Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio.

Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio,

caracterizadas por que éstascontienen (mercapto-organil)alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol y (mercapto-organil)alquilpoliétersilanos exentos de grupos silanol en una relación ponderal de 5:95 a 95:5.

Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio La invención se refiere a mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio, a un procedimiento para su preparación así como a su uso.

Es conocido emplear silanos en calidad de inductores de la adherencia. Así, se emplean aminoalquiltrialcoxisilanos, metacriloxialquiltrialcoxisilanos, polisulfanalquiltrialcoxisilanos y

mercaptoalquiltrialcoxisilanos en calidad de inductores de la adherencia entre materiales inorgánicos y polímeros orgánicos, en calidad de agentes reticulantes y agentes modificadores de la superficie (E. P. Plueddemann, “Silane Coupling Agents”, 2ª Ed. Plenum Press 1982) .

Estos inductores de la adherencia o bien agentes de acoplamiento o de unión forman enlaces tanto con respecto al 15 material de carga como también al elastómero y, por consiguiente, determinan una buena interacción entre la superficie del material de carga y el elastómero.

Además de ello, se conoce que el uso de inductores de la adherencia de silano usuales en el comercio (documento DE 22 55 577) con tres sustituyentes alcoxi en el átomo de silicio conduce a la liberación de cantidades considerables de alcohol durante y después de la unión al material de carga. Dado que, por norma general, se emplean silanos sustituidos con trimetoxi y trietoxi, sus correspondientes alcoholes, metanol y etanol, son liberados en cantidades considerables (Berkemeier, D.; Hader, W.; Rinker, M.; Heiss, G. Mixing of silica compounds from the viewpoint of a manufacturer of internal mixers. Gummi, Fasern, Kunststoffe (2001) , 54 (1) , 1722) .

Es conocido, además, que silanos sustituidos con metoxi y etoxi son más reactivos que los correspondientes silanos sustituidos con alcoxi de cadena larga y, por consiguiente, se pueden unir más rápidamente al material de carga, de manera que hasta ahora no se pudo renunciar al empleo de sustituyentes metoxi y etoxi desde un punto de vista técnico e industrial.

A partir de los documentos EP 1394166, JP 62-181346, DE 3426987 y EP 0085831 son conocidos diferentes mercaptosilanos.

Además, a partir del documento DE 102005032658.7 son conocidos mercaptosilanos sustituidos con poliéter. 35 Estos silanos se sintetizan haciendo reaccionar de manera catalizada alcoxisilanos con un alcohol alcoxilado.

A partir del documento DE 102005052233 se conoce un procedimiento para la preparación de organosilanos mediante reacción de (halógeno-organil) alcoxilanos con reactivos de sulfuración acuosos.

Además, a partir del documento JP 2005232354 se conoce el uso de mercaptosilanos con ésteres parciales de anhídrido del ácido maleico con derivados de (poli) oxipropileno en mezclas de cauchos.

A partir del documento EP 1672017 se conocen mezclas de cauchos que contienen caucho, materiales de carga, eventualmente otros coadyuvantes del caucho y al menos un mercaptosilano.

El inconveniente de los mercaptosilanos sustituidos con alcoxi y/o sustituidos con alquilpoliéter conocidos con grupos alcoxi de cadena larga son, en el caso de su uso en mezclas de cauchos, las malas propiedades de elaboración y/o propiedades dinámicas en el caso de una emisión reducida de alcohol o las buenas propiedades de elaboración y/o propiedades dinámicas en el caso de una emisión incrementada de alcohol.

Misión de la presente invención es habilitar reactivos de acoplamiento, las cuales en mezclas de caucho vulcanizado reforzadas con materiales de carga, conduzcan a propiedades de elaboración al menos iguales y/o a propiedades dinámicas al menos iguales en comparación con mercapto-organilsilanos conocidos, p. ej. sustituidos con alquilpoliéter y alcohol, con una emisión reducida del alcohol.

Objeto de la invención son mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio, las cuales se caracterizan por que éstas contienen (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol y (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos exentos de grupos silanol en una relación ponderal de 5:95 a 95:5, preferiblemente de 8:92 a 92:8, de manera particularmente preferida de 12:88 a 88:12, de manera muy

particularmente preferida de 17:83 a 85:15 y de manera extraordinariamente preferida de 25:75 a 75:25.

(Mercapto-organil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol pueden ser compuestos de la fórmula general I

(X) (X’) (X”) Si –RI– SH I

en donde, independientemente uno de otro, X es un grupo alquilpoliéter O- ( (CRII2) w-O-) vAlk, preferiblemente O- (CH2-CH2-O-) vAlk u O- (CH (CH3) -CH2-O-) vAlk, con v = 1-40, preferiblemente 2-30, de manera particularmente preferida 3-25, de manera muy particularmente preferida 4-20, de manera extraordinariamente preferida 5-16,

w = 1-40, preferiblemente 2-30, de manera particularmente preferida 2-20, de manera muy particularmente preferida 3-10,

RII

, independientemente uno de otro, es H, un grupo fenilo o un grupo alquilo no ramificado o ramificado, preferiblemente un grupo alquilo C1-C11, de manera particularmente preferida es un grupo CH3 o CH2-CH3, Alk es un grupo hidrocarbonado C1-C35, preferiblemente C2-C22, de manera particularmente preferida C3-C18, de manera muy particularmente preferida C4-C13, de manera extraordinariamente preferida C6-C10, ramificado o no ramificado, saturado o insaturado, sustituido o no sustituido, alifático, aromático o alifático/aromático mixto de un solo enlace, X’ es un alquilo ramificado o no ramificado, preferiblemente alquilo C1-C18, de manera particularmente preferida CH3, CH2-CH3, CH (CH3) -CH3, CH2-CH2-CH3 o alquilo C4-C18, un alcoxi ramificado o no ramificado, preferiblemente alcoxi C1-C18, de manera particularmente preferida -OCH3, OCH2-CH3, -OCH (CH3) -CH3, -OCH2-CH2-CH3, -O C12H25, -OC13H27, -OC14H29 o alcoxi C15-C18, un alqueniloxi C2-C25 ramificado o no ramificado, preferiblemente alqueniloxi C4-C20, de manera particularmente preferida alqueniloxi C6 a C18, un ariloxi C6-C35, preferiblemente ariloxi C9 a C30, de manera particularmente preferida feniloxi (-OC6H5) o ariloxi C9 a C18, un grupo alquilariloxi C7-C35 ramificado o no ramificado, preferiblemente un grupo alquilariloxi C9-C30, de manera particularmente preferida benciloxi, (-O-CH2-C6H5) u –O-CH2-CH2-C6H5, un grupo aralquiloxi C7-C35 ramificado o no ramificado, preferiblemente un grupo aralquiloxi C7-C25, de manera particularmente preferida toliloxi, (-O-C6H4-CH3) o un grupo aralquiloxi C9 a C18, un X o un grupo hidroxi (-OH) , X” es un grupo hidroxi (-OH) , R’ es un grupo hidrocarbonado C1-C30 ramificado o no ramificado, saturado o insaturado, alifático, aromático o alifático/aromático mixto, de doble enlace, que eventualmente está sustituido.

Las mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio pueden contener > 5% en peso, preferiblemente > 25% en peso, de manera particularmente preferida > 40% en peso, de manera muy particularmente preferida > 70% en peso, de manera extraordinariamente preferida > 90% en peso de (mercaptoorganil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol y (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos exentos de grupos silanol. Las mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio pueden consistir esencialmente en (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol y (mercaptoorganil) alquilpoliétersilanos exentos de grupos silanol.

(Mercapto-organil) alquilpoliétersilanos exentos de grupos silanol pueden ser compuestos de la fórmula general II

(X) (X’”) (X’”) Si – RI – SH II

en donde, independientemente uno de otro, X y RI presentan los significados arriba indicados y X’”, independientemente uno de otro, es un alquilo ramificado o no ramificado, preferiblemente alquilo C1-C18, de manera particularmente preferida CH3, CH2-CH3, CH (CH3) -CH3, CH2-CH2-CH3 o alquilo C4-C18, un alcoxi ramificado o no ramificado, preferiblemente alcoxi C1-C18, de manera particularmente preferida -OCH3, OCH2-CH3, -OCH (CH3) -CH3, -OCH2-CH2-CH3-, -O C12H25, -OC13H27, -OC14H29 o alcoxi C15-C18, un alqueniloxi C2-C25 ramificado o no ramificado, preferiblemente alqueniloxi C4-C20, de manera particularmente preferida alqueniloxi C6 a C18, un ariloxi C6-C35, preferiblemente ariloxi C6-C30, de manera particularmente preferida feniloxi (-OC6H5) o ariloxi C9 a C18, un grupo alquilariloxi C7-C35 ramificado o no ramificado, preferiblemente un grupo alquilariloxi C9-C30, de manera particularmente preferida benciloxi, (-O-CH2-C6H5) u –O-CH2-CH2-C6H5, un grupo aralquiloxi C7-C35 ramificado o no ramificado, preferiblemente un grupo aralquiloxi... [Seguir leyendo]

1. Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio, caracterizadas por que éstas contienen (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol y (mercaptoorganil) alquilpoliétersilanos exentos de grupos silanol en una relación ponderal de 5:95 a 95:5.

2. Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según la reivindicación 1, caracterizadas por que éstas están dispuestas sobre un soporte orgánico o inorgánico inerte, o bien están premezcladas con éste o se han hecho reaccionar previamente con un soporte orgánico o inorgánico.

3. Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según la reivindicación 1, caracterizadas por que los (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol son compuestos de la fórmula general I

(X) (X’) (X”) Si –RI– SH I

en donde, independientemente uno de otro, X es un grupo alquilpoliéter O- ( (CRII2) w-O-) vAlk, con v = 1-40, w = 1-40, RII, independientemente uno de otro, es H, un grupo fenilo o un grupo alquilo no ramificado o ramificado, Alk es un grupo hidrocarbonado C1-C35, ramificado o no ramificado, saturado o insaturado, sustituido o no sustituido, alifático, aromático o alifático/aromático mixto de un solo enlace, X’ es un alquilo ramificado o no ramificado, un alcoxi ramificado o no ramificado, un alqueniloxi C2-C25 ramificado o no ramificado, un ariloxi C6-C35, un grupo alquilariloxi C7-C35 ramificado o no ramificado, un grupo aralquiloxi C7-C35 ramificado o no ramificado, un X o un grupo hidroxi (-OH) , X” es un grupo hidroxi (-OH) , R’ es un grupo hidrocarbonado C1-C30 ramificado o no ramificado, saturado o insaturado, alifático, aromático o alifático/aromático mixto, de doble enlace, que eventualmente está sustituido.

4. Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizadas por que contienen 0, 01-50% en peso de organo (alquilpoliétersilanos) polisulfúricos con contenido en grupos silanol, referido al peso total de los (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol y exentos de grupos silanol.

5. Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizadas por que contienen 0, 1-50% en peso de organo (alquilpoliétersilanos) polisulfúricos exentos de grupos silanol, referido al peso total de los (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol y exentos de grupos silanol.

6. Mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizadas por que contienen 0, 1-50% en peso de alquilpoliéter-alcoholes, referido al peso total de los (mercapto-organil) alquilpoliétersilanos con contenido en grupos silanol y exentos de grupos silanol.

7. Procedimiento para la preparación de las mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que mercaptoorganil (alcoxisilanos) se transesterifican con alquilpoliéter-alcoholes de la fórmula general V

HO- ( (CRII 2) w-O) vAlk V

en donde RII, w, v y Alk tienen los significados arriba mencionados. en presencia de agua y se hidrolizan.

8. Procedimiento para la preparación de las mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que mercaptoorganil (alcoxisilanos) o mezclas de mercapto-organil (alcoxisilanos) se hidrolizan parcialmente mediante la adición de agua y/o de aditivos, a continuación o durante la hidrólisis se añaden alquilpoliéter

alcoholes de la fórmula general V,

HO- ( (CRII 2) w-O) vAlk V

en donde RII, w, v y Alk tienen los significados arriba mencionados. y se hacen reaccionar

9. Procedimiento para la preparación de las mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que reactivos de acoplamiento con contenido en silicio de la fórmula general II,

(X) (X’”) (X’”) Si – RI – SH II

en donde, independientemente uno de otro, X y RI presentan los significados arriba indicados y X’”, independientemente uno de otro, es un alquilo ramificado o no ramificado, un alcoxi ramificado o no ramificado, un alqueniloxi C2-C25 ramificado o no ramificado, un ariloxi C6-C35, un grupo alquilariloxi C7-C35 ramificado o no ramificado, un grupo aralquiloxi C7-C35 ramificado o no ramificado, o es un X, se hacen reaccionar mediante la adición de agua y/o adición de aditivos.

10. Mezclas de cauchos, caracterizadas por que contienen caucho, material de carga, eventualmente otros coadyuvantes del caucho, así como mezclas a base de reactivos de acoplamiento con contenido en silicio según la reivindicación 1 ó 2.

11. Uso de mezclas de cauchos según la reivindicación 10, para la producción de cuerpos moldeados.

12. Uso de las mezclas de cauchos según la reivindicación 10, para la producción de neumáticos, superficies de rodadura para neumáticos, componentes de neumáticos con contenido en caucho vulcanizable, envolventes de cables, mangueras, correas de trasmisión, cintas transportadoras, revestimientos de cilindros, neumáticos, suelas para calzado, anillos de estanqueidad y elementos amortiguadores.

13. Superficie de rodadura de neumáticos, caracterizada por que contiene una mezcla de cauchos según la reivindicación 10.