Método para producir una mezcla madre de caucho-carga.

Un método para producir una mezcla madre de caucho-carga, que comprende mezclar una solución de caucho,

obtenida disolviendo un caucho basado en un dieno en un disolvente orgánico, con una suspensión obtenida previamente dispersando en agua negro de carbono, sílice y/o por lo menos una carga inorgánica representada por la siguiente fórmula general (1)

nM1·SiOy·zH2O (1)

en la que M1 representa por lo menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en metales que son aluminio, magnesio, titanio, calcio y circonio, óxidos e hidróxidos de dichos metales, hidratos de estos compuestos y carbonatos de dichos metales, y "n", "x", "y" y "z" representan respectivamente un número entero de 1 a 5, un número entero de 0 a 10, un número entero de 2 a 5 y un número entero de 0 a 10,

solución en la que:

(1)

(i) la distribución del tamaño de las partículas de la carga en la suspensión dispersa en agua es tal que el diámetro medio en volumen de las partículas es 25 μm o menos y el diámetro de las partículas en el 90% del volumen de todas las partículas (D90) es 30 μm o menos, y

(ii) la absorción 24M4 de la carga recuperada de la suspensión dispersa en agua mediante secado conserva el 93% o más de la absorción 24M4 antes de dispersarla en agua,

(2) la suspensión dispersa en agua y la solución de caucho se mezclan agitando,

(3) la mezcla fluida obtenida por el mezclado se calienta a la temperatura azeotrópica o a una temperatura mayor para coagular el caucho en agua y eliminar el disolvente orgánico, y

(4) el caucho coagulado se deshidrata y después se seca aplicando una fuerza mecánica de cizalladura.

Metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga Campo tecnico La presente invención se refiere a un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga. Mas particularmente, la presente invención se refiere a un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga que proporciona una dispersión excelente de la carga y propiedades ffsicas excelentes del caucho.

Antecedentes En el campo de composiciones de caucho se sabe actualmente que, para mejorar la dispersión de una carga, se puede usar un metodo de producir una mezcla madre humeda.

Como metodo de producir una mezcla madre humeda, se ha utilizado ampliamente el metodo que comprende mezclar un latex que contiene caucho disperso en agua y una suspensión de una carga, seguido de la obtención de un coagulado (vease la referencia de patente 1) .

Se ha descrito un metodo en el que una solución de un polímero producido mediante polimerización en solución, etc. en un disolvente organico se mezcla con una suspensión de una carga de modo que la estructura molecular del caucho se puede seleccionar segun se desee. Por ejemplo, se conoce un metodo para producir, en forma de partfculas finas, un polvo de caucho fluido de un material compuesto de caucho/negro de carbono, que se caracteriza porque una solución de caucho que contiene un polímero producido mediante un proceso de polimerización en solución disuelto en un disolvente organico se introduce, agitando, en una suspensión de negro de carbono calentada a una temperatura que es aproximadamente el punto de ebullición del disolvente organico, el disolvente se elimina por destilación a presión atmosferica o en vacfo durante la introducción, la temperatura de la mezcla de reacción se mantiene a una temperatura que permite la vaporización del disolvente suministrando energfa termica durante la destilación, la transferencia del caucho a la suspensión acuosa de negro de carbono y la formación del material compuesto de caucho/carga se realizan en agua por eliminación de la fase organica por destilación y despues se realiza la deshidratación y secado (vease la referencia de patente 2) .

Sin embargo, como en este metodo no se tiene en cuenta la distribución del tamafo de las partfculas de negro de carbono en la suspensión de negro de carbono, la propiedad de dispersión de la carga varfa dependiendo del estado de coagulación y es diffcil obtener una estado excelente de dispersión con estabilidad.

Referencia de patente 1: solicitud de patente japonesa sometida a información publica numero 2004-99625.

Referencia de patente 2: solicitud de patente japonesa sometida a información publica numero 2003-26816.

Oescripción de la invención La presente invención se ha desarrollado para resolver el problema antes descrito y tiene el objeto de proporcionar un metodo para producir una mezcla madre de carga-caucho que presenta propiedades ffsicas excelentes por conseguir un estado excelente de dispersión de la carga con estabilidad.

Como resultado de intensos estudios para conseguir el objeto antes descrito, se ha encontrado que se puede producir una mezcla madre de caucho-carga que proporciona un estado excelente de dispersión y propiedades ffsicas excelentes del caucho usando una suspensión dispersa en agua que tiene una distribución específica del tamafo de partfculas y realizando el secado aplicando una fuerza mecanica de cizalladura en la etapa de secado. La presente invención se ha completado basandose en estos conocimientos.

La presente invención proporciona un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga, que comprende mezclar una solución de caucho, obtenida disolviendo un caucho basado en un dieno en un disolvente organico, con una suspensión obtenida dispersando previamente en agua negro de carbono, sflice y/o por lo menos una carga inorganica representada por la siguiente fórmula general (1)

nM1 Si y z 2 (1)

en la que M1 representa por lo menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en metales que son aluminio, magnesio, titanio, calcio y circonio, 6xidos e hidróxidos de dichos metales, hidratos de estos compuestos y carbonatos de dichos metales, y "n", "x", "y" y "z" representan respectivamente un numero entero de 1 a 5, un numero entero de 0 a 10, un numero entero de 2 a 5 y un numero entero de 0 a 10, solución en la que:

(1) (i) la distribución del tamafo de las partfculas de la carga en la suspensión dispersa en agua es tal que el diametro medio en volumen (Omv) de las partfculas es 25 Im o menos y el diametro de las partfculas en el 90% del volumen de todas las partfculas (O90) es 30 Im o menos, y

(ii) a absorción 24M4 de la carga recuperada de la suspensión dispersa en agua mediante secado conserva el 93% o mas de la absorción 24M4 antes de dispersarla en agua,

(2) la suspensión dispersa en agua y la solución de caucho se mezclan agitando,

(3) la mezcla fluida obtenida por el mezclado se calienta a la temperatura azeotr6pica o a una temperatura mayor para coagular el caucho en agua y eliminar el disolvente organico, y

(4) el caucho coagulado se deshidrata y despues se seca aplicando una fuerza mecanica de cizalladura.

Modo mas preferido para realizar la invención En la presente invención, en la etapa de mezclado en la que una solución de caucho obtenida disolviendo un caucho basado en un dieno se mezcla con una suspensión obtenida dispersando una carga en agua, la distribución del tamafo de las partfculas de la carga es tal que el diametro medio en volumen de las partfculas (Omv) es 25 Im o menos, preferiblemente 20 Im o menos, y el diametro de las partfculas en el 90% del volumen de todas las partfculas (O90) es 30 Im o menos, preferiblemente 25 Im o menos, puesto que un tamafo excesivamente grande de las partfculas origina una disminución de la dispersión de la carga en el caucho y existe la posibilidad de que disminuyan la propiedad de reforzamiento y la resistencia a la abrasión.

Cuando se aplica a la suspensión una fuerza de cizalladura en exceso para disminuir el tamafo de las partfculas, se destruye la estructura de la carga y se origina una disminución de la propiedad de reforzamiento. Por lo tanto, es importante que la absorción 24M4 de la carga recuperada de la suspensión dispersa en agua mediante secado sea 93% o mayor, preferiblemente 96% o mayor que la absorción 24M4 antes de dispersarla en agua.

En la etapa antes descrita de mezclado, la mezcla fluida se calienta a la temperatura azeotr6pica o a una temperatura mayor para que el disolvente organico de la solución de caucho se elimine rapidamente por destilación. En este caso, la suspensión dispersa en agua se puede calentar previamente y afadirla a la solución de caucho. Es preferible que la temperatura de calentamiento sea 100°C o menos.

En la etapa de secado del metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga de la presente invención, es importante realizar el secado aplicando una fuerza mecanica de cizalladura para mejorar mas la dispersión de la carga. Mediante este tratamiento se pueden mejorar mas las propiedades ffsicas del caucho despues de ser vulcanizado. Para el metodo de secado aplicando una fuerza mecanica de cizalladura, es preferible usar un mezclador continuo desde el punto de vista de la productividad en la producción industrial. Es mas preferible usar una extrusora de varias helices que tenga helices girando en el mismo sentido o en sentidos opuestos para mejorar la dispersión de la carga.

En la etapa de secado aplicando una fuerza mecanica de cizalladura, es preferible que el contenido de agua en la mezcla madre antes de la etapa de secado sea 10% o mas. Cuando el contenido de agua es menor que 10%, existe la posibilidad de que disminuya el grado de mejora de la dispersión de la carga en la etapa de secado.

En la presente invención, es preferible que la sflice sea una sflice seleccionada de sflice humeda, sflice seca y sflice coloidal.

Es preferible seleccionar la carga inorganica representada por la fórmula general anterior (1) del grupo que consiste en alumina (Al2 3) , alumina monohidrato (Al2 3 2 ) , hidróxido de aluminio [Al ( ) 3], carbonato de aluminio [Al2 (C 3) 3], hidróxido magnesico [Mg ( ) 2], 6xido magnesico (Mg ) , carbonato magnesico (MgC 3) , talco (3Mg 4Si 2 2 ) , atapulgita (5Mg 8Si 2 9 2 ) , blanco de titanio (Ti 2) , negro de titanio (Ti 2n-1) , 6xido calcico (Ca ) , hidróxido calcico [Ca ( ) 2], 6xido alumfnico-magnesico (Mg Al2 3) , arcilla (Al2 3 2Si 2) , caolfn (Al2 3 2Si 2 2 2 ) , pirofilita (Al2 3 4Si... [Seguir leyendo]

1. Un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga, que comprende mezclar una solución de caucho, obtenida disolviendo un caucho basado en un dieno en un disolvente organico, con una suspensión obtenida previamente dispersando en agua negro de carbono, sflice y/o por lo menos una carga inorganica representada por la siguiente fórmula general (1)

nM1 Si y z 2 (1)

en la que M1 representa por lo menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en metales que son aluminio, magnesio, titanio, calcio y circonio, 6xidos e hidróxidos de dichos metales, hidratos de estos compuestos y carbonatos de dichos metales, y "n", "x", "y" y "z" representan respectivamente un numero entero de 1 a 5, un numero entero de 0 a 10, un numero entero de 2 a 5 y un numero entero de 0 a 10, solución en la que:

(1) (i) la distribución del tamafo de las partfculas de la carga en la suspensión dispersa en agua es tal que el diametro medio en volumen de las partfculas es 25 Im o menos y el diametro de las partfculas en el 90% del volumen de todas las partfculas (O90) es 30 Im o menos, y

(ii) la absorción 24M4 de la carga recuperada de la suspensión dispersa en agua mediante secado conserva el 93% o mas de la absorción 24M4 antes de dispersarla en agua,

(2) la suspensión dispersa en agua y la solución de caucho se mezclan agitando,

(3) la mezcla fluida obtenida por el mezclado se calienta a la temperatura azeotr6pica o a una temperatura mayor para coagular el caucho en agua y eliminar el disolvente organico, y

(4) el caucho coagulado se deshidrata y despues se seca aplicando una fuerza mecanica de cizalladura.

2. Un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sflice es una sflice seleccionada de sflice humeda, sflice seca y sflice coloidal.

3. Un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la carga inorganica representada por la fórmula general (1) es por lo menos una carga inorganica seleccionada del grupo que consiste en alumina (Al2 3) , alumina monohidrato (Al2 3 2 ) , hidróxido de aluminio [Al ( ) 3], carbonato de aluminio [Al2 (C 3) 3], hidróxido magnesico [Mg ( ) 2], 6xido magnesico (Mg ) , carbonato magnesico (MgC 3) , talco (3Mg 4Si 2 2 ) , atapulgita (5Mg 8Si 2 9 2 ) , blanco de titanio (Ti 2) , negro de titanio (T.

2. 1) , 6xido calcico (Ca ) , hidróxido calcico [Ca ( ) 2], 6xido alumfnico-magnesico (Mg Al2 3) , arcilla (Al2 3 2Si 2) , caolfn (Al2 3 2Si 2 2 2 ) , pirofilita (Al2 3 4Si 2 2 ) , bentonita (Al2 3 4Si 2 2 2 ) , silicatos de aluminio (Al2Si 5, Al4 3Si 4 5 2 , etc.) , silicatos magnesicos (Mg2Si 4, MgSi 3, etc.) , silicatos calcicos (Ca2Si 4, etc.) , silicatos alumfnico-calcicos (Al2 3 Ca 2Si 2, etc.) , silicato magnesico-calcico (CaMgSi 4) , carbonato calcico (CaC 3) , 6xido de circonio (Zr 2) , hidróxido de circonio [Zr ( ) 2 n 2 ], carbonato de circonio [Zr (C 3) 2] y aluminosilicatos cristalinos.

4. Un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, en la fórmula general (1) , M1 representa por lo menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en metal aluminio, un 6xido y un hidróxido de aluminio, hidratos de estos compuestos y carbonato de aluminio.

5. Un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el secado se realiza usando un mezclador continuo.

6. Un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el mezclador continuo es una extrusora de varias helices.

7. Una mezcla madre de caucho producida por un metodo para producir una mezcla madre de caucho-carga de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Una composición de caucho producida usando la mezcla madre de caucho de acuerdo con la reivindicación 7.

9. Un neumatico producido usando la composición de caucho de acuerdo con la reivindicación 8.