MXPA97009026A - Componentes de llanta de caucho con flujo de engranaje reducido - Google Patents

Abstract

Se da a conocer el uso de un polímero bromado derivado de monómeros de isobutileno y p-metilestireno para disminuir el flujo del engranaje de varios componentes de caucho que se utilizan en la armazón de la cubierta de una llanta para neumático no curada. La cantidad del polímero bromado que se utiliza se encuentra en un rango aproximado de 3 hasta aproximadamente 15 phr. Los diferentes componentes incluyen la capa de pliegue, capa de alambre, almohadilla de la superficie de la rodadura, cinta de goma de borde de la correa,ápice, repelador y barrera.

Description

COMPONENTES DE LLANTA DE CAUCHO CON FLUJO DE ENGRANAJE REDUCIDO Campo de la Invención La presente invención se relaciona con el uso de un polímero bromado de isobutileno y p-metilestireno para reducir el flujo del engranaje en un componente de caucho en una llanta de neumático.

Antecedentes Los polímeros bromados de isobutileno y p-metilestireno se dan a conocer en la Patente de los Estados Unidos No. 5,162,445. Los polímeros bromados tienen un alto contenido de isobutileno y algunas veces se pueden substituir con caucho de butilo (incluyendo cauchos de butilo halogenado) en muchas aplicaciones, incluyendo los revestimientos interiores y las cámaras de aire de -curado de llanta.

Algunas veces es deseable el disminuir el flujo del engranaje sin sacrificar otras propiedades de una composición de caucho no curada. El flujo del engranaje se relaciona con la tendencia de la composición del caucho a fluir bajo calor y presión durante el curado. La cuantificación del flujo de engranaje que empieza sin curado y termina curado ayuda a predecir la deformación del componente del caucho durante el moldeo y la curación de la llanta verde.

La prueba del flujo del engranaje es una medida de la tendencia de una composición de caucho a fluir durante un período de tiempo, a través de un orificio de diámetro específico en un molde del tipo de transferencia precalentado a una temperatura específica y con esto llenar un patrón complejo en le molde. La cantidad del extruido que pasa a través del orificio se pesa. Se utiliza una fuerza constante desde una compuerta hidráulica para forzar al caucho a través del orificio. El molde utiliza una muestra de caucho no curado de 35 gramos. > Deberé entenderse que la viscosidad del caucho cambia durante la prueba debido a que el caucho no curado se degrada hasta quedar curado durante la prueba. El nombre de engranaje de flujo se utiliza debido a que el molde produce un espécimen que tiene un enchufe central y una multitud de apéndices que salen del mismo y se conocen como patas. Los ejemplos de la salida del espécimen moldeado se muestran en el libro The Vanderbilt Rubber Handbook 13th Ed. publicado por R.T. Vanderbilt Company Norwalk, CT (1990) página 434, 454 y 464.

Compendio de la Invención Es un aspecto de esta invención el proporcionar uno o más componentes de caucho, como se utiliza en el conjunto de las llantas de neumáticos verde o no curado, el cual es un componente que deseablemente reducirá el flujo del engranaje. El componente o componentes de caucho se pueden utilizar en el armazón de la cubierta de una llanta de neumático. Se proporciona un método de preparar una llanta de neumático que utiliza un componente de caucho con un flujo de engranaje disminuido. El armazón de la cubierta de una llanta soporta una superficie de rodadura de caucho circunferencial, dos paredes laterales de caucho, un revestimiento opcional (si es el caso de una llanta sin tubo) y se conecta con dos talones espaciados. La reducción del flujo del engranaje para esta invención se debe a la incorporación de aproximadamente 3 hasta 15 partes aproximadamente mediante el peso de un polímero bromado que comprende aproximadamente unidades repetidas de 1 hasta aproximadamente 14 por ciento de peso derivadas de p-metilestireno, unidades repetidas desde aproximadamente 85 hasta 98.19 aproximadamente de peso por ciento derivadas de isobutileno y de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 4 de peso por ciento de bromo. La disminución en el flujo del engrane disminuirá la deformación indeseable o el flujo del componente de caucho que tiene requisitos de forma, tamaño y localización critica durante el moldeado final y la curación de la llanta.

De conformidad con esta invención, una llanta de neumático se proporciona, lo que incluye una superficie de rodadura de caucho circunferencial, un soporte de la armazón de la cubierta del mismo, dos talones reforzados espaciados y dos paredes laterales de caucho que hacen contacto con los talones y opcionalmente un revestimiento interior ; en donde la armazón de la cubierta incluye cuando menos un componente, en donde el mejoramiento de cuando menos un componente de caucho de la armazón de la cubierta comprende a) de aproximadamente 85 hasta aproximadamente 97 partes por peso de cuando menos un caucho seleccionado a partir de caucho natural o cuando menos un elastómero basado en dieno sintético, o un combinación del mismo ; b) de aproximadamente 3 hasta aproximadamente 15 partes por peso de un polímero bromado que cuenta con aproximadamente de 0.1 hasta aproximadamente 4 por ciento de bromo y que tiene unidades repetidas derivadas de polimerización de monómeros incluyendo : isobutileno en una cantidad que es de aproximadamente 85 hasta 98.9, alternativamente de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 11, de por ciento por peso, y en donde las partes por peso se basan en 100 partes por peso del caucho total en cuando menos un componente de caucho.

Descripción Detallada Las llantas de neumático se ensamblan generalmente a partir de muchos cauchos y componentes que no son de caucho. Algunos de los componentes que no son de caucho (algunas veces se les refiere como componentes de refuerzo) tienen un rendimiento mayor y se incorporan para impartir fuerza a la llanta. La habilidad de estos materiales de rendimiento más alto para impartir fuerza depende de la habilidad del fabricante de la llanta para adherir permanentemente estos materiales de alto rendimiento al resto de la llanta. La retención de los componentes de caucho y los materiales de alto rendimiento en localidades específicas en la llanta durante el ensamblaje y la curación de la llanta también es crítica. Cuando la llanta se deforma durante el uso real, los componentes de caucho que tienen los materiales de rendimiento más alto en el lugar, necesitan ser de dimensiones suficientes y localizarse apropiadamente para recibir y sostener las tensiones impartidas en el mismo a partir de los componentes de alto rendimiento que no son de caucho. Si los componentes de caucho se deforman o se localizan de manera inapropiada en la llanta, entonces puede presentarse un estiramiento del caucho o una delaminación del caucho a partir de otros componentes. Los componentes de caucho deformados en la región del talón de la llanta puede resultar en sellos de aire pobre en una periferia de la llanta o abrasión de la región del talón de la periferia o rueda.

Para fines de esta información, el armazón de la cubierta de la llanta se definirá para excluir las paredes laterales exteriores, la capa de la superficie de la cubierta, el revestimiento interno opcional y los talones reforzados. La capa de la superficie de la rodadura es un componente de caucho especifico designado principalmente, para impartir una buena tracción y resistencia al desgaste, una porción exterior de la superficie de la rodadura diseñada para hacer contacto con el piso. Los compuestos del caucho mismo, por lo general necesitan un flujo relativamente alto de engranaje para conformar y llenar los patrones de la superficie de la rodadura en el molde de la llanta. Las paredes laterales del exterior son de una componente de caucho específico que se diseñó para tener propiedades como por ejemplo, bajo rendimiento, resistencia al frotamiento y resistencia al crecimiento de las grietas. El revestimiento interior a menudo es un polímero basado en isobutileno que actúa como una barrera al escape de los gases presurizados (por ejemplo, aire) desde el interior de la llanta. Los componentes de caucho de la llanta, exclusivos de la capa de la superficie de la rodadura, las paredes laterales y el revestimiento interior opcional también se utilizarán para definir los componente de caucho que puedan beneficiarse de la reducción del flujo de engranaje y los cuales no se han conocido para ser formulados con aproximadamente de 3 a 15 phr de polímero bromado derivado de isobutileno y p- etilestireno.

Los componentes de caucho que se pueden beneficiar a partir de la disminución del flujo de engranaje incluyen aislamiento del talón, el cual junto con los talones, actúa como un mecanismo de transferencia de carga entre la llanta y la periferia de la rueda ; el caucho de varias capas de correa que son capas de caucho sobre las correas y/o alambres ; la criba de goma, una capa de caucho intermedio externo de las paredes laterales se pliega en la región del talón de la llanta ; el caucho que se utiliza en las capas de pliegues, que es un recubrimiento de caucho sobre varios pliegues que se extienden desde el talón interno hasta la superficie de la rodadura y después hacia el talón externo de la llanta ; el caucho de las cuñas, el cual incluye cufias de espladón para reducir la deformación por esfuerzo cortante de interacción y cuña del borde de la correa ; base de la supeficie de rodadura que es un componente de caucho bajo la capa de la superficie de la rodadura ; el borde del almohadilla/correa de la superficie de la rodadura cubre la cinta de goma que no es la propia capa de la superficie de la rodadura ; ápice ; cinta de ápice como un cinta de caucho que se utiliza cerca o sobre el ápice ; cinta de goma de fin de pliegue como una cinta de caucho localizado en/o alrededor y en contacto con los extremos del pliegue (s) ; una cinta de goma de pliegue/repelador ; repelador, sobre las superficies exteriores del pliegue en la región del talón ; barrera, que físicamente separa y adhiere el revestimiento o revestimiento interior del pliegue ; la mano, que físicamente separa y adhiere el pliegue al conjunto de talón ; un calzo de borde de la correa se inserta como una inserción de línea central y doblez del pliegue. ?l término cinta de goma que se utiliza en la descripción de algunos de los componentes antes mencionados es un término genérico para las cintas de la composición de caucho que se utiliza en la fabricación de la llanta. Se entiende que una llanta puede tener más de uno de estos componentes de caucho o dependiendo del diseño de la llanta (por ejemplo, pliegue de inclinación, radial, automotriz o de carga pesada) puede carecer de uno o más de estos componentes. Las llantas para aviones de equipo pesado, por ejemplo, tienen generalmente más elementos de refuerzo que las llantas de automóviles. Asimismo, el polímero bromado de esta invención necesita ser añadida a únicamente uno de estos componentes de caucho para promover una reducción en el flujo de engranaje y de este modo originar por medio de esto una llanta verde mejorada o una llanta de curado terminado. También se pueden beneficiar otros cauchos o elementos reforzados con capas de caucho exclusivos de la capa de la superficie de la rodadura, las paredes laterales y los revestimientos interiores.

El armazón de la cubierta de soporte de la llanta por lo general contendrá uno o más elementos de refuerzo que no son de caucho, como el refuerzo de tela. .El armazón de la cubierta de apoyo por lo general contendrá ciertos pliegues de correa circunferenciales que se colocan por debajo de la porción de la superficie de la rodadura. Como antes se explicó, encima de estos pliegues por lo general existe un componente de caucho como una capa o como parte de una estructura laminada. La tela de refuerzo que se utiliza en el armazón de la cubierta de apoyo puede estar compuesto de varios materiales adecuados, como el vidrio, el acero, poliester, nilón, aramida y lo semejante.

Por lo general, cuando menos un refuerzo que no es de caucho de alto rendimiento que posiblemente tiene una orientación diferente (es decir, pliegue de inclinación) existe bajo la región de la superficie de la rodadura de la llanta. En una llanta radical se extiende un refuerzo de fibra desde la parte inferior de la región de la superficie de la rodadura hacia abajo y alrededor de ambos talones espaciados. El refuerzo de fibra puede encontrarse en forma de fibras individuales, fajos de fibras, y/o trapo de tejido o no tejido o puede estar laminado a una componente de caucho, recubierto con un componente de caucho o con ambos.

La iocalización específica de los componentes de caucho en el armazón de la cubierta y su posición con respecto a otros componentes de caucho o que no tengan caucho en la llanta es importante. Los componentes individuales de caucho son formulados a partir de cauchos, rellenos, curativos y otros aditivos para que cuenten con los requisitos de adhesión, el rendimiento, fuerza de tensión e histeresis, hacia otros materiales. Un componente de caucho que se diseña para hacer contacto y adherirse a un componente de refuerzo que no es de caucho por lo general se compone de promotores de la adhesión apropiados para afectar la adhesión del caucho a los componentes de la llanta que no son de caucho. Otros componentes de caucho cercanos pueden carecer de promotores de la adhesión y por lo tanto no se adherirían a los componentes que no son de caucho si inadvertidamente se ponen en contacto con el componente que no es de caucho debido a la deformación de un primer componente de caucho o la penetración de un componente de refuerzo que no es de caucho a través de un adhesivo que contiene un componente de caucho.

El polímero bromado tiene unidades repetidas derivadas de la polimerización de los monómeros que comprenden cuando menos isobutileno y p-metilestireno. Se encontró que el polímero bromado es muy efectivo en proporcionar un flujo de engranaje reducido en las composiciones de caucho que se utilizan como componentes de caucho en llantas neumáticas. Las propiedades de flujo de engranaje pueden ser útiles en otras composiciones de caucho curado y no curado, incluyendo mangueras, correas, etc., formados a partir de conjuntos de cuando menos una composición de caucho no curado con una o más de otras composiciones de caucho curado o no curado y curación subsecuente bajo condiciones que incluyen el calor y la presión.

El contenido de bromo del polímero bromado es deseable de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 4 por ciento por peso, y más deseablemente de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.5 por ciento por peso basado en el peso del polímero bromado. El contenido de isobutileno es deseable desde aproximadamente 85 hasta aproximadamente 99.4 o 98.9, alternativamente de aproximadamente 88 hasta aproximadamente 97.9 por ciento de peso. El contenido de p-metilestireno es deseable de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 14, alternativamente aproximadamente 2 hasta aproximadamente 11 por ciento de peso y más deseablemente desde aproximadamente de 2 hasta aproximadamente 10 por ciento de peso y más deseablemente desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 10 ó 12 por dieno de peso. Las unidades repetidas de otros monómeros puede estar presentes en el polímero o pueden excluirse. Muchos de estos polímeros se encuentran disponibles comercialmente en Exxon como Exxpro™ y la preparación de estos polímeros se describe el la Patente de los Estados Unidos 5,162,445 que se incorpora a la presente mediante referencia. Los polímeros Exxpro™ originalmente comercializados tienen Mooney Viscosity ML (1+4) @ 100°C de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 50.

El curado (reticulación) del polímero bromado como el que antes se describió, se puede lograr con óxido de zinc, mezclas de óxido de zinc y ácidos orgánicos grasos, aceleradores que contienen zinc y azufre, y algunos compuestos fenólicos. Como se explicó más tarde, en los ejemplos se encontró que es deseable añadir el óxido de zinc y ácidos orgánicos grasos al final de la mezcla de las composiciones de los pliegues de caucho para desanimar la reticulación de los polímeros bromados. Es deseable el uso del óxido de zinc en cantidades que van de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 14 y más deseablemente de aproximadamente de 2 hasta aproximadamente 8 phr. Es deseable utilizar a los ácidos grasos en cantidades que van de aproximadamente de 0 hasta aproximadamente 2 ó 3 basados en 100 partes de cauchos convencionales y del polimero bromado.

Los otros cauchos en el componente de caucho son los cauchos convencionales para los componentes, como el caucho natural, caucho sintético de cís 1, -polisopreno, caucho de pollburadieno, caucho de isopreno-butadieno, caucho de estireno-isopreno, caucho de terpolímero de butadieno-isopreno-estireno o otros elastómeros derivados de la polimerización de dos o más dienos y un tercer u otros más monómeros, caucho copolímeros de butadieno-estireno y caucho terpolímero de dieno no conjugado de propileno-etileno (EPDM) . La cantidad de la mayoría de los componentes, aditivos, etc., en cada componente o composición de caucho se basará de aquí en adelante en 100 partes de caucho de peso total ya que este es el procedimiento convencional utilizado por los formuladores de caucho. Las 100 partes por caucho de peso comprenderá cuando menos un caucho convencional, polímero (s) bromado, y cualquier otro caucho opcional. Algunas veces los cauchos sintéticos con cantidades substanciales de unidades repetidas basadas en dieno y más deseablemente de cuando menos unidades de repetición de 50 por ciento por peso a partir de uno o más dienos conjugados que cuentan con 4 a 80 átomos de carbono. Los ejemplos de estos cauchos de dieno incluyen caucho sintético de cis-1,4, polisoprenno caucho de cis 1,4-polibutadieno, caucho de copolímero de estireno-butadieno, etc. Los cauchos naturales (caucho natural de cis 1,4-polisopreno) que se prefieren para muchas aplicaciones, como por ejemplo componentes de llanta para llantas que se van a utilizar para el campo y equipo pesado.

Los rellenos, curativos y aditivos convencionales se utilizan en el caucho en cantidades convencionales para los componentes de caucho. Los rellenos incluyen negros de carbono, sílices, etc., en cantidades deseables de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 15 phr, dependiendo de las propiedades que se requieran. Los curativos se seleccionan para ofrecer una cura adecuada de los componentes de caucho en el ciclo normal de curación en otros componentes de llantas. Los ejemplos comunes incluye azufre, tiazoles, sulfenamidas, carbamates, tiurams, xantates, tioureas y guanidinas. Estos curativos son una adición al óxido de zinc y ácidos orgánicos grasos que se utilizan para la cura de los polímeros bromados. Otros aditivos incluyen una cantidad de aceites, auxiliares de procesamiento, promotores de la adhesión para promover la adhesión para los componentes de refuerzo (como las fibras y/o los alambres, incluyendo el poliester, vidrio, acero, nilón, aramida, etc.), antioxidantes, agentes anti ozono, etc.

Las composiciones del componente de caucho se pueden mezclar en una mezcla convencional como los es una mezcla de banbury, dos láminas, etc. El componente de caucho se puede moldear mediante la práctica convencional como es la extrusión, catalogar, presionar o combinaciones de' las mismas. El componente de caucho puede ser laminado, de relleno, con/o adherido a alambres, fibras, telas u otros materiales durante la operación de formación. Los componentes de caucho se pueden cortar, perforar, cubrir con una capa o membrana desembragable, almacenada o de otro modo manejada entre la formación inicial del componente de caucho y la incorporación final en la llanta.

Los componentes de la llanta verde se pueden ensamblar sobre una máquina constructora de llantas utilizando un tambor adecuado de construcción de llantas. Los diferentes componentes de caucho, pliegues, correas, talones, etc., se envían a la máquina y los componentes se colocan y se aseguran sobre los otros componentes de la llanta verde. Los componentes de la llanta verde se pueden deformar (intencionalmente o accidentalmente) durante la construcción de la llanta mediante las camisas de aire inflables (como las camisas de aire de doblez) que auxilian en el ensamble y moldeo de la llanta. Como anteriormente se especificó, es deseable que algunos componentes de caucho de la llanta (por ejemplo la capa de la superficie de la rodadura) se deforme fácilmente mientras que los otros componentes (incluyendo las capas de correa, capas de pliegues,, ápices y cuñas) retengan su dimensión y localización particular en la llanta. El componente de caucho con promotores de la adhesión que se encuentran adyacentes a los alambres, correas, telas, cordones y fibras, deseablemente mantienen su localización junto a los alambres, correas, telas, cordones y fibras para penetrar a través de los componentes de caucho en componentes de caucho adyacente, los que quizás no tengan adhesivos o se puedan dañar o volverse inutilizables mediante el ingreso de correas, tela, cordones o fibras en los mismos. Un ejemplo de un pliegue inutili?able en una revestimiento interior que se perfora con una fibra, tela o correa haciéndolo inefectivo como revestimiento interior. La resistencia a la deformación durante la curación de la llanta es el flujo del engranaje. El flujo del engranaje controlado en componentes individuales de llanta es importante en la fabricación de llantas, debido a la criticidad de las dimensiones y localización de los componentes.

La llanta (s) ensambladas se pueden pasar inmediatamente a una máquina de curado de llanta o se pueden almacenar para una curación posterior. Por lo general se curan las llantas en un molde de llanta que comprende una superficie de molde rígido que determina la forma y moldea las superficies exteriores de la llanta y de la pared lateral, y una cámara de aire inflable que llena el interior toroidal de la llanta neumática que presiona la llanta dentro de la superficie del molde rígido que forma la periferia exterior de la llanta. La superficie del molde rígido puede separarse en secciones movibles múltiples para facilitar la extracción de la llanta curada del molde. La cámara de aire inflable generalmente se desinfla para facilitar la extracción de la llanta curada. La resistencia al flujo del engranaje de los componentes de caucho específico es importante durante la curación de la llanta, debido a que los componentes de caucho se tornan más suaves y más deformables a temperaturas elevadas que se utilizan para la curación de las llantas, lo que puede estar en un rango aproximado de 20°C a aproximadamente 175°C y de preferencia de aproximadamente 125°C hasta aproximadamente 175°C. Para los componentes de caucho que cuentan con dimensiones, formas y localizaciones críticas, es deseable tener una resistencia adecuada al flujo de engranaje, de manera que los componentes de caucho no se deformen indebidamente por la tensión impuesta por la superficie de moldeo rígido para la periferia de la llanta y/o la cámara de aire.

Deseablemente, el flujo del engranaje (como se midió en los ejemplos) del componente o composición del caucho disminuye debido a la inclusión de un palímero bromado de cuando menos 10 por ciento, más deseablemente de cuando menso 20 por ciento y de preferencia de cuando menos 50 por ciento por hasta un control en donde una porción del caucho convencional no se reemplaza por un polímero bromado.

Los componentes de caucho de esta información son útiles en la preparación de llantas verdes (no curadas) y llantas terminadas, Las llantas que cuentan con uno o más componentes de caucho que comprende el polímero bromado son útiles para sus propósitos convencionales (por ejemplo, llantas de pasajeros, llantas de camión, llantas de implemento de campo, llantas de equipo pesado y llantas para aviones, etc.). El proceso es útil en la preparación de llantas con una estructura interna más controlada y dimensiones de estructura.

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos muestran como las composiciones de caucho natural (Tablas I y II) las composiciones de caucho sintético de cis -1,4- polisopreno (Tablas III, IV, IX y X) y las composiciones cuyas mezclas de caucho de butadieno-estireno y caucho de cis 1, 4-polibutadieno (Tablas V y VI) se pueden modificar con un polímero bromado de isobutileno y p-metilestireno para dar como resultado una flujo de engranaje reducido. Los ejemplos en las Tablas VII y VIII ilustran que el caucho de butilo, ei caucho de clorobutilo y el caucho de bro obutilo no reducen el flujo del engranaje en las formulaciones basadas en caucho de cis 1,4-polisoreno.

La prueba del flujo de engranaje se utiliza mediante los fabricantes de llantas de caucho para evaluar el potencial relativo de posibilidad de flujo de las composiciones de caucho durante la curación de una llanta verde. Los parámetros de prueba que se utilizan para generar estos números son de un período de tiempo de 40 minutos en un molde precalentado a 135°C o un período de prueba de 55 minutos en un molde precalentado a 165°C utilizando un orificio de diámetro de 1/8 pulgada y una presión hidráulica de 20,000 libras (9,080 Kg.). La temperatura seleccionada depende de la temperatura de curación anticipada del componente en la llanta. El tiempo depende del tiempo de curación anticipado. Son deseables las cantidades bajas de extrusión en donde las dimensiones y localización de los componentes en una llanta son criticos.

El molde que se utiliza en los ejemplos era equivalente a aquellos fabricados por Brocton Machine Co., Inc. en Brocton, Mass, por DuPont Drawing con número EL-1156.

TABLA 1 Control-A Ejem.1 E emp.2 Ejem.3 E em.4 Caucho Natural lOOg 95 90 85 90 Exxpro™ 5 10 15 10 Negro de Carbono 45 45 HAF Sílice 15 15 15 15 15 Agente Acoplador de Sílice 2 2 2 Antioxidantes 2.75 2.75 2.75 2.75 Auxiliar de Procesamiento 1 1 Oxido de Zinc 8 8 Azufre 4 4 TABLA 1 (continuación) Control-A Ejem.l Ejemp.2 Ejem.3 Ejem.4 Acelerador de Suifenamida 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 Ácidos Grasos 1 1 1 1 3 El Exxpro*" EMDX 90-10 que se utilizó en la Tabla I es un copolímero bromado de isobutileno y parametilestireno. Tiene aproximadamente 2 por ciento de peso de bromina y aproximadamente 7.5 por ciento de peso de parametilestireno y tiene una ciscosidad Mooney ML (1+8) a una temperatura de 125°C de aproximadamente 45 + 5.

TABLA I I Muestra E j . ÍA E j . 2A E j . 3A Cntrl Ej . lB EJ . 2B Ej.3 EJ.4B A Flujo de Engranaje 40 Minutos/135°C de Material No Curado Volumen cc 4.30 2.95 2.02 7.51 6.20 5.22 3.21 9.14 Lámina Curada a 135°C t(90) + 10 (min)<- - 140 Minutos a 135°C- Propiedades de Tracción del Material Curado Tracción (MPa) 18.8 18.6 17.6 20.4 19.7 19.0 18.7 18.7 Alargara. ( % ) 350 338 307 389 383 366 343 350 TABLA II (continuación) Muestra Ej.lA EJ.2A Ej .3A Cntrl Ej.lB EJ.2B Ej .3 Ej .4 A 200% 10.7 11.2 11.9 10.3 10.0 10.4 11.1 10.8 Rendimiento (MPA) Las composiciones para el Control A y los Ejemplos 1-4 (últimos 1A-3A y 1B-4B) se formularon con las recetas de la Tabla I. Una secuencia de mezcla de tres etapas se utilizó, en donde los cauchos y una porción substancial de los rellenos se mezcló en un primer ciclo de mezclado (no productivo) de una mezcla como la de una mezcla de caucho interna de Banbury™. La mezcla se descargó en una laminadora en donde se laminó y se enfrió antes de que la temperatura de la mezcla alcanzara los 171-17ß°C. En un segundo ciclo de mezclado (no productivo) el resto de los rellenos y la mayoría de los aditivos (excepto los curativos) se añadieron y se homogenizaron en el caucho. Nuevamente la mezcla se extrajo de la mezcla antes de que la temperatura de la mezcla alcanzara los 171-176°C. En un tercer ciclo de mezcla (productiva) el azufre y el acelerador se añadieran y homogenizaran. La temperatura de descarga de la mezcla se limitó a menos 115-125°C en este ciclo productivo de mezcla debido a la presencia del acelerador sulfenamida.

En la Tabla II se muestran las características de curado y no curado de los ejemplos 1A-3A, IB-IB, y los controles. En los ejemplos 1B-3B 1 phr (en 4B era de 3 phr) del ácido graso y 5 phr del total del ácido de zinc se añadieron en el primer ciclo de mezcla (no productivo) para promover el acoplamiento de los polímeros bromados en las temperaturas de mezclado más altas. En los ejemplos 1A-3A todos los ácidos grasos y los óxidos de zinc se añadieron en el tercer ciclo de mezclado (productivos) . Los resultados del Rheometro indicaron que las características del curado no cambiaron mucho, debido a las diferencias en la cantidad de los polímeros bromados en los ejemplos. La prueba del flujo del engranaje demuestra una disminución en el flujo del engranaje (una disminución en el volumen del extrudor) a medida que la cantidad del polímero bromado aumentó de 0 phr en el control a través de cantidades intermedias de polímero bromado en los ejemplos ÍA, 2A, IB y 2B y finalmente a 15 phr en los ejemplos 3A y 3B. En los ejemplos ÍB-3B la adición del 1 phr del ácido graso orgánico y 5 phr del óxido de zinc se presentó en el primer ciclo de mezcla (no productivo) y esta secuencia de la adición no aumentó el flujo del engranaje tanto como en la adición de todo el ácido graso y el ácido de zinc en el tercer ciclo de mezcla (productivo) (Ejemplos la-3A) .

Los ejemplos también fueron evaluados después de la curación durante 140 minutos a °135°C en la Tabla II. Los polímeros bromados aumentaron el rendimiento sobre el control y redujeron ligeramente el porcentaje de alargamiento al frenado. Los ejemplos con los polímeros bromados fueron ligeramente más duros a una temperatura ambiente y a los 100°C. La adición de Exxpro™ bromado EMDX 90-10 no aumentó las propiedades histerésicas de temperatura elevada.

TABLA III Muestra Control B Ejemplo 5 Natsyn® 2200x 100 90 EMDX90-10* 0 10.00 N299 35.00 35.00 Flectol™ H 2.00 2.00 Flexon™ 641 5.00 5.00 Segundo Ciclo de Mezclado (No Productivo) HiSil™ 210 15.00 15.00 X-50-S 3.00 3.00 Tercer Ciclo de Mezcla (Productivo; ZnO 5.00 5.00 Acido esteárico 2.00 2.00 TBBS 1.0 1.0 Azufre 1.40 1.40 * Natsyn® N220 es un polisopreno cis 1,4- sintético con ML 1 + 4 a 100°C de 75 ± 8 disponible en The Goodyear Tiore & Rubber Company.

HíSil™ 210 es un silicato precipitado disponible en PPG Industries, Pittsburg.

X-50-S es una proporción de 50/50 de peso de N33 de negro de carbono y bi- (3-trietioxisililpropilo) tetrasulfuro disponible en Degussa.

*N299 es un negro de carbono ISAF *EMDX es como se describió anteriormente después de la Tabla II.

* +Flectol™ H es 2, 2, 4-trimeril-l, 2-dihidroquinolina.

*Flectol™ 641 es una aceite de procesamiento.

*TBBS es Sulfenamida de N-tert-butil-1-benzothiazole.

TABLA IV Muestra Control B Ejemplo 5 Flujo del Engranaje 55 minutos/165°C de Material No Curado Peso (g) 15.7 13.7 Resultados del Rheómetro 100 cpm 150°C de Material No Curado Max. Torción 34.0 36.6 Min. Torción 8.5 10.4 Torción Delta 25.5 26.2 t(90) (min) 16.2 19.2 t(25) (min) 10.7 11.4 T(2) (min) 9.3 . 9.6 Hoja curada 36 Minutos a 150°C Propiedades del Material Curado Tracción (MPa) 23.7 22.5 Alargamiento al frenar (%) 631 607 100% rendimiento (MPa) 1.8 2.1 200% rendimiento (MPa) 4.7 5.2 300% rendimiento (MPa) 9.0 9.6 TABLA IV (Continuación) Muestra Control B Ejemplo 5 Hoja curada 36 Minutos a 150°C Propiedades del Material Curado Orilla A 24 ± 2°C 58.1 61.0 Orilla A 100°C 50 55.5 Las Tablas III y IV ilustran una reducción en el flujo de engranaje asociado con la adición de los copolímeros bromados de isobutileno y p-metilestireno hacia una formulación basada de cis 1, 4-polisopreno sintético. La información en las Tablas III y IV se generaron a partir de una secuencia del ciclo de una mezcla en donde el ácido esteárico y el óxido de zinc se añadieron mejor en la etapa preferida tercera de mezcla (productiva) que en un ciclo de mezcla anterior menos preferida. 32 TABLA V (continuación) Muestra Control Ej errip . 6 Ej emp .7 Ej emp. 8 Control C D Segundo Ciclo de Mezclado (No Productivo) Tercer Ciclo de Mezclado (Productivo) TBBS 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Azufre 1.40 1.40 1.40 1.40 10 * Plioflex® 1502 es un copolímero de 23.5 de por ciento de peso de estireno y 76.5 por ciento de peso de butadieno con ML 1 + 4 a 100°C de 50 ± 5 preparado mediante una polimerización de emulsión disponible en The Goodyear Tire & Rubber Company.

Budeno® 1207 es polibutadieno de solución con ML 1 + 4 a 100°C de 55 ± 5 disponible en The Goodyear Tire & Rubber Company.

TABLA V Muestra Control Eje p. 6 Ejemp.7 Ejemp.8 Control C D Plioflex® 1502 49.00 47.50 45.00 40.00 50.00 Budeno® 49.00 47.50 45.00 40.00 50.00 EMDX 90-10 2.00 5.00 10.00 20.00 0 N299 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 Flectol™ H 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Flectol™ 641 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 Segundo Ciclo de Mezclado (No Productivo) Tercer Ciclo de Mezclado (Productivo) 15 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 Acido Esteárico 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 TABLA VI Muestra Control C Eje. 5 Ejem.7 Ejem.8 Control D Flujo del Engranaje 55 mir-utos/165°C Peso 14.2 12.3 11.1 7.79 13.7 Flujo del Engranaje 55 minutos/165QC Peso 14.2 12.3 11.1 7.79 13.7 Hoja curada 36 Minutos a 150°C. Propiedades del Material Curado Tracción (MPa) 18.9 18.9 18.4 16.4 19.0 Alargamiento 483 489 450 370 510 al frenar (%) TABLA VI (continuación) Muestra Control C Eje. 5 Ejem.7 Ejem.8 Control D 100% rendimiento 2.3 2.3 2.5 2.9 2.2 (MPa) 200% rendimiento 5.5 6.2 7.6 5.3 (MPa) 300% rendimiento 10.8 11.1 11.8 14.0 10.2 (MPa) TABLA VI (continuación) Muestra Control C Eje. 5 Ejem.7 Ejem.8 Control D Hoja curada 36 Minutos a 150°C Propiedades del Material Curado Orilla A 24 ± 2°C 65.0 66.2 66.9 68.6 65.4 Orilla A 100°C 58.6 59.5 59.7 60.8 59.1 las Tablas V y VI ilustran el efecto de las cantidades diferentes de substitución de los copolímeros bromados de isobutileno y p-metilestireno (EMDX90-10) para la base de caucho de butadieno. El Control D no tiene copolímero bromado mientras que el Contro C tiene 2 phr. Los ejemplos 6, 7 y 8 tienen 5, 10 y 20 phr respectivamente del copolímero bromado de isobutileno y p-metilestireno. Mientras que el copolímero bromado presente en los 2 phr en el Control C resultó tener cantidades más altas de flujo del engranaje, el copolímero bromado en los Ejemplos 6, 7, y 8 disminuyeron el flujo de engranaje con la disminución más grande que se asocia con cantidades mayores del copolímeros bromados. La Tabla VI también ilustra la disminución en el flujo del engranaje cuando el caucho base es una mezcla de dos polímeros basados en butadieno sintético.

TABLA VII Muestra Control E Control F Control G Control H Natsyn® 2200 90. 100. 90. 90.

Butyi* 10. Clorobutilo** 10. Bromobutilo*** 10.

N299 •0. 50. 50. 50.

Flecton™ H 2.00 2.00 2.00 2.00 Flexon™ 641 5.00 5.00 5.00 5.00 Segundo Ciclo de Mezclado (No Productivo) ZnO 5.00 5.00 5.00 5.00 Acido Esteárico 2.00 2.00 2.00 2.00 TABLA VII (Continuación) Muestra Control E Control F Control G Control H Tercer Ciclo de Mezclado (Productivo) TBBS 1.00 1.00 1.00 1.00 Azufre 1.40 1.40 1.40 1.40 * Butilo es una caucho de butilo comercial que se encuentra predominantemente en unidades de repetición de isobutileno con un pequeño porcentaje de unidades de repetición de dienos que imparten insaturación residual para propósitos de reituclación. ** Clorobutilo es una caucho de butilo como el anterior que ha sido clorado. *** Bromotilo es un caucho de butilo que como el anterior ha sido bromado.

Las nombres de marcas de los polímeros anteriores son Butilo 365, Clorobutilo HT-10-66, y Bromobutilo 222. Se encuentran disponibles en Exxon.

TABLA VIII Muestra Control E Control F Control G Control H Flujo del Engranaje 40 minutos/135°C sobre Material No Curado Peso 14.4g 13.8 14.4 14.3 Resultados del Rheómetro 100 cpm 150°C de Material No Curado Max. Torción 33.8 34.8 35.9 35.8 Min. Torción 8.1 8.7 7.8 7.9 Torción Delta 25.7 26.1 28.1 27.9 t(90) (min) 13.9 13.7 15.4 15.5 t(25) (min) 10.1 10.0 10.6 10.5 T(2) (min) 9.0 9.0 9.4 9.4 TABLA VIII (Continuación) Muestra Control E Control F Control G Control H Hoja curada 36 Minutos a 150°C Propiedades del Material Curado Tracción (MPa) 21.7 24.3 22.3 21.6 Alargamiento (%) 542 578 .27 530 100% rendimiento 2.1 2.0 2.3 2.3 (MPa) 200% rendimiento 5.8 5.6 6.2 6.2 (MPa) 300% rendimiento 11.0 11.0 11.9 11.6 (MPa) TABLA VIII (continuación) Muestra Control E Control F Control G Control H Hoja curada 36 Minutos a 150°C Propiedades del Material Curado Orilla A 24 ± 2°C 61.9 61.0 63.5 63.9 Orilla A 100°C 55.9 56.4 57.7 57.8 Las Tablas VII y VIII ilustran que la utilización de otros copolímeros de isobutileno (por ejemplo caucho de butilo, caucho de bromobutilo y caucho de clorobutilo) se observaron para que no cambiara el flujo del engranaje de una composición de caucho sintético de cis 1, 4.polisopreno.

TABLA IX Muestra Control I Control J Ejemplo 9 Natsyn® 2200x 98. 100. 90.

EMDX90-10 2.00 0 10.

N299 50. 50. 50.

Flectol™ H 2.00 2.00 2.00 Flexon™ 641 5.00 5.00 5.00 Segundo Ciclo de Mezclado (No Productivo) (Relaminación) Tercer Ciclo de Mezcla (Productivo) ZnO 5.00 5.00 5.00 TBBS 2.00 2.00 2.00 Azufre 1.40 1.40 1.40 TABLA X Muestra Control I Control J Ejemplo 9 Flujo del Engranaje 55 minutos/165°C sobre Material No Curado Peso (g) 14.7 14.3 12.4 Resultados del Rheómetro 100 cpm 150QC de Material No Curado Max. Torción 39.0 38.9 42.7 Min- Torción 7.7 7.4 11.1 Torción Delta 31.1 31.5 31.6 t(90) (min) 13.4 12.8 15.0 t(25) (min) 9.2 8.8 9.7 T(2) (min) 7.9 7.6 8.1 TABLA X (Continuación) Muestra Control I Control J Ejemplo 9 Hoja curada 36 Minutos a 150°C Propiedades del Material Curado Tracción (MPa) 24.2 24.6 22.5 Alargamiento (%) 549 558 596 100% rendimiento 2.3 2.2 2.6 (MPa) 200% rendimiento 6.2 6.1 7.0 (MPa) 300% rendimiento 11.9 11.9 11.9 11.6 (MPa) TABLA X (continuación) Muestra Control I Control J Ejemplo 9 Hoja curada 36 Minutos a 150°C Propiedades del Material Curado Orilla A 24 ± 2°C 63.2 62.9 64.5 Orilla A 100°C 57.7 57.5 59.3 Las Tablas IX y X confirman los resultados de las Tablas III y IV que EMDX90-10 se observó para reducir el flujo del engranaje cuando se encontraba presente en concentraciones mayores de 2 partes por peso por 100 partes por peso del caucho total. Mientras que de conformidad con los reglamentos de la patente, el mejor modo y la modalidad preferencia se ha establecido ; el alcance de los invención no se limita a esta, sino más bien por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Una llanta de caucho para neumático que incluye una superficie de rodadura circunferencial de caucho, un armazón de la cubierta de soporte de la misma, dos talones reforzados espaciados y dos paredes laterales del caucho que contactan a los talones, y opcionalmente un revestimiento interior ; en donde el armazón de la cubierta incluye cuando menos un componente de caucho ; la mejora se caracteriza porque cuando menos uno de los componentes de caucho del armazón de la cubierta comprende : a) desde aproximadamente 85 hasta aproximadamente 97 partes por peso de cuando menos un caucho seleccionado a partir del caucho natural o cuando menos de un elastómero sintético basado en dieno, o una combinación del mismo ; b) de aproximadamente 3 hasta aproximadamente 15 partes por peso de un polímero bromado que cuenta con aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.5 por ciento de peso de bromo y que tiene unidades repetidas derivadas de la polimerización de monómeros que incluyen isobutileno en una cantidad que va de aproximadamente 85 has 98.9 por ciento por peso y para-metilestireno en una cantidad de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 14 por ciento de peso, y en donde las partes por peso se basan en hasta 100 partes por peso del total de caucho en cuando menos un componente de caucho.

2. Una llanta de neumático de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza porque el polímero bromado comprende de aproximadamente 0.1 hasta 2.5 por ciento de peso de bromo ; desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 11 por ciento de peso de unidades repetidas derivadas de p-metilestireno, y de aproximadamente 88 hasta aproximadamente 97.9 por ciento de peso de unidades repetidas derivada de isobutileno.

3. Una llanta para neumático de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza porque cuando menos un componente de caucho del armazón de la cubierta comprende una criba de goma, un ápice, una cinta de ápice, una mano, un repelador, una cinta de goma de un poli/repelador o una cinta de goma de terminación o fin de pliegue, una capa de pliegue., una capa de correa, un aislante de talón, una base de superficie de rodadura, una cuña de borde de correa, una almohadilla de la superficie de rodadura/borde de correa, una cuña de espaldón, .un calzo de un borde de correa y un separador.

4. En un método para preparar una llanta de neumático que incluye ; a) construir una llanta vulcanizada que comprende una capa de superficie de rodadura circunferencial, dos talones reforzados espaciados, dos paredes laterales que hacen contacto con los talones, un armazón de la cubierta de soporte y que por lo tanto incluye cuando menos un componente de caucho y opcionalmente un revestimiento interior, y ; b) moldear y vulcanizar la llanta bajo condiciones de calor y presión, la mejora que se caracteriza en que este comprende la utilización de cuando menos un componente de caucho de la armazón de la cubierta de apoyo desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 15 phr de polímero bromado que cuenta con unidades de repetición derivadas de la polimerización de cuando menos aproximadamente 85 hasta aproximadamente 98.9 por ciento de peso de monómero de isobutileno y aproximadamente 1 hasta aproximadamente 14 por ciento por peso del monómero de p-metilestireno, en donde el phr son partes por peso por cien partes por peso del total del caucho, y en donde el polímero bromado comprende de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.5 por ciento por peso de bromo.

5. Un método de conformidad con la reivindicación que se caracteriza en que cuando menos un componente de caucho comprende una criba de goma, un ápice, una cinta de ápice, una mano, un repeledor, una cinta de goma de poli/repeledor, una cinta de goma de terminado de pliegue, una capa de pliegue, una capa de correa, un aislante del talón, una cuna de borde de correa, una almohadilla de la superficie de la rodadura/cinta de goma de capa del borde de correa, una cuña de espaldón, un calzo del borde de correa o un separador, que comprende una base de la superficie de la rodadura, una barrera o un pliegue.