MEZCLA MADRE DE CAUCHO NATURAL, PROCEDIMIENTO DE PRODUCCIÓN DE LA MISMA Y COMPOSICIÓN DE CAUCHO NATURAL.

Un procedimiento para producir una mezcla madre de caucho natural que comprende una etapa para mezclar un látex de caucho natural con una suspensión acuosa que ha sido dispersada con al menos una carga seleccionada del grupo constituido por negro de carbón,

sílice y una carga inorgánica representada por la siguiente fórmula I: nM 1 -xSiOy-zH2O (I) en la que M 1 es al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por metales de aluminio, magnesio, titanio, calcio y zirconio; óxidos de los anteriores metales; hidróxidos de los anteriores metales; hidratos de los anteriores óxidos e hidróxidos, y carbonatos de los anteriores metales; n es un número entero de 1 a 5; x es un número entero de 0 a 10; y es un número entero de 2 a 5; y z es un número entero de 0 a 10; en el que (i) la distribución de tamaño de partícula de la carga en la suspensión acuosa es de 25 µm o menor en términos del tamaño medio de partícula del volumen (mv) y de 30 µm o menor en términos del tamaño de partícula del 90% del volumen (D90) y (ii) una absorción 24M4DBP de la carga seca recuperada de la suspensión acuosa medida de acuerdo con ISO 6894, se mantiene al 93% o más de la de la carga antes de ser dispersada en el agua

La presente invención se refiere a un procedimiento de producción de una mezcla madre de caucho natural. Más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento de producción de una composición de caucho natural que presenta mejores procesabilidad, propiedad reforzante y resistencia a la abrasión. 5

En general se sabe que el caucho natural tiene excelentes propiedades mecánicas, escasa acumulación de calor interno y resistencia a la abrasión. Además, los cauchos naturales son tenidos en cuenta como materiales respetuosos con el medio ambiente. Los cauchos naturales contienen componentes que no son de caucho que tienen enlaces amida (proteína). Se ha sabido que el componente de no caucho del caucho natural tiene un efecto 10 resistente al envejecimiento y un efecto acelerador de la vulcanización. Por el contrario, el componente de no caucho tiene la desventaja de reducir la procesabilidad del caucho natural en comparación con los cauchos sintéticos, porque aumenta la viscosidad de los cauchos mediante el entrelazamiento de las cadenas moleculares generado por el puente de hidrógeno establecido entre los enlaces amida. 15

En recientes aplicaciones especiales tales como un producto de caucho natural para uso médico, se usa caucho natural del que se ha eliminado su componente de no caucho, tal como las proteínas, hasta un grado considerable mediante la separación centrífuga del látex (solicitudes de patentes japonesas abiertas a inspección pública nº: 6–56902, 8–143606, 11–71408, 2000–19801 etc.). Sin embargo, tal caucho natural presenta el problema de un menor 20 módulo elástico y escasa propiedad antienvejecimiento, porque el componente de no caucho que tiene el efecto de resistencia al envejecimiento y el efecto acelerador de la vulcanización está eliminado casi en su totalidad.

Como procedimiento de producción de cauchos de una procesabilidad excelente, se conoce en general un procedimiento que usa una mezcla madre húmeda. En este 25 procedimiento, se prepara antes una suspensión mezclando una carga, tal como negro de carbón y sílice, con agua en una determinada proporción, y luego se dispersa bien la carga en el agua mediante una fuerza mecánica. Luego se mezcla la suspensión con un látex de caucho, siguiendo con la adición de un coagulante, tal como ácidos, sales inorgánicas y aminas, para coagular la mezcla, y la recuperación y el secado del producto coagulado (publicaciones de 30 patentes japonesas n.º 36–22729 y 51–43851).

En comparación con una mezcla madre húmeda para cauchos sintéticos, las mezclas madre húmedas que comprenden caucho natural y una carga, tal como negro de carbón, sílice, otra carga inorgánica, etc., muestran una menor mejora de la procesabilidad y tienen la desventaja de que apenas se consigue una buena dispersión de la carga. Cuando se aplica 35 una fuerza de cizalla mecánica excesiva para obtener una suspensión con una buena dispersión, los agregados (las estructuras) de la carga se rompen para disminuir la propiedad de refuerzo y deteriorar la resistencia a la abrasión.

También merecen atención las revelaciones del documento US–A–4029633 A.

Un objetivo de la presente invención, en vista de lo anterior, es proporcionar un 5 procedimiento de producción de una mezcla madre de caucho natural para la producción de una composición de caucho natural que tenga unas mejores procesabilidad, propiedad de refuerzo y resistencia a la abrasión.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento de producción de una composición de caucho natural que tenga una mejor procesabilidad, y simultáneamente 10 que presente propiedad antideslizamiento equilibrada en carreteras húmedas, bajo consumo de combustible y alta resistencia a la abrasión, sin afectar adversamente al módulo de elasticidad y características antienvejecimiento inherentes al caucho natural.

Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar un neumático que haya sido producido usando la composición de caucho natural. 15

Como resultado de un intenso estudio con vistas a conseguir los objetivos anteriores, los inventores han descubierto que los problemas se solucionan modificando los procedimientos conocidos de producción de mezclas madre de caucho natural y usando un caucho natural tratado mediante un procedimiento específico para que contenga el componente de no caucho. La presente invención se ha realizado en base a este 20 descubrimiento.

La presente invención proporciona un procedimiento para producir una mezcla madre de caucho natural que comprende una etapa para mezclar un látex de caucho natural con una suspensión acuosa que ha sido dispersada con al menos una carga seleccionada del grupo constituido por negro de carbón, sílice y una carga inorgánica representada por la siguiente 25 fórmula I:

nM1•xSiOy•zH2O (I)

en la que M1 es al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por metales de 30 aluminio, magnesio, titanio, calcio y zirconio; óxidos de los anteriores metales; hidróxidos de los anteriores metales; hidratos de los anteriores óxidos e hidróxidos, y carbonatos de los anteriores metales; n es un número entero de 1 a 5; x es un número entero de 0 a 10; y es un número entero de 2 a 5; y z es un número entero de 0 a 10.;

en el que (i) la distribución de tamaño de partícula de la carga en la suspensión acuosa es de 35 25 µm o menor en términos del tamaño medio de partícula del volumen (mv) y de 30 µm o menor en términos del tamaño de partícula del 90% del volumen (D90) y (ii) una absorción 24M4DBP de la carga seca recuperada de la suspensión acuosa medida de acuerdo con ISO 6894, se mantiene al 93% o más de la de la carga antes de ser dispersada en el agua.

En otros aspectos, la presente invención proporciona una mezcla madre de caucho 5 natural producida con el procedimiento: una composición de caucho que comprende la mezcla madre de caucho natural; y un neumático producido usando la composición de caucho.

Un procedimiento preferido de la presente invención para producir la mezcla madre de caucho natural incluye la etapa 1 para escindir los enlaces amida de un látex de caucho natural, y la etapa 2 para mezclar el látex de los enlaces amida escindidos con una suspensión 10 preparada antes dispersando en agua al menos una carga seleccionada del grupo constituido por negro de carbón, sílice y las cargas inorgánicas de fórmula I.

En la etapa 1, la escisión de los enlaces amida del látex de caucho natural se puede llevar a cabo mediante diversos procedimientos. De los procedimientos, se prefiere usar un procedimiento que use proteasa o un procedimiento que use un derivado de ácido 15 policarboxílico aromático.

En el procedimiento en el que se usa proteasa, la proteasa hidroliza los enlaces amida presentes en una capa superficial de las partículas del látex de caucho natural. Los ejemplos de proteasa incluyen proteasa ácida, proteasa neutra y proteasa alcalina, siendo la proteasa alcalina la preferida en la presente invención en cuanto a su eficacia. 20

La escisión de los enlaces amida por la proteasa se puede llevar a cabo en condiciones óptimas para que la enzima se mezcle. Por ejemplo, cuando se mezcla un látex de caucho natural con 2,5 l de alcalasa de tipo DX fabricada por Novozymes A/S, el tratamiento se lleva a cabo preferiblemente a de 20 a 80ºC. El intervalo de pH es habitualmente de 6,0 a 12,0. La cantidad de proteasa añadida es habitualmente del 0,01 al 2% en peso, preferiblemente del 25 0,02 al 1% en peso en base al látex de caucho natural.

El derivado de ácido policarboxílico aromático por usar se representa por la siguiente fórmula II:

en la que: 30

m y k son cada uno números enteros de 1 a 3; p es un número entero de 1 a 4, siendo m + k + p = 6, cuando m ≥ 2, y los grupos carboxílicos pueden formar, parcial o completamente, un grupo de anhídrido de ácido;

X es átomo de oxígeno, NR3 en el que R3 es átomo de hidrógeno o grupo alquilo que tiene de 1 a 24 átomos de carbono, o –O(R4O)q en el que R4 es grupo alquileno que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, y q es un número entero de 1 a 5;

R1 es grupo alquilo que tiene de 1 a 24 átomos de carbono, grupo alquenilo que tiene de 5 2 a 24 átomos de carbono, o grupo arilo que...

1. Un procedimiento para producir una mezcla madre de caucho natural que comprende una etapa para mezclar un látex de caucho natural con una suspensión acuosa que ha sido dispersada con al menos una carga seleccionada del grupo constituido por negro de carbón, sílice y una carga inorgánica representada por la siguiente fórmula I: 5

nM1•xSiOy•zH2O (I)

en la que M1 es al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por metales de aluminio, magnesio, titanio, calcio y zirconio; óxidos de los anteriores metales; hidróxidos de los 10 anteriores metales; hidratos de los anteriores óxidos e hidróxidos, y carbonatos de los anteriores metales; n es un número entero de 1 a 5; x es un número entero de 0 a 10; y es un número entero de 2 a 5; y z es un número entero de 0 a 10;

en el que (i) la distribución de tamaño de partícula de la carga en la suspensión acuosa es de 25 µm o menor en términos del tamaño medio de partícula del volumen (mv) y de 30 µm o 15 menor en términos del tamaño de partícula del 90% del volumen (D90) y (ii) una absorción 24M4DBP de la carga seca recuperada de la suspensión acuosa medida de acuerdo con ISO 6894, se mantiene al 93% o más de la de la carga antes de ser dispersada en el agua.

2. Un procedimiento según lo reivindicado en la reivindicación 1, en el que el látex de 20 caucho natural se somete a una etapa de escisión del enlace amida en el látex.

3. Un procedimiento según lo reivindicado en la reivindicación 2, en el que se usa una proteasa y/o un derivado de ácido policarboxílico aromático en la etapa de escisión de los enlaces amida. 25

4. Un procedimiento según lo reivindicado en la reivindicación 3, en el que la proteasa es una proteasa alcalina.

5. Un procedimiento según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en 30 el que se añade un tensioactivo al látex de caucho natural y/o a la suspensión acuosa.

6. Un procedimiento según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la sílice es sílice precipitada, sílice pirógena o sílice coloidal.

7. Un procedimiento según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en 35 el que la carga inorgánica de fórmula I es al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por alúmina (Al2O3); alúmina monohidratada (Al2O3 • H2O); hidróxido de aluminio [Al(OH)3]; carbonato de aluminio [Al2(CO3)2]; hidróxido de magnesio [Mg(OH)2]; óxido de magnesio (MgO); carbonato de magnesio (MgCO3); talco (3MgO • 4SiO2 • H2O); attapulguita (5MgO • 8SiO2 • 9H2O); blanco de titanio (TiO2); negro de titanio (TiO2n–1); óxido de calcio (CaO); 5 hidróxido de calcio [Ca(OH)2]; óxido de aluminio y magnesio (MgO • Al2O3); arcilla (Al2O3 • 2SiO2); caolín (Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O); pirofilita (Al2O3 • 4SiO2 • H2O); bentonita (Al2O3 • 4SiO2 • 2H2O); silicato de aluminio (Al2SiO5, Al4 • 3SiO4 • SH2O); silicato de magnesio (Mg2SiO4, MgSiO3); silicato de calcio (Ca2 • SiO4, etc.); silicato de aluminio y calcio (Al2O3 • CaO • 2SiO2); silicato de magnesio y calcio (CaMgSiO4); carbonato de calcio (CaCO3); óxido de zirconio 10 (ZrO2); hidróxido de zirconio [ZrO(OH)2 • nH2O]; carbonato de zirconio [Zr(CO3)2]; y aluminosilicatos cristalinos.

8. Un procedimiento según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que M1 de la fórmula I es al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por metal 15 de aluminio, óxidos de aluminio, hidróxidos de aluminio, hidratos de los anteriores óxidos e hidróxidos y carbonatos de aluminio.

9. Un procedimiento según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además una etapa para secar una mezcla madre de caucho natural coagulada 20 mientras se aplica una fuerza de cizalla mecánica.

10. Un procedimiento según lo reivindicado en la reivindicación 9, en el que la etapa de secado se lleva a cabo en un amasador continuo.

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11. Un procedimiento según lo reivindicado en la reivindicación 10, en el que el amasador continuo es un extrusor amasador de doble husillo.

12. Una mezcla madre de caucho natural producida mediante el procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 ó 2. 30

13. Una composición de caucho que comprende la mezcla madre de caucho natural según se reivindica en la reivindicación 12.

14. Un neumático producido mediante el uso de la composición de caucho según lo reivindicado en la reivindicación 13. 35