ES2355772T3 - Revestimiento interior de neumático. - Google Patents
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Abstract
Un método para la preparación de revestimiento interior de neumático, comprendiendo el método: la mezcla de uno o más polímeros de caucho vulcanizables, menos de 0,75 partes en peso de óxido de cinc, menos de 0,75 partes en peso de óxido de magnesio y menos de 0,75 partes en peso de azufre por cada 100 partes en peso de caucho para formar una mezcla vulcanizable; y la extrusión de la mezcla para formar un revestimiento interior de neumáticos sin vulcanizar.
Description
Revestimiento interior de neumático.
La presente solicitud reivindica el beneficio de
la Solicitud de Patente Provisional Nº de Serie 60/877.765
presentada el 29 de diciembre de 2006, y de la Solicitud de Patente
Provisional Nº de Serie 60/967.215 presentada el 31 de agosto de
2007, que se incorporan en el presente documento por referencia.
Una o más realizaciones de la presente invención
se refieren a las formulaciones de neumáticos para revestimientos
interiores.
La superficie interior de un neumático puede
incluir una composición elastomérica diseñada para impedir o
retardar el calado del aire desde la cámara de aire interior del
neumático. Se hace referencia a menudo a esta composición
elastomérica como revestimiento interior. Los cauchos, tales como el
caucho de butilo y de halobutilo, que son relativamente
impermeables al aire, se usan a menudo como el componente primario
de caucho en los revestimientos interiores.
El revestimiento interior puede comprender una
lámina relativamente delgada de elastómero que se formula con
aditivos compuestos y un sistema de vulcanización. La formulación de
elastómero se puede laminar para la superficie interior de una capa
de carcasa de un neumático según se forma el neumático en un tambor
de construcción de neumáticos. El vulcanizado final del la
estructura compuesta produce un neumático que tiene un revestimiento
interior vulcanizado adherido a la carcasa.
Las propiedades que son deseables para los
revestimientos interiores incluyen una buena resistencia a la
permeabilidad del aire, resistencia a la flexión y adhesión a la
carcasa del neumático. La baja permeabilidad se consigue
generalmente a través del uso de un polímero de alta temperatura de
transición vítrea mecánica, tal como caucho de butilo o un caucho
de halobutilo. El polímero de alta temperatura de transición vítrea
se puede mezclar con otros elastómeros tales como el SBR o el
caucho natural. La resistencia a la flexión y la fuerza de tracción
dependerán, hasta cierto punto, del módulo.
El caucho natural y de butilo se pueden
vulcanizar mediante el uso de elementos de vulcanizado de azufre.
El caucho de halobutilo se puede vulcanizar mediante el uso de
sistemas de vulcanizado de óxido metálico y sistemas de vulcanizado
de azufre.
Las cantidades típicas indicadas en la
documentación para el caucho de halobutilo o mezclas de caucho de
halobutilo con caucho natural son de 3 a 5 partes por cien de
caucho (p.c.c.) de óxido de cinc y 0,5 a 1 p.c.c. de azufre.
Por ello, sería deseable un método para la
preparación de una formulación de revestimiento interior de
neumático que tenga una buena combinación de propiedades incluyendo
la permeabilidad al aire, resistencia a la flexión, alargamiento
ante fuerzas de tracción y adhesión. Específicamente deseable es una
composición vulcanizable que incluya uno o más polímeros de caucho
y un sistema de vulcanizado que dé como resultado una formulación
de revestimiento interior con una combinación óptima de estas
propiedades.
Una o más realizaciones de la presente invención
proporcionan un método de preparación de un revestimiento interior
de neumático sin vulcanizar, comprendiendo el método la mezcla de
uno o más polímeros de goma vulcanizable, menos de 0,75 partes en
peso de óxido de cinc, menos de 0,75 partes en peso de óxido de
magnesio y menos de 0,75 partes en peso de azufre, por cada 100
partes en peso de caucho, para formar una mezcla vulcanizable y
extrudir la mezcla para formar un revestimiento interior de
neumático sin vulcanizar.
Otras realizaciones proporcionan un método de
preparación de un revestimiento interior de neumático sin
vulcanizar, comprendiendo la mezcla un caucho que incluye un caucho
halogenado con un sistema de vulcanizado que incluye uno o más
vulcanizadores seleccionados de entre un grupo que consiste en
azufre, óxido de magnesio y óxido de cinc para formar una mezcla
vulcanizable, en la que la relación molar del sistema de vulcanizado
a los moles de pares reticulables en el caucho halogenado es al
menos de 0,1:1 hasta 1,8:1; y extrudir la mezcla para formar un
revestimiento interior de neumático en bruto.
Otras realizaciones más proporcionan un
neumático que comprende un revestimiento interior, en el que el
revestimiento interior incluye una composición de caucho que está
al menos parcialmente vulcanizada y en la que la composición de
caucho se caracteriza por una fracción de volumen de polímero
hinchado (V_{r}) de menos de 0,15.
La Figura 1 es media vista en sección del
neumático de acuerdo con una o más realizaciones de esta
invención.
En una o más realizaciones, la presente
invención proporciona un método para la preparación de un neumático
que incluye un revestimiento interior. Otras realizaciones se
refieren a formulaciones de revestimientos interiores y neumáticos
preparados usando estas formulaciones de revestimiento interior.
Un ejemplo de un neumático de acuerdo con la
presente invención se muestra en la Figura 1. El neumático 10
incluye una zona troquelada 12, un paquete de cintura 14, flancos
laterales 16, una zona de hombro 18, una lámina de revestimiento
interior 20, una cavidad 22 y zonas de talón 30 que incluyen el
núcleo del talón 31. La carcasa 32 se extiende entre las zonas del
talón 30. Los núcleos del talón 31 ayudan a mantener las zonas del
talón 30 contra la llanta 35 del vehículo. Los neumáticos se pueden
hacer como se describe en las Patentes de Estados Unidos Números
5.866.171, 5.876.527, 5.931.211 y 5.971.046 que se incorporan en el
presente documento por referencia.
En una o más realizaciones, el revestimiento
interior se puede preparar mediante técnicas de calandrado o molido
convencional para formar una banda de caucho compuesto sin
vulcanizar de anchura apropiada a la que se refiere a menudo como
banda de goma. La banda de goma puede ser el primer elemento del
neumático aplicado sobre un tambor de construcción del neumático,
sobre y alrededor de la que se construye el resto del neumático. En
otras realizaciones, el revestimiento interior se puede incorporar
en un montaje auxiliar con otros componentes del neumático
colocados previamente sobre el tambor. Cuando el neumático está
vulcanizado, el revestimiento interior se puede convertir en parte
integral, vulcanizada conjuntamente, del neumático. Los
revestimientos interiores del neumático y sus métodos de
preparación son bien conocidos para los expertos en materia.
En una o más realizaciones, se puede formar una
composición de revestimiento interior vulcanizable en una capa o
lámina. Como es conocido para los expertos en la materia, la capa se
puede producir mediante una prensa o pasando una composición de
caucho a través de un molino, calandradora, extrusora de múltiples
cabezas u otros medios adecuados. En una o más realizaciones, la
capa se produce mediante un calandrado. La hoja de capa sin
vulcanizar se puede conformar entonces como una superficie interior
de una estructura de neumático de caucho sin vulcanizar, a la que
se puede referir como una carcasa.
La práctica de la presente invención no impacta
necesariamente en el grosor del revestimiento interior. En una
realización, el revestimiento interior de la presente invención
tiene un grosor de goma sin vulcanizar en el intervalo de desde
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 0,5 cm, en otras
realizaciones desde aproximadamente 0,03 a aproximadamente 0,45 cm,
en otras realizaciones desde aproximadamente 0,04 a aproximadamente
0,4 cm, en otras realizaciones desde aproximadamente 0,05 a
aproximadamente 0,2 cm y en otras realizaciones desde
aproximadamente 0,08 a aproximadamente 0,02 cm.
En una o más realizaciones, la capa sin
vulcanizar se puede vulcanizar conjuntamente con la carcasa del
neumático, así como con los otros componentes del neumático,
durante la operación de vulcanizado del neumático bajo condiciones
de calor y presión. En una o más realizaciones, la vulcanización del
neumático que contiene el revestimiento interior de la presente
invención se puede realizar a temperaturas de desde aproximadamente
100ºC a aproximadamente 200ºC. En una realización, la vulcanización
se realiza a temperaturas que varían desde aproximadamente 110ºC a
aproximadamente 180ºC. Se puede usar cualquier proceso de
vulcanización conocido en la técnica, incluyendo el calentamiento
en una prensa o molde, el calentamiento con vapor sobrecalentado o
sal caliente o en un baño de sal. En una realización, el
calentamiento se lleva a cabo en una prensa o molde. Las condiciones
de vulcanizado se pueden seleccionar fácilmente por los expertos en
la materia para conseguir el vulcanizado apropiado de los diversos
componentes del neumático.
En una o más realizaciones, el revestimiento
interior vulcanizado se convierte en parte integral del neumático
mediante el vulcanizado conjunto con el mismo. En una o más
realizaciones, el revestimiento interior se vulcaniza con y por lo
tanto se adhiere al componente del neumático adyacente (por ejemplo
la carcasa) en un grado que el resultante laminado pasa las normas
industriales de adhesión tal como se puede determinar por análisis
del punto de soplado.
En una o más realizaciones, el revestimiento
interior vulcanizado tiene un grosor de desde aproximadamente 0,02
a aproximadamente 0,35 centímetros. En otra realización, el
revestimiento interior vulcanizado tiene un grosor de desde
aproximadamente 0,04 a aproximadamente 0,15 cm.
En una o más realizaciones, el neumático con un
revestimiento interior integral se puede construir en la forma de
un neumático de pasajeros, neumático de camión u otro tipo de
neumático radial o diagonal.
En una o más realizaciones, la composición de
revestimiento interior vulcanizable que se emplea para preparar el
revestimiento interior del neumático sin vulcanizar tratado
anteriormente incluye un componente de caucho y un sistema de
vulcanizado. La composición del revestimiento interior vulcanizable
puede incluir también otros componentes que se emplean comúnmente
en la técnica de realización de composiciones de revestimiento
interior vulcanizables.
El sistema de vulcanizado puede incluir una
multitud de agentes de vulcanizado del caucho que incluyen, pero
sin limitarse a, compuestos basados en sistemas de vulcanizado
basados en azufre, en óxidos metálicos o en peróxidos. Los agentes
de vulcanización se pueden usar solos o en combinación. Los
compuestos basados en azufre incluyen aquellos compuestos
utilizados convencionalmente en la técnica de realización de
neumáticos. A estos compuestos se les puede referir también como
agentes de sulfurado o agentes de reticulado de azufre. En una o
más realizaciones, el azufre incluye azufre libre, que se puede
dominar también como azufre elemental así como aquellos compuestos
conocidos en la técnica como componentes donadores de azufre (por
ejemplo tiurams tales como el disulfuro de tiuram).
Los agentes de vulcanizado se describen en
Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology,
365-468, (3ª Edición 1982), particularmente en
Vulcanization Agents and Auxiliary Materials,
390-402, A.Y. Coran, Vulcanization in Encyclopedia
of Polymer Science and Engineering, (2ª Edición 1989), Frederick R.
Erich, Science and Technology of Rubber, Capítulo 7, Academic Press
(1978), Robert F. Ohm, The Vanderbilt Rubber Handbook, págs.
92-122 (13ª Edición 1990), Krishna C. Baranwal
& Howard L. Stephens, Basic Elastomer Technology, Capítulo 9,
(1ª Edición 2001), y Maurice Morton, Rubber Technology, Capítulo
10, (2ª Edición 1981), que se incorporan en el presente documento
por referencia.
En una o más realizaciones, el sistema de
vulcanizado incluye un agente de reticulado de azufre, dióxido de
cinc y/u óxido de magnesio.
En una realización, la composición vulcanizable
incluye óxido de cinc en una cantidad de desde aproximadamente 0 a
aproximadamente 0,8 partes en peso (p.p.) de óxido de cinc por cada
100 partes de caucho en peso (p.c.c.), en otras realizaciones de
desde aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,75 p.p. de óxido de
cinc p.c.c., en otras realizaciones de desde aproximadamente 0,2 a
aproximadamente 0,5 p.p. de óxido de cinc p.c.c. y en otras
realizaciones de desde aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,38
p.p. de óxido de cinc p.c.c.
En ciertas realizaciones, la composición
vulcanizable incluye menos de aproximadamente 0,75 p.p. de óxido de
cinc p.c.c., en otras realizaciones, menos de aproximadamente 0,5
p.p. de óxido de cinc p.c.c., en otras realizaciones menos de
aproximadamente 0,38 p.p. de óxido de cinc p.c.c., en otras
realizaciones menos de 0,3 p.p. de óxido de cinc p.c.c., en otras
realizaciones menos de 0,2 p.p. de óxido de cinc p.c.c. en otras
realizaciones menos de 0,15 p.p. de óxido de cinc p.c.c., en otras
realizaciones menos de 0,10 p.p. de óxido de cinc p.c.c. y en otras
realizaciones menos de 0,05 p.p. de óxido de cinc p.c.c. En una
realización, la composición vulcanizable carece de óxido de
cinc.
En una realización, la composición vulcanizable
incluye óxido de magnesio en una cantidad de desde aproximadamente
0 a aproximadamente 0,8 p.p. de óxido de magnesio p.c.c., en otras
realizaciones desde aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,75 p.p.
de óxido de magnesio p.c.c., en otra realización, desde
aproximadamente 0,2 a aproximadamente 0,5 p.p. de óxido de magnesio
p.c.c., y en otra realización desde aproximadamente 0,25 a
aproximadamente 0,38 p.p. de óxido de magnesio p.c.c.
En ciertas realizaciones, en que la composición
vulcanizable incluye menos de aproximadamente 0,75 p.p. de óxido de
magnesio p.c.c., en otras realizaciones, menos de aproximadamente
0,5 p.p. de óxido de magnesio p.c.c., en otras realizaciones menos
de aproximadamente 0,38 p.p. de óxido de magnesio p.c.c., en otras
realizaciones menos de 0,3 p.p. de óxido de magnesio p.c.c., en
otras realizaciones menos de 0,2 p.p. de óxido de magnesio p.c.c.,
en otras realizaciones menos de 0,15 p.p. de óxido de magnesio
p.c.c., en otras realizaciones menos de 0,10 p.p. de óxido de
magnesio p.c.c. y en otras realizaciones menos de 0,05 p.p. de óxido
de magnesio p.c.c. En una realización, la composición vulcanizable
carece de óxido de magnesio.
En una realización, la composición vulcanizable
incluye desde aproximadamente 0 a aproximadamente 0,6 p.p. de
azufre p.c.c., en otra realización desde aproximadamente 0,05 a
aproximadamente 0,55 p.p. de azufre p.c.c., en otra realización
desde aproximadamente 0,08 a aproximadamente 0,25 p.p. de azufre
p.c.c. y en otra realización desde aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 0,13 p.p. de azufre p.c.c.
En estas u otras realizaciones, la composición
vulcanizable incluye menos de aproximadamente 0,75 p.p. de azufre
p.c.c., en otras realizaciones menos de 0,6 p.p. de azufre p.c.c.,
en otras realizaciones menos de 0,55 p.p. de azufre p.c.c., en
otras realizaciones menos de aproximadamente 0,45 p.p. de azufre
p.c.c., en otras realizaciones menos de aproximadamente 0,40 p.p.
de azufre p.c.c., en otras realizaciones menos de aproximadamente
0,35 p.p. de azufre p.c.c., en otras realizaciones menos de
aproximadamente 0,25 p.p. de azufre p.c.c., en otras realizaciones
menos de aproximadamente 0,13 p.p. de azufre p.c.c., en otras
realizaciones menos de aproximadamente 0,10 p.p. de azufre p.c.c.,
en otras realizaciones menos de aproximadamente 0,07 p.p. de azufre
p.c.c. y en otras realizaciones menos de aproximadamente 0,05 p.p.
de azufre p.c.c. En una realización, la composición vulcanizable
carece de azufre.
En una o más realizaciones, se puede hacer
referencia a la carga total de vulcanización dentro de las
composiciones de revestimiento interior vulcanizable. Esta carga
total de vulcanización se refiere a la cantidad total de agentes de
reticulado de azufre y agentes de reticulado de óxido metálico que
incluye óxido de cinc y óxido de magnesio. En una o más
realizaciones, la carga total de vulcanización dentro de las
composiciones vulcanizables de revestimiento interior de la
presente invención es desde aproximadamente 0,05 a aproximadamente
1,5 p.c.c. En estas u otras realizaciones, la carga total de
vulcanización dentro de las composiciones vulcanizables de
revestimiento interior es menor de 1,8 p.p. de vulcanizador p.c.c.,
en otras realizaciones menor de 1,5 p.p. de vulcanizador p.c.c., en
otras realizaciones menor de 1,3 p.p. de vulcanizador p.c.c., en
otras realizaciones menor de 1,2 p.p. de vulcanizador p.c.c., en
otras realizaciones menor de 1,1 p.p. de vulcanizador p.c.c., en
otras realizaciones menor de 1,0 p.p. de vulcanizador p.c.c., en
otras realizaciones menor de 0,9 p.p. de vulcanizador p.c.c. y en
otras realizaciones menor de 0,8 p.p. de vulcanizador
p.c.c.
p.c.c.
En una o más realizaciones, la cantidad de óxido
de cinc se puede calcular basándose en el número de átomos de
halógeno presentes en la composición de revestimiento interior
vulcanizable. En una o más realizaciones, el número de átomos de
halógeno presentes en la composición de revestimiento interior
vulcanizable representa aquellos átomos de halógeno fijados a un
caucho halogenado. Más específicamente, en una realización, el
número de moléculas de óxido de cinc presentes es aproximadamente
igual a un medio del número de átomos de halógeno presentes en la
composición de revestimiento interior vulcanizable. Un experto en la
materia puede calcular el peso del óxido de cinc a añadir basándose
en información bien conocida que incluye el peso molecular y el
número de Avogadro.
En una o más realizaciones, la cantidad de
agente de azufre de reticulado se puede calcular basándose en el
número de enlaces dobles en la composición de revestimiento interior
vulcanizable. Más específicamente, el número de moléculas de agente
de reticulado de azufre presentes es aproximadamente igual a un
medio del número de enlaces dobles presentes en la composición de
revestimiento interior vulcanizable. El número de enlaces dobles se
puede determinar por métodos conocidos en la técnica. Un experto en
la materia puede calcular el peso del agente de reticulado de
azufre a añadir basándose en información bien conocida que incluye
el peso molecular y el número de Avogadro.
En una o más realizaciones, se puede hacer
referencia a un equivalente estequiométrico de vulcanizador. Esta
cantidad de vulcanizador es el vulcanizador teórico requerido para
reticular completamente el caucho consumiendo todos los sitios de
reticulado disponibles. Dado que un reticulado se forma entre dos
sitios de reticulado, una molécula de agente de reticulado
reacciona con un par de sitios de reticulado para formar un
reticulado. Dicho de otra manera, se requiere teóricamente una
relación de una molécula de vulcanizador a un par de sitios de
reticulado para consumir todos los lugares de reticulado.
En una o más realizaciones, el caucho
vulcanizable empleado en la preparación de la composición de
revestimiento interior es un caucho de halobutilo, que incluye un
átomo de halógeno en un enlace doble en cada sitio de reticulado
respectivo. En consecuencia, el sitio de reticulado puede hacerse
reaccionar con el óxido metálico o un azufre vulcanizador. En donde
el caucho vulcanizable incluye caucho natural, el sitio de
reticulado incluye un enlace doble, que puede reaccionar con un
azufre vulcanizador. Por ello, en donde el caucho vulcanizable
incluye exclusivamente caucho de halobutilo, el equivalente
estequiométrico de vulcanizador se basará en el óxido metálico y el
azufre. En donde el caucho vulcanizable incluye tanto caucho de
halobutilo como caucho natural, el equivalente estequiométrico de
azufre se puede prorratear entre el caucho natural y el caucho de
halobutilo.
Dado que el caucho empleado en la preparación de
la composición de revestimiento interior de neumáticos de la
presente invención incluye caucho no saturado y/o caucho halogenado,
los expertos en la materia apreciarán que un enlace doble dentro
del caucho no saturado es un sitio de reticulado para un
vulcanizador de azufre, que puede formar un reticulado que contiene
azufre entre un par de enlaces dobles. Similarmente, el átomo de
halógeno o un átomo de halógeno de un caucho halogenado es un sitio
de reticulado para los óxidos metálicos tales como el óxido de cinc
o el óxido de magnesio, que tras retirar el átomo de halógeno se
forma un reticulado directo entre los dos sitios de reticulado.
En una o más realizaciones en que el caucho
vulcanizable incluye tanto caucho natural como caucho butil
halogenado, se emplea menos del 100% en peso de equivalente
estequiométrico de vulcanizador en la preparación de las
composiciones vulcanizables de la presente invención. Esto es, se
emplea menos de una molécula de vulcanizador por cada ½ del número
total de sitios de vulcanización dentro del caucho a vulcanizar. En
una o más realizaciones, se emplea menos del 90%, en otras
realizaciones menos del 80%, en otras realizaciones menos del 70%,
en otras realizaciones menos del 60%, en otras realizaciones menos
del 50%, en otras realizaciones menos del 40%, en otras
realizaciones menos del 30%, en otras realizaciones menos del 20% y
en otras realizaciones menos del 10% de equivalente estequiométrico
de vulcanizador en la preparación de las composiciones de
revestimiento interior vulcanizables de la presente invención.
En una o más realizaciones en donde el caucho
vulcanizable incluye caucho butil halogenado, se emplea menos del
180% en peso de equivalente estequiométrico de vulcanizador en la
preparación de las composiciones vulcanizables de la presente
invención. Esto es, se emplea menos de 1,8 moléculas de vulcanizador
por cada ½ del número total de sitios de vulcanización dentro del
caucho a vulcanizar. En una o más realizaciones, se emplea menos
del 180%, en otras realizaciones menos del 170%, en otras
realizaciones menos del 160%, en otras realizaciones menos del
150%, en otras realizaciones menos del 140%, en otras realizaciones
menos del 130%, en otras realizaciones menos del 120%, en otras
realizaciones menos del 110% y en otras realizaciones menos del 100%
de equivalente estequiométrico vulcanizador en la preparación de
las composiciones de revestimiento interior vulcanizables de la
presente invención.
En una o más realizaciones, se ha descubierto
ventajosamente que el nivel total de vulcanizador (por ejemplo
azufre, MgO y ZnO) empleado en las composiciones de revestimiento
interior vulcanizable se puede determinar con referencia al número
de átomos de halógeno en el componente de caucho halogenado (por
ejemplo halobutilo). Esta técnica para la determinación del nivel
total de vulcanizador se puede emplear en aquellas composiciones
vulcanizables en las que el componente de caucho incluye el 100% en
peso de caucho halogenado o en las que el componente de caucho
incluye una mezcla de caucho halogenado y caucho no halogenado. En
las que el componente de caucho incluye una mezcla, se ha
descubierto que el nivel de vulcanizador se puede determinar sin
referencia al caucho no halogenado más que para tenerlo en cuenta
para la proporción de vulcanizador entre el caucho halogenado y el
no halogenado, que se determina en base al peso basándose en
porcentajes de peso relativos del caucho halogenado y no
halogenado. En más realizaciones, esta técnica es útil para
composiciones vulcanizables que incluyen un componente de caucho
que incluye al menos el 50% en peso, en otras realizaciones al menos
el 60% en peso, en otras realizaciones al menos el 70% en peso, en
otras realizaciones al menos el 80% en peso y en otras
realizaciones al menos el 90% en peso de caucho halogenado (por
ejemplo caucho de halobutilo) basándose en el peso total del
componente de caucho.
De acuerdo con estas realizaciones, y en una
forma generalmente consistente con las realizaciones descritas
anteriormente, se determina una relación molar entre los moles de
vulcanizador y los moles de pares reticulables en el caucho
halogenado. Los moles de pares reticulables, que también se pueden
dominar como reticulados potenciales, incluyen dos moles de sitios
de reticulado por mol potencial de reticulado o par de reticulado.
Como se ha comentado anteriormente, los sitios de reticulado dentro
del caucho halogenado incluyen un doble enlace y un átomo de
halógeno. Debido a que cada sitio tiene una doble funcionalidad, se
puede formar un reticulado con o bien azufre o bien el óxido
metálico. Dado que el número de enlaces dobles dentro del caucho
halogenado es equivalente al número de átomos de halógeno (al menos
para cauchos completamente halogenados), el número total de sitios
de reticulado se puede determinar simplemente a partir del número
total de átomos de halógeno. El número total de átomos de halógeno,
naturalmente, se puede determinar estequiométricamente basándose en
el peso del halógeno. Dado que dos sitios de reticulado forman un
par reticulable o de reticulado potencial, los moles de pares
reticulables o de reticulado es 1/2 del total del número de átomos
de halógeno. Sorprendentemente, se ha demostrado que son útiles
estos cálculos incluso aunque se han realizado un cierto número de
suposiciones tales como el prorrateo de vulcanizador, que solamente
un átomo de azufre participa en cada reticulado y que solamente se
forma un reticulado en cada par de sitios incluso aunque los sitios
tengan una doble funcionalidad y puedan formar teóricamente dos
reticulados, así como otras suposiciones que serán claramente
evidentes para los expertos en la materia.
Por lo tanto, dentro de estas realizaciones, la
relación molar del vulcanizador total (es decir los moles de
azufre, MgO y ZnO) a los moles de pares reticulables o de reticulado
potencial del polímero halogenado, puede ser de hasta 1,8:1, en
otras realizaciones hasta de 1,7:1, en otras realizaciones hasta de
1,6:1, en otras realizaciones hasta de 1,5:1, en otras
realizaciones hasta de 1,4:1, en otras realizaciones hasta de
1,3:1, en otras realizaciones hasta de 1,2:1, en otras realizaciones
hasta de 1,1:1, en otras realizaciones hasta de 1,0:1, en otras
realizaciones hasta de 0,9:1, en otras realizaciones hasta de 0,8:1
y en otras realizaciones hasta de 0,7:1. En estas u otras
realizaciones, la relación molar de vulcanizador total a los moles
de pares de reticulado de polímero halogenado puede ser al menos de
0,05:1 en otras realizaciones al menos de 0,1:1, en otras
realizaciones al menos de 0,2:1, en otras realizaciones al menos de
0,3:1, en otras realizaciones al menos de 0,4:1 y en otras
realizaciones al menos de 0,5:1.
En estas u otras realizaciones, la cantidad
total de vulcanizador empleado (por ejemplo, azufre, óxido de cinc
y óxido de magnesio) puede ser una cantidad suficiente para alcanzar
un nivel de vulcanizado que se puede caracterizar por una fracción
del volumen de polímero hinchado particular (V_{r}) de la
composición de revestimiento interior vulcanizada. Como apreciarán
los expertos en la materia, V_{r} se relaciona directamente con el
nivel de vulcanizado de modo que, por ejemplo, V_{r} disminuye
cuanto disminuye el nivel de vulcanizado. En una o más
realizaciones, la cantidad total de vulcanizador empleado para
realizar las composiciones de revestimiento interior de la presente
invención incluye esa la cantidad de vulcanizador o menos para
alcanzar un V_{r} máximo de una muestra de revestimiento interior
vulcanizada de menos de 0,15, en otras realizaciones menos de 0,14,
en otras realizaciones menos de 0,13, en otras realizaciones menos
de 0,12, en otras realizaciones menos de 0,11, en otras
realizaciones menos de 0,10, en otras realizaciones menos de 0,9, en
otras realizaciones menos de 0,8, en otras realizaciones menos de
0,7, en otras realizaciones menos de 0,6 y en otras realizaciones
menos de 0,5.
En una o más realizaciones, la fracción de
volumen de polímero (V_{r}) se puede determinar mediante la
colocación de un espécimen de caucho vulcanizado en un disolvente
para de ese modo hinchar el caucho y entonces el peso de caucho
hinchado se mide tras una cantidad de tiempo especificada. Después
de que se pese el caucho hinchado, el espécimen se seca para
eliminar el disolvente y se pesa de nuevo. Un método particular que
se puede emplear incluye la colocación de un espécimen de caucho
que pese aproximadamente 1-1,5 g en un recipiente de
56,83 ml (dos onzas). El peso del espécimen se determina dentro de
0,0001 gramos antes de colocarlo en el recipiente. Se añade
ciclohexano al recipiente hasta que el recipiente esté lleno
aproximadamente al 66%. Entonces se sella el recipiente. Después de
24 horas, el ciclohexano imbibido por el caucho se elimina y se
sustituye por ciclohexano fresco. Se permite que el espécimen se
empape en el ciclohexano de sustitución durante al menos 48 horas
adicionales. Después de un total de 72 horas o más, se vierte el
ciclohexano del recipiente mientras que se permite que permanezca
el espécimen en el recipiente. Se vuelve a sellar entonces el
recipiente mientras se transporta el espécimen a una balanza, el
espécimen se retira del recipiente, se seca ligeramente su
superficie con una toalla de papel, se coloca el espécimen en un
plato de pesado tarado, y la muestra hinchada se pesa hasta el
0,0001 g más próximo. Después del pesado, se coloca el espécimen en
un plato de aluminio y se permite que se seque al aire durante
1-2 horas. Se coloca entonces el espécimen en un
horno de vacío a 50ºC para alcanzar un peso constante en
aproximadamente 24 horas o más. Se pesa entonces el espécimen y se
registra como el peso seco.
Con estas mediciones, se puede calcular V_{r}
basándose en lo siguiente. Primero, se calcula la fracción en peso
de solubles dentro de una muestra particular a partir de la fórmula
del caucho (es decir basándose en los componentes dentro de la
formulación del caucho en cuestión). Los materiales solubles dentro
de la formulación incluyen aceite y resina de hidrocarburo. Los
expertos en la materia serán capaces de reconocer distintos
materiales que puedan ser solubles en diversas formulaciones. A
partir de esta fracción en peso, se excluye la cantidad de polímero
potencialmente soluble. A continuación, se calcula el peso teórico
del espécimen seco, que es igual al peso original del espécimen
antes del hinchado multiplicado por (1 - la fracción en peso de
solubles). A continuación, se calcula el exceso de peso de soluble
tomado como polímero soluble mediante la resta del peso real del
espécimen del peso teórico del espécimen seco después del hinchado.
Se determina la cantidad de polímero soluble tras el hinchado como
una fracción del compuesto total basándose en el exceso de peso de
soluble dividido por el peso original del espécimen antes del
hinchado. La fracción en peso original de polímero del compuesto se
calcula como las partes originales por 100 de caucho del polímero
dividido por las partes por 100 de caucho del compuesto total. La
fracción en peso del polímero no soluble en el compuesto (antes del
hinchado) se puede determinar a continuación mediante la resta de la
fracción en peso del polímero soluble en el compuesto de la
fracción en peso del polímero original en el compuesto. Se debería
considerar que el peso del polímero en el compuesto seco después del
hinchado es igual al peso del polímero no soluble en el compuesto
hinchado. Este valor se puede determinar mediante la multiplicación
del peso del espécimen original por la fracción en peso de polímero
no soluble en el compuesto. Se debería considerar también que el
volumen de polímero en el compuesto seco es igual al volumen de
polímero en el compuesto hinchado. Para una mezcla que contenga un
polímero, esto es igual al peso del polímero en el compuesto seco
dividido por la densidad del polímero. Para una mezcla de dos
polímeros, el volumen de polímero en el compuesto seco es igual a
la fracción en peso del primer polímero en la muestra original antes
del hinchado dividido por la densidad del primer polímero más la
fracción en peso del segundo polímero en la muestra original antes
del hinchado dividida por la densidad del segundo polímero y la suma
se multiplica por el peso del polímero en la muestra seca. Por
ejemplo, la densidad del caucho de bromobutilo (BIIR) se toma como
0,93 g/ml y del caucho natural como 0,92 g/ml. El peso de
disolvente en el polímero hinchado se puede determinar mediante la
resta del peso de la muestra seca del peso de la muestra hinchada.
El volumen de disolvente en una muestra hinchada se puede
determinar por la división del peso de disolvente por la densidad
del disolvente en donde la densidad del ciclohexano se toma como
0,774 g/ml. Finalmente, V_{r} es el volumen de polímero en una
muestra seca dividido por la suma del volumen de polímero en la
mezcla seca más el volumen de disolvente en una muestra hinchada.
Como es conocido en la técnica, se puede usar el promedio de varios
intentos para aumentar la precisión del ensayo. Para mezclas que
contengan más de dos polímeros, el volumen del caucho se calcula
como con dos polímeros excepto con la adición de términos que dan la
relación del enésimo polímero a su propia
densidad.
densidad.
En una o más realizaciones, el componente de
caucho de la composición de revestimiento interior vulcanizable
puede incluir uno o más polímeros capaces de ser reticulados o
vulcanizados; estos polímeros se pueden denominar como polímeros al
caucho o elastómeros. En una o más realizaciones, los polímeros de
caucho se seleccionan basándose en sus propiedades de baja
permeabilidad a los gases, buena absorción de vibraciones, buena
resistencia al calor, química, al ozono y a la oxidación. En una o
más realizaciones, las composiciones de revestimiento interior
vulcanizables pueden incluir elastómeros basados en isobutileno.
Estos elastómeros se pueden usar solos o en conjunto con otros
elastómeros. Los otros elastómeros pueden incluir elastómeros
naturales y sintéticos.
Los elastómeros basados en isobutileno incluyen
homopolímeros de poliisobutileno, copolímeros de
isobutileno/isopreno y derivados halogenados de los mismos. Los
elastómeros basados en isobutileno incluyen además copolímeros de
isobutileno-p-metilestireno
halogenados. Los elastómeros basados en isobutileno y sus derivados
halogenados se denominan a veces como "caucho de butilo" y
"caucho de halobutilo", respectivamente.
El caucho de butilo comercialmente disponible
incluye el
poli(metilpropeno-co-2-metil-1,3
butadieno) y el
poli(isobutileno-co-isopreno).
En una o más realizaciones, el caucho de butilo
se prepara por copolimerización de butileno e isopreno. Las
cantidades relativas de estos monómeros determinarán el porcentaje
molar de insaturación del copolímero resultante. En otras palabras,
el porcentaje molar de isopreno en la copolimerización corresponderá
al porcentaje molar de insaturación en el copolímero. En una o más
realizaciones, el elastómero basado en isobutileno puede tener un
porcentaje molar de insaturación de menos de aproximadamente 3, en
otras realizaciones, menos de aproximadamente 2,5 y en otras
realizaciones, menos de aproximadamente 2.
El caucho de halobutilo puede incluir caucho de
clorobutilo (CIIR), caucho de bromobutilo (BIIR) o mezclas de los
mismos. En una o más realizaciones, el caucho de halobutilo puede
incluir desde aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5 por ciento en
peso de átomos de halógeno, en otras realizaciones desde
aproximadamente 0,7 a aproximadamente 4 por ciento en peso de
átomos de halógeno y en otras realizaciones desde aproximadamente 1
a aproximadamente 3 por ciento en peso de átomos de halógeno, basado
en el peso total del caucho de halobutilo.
En una o más realizaciones, el componente de
caucho de la composición vulcanizable incluye desde aproximadamente
60 a aproximadamente el 100 por ciento en peso de caucho de
halobutilo. En otra realización se emplea desde aproximadamente 80
a aproximadamente 100 p.c.c. de caucho de halobutilo en el
componente de caucho. En una o más realizaciones, al menos el 80%
en peso, en otras realizaciones al menos el 90% en peso, en otras
realizaciones al menos el 95% en peso y en otras realizaciones al
menos el 99% en peso de componente de caucho de la composición
vulcanizable incluye un caucho halogenado (por ejemplo caucho de
halobutilo).
En una o más realizaciones, la composición
vulcanizable incluye además caucho natural. En una realización, el
caucho natural está presente en una cantidad de desde
aproximadamente 0 a aproximadamente el 60 por ciento en peso (% en
peso) del componente de caucho total de la formulación y en otras
realizaciones desde aproximadamente 0 a aproximadamente el 40 por
ciento en peso y en otras realizaciones desde aproximadamente 0 a
aproximadamente el 20 por ciento en peso del componente de caucho
total. En otra realización, desde aproximadamente 5 a
aproximadamente el 50 por ciento en peso (% en peso) del componente
de caucho de la formulación es caucho natural.
En una o más realizaciones, las composiciones
vulcanizables empleadas en la presente invención incluyen tanto
caucho de halobutilo como caucho natural. En una o más
realizaciones, la relación en peso de caucho de halobutilo a caucho
natural puede ser al menos 1:1, en otras realizaciones al menos 2:1,
en otras realizaciones al menos 4:1, en otras realizaciones al
menos 7:1, en otras realizaciones al menos 8:1, en otras
realizaciones al menos 8,5:1 y en otras realizaciones al menos
9,0:1. En estas u otras realizaciones, la relación en peso de caucho
de halobutilo a caucho natural puede ser menor de 9,8:1, en otras
realizaciones menor de 9,5:1 y en otras realizaciones menor de
9,0:1.
En una o más realizaciones, las composiciones de
caucho vulcanizables incluyen vueltas del proceso, que incluyen
sobras obtenidas de varias fuentes dentro de las instalaciones de
fabricación. En una realización, las vueltas del proceso pueden
representar desde aproximadamente 0 a aproximadamente 50 (o en otras
realizaciones desde aproximadamente 5 a aproximadamente 25) por
ciento en peso (% en peso) del componente de caucho total de la
composición vulcanizable.
En una o más realizaciones, las composiciones de
revestimiento interior vulcanizables pueden incluir polímeros
sintético tales como, pero sin limitarse a, poliisopreno sintético,
polibutadieno,
poliisobutileno-co-isopreno,
neopreno,
poli(etileno-co-propileno),
poli(estireno-co-butadieno),
poli(estireno-co-isopreno) y
poli(estireno-co-isopreno-co-butadieno),
poli(isopreno-co-butadieno),
poli(etileno-co-propileno-co-dieno),
caucho de polisulfuro, caucho acrílico, caucho de uretano, caucho
de silicona y caucho de epiclorhidrina. En una o más realizaciones,
estos polímeros sintéticos se pueden usar solos como el caucho para
formar el componente de caucho de la composición vulcanizable. En
otras realizaciones, se pueden usar junto con el caucho basado en
isobutileno para formar el componente de caucho de la composición
vulcanizable. En otras realizaciones, se pueden usar polímeros
sintéticos en conjunto con el polímero basado en isobutileno y el
caucho natural para formar el componente de caucho de la composición
vulcanizable.
Otros ingredientes que se pueden emplear
incluyen aceleradores, aceites, ceras, agentes inhibidores de la
carbonización, ayudantes de proceso, óxido de cinc, resinas
adherentes, resinas reforzantes, ácidos grasos tales como ácido
esteárico, peptizadores, antiozonantes y uno o más cauchos
adicionales.
Los materiales de aporte que se pueden emplear
incluyen materiales de aporte inorgánicos y orgánicos. Los
materiales de aporte orgánicos pueden incluir negro de carbono y
almidón. Los materiales de aporte inorgánicos pueden incluir
sílice, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, arcillas
(silicatos de aluminio hidratado), arcillas activadas químicamente
y mezclas de los mismos. En realizaciones particulares, el material
de aporte incluye un negro de carbono de no de refuerzo o grueso.
Como es conocido en la técnica, estos materiales de aporte de negro
de carbón pueden ser los clasificados generalmente como más gruesos
que el negro de las series N300 según ASTM D-1765
(por ejemplo N550). En una o más realizaciones, las composiciones de
revestimiento interior vulcanizables incluyen niveles de material
de aporte total de aproximadamente 30 a aproximadamente 100 p.p.,
en otras realizaciones desde aproximadamente 50 a aproximadamente 80
p.p. y en otras realizaciones desde aproximadamente 55 a
aproximadamente 75 p.p. p.c.c.
Las composiciones de esta invención se pueden
preparar mediante el empleo de técnicas de formulación
convencionales. En una o más realizaciones, la mezcla de caucho se
puede preparar mediante la formación de un lote maestro inicial que
incluye el componente de caucho y el material de aporte. Este lote
maestro inicial se puede mezclar a una temperatura inicial de desde
aproximadamente 25ºC a aproximadamente 125ºC con una temperatura de
descarga de aproximadamente 135ºC a aproximadamente 180ºC. Para
impedir la vulcanización prematura (también conocida como
carbonización), este lote maestro inicial puede excluir los agentes
vulcanizadores. Una vez que está procesado el lote maestro inicial,
se pueden introducir y mezclar los agentes vulcanizadores en el lote
maestro inicial a bajas temperaturas en una etapa de mezcla final,
que preferiblemente no inicia el proceso de vulcanización.
Opcionalmente, se pueden emplear etapas de mezcla adicionales, a
veces denominadas remolidos, entre la etapa de mezcla del lote
maestro y la etapa de mezcla final. Se pueden añadir varios
ingredientes durante estos remolidos. Las técnicas de composición
del caucho y los aditivos empleados en ellos se describen en
Stephens, The Compounding and Vulcanization of Rubber, in Rubber
Technology (2ª Edición 1973).
En una o más realizaciones, los revestimientos
interiores de neumático preparados de acuerdo con el método de la
presente invención tienen una buena combinación de propiedades que
incluyen la permeabilidad al aire, resistencia a la flexión,
esfuerzo de tracción y adhesión.
En una o más realizaciones, la permeabilidad al
oxígeno de un revestimiento interior de neumático preparado de
acuerdo con la presente invención es la misma que o ligeramente
incrementada cuando se compara con la permeabilidad al oxígeno de
un revestimiento interior de neumático preparado mediante el uso de
mayores cantidades de vulcanizadores.
En una o más realizaciones, la adhesión de un
revestimiento interior de neumático preparado de acuerdo con la
presente invención es sorprendentemente comparable a la adhesión de
revestimientos interiores preparados con un exceso de
vulcanizadores como se practicaba en la técnica anterior. En
realizaciones particulares, la adhesión de un revestimiento
interior de neumático preparado de acuerdo con la presente invención
está incrementada cuando se compara con la adhesión de un
revestimiento interior de neumático preparado mediante el uso de
mayores cantidades de vulcanizadores.
En una o más realizaciones, la vida media por
fatiga de un revestimiento interior de neumático preparado de
acuerdo con la presente invención está incrementada cuando se
compara con la vida media por fatiga de un revestimiento interior
de neumático preparado mediante el uso de mayores cantidades de
vulcanizadores tal como se describe en las técnicas anteriores.
Sorprendentemente, la vida media por fatiga mejorada se obtuvo sin
un impacto tecnológicamente nocivo sobre la adhesión.
Muestras
1-10
Diversas composiciones de caucho, que se pueden
denominar también como formulaciones de revestimiento interior, se
prepararon, vulcanizaron y probaron respecto a las características
que se consideran importantes en los revestimientos interiores.
Cada formulación incluyó 100 partes en peso (p.p.) de caucho, 60
p.p. de negro de carbono, ocho p.p. de aceite de procesamiento, dos
p.p. de ácido esteárico, siete p.p. de resina de hidrocarburo,
cuatro p.p. de resina fenólica y 1,25 p.p. de acelerador de
vulcanizado p.c.c. El nivel de azufre, óxido de cinc, y óxido de
magnesio se varió como se expone dentro de las tablas a
continuación. Las tablas también indican el tipo de caucho
empleado. Los cauchos empleados incluyeron caucho de halobutilo que
tenía aproximadamente el 2% en peso de halogenados (BIIR), caucho
natural (NR) y/o
poli(estireno-co-butadieno)
sintético (SBR). Las cantidades de los ingredientes como se exponen
en la tabla se indican en partes en peso.
Cada formulación se preparó dentro de un
mezclador interno a escala de laboratorio usando técnicas de mezcla
en dos etapas convencionales comúnmente empleadas en la técnica de
realización de formulaciones de caucho para componentes de
neumático. En general, se introdujeron y mezclaron el óxido de cinc,
el azufre y los aceleradores de vulcanizado dentro de la
formulación en la segunda etapa de mezcla, que se realizó a
temperaturas por debajo de las que en otro caso habrían producido
un inicio perjudicial de la vulcanización.
La formulación se laminó entonces en un molino
de dos rodillos hasta un grosor de aproximadamente 1,905 mm o según
se requería de otra forma para los moldes particulares de pruebas
particulares. Para ciertas pruebas, las láminas se vulcanizaron
dentro de una prensa hidráulica durante 55 minutos a 148,9ºC.
Dependiendo de las especificaciones de ensayo, los especímenes de
ensayo se cortaron en seco a las formas deseadas. En el caso del
ensayo de adhesión, el vulcanizado se efectuó una vez que estaban
construidas las muestras.
La Tabla 1 proporciona los detalles de las
formulaciones empleadas en las muestras 1-10, así
como los resultados de los ensayos que se realizaron.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
El ensayo de fallo por fatiga se realizó usando
un medidor de Monsanto^{TM} de "Fallo por fatiga" con un
número de 24 levas funcionando a 100 ciclos por minuto con
modificación en las muestras de ensayo para acelerar el ensayo. Los
especímenes de ensayo tenían aproximadamente 7,6 centímetros de
longitud, aproximadamente 1,3 centímetros de ancho en su anchura
mayor y aproximadamente 0,15 centímetros de grosor. Los especímenes
tenían la forma general de mancuerna o hueso con una zona central
de ensayo de aproximadamente 2,87 cm de longitud y aproximadamente
0,33 cm de ancho. Los bordes de la muestra (a lo largo del borde de
1,27 cm) incluyeron una nervadura que tenía una sección transversal
generalmente circular que se extendía a lo largo del borde para
poder asegurar que la muestra se mantendría adecuadamente dentro del
dispositivo de ensayo. Los ensayos se aceleraron adhiriendo cuatro
hojas rectangulares de Mylar^{TM} (1,27 cm x 2,54 cm) en ambos
lados de la muestra donde los agarradores del dispositivo de ensayo
se aproximaban a la nervadura. En otras palabras, se aplicaron
cuatro hojas de Mylar^{TM} por muestra, dos en la parte superior y
dos en la parte inferior. La fijación de las hojas de Mylar^{TM}
redujo de modo efectivo el área de ensayo de 2,87 cm en
aproximadamente 1,27 cm de longitud.
La permeabilidad al oxígeno (Perm. al O_{2})
se realizó mediante el uso de una máquina de ensayo Mocon^{TM}
Oxtran 2/61 que emplea procedimientos similares a la ASTM
D-3985. En general, se empleó una muestra de caucho
vulcanizado (de aproximadamente 0,076 centímetros de grosor) para
formar una barrera entre dos zonas o cámaras de gas. Una primera
cámara, que estaba a 65ºC, incluía soplado de aire a cero grados a
través de un lado de la muestra de caucho a 125 ml/minuto. La otra
cámara, que se fijó de la misma forma en 65ºC, incluía una mezcla
de nitrógeno e hidrógeno (2%) soplado a través de la muestra de
caucho a 35 ml/minuto. Los sensores de oxígeno posicionados dentro
de la cámara que incluía la mezcla de nitrógeno/hidrógeno detectaron
el nivel de oxígeno que penetraba a través de la muestra de caucho.
La cantidad de oxígeno detectado se notificó como volumen por
unidad de longitud por tiempo representado como cm^{3}/cm\cdots,
que es equivalente a cm^{2}/s.
El ensayo de adhesión se realizó mediante la
construcción de muestras de ensayo que eran de aproximadamente 2,54
cm de ancho por 10,16 cm de largo. La muestra de ensayo era una
muestra de cinco capas que incluía una capa de soporte (que era un
textil calandrado) adyacente a la capa de ensayo, que se laminó a
partir de formulaciones de muestra, adyacentes a una tela de malla,
adyacentes a una pieza laminada de caucho derivada de una
formulación de caucho moldeada a partir de una formulación de
caucho para la lámina del cuerpo, adyacente a una capa de soporte
que era un textil calandrado similar a la capa de soporte
directamente adyacente a la formulación del caucho de muestra. Esta
estructura laminar, que incluía tres capas de caucho en crudo (es
decir sin vulcanizar) se vulcanizó dentro de una prensa hidráulica
durante 55 minutos a 148,9ºC. La capa que representa la capa de
revestimiento interior de muestra y la capa que representaba la
lámina del cuerpo se separaron a una velocidad de separación de
50,8 mm/min. La fuerza para separar las capas (separación que tuvo
lugar en la capa de malla) se registró en energía por unidad de
área de superficie, que son julios por metro cuadrado, que es
equivalente a newton por metro. El ensayo se realizó a 25ºC y a
100ºC.
La Tabla 1 también proporciona la relación molar
de vulcanizado total (óxido de cinc, azufre y óxido de magnesio,
excluyendo el acelerador) a la relación molar de sitios de
vulcanizado dentro del BIIR. Como se ha comentado dentro de esta
especificación, en donde el componente de caucho incluía múltiples
cauchos, se realizó la suposición de que la cantidad de vulcanizado
proporcional al BIIR era equivalente a la relación en el peso del
BIIR a los otros componentes del caucho (por ejemplo caucho natural
y caucho de estireno-butadieno). Por ejemplo, para
una mezcla que incluía 60% de BIIR y el 40% de caucho natural, se
repartió el 60% de vulcanizado, basado en el peso, al BIIR.
La Tabla 1 proporciona también la densidad de
reticulado de las muestras de caucho vulcanizado basándose en la
fracción en volumen de polímero (V_{r}) determinados usando los
procedimientos expuestos anteriormente en el presente documento. Se
determinó el 100 por ciento de módulo sobre muestras sin envejecer a
temperatura similar a la ASTM D-412.
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Muestras
11-16
Se prepararon seis muestras adicionales
presentadas en la Tabla 2 usando procedimientos similares a los
presentados para las muestras 1-10 anteriores. El
nivel de óxido de cinc se mantuvo en 0,38 p.p. para estas muestras.
El ensayo se realizó usando procedimientos que fueron también
consistentes con los expuestos para las muestras
1-10 anteriores.
Muestras
17-21
Se prepararon cinco muestras adicionales
presentadas en la Tabla 3 usando procedimientos similares a los
presentados para las muestras 1-10 anteriores. El
nivel de óxido de cinc se mantuvo en 0,75 p.p. p.c.c. para estas
muestras. El ensayo se realizó usando procedimientos que fueron
también consistentes con los expuestos para las muestras
1-10 anteriores.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Muestras
22-23
Se prepararon doce muestras adicionales
presentadas en la Tabla 4 usando procedimientos similares a los
presentados para las muestras 1-10 anteriores. El
nivel de óxido de cinc se mantuvo en 1,5 p.p. p.c.c. y el nivel de
óxido de magnesio se mantuvo en 0,111 p.p. p.c.c. para estas
muestras. El ensayo se realizó usando procedimientos que fueron
también consistentes con los expuestos para las muestras
1-10 anteriores.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Muestras
34-36
Se prepararon tres muestras adicionales
presentadas en la Tabla 5 usando procedimientos similares a los
presentados para las muestras 1-10 anteriores. El
nivel de óxido de cinc se mantuvo en 1,5 p.p. p.c.c. y el nivel de
óxido de magnesio se varió en estas muestras. El ensayo se realizó
usando procedimientos que fueron también consistentes con los
expuestos para las muestras 1-10 anteriores.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Serán evidentes para los expertos en la materia
diversas modificaciones y alteraciones que no se separan del
alcance y espíritu de esta invención. Esta invención no se ha de
limitar indebidamente a las realizaciones ilustrativas expuestas en
el presente documento.
Claims (14)
1. Un método para la preparación de
revestimiento interior de neumático, comprendiendo el método:
- la mezcla de uno o más polímeros de caucho vulcanizables, menos de 0,75 partes en peso de óxido de cinc, menos de 0,75 partes en peso de óxido de magnesio y menos de 0,75 partes en peso de azufre por cada 100 partes en peso de caucho para formar una mezcla vulcanizable; y
- la extrusión de la mezcla para formar un revestimiento interior de neumáticos sin vulcanizar.
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2. El método de la reivindicación 1, en el que
el polímero de caucho vulcanizable comprende caucho de butilo,
caucho de halobutilo o una mezcla de los mismos en el que el caucho
de halobutilo comprende desde aproximadamente 1 a aproximadamente 3
por ciento en peso de halógeno, basándose en el peso total del
caucho de halobutilo.
3. El método de la reivindicación 1, en el que
el polímero de caucho vulcanizable comprende desde aproximadamente
60 a aproximadamente 100 por ciento en peso de caucho de halobutilo
y desde aproximadamente 0 a aproximadamente 40 por ciento en peso
de caucho natural, basado en el peso total del polímero de caucho
vulcanizable.
4. El método de la reivindicación 1, en el que
la mezcla incluye menos de 0,55 partes en peso de azufre por cada
100 partes en peso de caucho.
5. El método de la reivindicación 1, en el que
la mezcla incluye menos de 0,5 partes en peso de óxido de magnesio
por cada 100 partes en peso de caucho.
6. El método de la reivindicación 1, que
comprende además la etapa de construir un neumático sin vulcanizar
mediante el empleo de revestimiento interior de neumático sin
vulcanizar, y la etapa de vulcanizar el neumático sin
vulcanizar.
7. El método de la reivindicación 1, en el que
el peso total de azufre, óxido de cinc y óxido de magnesio es menos
de 1,2 partes en peso por cada 100 partes en peso de caucho.
8. El método de la reivindicación 1, en el que
el peso total de azufre, óxido de cinc y óxido de magnesio es menos
de 1,8 partes en peso por cada 100 partes en peso de caucho.
9. Un método de preparación de un revestimiento
interior de neumático sin vulcanizar, comprendiendo el método:
- la mezcla de un caucho que incluye un caucho halogenado con un sistema de vulcanizado que incluye uno o más vulcanizadores seleccionados de entre el grupo que consiste en azufre, óxido de magnesio y óxido de cinc para formar una mezcla vulcanizable, en la que la relación molar del azufre más el óxido de magnesio más el óxido de cinc totales a los moles de pares reticulables en el caucho halogenado es al menos de 0,05:1 y hasta 1,8:1, y
- la extrusión de la mezcla para formar un revestimiento interior de neumático sin vulcanizar.
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10. El método de la reivindicación 9, en el que
la relación molar del sistema de vulcanizado a los moles de pares
reticulables en el caucho halogenado es al menos de 0,1:1 y hasta
1,5:1.
11. El método de la reivindicación 9, en el que
la relación molar del sistema de vulcanizado a los moles de pares
reticulables en el caucho halogenado es al menos de 0,2:1 y hasta
1,0:1.
12. El método de la reivindicación 9, en el que
la relación molar del sistema de vulcanizado a los moles de pares
reticulables en el caucho halogenado es al menos de 0,3:1 y hasta
0,9:1.
13. Un neumático que comprende un revestimiento
interior, en el que el revestimiento interior incluye una
composición de caucho que está al menos parcialmente vulcanizada, y
en el que la composición de caucho se caracteriza por una
fracción de volumen de polímero hinchado (V_{r}) de menos de
0,15.
14. El neumático de la reivindicación 13, en el
que la composición de caucho se caracteriza por una fracción
de volumen de polímero hinchado (V_{r}) de menos de 0,13.
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