Deriváty rastlinného oleja ako nastavovacie oleje pre prípravky elastomérov

0001 Tento vynález sa týka prípravkov elastomérov obsahujúcich deriváty rastlinnýcholejov ako nastavovacie oleje.0002 Pri spracovaní syntetických aj prírodných gúm je bežnou praxou používať nastavovacie oleje v priebehu fázy kompoundácie. Tieto oleje, tiež známe ako procesné oleje,majú zásadne plastizujúci účinok a umožňujú zlepšiť spracovateľnosť kaučuku, skrátiť dobu miešania, minimalizovať množstvo vznikajúceho tepla a maximalizovať disperziu zložiek,súčasne so zvyšovaním pružnosti za studena a ohybností vulkanizovaných produktov bez nežiaducich účinkov na dôležitejšie fyzikálne vlastnosti. Tiež, ak sa používajú vovýznamných množstvách, takéto oleje rozširujú objem produktu, čo znižuje náklady.0003 Typicky sa ako nastavovacie oleje používajú minerálne oleje získané zo spracovania ropy, ktoré je možné rozdeliť na parafínové (alifatické), nalłénové (cykloalifatické) a aromatícké oleje. Pri spracovaní elastomérov, predovšetkým pri výrobe pneumatík, sa bežne používajú aromatícké extrakty známe ako DAE (destilované aromatícké extrakty), ktoré však obsahujú polycyklické aromatícké uhľovodíky (PAC), a predovšetkým polyaromatické uhľovodíky (PAU), ktoré sa považujú za karcinogénne látky.0004 Nedávna Európska smernica (smemica 2005/69/ES) však obmedzuje obsah polyaromatických uhľovodíkov (PAU) V nastavovacích olejoch a pneumatikách. Jedno z možných riešení je nahradenie aromatických olejov upravenými aromatíckými a parafínovými olejmi na zníženie obsahu polycyklických látok, známych prípadne ako TDAE0005 Napríklad Patent US 6,984,687 (Goodyear) opisuje elastomérny prípravok obsahujúci 5 až 70 hmotnostných dielov (phr) nastavovacieho oleja s teplotou skleného prechodu medzi-80 a -40 °C, obsahom polycyklických aromatických látok menej než 3 a celkových aromatických látok, ktorý je v každom prípade menej než 20 hmotnostných . Nastavovacieoleje, ktoré majú nízky obsah PAC, opísané V tomto patente, sú MES a ťažké nafcénové oleje.0006 Iné riešenie predstavuje nahradenie minerálnych olejov olejmi prírodného pôvodu, predovšetkým rastlinnými olejmi.0007 V elastomémych formuláciach je tiež bežná prax používanie výstužných materiálov,ako sú sadze alebo bielych materiálov. Tieto biele materiály, predovšetkým siliky,vyžadujú, aby boli prítomné vo formulácii kondenzačné činidlá, aby sa lepšie uplatňovala ichfunkcia. Tieto kondenzačné činidlá typicky obsahujú organosilány.0008 Tento vynález sa týka prípravkov elastoméru, ktoré obsahujú predovšetkým deriváty rastlinných olejov ako nastavovacie oleje. V skutočnosti sa prekvapivo zistilo, že je možné použiť uvedené deriváty rastlinného oleja ako náhradu za konvenčné nastavovacie oleje pre elastoméry, ktoré V podstate zlepšujú niektoré mechanické vlastnosti a zachovávajú iné vlastnosti prípravkov elastomérov v podstate bez zmeny, s významnými výhodami tiež z0009 Niektoré rastlinné deriváty podľa tohto vynálezu môžu tiež umožniť predloženie elastomérov kompatibilných so silikami, čím sa znižuje alebo odstraňuje použitiekondenzačných činidiel vo formulácii.0010 V podstate sú predmetom tohto vynálezu prípravky elastomérov obsahujúce najmenej jeden elastomér a najmenej jeden derivát rastlinného oleja vybraný z jedného alebo viacerýcha. zmes triglyceridov obsahujúca jednu alebo viac z nasledujúcich oligomérnych štruktúrR je vybrané z Cz-Czz alkylénov, R je vybrané z jednej alebo viacerých skupín obsahujúcich zvyšky C 5-C 24 dikarboxylových kyselín a zvyšky C 5-C 24 monokarboxylových kyselín, R 3 je vybrané z jednej alebo viacerých skupín obsahujúcich H, zvyšky C 6-C 24 dikarboxylových kyselín a zvyšky C 5-C 24 monokarboxylových kyselín, R 4 je alkylová skupina, n je celé číslo väčšie než alebo rovné 2, uvedené zvyšky C 5-C 24 dikarboxylových kyselín R a R 3 sa esterifikujú s monoalkoholmi a uvedená zmes triglyceridov má priemernú číselnú mo lekulovú hmotnosť (Mn) medzi 800 a 10 000.b. triglyceridy jednej alebo viacerých karboxylových kyselín s dlhým reťazcom zahŕňajúc najmenej jednu karboxylovú kyselinu obsahujúcu susediace hydroxylové skupiny, c. estery polyolov s najmenej C 5-C 24 monokarboxylovou kyselinou a najmenej C 5-C 24dikarboxylovou kyselinou, uvedené estery sú iné než triglyceridy.0011 Vynález sa tiež týka vulkanizovaných produktov, získaných z uvedených prípravkov0012 Tennín elastomér označuje aj prírodné kaučuky (NR), aj syntetické kaučuky. Príklady syntetických kaučukov sú kaučuky na základe diénu, ako sú kopolyméry vinylarénu a konjugovaného diénu (napr. SBR, styrén/butadiénový kaučuk), dienové polyméry (napr. polybutadién, polyizoprén), kopolyméry etylénu a propylénu, predovšetkým terpolyméry etylén/propylén/dién (EPDM , monomér etylén/propylén/dién) a termoplastické elastoméry,ako napríklad blokové kopolyméry styrén-butadién-styrén (SBS), nitrilové kaučuky,kopolyméry akrylonitrilu a butadiénu (N BR) a poláme kaučuky styrén-izoprén-styrén (SIS).0013 Uvedený elastomér je možné použiť ako taký alebo v zmesi s inými elastomérmi.0014 Vo výhodnom uskutočnení tohto vynálezu obsahuje elastomér polydiénové gumyalebo náhodné kopolyméry vinylarénu a konjugovaného diénu.0015 Typické príklady vinylarénov sú styrén a príbuzné alkylované zlúčeniny. Vovýhodnom uskutočnení je vinylarén styrén.0016 Konjugovanć diény sú l,3-díény obsahujúce od 4 do 12 atómov uhlíka, výhodne od 4 do 8 atómov uhlíka. Prlklady týchto diénov sú l,3-butadién, izoprén, 2,3-dimetyl-l,3 butadién, l,3-pentadién (piperylén), 2-metyl-3-etyl-l,3-butadién, 1,3-oktadién. Vo výhodnom uskutočnení sú konjugované dienové monoméry vybrané zo skupiny obsahujúcej 1,3 butadién a izoprén a ich zmesi, výhodne l,3-butadíén.0017 V nasledujúcom opise bude odkaz na styrén ako typický vinylarén a na butadién akotypický konjugovaný dién, ale bez obmedzenia sa na tieto zlúčeniny.0018 Výraz náhodný kopolymér styrénu a butadíénu označuje kopolymér styrénu a butadiénu, pričom obsah styrénu vo forme blokov (t.j. sekvencia najmenej 10 styrénových jednotiek, ktoré sú na seba priamo naviazané), vo vzťahu k celkovému obsahu styrénu ,je 2 alebo menej, merané pomocou spôsobu oxidačného rozkladu opisaného V I. M. Kolthoff et al. in J. Polymer Science, Vol. 1, page 429 (1946), alebo v nedávnejšej Viola et al . (Sequence distributíon of styrene-butadíene copolymers by ozonolysis, high performance liquid chromatographic and gas chromatographic-mass spectrometric techniques, J. Chromatography A, 117 (1994.0019 Vyššie uvedené náhodné kopolyméry styrénu a butadiénu majú výhodne obsah styrénu od 15 do 50 hmotnostných , výhodnejšie od 20 do 50 hmotnostných .0020 Ako je známe, 1,3-diény môžu byť naviazané na polymérny reťazec ako cis-1,4 väzba(cis väzba), trans-1,4 väzba (trans väzba), 1,2 väzba (vinylová jednotka). V zmysle predkladaného vynálezu je obsah vinylových jednotiek definovaný ako pomer medzi množstvom vinylových jednotiek a súčtom cis, trans a vinylových väzieb. Obsah vinylových jednotiek diénovej časti náhodného kopolyméru styrénu a butadiénu je výhodne od 10 do 80. Obsah vinylových jednotiek môže byť rovnomerne rozdelený pozdĺž polymérnehoreťazca alebo sa môže zväčšovať alebo sa zmenšovať pozdĺž reťazca samotného.0021 Náhodný elastomérny kopolymér styrénu a butadiénu sa môže získať dvoma rôznymipostupnú z roztoku alebo ako emulzia.0022 Čo sa týka postupov v roztoku, výhodne sa uskutočňujú pomocou aniónovej polymerizácie iniciovanej alkylmi lítia V uhľovodikových rozpúšťadlách. V tomto prípade je priememá molekulová hmotnosť (Mw), meraná pomocou gélovej chromatograñe medzi 50000 a 1000000. Hodnota indem disperzie (Mw/Mn) je medzi 1 a 10. Výhodne je MW medzi 300,000 a 800,000 a Mw/Mn je medzi l a 5, výhodnejšie medzi l a 3. Kopolyméry styrénu a butadiénu majú obsah styrénu od 15 do 50 hmotnostných , výhodne 20 až 45 hmotnostných . Obsah vinylových jednotiek je výhodne od l 0 do 80 hmotnostných , ešte výhodnejšie od 20 do 70. Molekulová štruktúra je lineárna alebo rozvetvená, pričom rozvetvená sa získa reakciou aktívnych zakončení na konci polymerizácie s kondenzačnými činidlami, ako je chlorid kremičitý, chlorid ciníčitý alebo iné multifunkčné kondenzačnéčinidlá podľa doterajšieho stavu techniky. Mooney viskozita ne-olejovo nastaveného