ES2328664T3

Chemically treated fillers and polymeric compositions containing same

Abstract

A filler comprising amorphous or particulate inorganic oxide chemically treated in aqueous suspension at a pH of 2.5 or less with a combination of a mercaptoorganometallic reactant and an organometallic compound without sulfur in a weight ratio of at least 0.05: 1, thereby increasing the pH from 3 to 10 after the chemical treatment is completed, in which. (a) the mercaptoorganometallic reactant is represented by the following graphic formula I ** (See formula) ** in which L is halogen or -OR7, Q is hydrogen, C1-12 alkyl or halosubstituted C1-12 alkyl, R6 is alkylene C1-12, R7 is C1-12 alkyl or alkoxy-alkyl containing from 2 to 12 carbon atoms, said halogen (or halo) groups being chlorine, bromine, iodine or fluorine, and n is 1, 2 or 3, and wherein the mercapto hydrogen atom may be replaced so that an unsaturated heteroatom or carbon is directly bonded to sulfur by a single bond; or (b) the mercaptoorganometallic reactant is replaced by a combination of the mercaptoorganometallic reactant of (a) and a different sulfur-containing organometallic compound in a weight ratio of mercaptoorganometallic compound to sulfur-containing organometallic compound of at least greater than 1: 1; (c) the sulfur-free organometallic compound is selected from the group consisting of organometallic compound (s) represented by the formula II: R1 aMX (4-a) II organometallic compound (s) represented ( s) by formula III: R2 2c + 2SicO (c-1) III organometallic compound (s) represented by formula IV: R3 2dSidOd IV organometallic compound (s) represented by formula V: (R2 3Si) kNR4 (3-k) V and a mixture of said organometallic compounds; in which each M is, independently, a silicon, titanium or zirconium atom; each R1 is independently a hydrocarbon group of 1 to 18 carbon atoms; or R1 is an organofunctional hydrocarbon group of 1 to 12 carbon atoms, said functionality comprising, amino, carboxylic acid, carbinol ester or amido; each X is independently selected from the group consisting of halogen, amino, alkoxy groups of 1 to 12 carbon atoms, and acyloxy groups of 1 to 12 carbon atoms; a is an integer 1, 2 or 3; each R2 is independently halo, hydroxy or a hydrocarbon group containing from 1 to 18 carbon atoms with the proviso that at least 50 mol% of the R2 substituents are hydrocarbon groups containing from 1 to 18 carbon atoms; c is an integer from 2 to 10,000; each R3 is independently halo, hydroxy, or a hydrocarbon group containing from 1 to 18 carbon atoms and d is an integer from 3 to 20; each R4 is independently hydrogen or a hydrocarbon group containing from 1 to 18 carbon atoms and k is 1 or 2; and said halo or halogen is selected from chlorine, bromine fluorine or iodine, which has (a) a carbon content greater than 1 percent by weight and (b) a mercapto content greater than 0.15 percent by weight ( c) a Silane Conversion Index of at least 0.3 as defined in memory and (d) a Standard Reinforcement Index of at least 4 as defined in memory.

ES2328664T3, drawing sheet 1
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  1. 1
    ES 2 328 664 T3 REIVINDICACIONES 1. Una carga que comprende óxido inorgánico amorfo o en partículas tratado químicamente en suspensión acuosa a un pH de 2,5 o menos con una combinación de un reactante mercaptoorganometálico y un compuesto organometálico sin azufre en una relación ponderal de como mínimo 0,05:1, aumentándose por ello el pH de 3 a 10 después de completado el tratamiento químico, en la que. (a) el reactante mercaptoorganometálico está representado por la siguiente fórmula gráfica I en la que L es halógeno o -OR 7 , Q es hidrógeno, alquilo Ci-i2 o alquilo Ci-i2 halosustituido, R 6 es alquileno Ci_i2, R 7 es alquilo C1-12 o alcoxi-alquilo que contiene de 2 a 12 átomos de carbono, siendo los mencionados grupos halógeno (o halo) cloro, bromo, yodo o flúor, y n es 1, 2 o 3, y en la que el átomo de hidrógeno de mercapto puede estar reemplazado de forma que un heteroátomo insaturado o un carbono esté directamente unido a azufre mediante un enlace simple;o (b) el reactante mercaptoorganometálico está reemplazado por una combinación del reactante mercaptoorganometálico de (a) y un compuesto organometálico diferente que contiene azufre en una relación ponderal de compuesto mercaptoorganometálico a compuesto organometálico que contiene azufre de como mínimo mayor que 1:1;(c) el compuesto organometálico sin azufre se selecciona entre el grupo constituido por compuesto(s) organometálico(s) representado(s) por la fórmula II: R I aMX ( 4_ a ) II compuesto(s) organometálico(s) representado(s) por la fórmula III: R2 2c+2 Si c O (c_i) compuesto(s) organometálico(s) representados por la fórmula IV: R3 2d Si d O d III IV compuesto(s) organometálico(s) representados por la fórmula V: (R 2 3 Si) k NR 4 (3_k) y una mezcla de los mencionados compuestos organometálicos;en la que cada M es, independientemente, un átomo de silicio, titanio o zirconio;cada R i es independientemente un grupo hidrocarburo de 1 a 18 átomos de carbono;o R i es un grupo hidrocarburo organofuncional de 1 a 12 átomos de carbono, comprendiendo la mencionada funcionalidad, amino, ácido carboxílico, éster de carbinol o amido;cada X se selecciona, independientemente, entre el grupo constituido halógeno, amino, grupos alcoxi de 1 a 12 átomos de carbono, y grupos aciloxi de 1 a 12 átomos de carbono;a es un número entero 1, 2 o 3;cada R 2 es, independientemente, halo, hidroxi o un grupo hidrocarburo que contiene de 1 a 18 átomos de carbono con la condición de que al menos 50% en moles de los sustituyentes R 2 sean grupos hidrocarburo que contienen de 1 a 18 átomos de carbono;c es un número entero de 2 a 10.000;cada R 3 es, independientemente, halo, hidroxi, o un grupo hidrocarburo que contiene de 1 a 18 átomos de carbono y d es un número entero de 3 a 20;cada R 4 es, independientemente, hidrógeno o un grupo hidrocarburo que contiene de 1 a 18 átomos de carbono y k es 1 o 2;y el mencionado halo o halógeno se selecciona entre cloro, flúor bromo o yodo, ES 2 328 664 T3 que tiene (a) un contenido de carbono mayor que 1 por ciento en peso y (b) un contenido de mercapto mayor que 0,15 por ciento en peso (c) un Índice de Conversión de Silano de como mínimo 0,3 según se define en la memoria y (d) un Índice de Refuerzo Estándar de como mínimo 4 según se define en la memoria.
  2. 2
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 1, en la que el contenido de carbono es como mínimo 1,5% en peso, el contenido de mercapto es como mínimo 0,3% en peso.
  3. 3
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 2, en la que el óxido inorgánico es sílice precipitada, el contenido de carbono es como mínimo 2% en peso, el contenido de mercapto es como mínimo 0,5% en peso.
  4. 4
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 1, carga que se caracteriza además por una superficie específica BET modificada de 20 a 350 m 2 /g.
  5. 5
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 4, en la que la superficie específica BET modificada cuya superficie específica es de 100 a 200 m 2 /g
  6. 6
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 1, carga que se caracteriza además por un pH de 5 a 10.
  7. 7
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 6, en la que el pH es de 6,0 a 7,5.
  8. 8
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 1, carga que se caracteriza además por un porcentaje de carbono extraíble Soxhlet de menos de 30%.
  9. 9
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 8, en la que el porcentaje de carbono extraíble Soxhlet es inferior a 20%.
  10. 10
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 1, en la que el óxido inorgánico se selecciona entre caolín, arcilla, tierra de diatomeas, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, trihidrato de aluminio, dióxido de titanio, aluminosilicato, sílice pirógena, sílice coloidal, sílice precipitada o mezclas de tales óxidos inorgánicos.
  11. 11
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 10, en la que el óxido inorgánico es aluminosilicato, sílice coloidal, sílice precipitada o mezclas de ellos.
  12. 12
    La carga químicamente tratada de la reivindicación 11, en la que el óxido inorgánico es sílice precipitada.
  13. 13
    Una suspensión que comprende una combinación de un disolvente orgánico inmiscible con agua y de 1 a 90% en peso de la carga de la reivindicación 1.
  14. 14
    La suspensión de la reivindicación 13, en la que el disolvente inmiscible con agua se selecciona entre el grupo constituido por hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos, cicloalcanos, disolventes halohidrocarburo y cetonas.
  15. 15
    La suspensión de la reivindicación 13, en la que el mencionado óxido inorgánico es sílice precipitada y se caracteriza además por una superficie especifica BET modificadade 20 a 350 m 2 /g, un pH de 5 a 10 y un porcentaje de carbono extraíble Soxhlet de menos de 30%.
  16. 16
    Una mezcla madre que comprende una combinación de caucho orgánico, disolvente inmiscible con agua y de 10 a150 partes de la carga de la reivindicación 1 por 100 partes de caucho.
  17. 17
    La mezcla madre de la reivindicación 16, en la que el caucho orgánico comprende solución de caucho de estireno/butadieno, caucho de polibutadieno o mezclas de ellos.
  18. 18
    Un artículo polímero que tiene dispersadas en él que 10 a 150 partes de la carga de la reivindicación 1 por 100 partes de polímero.
  19. 19
    El artículo polímero de la reivindicación 18, en el que el polímero se selecciona entre el grupo constituido por resinas termoplásticas, resinas termoendurecibles, caucho orgánico y caucho de silicona.
  20. 20
    El artículo polímero de la reivindicación 19, en el que el polímero es un caucho orgánico curable. ES 2 328 664 T3
  21. 21
    El artículo polímero de la reivindicación 18, en el que el mencionado óxido inorgánico es sílice precipitada y se caracteriza además por una superficie específica BET modificada de 20 a 350 m 2 /g, un pH de 5 a 10 y un porcentaje de carbono extraíble Soxhlet inferior a 30%.
  22. 22
    El artículo polímero de la reivindicación 21, en el que el polímero es un caucho orgánico curable que comprende solución de caucho de estireno/butadieno, caucho de polibutadieno o mezclas de ellos.
  23. 23
    El artículo polímero de la reivindicación 22, artículo que es un neumático.
Independent claims23