COMPOSICIONES DE NEUMÁTICO Y COMPONENTES QUE CONTIENEN COMPOSICIONES DE CARGA QUE FLUYEN LIBREMENTE.

Una composición de neumático para formar un componente de neumático,

formándose las composiciones combinando al menos una composición de carga que fluye libremente preformada y al menos un caucho vulcanizable seleccionado de cauchos naturales, cauchos de poliisopreno sintéticos, cauchos de poliisobutileno, cauchos de polibutadieno, y cauchos de estireno-butadieno (SBR) al azar; formándose la composición de carga que fluye libremente preformada combinando al menos una carga activa y un primer silano; incluyendo la carga activa al menos una de carga activa seleccionada de negros de humo, sílices, cargas a base de silicio, y óxidos metálicos presentes en una cantidad combinada de al menos 35 partes en peso por 100 partes en peso de caucho vulcanizable total, de la cual al menos 10 partes en peso es negro de humo, sílice, o una combinación de los mismos; y comprendiendo el primer silano al menos un polisulfuro con núcleo cíclico sililado que tiene la fórmula general: en la que: [Y 1 R 1 Sx-]m[G 1 (SR 2 SiX 1 X 2 X 3 )a]n[G 2 ]o[R 3 Y 2 ]p cada caso de G 1 se selecciona independientemente de una especie hidrocarbonada cíclica polivalente o heterocarbonada cíclica polivalente que tiene de 1 a 30 átomos de carbono que contiene un grupo polisulfuro representado por la fórmula general: [(CH2)b-]cR 4 [-(CH2)dSx-]e; cada caso de G 2 se selecciona independientemente de una especie hidrocarbonada cíclica polivalente o heterocarbonada cíclica polivalente de 1 a 30 átomos de carbono que contiene un grupo polisulfuro representado por la fórmula general: [(CH2)b-]cR 5 [-(CH2)dSx-]e; cada caso de R 1 y R 3 se selecciona independientemente de un fragmento hidrocarbonado divalente que tiene de 1 a alrededor de 20 átomos de carbono; cada caso de Y 1 e Y 2 se selecciona independientemente de sililo (-SiX 1 X 2 X 3 ), hidrógeno, alcoxi (-OR 6 ), ácido carboxílico, éster (-C(=O)OR 6 ), en el que R 6 es un grupo hidrocarbonado monovalente que tiene de 1 a 20 átomos de carbono; cada caso de R 2 se selecciona independientemente de un fragmento hidrocarbonado divalente que tiene de 1 a 20 átomos de carbono que incluye grupos alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo o aralquilo de cadena ramificada y lineal; cada caso de R 4 se selecciona independientemente de un fragmento hidrocarbonado cíclico polivalente de 1 a 28 átomos de carbono que se obtuvo mediante sustitución de átomos de hidrógeno igual a la suma de a + c + e, e incluye grupos alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo y aralquilo cíclicos y policíclicos en los que se han sustituido a + c + e - 1 hidrógenos, o un fragmento heterocarbonado cíclico polivalente de 1 a 27 átomos de carbono que se obtuvo mediante sustitución de átomos de hidrógeno igual a la suma de a + c + e; cada caso de R 5 se selecciona independientemente de un fragmento hidrocarbonado cíclico polivalente de 1 a alrededor de 28 átomos de carbono que se obtuvo mediante sustitución de átomos de hidrógeno igual a la suma de c + e, e incluye grupos alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo y aralquilo cíclicos y policíclicos en los que se han sustituido c + e - 1 hidrógenos, o un fragmento heterocarbonado cíclico polivalente de 1 a 27 átomos de carbono que se obtuvo mediante sustitución de átomos de hidrógeno igual a la suma de c + e; cada caso de X 1 se selecciona independientemente de -Cl, -Br, -OH, -OR 6 , y R 6 C(=O)O-, en los que R 6 es un grupo hidrocarbonado monovalente que tiene de 1 a 20 átomos de carbono; cada caso de X 2 y X 3 se selecciona independientemente de hidrógeno, R 6 , en los que R 6 es un grupo hidrocarbonado monovalente que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, X 1 , en los que de X 1 se selecciona independientemente de en -Cl, -Br, -OH, -OR 6 , y R 6 C(=O)O-, en los que R 6 es un grupo hidrocarbonado monovalente que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, y grupos que contienen -OSi que resultan de la condensación de silanoles; y cada caso de los subíndices a, b, c, d, e, m, n, o, p, y x, está dado independientemente por a, c y e son 1 a 3; b es 1 a 5; d es 1 a 5; m y p son 1 a 100; n es 1 a 15; o es 0 a 10; y x es 1 a 10; y, siendo la composición de neumático formulada para ser vulcanizable para formar un compuesto de componente de neumático que tiene una dureza Shore A mayor o igual que 40 y menor o igual que 95, y una temperatura de transición vítrea Tg (E-max) mayor o igual que -80ºC y menor o igual que 0ºC

Composiciones de neumático y componentes que contienen composiciones de carga que fluyen libremente La presente solicitud se refiere a una invención que se desarrolló de acuerdo con el convenio de investigación conjunta dentro del significado de 35 U.S.C.§103 (c) . El convenio de investigación conjunta fechado el 7 de mayo de 2001 se modificó, entre Continental AG y General Electric Company, en nombre de GE Advanced Materials, Silicones Division, ahora Momentive Performance Materials Inc.

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud U.S. nº 11/617.678, presentada el 28 de diciembre de 2006.

La presente solicitud se refiere a las siguientes solicitudes, presentadas el 28 de diciembre de 2006:

Solicitud nº 11/617.663, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Composiciones de neumáticos y Componentes que Contienen Polisulfuros con Núcleos Silados.

Solicitud nº 11/617.649, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Composiciones de neumáticos y Componentes que Contienen Composiciones de Carga que Fluyen Libremente.

Solicitud nº 11/617.683, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Composiciones de neumáticos y Componentes que Contienen Polisulfuros con Núcleos Cíclicos Silados.

Solicitud nº 11/617.659, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Composiciones de neumáticos y Componentes que Contienen Agente de Acoplamiento Mercaptosilánico Bloqueado.

Solicitud nº 11/648.460, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Composición de Carga que Fluye Libremente y Composición de Caucho que la Contiene.

Solicitud nº 11/647.903, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Composición de Carga que Fluye Libremente y Composición de Caucho que la Contiene.

Solicitud nº 11/647.780, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Agentes de Acoplamiento Mercaptosilánicos Bloqueados, Procedimiento para Obtenerlos, y Usos en Caucho.

Solicitud nº 11/648.287, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Polisulfuros con Núcleo Silado, su Preparación y su Uso en Composiciones Elastoméricas con Cargas.

Solicitud nº 11/647, 901, presentada el 28 de diciembre de 2006, titulada Polisulfuros con Núcleos Cíclicos Silados, su Preparación y Uso en Composiciones Elastoméricas con Cargas.

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a composiciones de carga, más particularmente a composiciones de carga que fluyen libremente que contienen, o derivan de, polisulfuros con núcleos cíclicos silados, y a composiciones de neumático y componentes de neumático que contienen la composición de carga.

2. Antecedentes de la invención

Los ahorros de combustible y la necesidad de proteger el medio ambiente son prioridades económicas y de la sociedad. Como resultado, se ha hecho deseable producir elastómeros con buenas propiedades mecánicas de manera que se puedan usar en forma de composiciones de caucho utilizables para la construcción de neumáticos con propiedades mejoradas, que tienen en particular una resistencia reducida a la rodadura.

Para este fin, se han propuesto numerosas soluciones, tales como, por ejemplo, el uso de agentes de acoplamiento, formadores de estrellas o funcionalizadores con carga reforzante, para modificar elastómeros con el objetivo de obtener una buena interacción entre el elastómero modificado y la carga reforzante. A fin de obtener las propiedades de refuerzo óptimas impartidas por una carga, la carga está presente preferiblemente en la matriz elastómera en una forma final la cual está tanto tan finamente dividida como sea posible como distribuida tan homogéneamente como sea posible.

Sin estar atados por la teoría, las partículas de la carga tienden a atraerse entre sí y aglomerarse en la matriz elastómera. Como tal, hay una reducción en el número de enlaces de carga-elastómero creados durante el proceso de mezclamiento. Como resultado de estas interacciones, la consistencia de la composición de caucho aumenta y hace más difícil el procesamiento.

Las composiciones de caucho reforzadas con cargas, tales como alúminas u (óxido) hidróxidos de aluminio, de

dispersabilidad elevada, y la composición de caucho de dieno vulcanizable con azufre, reforzada con una sílice precipitada especial del tipo altamente dispersable, son conocidas en la técnica. El uso de estas cargas hace posible obtener neumáticos o bandas de rodadura de neumáticos con una resistencia mejorada a la rodadura, sin afectar de forma adversa a las otras propiedades, en particular aquellas de agarre, duración y resistencia al desgaste. Aunque el uso de estas cargas silíceas o aluminosas específicas, altamente reforzantes, ha reducido las dificultades del procesamiento de las composiciones de caucho que las contienen, tales composiciones de caucho son no obstante más difíciles de procesar que las composiciones de caucho cargadas convencionalmente con negro de humo.

En particular, es necesario usar un agente de acoplamiento, también conocido como un agente aglutinante, cuya función es proporcionar la conexión entre la superficie de las partículas de la carga y el elastómero, a la vez que facilita la dispersión de esta carga en la matriz elastómera.

Los agentes de acoplamiento que contienen azufre, usados para elastómeros con cargas minerales, implican silanos en los que están unidos dos grupos alcoxisililalquílicos, cada uno en un extremo de una cadena de átomos de azufre. Los dos grupos alcoxisilílicos están enlazados a la cadena de átomos de azufre por dos fragmentos hidrocarbonados similares, y en la mayoría de los casos idénticos. Las estructuras silánicas generales recién descritas, en lo sucesivo denominadas como “bispolisulfurosilanos simples”, contienen habitualmente una cadena de tres grupos metilénicos como las dos unidades hidrocarbonadas mediadoras. En algunos casos, la cadena metilénica es más corta, conteniendo sólo uno o dos metilenos por cadena. El uso de estos compuestos es principalmente como agentes de acoplamiento para elastómeros con cargas minerales. Estos agentes de acoplamiento funcionan enlazando químicamente sílice u otras cargas minerales a polímero cuando se usan en aplicaciones de caucho. Sin estar atados por la teoría, se cree que el acoplamiento se logra mediante formación de enlace químico entre el azufre silánico y el polímero, y mediante hidrólisis de los grupos alcoxisilílicos y la condensación subsiguiente con grupos hidroxilo de sílice. Además, se cree que la reacción del azufre silánico con el polímero se produce cuando se rompen los enlaces S-S y el fragmento resultante se añade al polímero. Se cree además que se produce un único enlazamiento al polímero para cada grupo silílico enlazado a la sílice. Este enlazamiento contiene un enlace o enlaces C-S y/o S-S sencillos, relativamente débiles, que forman el enlazamiento débil entre el polímero y la sílice. Bajo un gran esfuerzo, estos enlazamientos sencillos C-S y/o S-S se pueden romper y por lo tanto pueden contribuir a la durabilidad del elastómero con carga.

El uso de agentes de acoplamiento de polisulfurosilanos en la preparación de caucho es bien conocido. Estos silanos contienen dos átomos de silicio, cada uno de los cuales está unido a un grupo hidrocarbonado disustituido, y a otros tres grupos, de los cuales al menos uno es eliminable del silicio mediante hidrólisis. Dos de tales grupos hidrocarbonados, cada uno con su grupo silílico unido, están unidos adicionalmente a cada extremo de una cadena de al menos dos átomos de azufre. Estas estructuras contienen así dos átomos de silicio y una única cadena continua de átomos de azufre de longitud variable.

Los polisulfurosilanos con núcleos hidrocarbonados que presentan un núcleo molecular central aislado del silicio en la molécula mediante enlaces azufre-azufre son conocidos en la técnica. Los polisulfurosilanos que contienen un núcleo que es un grupo aminoalquilo separado del átomo de silicio mediante un solo azufre y un grupo polisulfuro, y en los que el grupo polisulfuro está enlazado al núcleo en un átomo de carbono secundario, son también conocidos en la técnica. Igualmente también los fragmentos de núcleo en los que sólo están unidos dos grupos polisulfuro al núcleo.

Sin embargo, los grupos polisulfuro que están unidos directamente a un núcleo aromático, tienen reactividad reducida con el polímero... [Seguir leyendo]

1. Una composición de neumático para formar un componente de neumático, formándose las composiciones combinando al menos una composición de carga que fluye libremente preformada y al menos un caucho vulcanizable seleccionado de cauchos naturales, cauchos de poliisopreno sintéticos, cauchos de poliisobutileno, cauchos de polibutadieno, y cauchos de estireno-butadieno (SBR) al azar; formándose la composición de carga que fluye libremente preformada combinando al menos una carga activa y un primer silano;

incluyendo la carga activa al menos una de carga activa seleccionada de negros de humo, sílices, cargas a base de silicio, y óxidos metálicos presentes en una cantidad combinada de al menos 35 partes en peso por 100 partes en peso de caucho vulcanizable total, de la cual al menos 10 partes en peso es negro de humo, sílice, o una combinación de los mismos; y comprendiendo el primer silano al menos un polisulfuro con núcleo cíclico sililado que tiene la fórmula general:

[Y1R1Sx-]m[G1 (SR2SiX1X2X3) a]n[G2]o[R3Y2]p

en la que: cada caso de G1 se selecciona independientemente de una especie hidrocarbonada cíclica polivalente o heterocarbonada cíclica polivalente que tiene de 1 a 30 átomos de carbono que contiene un grupo polisulfuro representado por la fórmula general:

[ (CH2) b-]cR4[- (CH2) dSx-]e;

cada caso de G2 se selecciona independientemente de una especie hidrocarbonada cíclica polivalente o heterocarbonada cíclica polivalente de 1 a 30 átomos de carbono que contiene un grupo polisulfuro representado por la fórmula general: