Composición que contiene un aditivo de caucho microencapsulado.

Composición de aditivos de caucho, que contiene por lo menos un aditivo de caucho (a),

caracterizada porquepor lo menos un aditivo (a) consiste en azufre cristalino y está envuelto con un material de recubrimiento (b)formando microcápsulas, presentando las microcápsulas un tamaño comprendido entre 1 y 75 μm.

Composición que contiene un aditivo de caucho microencapsulado.

La presente invención se refiere a una composición que contiene por lo menos un aditivo de caucho microencapsulado, a un procedimiento para su preparación, a su utilización para la preparación de caucho y mezclas de caucho y a las mezclas y productos de caucho generados con la misma.

Entre los ejemplos de aditivos de caucho se incluyen productos químicos de vulcanización, tales como agentes de vulcanización, aceleradores de vulcanización y retardantes así como activadores de aceleración.

Para la preparación de la mayoría de los compuestos de caucho, se utilizan, por ejemplo con respecto al aditivo azufre, compuestos orgánicos que contienen el azufre en forma térmicamente lábil, o el azufre elemental, con el fin de reticular las moléculas poliméricas durante una etapa de vulcanización a alta temperatura (normalmente comprendido entre aproximadamente 150 y 190ºC) . Durante un proceso de mezclado, durante el cual la temperatura normalmente no supera los 110ºC, el azufre viene a ser mezclado con la mezcla de caucho.

El azufre existe en varias formas alotrópicas. Las modificaciones de azufre utilizadas más frecuentemente en la industria del caucho son cristalinas (azufre rómbico o monoclínico) y funden a 124 y 129ºC, respectivamente. El azufre cristalino es barato. Es completamente soluble en caucho a las temperaturas de mezclado de aproximadamente 100ºC, pero presenta una solubilidad sólo limitada a temperatura ambiente. Su solubilidad a temperatura ambiente depende del tipo de caucho polimérico y en un cierto grado de los otros componentes de la mezcla presentes, pero se sitúa por lo general en el orden de magnitud de 1% en peso, relativo al polímero.

El azufre se adiciona a las mezclas de caucho normalmente en concentraciones comprendidas entre aproximadamente un 0, 4% y un 5% en peso, de forma más preferida entre 1, 0 y un 4% en peso, y frecuentemente entre un 1, 5 y un 3% en peso, relativo al polímero de caucho. Un tipo de mezcla de caucho de mayor importancia en la industria de los neumáticos es el que se utiliza para el recubrimiento de neumáticos reforzados con hilos de acero. Dicha mezcla contiene por lo general de un 4 a un 5% en peso de azufre.

Debido a la solubilidad de azufre limitada, descrita anteriormente, cualquier azufre disuelto en la mezcla de caucho de aproximadamente 100 a 110ºC en exceso de la cantidad soluble a temperatura ambiente viene a ser precipitado de la mezcla, al enfriarse la misma tras el mezclado o las etapas de procesamiento, tal como la extrusión o el calandrado. Al producirse dicho cambio, el azufre que ha quedado insoluble en el caucho es precipitado y aflora en la superficie del caucho, es decir, migra a la superficie del caucho. Allí se produce entonces una capa cristalina que destruye la pegajosidad natural y la adhesión del caucho, lo cual hace prácticamente imposible conseguir cualquier adhesión de dicho tipo de caucho a otros componentes de caucho de un artículo complejo, tal como por ejemplo un neumático.

En el estado de la técnica, dicho problema se soluciona utilizando otras formas alotrópicas del azufre, es decir, el azufre amorfo insoluble. Dicho tipo de azufre es completamente insoluble en el caucho a todas las temperaturas por debajo de aproximadamente 105ºC y por tanto se comporta como una carga inerte. Las partículas de azufre dispersadas en la mezcla de caucho durante el mezclado se quedan donde están, al descender la temperatura de la mezcla tras el mezclado o el procesamiento, con lo cual la pegajosidad superficial/adhesión de la mezcla ya no se ve afectada adversamente.

Sin embargo, el azufre amorfo, insoluble adolece de una serie de inconvenientes importantes. Así, resulta muy costoso y es muy difícil dispersarlo uniformemente en la mezcla de caucho. Además, es inestable al ser almacenado como tal o en la mezcla de caucho y puede transformarse fácilmente en la forma cristalina soluble.

Su capacidad de almacenaje limitada es un problema que es también conocido en los otros aditivos de caucho utilizados para la vulcanización. Por ejemplo, los productos químicos de vulcanización, tales como silanos sulfurados, son muy sensibles a la humedad. Lo mismo puede decirse de los aceleradores de vulcanización, tal como benzotiazil-2-ciclohexilsulfenamida (CBS) , que puede almacenarse durante algunos meses, como máximo.

Al intentar superar los inconvenientes citados, se utiliza el azufre amorfo, insoluble a menudo en forma de una mezcla con aceites u otros auxiliares de la dispersión, en la cual, sin embargo, el contenido en azufre insoluble puede ser tan bajo como un 60% en peso. Esto encarece aún más la utilización de azufre amorfo, insoluble.

La inestabilidad de azufre amorfo, insoluble aumenta a altas temperaturas y en presencia de aminas o compuestos que contienen grupos amino. Así, una temperatura por encima de 100ºC induce el inicio de la transformación en azufre cristalino. Otro aumento de la temperatura acelera la transformación. Por tanto, la preparación de la mezcla de caucho y su procesamiento deben ser controlados estrictamente, con el fin de minimizar dicha transformación.

La mayoría de los aceleradores orgánicos utilizados en mezclas de caucho presentan grupos amino, que catalizan la transformación de azufre amorfo, insoluble en azufre cristalino, soluble. Muchos agentes protectores contra el envejecimiento/la degradación utilizados en las mezclas de caucho presentan grupos amino o son aminas que catalizan igualmente la transformación de azufre amorfo, insoluble. Dicha transformación puede tener lugar incluso en el almacén de las materias primas en caso de almacenar el azufre amorfo, insoluble en la proximidad de productos químicos de dicho tipo.

Problemas similares con relación a la estabilidad y al comportamiento en los cauchos, también con relación a los coaditivos y durante el procesamiento, existen también en una multitud de otros aditivos de caucho, tales como por ejemplo los aceleradores de vulcanización y retardantes así como los activadores de aceleración.

El documento JP-52069454 divulga un aditivo de caucho encapsulado, que es una mezcla que consiste como mínimo en el 80% en peso de azufre insoluble y como máximo en el 20% en peso de azufre soluble.

Por tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar aditivos de caucho en forma de una composición que sea apta para ser utilizada en caucho o en mezclas de caucho. Los aditivos, en particular los productos químicos de vulcanización, deben ser fácilmente incorporables en el caucho y presentar buena compatibilidad con el material de caucho, una alta eficacia en el caucho o en la mezcla de caucho y distinguirse por buena dispersión en el material de caucho. Además, las composiciones deben distinguirse por presentar una buena estabilidad durante el almacenaje en la proximidad de sustancias básicas o en el caucho o por estabilidad durante el procesamiento del caucho a temperaturas por debajo de aproximadamente 130ºC.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de dicha composición de aditivos de caucho.

Finalmente, el objetivo de la invención es proporcionar mezclas y productos de caucho obtenidos utilizando la composición de aditivos.

Dicho objetivo se alcanza por medio de una composición de aditivos de caucho que contiene por lo menos un aditivo de caucho (a) , y caracterizada porque por lo menos un aditivo (a) está constituido por azufre cristalino y está envuelto con un material de recubrimiento (b) formando microcápsulas, presentado las microcápsulas un tamaño comprendido entre 1 y 75 !m.

Las formas de realización preferidas forman el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Dicho por lo menos un aditivo está constituido por azufre cristalino.

Los materiales de recubrimiento según la invención se distinguen por su buena compatibilidad con los componentes de las mezclas de caucho. Los materiales de recubrimiento utilizados son ceras, parafinas, polietileno (PE) , copolímero de etileno y acetato de vinilo, alcoholes polivinílicos (PVA) y mezclas de los mismos, de los cuales son particularmente aptos alcoholes polivinílicos, tal como Mowiol® 8-88 (un producto comercial de la empresa Clariant, D-65926 Frankfurt, Alemania) , un PVA a base de acetato polivinílico con un contenido residual de acetilo, y ceras de polietileno, tal como Vestowax® A 616 (un producto... [Seguir leyendo]

1. Composición de aditivos de caucho, que contiene por lo menos un aditivo de caucho (a) , caracterizada porque por lo menos un aditivo (a) consiste en azufre cristalino y está envuelto con un material de recubrimiento (b) 5 formando microcápsulas, presentando las microcápsulas un tamaño comprendido entre 1 y 75 !m.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el material de recubrimiento (b) es insoluble en el caucho o en las mezclas de caucho hasta temperaturas comprendidas entre 120 y 140ºC, en particular hasta aproximadamente 130ºC.

3. Composición según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque a temperaturas por encima de 120 a 140ºC, en particular por encima de 130ºC, el material de recubrimiento (b) es soluble en el caucho o en las mezclas de caucho o se funde.

4. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material de recubrimiento (b) se selecciona de entre el grupo constituido por ceras, parafinas, polietileno, copolímeros de etileno y acetato de vinilo, alcoholes polivinílicos y mezclas de los mismos.

5. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las microcápsulas presentan un 20 tamaño comprendido entre 3 y 30 !m y más preferentemente entre 5 y 8 !m.

6. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque contiene:

a) de 99 a 40% en peso, más preferentemente de 80 a 50% en peso, y de forma más preferida aproximadamente 25 de 70 a 60% en peso de aditivo y b) de 1 a un 60% en peso, más preferentemente de 20 a 50% en peso, y más preferentemente de 30 a 40% en peso de material de recubrimiento.

30 7. Procedimiento para la preparación de una composición de aditivos de caucho según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una mezcla, que contiene por lo menos un aditivo y un material de recubrimiento en forma líquida, disuelta, suspendida o emulsionada se solidifica para formar microcápsulas según una de las reivindicaciones anteriores.

35 8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la mezcla se dosifica sobre un dispositivo giratorio y se solidifica durante su movimiento hacia fuera, formando microcápsulas.

9. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la mezcla forma microcápsulas en un lecho fluidizado, en una emulsión o suspensión, por secado por pulverización, por precipitación o por enfriamiento y 40 sedimentación.

10. Utilización de la composición de aditivos de caucho según una de las reivindicaciones 1 a 6 o preparada según una de las reivindicaciones 7 a 9 para la preparación de caucho o mezclas de caucho, en particular las destinadas a la preparación de goma.

11. Caucho, mezcla de caucho o producto de caucho, que han sido producidos mediante la utilización de una composición de aditivo de caucho según una de las reivindicaciones 1 a 6 o han sido preparados según una de las reivindicaciones 7 a 9.