ITTO20090631A1 - Agenti coadiuvanti di vulcanizzazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“AGENTI COADIUVANTI DI VULCANIZZAZIONEâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad agenti coadiuvanti di vulcanizzazione.

Generalmente, il processo di vulcanizzazione di una mescola di gomma richiede la presenza di particolari additivi per poter procedere in maniera adeguata alle specifiche esigenze. Tra i suddetti additivi sono compresi gli agenti attivatori e gli agenti acceleranti di vulcanizzazione.

Per determinate applicazioni industriali vi à ̈ la necessità che il processo di vulcanizzazione proceda in maniera veloce. A tale riguardo vengono utilizzati degli agenti acceleranti particolarmente efficaci denominati “booster†.

Recentemente, l’utilizzo di alcuni di questi agenti acceleranti booster à ̈ stato fortemente ostacolato per motivi di carattere sanitario.

Inoltre, come agenti attivatori di vulcanizzazione vengono comunemente utilizzati gli acidi grassi. Nonostante l’utilizzo degli acidi grassi garantisca una efficace azione di attivazione del processo di vulcanizzazione, tuttavia può comportare dei problemi relativamente al grado di adesione della mescola non vulcanizzata. Infatti, gli acidi grassi, reagendo con l’ossido di Zinco, possono produrre sali di Zinco i quali tendono a migrare verso la superficie della mescola.

Era quindi sentita l’esigenza di disporre di nuovi sistemi di acceleranti di vulcanizzazione, che fossero in grado di assicurare una elevata velocità di vulcanizzazione e, al tempo stesso, consentissero di limitare l’utilizzo degli acidi grassi.

Oggetto della presente invenzione sono dei nuovi agenti coadiuvanti di vulcanizzazione di formula molecolare (I) per la vulcanizzazione di mescole comprendenti una base polimerica a catena insatura reticolabile:

(R1CONR2CHR3COO-)n X<n+>(I)

in cui:

R1Ã ̈ un gruppo alifatico C6-C23

R2Ã ̈ H oppure un gruppo alifatico C1-C8

R3Ã ̈ H oppure un gruppo alifatico o aromatico C1-C8, X Ã ̈ un catione metallico, preferibilmente un catione alcalino, e

n à ̈ un numero intero compreso tra 1 e 3.

Preferibilmente, il gruppo alifatico R1comprende un doppio legame.

Preferibilmente, l’agente coadiuvante ha una formula molecolare compresa nel gruppo composto da:

CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CONHCH2COO<->X<+>; e

CH2CH(CH2)8CONHCH2COO<->X<+>.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione à ̈ l’uso in mescole comprendenti una base polimerica a catena insatura reticolabile di agenti coadiuvanti di vulcanizzazione secondo quanto sopra riportato.

Gli esempi che seguono servono a scopo illustrativo e non limitativo, per una migliore comprensione dell'invenzione.

ESEMPI

Negli esempi sotto riportati sono stati utilizzati due differenti composti (a, b) appartenenti alla classe di coadiuvanti di vulcanizzazione oggetto della presente invenzione.

Di seguito sono descritti i due coadiuvanti di vulcanizzazione utilizzati:

- il composto (a) Ã ̈ di formula molecolare CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CONHCH2COO<->Na<+>;

- il composto (b) Ã ̈ di formula molecolare CH2CH(CH2)8CONHCH2COO<->Na<+>.

A puro titolo di esempio, gli agenti coadiuvanti sopra descritti sono stati testati con gli acceleranti TBBS e DPG come di seguito illustrato.

- Mescole con TBBS -Sono state preparate quattro mescole (A1, A2, B1, B2) comprendenti ognuna uno dei due agenti coadiuvanti (a, b) secondo la presente invenzione e sopra descritti. In particolare, i due differenti agenti coadiuvanti (a, b) sono stati utilizzati in due diverse concentrazioni.

In Tabella I sono riportate le composizioni in phr delle mescole sopra menzionate.

TABELLA I

A1A2B1B2S-SBR 100

N660 40

ZnO 2

S 2

TBBS 2

comp.(a) 2 5

comp.(b) 2 5 Per una corretta valutazione dei vantaggi derivanti dalle mescole comprendenti gli agenti coadiuvanti della presente invenzione, à ̈ stata preparata una mescola di confronto (MCTBBS) la quale, a differenza delle mescole di Tabella I, non comprende gli agenti coadiuvanti di vulcanizzazione e comprende l’acido stearico quale acido grasso con funzioni di attivatore.

In Tabella II Ã ̈ riportata la composizione in phr della mescola di confronto.

TABELLA II

MCTBBS

S-SBR 100

N660 40

ACIDO STEARICO 1

ZnO 2

S 2

TBBS 2

- Mescole con DPG -Sono state preparate quattro mescole (A3, A4, B3e B4) comprendenti rispettivamente l’agente coadiuvante (a) e l’agente coadiuvante (b) secondo la presente invenzione. In particolare, come verrà di seguito illustrato, gli agenti coadiuvanti (a) e (b) sono stati testati sia in presenza sia in assenza di acidi grassi.

Per una corretta valutazione dei vantaggi derivanti dalle mescole comprendenti gli agenti coadiuvanti della presente invenzione, à ̈ stata preparata una mescola di confronto (MCDPG), la quale non comprende gli agenti coadiuvanti per l’accelerante DPG e comprende gli acidi grassi come attivatori.

In Tabella III sono riportate le composizioni in phr delle mescole C3, C4, E3, E4e della mescola di confronto MCDPG.

TABELLA III

A3A4B3B4MCDPGS-SBR 100

N660 40

Acidi grassi 1 1 1 ZnO 2

S 1

DPG 1

Acc.(c) 1 1

Acc.(e) 1 1

- Prove sperimentali -Le mescole realizzate secondo le composizioni sopra riportate, sono state sottoposte a prove di vulcanizzazione a differenti temperature. In particolare, su ognuna delle mescole preparate sono stati eseguiti i test relativi alle proprietà reometriche secondo la norma ISO 6502.

In Tabella IV sono riportati i risultati delle proprietà reometriche ottenuti dalle mescole realizzate con TBBS. Le prove di vulcanizzazione sono state eseguite alle temperature di 145°C, 160°C, 175°C e 195°C. In particolare, le grandezze MH e ML sono espresse in dNm mentre T’10 e T’90 sono espresse in minuti.

TABELLA IV

MCTBBSA1A2B1B2

145 °C

ML 1.81 2.02 2.05 1.95 1.96

MH 22.03 21.06 20.37 20.96 19.74

T10 26.39 13.28 9.96 14.6 9.68

T90 37.64 24.21 21.59 25.45 19.71

160 °C

ML 1.72 1.76 1.76 1.72 1.73

MH 21.23 21.35 20.66 20.83 19.26

T10 8.79 4.52 3.34 4.96 3.39

T90 14.9 11.12 10.78 11.27 9.54

175 °C

ML 1.53 1.51 1.54 1.52 1.53

MH 21.24 21.38 20.78 20.73 19.55

T10 3.23 1.54 1.18 1.8 1.29

T90 7.09 5.44 5.91 5.69 5.6

195 °C

ML 1.34 1.4 1.45 1.37 1.36

MH 20.77 20.61 19.83 20.13 18.72

T10 0.94 0.54 0.45 0.6 0.5

T90 2.28 2.14 2.31 2.25 2.39

In Tabella V sono riportati i risultati delle proprietà reometriche ottenuti dalle mescole realizzate con DPG. Le prove di vulcanizzazione sono state eseguite ad una temperatura di 160°C.

In Tabella V non sono riportati i risultati relativi alla mescola di confronto MCDPG, in quanto non si à ̈ verificato il processo di vulcanizzazione nelle condizioni impostate.

TABELLA V

A3A4B3B4

ML 1.67 1.52 1.77 1.57

MH 16.89 12.41 17.53 14.57 T10 1.45 1.5 1.31 1.45 T50 4.11 4.7 3.75 6.75 T90 14.87 18.43 14.45 18.99 Come può risultare evidente dai risultati sopra riportati, gli agenti coadiuvanti della presente invenzione consentono sorprendentemente ed inaspettatamente di aumentare in maniera significativa il potere accelerante degli acceleranti con i quali vengono utilizzati. Un tale effetto si risolve, quindi, in un vantaggio importante dal punto di vista produttivo ed in una valida alternativa ad alcuni acceleranti “boosters†, largamente utilizzati nell’industria della gomma e attualmente sotto il mirino delle normative sanitarie che ne limitano l’uso.

Inoltre, gli agenti coadiuvanti della presente invenzione consentono sorprendentemente ed inaspettatamente di evitare l’utilizzo degli acidi grassi come attivatori. L’esclusione degli acidi grassi dalla mescola ha il vantaggio sia di ridurre il numero di componenti nella mescola sia di limitare quelle problematiche di adesione derivanti dalla migrazione dei sali verso la superficie della mescola. Tali sali, infatti, vengono prodotti dalla reazione tra gli acidi grassi e l’ossido di Zinco.

Come può sembrare ovvio ad un tecnico del ramo, la presente invenzione trova vantaggioso utilizzo nei settori industriali in cui occorre produrre prodotti in gomma il cui processo di vulcanizzazione può essere condotto anche in tempi brevi. In particolare, uno dei settori industriali in cui la presente invenzione trova un suo particolare e preferito sfruttamento à ̈ quello dei pneumatici.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Agente coadiuvante di vulcanizzazione di formula molecolare (I) di mescole comprendenti una base polimerica a catena insatura reticolabile; (R1CONR2CHR3COO-)n X<n+>(I) in cui: R1à ̈ un gruppo alifatico C6-C23 R2à ̈ H oppure un gruppo alifatico C1-C8 R3à ̈ H oppure un gruppo alifatico o aromatico C1-C8, e X à ̈ un catione metallico, e n à ̈ un numero intero compreso tra 1 e 3.
2. 2. Agente coadiuvante di vulcanizzazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il gruppo alifatico R1comprende un doppio legame.
3. 3. Agente coadiuvante di vulcanizzazione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di avere una formula molecolare compresa nel gruppo composto da: CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CONHCH2COO<->X<+>; e CH2CH(CH2)8CONHCH2COO<->X<+>.
4. 4. Agente coadiuvante di vulcanizzazione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che X<+>Ã ̈ Na<+>.
5. 5. Uso in mescole comprendenti una base polimerica a catena insatura reticolabile di agenti coadiuvanti di vulcanizzazione secondo una delle rivendicazioni precedenti.
6. 6. Mescola comprendente una base polimerica a catena insatura reticolabile caratterizzata dal fatto di comprendere un agente coadiuvante di vulcanizzazione secondo una delle rivendicazioni 1 – 4.
7. 7. Mescola secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di comprendere dal 0,5 a 10 phr di un coadiuvante di vulcanizzazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4.
8. 8. Prodotto in gomma caratterizzato dal fatto di essere realizzato con una mescola secondo la rivendicazione 6 o 7.
9. 9. Pneumatico caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una parte in gomma realizzata con una mescola secondo la rivendicazione 6 o 7.