ES2216440T3 - Composicion de cauch0 y neumatico que utiliza dicha composicion de caucho. - Google Patents
Composicion de cauch0 y neumatico que utiliza dicha composicion de caucho.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA COMPOSICION DE CAUCHO QUE COMPRENDE, COMO REBLANDECEDOR, UN POLIMERO OBTENIDO MEDIANTE POLIMERIZACION CATIONICA EN LA QUE SE UTILIZA UN CATALIZADOR DE ACIDO DE LEWIS COMO INICIADOR. DICHO POLIMERO PUEDE SER BASICAMENTE UN HOMOPOLIMERO DE ISOBUTILENO O UN COPOLIMERO DE ISOBUTILENO Y UN COMPUESTO AROMATICO DE VINILO. EL HOMOPOLIMERO DE ISOBUTILENO PUEDE COPOLIMERIZARSE CON UN MONOMERO DE DIENO CONJUGADO. DICHO COMPUESTO VINIL AROMATICO PUEDE SER ESTIRENO. DE ACUERDO CON LA PRESENTE INVENCION, SE SUMINISTRA UNA COMPOSICION DE CAUCHO QUE PRESENTA UNA EXCELENTE PROPIEDAD DE PERDIDA POR HISTERESIS SIN EFECTOS ADVERSOS SOBRE LAS PROPIEDADES DE FRACTURA. LA PRESENTE INVENCION TAMBIEN SUMINISTRA UNA CUBIERTA DE NEUMATICO QUE PRESENTA EXCELENTE CAPACIDAD DE AGARRE MEDIANTE LA UTILIZACION DE DICHA COMPOSICION DE CAUCHO EN UNA LLANTA.
Description
Composición de caucho y neumático que utiliza
dicha composición de caucho.
La presente invención se refiere a una
composición de caucho y, más particularmente, a una composición de
caucho que muestra una alta capacidad de pérdida de histéresis sin
ningún efecto adverso sobre las propiedades de fractura, y a un de
neumático que utiliza dicha composición de caucho y muestra una
excelente capacidad de agarre.
Hasta ahora, se han venido utilizando
ablandadores aromáticos que mejoran la alta capacidad de pérdida de
histéresis de una composición de caucho.
Sin embargo, este método adolece del problema de
que los ablandadores aromáticos deben usarse en una gran cantidad
para obtener una alta capacidad de pérdida de histéresis y, como
consecuencia, las propiedades de fractura se deterioran.
Para superar el problema mencionado se ha
estudiado el uso de ablandadores de tipo poliisobutileno. Sin
embargo, la compatibilidad del poliisobutileno es deficiente con
los cauchos dieno que se usan adecuadamente como el componente de
caucho de una matriz, y se produce un sangrado de poliisobutileno
en la superficie de los productos obtenidos después del moldeado.
En particular, cuando se monta un producto moldeado con otros
componentes para obtener el producto final, surge un problema porque
la adhesión entre los componentes es deficiente.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar una composición de caucho que presente una combinación
de unas propiedades de fractura excelentes y una alta capacidad de
pérdida de histéresis, cuya combinación ha sido difícil de obtener
con las composiciones convencionales de caucho.
Como resultado de estudios intensivos realizados
por el presente inventor sobre composiciones de caucho que contienen
varios ablandadores, se encontró que una composición de caucho que
muestra una combinación de propiedades de fractura excelentes y una
alta capacidad de pérdida de histéresis cuando la composición del
caucho contiene un polímero obtenido por polimerización catiónica
y, en particular, un copolímero de isobutileno y un compuesto
vinilo aromático como estireno (en lo sucesivo, un copolímero de
este tipo se puede denominar como copolímero que contiene un
isobutileno). La presente invención se ha conseguido utilizando
este descubrimiento.
De conformidad con ello, según un primer aspecto
de la presente invención se proporciona una composición de caucho
que comprende un componente de caucho y un polímero obtenido por
polimerización catiónica de isobutileno y un compuesto vinilo
aromático usando un catalizador ácido de Lewis como el iniciador,
presentando el polímero un peso molecular medio en peso de 2.000 a
50.0000. Es preferible que la cantidad de polímero sea de 5 a 200
partes en peso por cada 100 partes de peso del componente de
caucho.
Cuando el polímero es esencialmente un copolímero
de isobutileno y un compuesto vinilo aromático que es
preferiblemente estireno, el contenido de las unidades del
compuesto vinilo aromático ligado en el copolímero es del 20% al 70%
en peso del peso del copolímero.
Es preferible que el componente de caucho sea un
caucho dieno. Es más preferible que el componente de caucho sea un
homopolímero de un compuesto dieno o un copolímero de un compuesto
dieno y un compuesto vinilo aromático.
Es preferible que el contenido del compuesto
vinilo aromático ligado en el copolímero que contiene isobutileno
sea mayor que el contenido del compuesto vinilo aromático ligado en
el componente de caucho. Es más preferible que el contenido del
compuesto vinilo aromático ligado en el copolímero que contiene
isobutileno sea mayor, en un 15% en peso o más, que el contenido
del compuesto vinilo aromático ligado en el componente de
caucho.
Según un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona un neumático que se prepara usando
cualquiera de las composiciones de caucho mencionadas al menos en
la porción que entra en contacto con la carretera de la banda de
rodamiento.
La composición de caucho de la presente invención
se obtiene usando un polímero obtenido por polimerización catiónica,
que es un copolímero de isobutileno y un compuesto vinilo aromático
como un estireno, en combinación con el componente básico de la
composición de caucho.
Como el componente de caucho de la composición de
caucho, es preferible el caucho dieno y son más preferibles aún los
compuestos dieno de los homopolímeros y copolímeros de un compuesto
dieno y un compuesto vinilo aromático.
En la realización preferida de la presente
invención, el polímero usado en una combinación con el componente
básico de la composición de caucho se puede obtener por
polimerización catiónica de un monómero isobutileno y un
hidrocarburo vinilo aromático (por ejemplo, estireno) en un
disolvente hidrocarburo usando un catalizador ácido de Lewis como
el iniciador. Cuando se polimeriza una mezcla monómeros de
isobutileno se pueden obtener un copolímero de isobutileno y el
hidrocarburo vinilo aromático.
El isobutileno anterior que contiene el
copolímero puede ser copolimerizado además con un monómero dieno
conjugado como 1,3-butadieno, isopreno,
1,3-pentadieno,
2,3-dimetilbutadieno,
2-fenil-1,3-butadieno
y 1,3-hexadieno.
En la presente invención, ejemplos del monómero
del compuesto vinilo aromático que se usan preferiblemente para la
preparación del copolímero de isobutileno y un compuesto vinilo
aromático son estireno, \alpha-metilestireno,
1-vinilnaftaleno, 3-viniltolueno,
etilvinilbenceno, divinilbenceno,
4-ciclohexilestireno, y
2,4,6-trimetilestireno.
El copolímero usado en la presente invención
puede obtenerse por polimerización catiónica de los monómeros de
acuerdo, por ejemplo, con el proceso descrito en "Experimental
Methods of Polymer Synthesis" (Publicado por Kagaku Dojin
Co., Ltd:), página 201, o con el proceso descrito por Kobunshi
Kagaku, Vol. 18, páginas 389 a 395.
En la presente invención, el peso molecular del
copolímero anterior no está particularmente limitado y puede
seleccionarse adecuadamente según el objetivo. Por ejemplo, cuando
el copolímero se usa como un aceite que se puede usar como un
ablandador de la composición de caucho, el copolímero tiene un peso
molecular relativamente bajo de 2.000 a 50.000. Cuando el peso
molecular es menor de 2.000 las propiedades de fractura tienden a
deteriorarse. Cuando el peso molecular es mayor de 50.000, es
difícil obtener la alta capacidad de pérdida de histéresis. El peso
molecular es preferiblemente de 4.000 a 42.000.
El contenido de las unidades del compuesto vinilo
aromático ligado en el copolímero usado en la presente invención es
del 20% al 70% en peso, preferiblemente entre el 30% y el 70% y más
preferiblemente aún entre el 40% y el 70% en peso del copolímero.
Cuando el contenido es menor del 20%, la compatibilidad con el
componente de caucho se deteriora y el copolímero tiende a rezumar.
Cuando el contenido es mayor del 70% el módulo de la composición de
caucho aumenta y la propiedad de agarre de la composición de caucho
(más precisamente, la propiedad de agarre de un neumático formado
utilizando la composición de caucho) se deteriora.
Desde el punto de vista de la compatibilidad, es
preferible que el contenido del compuesto vinilo aromático ligado en
el copolímero sea mayor que el contenido del compuesto vinilo
aromático ligado en el componente de caucho de la composición de
caucho. Una diferencia del 15% en peso o mayor es más eficaz.
Un disolvente usado generalmente en la
polimerización catiónica puede usarse adecuadamente como el
disolvente. Por ejemplo, se puede usar un disolvente hidrocarburo
como un hidrocarburo alifático, un hidrocarburo aromático o un
hidrocarburo halogenado. Entre estos disolventes, es preferible un
hidrocarburo aromático y el tolueno es más preferible aún.
Ejemplos de los hidrocarburos alifáticos son
pentano y hexano. Ejemplos de los hidrocarburos aromáticos son
benceno, tolueno y xileno. Ejemplos de los hidrocarburos
halogenados son clorometano, cloroetano, cloruro de metileno,
1,1-diclorometano, cloroformo y
1,2-dicloroetano. Estos hidrocarburos se pueden usar
solos o en combinación de dos o más. El disolvente mencionado puede
usarse en combinación con pequeñas cantidades de otros disolventes.
Ejemplos de otros disolventes son los ésteres acéticos como acetato
de etilo y compuestos orgánicos que tengan un grupo nitro, como
nitroetano.
Los compuestos representados por MX'_{p} se
pueden usar como el catalizador ácido de Lewis. En esta fórmula, M
representa un átomo metálico, X' representa un átomo halógeno y p
representa un número entero entre 2 o más. Ejemplos de este tipo de
compuestos son tricloruro de boro (BCl_{3}), tricloruro de
aluminio (AlCl_{3}), tetracloruro de estaño (SnCl_{4}),
tetracloruro de titanio (TiCl_{4}), pentacloruro de vanadio
(VCl_{5}), tricloruro de hierro (FeCl_{3}), trifluoruro de boro
(BF_{3}) y compuestos orgánicos de aluminio, como
clorodietilaluminio (Et_{2}AlCl) y dicloroetilaluminio
(EtAlCl_{2}). Sin embargo, el catalizador ácido de Lewis no se
limita a los compuestos mencionados. Entre estos catalizadores
ácidos es preferible usar tetracloruro de titanio (TiCl_{4}).
Para obtener el copolímero de la presente
invención la temperatura de polimerización se encuentra
preferiblemente en el intervalo entre -100ºC y -30ºC. Cuando la
temperatura es menor de -100ºC, la actividad de polimerización
tiende a disminuir. Cuando la temperatura supera -30ºC las
reacciones de transferencia en cadena son intensas y el peso
molecular tiende a disminuir de forma importante.
Para obtener el copolímero de la presente
invención, la reacción de polimerización puede realizarse bajo una
presión experimentada de forma natural durante la reacción. En
general es preferible que la polimerización se realice bajo una
presión que sea suficiente para mantener los monómeros
sustancialmente en la fase líquida. Sin embargo, se puede aplicar
una presión alta, cuando sea necesario, de acuerdo a las sustancias
individuales que se van a polimerizar, el diluyente y la
temperatura de polimerización. La presión se puede aplicar con un
método adecuado, como la presurización del reactor con un gas que
sea inerte a la reacción de polimerización.
En general, es preferible que el agua, el
oxígeno, el dióxido de carbono y otros contaminantes de la
catalización se eliminen de todas las sustancias que van a tomar
parte en los procesos de polimerización, como los componentes del
iniciador, los disolventes y los monómeros.
En la presente invención, la cantidad de polímero
obtenido por la polimerización catiónica no está limitada en
particular y se selecciona adecuadamente de acuerdo a la aplicación
de la composición de caucho. Por ejemplo, cuando el polímero se usa
como un ablandador en una composición de caucho para una banda de
rodamiento de un neumático, es preferible que el polímero se use en
una cantidad de 5 a 200 partes en peso por 100 partes en peso del
componente de caucho. Cuando la cantidad sea menor de 5 partes en
peso, el efecto de mejorar la alta capacidad de pérdida de
histéresis se deteriora. Cuando la cantidad supera las 200 partes
en peso, la fuerza de fractura tiende a deteriorarse.
En la composición de caucho de la presente
invención se pueden usar los ablandadores convencionales, como un
aceite aromático, en combinación. Cuando los ablandadores
convencionales se usan en combinación, es preferible que la
cantidad total de ablandadores, es decir, la cantidad total del
copolímero usado en la presente invención y los ablandadores
convencionales, no exceda 200 partes en peso por 100 partes en peso
del componente de caucho. Cuando los ablandadores convencionales se
usan en combinación, es preferible que el copolímero usado en la
presente invención se use en una cantidad del 15% en peso o más de
la cantidad total de ablandadores para mostrar suficientemente los
efectos de la presente invención.
El componente de caucho usado en la presente
invención no está particularmente limitado. Es preferible que la
composición de caucho comprenda un caucho dieno como el componente
de caucho. Más preferible es que sea un homopolímero de un monómero
dieno, un copolímero de monómeros dieno y un copolímero de un
monómero dieno y un monómero vinilo aromático. Ejemplos del
componente de caucho son el caucho natural (NR), el caucho isopreno
sintético (IR), polibutadieno (BR), copolímeros de
estireno-butadieno (SBR), caucho butilo (IIR),
copolímeros de
etileno-propileno-dieno (EPDM) y
copolímeros de acrilonitrilo-butadieno. Entre estos
cauchos, BR y SBR son aún más preferibles para usar en una banda de
rodamiento. La composición de caucho de la presente invención puede
estar formada por un solo tipo de estos componentes de caucho o por
una mezcla de dos o más tipos de los componentes de caucho.
La composición de caucho de la presente invención
puede contener además sustancias de uso general en la industria del
caucho, como un relleno, un agente vulcanizante y un
antioxidante.
En el segundo aspecto de la presente invención,
se proporciona un neumático que tenga una buena propiedad de
fractura y una buena propiedad de agarre al mismo tiempo mediante
el uso de una composición de caucho de la presente invención como
una composición de caucho para la banda de rodamiento.
Aunque la estructura o tamaño de la banda de
rodamiento de la presente invención no está particularmente limitada
y se puede elegir a medida que lo requiera el caso, la invención se
puede desarrollar más eficazmente cuando el neumático es de un tipo
que se requiere que muestre un buen rendimiento a una velocidad
alta, como un neumático de un vehículo de pasajeros de alto
rendimiento. La presente invención es particularmente eficaz cuando
se usa en un neumático que tiene una banda de rodamiento de
múltiples capas y en este caso, incluso se "requiere" aplicar
la composición de caucho de la presente invención al menos en la
capa más externa de la banda de rodamiento que hace contacto con la
carretera mientras que el neumático está girando.
La presente invención se describirá más
específicamente haciendo referencia a los siguientes ejemplos. En
ellos, parte y % significan parte en peso por peso y % en peso, a
menos que se indique lo contrario. Varias mediciones se hicieron de
acuerdo a los métodos siguientes:
El peso molecular (Pm) medio en peso de un
polímero se midió por cromatografía por penetración en gel usando
un aparato de GPC HLC-8020 fabricado por TOSO Co.,
Ltd., con columnas GMH-XL (dos columnas en serie)
fabricadas por TOSO Co. Ltd. Mediante los índices de refracción
diferencial (RI) se calculó el Pm del polímero a partir de los
resultados obtenidos en la cromatografía por penetración en gel. En
este caso, los resultados de la GPC del peso molecular de los
poliestirenos nomonodispersos se usan como referencia.
El contenido del estireno ligado en un polímero
se calculó a partir de su relación con los valores integrados en un
espectro de ^{1}H-HMR (un espectro de resonancia
magnética con protones).
Para evaluar la compatibilidad, se añadieron 30
partes en peso de un polímero usado en la presente invención a
137,5 partes en peso de un estireno SBR alto (fabricado por JSR
Corporation; nombre comercial, TO120) en ciclohexano y la mezcla
obtenida se moldeó para preparar una película fina. La
transparencia de la película preparada se evaluó mediante la
observación visual. Cuanto mayor fuera la transparencia, mejor sería
la compatibilidad y mejor sería la resistencia al rezumamiento. Los
resultados se expresan como excelentes, buenos o aceptables.
La alta capacidad de pérdida de histéresis de una
composición de caucho se evaluó a partir del valor del
oscurecimiento \delta que se midió usando un espectrómetro
mecánico fabricado por Rheometrix Company, con una tensión de
cizallamiento del 5%, una temperatura del 5% y una frecuencia de 15
Hz. Cuanto mayor sea el valor de oscurecimiento \delta mejor será
la alta capacidad de pérdida de histéresis.
Para la evaluación de las propiedades de
fractura, se midió la resistencia a la tensión en el punto de
rotura de acuerdo al método del Japanese Industrial Standard
K6301-1995.
La evaluación del rendimiento del neumático (su
capacidad de agarre) se realizó de la siguiente forma:
En primer lugar, se describe cómo se evaluó la
capacidad de agarre en los Ejemplos 1-7.
Cuatro neumáticos preparados usando la
composición de caucho del Ejemplo Comparativo 1 se fijaron a un
vehículo de pasajeros de 1500 cc y el coche se hizo circular diez
vueltas en un recorrido de un suelo de prueba. Se anotó el mejor
tiempo de las diez vueltas. A continuación, se preparó otro juego
de cuatro neumáticos usando la formulación del Ejemplo Comparativo
1A (en este caso, la formulación del ejemplo comparativo 1 se
alteró aumentando la cantidad de aceite aromático contenido por cada
10 partes en peso) y se estudió de igual forma que antes para
obtener el mejor tiempo de las diez vueltas. Se calculó la
diferencia entre el mejor tiempo de las diez vueltas con la
formulación del Ejemplo Comparativo 1 y el mejor tiempo de las diez
vueltas de la formulación alterada del Ejemplo Comparativo 1A (es
decir, se calculó la diferencia en el tiempo) y se usó como valor
control (en lo sucesivo denominado como "valor control I").
A continuación, con respecto a cada formulación
de los Ejemplos 1-7 se prepararon cuatro neumáticos
de acuerdo a cada formulación y cada juego de neumáticos se sometió
al mismo procedimiento de estudio descrito anteriormente para
obtener el mejor tiempo de 10 vueltas. En cada uno de los Ejemplos
1-7 se calculó la diferencia entre el mejor tiempo
obtenido en las diez vueltas y el mejor tiempo obtenido en las diez
vueltas con la formulación del Ejemplo Comparativo 1 y las
diferencias se expresaron como índices, teniendo el valor control I
mencionado anteriormente un índice de 100.
En segundo lugar, la capacidad de agarre del
Ejemplo 8 se evaluó básicamente de la misma forma que se describe
para los Ejemplos 1-7.
Específicamente, se prepararon cuatro neumáticos
según la composición de caucho del Ejemplo Comparativo 2 y se anotó
el mejor tiempo de diez vueltas usando estos neumáticos. Se anotó
otro mejor tiempo de diez vueltas usando otro juego de cuatro
neumáticos preparados según formulación del Ejemplo Comparativo 2A
(en este caso, la formulación del Ejemplo Comparativo 2 se alteró
aumentando la cantidad de aceite aromático contenido en 10 partes
en peso). Se calculó la diferencia entre el mejor tiempo de diez
vueltas de la formulación del Ejemplo Comparativo 2 y del Ejemplo
Comparativo 2A y se usó como el valor control (denominado en lo
sucesivo como "valor control II").
A continuación, con respecto a la formulación del
Ejemplo 8, cuatro neumáticos preparados según la formulación se
sometieron al mismo procedimiento de estudio descrito anteriormente
para obtener el mejor tiempo de diez vueltas. Se calculó la
diferencia entre el mejor tiempo obtenido de las diez vueltas y el
mejor tiempo de las diez vueltas obtenido con la formulación del
Ejemplo Comparativo 2, y la diferencia se expresó como índice,
teniendo el valor control II un índice de 100.
En tercer lugar, la capacidad de agarre para el
Ejemplo 9 se evaluó básicamente de la misma forma que en los demás
Ejemplos 1-8.
Se prepararon cuatro neumáticos según la
composición de caucho del Ejemplo Comparativo 3 y se anotó el mejor
tiempo de diez vueltas usando tres neumáticos. Se anotó otro mejor
tiempo de diez vueltas usando otro juego de cuatro neumáticos
preparados según la formulación del Ejemplo Comparativo 3A (en este
caso, la formulación del Ejemplo Comparativo 3 se alteró aumentando
la cantidad de aceite aromático contenido por 10 partes en peso).
Se calculó la diferencia entre el mejor tiempo de diez vueltas de la
formulación del Ejemplo Comparativo 3 y el obtenido con el Ejemplo
Comparativo 3A y se usó como el valor control (denominado en lo
sucesivo "valor control III").
A continuación, con respecto a la formulación del
Ejemplo 9, se sometieron cuatro neumáticos preparados de acuerdo a
la formulación al mismo procedimiento de estudio descrito
anteriormente para obtener el mejor tiempo de diez vueltas. Se
calculó la diferencia entre el mejor tiempo obtenido en las diez
vueltas y el mejor tiempo de las diez vueltas obtenido con la
formulación del Ejemplo Comparativo 3 y la diferencia se expresó
como un índice, teniendo el valor control III un índice de 100.
Para la polimerización se usaron materiales que
se habían secado y purificado con antelación, a menos que se
indique lo contrario.
En un matraz de 300 ml de base redonda que se
había secado y purgado con nitrógeno se pusieron 200 ml de tolueno,
12,0 g de isobutileno y 15,4 g de un monómero estireno. Después de
añadir 0,75 mmol de TiCl_{4} como un iniciador, la polimerización
se realizó a -78ºC durante 2,5 horas. El sistema de polimerización
fue homogéneo y limpio sin formación de precipitados desde el
inicio hasta el final de la polimerización. La conversión fue
aproximadamente del 100%.
A la solución de polimerización se añadió metanol
y, después del secado, se obtuvo el copolímero A como un material
gomoso. Se midieron el contenido de estireno ligado, el peso
molecular medio en peso y la compatibilidad de este polímero.
Los resultados se muestran en la Tabla 1.
| Copolímero | A | B | C | D | E |
| Contenido de estireno ligado | 55 | 55 | 55 | 35 | 20 |
| en el copolímero (%) | |||||
| Peso molecular medio en | 5.000 | 25.000 | 41.000 | 5.000 | 5.000 |
| peso | |||||
| Compatibilidad | Excelente | Excelente | Excelente | Buena | Aceptable |
Los copolímeros B a E se obtuvieron según los
mismos procedimientos que se han descrito anteriormente, excepto en
que se cambiaron la cantidad del iniciador TiCl_{4} y las
cantidades de isobutileno y estireno. Se midieron el contenido de
estireno ligado, el peso molecular medio en peso y la
compatibilidad de estos copolímeros. Los resultados se muestran en
la Tabla 1.
Se prepararon composiciones de caucho con
distintas formulaciones añadiendo uno de los copolímeros A a E
mencionados anteriormente en la formulación básica de la
composición de caucho que se muestra en la Tabla 2. El tipo de
componente de caucho, el tipo de copolímero (A a E), la cantidad de
aceite aromático usado como expansor, la cantidad de otro aceite
aromático, la cantidad del copolímero y la cantidad total del
ablandador (la cantidad del aceite aromático utilizado como
expansor + la cantidad de otro aceite aromático + la cantidad del
copolímero) en los Ejemplos 1 a 9 y en los Ejemplos Comparativos 1 a
3 se cambiaron como se muestra en la Tabla 3.
Se evaluaron la alta capacidad de pérdida de
histéresis y las propiedades de fractura de las composiciones de
caucho preparadas. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
| Componente de caucho | 100 partes en peso |
| Ablandador | Variado |
| Negro carbón ^{*1} | 100 |
| Ácido esteárico | 2 |
| Óxido de cinc | 3 |
| Antioxidante ^{*2} | 1 |
| Acelerador de la vulcanización ^{*3} | 0,6 |
| Acelerador de la vulcanización ^{*4} | 1,2 |
| Azufre | 1,5 |
| *1: N234; Siest 7HM, marca comercial, fabricado por Tokai Carbon Co. LTD | |
| *2: N-fenil-N'-isopropil-p-fenilendiamina | |
| *3: 2,2'-ditiobisbenzotriazol | |
| *4: 1,3-difenilguanidina |
| Ejemplo | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Ejemplo Comparativo | 1 | |||||
| Componente del caucho | TO120^{*1} | TO120 | TO120 | TO120 | TO120 | TO120 |
| Ablandador | ||||||
| Cantidad total | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Cantidad de aceite aromático | 37,5 | 37,5 | 37,5 | 37,5 | 37,5 | 37,5 |
| usado como expandor | ||||||
| Cantidad de aceite aromático | 62,5 | 52,5 | 22,5 | 0 | 22,5 | 22,5 |
TABLA 3-1
(continuación)
| Ejemplo | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Ejemplo Comparativo | 1 | |||||
| usado durante la mezcla | ||||||
| Cantidad de copolímero | - | 10 | 40 | 62,5 | 40 | 40 |
| Tipo de copolímero | - | A | A | A | B | C |
| Resistencia a la rotura | 100 | 100 | 102 | 99 | 103 | 106 |
| Alta capacidad de pérdida | 100 | 105 | 115 | 118 | 112 | 110 |
| Propiedad de agarre | - | 110 | 230 | 250 | 210 | 180 |
| Ejemplo | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| Ejemplo Comparativo | 2 | 3 | ||||
| Componente del caucho | TO120 | TO120 | TO120 | TO120 | NF531 ^{*2} | NF531 |
| Ablandador | ||||||
| Cantidad total | 100 | 100 | 90 | 90 | 100 | 100 |
| Cantidad de aceite aromático | 37,5 | 37,5 | 37,5 | 37,5 | 37,5 | 37,5 |
| usado como expandor | ||||||
| Cantidad de aceite aromático | 22,5 | 22,5 | 52,5 | 12,5 | 62,5 | 22,5 |
| usado durante la mezcla | ||||||
| Cantidad de copolímero | 40 | 40 | - | 40 | - | 40 |
| Tipo de copolímero | D | E | - | A | - | D |
| Resistencia a la rotura | 98 | 92 | 100 | 101 | 100 | 101 |
| Alta capacidad de pérdida | 110 | 105 | 100 | 116 | 100 | 109 |
| Propiedad de agarre | 170 | 100 | 0 | 220 | - | 180 |
| *1: Estireno SBR alto, fabricado por JSR Corporation | ||||||
| *_{2}. BR, fabricado por Asahi Kasei Kogyo Corporation |
Se prepararon los neumáticos de tamaño 185/70R14
con una banda de rodamiento que presenta una estructura de cima o de
base usando cada una de las composiciones de caucho anteriores en
la porción que entra en contacto con el suelo (cima) de la banda de
rodamiento, y se evaluó el comportamiento de los neumáticos
(propiedades de agarre). Los resultados se muestran también en la
Tabla 3.
Como sucede en la evaluación de la propiedad de
fractura y la alta capacidad de pérdida de histéresis, los
resultados del Ejemplo Comparativo 1 se usaron como base de
referencia para los resultados de los Ejemplos 1 a 7, y los
resultados de los Ejemplos Comparativos 2 y 3 se usaron como base
de referencia para los resultados de los Ejemplos 8 y 9,
respectivamente.
Como se muestra con los resultados de los
Ejemplos y los Ejemplos Comparativos, se pudieron obtener unos
efectos notables con respecto a la alta capacidad de pérdida de
histéresis y a la capacidad de agarre usando la composición de
caucho de la presente invención en el neumático, independientemente
de las cantidades del componente de caucho, de negro carbón y de
los ablandadores.
En resumen, según la presente invención se puede
proporcionar una composición de caucho que muestra una alta
capacidad de pérdida de histéresis excelente sin deterioro de las
propiedades de fractura. Utilizando la composición de caucho en una
banda de rodamiento se puede proporcionar un neumático que muestra
una excelente capacidad de agarre.
Claims (16)
1. Composición de caucho que comprende:
un componente de caucho; y
un polímero obtenido por copolimerización
catiónica de isobutileno y un compuesto vinilo aromático usando un
catalizador ácido de Lewis como iniciador, en la que el polímero
tiene un peso molecular medio en peso de 2.000 a 50.0000 y en la que
el contenido de las unidades del compuesto vinilo aromático ligado
en el copolímero está comprendido entre el 20% y el 70% en peso del
peso del copolímero.
2. Composición de caucho según la reivindicación
1, en la que el polímero se copolimeriza además con un monómero
dieno conjugado.
3. Composición de caucho según la reivindicación
2, en la que el monómero dieno conjugado es un monómero
seleccionado de entre el grupo formado por
1,3-butadieno, isopreno,
1,3-pentadieno,
2,3-dimetilbutadieno,
2-fenil-1,3-butadieno
y 1,3-hexadieno.
4. Composición de caucho según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en la que el compuesto vinilo aromático es
estireno.
5. Composición de caucho según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que el polímero tiene un peso
molecular medio en peso de 4.000 a 42.000.
6. Composición de caucho según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en la que el contenido del polímero es de 5
a 200 partes en peso por 100 partes en peso del componente de
caucho.
7. Composición de caucho según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en la que el componente de caucho es un
caucho dieno.
8. Composición de caucho según la reivindicación
7, en la que el componente de caucho es un homopolímero de un
compuesto dieno o un copolímero de un compuesto dieno y un
compuesto vinilo aromático.
9. Composición de caucho según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en la que el contenido de unidades del
compuesto vinilo aromático ligado en el copolímero es del 40% al
70% en peso del peso del copolímero.
10. Composición de caucho según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 9, en la que el componente de caucho
contiene un compuesto vinilo aromático como componente ligado y el
contenido del compuesto vinilo aromático ligado en el copolímero es
mayor que el contenido del compuesto vinilo aromático ligado en el
componente de caucho.
11. Composición de caucho según la
reivindicación 10, en la que el contenido del compuesto vinilo
aromático ligado en el copolímero es mayor, en un 15% o más, que el
contenido del compuesto vinilo aromático ligado en el componente de
caucho.
12. Composición de caucho según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11, en la que el catalizador ácido de
Lewis es un compuesto representado por MX'_{p}, en donde M
representa un átomo metálico, X' representa un átomo halógeno y p
representa un número entero entre 2 o más, y que puede
seleccionarse de entre el grupo formado por tricloruro de boro
(BCl_{3}), tricloruro de aluminio (AlCl_{3}), tetracloruro de
estaño (SnCl_{4}), tetracloruro de titanio (TiCl_{4}),
pentacloruro de vanadio (VCl_{5}), tricloruro de hierro
(FeCl_{3}), trifluoruro de boro (BF_{3}) y compuestos orgánicos
de aluminio, como clorodietilaluminio (Et_{2}AlCl) y
dicloroetilaluminio (EtAlCl_{2}).
13. Composición de caucho según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, que además comprende ablandadores
conocidos incluyendo aceites aromáticos.
14. Composición de caucho según cualquiera de la
reivindicación 13, en la que la cantidad total de ablandadores que
forman el polímero y los ablandadores conocidos es de 200 partes en
peso o menos por 100 partes en peso del componente de caucho.
15. Composición de caucho según cualquiera de
las reivindicaciones 13 ó 14, en la que una cantidad del polímero
es del 15% en peso o más de la cantidad total de ablandadores que
forman el polímero y los ablandadores conocidos.
16. Neumático que se prepara utilizando una
composición de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
15 en al menos una porción que entra en contacto con la carretera
de una banda de rodamiento de un neumático.
Applications Claiming Priority (2)
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