Resinas novolaca y composiciones de caucho que las comprenden.

Una resina novolaca que comprende monómeros fenólicos, en donde 1-40% en peso de los monómeros fenólicos son alquilfenoles que tienen un grupo alquilo C20-C30.

Resinas novolaca y composiciones de caucho que las comprenden

La presente invención se refiere a resinas novolaca que se preparan, entre otros, con uno o más alquilfenoles. La invención se refiere además a composiciones que comprenden las resinas novolaca, tales como composiciones de caucho, y a productos que se obtienen con las mismas. La presente invención se refiere también a un procedimiento para preparar una composición de caucho.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la industria del caucho se han usado resorcinol y resinas de resorcinol-formaldehido en composiciones de caucho y adhesivos. Sin embargo, uno de los problemas asociados con resorcinol y resinas a base de resorcinol- formaldehido convencionales es la elevada formación de humo de estas resinas durante la elaboración del caucho. Por consiguiente, en la técnica se han realizado varios intentos para resolver este problema. Véanse, por ejemplo las patentes de EE.UU. Nos. 5.936.056 y 5.945.500. Sin embargo, sigue existiendo la necesidad de una resina que no forme humo o tenga niveles aceptables de formación de humo pero que ofrezca satisfactoriamente las ventajas que proporcionan las resinas convencionales (que forman humo).

Se mencionan resinas de resorcinol y/o composiciones de caucho en las patentes de EE.UU. Nos. 4.031.288; 4.167.540; 4.889.891; 5.030.692; 5.206.289; 5.238.991; 5.922.797; 5.936.056; 5.945.500; 6.448.318; y 6.472.457.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona resinas novolaca que comprenden monómeros fenólicos en donde 1-40% en peso de los monómeros fenólicos son alquilfenoles que tienen un grupo alquilo Cs-C6o en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles es un grupo alquilo C2o-C30.

La presente invención proporciona resinas novolaca de acuerdo con la reivindicación 1 que pueden prepararse

haciendo que reaccionen:

(a) 1-30% en peso de uno o más alquilfenoles;

(b) 1-25% en peso de resorcinol;

(c) 45-98% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehidos;

en donde dichos % en peso se refieren al peso total de componentes (a), (b), y (e).

La presente invención también proporciona composiciones de caucho de acuerdo con la reivindicación 11 que comprenden las presentes resinas novolaca.

Las composiciones de caucho reivindicadas pueden prepararse por un procedimiento que incluye:

(a) mezclar uno o más aceites y una o más resinas novolaca para proporcionar una composición novolaca- aceite; y

(b) mezclar la composición novolaca-aceite con uno o más compuestos de caucho.

En esta memoria descriptiva se exponen aspectos, ventajas y características adicionales de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente invención proporciona resinas novolaca que comprenden 1-40% en peso de alquilfenoles, por ejemplo 1-30% en peso, 1-20% en peso o 5-20% en peso, referidos al peso total de monómeros fenólicos.

Las resinas novolaca reivindicadas pueden prepararse haciendo que reaccionen:

(a) 1-30% en peso de uno o más alquilfenoles (por ejemplo 1-25% en peso, 1-20% en peso, 5-20% en peso, o 5-15 25% en peso);

(b) 1-25% en peso de resorcinol (por ejemplo 1-20% en peso, 5-20% en peso o 5-15% en peso);

(c) 45-98% en peso de fenol (por ejemplo 50-90% en peso, 60-90% en peso, 65-90% en peso, o 70-85% en peso); y

(d) uno o más aldehidos;

en donde dichos % en peso se refieren al peso total de componentes (a), (b), y (c).

Los alquilfenoles son fenoles que tienen uno o más grupos alquilo. Los alqullfenoles pueden tener grupos alquilo en posiciones orto, meta, y/o para del fenol. En una realización, los alqullfenoles Incluyen aquellos que tienen un grupo alquilo ("mono-alquilfenoles"). En otra realización, los alquilfenoles Incluyen aquellos que tienen dos grupos alquilo ("di-alquilfenoles").

En una realización, los grupos alquilo de los alquilfenoles tienen al menos 20, o al menos 24 átomos de carbono. Los grupos alquilo comprenderán menos de 30, o 28 o menos átomos de carbono.

Ejemplos del uno o más aldehidos incluyen formaldehído, metilformcel, butilformcel, acetaldehído, propionaldehído, butiraldehído, crotonaldehído, benzaldehído, y furfural. En una realización, el uno o más aldehidos incluyen formaldehído.

Las resinas novolaca reivindicadas se pueden preparar de cualquier modo adecuado. Por ejemplo, en una realización, se hace que reaccionen en primer lugar fenoles que no son resorcinol con uno o más aldehidos en presencia de un catalizador (por ejemplo un catalizador ácido, por ejemplo un catalizador de ácido sulfónico tal como ácido p-tolueno sulfónico o ácido dodecilbenceno sulfónico) para formar una primera resina. A continuación se pueden añadir a la primera resina resorcinol y opclonalmente más fenoles que no son resorcinol, a lo que sigue adición de más aldehido.

En una realización, las presentes resinas novolaca comprenden menos de 5% en peso de resorcinol libre, por ejemplo menos de 3% en peso, menos de 1% en peso, menos de 0,5% en peso, o aproximadamente 0% en peso.

En una realización, las presentes resinas novolaca se usan en composiciones de caucho, esto es composiciones que comprenden uno o más compuestos de caucho. Preferiblemente, las composiciones de caucho son composiciones de caucho vulcanizables.

Ejemplos de compuestos de caucho Incluyen cauchos tanto naturales como sintéticos. Polímeros representativos de caucho sintético Incluyen los polímeros de butadieno. Los polímeros de butadieno incluyen aquellos polimeros que tienen propiedades similares a las del caucho, que se preparan polimerizando butadieno solo o con otro u otros compuestos pollmerlzables etilénicamente ¡nsaturados, tales como estireno, metilestireno, metil isopropenil cetona y acrilonitrilo. Ejemplos adicionales de cauchos sintéticos Incluyen cauchos de neopreno. También se pueden emplear caucho (butilo) de isobutileno y caucho de etilenopropileno (EPDM).

En una realización, la relación en peso del uno o más compuestos de caucho a la resina novolaca está en el intervalo de 99:1 a 90:10, por ejemplo en el intervalo de 99:1 a 95:5.

La composición de caucho también puede comprender un donador de metileno. Donadores de metileno adecuados Incluyen, por ejemplo, hexametllentetramina (HMTA), di-, tri-, tetra-, penta-, o hexa-N-metilol-melamina o sus derivados esterificados, parcial o totalmente esterificados, por ejemplo hexametoximetilmelamina (HMMM), oxazolldlna o N-metll-1,3,5-dioxazlna.

La composición de caucho de esta invención también puede incluir uno o más aditivos, por ejemplo aditivos que se seleccionan entre el grupo que consiste en azufre, negro de carbono, óxido de cinc, sílice, 5 anti-oxidante, estearatos, aceleradores, cobalto, y promotores de adhesión. En una realización, la composición de caucho no contiene cobalto.

En una realización, la composición de caucho comprende además un material reforzante. Ejemplos de materiales reforzantes incluyen nailon, rayón, poliéster, aramida, vidrio, acero (chapado con latón, cinc o bronce) u otras composiciones orgánicas o inorgánicas. Estos materiales reforzantes 10 pueden estar, por ejemplo, en forma de filamentos, fibras, cordones o tejidos.

En una realización, la composición de caucho comprende uno o más aceites. Aceites adecuados incluyen, por ejemplo, aceites minerales y aceites que se obtienen de modo natural. Ejemplos de aceites que se obtienen de modo natural incluyen, por ejemplo, tall oil, aceite de linaza, y/o aceite de tung. Ejemplos de tall oil comercial incluyen, por ejemplo SYLFAT FA1 de Arizona Chemicals y PAMAK C40S de Hercules Cañada. En una realización, la composición de caucho comprende menos de 5% en peso del uno o más aceites, tal como menos de 2% en peso, menos de 1% en peso, menos de 0,6% en peso, menos de 0,4% en peso, menos de 0,3% en peso, o menos de 0,2% en peso, referido al peso total de compuestos de caucho en la composición. En una realización, la composición de caucho comprende al menos de 0,01% en peso del uno o más aceites, por ejemplo al menos 0,05% en peso o al 20 menos de 0,1% en peso, referido al peso total de compuestos de caucho en la composición. La presencia de un aceite en la composición de caucho puede ayudar a proporcionar una flexibilidad mejorada de la composición de caucho después de la vulcanización.

Un procedimiento para formar la composición de caucho reivindicado en este documento comprende mezclar una o más resinas novolaca (por ejemplo las resinas novolaca anteriormente descritas) con uno o más aceites (por ejemplo, los aceites anteriormente 25 descritos, tales como los aceites que se obtienen de modo natural

anteriormente descritos)... [Seguir leyendo]

1. Una resina novolaca que comprende monómeros fenólicos, en donde 1-40% en peso de los monómeros fenólicos son alquilfenoles que tienen un grupo alquilo C20-C30-

2. La resina novolaca de la reivindicación 1, en donde dichos monómeros fenólicos incluyen resorclnol.

3. La resina novolaca de la reivindicación 1, en donde dichos monómeros fenólicos incluyen fenol.

4. Un neumático que comprende una resina novolaca que contiene monómeros fenólicos, en donde 1-40% en peso de los monómeros fenólicos en la resina son alquilfenoles que tienen un grupo alquilo C2o-C3o-

5. La resina novolaca de la reivindicación 1, en donde los alquilfenoles tienen un grupo alquilo C24-C28-

6. La resina novolaca de la reivindicación 1, que comprende adlclonalmente uno o más aldehidos.

7. La resina novolaca de la reivindicación 6, en donde uno o más de los aldehidos es formaldehído.

8. La resina novolaca de la reivindicación 1, en donde la resina comprende:

(a) 1-30% en peso de alquilfenoles;

(b) 1-20% en peso de resorcinol;

(c) 45-98% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehidos;

o

(a) 5-20% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-20% en peso de resorcinol;

(c) 65-90% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehidos;

o

(a) 5-15% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-15% en peso de resorclnol;

(c) 70-90% en peso de fenol; y

(d) formaldehído;

en donde los porcentajes en peso se refieren al peso total de componentes (a), (b), y (c).

9. Una composición que comprende uno o más compuestos de caucho y la resina novolaca según la reivindicación 1.

10. La composición de la reivindicación 9, en donde la relación en peso de dicho uno o más compuestos de caucho a dicha resina novolaca oscila de aproximadamente 99:1 a aproximadamente 9:1.

11. Un producto preparado, al menos en parte, vulcanizando la composición según la reivindicación 9.

12. El producto de la reivindicación 11, en donde dicho producto se selecciona entre el grupo que consiste en neumáticos, mangueras, cintas tractoras, cintas transportadoras, rodillos de Impresoras, tacones de caucho para calzado, suelas de caucho para calzado, escurridores de caucho, alfombrillas para automóviles, guardabarros para camiones, forros para molinos de bolas y burletes, preferentemente un revestimiento para cables metálicos.

13. El neumático de la reivindicación 4, en donde uno o más de los grupos alquilo en los alquilfenoles es un grupo alquilo C24-O28.

14. El neumático de la reivindicación 4, en donde la resina comprende:

(a) 1-30% en peso de alquilfenoles;

(b) 1-25% en peso de resorcinol;

(c) 45-98% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehidos;

o

(a) 5-20% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-20% en peso de resorcinol;

(c) 65-90% en peso de fenol; y

(d) uno o más aldehídos;

o

(a) 5-15% en peso de alquilfenoles;

(b) 5-15% en peso de resorcinol;

(c) 70-90% en peso de fenol; y

(d) formaldehído;

en donde los porcentajes en peso se refieren al peso total de componentes (a), (b), y (c).