Aplicación de un aceite de proceso funcionalizado en mezclas de caucho.

Empleo de un aceite de proceso funcionalizado, de modo que

- A) el aceite de proceso está refinado,

extraído, y en su caso desparafinado, y presenta grupos hidroxilo,grupos carbonilo, grupos carboxilo y/o grupos éster o

- B) el aceite de proceso está fabricado por un procedimiento, en el que el aceite de proceso se oxida conoxígeno, una mezcla de gases que contiene oxígeno o un peróxido y/o hipoclorito sódico,

como plastificante o aceite diluyente para mezclas de caucho a partir de cauchos naturales o sintéticos.

Aplicación de un aceite de proceso funcionalizado en mezclas de caucho Descripción

La presente invención tiene por objeto el empleo de aceites de proceso funcionalizados a base de aceites de proceso del refino de aceites minerales con propiedades mejoradas de aplicación.

Los aceites de proceso que se obtienen del refino del petróleo son conocidos desde hace mucho tiempo y se emplean, entre otras aplicaciones, como plastificante o aceites diluyentes en cauchos naturales o sintéticos o en productos de caucho. Los aceites de proceso aromáticos con un alto contenido de aromáticos policíclicos (PCA) empleados inicialmente muchas veces, han mostrado ser cancerígenos y por ello, cada vez más, son sustituidos por aceites de proceso con un contenido reducido de PCA. Aceites de proceso conocidos con un bajo contenido en PCA son por ejemplo TDAE (extracto aromático destilado y tratado) y MES (solvato de extracción suave) . Estos aceites de proceso se emplean preferentemente como plastificantes para mejorar las propiedades elásticas de los neumáticos para vehículos y en artículos de goma industriales.

Se conocen mezclas de caucho con plastificantes con un bajo contenido de PCA por ejemplo de EP 1 270 657 A1. Las mezclas de caucho aquí descritas contienen como plastificantes aceites minerales nafténicos, MES o TDAE. Estas mezclas de caucho conducen a neumáticos con propiedades mejoradas respecto a la resistencia al aquaplanning, a propiedades a baja temperatura, al desgaste, a la resistencia a rodadura, así como para la propia fabricación de mezclas de caucho.

Los productos de caucho y en particular los neumáticos se ven sometidos a un proceso de envejecimiento, que conduce a una variación estructural de los puentes de azufre, una rotura de las cadenas de polímeros y con frecuencia a una pérdida de plastificante. Por la pérdida de plastificante los neumáticos presentan una adhesión menor en mojado y seco y una durabilidad reducida. Mediciones han demostrado que de la superficie de rodadura del neumático se elimina más del 10 % de plastificante en 2 años, lo cual conduce a un aumento de la dureza del neumático unido a las propiedades negativas conocidas. Los aceites plastificantes convencionales conducen por ello a productos con propiedades deseables, sin embargo por el envejecimiento y/o la pérdida de plastificante causada por dicho envejecimiento, se produce un empeoramiento de las propiedades que no se mitiga con la adición, por ejemplo, de aditivos de prevención del envejecimiento.

Es por tanto un objetivo de la invención, mejorar los aceites de procedimiento, de modo que cuando se utilizan como plastificantes se eliminen en menor medida de los productos de caucho. Al mismo tiempo los aceites de proceso deben presentar una compatibilidad mejorada respecto a la carga de ácido silícico y el procesamiento de plastificantes en el caucho debe ser mejorado.

El problema se soluciona según la presente invención mediante el uso de un aceite de proceso funcionalizado, en el que

- A) el aceite de proceso está refinado, extraído, y en su caso desparafinado, y presenta grupos hidroxilo, grupos carbonilo, grupos carboxilo y/o grupos éster y/o

- B) el aceite de proceso está fabricado por un procedimiento, en el que el aceite de proceso se oxida con oxígeno, una mezcla de gases que contiene oxígeno o un peróxido y/o hipoclorito sódico,

como plastificante o aceite diluyente para mezclas de caucho a partir de cauchos naturales o sintéticos.

Otras formas de realización son objeto de las reivindicaciones más abajo o se describen a continuación.

Los aceites de proceso funcionalizados utilizados según la invención contienen preferiblemente uno o más alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos y/o ésteres de ácidos carboxílicos.

Bajo el término aceites de proceso se entiende en la presente invención mezclas de hidrocarburos, que presentan su punto de ebullición en la zona de los lubricantes, pero que sin embargo no se emplean por lo general ni como, ni en combinación con lubricantes. Los aceites de proceso se obtienen del refino del petróleo. El aceite crudo se somete a una destilación en condiciones atmosféricas, de modo que todos los productos son separados, los cuales a presión normal presentan puntos de ebullición hasta aproximadamente 350 ºC. Después de la destilación se obtiene como residuo una mezcla de bitumen, asfaltos, ceras y aceites pesados. Los aceites pesados se continúan transformando en distintos productos, además de en lubricantes, también en aceites de proceso, los cuales preferentemente se utilizan como plastificantes.

Los diversos aceites de proceso, los cuales en general se emplean para la funcionalización, tienen por ejemplo la siguiente distribución de hidrocarburos, que ha sido determinada según ASTM D 2140:

TDAE MES NAP RAE PAR

CA [% en peso] 25 15 13 34 3

CN [% en peso] 30 27 33 28 35

CP [% en peso] 45 58 54 38 62

Debe observarse que se trata aquí de una composición ilustrativa de los distintos tipos de aceites de proceso y que los valores en principio pueden oscilar entre determinados valores límite. Así vale por ejemplo para NAP: CA = 30 % en peso, CN = 30-45 % en peso, CP = 35-55 % en peso y para PAR: Ca < 10 % en peso, CN = 20-35 % en peso, CP = 60-75 % en peso.

Aquí CA es el contenido de átomos de carbono aromáticos, CN es el contenido de átomos de carbono naftalénicos y CP el contenido de átomos de carbono parafínicos.

El aceite de proceso funcionalizado según la invención es preferiblemente un aceite de proceso oxidado con preferentemente un contenido bajo de aromáticos policíclicos (PCA) , preferentemente presenta un contenido en PCA de menos del 3 % en peso, que se corresponde con la Directiva de la UE 769/76, complementada por la Directiva 69/2005. El contenido de aromáticos del aceite de proceso de la invención (no policíclicos) alcanza preferentemente del 0, 2 hasta el 40 % en peso, preferiblemente del 10 hasta el 30 % en peso. Preferiblemente el aceite de proceso de la invención presenta del 1 hasta el 8 % en peso, preferentemente del 1, 5 hasta el 3, 5 % en peso de componentes con grupos hidroxilo, grupos carbonilo, grupos carboxilo y/o grupos éster, medidos por el contenido de oxígeno.

En una realización de la invención el aceite de proceso se prepara por oxidación de un aceite de proceso seleccionado del grupo que consiste en TDAE (extracto aromático destilado y tratado) , MES (solvato de extracción suave) , NAP (aceites de proceso naftalénicos) , RAE (extracto aromático residual) y PAR (aceites de proceso parafínicos) , preferiblemente TDAE o MES.

La preparación de los aceites de proceso utilizados según la invención puede hacerse a través de distintas transformaciones químicas. Preferentemente se funcionalizan aceites de proceso por oxidación con grupos hidroxilo, carbonilo y/o carboxílicos, para obtener los aceites de proceso de la invención. En principio para la funcionalización de los aceites de proceso por oxidación se pueden utilizar cualesquiera medios de oxidación accesibles, como por ejemplo oxígeno, mezclas gaseosas que contienen oxígeno, aire, peróxidos, preferentemente peróxido de hidrógeno, o disolución de hipoclorito de sodio.

El procedimiento para la obtención de los aceites de proceso empleados según la invención comprende las etapas de:

- Calentar un aceite de proceso refinado y en su caso extraído, en su caso hidrogenado y/o en su caso desparafinado a una temperatura entre 50 y 180 ºC,

- Introducir una mezcla que contiene oxígeno con una proporción de oxígeno del 5 al 50 % en peso, preferiblemente aire o una mezcla de oxígeno/gas inerte.

El vertido de la mezcla de oxígeno se lleva a cabo preferentemente durante un espacio de tiempo de 2 a 80 horas, preferentemente de 10 a 60 horas, particularmente preferido de 20 a 40 horas. La introducción se realiza según una realización concreta bajo presión, preferentemente a 0, 5 hasta 2, 5 bar.

Además de la mezcla de oxígeno, como por ejemplo, aire, se emplean como medios de oxidación en el procedimiento de la invención por ejemplo peróxidos, preferiblemente peróxido de hidrógeno, o disolución de hipoclorito de sodio.

En el procedimiento se emplean como eductos preferentemente aceites de proceso, que muestran un bajo contenido de PCA, preferiblemente un contenido de PCA de menos del 3 % según IP 346. Especialmente preferido es el aceite de proceso empleado seleccionado del grupo que consiste en TDAE, MES, NAP, RAE y PAR. Como especialmente adecuados se han mostrado TDAE y MES.

Con la puesta en práctica del procedimiento se oxida preferentemente,... [Seguir leyendo]

1. Empleo de un aceite de proceso funcionalizado, de modo que

- A) el aceite de proceso está refinado, extraído, y en su caso desparafinado, y presenta grupos hidroxilo, grupos carbonilo, grupos carboxilo y/o grupos éster o

- B) el aceite de proceso está fabricado por un procedimiento, en el que el aceite de proceso se oxida con oxígeno, una mezcla de gases que contiene oxígeno o un peróxido y/o hipoclorito sódico,

como plastificante o aceite diluyente para mezclas de caucho a partir de cauchos naturales o sintéticos.

2. Empleo del aceite de proceso A) según la reivindicación 1, caracterizado porque el aceite de proceso es un aceite de proceso oxidado y preferentemente entre el 10 y el 40 % en peso del aceite de proceso está oxidado, habiéndose oxidado el aceite de proceso preferentemente por transformación con un medio de oxidación, preferiblemente oxígeno, una mezcla de oxígeno y/o peróxido de hidrógeno o solución de hipoclorito de sodio.

3. Empleo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aceite de proceso presenta un bajo contenido de PCA, preferentemente un contenido de PCA de menos del 3 % en peso, determinado según IP 346.

4. Empleo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aceite de proceso A) empleado se

obtiene mediante oxidación de un aceite de proceso seleccionado del grupo que consiste en TDAE (extracto aromático destilado y tratado) , MES (solvato de extracción suave) , RAE, aceites de proceso naftalénicos y aceites de proceso parafínicos, preferiblemente de TDAE y MES.

5. Empleo según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento para la obtención del aceite de proceso B) comprende las etapas de:

- Calentar un aceite de proceso refinado y en su caso extraído, en su caso hidrogenado y en su caso desparafinado, a una temperatura entre 50 y 180 ºC,

- introducir una mezcla que contiene oxígeno con una proporción de oxígeno del 5 al 50 % en peso, preferiblemente aire o una mezcla de oxígeno/gas inerte.

6. Empleo según una de las reivindicaciones 1 o 5, caracterizado porque el aceite de proceso empleado B) presenta 25 un bajo contenido de PCA, preferentemente un contenido de PCA de menos del 3 % en peso, determinado según IP

346.

7. Empleo según una de las reivindicaciones 1 o 5 a 6, caracterizado porque el aceite de proceso empleado es del grupo que consiste en TDAE (extracto aromático destilado y tratado) , MES (solvato de extracción suave) , RAE, aceites de proceso naftalénicos y aceites de proceso parafínicos, y preferiblemente es TDAE y MES.

8. Empleo según una de las reivindicaciones 1 o 5 a 7, caracterizado porque en el procedimiento para la obtención del aceite de proceso B) se realiza la oxidación directamente a continuación de la obtención del aceite de proceso, preferiblemente en un proceso continuo.

9. Empleo según una de las reivindicaciones anteriores, como plastificante o aceite diluyente para neumáticos y/o artículos de goma técnicos.

10. Empleo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el producto de caucho/el caucho contiene entre 1 y 50 phr de plastificante.

11. Empleo según una de las reivindicaciones anteriores como plastificante para neumáticos, caracterizado porque la superficie de rodadura de un neumático de automóvil contiene de 20 hasta 45 phr y la superficie de rodadura de un neumático de camión contiene de 5 hasta 15 phr de plastificante.