ES3053232T3 - Sulfur-curable rubber composition containing organic fillers and organosilane - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una composición de caucho vulcanizable que comprende: un sistema de vulcanización VS, que comprende al menos azufre y/o al menos un donante de azufre; un componente de caucho K que contiene al menos un caucho reticulable mediante azufre; un componente de relleno F, que contiene al menos un relleno orgánico con un contenido de C<Sub>1</Sub><Sub>4</Sub> de carbono de 0,2 a 0,45 Bq/g y una superficie BET de >20 a 150 m2/g; y al menos un organosilano, que tiene al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre; un kit de piezas, que comprende como parte (A) una composición de caucho que contiene los componentes F y K mencionados anteriormente y como parte (B) el sistema de vulcanización VS que comprende al menos azufre y/o al menos un donante de azufre, donde el organosilano mencionado anteriormente está contenido en la parte (A). La invención también se refiere a: composiciones de caucho vulcanizado que pueden obtenerse a partir de ellas; el uso de uno de los productos antes mencionados para su aplicación en la producción de neumáticos, componentes de neumáticos y artículos de caucho; y neumáticos, componentes de neumáticos y artículos de caucho asociados como tales. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Composición de caucho reticulable mediante azufre que contiene cargas orgánicas y organosilano

[0003] La presente invención se refiere a una composición de caucho vulcanizable que comprende un sistema de vulcanización VS, que incluye al menos azufre y/o al menos un donador de azufre que libera azufre en condiciones de vulcanización, un componente de caucho K que contiene al menos un caucho que es reticulable mediante azufre, un componente de carga F que contiene al menos una carga orgánica que presenta un contenido de C<14>en un intervalo de 0,20 a 0,45 Bq/g de carbono y una superficie BET en un intervalo de >20 a 150 m²/g y al menos un organosilano que presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre, un conjunto de partes que comprende como parte (A) una composición de caucho que contiene los componentes F y K antes mencionados y como parte (B) el sistema de vulcanización VS que comprende al menos azufre, en donde el organosilano antes mencionado está contenido en la parte (A), composiciones de caucho vulcanizado obtenibles a partir de ello en cada caso, un uso de uno de los productos antes mencionados para su empleo en la producción de neumáticos, componentes de neumáticos y artículos de caucho y correspondientes neumáticos, componentes de neumáticos y artículos de caucho como tales.

[0004] Estado de la técnica / Antecedentes de la invención

[0005] El documento EP3682965-A1 describe un procedimiento para producir material de carbono particulado a partir de materias primas renovables, especialmente a partir de biomasa que contiene lignina. También se describen composiciones de caucho vulcanizables y neumáticos producidos a partir de estas.

[0006] El empleo de cargas de refuerzo en composiciones de caucho es conocido en el estado de la técnica. Mediante el empleo de estas cargas se garantizan las propiedades de rendimiento de los artículos de goma vulcanizados producidos a partir de estas. Por ejemplo, mediante el uso de cargas de refuerzo se aumenta la viscosidad de los cauchos y se mejora el comportamiento de rotura de los vulcanizados. En este caso, los negro de humo industriales constituyen la mayor cantidad de cargas de refuerzo. Los negros de humo industriales se producen mediante la combustión incompleta de compuestos orgánicos o la descomposición térmica de hidrocarburos. La mayor parte de negros de humo industriales se produce mediante el procedimiento de horno. Debido a la elevada cantidad de CO₂ durante el proceso de producción, es deseable evitar, o bien reducir a un mínimo el uso de portadores de energía fósiles para la producción de cargas. Además, los negros de humo industriales suele ser inadecuado para ciertas aplicaciones, también por motivos de coloración. Una alternativa bien conocida a los negros de humo industriales como carga de refuerzo es ácido silícico precipitado junto con silanos bifuncionales.

[0007] Para la producción de bandas de rodadura para neumáticos de turismos, es conocido el empleo de ácido silícico con superficies BET de 120-200 m²/g junto con agentes de acoplamiento bifuncionales como silanos funcionales, ya que con este se pudo ampliar el "triángulo mágico" del rendimiento de los neumáticos, con sus propiedades de abrasión, resistencia a la rodadura y adherencia en húmedo, en comparación con el uso de negro de humo industrial.

[0008] A diferencia de las bandas de rodadura de los neumáticos, el desgaste por fricción, o bien la adherencia en húmedo, o bien en seco, no juega un papel tan relevante en los componentes dinámicos (subestructuras de neumáticos, correas, cojinetes, bandas). El objetivo principal en el caso de componentes dinámicos es reducir la transformación de energía mecánica en calor. La formación de calor se describe mediante el factor de pérdida tan delta (tan δ). El factor de pérdida tan delta caracteriza el comportamiento viscoelástico y resulta del cociente de fracción viscosa y elástica (módulo de pérdida respecto a módulo de almacenamiento). El módulo de almacenamiento representa la parte de energía mecánica almacenada por el sistema, mientras que el módulo de pérdida representa la energía transformada de energía mecánica a térmica. Por lo tanto, un factor de pérdida reducido, como valor característico de la formación de calor, es preferente en especial en el caso de los componentes dinámicos mencionados anteriormente.

[0009] En el caso de formación de calor también debe tenerse en cuenta el polímero empleado, ya que sus propiedades dinámicas contribuyen a la formación de calor. De este modo, una baja temperatura de transición vítrea T<g>conduce a un factor de pérdida más reducido.

[0010] Para minimizar la formación de calor, en mezclas de caucho para componentes dinámicos se utilizan predominantemente negros de humo industriales con superficie específica reducida. La formación de calor, o bien el factor de pérdida, se puede reducir mediante un grado de carga reducido de la carga de refuerzo, una mayor partícula de carga de refuerzo en la unidad de volumen considerada y/o una gran distancia entre partículas de carga en la unidad de volumen. El grado de carga por volumen se puede reducir en el caso de una estructura elevada del negro de humo industrial (expresada mediante el denominadocompressed oil absorption number(COAN)), sin que se influya en este caso sobre la dureza del componente.

[0011] Esta independencia, sin embargo, no se aplica a todos los parámetros. En cambio, la reducción del factor de pérdida para conseguir una formación de calor lo más reducida posible afecta habitualmente a otras propiedades de la composición de caucho vulcanizada. El aumento de la densidad de reticulación conduce a un menor factor de pérdida, independientemente de la carga de refuerzo. No obstante, una densidad de reticulación más elevada tiene efectos negativos sobre la composición de caucho vulcanizada, por ejemplo, respecto a sus propiedades de agrietamiento (alargamiento de rotura más reducido) y propiedades de envejecimiento.

[0012] Un problema esencial de la carga de refuerzo consiste en que se produce una reducción del factor de pérdida a expensas de la rigidez dinámica: en el caso de un valor reducido para el factor de pérdida tan delta se puede observar habitualmente una rigidez dinámica reducida. Sin embargo, esta rigidez dinámica reducida conduce a una mayor deformación de la composición de caucho con una misma carga y, por lo tanto, es particularmente desventajosa para el empleo de composiciones de caucho en la producción de neumáticos y sus componentes dinámicos.

[0013] Por lo tanto, existe una necesidad de proporcionar una composición de caucho que, después de su vulcanización, presente tanto un factor de pérdida lo más reducido posible como una rigidez dinámica lo más elevada posible, de modo que se minimice la transformación de energía mecánica en calor y la composición de caucho vulcanizado presente una deformación lo más reducida posible en el caso de carga.

[0014] Tarea

[0015] Una tarea de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar una composición de caucho vulcanizable que, después de su vulcanización, presente una mayor rigidez dinámica lo más elevada posible y, al mismo tiempo, una formación de calor lo más reducida posible, y que en particular permita un desacoplamiento de estos dos parámetros, de modo que la composición de caucho pueda ajustarse de forma más flexible y mejor con respecto a su rendimiento a conseguir.

[0016] Solución

[0017] Esta tarea se resuelve mediante los objetos reivindicados en las reivindicaciones, así como las formas de realización de estos objetos descritas en la siguiente descripción.

[0018] Un primer objeto de la presente invención es una composición de caucho vulcanizable que comprende un componente de caucho K, un componente de carga F y un sistema de vulcanización VS, en donde

[0019] el sistema de vulcanización VS comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre, el componente de caucho K contiene al menos un caucho que es reticulable mediante azufre, el componente de carga F contiene al menos una carga orgánica que presenta un contenido de C<14>en un intervalo de 0,20 a 0,45 Bq/g de carbono y una superficie BET en el intervalo de 20 a 150 m<2>/g, preferiblemente de >20 a 150 m<2>/g, y

[0020] la composición de caucho vulcanizable comprende además al menos un organosilano como parte del componente de carga F, en donde el al menos un organosilano presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre y está contenido preferiblemente en una cantidad que se sitúa en el intervalo de 0,25 a 5 phr.

[0021] Otro objeto de la presente invención es un conjunto de partes que comprende en forma espacialmente separada como parte (A) una composición de caucho que comprende al menos el componente de caucho K empleado según la invención y al menos el componente de carga F empleado según la invención, en donde la parte (A) del conjunto de partes no comprende, sin embargo, azufre y/o al menos un donador de azufre del sistema de vulcanización VS empleado según la invención, y

[0022] como parte (B) un sistema de vulcanización VS empleado según la invención que comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre,

[0023] en donde el organosilano empleado según la invención está preferiblemente contenido en el componente de carga F en la parte (A) en una cantidad que está en el rango de 0,25 a 5 phr.

[0024] Otro objeto de la presente invención es una composición de caucho vulcanizada que se puede obtener mediante vulcanización de la composición de caucho vulcanizable según la invención o mediante vulcanización de una composición de caucho vulcanizable que se puede obtener mediante combinación y mezclado de las dos partes (A) y (B) del conjunto de partes según la invención.

[0025] Otro objeto de la presente invención es el uso de la composición de caucho vulcanizable, el conjunto de partes o la composición de caucho vulcanizada según la invención para su uso en la producción de neumáticos, preferiblemente en la producción de ruedas neumáticas y neumáticos de goma macizos y componentes de neumáticos, preferiblemente en la producción de dichos componentes de neumáticos para los cuales se desea un valor de tan delta lo más reducido posible de las composiciones de caucho vulcanizadas empleadas para su producción como, por ejemplo, composiciones de caucho que comprenden caucho(s) natural(es) y/o cauchos con una baja temperatura de transición vítrea T<g>, en especial en la producción de componentes de neumáticos seleccionados del grupo de componentes base (base), es decir, componentes debajo de la banda de rodadura, tiras de hombro (ala), bandas de cubierta de correa (banda de cobertura), correas (cinturones), núcleos de talón (talón) y/o refuerzos de talón, o para su empleo en la producción de artículos de goma tales como artículos de goma técnicos, preferiblemente correas de transmisión, correas, piezas moldeadas tales como amortiguadores, cojinetes, en especial cojinetes hidráulicos, cintas transportadoras, perfiles, juntas, anillos y/o mangueras.

[0027] Otro objeto de la presente invención es un neumático, preferiblemente una rueda neumática o un neumático de goma macizos, o un componente de neumático o un artículo de goma, como un artículo de goma técnico, producido en cada caso utilizando la composición de caucho vulcanizable, el conjunto de partes o la composición de caucho vulcanizada según la invención, en donde preferiblemente en el caso de componentes de neumáticos estos se seleccionan entre componentes base (base), es decir, componentes debajo de la banda de rodadura, bandas de hombro (ala), bandas de cubierta de correa (banda de cobertura), correas (cinturones), núcleos de talón (talón) y/o refuerzos de talón y en donde preferiblemente en el caso de artículos de goma, como artículos de goma técnicos, estos se seleccionan entre correas de transmisión, correas, piezas moldeadas como amortiguadores, cojinetes, en especial cojinetes hidráulicos, cintas transportadoras, perfiles, juntas, anillos y/o mangueras.

[0029] Sorprendentemente, se descubrió que la composición de caucho según la invención presenta una elevada rigidez dinámica y, simultáneamente, un valor de tan delta reducido. Con el mejor desacoplamiento de estas dos propiedades, en especial en comparación con las composiciones de caucho que contienen negro de humo industrial, permite un ajuste más flexible y preciso del rendimiento a obtener de la composición de caucho.

[0030] En especial, la combinación de la carga y del organosilano empleados según la presente invención conduce a un mejor rendimiento de la composición de caucho. Mediante la sustitución (parcial) de negro de humo industrial por la carga empleada según la presente invención, se puede reducir el valor de tan delta, mientras se mantiene al menos inalterada la rigidez dinámica. Sorprendentemente, mediante el empleo adicional del organosilano empleado según la presente invención, además de una reducción adicional del valor de tan delta, que también consigue una mayor rigidez dinámica. Además se descubrió sorprendentemente que mediante la combinación de la carga y del organosilano empleados según la presente invención, con frecuencia se consigue un alargamiento de rotura igual a más elevado (en comparación con las composiciones de caucho vulcanizadas que contienen negro de humo como carga). Por lo demás, no se influyó negativamente sobre la dureza de la composición de caucho. La combinación de la carga y del organosilano empleados según la presente invención es especialmente ventajosa para las composiciones de caucho reticuladas con azufre.

[0032] El uso de la carga según la invención es asimismo muy ventajoso desde el punto de vista medioambiental. En la producción de negro de humo industrial se liberan grandes cantidades de CO₂ en el proceso de producción. Por consiguiente, la carga según la invención representa, por lo tanto, una alternativa de carga respetuosa con el medio ambiente y, a diferencia del negro de humo industrial, no afecta al color de las composiciones de caucho.

[0034] Descripción detallada

[0036] En el contexto de la presente invención, el término “que comprende”, en relación con, por ejemplo, las composiciones de caucho vulcanizables según la invención y los pasos de procedimiento o etapas de los procedimientos aquí descritos, significa preferiblemente “que consiste en”. En este caso, por ejemplo con respecto a la composición de caucho vulcanizable según la invención, además de los componentes necesariamente presentes en ella, pueden estar contenidos uno o más de los componentes opcionales mencionados a continuación. En este caso, todos los componentes pueden estar presentes en sus respectivas formas de realización preferidas mencionadas a continuación. Con respecto a los procedimientos según la invención y aquí descritos, estos pueden presentar, además de los pasos o las etapas obligatorias, pasos y etapas opcionales adicionales.

[0038] La cantidad total de todos los componentes contenidos en las composiciones aquí descritas, como la composición de caucho vulcanizable según la invención (que comprende respectivamente todos los componentes obligatorios y opcionales), suma en total el 100 % en peso en cada caso.

[0039] Composición de caucho vulcanizable

[0040] La composición de caucho vulcanizable según la invención comprende un componente de caucho K, un componente de carga F y un sistema de vulcanización VS, en donde

[0041] el sistema de vulcanización VS comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre, el componente de caucho K contiene al menos un caucho reticulable mediante azufre,

[0042] el componente de carga F contiene al menos una carga orgánica que presenta un contenido de C<14>en un intervalo de 0,20 a 0,45 Bq/g de carbono y una superficie BET en un intervalo de 20 a 150 m<2>/g, preferiblemente de >20 a 150 m<2>/g, y

[0043] la composición de caucho vulcanizable comprende además al menos un organosilano como parte del componente de carga F, en donde el al menos un organosilano presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre, y el al menos un organosilano está contenido preferiblemente en una cantidad en un intervalo de 0,25 a 5 phr.

[0044] Componente de caucho K

[0045] El componente de caucho K de la composición de caucho vulcanizable según la invención comprende al menos un caucho reticulable mediante el sistema de vulcanización VS que comprende al menos azufre.

[0046] Cualquier tipo de caucho es adecuado para la producción de la composición de caucho según la invención, siempre que sea reticulable mediante azufre. Los cauchos adecuados son los cauchos diénicos, en especial los cauchos diénicos seleccionados del grupo de caucho natural (NR; natural rubber), caucho natural sintético, en especial caucho de isopreno (IR; isopren rubber), caucho de estireno-butadieno (SBR; styrene butadiene rubber), caucho de estireno-butadieno polimerizado en disolución (SSBR), caucho de estireno-butadieno polimerizado en emulsión (ESBR), SBR funcionalizado, en especial SSBR funcionalizado, caucho de butadieno (BR; butadien rubber), caucho de cloropreno (CR), caucho de acrilonitrilo butadieno (NBR; nitrile rubber), caucho de isobutileno-isopreno (IIR; isobuten isoprene rubber), caucho de isobutileno-isopreno bromado (BIIR), caucho de isobutileno-isopreno clorado (CIIR), así como mezclas de los mismos.

[0047] Preferiblemente, un caucho de dieno funcionalizado, como SSBR, presenta uno o más grupos funcionales en una o más cadena(s) lateral(es) y/o grupo(s) terminal(es), en donde al menos un grupo funcional se selecciona preferiblemente de grupos polares, en especial del grupo constituido por grupos carboxilo, hidroxilo, amina, éster carboxílico, amida de ácido carboxílico o ácido sulfónico y mezclas de los mismos. El SSBR funcionalizado es conocido, entre otras, por la solicitud de patente DE 102008052116 A1.

[0048] Preferiblemente, al menos uno de los componentes de caucho K es un caucho natural, caucho de estirenobutadieno polimerizado en disolución (SSBR), caucho de estireno-butadieno polimerizado en emulsión (ESBR) o caucho de butadieno, o una mezcla de al menos dos de los cauchos mencionados anteriormente. Es especialmente preferente un caucho natural como caucho del componente de caucho.

[0049] Sistema de vulcanización VS

[0050] El sistema de vulcanización (SV) de la composición de caucho vulcanizable según la invención comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre. El donador de azufre libera azufre en condiciones de vulcanización. El azufre actúa como agente de reticulación para polímeros, tanto cuando está contenido directamente en el sistema de vulcanización (SV) como después de su liberación por el donador de azufre. Mediante la presencia del sistema de vulcanización VS y del azufre contenido en el mismo y/o de al menos un donador de azufre se pueden vulcanizar las composiciones de caucho vulcanizables según la invención. Para la reticulación mediante azufre, se utiliza habitualmente azufre elemental, que se presenta en forma de anillos S<8>. La apertura del anillo S<8>se efectúa térmicamente o mediante sustancias básicas. En este caso, el azufre se puede presentar en forma soluble o insoluble en la composición de caucho. Los compuestos orgánicos básicos que activan la apertura del anillo se denominan aceleradores. Como alternativa o adicionalmente al azufre elemental, se puede utilizar al menos un donador de azufre. En este caso, el azufre se libera de dichos donadores únicamente durante la vulcanización. Ejemplos de donadores de azufre son compuestos químicos que contienen azufre, como 4,4'-ditiomorfolina (DTDM) y disulfuro de tetrametiltiuram (TMTD), que se pueden emplear en una cantidad de 0,5 a 2,0 phr, por ejemplo en una cantidad de 1,5 phr (DTDM) o 1,0 phr (TMTD).

[0051] La fracción de azufre en la composición de caucho según la invención se sitúa preferiblemente en un intervalo de 0,25 a 10 phr, de modo especialmente preferente de 0,25 a 7 phr, del modo muy especialmente preferente de 0,5 a 5 phr, del modo más preferente de 1 a 3 o hasta 2 phr.

[0052] Preferiblemente, el sistema de vulcanización VS comprende al menos un acelerador para la reticulación mediante azufre. En este caso, los donadores de azufre mencionados anteriormente son igualmente adecuados como aceleradores cuando el sistema de vulcanización VS contiene azufre como agente reticulante. Preferiblemente, el al menos un acelerador se selecciona del grupo constituido por ditiocarbamatos, xantogenatos, tiurams como monosulfuro de tiuram y/o disulfuro de tiuram y/o disulfuro de tetrabenciltiuram (TbzTD) y/o disulfuro de tetrametiltiuram (TMTD), tiazoles como 2-mercaptobenzotiazol y/o disulfuro de dibenzotiazilo, sulfenamidas como N-ciclohexil-2-benzotiazilsulfenamida (CBS) y/o 2-morfolinotiobenzotiazol y/o N-terc-butil-2-benzotiazilsulfenamida, guanidinas como N,N'-difenilguanidina, tioureas, ditiofosfatos, tetrasulfuro de dipentametilenotiuram, 4,4'-ditiodimorfolina (DTDM), disulfuro de caprolactama y mezclas de los mismos, de modo muy especialmente preferente se selecciona del grupo constituido por N-terc-butil-2-benzotiazolil-sulfenamida, disulfuro de tetrabenciltiuram y N,N'-difenilguanidina, así como mezclas de los mismos.

[0053] La fracción de al menos un acelerador en la composición de caucho según la invención asciende preferiblemente de 0,1 a 10 phr, de modo especialmente preferente de 0,2 a 8 phr, de modo muy especialmente preferente de 0,2 a 6 phr, del modo más preferente de 0,2 a 3 phr.

[0054] El sistema de vulcanización VS de la composición de caucho vulcanizable según la invención puede contener uno o más vulcanizantes distintos de azufre y/o donadores de azufre y/o aditivos promotores de vulcanización como óxido de zinc y/o ácidos grasos como ácido esteárico.

[0055] El sistema de vulcanización VS de la composición de caucho vulcanizable según la invención puede contener uno o más aditivos que promueven la vulcanización, pero que no son capaces de desencadenarla en sí mismos. Dichos aditivos incluyen, por ejemplo, aceleradores de vulcanización como ácidos grasos saturados, preferiblemente con 12 a 24, de modo especialmente preferente de 14 a 20 y del modo más preferente de 16 a 18 átomos de carbono como, por ejemplo, ácido esteárico y las sales de zinc de los ácidos grasos mencionados anteriormente.

[0056] Si se utilizan aditivos promotores de vulcanización y en especial los ácidos grasos mencionados anteriormente y/o sus sales de zinc, preferiblemente ácido esteárico y/o estearato de zinc, en las composiciones de caucho según la invención, su fracción asciende preferiblemente de 0 a 10 phr, de modo especialmente preferente de 1 a 8 phr y del modo más preferente de 1,5 a 5 phr.

[0057] El sistema de vulcanización VS de la composición de caucho vulcanizable según la invención puede contener uno o más vulcanizantes adicionales distintos de azufre y/o donadores de azufre, como preferiblemente óxido de zinc. Es especialmente preferible utilizar dichos vulcanizantes en el sistema de vulcanización VS además de azufre y/o donadores de azufre.

[0058] Si se utilizan otros vulcanizantes como óxido de zinc en las composiciones de caucho según la invención, su fracción asciende preferiblemente de 0 a 10 phr, de modo especialmente preferente de 1 a 8 phr y del modo más preferente de 2 a 5 phr.

[0059] También es posible añadir peróxido como agente de reticulación adicional al sistema de vulcanización VS utilizado al menos, además del azufre utilizado al menos o el donador de azufre utilizado al menos. Sin embargo, esto no es preferente.

[0060] La vulcanización de la composición de caucho de la presente invención se efectúa preferiblemente utilizando azufre y/o al menos un donador de azufre, de modo especialmente preferente utilizando azufre en combinación con óxido de zinc y/o al menos un ácido graso, de modo especialmente preferente utilizando azufre y/o al menos un donador de azufre, de modo muy especialmente preferente utilizando azufre en combinación con óxido de zinc y al menos un ácido graso.

[0061] Componente de carga F

[0062] El componente de carga F de la composición de caucho vulcanizable según la invención comprende al menos una carga orgánica. Dado que la carga utilizada según la invención es orgánica, las cargas inorgánicas, como ácidos silícicos precipitados, no se incluyen en este término.

[0063] El término “carga” y en especial “carga orgánica” es conocido para los expertos. Preferiblemente, la carga orgánica utilizada según la invención es una carga de refuerzo, es decir, una carga activa. Las cargas de refuerzo, o bien activas se caracterizan por una mayor superficie específica en comparación con cargas inactivas y, a diferencia de las cargas inactivas (no de refuerzo), pueden modificar las propiedades viscoelásticas del caucho mediante una interacción con un caucho dentro de una composición de caucho. Por ejemplo, pueden influir sobre la viscosidad de los cauchos y mejorar el comportamiento de tracciónalargamiento y el comportamiento de rotura de los vulcanizados, por ejemplo, en lo que respecta a resistencia al desgarro, resistencia a la propagación de desgarro y abrasión. Las cargas inactivas, en cambio, diluyen la matriz de caucho y conducen, por ejemplo, a una reducción de la energía de rotura.

[0064] La carga orgánica empleada según la invención presenta un contenido de C<14>en un intervalo de 0,20 a 0,45 Bq/g de carbono, preferiblemente de 0,23 a 0,42 Bq/g de carbono. El contenido de C<14>necesario indicado anteriormente se cumple mediante cargas orgánicas que se obtienen a partir de biomasa mediante tratamiento, o bien conversión adicional, en donde el fraccionamiento puede efectuarse por vía térmica, química o biológica, preferiblemente térmica y química. Por lo tanto, las cargas obtenidas a partir de materiales fósiles, como combustibles fósiles en especial, no se ajustan a la definición de carga empleada según la presente invención, ya que no poseen un correspondiente contenido de C<14>.

[0065] En este contexto, en principio se denomina biomasa cualquier biomasa, en donde el término “biomasa” comprende la denominada fitomasa, es decir, biomasa procedentes de plantas, zoomasa, es decir, biomasa procedente de animales, así como biomasa microbiana, es decir, biomasa procedente de microorganismos, incluyendo hongos, en donde en el caso de la biomasa se trata de biomasa seca o biomasa fresca, y esta puede proceder de organismos vivos o muertos. La biomasa especialmente preferida para la producción de cargas es fitomasa, preferiblemente fitomasa muerta. La fitomasa muerta comprende, entre otras, plantas muertas, desprendidas o separadas y componentes. Entre estos cuentan, por ejemplo, hojas rotas o desgarradas, tallos de cereales, brotes laterales, ramitas y ramas, follaje caído, árboles talados o podados, semillas, frutos y componentes, pero también serrín, virutas y otros productos derivados del procesamiento de madera.

[0066] La carga orgánica utilizada según la invención presenta una superficie BET (superficie total específica según Brunauer, Emmett y Teller) en un intervalo de 20 a 150 m<2>/g, preferiblemente en un intervalo de > 20 a 150 m<2>/g, de modo especialmente preferente en un intervalo de 25 a 120 m<2>/g, en especial preferiblemente en un intervalo de 30 a 110 m<2>/g, del modo más preferente en un intervalo de 40 a 100 m<2>/g. A continuación, en la parte de métodos se explica un método para determinar la superficie BET.

[0067] Preferiblemente, la carga orgánica presenta un contenido de oxígeno en un intervalo de > 8 % a < 30 % en peso, de modo especialmente preferente de > 10 % a < 30 % en peso, de modo muy especialmente preferente de > 15 % a < 30 % en peso, del modo más preferente de > 20 % a < 30 % en peso, referido respectivamente a la carga exenta de cenizas y anhidra. El contenido de oxígeno puede determinarse mediante pirólisis a alta temperatura, por ejemplo con ayuda del EuroEA3000 CHNS-O Analyzer de la firma EuroVector S.p.A.

[0068] Preferiblemente, la carga orgánica presenta un contenido de carbono en un intervalo de > 60 % a < 90 % en peso, de modo especialmente preferente de > 60 % a < 85 % en peso, de modo muy especialmente preferente de > 60 % a < 82 % en peso, del modo más preferente de > 60 % a < 80 % en peso, referido respectivamente a la carga exenta de cenizas y anhidra. En la parte de métodos se explica un método para determinar el contenido de carbono. De este modo, la carga orgánica se diferencia tanto de negros de humo como de negros de humo industriales que se producen a partir de materias primas fósiles, como de negros de humo que se producen a partir de materias primas renovables, ya que los negros de humo presentan un contenido de carbono de al menos un 95 % en peso.

[0069] Preferiblemente, la carga orgánica presenta una superficie STSA en un intervalo de > 18 a < 150 m<2>/g, de modo especialmente preferente en un intervalo de 20 a 130 m<2>/g, muy especialmente en un intervalo de 25 a 120 m<2>/g, aún más preferentemente en un intervalo de 30 a 110 m<2>/g, especialmente en un intervalo de 40 a 100 m<2>/g, del modo más preferente en un intervalo de 40 a < 100 m<2>/g. A continuación, en la parte de métodos se explica un método para determinar la superficie STSA (Statistical Thickness Surface Area).

[0070] Preferiblemente, la carga orgánica presenta al menos un grupo funcional que se selecciona de grupos OH fenólicos, grupos fenolato, grupos OH alifáticos, grupos ácido carboxílico, grupos carboxilato y mezclas de los mismos.

[0071] Preferiblemente, la carga orgánica empleada según la presente invención es una carga orgánica a base de lignina que se produce a partir de biomasa y/o componentes de biomasa. Por ejemplo, la lignina para la producción de la carga orgánica a base de lignina puede aislarse, extraerse o disolverse a partir de biomasa. Procedimientos apropiados para obtener la lignina para la producción de la carga orgánica a base de lignina a partir de biomasa son, por ejemplo, procedimientos de hidrólisis o procedimientos de digestión como el procedimiento de digestión Kraft. En el sentido de la presente invención, el término “a base de lignina” significa preferiblemente que en la carga orgánica empleada según la presente invención están presentes una o más unidades de lignina y/o uno o más estructuras de lignina. Las ligninas son biopolímeros sólidos que se incorporan a las paredes celulares vegetales y de este modo provocando la formación de tejido leñoso (lignificación) de células vegetales. Por lo tanto, se encuentran en la biomasa y, en especial, en materias primas renovables biológicamente, y representan, especialmente en forma tratada hidrotermalmente, una alternativa de carga respetuosa con el medio ambiente.

[0072] Preferiblemente, la lignina y preferiblemente la carga orgánica empleada según la invención se presenta como tal, siempre que se trate de una carga a base de lignina, al menos parcialmente en forma tratada hidrotermalmente y sea obtenible de modo especialmente preferente mediante tratamiento hidrotermal en cada caso. La carga orgánica empleada según la invención se basa de modo especialmente preferente en lignina obtenible mediante tratamiento hidrotermal. Los procedimientos adecuados para el tratamiento hidrotermal, en especial de ligninas y cargas orgánicas que contienen lignina, se describen, por ejemplo, en el documento WO 2017/085278 A1 y el documento WO 2017/194346 A1, así como en el documento EP 3 470 457 A1 El tratamiento hidrotermal se lleva a cabo preferiblemente a temperaturas > 100 °C a < 300 °C, de modo especialmente preferente de > 150 °C a < 250 °C, en presencia de agua líquida. Preferiblemente, la carga orgánica es una carga a base de lignina, en donde preferiblemente al menos la lignina, y aún más preferiblemente la carga orgánica como tal, se presentan al menos parcialmente en una forma obtenible mediante tratamiento hidrotermal, especialmente preferiblemente mediante tratamiento hidrotermal, en donde el tratamiento hidrotermal se ha llevado a cabo preferiblemente a una temperatura en un intervalo de > 100 °C a < 300 °C, de modo especialmente preferente de > 150 °C a < 250 °C.

[0073] Preferiblemente, la carga orgánica presenta un valor de pH en un intervalo de 7 a 9, de modo especialmente preferente en un intervalo de > 7 a < 9, de modo muy especialmente preferente en un intervalo de > 7,5 a < 8,5.

[0074] La carga orgánica empleada según la invención presenta preferiblemente un valor d99 < 25 µm, más preferiblemente < 20 µm, de modo especialmente preferente < 18 µm, de modo muy especialmente preferente < 15 µm, aún más preferiblemente < 12 µm, aún más preferiblemente < 10 µm, aún más preferiblemente < 9 µm, aún más preferiblemente < 8 µm. El método para determinar el valor d99 se describe más adelante en la parte de métodos y se efectúa mediante difracción láser según la norma ISO 13320:2009. Los valores d90 y d25 mencionados a continuación se determinan de la misma manera. Es evidente para los expertos que la carga orgánica empleada según la invención se presenta en forma de partículas y que el tamaño medio de partícula (tamaño medio de grano) de estas partículas se describe mediante el valor d99 mencionado anteriormente y los valores d90 y d25 igualmente mencionados.

[0075] La carga orgánica empleada según la invención presenta de modo especialmente preferente un valor d99 de < 9 µm, más preferiblemente de < 8 µm, determinado preferiblemente mediante difracción láser según la norma ISO 13320:2009 en cada caso.

[0076] Preferiblemente, la carga orgánica presenta un valor d90 < 7,0 µm, de modo especialmente preferente < 6,0 µm, y/o preferiblemente tiene un valor d25 < 3,0 µm, de modo especialmente preferente < 2,0 µm, preferiblemente determinado mediante difracción láser según la norma ISO 13320:2009 en cada caso.

[0077] Preferiblemente, la composición de caucho según la invención contiene el al menos una carga orgánica en una cantidad que se sitúa en un intervalo de 1 a 150 phr, de modo especialmente preferente de 5 a 100 phr, de modo muy especialmente preferente de 10 a 80 phr, aún más preferiblemente de 15 a 70 phr, del modo más preferente de 15 a 60 phr.

[0078] La unidad phr (partes por cien partes de caucho en peso) utilizada en el presente documento es la indicación cuantitativa habitual para recetas de mezcla en la industria del caucho. La dosificación de partes en peso de los componentes individuales se refiere siempre a 100 partes en peso de la masa total de todos los cauchos presentes en la mezcla en este caso.

[0079] Además de la al menos una carga orgánica empleada según la invención, el componente de carga F puede contener una o más cargas adicionales diferentes de la(s) carga(s) orgánica(s) empleada(s) según la invención. En el caso de que la carga orgánica empleada según la invención sirva solo como sustituto parcial de los negros de humo industriales habituales, las composiciones de caucho según la invención también pueden contener negros de humo industriales, en especial negros de humo de horno, como los clasificados como negros de humo de uso general según el código ASTM N660 o el código ASTM N550.

[0080] Adicionalmente o como alternativa, las composiciones de caucho según la invención pueden contener en especial cargas inorgánicas, por ejemplo de diferentes tamaños de partícula, superficies de partícula y naturaleza química con diferente potencial para influir sobre propiedades específicas, pero especialmente en el comportamiento durante el procesamiento (reología). En el caso de que estén contenidas otras cargas, estas deberán poseer preferiblemente propiedades lo más similares posible a las de las cargas orgánicas empleadas en la composición de caucho según la invención, en especial en lo que respecta a su valor de pH.

[0081] Si se utilizan cargas adicionales, en este caso se trata preferentemente de silicatos laminares como minerales arcillosos, por ejemplo talco; carbonatos como carbonato de calcio; silicatos como silicato de calcio, magnesio y aluminio; y óxidos como óxido de magnesio y sílice, o bien ácido silícico.

[0082] En especial en el caso de que la carga orgánica empleada según la invención sirve solo como sustituto parcial de ácidos silícicos habituales, o bien sílice, las composiciones de caucho según la invención también pueden contener tales cargas inorgánicas como sílice, o bien ácido silícico.

[0083] En el marco de la presente invención, el óxido de zinc no se considera una carga inorgánica, ya que al óxido de zinc corresponde la tarea de un aditivo promotor de la vulcanización. No obstante, es necesario seleccionar cuidadosamente las cargas adicionales, dado que la sílice, por ejemplo, tiende a unirse a moléculas orgánicas en su superficie y a inhibir su efecto de este modo.

[0084] Organosilano

[0085] El al menos un organosilano de la composición de caucho vulcanizable según la invención presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre. Preferiblemente, el al menos un átomo de azufre es parte de un resto orgánico no hidrolizable del organosilano o está unido covalentemente a tal resto en forma de un grupo funcional, como un grupo tiol, en especial el al menos un átomo de azufre es parte de un resto orgánico alifático del organosilano o está unidos covalentemente a tal resto alifático en forma de un grupo funcional, como un grupo tiol.

[0086] Preferiblemente, el al menos un organosilano de la composición de caucho vulcanizable según la invención es un compuesto de la Fórmula general (I) y/o (II).

[0087] Si(X)<4-y>(R)<y>(I),

[0088] (X)<3-z>(T)<z>Si-(RA)-Si(X)<3-z>(T)<z>(II)

[0089] en donde, en el caso de la Fórmula general (I)

[0090] X representa respectivamente de forma independiente entre sí un grupo funcional hidrolizable reactivo frente a grupos OH fenólicos, grupos fenolato, grupos OH alifáticos, grupos ácido carboxílico, grupos carboxilato y/o mezclas de estos grupos, que preferiblemente representa en cada caso de forma independiente entre sí un grupo alcoxi, de modo especialmente preferente seleccionado de O-C<1-4>-alquilo,

[0091] el parámetro y representa un número entero en el intervalo de 1 a 3, pero asciende al menos a 1, de modo preferente representa exactamente 1, y

[0092] R representa un resto orgánico no hidrolizable, preferiblemente para un resto alifático C<3>a C<20>, que comprende al menos un átomo de azufre, en donde el átomo de azufre es preferiblemente parte de al menos un grupo funcional, que se selecciona preferiblemente del grupo constituido por grupos tiol, grupos tiol bloqueados, grupos di- y/o polisulfuro, como grupos tetrasulfuro, así como mezclas de los mismos, de modo muy especialmente preferente grupos tiol;

[0093] en donde, en el caso de la Fórmula general (II),

[0094] X representa respectivamente de forma independiente entre sí un grupo funcional hidrolizable reactivo frente a grupos OH fenólicos, grupos fenolato, grupos OH alifáticos, grupos ácido carboxílico, grupos carboxilato y/o mezclas de estos grupos, que preferiblemente representa en cada caso de forma independiente entre sí un grupo alcoxi, de modo especialmente preferente seleccionado del grupo O-C<1-4>-alquilo,

[0095] RA representa un resto orgánico no hidrolizable divalente, preferiblemente un resto alifático C<6>- a C<20>divalente, que presenta al menos un átomo de azufre, preferiblemente al menos un grupo disulfuro y/o polisulfuro, de modo especialmente preferente un grupo di- o tetrasulfuro,

[0096] el parámetro z representa respectivamente un número entero en el intervalo de 0 a 2, preferiblemente 0 o 2, y T representa un resto orgánico no hidrolizable, que es distinto del residuo RA y no presenta grupos funcionales y preferiblemente es un resto alifático C<1>a C<20>, de modo especialmente preferente no contiene ningún átomo de azufre.

[0097] En el caso de monosilanos de la Fórmula general (I), es preferente que al menos un resto R sea un grupo mercaptoalquilo, en donde R es preferiblemente un resto alifático C<3>a C<8>, de modo especialmente preferente un resto alifático C<3>a C<6>, y que el monosilano presente al menos un grupo X, preferiblemente dos o tres grupos X.

[0098] Preferiblemente, el monosilano de la Fórmula general (I) se selecciona del grupo constituido por 4-mercaptobutiltrialcoxisilano y/o 6-mercaptohexiltrialcoxisilano y/o 3-mercaptopropiltrialcoxisilano, en donde grupos alcoxi significan preferiblemente de forma independiente entre sí grupos metoxi o etoxi.

[0099] Preferiblemente, el al menos un organosilano es un compuesto de la Fórmula general (II).

[0100] En el caso de bis(silanos) de la Fórmula general (II), es preferente que el resto orgánico no hidrolizable RA sea un resto alifático C<6>a C<20>, de modo especialmente preferente un resto alifático C<6>a C<10>, y que RA presente al menos un átomo de azufre. De modo especialmente preferente, RA presenta un grupo di- o polisulfuro, de modo muy especialmente preferente un grupo di- o tetrasulfuro. Preferiblemente, el átomo de azufre se sitúa dentro del resto RA; de modo especialmente preferente no está adyacente a un átomo de silicio.

[0101] Preferiblemente, el bis(silano) de la Fórmula general (II) contiene al menos un grupo X, de modo especialmente preferente dos o tres grupos X.

[0102] Preferiblemente, el bis(silano) de la Fórmula general (II) se selecciona del grupo constituido por bis(dimetiletoxisililpropil)tetrasulfuro (DMESPT), bis(dimetiletoxisililpropil)disulfuro (DMESPD), bis(trietoxisililpropil)tetrasulfuro (TESPT), bis(trietoxisililpropil)disulfuro (TESPD) y mezclas de los mismos, siendo especialmente preferido el bis(silano) de la Fórmula general (II) TESPT y/o TESPD, y siendo TESPD el más preferido.

[0103] Preferiblemente, el al menos un organosilano en la composición de caucho vulcanizable según la invención está contenido en una cantidad que se sitúa en un intervalo de 0,25 a 7 phr, de modo especialmente preferente de 0,25 a 5 phr, de modo muy especialmente preferente de 0,5 a 3 phr.

[0104] Preferiblemente, el al menos un organosilano en la composición de caucho vulcanizable según la invención está contenido en una cantidad que, referida a la carga orgánica contenida en la misma, se sitúa en un intervalo de 1 a 10 % en peso, de modo especialmente preferente de 2 a 8 % en peso, de modo muy especialmente preferente de 2,5 a 6 % en peso, del modo más preferente de 3 a 6 o hasta 5 % en peso.

[0105] Otros componentes de la composición del caucho vulcanizable

[0106] La composición de caucho según la invención puede contener otros componentes opcionales como plastificantes y/o agentes antidegradación y/o ceras fotoprotectoras y/o resinas, en especial resinas que aumentan la adhesión.

[0107] Mediante el empleo de plastificantes se puede influir en especial sobre propiedades de la composición de caucho no vulcanizada, como la procesabilidad, pero también propiedades de la composición de caucho vulcanizada, como su flexibilidad, especialmente a bajas temperaturas. Los aceites minerales del grupo de aceites parafínicos (hidrocarburos esencialmente saturados en forma de cadena) y aceites nafténicos (hidrocarburos esencialmente saturados en forma de anillo) son plastificantes especialmente apropiados en el marco de la presente invención. El empleo de aceites de hidrocarburos aromáticos es asimismo posible e incluso preferible. Sin embargo, una mezcla de aceites parafínicos y/o nafténicos con aceites aromáticos como plastificantes también puede ser ventajosa en cuanto a la adhesión de la composición de caucho a otros componentes que contienen caucho en los neumáticos en neumáticos como, por ejemplo, la carcasa. Otros plastificantes posibles son, por ejemplo, ésteres de ácidos dicarboxílicos alifáticos como, por ejemplo, el ácido adípico o el ácido sebácico, ceras de parafina y ceras de polietileno. Entre los plastificantes, especialmente los aceites parafínicos y los aceites nafténicos son apropiados en el marco de la presente invención, pero los aceites aromáticos, especialmente los aceites minerales aromáticos, son los más preferidos.

[0108] Preferiblemente, se utilizan plastificantes y de modo especialmente preferente, entre estos, aceites de proceso parafínicos y/o nafténicos y en especial aromáticos en una cantidad de 0 a 10 phr, de modo especialmente preferente de 1 a 8 phr, de modo muy especialmente preferente de 1 a 7 phr, del modo más preferente de 1 a 3 phr.

[0109] Preferiblemente, como antidegradantes se utilizan quinolinas como TMQ (2,2,4-trimetil-1,2-dihidroquinolina) y diaminas como 6-PPD (N-(1,3-dimetilbutil)-N'-fenil-p-fenilendiamina) o IPPD (N-isopropil-N'-fenil-pfenilendiamina), de modo especialmente preferente IPPD. Su fracción asciende preferiblemente de 1 a 10 phr, de modo especialmente preferente de 1 a 7 phr, de modo muy especialmente preferente de 1 a 5 phr y del modo más preferente de 1 a 2 phr.

[0110] Ejemplos de ceras fotoprotectoras son Negozone 3457 de H&R Group o ceras fotoprotectoras Antilux de la firma Rhein Chemie, como Antilux 111 o Antilux 654. Preferiblemente, su fracción asciende de 0,25 a 10 phr, de modo especialmente preferente de 0,5 a 7 phr, de modo muy especialmente preferente de 0,5 a 5 phr, del modo más preferente de 0,5 a 2 phr.

[0111] Para mejorar la adhesión de la mezcla de caucho vulcanizado de la presente invención a otros componentes adyacentes del neumático, se pueden utilizar resinas que aumentan la adhesión. Son especialmente apropiadas resinas a base de fenoles, preferiblemente del grupo constituido por resinas fenólicas, resinas de fenol-formaldehído y resinas de fenol-acetileno. Además de las resinas a base de fenol, también se pueden emplear resinas de hidrocarburos alifáticos como, por ejemplo, Escorez<™>1102 RM de la firma ExxonMobil, pero también resinas de hidrocarburos aromáticos. Las resinas de hidrocarburos alifáticos mejoran especialmente la adhesión a otros componentes de caucho del neumático. Generalmente poseen una menor adhesión que las resinas a base de fenol y pueden emplearse solas o en mezcla con las resinas a base de fenol.

[0112] Si se emplean resinas que aumentan la adhesión, preferiblemente aquellas seleccionadas del grupo constituido por resinas a base de fenol, resinas de hidrocarburos aromáticos y resinas de hidrocarburos alifáticos, su fracción asciende preferiblemente de 0 a 15 phr, de modo especialmente preferente de 1 a 15 phr, de modo muy especialmente preferente de 2 a 10 phr y del modo más preferente de 3 a 8 phr.

[0113] Conjunto de partes

[0114] Otro objeto de la presente invención es un conjunto de partes que comprende, preferiblemente está constituido por, en forma espacialmente separada

[0115] como parte (A) una composición de caucho que comprende al menos el componente de caucho K empleado según la invención y al menos el componente de carga F empleado según la invención, en donde la parte (A) no comprende, sin embargo, azufre y/o al menos un donador de azufre del sistema de vulcanización VS empleado según la invención, y

[0116] como parte (B) un sistema de vulcanización VS empleado según la invención que comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre,

[0117] en donde el organosilano empleado según la invención está preferiblemente contenido en el componente de carga F en la parte (A) en una cantidad que se sitúa en el intervalo de 0,25 a 5 phr.

[0118] Por lo tanto, la parte (A) como tal aún no es vulcanizable mediante azufre y, en consecuencia, representa una composición de caucho no vulcanizable mediante azufre en este momento. La vulcanización mediante azufre solo es posible después de mezclar las partes (A) y (B), independientemente de que el azufre esté presente en forma de azufre propiamente en sí y/o se libere de al menos un donador de azufre.

[0119] Preferiblemente, en el conjunto de partes, los componentes K y F de la composición de caucho según la invención por un lado y el sistema de vulcanización VS por otro lado, se encuentran separados espacialmente y, por lo tanto, pueden almacenarse por separado. El conjunto de partes sirve para producir una composición de caucho vulcanizable. Por ejemplo, la composición de caucho que comprende los componentes K y F y, dado el caso, otros componentes, incluyendo vulcanizantes distintos de azufre, como óxido de zinc y/o al menos un ácido graso, que constituye una parte del conjunto de partes, puede utilizarse como parte (A) en la etapa 1 del proceso que se describe a continuación para producir una mezcla de caucho vulcanizable, y la segunda parte del conjunto de partes, es decir, el sistema de vulcanización VS como parte (B), que comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre, puede utilizarse en la etapa 2 de dicho procedimiento, donde el organosilano utilizado según la invención está contenido en el componente de carga F en la parte (A).

[0120] A diferencia de la composición de caucho vulcanizable, que contiene tanto los componentes K, F como un organosilano que presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre, la composición de caucho según la invención, así como el sistema de vulcanización asociado VS, que comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre, preferiblemente mezclados de manera homogénea, de modo que la composición de caucho vulcanizable pueda vulcanizarse directamente, en el conjunto de partes según la invención, la composición de caucho que comprende los componentes K, F y preferiblemente el organosilano que presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre. y el sistema de vulcanización VS, que comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre, están espacialmente separados entre sí. Todas las formas de realización preferidas descritas en el presente documento en relación con la composición de caucho vulcanizable según la invención son también formas de realización preferidas con respecto al conjunto de partes según la invención.

[0121] Preferiblemente, el conjunto de partes según la invención comprende como

[0122] parte (A) una composición de caucho que comprende al menos los componentes K, F y un organosilano que presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre y como parte (B) un sistema de vulcanización VS que comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre y además óxido de zinc, en donde el óxido de zinc puede estar presente alternativamente dentro de la parte (A).

[0123] El conjunto de partes según la invención comprende de modo especialmente preferente como

[0124] parte (A) una composición de caucho que comprende al menos los componentes K, F y un organosilano que presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre y como parte (B) un sistema de vulcanización que comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre, un óxido de zinc y al menos un ácido graso saturado como ácido esteárico y/o, dado el caso, estearato de zinc, en donde al menos óxido de zinc y/o ácido graso pueden estar presentes alternativamente dentro de la parte (A).Procedimiento para producir la composición de caucho vulcanizable

[0125] Otro objeto de la presente invención es un procedimiento para producir la composición de caucho vulcanizable según la invención.

[0126] Todas las formas de realización preferidas descritas anteriormente en relación con la composición de caucho vulcanizable y el conjunto de partes según la invención son también formas de realización preferidas con respecto al procedimiento según la invención.

[0127] La producción de la composición de caucho vulcanizable según la invención se efectúa preferiblemente en dos etapas, en las etapas 1 y 2.

[0128] En la primera etapa (etapa 1), se prepara inicialmente una composición de caucho como mezcla base (mezcla concentrada) mezclándose entre sí todos los componentes empleados para producir la composición de caucho vulcanizable según la invención, pero con excepción de azufre y/o del al menos un donador de azufre. En la segunda etapa (etapa 2), se efectúa la adición de azufre y/o al menos un donador de azufre y, dado el caso, componentes adicionales del sistema de vulcanización SV a la composición de caucho obtenida tras la 1. Etapa 1

[0129] Preferiblemente, se dispone al menos un caucho que está contenido en el componente de caucho K de la composición de caucho según la invención, así como resinas distintas del mismo, empleables dado el caso. Alternativamente, estas últimas también pueden añadirse a continuación con otros aditivos. Preferiblemente, los cauchos poseen al menos a temperatura ambiente (23 °C) o, de modo especialmente preferente, se precalientan a temperaturas como máximo de 50 °C, de modo muy especialmente preferente como máximo 45 °C, y en especial preferiblemente como máximo 40 °C. De modo especialmente preferente, los cauchos se amasan previamente durante un breve periodo de tiempo antes de añadir los demás componentes. Si se utilizan inhibidores como, por ejemplo, óxido de magnesio, para el control de la vulcanización posterior, asimismo estos se añaden preferiblemente en este momento.

[0130] A continuación, se añade al menos una carga orgánica según la invención y, dado el caso, otras cargas, preferiblemente con excepción de óxido de zinc, ya que, como se mencionó anteriormente, este se utiliza en las composiciones de caucho según la invención como componente del sistema de vulcanización VS y, por lo tanto, no se considera una carga en el presente documento. La adición de la al menos una carga orgánica y, dado el caso, de otras cargas, se efectúa preferiblemente de forma incremental.

[0131] De manera ventajosa, aunque no necesariamente, los plastificantes, el organosilano empleado según la invención y otros componentes, como vulcanizantes exentos de azufre, como ácido esteárico y/o estearato de zinc y/u óxido de zinc, se añaden únicamente a continuación de la adición de la al menos una carga orgánica, o bien de las cargas orgánicas adicionales, si se utilizan. Esto facilita la incorporación de la al menos una carga orgánica y de las demás cargas orgánicas, si están presentes. No obstante, también puede ser ventajoso incorporar una parte de la carga orgánica o de las demás cargas orgánicas, si están presentes, junto con los plastificantes y los demás componentes, empleados dado el caso.

[0132] Las temperaturas máximas alcanzadas durante la primera etapa de producción de la composición de caucho (“temperatura de descarga”) no deben superar 170 °C, ya que a temperaturas superiores es posible una descomposición parcial de los cauchos reactivos y/o de las cargas orgánicas. No obstante, también son posibles temperaturas > 170 °C, por ejemplo hasta 200 °C, dependiendo especialmente del caucho utilizado. Preferiblemente, la temperatura máxima en la producción de la composición de caucho de la primera etapa se sitúa entre 80 °C y < 200 °C, de modo especialmente preferente entre 90 °C y 190 °C, del modo más preferente entre 95 °C y 170 °C.

[0133] La mezcla de los componentes de la composición de caucho se efectúa habitualmente mediante mezcladores internos que están equipadas con rotores tangenciales o acoplados (es decir, que engranan entre sí). Estos últimos permiten generalmente un mejor control de la temperatura. Los mezcladores con rotores tangenciales también se denominan mezcladores tangenciales. Sin embargo, la mezcla también puede efectuarse, por ejemplo, utilizando un mezclador de doble rodillo. Dependiendo del tipo de caucho empleado, el proceso de mezcla se puede efectuar de manera convencional, comenzando con la adición del polímero, o invertida, es decir, después de adición de todos los demás componentes al final.

[0134] Una vez efectuada la producción de la composición de caucho, se recomienda enfriarla antes de la segunda etapa. Tal procedimiento también se denomina relajación. Los periodos de tiempo de relajación típicos oscilan entre 6 y 24 horas, preferiblemente entre 12 y 24 horas.

[0135] Etapa 2

[0136] En la segunda etapa, se incorporan a la composición de caucho de la primera etapa al menos azufre y/o al menos un donador de azufre, pero preferiblemente otros componentes adicionales del sistema de vulcanización SV, obteniéndose así una composición de caucho vulcanizable según la presente invención. Preferiblemente, los aceleradores para la reticulación del azufre se incorporan igualmente en la segunda etapa, si están presentes/se utilizan.

[0137] Si como sistema de vulcanización, además de azufre y/o al menos un donador de azufre, se utiliza óxido de zinc y además opcionalmente al menos un ácido graso saturado como ácido esteárico, entonces la adición de todos estos componentes se puede efectuar en la etapa 2. Sin embargo, también es posible integrar estos componentes con excepción de azufre y/o donador de azufre, en la composición del caucho ya en la etapa 1. Las temperaturas máximas obtenidas en la segunda etapa en la producción de la mezcla del sistema de vulcanización a la composición de caucho (“temperatura de descarga”) no deben superar preferiblemente 130 °C, de modo especialmente preferente 125 °C. Un intervalo de temperatura preferido se sitúa entre 70 °C y 125 °C, de modo especialmente preferente entre 80 °C y 120 °C. Puede producirse una vulcanización prematura a temperaturas superiores a las temperaturas máximas de 105 °C a 120 °C para el sistema de reticulación. Una vez efectuada la mezcla del sistema de vulcanización en la etapa 2, la composición se enfría preferentemente.

[0138] En el procedimiento de dos etapas mencionado anteriormente, en la primera etapa se obtiene una composición de caucho, que se amplía en la segunda etapa a una composición de caucho vulcanizable.

[0139] Procedimiento para el procesamiento posterior de la composición de caucho vulcanizable según la invenciónLas composiciones de caucho vulcanizables producidas se someten preferiblemente a procesos de deformación adaptados a los artículos finales antes de la vulcanización. Las composiciones de caucho se llevan a una forma apropiada que es necesaria para el proceso de vulcanización preferiblemente mediante extrusión, o bien calandrado. En este caso, la vulcanización puede efectuarse en moldes de vulcanización bajo presión y temperatura, o la vulcanización se efectúa sin presión en canales temperados, en los que donde el aire o materiales líquidos aseguran la transferencia de calor.

[0140] Composición de caucho vulcanizada

[0141] Otro objeto de la presente invención es una composición de caucho vulcanizada que es obtenible mediante vulcanización de la composición de caucho vulcanizable según la invención o mediante vulcanización de una composición de caucho vulcanizable obtenible mediante combinación y mezclado de las dos partes (A) y (B) del conjunto de partes según la invención.

[0142] Todas las formas de realización preferidas descritas en el presente documento en relación con la composición de caucho vulcanizable y el conjunto de partes, así como el procedimiento según la invención, son también formas de realización preferidas con respecto a la composición de caucho vulcanizada según la invención. Habitualmente se vulcaniza bajo presión y/o efecto de calor. Las temperaturas de vulcanización adecuadas ascienden preferiblemente de 100 °C a 200 °C, de modo especialmente preferente de 120 °C a 180 °C, y del modo más preferente de 140 °C a 170 °C. Opcionalmente, la vulcanización se efectúa a una presión en el intervalo de 50 bar a 300 bar. Sin embargo, también es posible realizar la vulcanización a una presión de 0,1 bar a 1 bar, por ejemplo, en el caso de perfiles. La presión de cierre de la prensa se sitúa habitualmente entre 150 bar y 500 bar, dependiendo de la mezcla y la geometría del producto.

[0143] Uso

[0144] Otro objeto de la presente invención es un uso de la composición de caucho vulcanizable según la invención, el conjunto de partes según la invención o la composición de caucho vulcanizada según la invención para su uso en la producción de neumáticos, preferiblemente en la producción de ruedas neumáticas y neumáticos de goma macizos, y componentes de neumáticos, preferiblemente en la producción de tales componentes de neumáticos para los cuales se desea un valor de tan delta lo más reducido posible de las composiciones de caucho vulcanizadas empleadas en su producción como, por ejemplo, composiciones de caucho que comprenden caucho(s) natural(es) y/o cauchos con una baja temperatura de transición vítrea T<g>, en especial en la producción de componentes de neumáticos seleccionados del grupo de componentes base (base), es decir, componentes debajo de la banda de rodadura, tiras de hombro (ala), bandas de cubierta de correa (banda de cobertura), correas (cinturones), núcleos de talón (talón) y/o refuerzos de talón, o para su empleo en la producción de artículos de goma tales como artículos técnicos de goma, preferiblemente correas de transmisión, correas, piezas moldeadas tales como amortiguadores, cojinetes, en especial cojinetes hidráulicos, cintas transportadoras, perfiles, juntas, anillos y/o mangueras.

[0145] El término “artículos mecánicos de goma” (en inglés: mechanical rubber goods, MRG) es conocido para los expertos. Son ejemplos de artículos mecánicos de caucho correas de transmisión, cinturones, piezas moldeadas como amortiguadores, cojinetes, especialmente cojinetes hidráulicos, cintas transportadoras, perfiles, juntas, amortiguadores y/o mangueras.

[0146] Todas las formas de realización preferidas descritas en el presente documento en relación con la composición de caucho vulcanizable según la invención, el conjunto de partes según la invención, el procedimiento según la invención y la composición de caucho vulcanizada según la invención son también formas de realización preferidas con respecto al uso mencionado anteriormente según la invención.

[0147] Neumáticos y componentes de neumáticos

[0148] Otro objeto de la presente invención es un neumático, preferiblemente una rueda neumática o un neumático de goma macizos, o un componente de neumático, producido en cada caso utilizando la composición de caucho vulcanizable según la invención, el conjunto de partes según la invención o la composición de caucho vulcanizada según la invención, en donde preferiblemente en el caso de componentes de neumáticos estos se seleccionan de los componentes base (base), es decir, componentes debajo de la banda de rodadura, tiras de hombro (ala), bandas de cubierta de correa (banda de cobertura), correas (cinturones), núcleos de talón (talón) y/o los refuerzos de talón.

[0149] Todas las formas de realización preferidas descritas anteriormente en el presente documento en relación con la composición de caucho vulcanizable según la invención, el conjunto de partes según la invención, el procedimiento según la invención y la composición de caucho vulcanizada según la invención, así como el uso según la invención, son también formas de realización preferidas con respecto a los neumáticos mencionados anteriormente según la invención.

[0150] Artículos de goma, especialmente artículos técnicos de goma

[0151] Otro objeto de la presente invención es un artículo de goma, en especial un artículo de goma técnico, preferiblemente seleccionado entre correas de transmisión, cinturones, piezas moldeadas como amortiguadores, cojinetes, en especial cojinetes hidráulicos, cintas transportadoras, perfiles, juntas, anillos y/o mangueras, producidos utilizando la composición de caucho vulcanizable según la invención, el conjunto de partes según la invención o la composición de caucho vulcanizada según la invención.

[0152] Todas las formas de realización preferidas descritas anteriormente en relación con la composición de caucho vulcanizable según la invención, el conjunto de partes según la invención, el procedimiento según la invención y la composición de caucho vulcanizada según la invención, así como el uso según la invención, son también formas de realización con respecto a los artículos de goma preferiblemente técnicos mencionados anteriormente según la invención.

[0153] Métodos de determinación

[0154] 1. Determinación del contenido de C<14>

[0155] La determinación del contenido de C<14>(contenido de carbono de base biológica) se efectúa mediante el método del radiocarbono según la norma DIN EN 16640:2017-08.

[0156] 2. Determinación de la distribución de tamaño de grano

[0157] La distribución de tamaño de grano se puede determinar mediante difracción láser del material dispersado en agua (1 % en peso en agua) según la norma ISO 13320:2009, en donde la medición sigue a un tratamiento ultrasónico de 12000 Ws. La indicación de fracción volumétrica se efectúa, por ejemplo, como d99 en µm (el diámetro de granos de 99 % de volumen de la muestra se sitúa por debajo de este valor). Los valores d90 y d25 (en µm) se determinan de forma análoga.

[0158] 3. Determinación del contenido de carbono

[0159] El contenido de carbono se determina mediante análisis elemental según la norma DIN 51732:2014-7.

[0160] 4. Determinación del contenido de oxígeno

[0161] El contenido de oxígeno se determina mediante pirólisis a alta temperatura con ayuda del EuroEA3000 CHNS-O Analyzer de la firma EuroVector S.p.A. En este caso, el contenido CHNS se determina utilizando el aparato de análisis mencionado anteriormente, y el oxígeno se calcula a continuación como diferencia (100 - CHNS).

[0162] 5. Determinación del contenido de sustancia seca de las cargas orgánicas empleadas

[0163] El contenido de sustancia seca de la muestra se determinó en ajuste a la norma DIN 51718:2002-06 como sigue. Para ello, se calentó la balanza de humedad MA100 de la firma Sartorius a una temperatura de secado de 105 °C. La muestra seca, si no se presentaba ya en forma de polvo, se redujo a polvo mediante mortero, o bien se molió. Se pesaron aproximadamente 2 g de la muestra a medir en una placa de aluminio adecuada en la balanza de humedad y se inició la medición. Tan pronto el peso de la muestra no varió en más de 1 mg durante 30 segundos, este peso se consideró constante y se detuvo la medición. El contenido de sustancia seca corresponde entonces al contenido de la muestra en % en peso indicado. Se realizó al menos una determinación doble para cada muestra. Se presentan los valores medios ponderados.

[0164] 6. Determinación del valor de pH de las cargas orgánicas utilizadas

[0165] La determinación del valor de pH se efectuó en ajuste a la norma ASTM D 1512 como sigue. La muestra seca, si no se presentaba ya en forma de polvo, se redujo a polvo mediante mortero, o bien se molió. Se pesaron respectivamente 5 g de muestra y 50 g de agua totalmente desionizada en un vaso de precipitados. La suspensión se calentó a una temperatura de 60 °C mediante un agitador magnético con función de calefacción y barra magnética de agitación bajo agitación constante y se mantuvo la temperatura a 60 °C durante 30 minutos. A continuación, se desactivo la función de calefacción, de modo que la carga se pudo enfriar bajo con agitación. Tras el enfriamiento, se repuso el agua evaporada añadiendo más agua totalmente desionizada y la mezcla se agitó de nuevo durante 5 minutos. El pH de la suspensión se determinó con un aparato de medición calibrado. La temperatura de la suspensión debía ascender a 23 °C (± 0,5 °C). Se llevó a cabo un determinación doble para cada muestra y se indicó el valor promedio.

[0166] 7. Determinación del contenido de cenizas de las cargas orgánicas

[0167] El contenido de cenizas anhidras de las muestras se determinó mediante análisis termogravimétrico según la norma DIN 51719 como sigue: antes de pesar, la muestra se molió o trituró en mortero. Antes de la determinación de cenizas, se determinó el contenido de sustancia seca del material pesado. El material de muestra se pesó en un crisol con una precisión de 0,1 mg. El horno junto con la muestra se calentó a una temperatura objetivo de 815 °C con una tasa de calentamiento de 9 K/min y a continuación se mantuvo a esta temperatura durante 2 horas. A continuación, el horno se enfrió a 300 °C antes de extraer las muestras. Las muestras se enfriaron a temperatura ambiente en un desecador y se pesaron nuevamente. Se compararon las cenizas restantes con el peso para determinar el contenido porcentual de cenizas. Se llevó a cabo una determinación triple para cada muestra y se indicó el valor promedio.

[0168] 8. Determinación de la superficie BET y STSA de las cargas orgánicas

[0169] La superficie específica de la carga a analizar se determinó mediante adsorción de nitrógeno según la norma ASTM D 6556 (2019-01-01) prevista para negro de humo industrial. Según esta norma se determinaron además la superficie BET (superficie total específica según Brunauer, Emmett y Teller), así como la superficie externa (superficie STSA; Statistical Thickness Surface Area) como sigue.

[0170] La muestra a analizar se secó a un contenido de sustancia seca ≥ 97,5 % en peso a 105 °C antes de la medición. Además, la celda de medición se secó en un horno de secado a 105 °C durante varias horas antes de pesar la muestra. A continuación, se introdujo la muestra en la celda de medición utilizando un embudo. En el caso de contaminación del tubo superior de la celda de medición durante el llenado, este se limpió con un cepillo o limpiapipas apropiado. En el caso de material altamente volátiles (electrostáticos), se pesó lana de vidrio adicionalmente a la muestra. La lana de vidrio servía para retener cualquier material que pudiera volatilizarse durante el proceso de secado que pudiera contaminar el aparato.

[0171] La muestra a analizar se calentó a 150 °C durante 2 horas, el patrón de Al<2>O<3>a 350 °C durante 1 hora. Para la determinación se utilizó el siguiente valor de N<2>en función del intervalo de presión:

[0172] p/p0 = 0 - 0,01: dosificación de N<2>: 5 ml/g

[0173] p/p0 = 0,01 - 0,5: dosificación de N<2>: 4 ml/g.

[0174] Para determinar la superficie BET, se realizó una extrapolación en el intervalo de p/p0 = 0,05 - 0,3 con al menos 6 puntos de medición. Para determinar la STSA, se realizó una extrapolación en el intervalo de espesor de capa de N<2>adsorbido de t = 0,4 - 0,63 nm (corresponde a p/p0 = 0,2 - 0,5) con al menos 7 puntos de medición.

[0175] 9. Determinación de la dureza

[0176] La determinación de la dureza Shore A de las composiciones de caucho vulcanizadas se efectuó con el durómetro digital Shore de la firma Sauter GmbH según la norma ISO 48-4:2018-08 a 23 °C. Para alcanzar el espesor de al menos 6 mm requerido en la norma, el cuerpo de ensayo se compuso de no más de 3 capas. Para ello, se apilaron 3 barras S2, que se troquelaron para la realización del ensayo de tracción según la norma ISO 37:2011. Se realizaron cinco mediciones en diferentes puntos en cada pila de muestras. Los resultados obtenidos representan el valor promedio de estas cinco mediciones. Las muestras se almacenaron a temperatura ambiente durante al menos 16 horas entre la vulcanización y el ensayo.

[0177] 10. Determinación de la densidad de reticulación/cinética de reacción

[0178] La densidad de reticulación y la cinética de reacción de las composiciones de caucho se determinaron según la norma DIN 53529-3:1983-06 a 160 °C, pero con una desviación de 0,5 o 3° (según el valor indicado en la parte experimental). El tiempo de medición ascendía a 30 minutos. En este caso se determinaron el par mínimo y el par máximo (M<L>, M<H>). A partir de esto, se calculó la diferencia Δ (M<H>-M<L>) (par máximo menos par mínimo). Por lo demás, se calcularon los periodos de tiempo en los cuales el par, partiendo del momento del par mínimo M<L>, alcanzó el 10 %, 50 % ,o bien 90 % del par máximo M<H>. Los periodos de tiempo se denominaron T<10>, T<50>y T<90>.

[0179] 11. Determinación del comportamiento de tracción-alargamiento

[0180] El comportamiento de tracción-alargamiento, incluyendo la resistencia a la tracción y el alargamiento de rotura, se determinó en composiciones de caucho vulcanizadas según la norma ISO 37:2011.

[0181] 12. Análisis termomecánico dinámico (DMTA), o bien análisis mecánico dinámico (DMA)

[0182] El DMTA/DMA sirve para caracterizar el comportamiento viscoelástico. Los ensayos se realizaron según la norma DIN EN ISO 6721-1-12, en donde en este caso se aplicó 6721-7. El comportamiento viscoelástico se analizó con ayuda del aparato de ensayo MCR 501 de la firma Anton Paar. En este caso se expuso una composición de caucho vulcanizada a una carga oscilante sinusoidal en el intervalo de deformación linealelástica. El ensayo se llevó a cabo con los siguientes parámetros: deformación: 1 %; frecuencia: 10 Hz; tipo de carga: torsión; tasa de calentamiento: 2 K/min; curso de calentamiento: -70 °C a 100 °C. Se registraron la amplitud y el desplazamiento de la deformación, y el comportamiento viscoelástico se describió mediante el módulo de cizallamiento y pérdida, así como el factor de pérdida mecánica tan δ.

[0183] En general, el módulo de cizallamiento complejo (G*) se define como:

[0185] con G': módulo de almacenamiento (parte real; representa la fracción elástica)

[0186] G": módulo de pérdida (parte imaginaria; representa la fracción viscosa)

[0187] i: número imaginario

[0188] El factor de pérdida tan δ (tan delta) se define como:

[0190] 13. densidad de material de la carga empleada

[0191] La densidad de material de la carga se determinó mediante un picnómetro de helio según la norma ISO 21687.

[0192] Ejemplos y ejemplos comparativos

[0193] Los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos sirven para ilustrar la invención, pero no deben interpretarse de forma restrictiva.

[0194] 1. Producción de cargas orgánicas empleadas según la invención

[0195] 1.1Como primera carga orgánica según la invención se empleó una ligninaL1obtenible mediante tratamiento hidrotermal.

[0196] La ligninaL1obtenible mediante tratamiento hidrotermal se produjo análogamente al procedimiento descrito en el documento WO 2017/085278 A1 para la producción de ligninas obtenibles mediante tratamiento hidrotermal.

[0197] Para ello se proporciona un líquido que contiene lignina. Primero se mezclan agua y lignina para obtener un líquido que contiene lignina con un contenido de sustancia seca orgánica de un 15 % en peso. A continuación, la lignina se disuelve predominantemente en el líquido que contiene lignina. A tal efecto se ajusta el valor de pH mediante adición de NaOH. La producción de la solución se apoya mediante entremezclado intensivo a 80 °C durante 3 horas. El líquido que contiene lignina se somete a un tratamiento hidrotermal y de este modo se obtiene un sólido. En este caso, la disolución se calienta con 2 K/min a la temperatura de reacción de 220 °C, que se mantiene durante un tiempo de reacción de 8 horas. A continuación, se efectúa un enfriamiento. En resultado se obtiene una suspensión acuosa de sólido. El sólido se deshidrata sensiblemente y se lava mediante filtración y lavado. El secado y el tratamiento térmico posteriores se efectúan bajo nitrógeno en un lecho fluidizado, en donde, para el secado, el material se calienta a 50 °C con 1,5 K/min y se mantiene durante 2,5 horas y a continuación, para el tratamiento térmico, se calienta a la temperatura de 190 °C con 1,5 K/min, se mantiene durante 15 minutos y se enfría de nuevo. El sólido desecado se desaglomera a un valor d99 < 10 µm en un molino de chorro en contracorriente con nitrógeno (determinado según el método de determinación descrito anteriormente).

[0198] 1.2Como segunda carga orgánica según la invención se empleó una ligninaL2obtenible mediante tratamiento hidrotermal, que se produjo análogamente al procedimiento descrito en la sección siguiente1.1y que es empleable como carga orgánica. A diferencia del procedimiento descrito en el punto1.1, el tratamiento hidrotermal se llevó a cabo de manera que la disolución producida que contenía lignina se preparó con un contenido de sustancia seca orgánica del 10 % en peso. Tras adición de NaOH, el líquido que contenía lignina se sometió a tratamiento hidrotermal y en este caso se calentó con 1,5 K/min a una temperatura de reacción de 230 °C, que se mantuvo durante un tiempo de reacción de 1 h. Además, el líquido que contenía lignina se modificó mediante formaldehído antes de la realización del tratamiento hidrotermal. Finalmente se efectuó la molienda final en un molino de chorro de vapor.

[0199] 1.3A diferencia del procedimiento descrito en el punto1.1, el tratamiento hidrotermal se llevó a cabo de manera que la disolución que contenía lignina producida se preparó con un contenido de sustancia seca orgánica de un 9,7 % en peso. Tras adición de NaOH, el líquido que contenía lignina se sometió a tratamiento hidrotermal y se calentó con 1,5 K/min a una temperatura de reacción de 240 °C, que se mantuvo durante un tiempo de reacción de 2 h. Además, el líquido que contenía lignina se modificó mediante formaldehído antes del tratamiento hidrotermal. Finalmente se efectuó la molienda final en un molino de chorro contracorriente con nitrógeno.

[0200] 1.4Las ligninasL1, L2yL3obtenibles mediante tratamiento hidrotermal se caracterizaron utilizando los métodos mencionados anteriormente, como se indica en la siguiente Tabla 1.1.

[0201] Tabla 1.1 - Propiedades de las ligninasL1, L2yL3obtenibles mediante tratamiento hidrotermal

[0204]

[0205]

[0207] n.d. = no determinado

[0208] 2. Producción de composiciones de caucho vulcanizables

[0209] Las composiciones de caucho vulcanizable se produjeron mediante un proceso de dos etapas.

[0210] En la primera etapa, se preparó una composición de caucho como mezcla base (mezcla concentrada) mezclándose los componentes de la composición de caucho que comprendían el componente de caucho K, el componente de carga F y el organosilano. En la segunda etapa se efectuó la mezcla de los componentes del sistema de reticulación (sistema de vulcanización VS).

[0211] Se produjeron las composiciones de caucho vulcanizable con la carga orgánicaL1empleada según la invención, así como las correspondientes composiciones de caucho comparativas con negro de humo industrial como única carga:

[0212] Etapa 1

[0213] Se utilizó el caucho natural (NR) SMR 5 CV 60 de la casa comercial, firma Astlett Rubber como caucho. En el caso de empleo de negro de humo industrial como única carga (composición de caucho comparativaVK1V1), este se añade en un 33,3 % después de 1:30 minutos (junto con los aditivos utilizados como óxido de zinc, ácido esteárico y otros aditivos; véase la siguiente Tabla 2.1) y otro 33,3 % después de 3:30 minutos (junto con un 50 % de aceite de proceso empleado). Después de 5 minutos se añade el último 33,3 % de negro de humo industrial con el 50 % adicional de aceite de proceso empleado. En el caso de sustitución parcial de negro de humo industrial por la carga empleada según la invención (composición de caucho comparativaVK1V2y composición de caucho según la invenciónVK1B1), después de 1:30 minutos se añade el 100 % de negro de humo industrial empleado junto con los aditivos empleados. Después de 3:30 minutos se añade la carga empleada según la invención en un 50 % (junto con un 50 % de aceite de proceso empleado), y un 50 % adicional después 5 minutos (junto con el 50 % adicional de aceite de proceso empleado y, en el caso de los ejemplos según la invención,VK1B1junto con el 100 % de organosilano funcionalizado con azufre).

[0214] En todas las composiciones, los componentes de la mezcla se mezclaron de forma dispersiva y distributiva hasta que el proceso de mezcla se detuvo después de 10 minutos (solo en el caso deV1B1después de 13 minutos) y la composición de caucho se extrajo del mezclador de laboratorio. En estas condiciones de mezclado, la composición de caucho alcanzó una temperatura final de 130 °C a 155 °C. Una vez efectuada la producción, la composición de caucho se enfrió (relajación/almacenamiento) antes de la realización de la segunda etapa.

[0215] Mediante la etapa 1 descrita anteriormente, se obtuvo una composición de caucho empleada según la invención, que contenía un caucho natural (K1B1) como componente K del caucho y ligninaL1obtenible mediante tratamiento hidrotermal como carga orgánica del componente de carga. Por lo demás, la composición de caucho según la invención conteníaK1B1bis(trietoxisililpropil)disulfuro (TESPD) como organosilano funcionalizado con azufre.

[0216] Además, se obtuvieron las composiciones comparativasK1V1yK1V2, que contenían igualmente un caucho natural como componente de caucho K. La composición comparativaK1V1no contenía ligninaL1, sino exclusivamente negro de humo disponible comercialmente como carga orgánica del componente de carga, y no contenía organosilano funcionalizado con azufre, mientras que la composición comparativaK1V2contenía la ligninaL1, pero no contenía ningún organosilano funcionalizado con azufre.

[0217] La composición exacta de las composiciones de caucho vulcanizables se puede extraer de la siguiente Tabla 2.1. Las cantidades se indican respectivamente en phr (partes por cada cien partes de caucho en peso). Etapa 2

[0218] En la segunda etapa, a la composición de caucho de la primera etapa se incorporaron azufre como agente de reticulación y un (K1V1, K1V2) o varios (K1B1) aceleradores, mediante lo cual se obtuvo respectivamente una composición de caucho vulcanizable. Se añadieron un agente reticulante de azufre y uno o más sistemas aceleradores de azufre, empleados como coadyuvantes, al mezclador de laboratorio y se mezclaron junto con la composición de caucho de la primera etapa a un índice de revoluciones de 50 rpm durante 5 minutos. La temperatura final ascendía en este caso a 90 °C hasta 100 °C. Una vez efectuada la adición del sistema reticulante se enfrió la composición resultante.

[0219] Mediante la etapa 2 descrita anteriormente, tras adición del sistema de vulcanización VS compuesto por agente reticulante y acelerador, se obtuvo una composición de caucho vulcanizable según la invención (VK1B1), que se puede vulcanizar una vez concluida la realización de la etapa 2. Además, de esta forma se obtuvieron dos composiciones de caucho comparativas vulcanizables (VK1V1yVK1V2), que se pueden vulcanizar igualmente una vez concluida la realización de la etapa 2. Las composiciones exactas de las composiciones de caucho vulcanizables se pueden extraer de la siguiente Tabla 2.1.

[0220] Tabla 2.1 - Composición de caucho vulcanizable según la invenciónVK1B1y ejemplos comparativosVK1V1yVK1V2

[0223]

[0225] Se utilizó el producto Carbon Black N550 de la firma Pentacarbon (distribuidor de negro de humo). La carga orgánicaL1ya se ha descrito anteriormente. Se utilizó bis(trietoxisililpropil)disulfuro (TESPD, Si 266) de la firma Evonik como organosilano funcionalizado con azufre. Se utilizó un plastificante nafténico de la firma Hansen & Rosenthal como aceite de proceso. Se utilizó N-isopropil-N'-fenil-p-fenilendiamina (IPPD) de la firma Lehmann & Voss & Co., con nombre comercial Luvomax IPPD, como antioxidante, y Negozone 3457 F de la firma Hansen & Rosenthal como cera fotoprotectora. Se utilizó Struktol SU95 de la firma Schill Seilacher como agente de reticulación (azufre). Se utilizaron los productos TBBS-80 (B1), TBzTD-70 (B2) y DPG-80 (B3) de la firma Rhein Chemie como aceleradores. Se empleó el producto Weißsiegel de la firma Brüggemann como óxido de zinc. Se utilizó el producto Palmera B 1805 de la firma Avokal-Heller como ácido esteárico.

[0226] Las composiciones de caucho vulcanizables con las cargas orgánicasL2yL3empleadas según la invención, así como las correspondientes composiciones de caucho comparativas con negro de humo como única carga se produjeron como sigue:

[0227] Etapa 1

[0228] Se utilizó el caucho natural (NR) SMR 5 CV 60 de la casa comercial, firma Astlett Rubber como caucho. En el caso de empleo de negro de humo industrial como única carga (composiciones de caucho comparativasVK2V1yVK2V2), este se añade en un 33,3 % después de 2:00 minutos (junto con los aditivos empleados como óxido de zinc, ácido esteárico y otros aditivos; véase la siguiente Tabla 2.2) y en otro 33,3 % después de 3:00 minutos (junto con un 50 % del aceite de proceso empleado). Después de 5 minutos, se añade el último 33,3 % de negro de humo industrial con el 50 % restante de aceite de proceso empleado. En el caso de sustitución parcial de negro de humo industrial por una de las cargas empleadas según la invención (composiciones de caucho según la invenciónVK2B1yVK2B2), después de 2:00 minutos se añade un 50 % de negro de humo industrial empleado junto con los aditivos empleados y, después de 3:00 minutos, se añade el 50 % restante de negro de humo industrial junto con el 50 % del aceite de proceso utilizado. Después de 5:00 minutos, se añade el 100 % de la carga empleada según la invención junto con el 50 % de aceite de proceso empleado y el 100 % de organosilano funcionalizado con azufre. En el caso de empleo de la carga empleada según la invención como única carga (composiciones de caucho según la invenciónVK2B3, VK2B4yVK2B5), esta se añade en un 33,3 % después de 2:00 minutos (junto con los aditivos empleados) y en otro 33,3 % después de 3:00 minutos (junto con el 50 % de aceite de proceso empleado). Después de 5 minutos se añade el último 33,3 % de la carga empleada según la invención, junto con el 50 % restante de aceite de proceso empleado y el 100 % de organosilano empleado según la invención.

[0229] En todas las composiciones, los componentes de mezcla se mezclaron de forma dispersiva y distributiva hasta que el proceso de mezcla se detuvo después de 16 minutos y la composición de caucho se extrajo del mezclador de laboratorio. En estas condiciones de mezclado, la composición de caucho alcanzó una temperatura final de 145 °C a 155 °C. Una vez efectuada la producción, la composición de caucho se enfrió (relajación/almacenamiento) antes de la realización de la segunda etapa.

[0230] Mediante el paso 1 descrito anteriormente, se obtuvieron cinco composiciones de caucho según la invención, que contenían un caucho natural como componente de caucho K y ligninaL2obtenible mediante tratamiento hidrotermal (K2B1yK2B3) o ligninaL3(K2B2, K2B4oK2B5) como carga orgánica del componente de carga. Por lo demás, las composiciones de caucho según la invenciónK2B1, K2B2, K2B3, K2B4yK2B5contenían bis(trietoxisililpropil)disulfuro (TESPD) como organosilano funcionalizado con azufre.

[0231] Además, se obtuvieron las composiciones comparativasK2V1yK2V2, que contenían igualmente un caucho natural como componente de caucho K, pero no contenían ligninaL2oL3, sino exclusivamente negro de humo disponible comercialmente como carga orgánica del componente de carga, y no contenían organosilano funcionalizado con azufre.

[0232] La composición exacta de las composiciones de caucho vulcanizables se puede extraer de la siguiente Tabla 2.2. Las cantidades se indican respectivamente en phr (partes por cada cien partes de caucho en peso). Etapa 2

[0233] En la segunda etapa, a la composición de caucho de la primera etapa se incorporaron azufre como agente de reticulación y un (K2V1) o dos (K2V2, K2B1, K2B2, K2B3, K2B4 y K2B5) aceleradores, mediante lo cual se obtuvo respectivamente una composición de caucho vulcanizable. Se añadieron un agente reticulante de azufre y uno o dos sistemas aceleradores de azufre, empleados como coadyuvantes, al mezclador de laboratorio y se mezclaron junto con la composición de caucho de la primera etapa a un índice de revoluciones de 50 rpm durante 5 minutos. La temperatura final ascendía en este caso a 90 °C hasta 100 °C. Una vez efectuada la adición del sistema reticulante se enfrió la composición resultante.

[0234] Mediante la etapa 2 descrita anteriormente, tras la adición del sistema de vulcanización VS compuesto por agente reticulante y acelerador, se obtuvieron cinco composiciones de caucho vulcanizables según la invención (VK2B1, VK2B2, VK2B3, VK2B4yVK2B5), que se pueden vulcanizar una vez concluida la realización de la etapa 2. Además, de esta forma se obtuvieron dos composiciones de caucho comparativas vulcanizables (VK2V1yVK2V2), que se pueden vulcanizar igualmente una vez concluida la realización de la etapa 2. Las composiciones exactas de las composiciones de caucho vulcanizables se pueden extraer de la siguiente Tabla 2.2.

[0235] Tabla 2.2 - Composiciones de caucho vulcanizables según la invenciónVK2B1, VK2B2, VK2B3, VK2B4yVK2B5, así como ejemplos comparativosVK2V1yVK2V2

[0237]

[0238]

[0240] Como componentes caracterizados en la Tabla 2.2, caucho natural, negro de humo industrial, aceite de proceso, organosilano, óxido de zinc, ácido esteárico, agente de reticulación, cera fotoprotectora, agente antienvejecimiento, así como aceleradores B1 y B2, se emplearon los productos que ya se han descrito en relación con la Tabla 2.1. Las cargas orgánicasL2yL3ya se han descrito anteriormente.

[0241] 3. Investigaciones y ensayos de composiciones de caucho vulcanizables y vulcanizadas obtenibles a partir de estas

[0242] 3.1Densidad de reticulación y cinética de reacción

[0243] Las composiciones de caucho obtenidas tras la segunda etapa se probaron en cuanto a las propiedades de mezcla en bruto. En este caso se midieron cinética de reacción y densidad de reticulación según los métodos descritos anteriormente.

[0244] En la Tabla 3.1 se reúnen los resultados obtenidos con respecto al par mínimo y máximo (M<L>, M<H>), diferencia Δ (M<H>-M<L>) y los periodos de tiempo T<10>, T<50>y T<90>para los ejemplos comparativosVK1V1yVK1V2, así como para la composición de caucho vulcanizada según la invenciónVK1B1. Los valores se determinaron con una desviación de 3 °C.

[0245] Tabla 3.1

[0248]

[0251] La composición de caucho según la invenciónVK1B1muestra una cinética de reacción (T<10>, T<50>, T<90>) similar a la de los ejemplos comparativosVK1V1yVK1V2. Se producen pequeñas desviaciones en la densidad de reticulación, que representa la diferencia Δ (M<H>-M<L>) de par máximo y mínimo en dNm.

[0252] En la Tabla 3.2 se reúnen los resultados obtenidos con respecto al par mínimo y máximo (M<L>, M<H>), diferencia Δ (M<H>-M<L>) y los periodos de tiempo T<10>, T<50>y T<90>para los ejemplos comparativosVK2V1yVK2V2, así como para las composiciones de caucho vulcanizadas según la invenciónVK2B1, VK2B2, VK2B3, VK2B4yVK2B5. Los valores se determinaron con una desviación de 0,5 °C.

[0253] Tabla 3.2

[0255]

[0256] Las composiciones de caucho según la invenciónVK2B1yVK2B2, caracterizadas por la sustitución parcial de negro de humo por una carga a base de ligninaL2oL3, muestran una cinética de reacción (T<10>, T<50>, T<90>) similar o mejorada respecto a la de los ejemplos comparativosVK2V1yVK2V2. Las composiciones de caucho según la invenciónVK2B3, VK2B4yVK2B5, caracterizadas por la sustitución completa de negro de humo por una carga a base de ligninaL2 o L3, muestran un tiempo de incubación aumentado (tiempo de precurado mejorado), lo que conduce a un valor T<90>más largo que en el caso de los ejemplos comparativosVK2V1yVK2V2.

[0257] 3.2Resistencia a la tracción, alargamiento de rotura y dureza Shore A

[0258] Todas las composiciones de caucho obtenidasK1V1, K1V2yK1B1se vulcanizaron a 160 °C, en donde los tiempos de vulcanización se adaptaron a los datos de cinética de reacción de la respectiva mezcla. El tiempo de vulcanización ascendía a 6 min en la mezclaVK1V1, 7 min en la mezclaVK1V2, 5 min en la mezclaVK1B1. A continuación se determinaron la resistencia a la tracción, el alargamiento de rotura y la dureza Shore A según los métodos descritos anteriormente.

[0259] En la Tabla 3.3 se reúnen los resultados obtenidos para los ejemplos comparativosVK1V1yVK1V2, así como para la composición de caucho vulcanizada según la invenciónVK1B1.

[0260] Tabla 3.3

[0263]

[0266] La composición de caucho según la invenciónVK1B1tiene una resistencia a la tracción similar a la de las composiciones de caucho comparativas.VK1V1yVK1V2. Mediante la sustitución parcial de negro de humo por la carga orgánicaL1y la adición de organosilano funcionalizado con azufre se consiguió una misma dureza (Shore A) y un mismo alargamiento de rotura.

[0267] Todas las composiciones de caucho obtenidasK2V1, K2V2, así comoK2B1, K2B2, K2B3, K2B4yK2B5, se vulcanizaron a 160 °C, en donde los tiempos de vulcanización se adaptaron a los datos de cinética de reacción de la respectiva mezcla. El tiempo de vulcanización ascendía a 7 min en la mezclaVK2V1, 6 min en la mezclaVK2V2, 7 min en la mezclaVK2B1, 7 min en la mezclaVK2B2, 9 min en la mezclaVK2B3, 11 min en la mezclaVK2B4y 10 en la mezclaVK2B5. A continuación se determinaron la resistencia a la tracción, el alargamiento de rotura y la dureza Shore A según los métodos descritos anteriormente.

[0268] En la Tabla 3.4 se reúnen los resultados obtenidos para los ejemplos comparativosVK2V1yVK2V2, así como para las composiciones de caucho vulcanizadas según la invenciónVK2B1, VK2B2, VK2B3, VK2B4yVK2B5. Tabla 3.4

[0270]

[0273] Las composiciones de caucho según la invenciónVK2B1, VK2B2, VK2B3, VK2B4yVK2B5muestran en comparación con las composiciones de caucho comparativasVK1V1yVK1V2una resistencia a la tracción similar o decreciente en el caso de sustitución parcial o total de negro de humo por cargas a base de ligninaL2oL3, en donde la dureza (Shore A) permanece inalterada o aumenta.

[0274] 3.3 Análisis termomecánico dinámico (DMTA)

[0275] Las composiciones de caucho vulcanizadas se analizaron mediante análisis termomecánico dinámico (DMTA) según el método descrito anteriormente para caracterizar su comportamiento viscoelástico. En la Tabla 3.5 se reúnen los resultados obtenidos para los ejemplos comparativosVK1V1yVK1V2, así como para la composición de caucho vulcanizada según la invenciónVK1B1.

[0276] Tabla 3.5

[0279]

[0282] Para una composición de caucho vulcanizada, generalmente se desea una rigidez dinámica lo más elevada posible y un valor de tan delta lo más reducido posible.

[0283] Un valor característico para la rigidez dinámica es el módulo de cizallamiento complejo G* en este caso. La composición de caucho vulcanizada según la invenciónVK1B1presenta una rigidez acrecentada en comparación con los ejemplos comparativosVK1V1yVK1V2. Habitualmente, una rigidez dinámica G* (60 °C) elevada conduce a un factor de pérdida tan δ acrecentado. Sin embargo, se prefieren una formación de calor reducida y, por lo tanto, valores de tan δ reducidos. Sorprendentemente, mediante la sustitución parcial de negro de humo industrial por la carga orgánicaL1en combinación con la adición de organosilano funcionalizado con azufre, se pudo observar un efecto contrario, ya que, en el caso de una rigidez G* (60 °C) acrecentada, se produjo simultáneamente una reducción del factor de pérdida (véaseVK1B1frente aVK1V1yVK1V2). En consecuencia, mediante el uso de la carga orgánicaL1en combinación con el organosilano se puede reducir la formación de calor y aumentar simultáneamente la rigidez dinámica. Además, se pudo conseguir una misma dureza.

[0284] Los resultados que se desprenden de la Tabla 3.5 con respecto al factor de pérdida tan delta se ilustran gráficamente en laFig.1. LaFig. 1muestra la reducción del factor de pérdida mediante la sustitución parcial de negro de humo industrial por la carga orgánicaL1y la adición de organosilano funcionalizado con azufre. En la Tabla 3.6 se reúnen los resultados obtenidos para los ejemplos comparativosVK2V1yVK2V2, así como para las composiciones de caucho vulcanizadas según la invenciónVK2B1, VK2B2, VK2B3, VK2B4yVK2B5. Tabla 3.6

[0286]

[0289] La rigidez dinámica de las composiciones de caucho vulcanizadas según la invenciónVK2B1, VK2B2, VK2B3, VK2B4yVK2B5, descrita mediante el módulo de cizallamiento complejo G* , de modo sorprendente, es claramente más elevada que en el caso de los ejemplos comparativosVK2V1yVK2V2con negro de humo industrial como única carga. Al mismo tiempo, las composiciones de caucho vulcanizadas según la invenciónVK2B1, VK2B2, VK2B3, VK2B4yVK2B5muestran, de modo sorprendente, factores de pérdida tan delta claramente más reducidos que en el caso de los ejemplos comparativosVK2V1yVK2V2con negro de humo industrial como única carga. En este caso, las composiciones de caucho con ligninaL3como única carga,VK2B4yVK2B5, en comparación con la composición del cauchoVK2B3con ligninaL2como única carga, muestran una mejora especialmente pronunciada de estos parámetros frente a las composiciones de cauchoVK2V1yVK2V2con negro de humo como única carga. La elevada rigidez dinámica, combinada con el factor de pérdida reducido como indicador de la histéresis, la transformación de energía mecánica en calor, es única para estas cargas a base de lignina. Esta reducción de la formación de calor disminuye la resistencia a la rodadura del neumático, con efectos positivos en el consumo de combustible y la emisión de CO<2>del vehículo. Debido al mejor desacoplamiento de estos dos valores característicos técnicos para goma en comparación con composiciones de caucho que contienen negro de humo industrial, las aquí divulgadas a base de lignina son extraordinariamente apropiadas para su empleo en artículos de goma que se utilizan bajo deformación dinámica, por ejemplo en el caso de uso en mezclas de carcasas de neumáticos para mejorar la resistencia a la rodadura de neumáticos o en artículos técnicos de goma.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Una composición de caucho vulcanizable que comprende un componente de caucho K, un componente de carga F y un sistema de vulcanización VS, en donde

el sistema de vulcanización VS comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre,

el componente de caucho K contiene al menos un caucho que es reticulable mediante azufre,

el componente de carga F contiene al menos una carga orgánica que presenta un contenido de C<14>en un intervalo de 0,20 a 0,45 Bq/g de carbono y una superficie BET de > 20 a 150 m²/g, y

la composición de caucho vulcanizable comprende además al menos un organosilano como parte del componente de carga F, en donde el al menos un organosilano presenta al menos un grupo hidrolizable y al menos un átomo de azufre y está contenido en una cantidad que se sitúa en un intervalo de 0,25 a 5 phr.

2. La composición de caucho según la reivindicación 1, caracterizada por que el al menos un caucho de los componentes de caucho K reticulable mediante azufre es un caucho diénico seleccionado del grupo de caucho natural (NR; natural rubber), caucho natural sintético, en especial caucho de isopreno (IR; isopren rubber), caucho de estireno-butadieno (SBR; styrene butadiene rubber), caucho de estireno-butadieno polimerizado en disolución (SSBR), caucho de estireno-butadieno polimerizado en emulsión (ESBR), en especial SSBR funcionalizado, caucho de butadieno (BR; butadien rubber), caucho de cloropreno (CR), caucho de acrilonitrilobutadieno (NBR; nitrile rubber), caucho de isobutileno isopreno (IIR; isobuten isoprene rubber), caucho de isobutileno-isopreno bromado (BIIR), caucho de isobutileno-isopreno clorado (CIIR), así como mezclas de los mismos, preferiblemente seleccionado de caucho natural, caucho de estireno-butadieno o caucho de estireno -butadieno polimerizado en disolución, así como mezclas de los mismos.

3. La composición de caucho según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la carga orgánica presenta una superficie STSA en un intervalo de > 18 a < 150 m<2>/g, preferiblemente de 20 a 130 m<2>/g, de modo especialmente preferente de 25 a 120 m<2>/g, de modo muy especialmente preferente de 30 a 110 m<2>/g, en especial de 40 a 100 m<2>/g, del modo más preferente de 40 a < 100 m<2>/g, y/o una superficie BET en un intervalo de 25 a 120 m<2>/g, de modo especialmente preferente en un intervalo de 30 a 110 m<2>/g, del modo más preferente en un intervalo de 40 a 100 m<2>/g, y/o un valor d99 de < 25 µm, preferiblemente < 20 µm, de modo especialmente preferente < 18 µm, de modo muy especialmente preferente < 15 µm, aún más preferiblemente < 12 µm, aún más preferiblemente < 10 µm, aún más preferiblemente < 9 µm, aún más preferiblemente < 8 µm, donde el valor d99 se determina preferiblemente por medio de difracción láser según la norma ISO 13320:2009, en cada caso.

4. La composición de caucho según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la carga orgánica presenta un contenido de oxígeno en un intervalo de > 8% en peso a < 30% en peso, preferiblemente de > 10% en peso a < 30% en peso, de modo especialmente preferente de > 15% en peso a < 30% en peso, del modo más preferente de > 20% en peso a < 30% en peso, y/o un contenido de carbono en un intervalo de > 60% en peso a < 90% en peso, preferiblemente de > 60% en peso a < 85% en peso, de modo especialmente preferente de > 60% en peso a < 82% en peso, del modo más preferente de > 60% en peso a < 80% en peso, referido respectivamente a la carga exenta de cenizas y anhidra.

5. La composición de caucho según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que presenta al menos una carga orgánica en una cantidad que se sitúa en un intervalo de 1 a 150 phr, preferiblemente de 5 a 100 phr, de modo especialmente preferente de 10 a 80 phr, de modo muy especialmente preferente de 15 a 70 phr, del modo más preferente de 15 a 60 phr.

6. La composición de caucho según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la carga orgánica es una carga a base de lignina, en donde preferiblemente al menos la lignina y aún más preferiblemente la carga orgánica como tal, se presenta al menos parcialmente en una forma obtenible mediante tratamiento hidrotermal, de modo especialmente preferente es obtenible mediante tratamiento hidrotermal, en donde el tratamiento hidrotermal se ha llevado a cabo preferiblemente a una temperatura en un intervalo de > 100 °C a < 300 °C, de modo especialmente preferente de > 150 °C a < 250 °C.

7. La composición de caucho según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el al menos un organosilano es un compuesto de la Fórmula general (I) y/o (II)

Si(X)<4-y>(R)<y>(i),

(X)<3-z>(T)<z>Si-(RA)-Si(X)<3-z>(T)<z>(II)

en donde, en el caso de la Fórmula general (I),

X representa respectivamente de forma independiente entre sí un grupo hidrolizable reactivo frente a grupos OH fenólicos, grupos fenolato, grupos OH alifáticos, grupos ácido carboxílico, grupos carboxilato y/o mezclas de estos grupos, que preferiblemente representa en cada caso de forma independiente entre sí un grupo alcoxi, de modo especialmente preferente seleccionado de O-C<1-4>-alquilo,

el parámetro y representa un número entero en el intervalo de 1 a 3, pero asciende al menos a 1, de modo especialmente preferente representa exactamente 1, y

R representa un resto orgánico no hidrolizable, preferiblemente un resto alifático C<3>a C<20>, que presenta al menos un átomo de azufre, en donde el átomo de azufre es preferiblemente parte de al menos un grupo funcional, que se selecciona preferiblemente del grupo constituido por grupos tiol, grupos tiol bloqueados, grupos di- y/o polisulfuro, así como mezclas de los mismos, de modo muy especialmente preferente grupos tiol;

en donde, en el caso de la Fórmula general (II),

X representa respectivamente de forma independiente entre sí un grupo hidrolizable reactivo con grupos OH fenólicos, grupos fenolato, grupos OH alifáticos, grupos ácido carboxílico, grupos carboxilato y/o mezclas de estos grupos, que preferiblemente representa en cada caso de forma independiente entre sí un grupo alcoxi, de modo especialmente preferente seleccionado del grupo O-C<1-4>-alquilo, RA representa un resto orgánico no hidrolizable divalente, preferiblemente un resto alifático C<6>a C<20>divalente, que presenta al menos un átomo de azufre, preferiblemente al menos un grupo disulfuro y/o polisulfuro, de modo especialmente preferente un grupo di- o tetrasulfuro,

el parámetro z representa respectivamente un número entero en el intervalo de 0 a 2, preferiblemente 0 o 2 en cada caso, y

T representa un resto orgánico no hidrolizable, que es distinto del resto RA y no presenta grupos funcionales y preferiblemente es un resto alifático C<1>a C<20>.

8. La composición de caucho según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el al menos un organosilano

es un monosilano de la Fórmula general (I) con al menos un grupo mercaptoalquilo R, en donde R preferiblemente es un resto alifático C<3>a C<8>, de modo especialmente preferente un resto alifático C<3>a C<6>, y contiene al menos un grupo X, preferiblemente dos o tres grupos X, de modo especialmente preferente seleccionados del grupo constituido por 4-mercaptobutiltrialcoxisilano y/o 6-mercaptohexiltrialcoxisilano y/o 3-mercaptopropiltrialcoxisilano, en donde los grupos alcoxi significan preferiblemente, de forma independiente entre sí, grupos metoxi o etoxi, y/o

un bis(silano) de la Fórmula general (II), en donde el resto orgánico no hidrolizable RA es preferiblemente un resto alifático C<6>a C<20>, de modo especialmente preferente un resto alifático C<6>a C<10>, y presenta al menos un átomo de azufre, preferiblemente un grupo di- o polisulfuro, de modo especialmente preferente un grupo di- o tetrasulfuro, y contiene al menos un grupo X, preferiblemente dos o tres grupos X,

preferiblemente es un bis(silano) de la Fórmula general (II), de modo especialmente preferente se selecciona del grupo constituido por bis(dimetiletoxisililpropil)tetrasulfuro (DMESPT), bis(dimetiletoxisililpropil)disulfuro (DMESPD), bis(trietoxisililpropil)tetrasulfuro (TESPT), bis(trietoxisililpropil)disulfuro (TESPD) y mezclas de los mismos, de modo muy especialmente preferente es TESPT y/o TESPD, del modo más preferente es TESPD.

9. La composición de caucho según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el organosilano está contenido en una cantidad que se sitúa en un intervalo de 0,25 a 3 phr, preferiblemente de 0,5 a 3 phr, y/o está contenido en una cantidad que se sitúa, referida a la carga orgánica, en un intervalo de 1 a 10 % en peso, preferiblemente de 2 a 8 % en peso, de modo especialmente preferente de 2,5 a 6 % en peso, del modo más preferente de 3 a 6 % en peso.

10. La composición de caucho según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el agente reticulante de azufre está contenido en una cantidad que se sitúa en un intervalo de 0,25 a 10 phr, preferiblemente de 0,25 a 7 phr, de modo especialmente preferente de 0,5 a 5 phr, del modo más preferente de 1 a 3 phr.

11. La composición de caucho según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que contiene al menos un acelerador para la reticulación mediante azufre, que preferiblemente es parte del sistema de vulcanización VS de la composición de caucho, y que preferiblemente se selecciona del grupo constituido

por ditiocarbamatos, xantogenatos, tiurams como monosulfuro de tiuram y/o disulfuro de tiuram y/o disulfuro de tetrabenciltiuram (TbzTD), tiazoles como 2-mercaptobenzotiazol y/o disulfuro de dibenzotiazilo, sulfenamidas como N-ciclohexil-2-benzotiazil-sulfenamida y/o 2-morfolinotiobenzotiazol y/o N-terc-butil-2-benzotiazil-sulfenamida, guanidinas como N,N'-difenilguanidina, tioureas, ditiofosfatos, tetrasulfuro de dipentametilentiuram, 4,4'-ditiodimorfolina, disulfuro de caprolactama y mezclas de los mismos, de modo especialmente preferente se seleccionan del grupo constituido por N-terc-butil-2-benzotiazil-sulfenamida, disulfuro de tetrabenciltiuram y N,N'-difenilguanidina, así como mezclas de los mismos.

12. Un conjunto de partes que comprende en forma separada espacialmente,

como parte (A) una composición de caucho que comprende al menos el componente de caucho K y al menos el componente de carga F, como se define respectivamente en una o varias de las reivindicaciones anteriores, en donde la parte (A), no obstante, no comprende azufre y/o al menos un donador de azufre del sistema de vulcanización VS como se define en una o varias de las reivindicaciones anteriores, y

como parte (B) un sistema de vulcanización VS como se define en una o varias de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos azufre y/o al menos un donador de azufre,

en donde el organosilano como se define en una o varias de las reivindicaciones anteriores está contenido en el componente de carga F en la parte (A) en una cantidad que se sitúa en un intervalo de 0,25 a 5 phr.

13. Una composición de caucho vulcanizada, que es obtenible mediante vulcanización de la composición de caucho vulcanizable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, o mediante vulcanización de una composición de caucho vulcanizable obtenible mediante combinación y mezclado de ambas partes (A) y (B) del conjunto de partes según la reivindicación 12.

14. Un uso de la composición de caucho vulcanizable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, del conjunto de partes según la reivindicación 12 o de la composición de caucho vulcanizada según la reivindicación 13, para su empleo en la producción de neumáticos, preferiblemente en la producción de ruedas neumáticas y neumáticos de goma macizos, de componentes de neumáticos, preferiblemente seleccionados entre componentes base (base), es decir, componentes debajo de la banda de rodadura, bandas de hombro (ala), bandas de cubierta de correa (banda de cobertura), correas (cinturones), núcleos de talón (talón) y/o refuerzos de talón, y/o para su empleo en la producción de artículos de goma preferiblemente técnicos, que preferiblemente se seleccionan entre correas de transmisión, correas, piezas moldeadas como amortiguadores, cojinetes, en especial cojinetes hidráulicos, cintas transportadoras, perfiles, juntas, anillos y/o mangueras.

15. Un neumático, preferiblemente una rueda neumática o un neumático de goma macizo, un componente de neumático o un artículo de goma preferiblemente técnico, producidos respectivamente empleando la composición de caucho vulcanizable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, el conjunto de partes según la reivindicación 12 o la composición de caucho vulcanizada según la reivindicación 13, en donde, preferiblemente en el caso de componentes de neumáticos, estos se seleccionan entre componentes base (base), es decir, componentes debajo de la banda de rodadura, bandas de hombro (ala), bandas de cubierta de correa (banda de cobertura), correas (cinturones), núcleos de talón (talón) y/o refuerzos de talón y en donde preferiblemente en el caso de artículos de goma, como artículos de goma preferiblemente técnicos, estos se seleccionan preferiblemente entre correas de transmisión, correas, piezas moldeadas como amortiguadores, cojinetes, en especial cojinetes hidráulicos, cintas transportadoras, perfiles, juntas, anillos y/o mangueras.