonos de 1-12) y un grupo amino cíclico representado por la siguiente fórmula (II): 20

**(Ver fórmula)**

(en la que R2 es un grupo alquileno con 3-16 grupos metileno, un grupo alquileno sustituido o un grupo oxi- o N-25 alquilaminoalquileno); (B) no menos de 20 partes en masa de negro de carbón y (C) no más que 1,0 parte en masa de un compuesto aromático policíclico (PCA).

(2) Una composición de caucho según el artículo (1), en la que el polímero de dienos conjugados es un copolímero de butadieno y un compuesto de vinilo aromático o un homopolímero de butadieno.

(3) Una composición de caucho según el artículo (2), en la que un contenido en enlace vinílico en porción de butadieno 30 no es mayor que 25%.

(4) Una composición de caucho según el artículo (2) o (3), en la que un contenido del compuesto de vinilo aromático como componente copolimérico no es mayor que el 10% en masa.

(5) Una composición de caucho según uno cualquiera de los artículos (2)-(4), en la que el compuesto de vinilo aromático como componente copolimérico es estireno. 35

(6) Una composición de caucho según el artículo (2) o (3), en la que el polímero de dienos conjugados es polibutadieno.

(7) Una composición de caucho según uno cualquiera de los artículos (1)-(6), en la que el polímero de dienos conjugados presenta una temperatura de transición vítrea (Tg) no mayor que -50°C.

(8) Una composición de caucho según uno cualquiera de los artículos (1)-(7), en la que R1 en... [Seguir leyendo]

1. Una composición de caucho usando un polímero de dienos conjugados modificado, que comprende:

(A) 100 partes en masa de un componente de caucho que no contiene menos del 10% en masa de un polímero de dienos conjugados con una cadena polimérica con al menos un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un grupo amino sustituido representado por la siguiente fórmula (I): 5

**(Ver fórmula)**

10

(en la que R1 es independientemente un grupo alquilo, cicloalquilo o aralquilo con un número de carbonos de 1-12) y un grupo amino cíclico representado por la siguiente fórmula (II):

**(Ver fórmula)**

15

(en la que R2 es un grupo alquileno con 3-16 grupos metileno, un grupo alquileno sustituido o un grupo oxi- o N-alquilaminoalquileno);

(B) no menos de 20 partes en masa de negro de carbón y

(C) no más de 1,0 parte en masa de un compuesto aromático policíclico (PCA), en el que el polímero de dienos 20 conjugados es un homopolímero de butadieno o un copolímero de butadieno y un compuesto vinílico aromático y en el que un contenido del compuesto vinílico aromático como un componente de copolímero no es mayor que el 10% en masa.

2. Una composición de caucho según la reivindicación 1, en la que un contenido en enlace vinílico en porción de butadieno no es mayor que 25%. 25

3. Una composición de caucho según la reivindicación 1 ó 2, en la que el compuesto vinílico aromático como componente de copolímero es estireno.

4. Una composición de caucho según la reivindicación 1 ó 2, en la que el polímero de dienos conjugados es polibutadieno.

5. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el polímero de dienos 30 conjugados tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) no mayor que -50°C.

6. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que R1 en la fórmula (I) es grupo metilo, grupo etilo, grupo butilo, grupo octilo, grupo ciclohexilo, grupo 3-fenil-1-propilo o grupo isobutilo.

7. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que R2 en la fórmula (II) es grupo tetrametileno, grupo hexametileno, grupo oxidietileno, grupo N-alquilazadietileno, grupo dodecametileno o grupo 35 hexadecametileno.

8. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el polímero de dienos conjugados se forma formando una disolución de uno o más monómeros polimerizables aniónicamente que consiste esencialmente en 1,3-butadieno en un disolvente hidrocarbonado y después polimerizando los monómeros con (D) una litioamina representada por una fórmula general de (AM)Li(Q)y (en la que y es 0 o aproximadamente 0,5 a 3 y Q es un 40 componente soluble seleccionado del grupo que consiste en un hidrocarburo, un éter, una amina y una mezcla de los mismos y AM es la fórmula (I):

**(Ver fórmula)**

(en la que R1 es el mismo como se mencionó anteriormente) o la fórmula (II):

**(Ver fórmula)**

5

(en la que R2 es el mismo como se mencionó anteriormente)) o una mezcla del punto (D) y (E) un compuesto organometálico de metal alcalino como un iniciador de polimerización.

9. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el polímero de dienos conjugados tiene al menos un enlace estaño-carbono o enlace silicio-carbono procedente de un agente de acoplamiento de una fórmula: (R3)aZXb (en la que Z es estaño o silicio y R3 se selecciona del grupo que consiste en un grupo alquilo 10 con un número de carbonos de 1-20, un grupo cicloalquilo con un número de carbonos de 3-20, un grupo arilo con un número de carbonos de 6-20 y un grupo aralquilo con un número de carbonos de 7-20 y a es 0 a 3, b es 1 a 4 y a+b = 4.

10. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que no menos del 20% en masa de caucho natural y/o caucho de poliisopreno está incluido en 100 partes en masa del componente de caucho que contiene el polímero de dienos conjugados. 15

11. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que negro de carbón como el componente (B) tiene una superficie específica de adsorción de nitrógeno (N2SA) no menor que 70 m2/g.

12. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que PCA como el componente (C) procede de un agente de reblandecimiento.

13. Una composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que un extraíble de la 20 composición de caucho después de vulcanización con acetona-cloroformo no es mayor que el 20% en masa por la masa de la composición de caucho después de vulcanización.

14. Un neumático caracterizado por el uso de una composición de caucho como la reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.

15. Un neumático según la reivindicación 14, en la que la composición de caucho se aplica a una superficie de 25 rodadura.

16. Un neumático según la reivindicación 14 ó 15, en el que el neumático es un neumático de trabajos pesados.