PARTÍCULAS DE ARAMIDA QUE CONTIENEN INICIADOR DE RADICALES PERÓXIDO.

Una partícula de aramida que contiene un iniciador de radicales peróxido en la que la partícula es una fibra,

fibra cortada, fibra corta, fibrid, fibrilla, polvo o bola, que contiene 3-40% en peso de iniciador de radicales peróxido basado en el peso de la partícula de aramida

La invención se refiere a una partícula de aramida que contiene un iniciador de radicales peróxido, a una composición de elastómero-partícula de aramida, a productos de acabado y artículos de caucho mecánico que comprenden la partícula de aramida, y a un método para vulcanizar una composición de caucho.

En términos generales se conocen sistemas de adhesión para cauchos y otros elastómeros. Por ejemplo, el documento WO 95/22576 se refiere a un sistema de adhesión para su uso con cauchos, elastómeros sintéticos y otros polímeros insaturados. El sistema describe allí un sistema de adhesión que comprende un compuesto de isocianato, un polímero poliinsaturado y un plastificante. Se pueden añadir también otros materiales a este sistema de adhesión para realizar otras funciones, por ejemplo, se puede añadir un iniciador o generador de radicales libres para facilitar la unión al caucho y otros polímeros. Este iniciador o generador de radicales libres reaccionará con los otros componentes del sistema de adhesión de esta invención, grupos isocianato o terminales o laterales en cualquier polímero poliinsaturado. La cantidad añadida del iniciador de radicales libres no se describe, pero para el experto es sabido que la adición para tal propósito implica solo bajas cantidades de iniciador de radicales libres. Por ejemplo, en los documentos US 3.484.333 y US 3.674.542 se describen composiciones de encolado para fibras de vidrio. Las fibras de vidrio se usan como materiales de refuerzo para elastómeros y plásticos. El encolado comprende un elastómero y un silano hidrolizable. Según las reivindicaciones el encolado puede contener de 1 a 6% en peso basado en sólidos de copolímero insaturado de un agente de curado que genera radicales libres, tal como un peróxido, que corresponde a solo de 0,1 a 0,6% en peso, basado en el peso de las fibras. En el ejemplo 15 del documento US 3.484.333 un paño de fibra de vidrio se trata con un encolado que contiene 95 partes de tolueno, 4 partes de copolímero de butadieno-estireno, 1 parte de silano, 0,08 partes de peróxido de dicumilo y 0,08 partes de 2,5-dimetil-2,5-di(t-butil)peroxihexano. Suponiendo una absorción ordinaria de encolado de 300% en peso con respecto a la fibra de vidrio, la fibra de vidrio encolada contiene 0,4% de peróxido sobre el hilo después de secar.

Tales cantidades de peróxido son comunes como está claro, por ejemplo, en el documento US 5.319.003 en el que se describe una mezcla termoendurecible que comprende poliéster insaturado o resina de éster vinílico, estireno, y un polímero de relajación de tensiones. La mezcla termoendurecible puede contener adicionalmente un catalizador de curado tal como peróxido orgánico. El peróxido empleado variará generalmente de alrededor de 0,1 a 4 partes en peso y preferentemente de 1 a 2 partes en peso del iniciador por 100 partes en peso de la mezcla de resina y polímero que alivia la tensión. Por ejemplo, en la Tabla 1 la cantidad de peróxido es 0,28% en peso, que corresponde a 0,4% en peso basado en el peso de fibra de vidrio. Similarmente, en el documento US 6.191.286 se usa un encolado que comprende un imidosilano insaturado y un medio resinoso, tal encolado puede incluir un generador de radicales libres, tal como un peróxido orgánico. El encolado se suministra al material sólido inorgánico de alrededor de 0,01 por ciento en peso a alrededor de 10% en peso, y preferentemente de 0,1 a 0,5% en peso basado en el peso del material sólido inorgánico. En el ejemplo 3 la fibra de vidrio se sumerge primero en una disolución de silano al 0,5% en peso y se seca, y a continuación se sumerge en una disolución de tolueno que contiene 0,15% en peso de peróxido de dicumilo. Suponiendo una absorción ordinaria de encolado de 300% en peso con respecto a la fibra de vidrio, la fibra de vidrio contiene 0,45% en peso de peróxido después de secar.

De este modo se han usado peróxidos orgánicos en composiciones de encolado de hilo para mejorar la adhesión, sin embargo, las cantidades usadas no son mayores de 0,5% en peso del peso del hilo.

Se ha encontrado ahora que la adición de peróxidos a partículas de aramida, aparte de sus conocidas propiedades de mejora de la adhesión, se puede usar para rebajar el efecto de Payne y la histéresis (tangente de delta) de caucho u otros artículos elastómeros. Este efecto, sin embargo, se podría encontrar solo cuando se usan peróxidos en cantidades que son magnitudes mayores que las cantidades usadas hasta ahora.

Con este fin, la invención se refiere a una partícula de aramida que contiene un iniciador de radicales peróxido en el que la partícula contiene 3-40% en peso de iniciador de radicales peróxido basado en el peso de la partícula de aramida. Más preferentemente, la partícula contiene de 6 a 30% en peso de peróxido.

El peróxido puede ser cualquier compuesto que contiene por lo menos un grupo peróxido. Los peróxidos apropiados incluyen mono- o bis-peróxidos orgánicos. Los peróxidos pueden ser técnicamente puros o mezclados con un soporte inorgánico tal como arcilla o sílice, un soporte polimérico tal como EPDM o combinaciones de estos soportes. Además, los peróxidos se pueden diluir con un disolvente o aceite tal como aceite de parafina. Además, los peróxidos se pueden dispersar en aceite de silicona.

Los ejemplos de peróxidos apropiados son peróxido cíclico, peróxido de diacilo, peróxido de dialquilo, hidroperóxido, peroxicarbonato, peroxidicarbonato, peroxiéster, peróxido de acetona, derivados de peróxido de acetona, peróxido inorgánico, peroxicetal, peróxido mixto y mezclas de cualquiera de dos o más de estos peróxidos. Más preferentemente, el peróxido se selecciona de dialquilperoxicetal, peróxido de dialquilo, di(alquilperoxi)alquileno, di(alquilperoxi)aralquileno, peróxido de alquilacilo, hidroperóxido de alquilo, o una de sus mezclas, tal como peróxido de dicumilo, di(t-butil)peróxido, di(t-butilperoxipropil)benceno, peroxi-3,5,5-trimetilhexanoato de t-butilo, 2,5-dimetil2,5-(di(t-butilperoxi)hexano, hidroperóxido de cumilo, 1,1-(t-butilperoxi)ciclohexano y 1,1-(t-butilperoxi)-3,3,5trimetilciclohexano. Lo más preferentemente, el peróxido es 1,1-(t-butilperoxi)ciclohexano o 1,1-(t-butilperoxi)-3,3,5trimetilciclohexano.

En otro aspecto la invención se refiere a una composición de elastómero-partícula de aramida según la reivindicación 7, particularmente una composición de caucho que es el producto de reacción de vulcanización de un elastómero tal como caucho, un agente de vulcanización, y la partícula según la invención. La partícula de la invención rebaja la histéresis y el efecto de Payne y reduce la acumulación de calor de la composición de caucho. También se describe un proceso de vulcanización según la reivindicación 11, que se lleva a cabo en presencia de la partícula y el uso de estas partículas en dicho proceso de vulcanización, particularmente cauchos. El agente de vulcanización puede ser un peróxido o azufre. El azufre se puede reemplazar por un donante de azufre.

Además, la presente invención se refiere a un procedimiento de vulcanización llevado a cabo en presencia de las partículas y el uso de estas partículas en la vulcanización de cauchos, como se cita en la reivindicación 11. Adicionalmente, la invención incluye también elastómero, particularmente productos de caucho que comprenden por lo menos algún elastómero (particularmente caucho) que se ha vulcanizado, particularmente vulcanizado con azufre

o peróxido, en presencia de dichas partículas.

La presente invención proporciona elastómero, particularmente caucho que tiene excelente comportamiento de histéresis y acumulación de calor sin tener un efecto significativamente adverso en las propiedades restantes, cuando se compara con sistemas de vulcanización con azufre o peróxido similares sin ninguna de las partículas. Además las propiedades del elastómero, particularmente compuesto de caucho son independientes del tiempo entre la mezcla y la vulcanización durante un periodo de al menos 28 días.

Para este fin, la invención se refiere también a una composición elastómera que comprende

(a) 100 partes en peso de por lo menos un elastómero natural o sintético, particularmente caucho;

(b1) de 0,1 a 25 partes en peso de una cantidad de azufre y/o donante de azufre; o

(b2) de 0,1 a 20 partes en peso de peróxido; y

(c) de 0,1 a 20 partes en peso de la partícula descrita aquí anteriormente.

Las cantidades preferidas de azufre, respectivamente... [Seguir leyendo]

1. Una partícula de aramida que contiene un iniciador de radicales peróxido en la que la partícula es una fibra, fibra cortada, fibra corta, fibrid, fibrilla, polvo o bola, que contiene 3-40% en peso de iniciador de radicales peróxido basado en el peso de la partícula de aramida.

2. La partícula de aramida de la reivindicación 1, en la que la partícula contiene 6-30% en peso de iniciador de radicales peróxido.

3. La partícula de aramida de la reivindicación 1 o 2, en la que el iniciador de radicales peróxido se selecciona de dialquil-peroxicetal, peróxido de dialquilo, di(alquilperoxi)alquileno, di(alquilperoxi)aralquileno, y sus mezclas.

4. La partícula de aramida de la reivindicación 3, en la que el iniciador de radicales es por lo menos uno de 1,1-(t-butilperoxi)ciclohexano y 1,1-(t-butilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano.

5. La partícula de aramida de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que la aramida se selecciona de poli(p-fenileno-tereftalamida), co-poli(p-fenileno/3,4'-oxidifenileno tereftalamida), y poli(m-fenileno isoftalamida).

6. Una composición de elastómero-partícula de aramida que comprende:

(a) 100 partes en peso de por lo menos un elastómero natural o sintético, particularmente caucho;

(b1) de 0,1 a 25 partes en peso de azufre, una cantidad de un donante de azufre que proporciona el equivalente a de 0,1 a 25 partes en peso de azufre, o una mezcla de azufre y un donante de azufre para un equivalente total de 0,1 a 25 partes en peso de azufre; o

(b2) de 0,1 a 20 partes en peso, preferentemente 1-15 partes en peso de un peróxido; y

(c) de 0,1 a 20 partes en peso, preferentemente 0,5-10 partes en peso de la partícula de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5.

7. Un producto de acabado que comprende la composición de elastómero-partícula de la reivindicación 6 y un aditivo de acabado.

8. Un artículo de caucho mecánico que comprende la reivindicación 6 y/o el producto de acabado de la reivindicación 7.

9. El artículo de caucho mecánico de la reivindicación 8, que se selecciona de un neumático, una banda de rodadura, una lámina radial, una correa, y una manguera.

10. Un método para vulcanizar un elastómero, particularmente una composición de caucho vulcanizando elastómero natural o sintético, particularmente caucho en presencia de la partícula de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 y un agente de vulcanización seleccionado de azufre, un donante de azufre, y un peróxido.

11. El método según la reivindicación 10 en el que la vulcanización se realiza en presencia de 10 a 100 partes en peso de una carga seleccionada de negro de carbono, carga silícea, y sus mezclas.