BR102016023644A2 - composição em fases de borracha e pneu com banda de rodagem - Google Patents

Abstract

composição em fases de borracha e pneu com banda de rodagem. a presente invenção refere-se a uma composição em fases de borracha e uma banda de rodagem feita da mesma para pneus destinados a serviços pesados, como, por exemplo, um pneu de caminhão. a composição em fases de borracha é constituída pelo produto da mistura de uma primeira fase de borracha formada por borracha de cis 1,4-polibutadieno e uma carga de reforço compreendendo negro de fumo e uma segunda fase de borracha formada por borracha natural de cis 1,4-poliisopreno e carga de reforço compreendendo sílica precipitada.

Description

ção de calor interno da banda de rodagem do pneu durante o serviço do pesado. Um aumento em tal propriedade de histerese pode ser indicado, por exemplo, por uma diminuição na propriedade de ressalto da composição de borracha, especialmente na sua propriedade de ressalto a quente (p. ex., 100 °C) e/ou um aumento em sua propriedade de tangente delta (delta tangente).

[005] Neste caso, há o desafio de se promover tal combinação de propriedades físicas com aumento mínimo, se algum, de uma característica de histerese da composição de borracha da banda de rodagem e, assim, manter desejavelmente um grau substancial de sua histerese.

[006] É ainda desejado promover tais propriedades físicas para a composição de borracha da banda de rodagem sem aumentar significativamente e, o desejado, manter substancialmente sua viscosidade não curada durante o processamento para, assim, promover um processamento satisfatório (p. ex., mistura, extrusão e ca-landragem) da composição de borracha.

[007] Para tais desafios, o desejado é avaliar a borracha da banda de rodagem fornecida como uma mistura de fases de borracha constituídas individualmente por combinações de elastômeros à base de dieno e cargas de reforço selecionadas a partir de negro de fumo reforçador de borracha e sílica precipitada.

[008] Propõe-se que a borracha da banda de rodagem contenha, no geral, elastômeros à base de dienos constituídos por 1,4-polibutadieno e borracha natural (cis 1,4-poliisopreno natural) com carga de reforço formada por uma combinação de negro de fumo reforçador de borracha e sílica precipitada com agente de acoplamento de sílica para a sílica precipitada.

[009] Propõe-se ainda prover a composição de borracha da banda de rodagem como um compósito de uma mistura de uma primeira ser, constituída por borracha de cis 1,4-polibutadieno e carga de reforço formada por negro de fumo reforçador de borracha, e uma segunda fase constituída por borracha natural (cis 1,4- poliisopreno natural) e carga de reforço formada por sílica precipitada.

[010] Para tal mistura de fases de borracha, propõe-se prover uma primeira fase constituída por uma mistura-mãe de borracha de cis 1,4-polibutadieno e carga de reforço compreendendo negro de fumo reforçador de borracha junto com óxido de metal constituído por óxido de zinco e ácido graxo adicionado, e prover uma segunda fase constituída por uma mistura-mãe de borracha natural e carga de reforço compreendendo sílica precipitada sem o óxido de zinco, nem o ácido graxo adicional.

[011] O óxido de zinco deverá ser fornecido seletivamente na primeira fase (a borracha de polibutadieno com a carga de reforço de negro de fumo) para evitar a reação prematura do óxido de zinco com a sílica precipitada e o acoplador de sílica e, assim, promover uma interação mais retardada do óxido de zinco com a sílica precipitada e com o acoplador de sílica para assim tornar a reação da sílica precipitada e do acoplador na segunda fase (constituída pela borracha de cis 1,4-poliisopreno e sílica precipitada com acoplador de sílica na ausência do óxido de zinco) mais eficiente.

[012] O ácido graxo (p. ex., ácido carboxílico como, por exemplo, pelo menos um entre ácido esteárico, palmítico e oleico) deverá ser adicionado seletivamente na primeira fase (borracha de polibutadieno com reforço de negro de fumo) para promover o processamento melhor da borracha de polibutadieno, seguido por promover o processamento melhor da combinação das fases da borracha, levando em conta que se contempla que a borracha natural contenha naturalmente uma quantidade pequena (p. ex., entre 0,5 e 1,2 phr) de ácido graxo.

[013] O óxido de zinco e o ácido graxo são adicionados juntos na primeira fase (borracha de polibutadieno com reforço de negro de fumo) para promover a formação de sal de ácido graxo (p. ex., estearato de zinco) dentro da borracha de polibutadieno da primeira fase para assim promover a ativação de aceleradores de cura à base de enxofre adicionados subsequentemente (aceleradores de cura de enxofre adicionados à primeira e à segunda fase de borracha misturada) e predominantemente na presença da borracha de polibutadieno.

[014] As duas fases de borracha (misturas-mãe) deverão ser misturadas junto seguido por mistura com curativos de enxofre ou misturadas juntas com curativos de enxofre.

[015] Um agente de acoplamento de sílica pode estar misturado com a sílica precipitada na segunda mistura-mãe ou ser misturado depois que as duas misturas-mãe são misturadas juntas, embora seja normalmente desejado misturar o acopla-dor de sílica com a segunda mistura-mãe contendo a sílica precipitada.

[016] Na prática, reconhece-se que uma carga de reforço (p. ex., o negro de fumo reforçador de borracha e a sílica precipitada) possui uma afinidade de reforço preferencial por um elastômero à base de dieno com o qual é misturada (p. ex., o negro de fumo pela borracha de cis 1,4-polibutadieno na primeira fase ou a sílica precipitada com a borracha natural na segunda fase, especialmente quando combinada com o agente de acoplamento na segunda fase). Acredita-se que tal fenômeno preferencial da carga de reforço é entendido pelos técnicos no assunto.

[017] Para essa avaliação, é, portanto, desejado promover individual e separadamente tais afinidades preferenciais de reforço das cargas de reforço com os respectivos elastômeros pela preparação das duas fases de borracha (duas misturas-mãe) seguida pela mistura das fases juntas.

[018] Dessa maneira, na composição de elastômeros misturados, é previsto que o negro de fumo mantenha uma afinidade preferencial de reforço maior pela borracha de cis 1,4-polibutadieno da primeira fase de borracha e que a sílica precipitada mantenha uma afinidade preferencial de reforço maior pela borracha natural da segunda fase de borracha, todos dentro da composição de elastômeros misturados (misturas-mãe misturadas).

[019] Como resultado, prevê-se que o negro de fumo apresente um efeito de reforço comparativamente menor para a borracha natural da segunda fase e que a sílica precipitada tenha um efeito de reforço comparativamente menor para a borracha de cis 1,4-polibutadieno da primeira fase.

[020] Como resultado, para a mistura das fases de borracha (misturas-mãe), prevê-se ainda que somente possa ocorrer uma limitada migração do negro de fumo para borracha natural da segunda fase e que somente uma limitada migração a sílica precipitada para a borracha de cis 1,4-polibutadieno a primeira fase possa ocorrer.

[021] Portanto, prevê-se que a composição de borracha resultante seja constituída em grande medida por duas fases, a saber, uma fase de borracha de cis 1,4-polibutadieno reforçada por negro de fumo e uma fase de borracha natural reforçada por sílica precipitada.

[022] Dessa maneira, uma combinação de propriedades de borracha de cis 1,4-polibutadieno reforçada predominantemente por negro de fumo pode ser promovida e de propriedades de borracha natural reforçada predominantemente por sílica precipitada pode ser promovida para composição de borracha resultante de banda de rodagem.

[023] Em uma modalidade, prevê-se que uma fase de borracha dominante (p. ex., uma fase contínua) seja a primeira fase constituída por borracha de cis 1,4-polibutadieno contendo o reforçador de borracha negro de fumo no caso em que a primeira fase tenha uma concentração maior na composição de borracha do que a segunda fase (p. ex., uma fase dispersa dentro da fase contínua), constituída por borracha natural contendo a sílica precipitada.

[024] Como indicado, a primeira e a segunda fase de borracha podem, por conveniência, ser também referidas individualmente como a primeira e a segunda mistura-mãe de borracha.

[025] A composição de borracha constituída pela mistura das fases de borracha individuais, ou misturas-mãe, pode então ser moldada para formar uma banda de rodagem de pneu, curada com enxofre, junto com os componentes montados do pneu, para formar o pneu.

[026] É importante reconhecer que tal preparação da composição dupla composição em fases de borracha para essa avaliação destine-se a ser um desvio significativo de uma mistura sequencial passo a passo mais simples de cargas de reforço de sílica precipitada e negro de fumo reforçador de borracha em uma composição de borracha e de uma mistura dupla de misturas-mãe mais simples de elastômeros e cargas reforçadas.

[027] O termo "phr", quando usado neste relatório descritivo e de acordo com a prática convencional, refere-se a "partes de um respectivo material por 100 partes em peso de borracha ou elastômero".

[028] Os termos "borracha" e "elastômero", quando usado neste relatório descritivo, deverão ser utilizados alternadamente, a menos que prescrito de outra forma. Os termos "composição de borracha", "borracha composta" e o "composto de borracha", se usados neste relatório descritivo, são utilizados alternadamente para se referirem a uma "borracha que foi combinada ou misturada com vários ingredientes e materiais", e tais termos são bem conhecidos pelos técnicos no assunto da mistura de borracha ou da composição de borracha. Os termos “vulcanizar” e “curar”, quando usados neste relatório descritivo, são utilizados alternadamente a menos que indicado de outra forma.

SUMÁRIO E PRÁTICA DA INVENÇÃO

[029] De acordo com a invenção, é provido um método para preparar uma composição de borracha curável por enxofre e constituída por elastômeros à base de dienos com carga de reforço que compreende uma combinação de negro de fumo reforçador de borracha e sílica precipitada, o qual compreende: (A) preparo de uma primeira mistura-mãe constituída por borracha de cis 1,4-polibutadieno e carga de reforço compreendendo negro de fumo reforçador de borracha, (B) preparo de uma segunda mistura-mãe constituída por borracha natural de cis 1,4-poliisopreno e carga de reforço compreendendo sílica precipitada e (C) mistura das referidas misturas-mãe: (1) juntas, seguida pela adição de curativos de enxofre que compreendem enxofre e acelerador(es) de vulcanização com enxofre ou (2) juntas com curativos de enxofre que compreendem enxofre e aceleradores) de vulcanização com enxofre, em que um agente de acoplamento de sílica (acoplador de sílica) é misturado com: (a) a segunda mistura-mãe, ou (b) a combinação de misturas-mãe para acoplar a sílica precipitada ao(s) elastômero(s) à base de dienos, em que o agente de acoplamento de sílica contém uma porção reativa com grupos hidroxila na referida sílica precipitada e outra porção diferente interativa com o(s) referido(s) elastômero(s) à base de dienos.

[030] Na prática, entende-se que, se desejado e adequado, uma quantidade mínima de sílica precipitada pode ser adicionada pelo menos à referida mistura-mãe ou à mistura da primeira e da segunda mistura-mãe (p. ex., até aproximadamente 8 phr de sílica precipitada).

[031] Na prática, entende-se que, se desejado e adequado, uma quantidade mínima de negro de fumo reforçador de borracha pode ser adicionada pelo menos à referida segunda mistura-mãe ou à mistura da primeira e da segunda mistura-mãe (p. ex., até aproximadamente 8 phr do negro de fumo que foi fornecido, por exemplo, como carreador do acoplador de sílica).

[032] Na prática, entende-se que, se desejado e adequado, uma quantidade mínima de borracha à base de dieno adicional (excluindo borracha à base de isobuti-leno) pode ser adicionada pelo menos à referida primeira mistura-mãe ou à mistura da primeira e da segunda mistura-mãe (p. ex., até aproximadamente 10 phr desta). As borrachas de cis 1,4-poliisopreno e de estireno/butadieno, por exemplo, são representativas de tais borrachas à base de dienos adicionais.

[033] Na prática, entende-se que, se desejado e adequado, uma quantidade mínima de borracha à base de dieno adicional pode ser adicionada pelo menos à referida segunda mistura-mãe ou à mistura da primeira e da segunda mistura-mãe (p. ex., até aproximadamente 10 phr desta). As borrachas de cis 1,4-polibutadieno e estireno/butadieno, por exemplo, são representativas de tais borrachas à base de dienos adicionais.

[034] Na prática, entende-se que um ou mais dos vários ingredientes que compõem borrachas, incluindo, por exemplo, óxido de zinco, ácido graxo (p. ex., pelo menos um entre ácido esteárico, palmítico e oleico), resinas e auxiliares do processamento podem ser adicionados a qualquer uma das misturas-mãe ou à sua mistura, conforme possa ser adequado e desejado.

[035] É provida uma composição de borracha que é preparada pelo referido método. O referido método compreende a moldagem e cura com enxofre da combinação de misturas-mãe para formar uma composição de borracha curada com enxofre ou um compósito moldado e curado (p. ex., banda de rodagem) de um pneu.

[036] Uma composição de borracha curada com enxofre é, assim, fornecida pelo referido método.

[037] Ainda de acordo com esta invenção, é provido um pneu tendo um componente (p. ex., uma banda de rodagem de pneu) constituído pelo compósito moldado e curado com enxofre desta invenção.

[038] Em uma modalidade, o negro de fumo reforçador de borracha é caracterizado por ter um valor de iodo (ASTM D1510) em uma faixa entre 70 e 190 junto com um valor de dibutilftalato (DBP) (ASTM D2414) em uma faixa entre 80 e 140. Por exemplo, N121, N120 e N220, que são designações de ASTM, são representativos de tais negros de fumo reforçadores de borracha.

[039] Em uma modalidade, o referido agente de acoplamento de sílica é composto por pelo menos um alcoxiorganomercaptosilano e bis(3-trietoxisililpropil) polissulfeto contendo, em média, entre 2 e 4, alternativamente, entre 2 e 2,6 ou de 3,5 a 4 átomos de enxofre de conexão em sua ponte polissulfídica.

[040] Em uma modalidade, cada uma das referidas primeira e segunda mistu-ra-mãe é misturada individualmente (mistura não produtiva) até uma temperatura em uma faixa entre 140 °C e 170 °C.

[041] Em uma modalidade, a referida primeira e segunda mistura-mãe são misturadas juntas ou a sua mistura é misturada junto com curativos de enxofre (mistura produtiva com enxofre e pelo menos um acelerador de vulcanização com enxofre) até uma temperatura em uma faixa entre 100 °C e 130 °C.

[042] Um aspecto significativo desta invenção é prover uma composição de borracha de banda de rodagem com a composição de fase mista de borracha (em vez de uma composição de borracha misturada convencionalmente) resultando em resistência ao desgaste reforçada (melhorada) conforme ilustrado pela menor taxa de abrasão da composição de borracha e, assim, predição para redução no desgaste da banda de rodagem, bem como resistência reforçada (melhorada) na propagação do crescimento do corte e, assim, predição para aumento benéfico na durabilidade da banda de rodagem enquanto mantendo a histerese de modo substancial e benéfico (conforme evidenciado pela propriedade de ressalto a quente), mantendo a predição de modo substancial e benéfico para a resistência mantida à geração do calor interno (e, assim, a resistência ao acúmulo de temperatura) dentro da borracha da banda de rodagem durante o serviço do pneu.

[043] Dessa maneira, se ganha um benefício pela conquista de propriedades físicas para uma composição de borracha resultante de uma combinação de propriedades físicas individuais da primeira e da segunda mistura-mãe preparadas separadamente seguido pela mistura das duas junto.

[044] Ainda de acordo com esta invenção, é provida uma composição de borracha que é formada pelos referidos compósitos de misturas-mãe misturadas.

[045] Em um aspecto da invenção, é provida uma composição de borracha que é preparada pelo método desta invenção.

[046] Um aspecto ainda significativo da invenção é prover a composição de borracha constituída pela mistura preparada de uma fase dominante (principal porção contínua) de borracha de cis 1,4-polibutadieno contendo o referido negro de fumo reforçador de borracha (junto com o óxido de zinco e ácido graxo adicionado) e uma fase dispersa (porção menor) de borracha natural de cis 1,4-poliisopreno contendo a referida sílica precipitada, em que a fase de borracha de cis 1,4-polibutadieno contém entre 35 e 70 phr de negro de fumo reforçador de borracha para assim prover um caminho de menor resistência elétrica (menor resistividade elétrica) através da referida composição de borracha.

[047] De tal maneira, então, é provido um pneu com tal mistura em fase de borracha que contém um caminho de menor resistência elétrica (menor resistividade elétrica) através da fase dominante de borracha de polibutadieno até a superfície de rodagem da banda para assim promover a dissipação da carga elétrica gerada internamente da banda de rodagem do pneu para o chão.

[048] Adicionalmente, de acordo com esta invenção, é provido um pneu tendo pelo menos um componente constituído por tal composição de borracha, especialmente uma composição de borracha curada com enxofre.

[049] Adicionalmente, de acordo com esta invenção, tal componente do pneu é uma banda de rodagem de pneu.

[050] Para a borracha de cis 1,4-polibutadieno, prevê-se que a borracha de cis 1,4-polibutadieno pode ser um polibutadieno preparado com catalisador de neo-dímio, por exemplo, por polimerização do monômero de 1,3-polibutadieno em uma solução com solvente orgânico na presença de um catalisador formado por um composto de neodímio (que pode ser utilizado junto com, por exemplo, alquil alumínio ou um composto que libera cloreto de alumínio) e em que o polímero de polibutadieno poderia ser acoplado, por exemplo, tratando a mistura de reação com, por exemplo, um cloreto de enxofre como, por exemplo, dicloreto de dienxofre conforme mencionado na Patente U.S. No 5 567 784.

[051] Representativo de tal borracha de cis 1,4-polibutadieno, por exemplo, é um cis 1,4-polibutadieno especializado dispondo de uma microestrutura constituída por entre 96 e 99 por cento de unidades cis 1,4-isoméricas, massa molecular numérica média (Mn) situada em uma faixa entre 150.000 e 200.000 e índice de hetero-geneidade (Mw/Mn) situado em uma faixa entre 1,5/1 e 2/1.

[052] Compostos de neodímio representativos para tal catálise de monômero de cis 1,3-butadieno poderiam ser, por exemplo, neodecanoato de neodímio, octa-noato de neodímio ou versalato de neodímio. Os compostos de neodímio poderiam ser derivados de um sabão de carboxilato de neodímio como, por exemplo, Nd(R-C00)3. Compostos representativos de alquil alumínio podem ser, por exemplo, hidre-to de triisobutil-alumínio (TIBA) e de diisobutil-alumínio (DIBAH). Compostos representativos que liberam cloreto de alumínio podem ser, por exemplo, cloreto de dietil-alumínio, todos desde que o elastômero de polibutadieno especializado possua a microestrutura, a massa molecular, o índice de heterogeneidade e faixas de Tg referidos acima.

[053] Portanto, o catalisador para preparar tal elastômero de polibutadieno especializado exclui catalisadores à base de titânio, cobalto ou níquel, utilizados para o preparo de elastômeros de cis 1,4-polibutadieno.

[054] Para essa avaliação, uma finalidade para a inclusão do polibutadieno especializado com sua massa molecular numérica média relativamente elevada, seu baixo índice de homogeneidade relativa e Tg um pouco baixo é promover valores mais altos de ressalto para a composição de borracha, os quais predizem menor geração de calor interno e, portanto, menos acúmulo de temperatura, para a composição de borracha quando esta estiver sendo trabalhada, e predição para melhor resistência à rolagem (mais baixa) para um pneu com uma banda de rodagem de tal composição de borracha que contém a borracha de polibutadieno especializado. Uma finalidade adicional é promover maior resistência à abrasão da composição de borracha, o que prediz melhor resistência ao desgaste da banda de rodagem para um pneu com tal composição de borracha que contém a borracha de polibutadieno especializado.

[055] Representativo da referida borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado para uso nesta invenção é, por exemplo, Budene 1224™ da The Goodyear Tire & Rubber Company e CB25™ da Lanxess. Embora o aspecto técnico possa não ser entendido completamente, é uma característica desta invenção que a borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado se diferencie de outras borrachas de cis 1,4-polibutadieno por se requerer que seja o produto da polimerização em solução com solvente orgânico de monômero de 1,3-butadieno na presença de um catalisador à base de neodímio em vez de catalisadores de polimerização à base de lítio, cobalto ou níquel.

[056] Acredita-se que o elastômero de cis 1,4-polibutadieno especializado disponha de um grau de configuração ramificada que, segundo se entende, promove a processabilidade em seu estado de não vulcanizado.

[057] Um desenho é fornecido para descrever mais detalhadamente a invenção.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[058] É fornecido um desenho para ilustrar um processo para preparar uma composição de borracha, preparando e combinando misturas-mãe separadas de composições de borracha, a saber, uma primeira mistura-mãe constituída por borracha de polibutadieno com carga de reforço de negro de fumo, e uma segunda mistu-ra-mãe com reforço de sílica precipitada. O desenho [059] No desenho representando a mistura balanceada em batelada (mistura balanceada em batelada), uma primeira mistura-mãe (Lote Principal No 1 ou MB-1) é fornecida pela mistura não produtiva (mistura não produtiva) de uma mistura de elas-tômero de cis 1,4-polibutadieno (borracha) contendo negro de fumo reforçador de borracha em dispersão como carga de reforço. No desenho, é fornecida uma segunda mistura-mãe (Lote Principal No 2 ou MB-2) pela mistura não produtiva (mistura não produtiva) de uma mistura de borracha natural (elastômero de cis 1,4-polisopreno) contendo sílica precipitada em dispersão como carga de reforço, junto com um agente de acoplamento de sílica, em que é permitido ao agente de acoplamento de sílica reagir com a sílica precipitada na segunda mistura-mãe.

[060] Alternativamente (não mostrado), o agente de acoplamento pode ser adicionado a uma combinação da primeira e segunda mistura-mãe em vez de, ou em combinação com, ser adicionado na segunda mistura-mãe.

[061] No desenho, as misturas-mãe são misturadas junto em uma etapa de mistura produtiva (Mistura produtiva), sendo adicionados curativos de enxofre (curativos de enxofre) (p. ex., enxofre e pelo menos um acelerador de cura de enxofre) para formar um compósito de borracha (compósitos de borracha).

[062] Ingredientes que compõem borracha podem ser adicionados ao procedimento da mistura (não mostrado) como, por exemplo, e sem a intenção de servir de limitação, óxido de zinco e ácido graxo.

[063] Alternativamente, as misturas-mãe (Lote Principal No 1 e Lote Principal No 2) podem ser misturadas juntas em uma etapa alternativa intermediária de mistu- ra não produtiva (Mistura não produtiva alternativa adicional), após o que, curativos de enxofre são adicionados na etapa de mistura produtiva (Mistura produtiva).

[064] O compósito de borracha (composição de borracha) pode ser moldado e curado com enxofre (não mostrado no desenho) para formar uma composição de borracha curada com enxofre ou um compósito formado e curado (p. ex., banda de rodagem) de um pneu.

[065] Os curativos para a cura com enxofre da composição de borracha são curativos utilizados convencionalmente para elastômeros que podem ser curados com enxofre e incluem tipicamente uma adição de enxofre livre e um ou mais aceleradores de cura apropriados que pode também, às vezes, incluir, um retardador de cura. Tais curativos e o seu uso para composições de elastômeros curáveis com enxofre são bem conhecidos pelos técnicos no assunto.

[066] Deverá ser reconhecido que o agente de acoplamento, que pode estar em forma líquida, poderia ser utilizado em conjunto com um carreador de negro de fumo, a saber, previamente misturado com um negro de fumo, especialmente um negro de fumo reforçador de borracha, antes da adição à composição de borracha, e tal negro de fumo reforçador de borracha pode ser incluído na quantidade computada de negro de fumo reforçador de borracha na formulação da composição de borracha.

[067] É, portanto, facilmente entendido pelos técnicos no assunto que a composição de borracha seria preparada, conforme venha a ser adequado, por métodos em geral conhecidos na técnica de combinação de borracha, tal como mistura das várias borrachas constituintes vulcanizáveis por enxofre com os vários materiais aditivos comumente utilizados tais como, por exemplo, os auxiliares de cura, como enxofre, os ativadores, retardadores e aceleradores, os aditivos de processamento, como óleos, resinas incluindo resinas tackifying (aumentam a pegajosidade), sílicas, e plastificantes, cargas, pigmentos, ácido graxo, óxido de zinco, ceras, antioxidantes e antiozonantes, agentes de peptização e materiais reforçadores. Dependendo do uso pretendido do material vulcanizável por enxofre e vulcanizado com enxofre (borrachas), os aditivos mencionados acima são selecionados e comumente utilizados em quantidades convencionais.

[068] No preparo da composição de borracha, as quantidades típicas de resinas tackifier, se utilizadas, podem compreender, por exemplo, entre 0,5 e 10 phr, normalmente entre 1 e 5 phr. As quantidades típicas de auxiliares do processamento podem compreender, por exemplo, entre 1 e 50 phr. Tais auxiliares do processamento podem incluir, por exemplo, óleos aromáticos, naftênicos e/ou parafínicos de processamento. As quantidades típicas de antioxidantes podem compreender entre 1 e 5 phr. Os antioxidantes representativos podem ser, por exemplo, difenil-p-fenilenodiamina e outros como, por exemplo, aqueles descritos no The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), página 344 até 346. As quantidades típicas de antiozo-nantes, se utilizados, podem compreender, por exemplo, entre 1 e 5 phr.

[069] As quantidades típicas de ácidos graxos, quando utilizados, que podem incluir ácido esteárico, ácido palmítico, ácido linoleico ou misturas de um ou mais ácidos graxos, podem compreender, por exemplo, entre 0,5 e 5 phr.

[070] Frequentemente, o ácido esteárico é utilizado em estado relativamente impuro, no sentido de estar em mistura com ácidos graxos adicionais, como, por exemplo, ácido palmítico e oleico e possivelmente linoleico, e poderia ser, às vezes, mais comumente referido na prática da composição de borracha como "ácido esteárico" quando referido na descrição e prática desta invenção.

[071] As quantidades típicas de óxido de zinco podem compreender, por exemplo, entre 1 e 5 phr. As quantidades típicas de ceras, habitualmente ceras mi-crocristalinas, se utilizadas, podem compreender, por exemplo, entre 1 e 5 phr. As quantidades típicas de agentes de peptização, se utilizados, podem compreender, por exemplo, entre 0,1 e 1 phr. Os agentes de peptização típicos podem compreen- der, por exemplo, pentaclorotiofenol e dissulfeto de dibenzamidodifenila.

[072] Como indicado, a vulcanização é conduzida na presença de um agente de vulcanização de enxofre. Os exemplos de agentes de vulcanização de enxofre adequados incluem o enxofre elementar (enxofre livre) ou os agentes de vulcaniza-ção doadores de enxofre, por exemplo, os adutos de dissulfeto de amina, polissulfe-to polimérico ou olefina de enxofre. De preferência, o agente de vulcanização de enxofre é enxofre elementar. Como conhecido pelos técnicos no assunto, os agentes de vulcanização de enxofre são utilizados, por exemplo, em uma quantidade que varia entre 0,5 e 4 phr ou mesmo, em algumas circunstância, até aproximadamente 8 phr, com uma faixa entre 1 e 2,5, às vezes, sendo preferido entre 1 e 2.

[073] Os aceleradores são utilizados para controlar a temperatura e/ou a temperatura, necessários para a vulcanização, e para melhorar as propriedades do vulcanizado. Em uma modalidade, um sistema de acelerador único pode ser utilizado, ou seja, acelerador primário. Convencionalmente e de preferência, um ou mais aceleradores primários são usados, por exemplo, em quantidades totais que variam entre 0,5 e 4, de preferência entre 0,8 e 2 phr. Em outra modalidade, combinações de um acelerador primário e um acelerador secundário podem ser usadas, com o acelerador secundário sendo usado em quantidades, por exemplo, entre 0,05 e 3 phr para ativar e melhorar as propriedades do vulcanizado. Pode-se prever que as combinações desses aceleradores produzam um efeito sinérgico nas propriedades finais, e sejam um pouco melhores do que aquelas produzidas pelo uso de apenas um acelerador. Além disso, os aceleradores de ação retardada podem ser usados, que não são afetados por temperaturas normais de processamento, mas que produzam uma cura satisfatória em temperaturas comuns de vulcanização. Os retardado-res de vulcanização também podem ser usados, se desejado e adequado. Os tipos de aceleradores que podem ser utilizados são, por exemplo, várias aminas, dissulfe-tos, guanidinas, tioureias, tiazóis, tiuramas, sulfenamidas, ditiocarbamatos e xanta- "COMPOSIÇÃO EM FASES DE BORRACHA E PNEU COM BANDA DE RODAGEM" CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a uma composição em fases de borracha e a uma banda de rodagem feita da mesma para pneus destinados a serviços pesados, por exemplo, um pneu de caminhão. A composição em fases de borracha é formada pelo método e o produto da mistura de uma primeira fase de borracha, em forma de uma mistura-mãe constituída por borracha de 1,4-polibutadieno e carga de reforço compreendendo negro de fumo reforçador de borracha, junto com óxido de zinco e ácido graxo, e uma segunda fase de borracha constituída por borracha natural de 1,4-poliisopreno e carga de reforço compreendendo sílica precipitada.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os pneus podem ser preparados com bandas de rodagem formadas por composições à base de dieno que contêm uma carga de reforço em forma de negro de fumo reforçador de borracha combinado com sílica precipitada para reforçar a borracha. A sílica precipitada pode ser utilizada junto com um composto aco-plador de sílica para acoplar a sílica precipitada aos elastômeros à base de dieno contidos na composição de borracha.

[003] Quando se destina a serviços pesados, especialmente para um pneu de caminhão, a promoção de propriedades físicas relativas ao desempenho em serviços pesados é às vezes desejada para a sua banda de rodagem, como, por exemplo, uma combinação das propriedades de resistência à abrasão e resistência ao crescimento de trinca ao mesmo tempo em que proporcionada uma propriedade adequada de rigidez.

[004] Aumentar tais propriedades físicas de uma composição de borracha muitas vezes como é de se esperar faz crescer as suas características de histerese, as quais, por sua vez, como previsto, promovem um aumento indesejável na gera- tos. De preferência, o acelerador primário é uma sulfenamida. Se um segundo acelerador for utilizado, o acelerador secundário é geralmente um composto de guanidina, ditiocarbamato ou tiurama.

[074] A presença e as quantidades relativas dos ingredientes acima, além das referidas sílicas precipitadas e agentes de acoplamento associados, não são considerados uma matéria primária desta invenção.

[075] Os exemplos a seguir são fornecidos para ilustrar ainda mais a invenção. As partes e as porcentagens são em peso a menos que indicado de outra forma. EXEMPLO I - Mistura sequencial de elastômeros e cargas de reforço [076] Composições de borracha foram preparadas com carga de reforço dispersa, compreendendo uma combinação de negro de fumo reforçador de borracha e sílica precipitada.

[077] A Amostra A controle de borracha é uma amostra controle de borracha contendo uma combinação de negro de fumo reforçador de borracha e sílica precipitada, junto com agente de acoplamento de sílica, misturada simplesmente e dispersa em uma combinação de elastômeros de cis 1,4-polibutadieno, cis 1,4-poliisopreno e estireno/butadieno.

[078] A Amostra B experimental de borracha é uma amostra de borracha constituída por borracha de cis 1,4-polibutadieno e borracha natural de 1,4-poliisopreno à qual negro de fumo reforçador de borracha e sílica precipitada foram adicionados junto com um agente de acoplamento de sílica.

[079] A formulação geral das Amostras A e B estão ilustradas na Tabela 1 a seguir, onde partes e porcentagens são em peso a menos que indicado de outra forma. 11 para 15 minutos, para a amostra de borracha original, e de 10 para 14 minutos para a envelhecida.

[0111] Portanto, conclui-se que a combinação de misturas-mãe na qual o óxido de zinco e o ácido graxo foram adicionados seletivamente à segunda mistura-mãe (MB-2A) de borracha de poliisopreno e carga de reforço de sílica não proporcionou uma redução na taxa de abrasão ou aumento na resistência à propagação do crescimento de corte, embora a rigidez (propriedade física G’) e a histerese (valores de ressalto e tan delta) fossem mantidas substancialmente, conforme também seria quando comparada à Amostra A de borracha ou ao Exemplo I.

[0112] Apesar de certas modalidades representativas e detalhes tenham sido mostrados para fins de ilustrar a invenção, ficará evidente para os técnicos no assunto que várias mudanças e modificações podem ser nelas efetuadas sem que, contudo, se desviem do espírito e do âmbito da invenção.

Tabela 1 Material Partes em peso (phr) Borracha A1 de cis 1,4-polibutadieno 0 e 65 Borracha de cis 1,4-polibutadieno B2 0 e 25 Borracha de estireno/butadieno preparada por polimeriza- 0 e 25 ção em solução3 Borracha natural (cis 1,4-poliisopreno) 35 e 50 Negro de fumo reforçador de borracha (N220 ou N121 )4 36 e 55 Sílica precipitada5 0 e 16 Agente de acoplamento de sílica6 1,3 Ácido graxo7 2 e 2,5 Óxido de zinco 3 Óleo de processamento de borracha 1 e 1,1 Aceleradores de cura com enxofre8 1,5 e 3 1Borracha de cis 1,4-polibutadieno preparada por polimerização em solução com catalisadores à base de neodímio, tanto Tg de aproximadamente -106 °C como Budene 1224™ da The Goodyear Tire & Rubber Company 2Borracha de cis 1,4-polibutadieno preparada por polimerização em solução com catalisadores à base de níquel, tendo Tg de aproximadamente -106 °C como BR5510™ da Sabic 3Estireno/butadieno preparado por polimerização em solução como SLF18B10™ da The Goodyear Tire & Rubber Company tendo um teor de estireno de aproximadamente 18,5 por cento e Tg de aproximadamente -78 °C 4N220 e N121, designações ASTM para o negro de fumo reforçador de borracha 5Sílica precipitada como HDP320™ da PPG 6Acoplador de sílica como HP-1529™ da CVX Chemical Spec, Ltd, um bis(3- trietoxisililpropil) polissulfeto com, em média, de aproximadamente 2 a aproximadamente 2,6 átomos de enxofre de conexão em sua ponte polissulfídica, sem um car-reador de negro de fumo 7Ácido graxo constituído primariamente pelos ácidos esteárico, palmítico e oleico 8Aceleradores de cura com enxofre como sulfenamida e difenilguanidina [080] As Amostras A e B de borracha estão ilustradas na Tabela 2 a seguir.

Tabela 2 Amostras de borracha (phr) Materiais A B

Mistura não produtiva (NP) Cis 1,4-polibutadieno A 0 65 Cis 1,4-polibutadieno B 25 0 Borracha natural 50 35 Borracha de estireno/butadieno 25 0 Negro de fumo reforçador de borracha (N220) 55 0 Negro de fumo reforçador de borracha (N121) 0 35,5 Sílica precipitada 0 16 Agente de acoplamento de sílica 0 1,3 Ácido graxo 2,5 2 Óleo de processamento de borracha 5 0 Mistura produtiva (P) Enxofre 1 1,1 Aceleradores de cura com enxofre 3 1,5 [081] Várias propriedades de borracha curada e não curada das Amostras A e B de borracha são relatadas na Tabela 3 a seguir.

Tabela 3 Amostras de borracha (phr) Propriedades A B

Processamento de borracha não curada Módulo de armazenamento não curado, G’ Mais baixo é me- 0,25 0,29 (KPa) em 15% de tensão, 100 °C e 0,83 Hertz Ihor Propriedades preditivas de manuseio da banda de rodagem de pneu, módulo de armazenamento curado (G’)1 a 100 °C, 11 Hertz (KPa) 10 por cento de tensão 1,4 1,5 Mais alto é melhor 50 por cento de tensão 1,1 1 Mais alto é melhor Propriedades preditivas de resistência à rolagem (Histerese) da banda de rodagem de pneu Ressalto (100 °C) 53 63 Mais alto é melhor Tan delta (100 °C, 10% de tensão, 11 Hertz) Mais baixo é me- 0,15 0,12 lhor Propriedades preditivas de desgaste da banda de rodagem de pneu, resistência à abrasão Abrasão de Grosh2, alta, mg/kg (taxa de abra- Mais baixo é me- 561 632 são) lhor Crescimento de trincas (Ensaio de fadiga por flexão)1, 4h, 95 °C (min/mm) Original 13 10 Mais alto é melhor Envelhecida (7 dias a 70 °C no ar) 12 8 Mais alto é melhor 1Ensaio de fadiga por flexão (De Mattia) de acordo com ASTM D813 ou DIN 53522 [082]A partir da Tabela 3, pode ser visto que aumentar o teor de cis 1,4-polibutadieno na Amostra B de borracha junto com também uma adição do teor de sílica precipitada acoplada resultou em redução benéfica na histerese da composi- ção de borracha (um aumento em seu valor de ressalto a quente de 53 para 63 e diminuição em suas propriedades de tan delta de 0,15 para 0,12).

[083] No entanto, a partir da Tabela 3, pode também ser visto que, considera-se que a durabilidade da Amostra B de borracha da composição de borracha é desafiada no sentido de que promoveu um aumento indesejável em sua taxa de abrasão, de 561 para 632, e uma diminuição indesejável não só em crescimento de trincas na original (de 13 para 10), mas também em crescimento de trincas na envelhecida (de 12 para 8).

[084] Portanto, conclui-se que a diminuição desejada em taxa de abrasão e o aumento em crescimento de trincas (tempo para que as trincas aumentem, ou se propaguem) para a composição de borracha constituída por uma combinação de borracha de cis 1,4-polibutadieno e borracha natural que continha como carga de reforço uma combinação de negro de fumo reforçador de borracha e sílica precipitada não foram alcançadas pelo processo indicado de mistura sequencial de tais elas-tômeros e cargas de reforço. EXEMPLO II (Combinação de misturas-mãe de composições de borracha) [085] Duas misturas-mãe separadas de composições de borracha foram preparadas, em que a borracha de polibutadieno e a borracha de poliisopreno foram misturadas separadamente com o negro de fumo reforçador de borracha e a sílica precipitada.

[086] Uma primeira mistura-mãe (MB-1) preparada consistia em uma mistura de borracha de cis 1,4-polibutadieno contendo uma dispersão de negro de fumo reforçador de borracha como carga de reforço para promover a resistência à abrasão da composição de borracha.

[087] Uma segunda mistura-mãe (MB-2) preparada consistia em uma mistura de borracha de cis,4-poliisopreno contendo uma dispersão de sílica precipitada como carga de reforço para promover uma redução na propriedade de histerese da composição de borracha.

[088] A Tabela 4 a seguir ilustra uma formulação geral para a primeira mistu-ra-mãe (MB-1) e a segunda mistura-mãe (MB-2) e para a combinação das misturas-mãe (que era a mesma formulação global que a Amostra B de borracha do Exemplo I), onde partes são em peso (phr) a menos que indicado de outra forma.

[089] A Tabela 4 mostra ainda que o óxido de zinco e o ácido graxo (ácido carboxílico) foram adicionados à primeira mistura-mãe de borracha de polibutadie-no/negro de fumo, MB-1, em vez de à segunda mistura-mãe de borracha natu-ral/sílica, MB-2.

[090] A adição do óxido de zinco com a primeira mistura-mãe (MB-1) em vez de com a segunda mistura-mãe (MB-2) tem como finalidade avaliar impedir que o óxido de zinco interfira prematuramente com a interação de sílica precipita-da/acoplador de sílica.

[091] A adição do óxido de zinco com a primeira mistura-mãe (MB-1) em vez de com a segunda mistura-mãe (MB-2) tem como finalidade avaliar permitir que o ácido graxo promova melhor a processabilidade da MB-1 e da combinação das mis-turas-mãe, MB-1 mais MB-2.

[092] A adição do óxido de zinco e do ácido graxo juntos na primeira fase (MB-1), a saber, a borracha de polibutadieno com reforço de negro de fumo, tem como finalidade promover a formação de um sal de ácido graxo deste dentro da borracha de polibutadieno da primeira fase para assim promover a ativação de aceleradores de cura com enxofre que são adicionados subsequentemente (aceleradores de cura com enxofre adicionados à primeira e à segunda fase de borracha que são misturadas subsequentemente) predominantemente na presença da borracha de polibutadieno.

Tabela 4 Materiais MB-1 MB-2 MB-1 + MB-2 Etapa(s) de mistura não produtiva Borracha de cis 1,4-polibutadieno A 65 0 65 Borracha natural 0 35 35 Negro de fumo (N121) 54 0 35 Sílica precipitada 0 16 16 Agente de acoplamento de sílica (acoplador) 0 1,3 1,3 Ácido graxo 2 0 2 Óxido de zinco 2 0 2 Etapa de mistura produtiva - quando da mistura das misturas-mãe Enxofre 0 0 1,1 Acelerador(es) de cura com enxofre 0 0 1,5 [093] Várias propriedades de borracha curada e não curada da combinação de misturas-mãe (MB-1 mais MB-2), bem como propriedades relatadas no Exemplo I para a Amostra B de borracha são relatadas na Tabela 5 a seguir.

[094] Foram determinadas as resistividades elétricas da combinação de misturas-mãe (MB-1 mais MB-2) e a da Amostra B de borracha do Exemplo 1.

Tabela 5 Amostras de borracha (phr) MB-1 Amostra B + MB2 do Exemplo Propriedades I

Processamento Módulo de armazenamento não cura- Mais baixo é medo, G’ em 15% de tensão, 100 °C e 0,25 0,29 lhor 0,83 Hertz (KPa) Propriedades da borracha Propriedades preditivas de manuseio da banda de rodagem de pneu, módulo de armazenamento curado (G’)1 a 100 °C, 11 Hertz (KPa)1 10% de tensão (KPa) 1,44 1,5 Mais alto é melhor 50% de tensão (KPa) 1 1 Mais alto é melhor Propriedades preditivas de resistência à rolagem (Histerese) da banda de rodagem de pneu Ressalto (100 °C) 63 63 Mais alto é melhor Tan delta (100 °C, 10% de tensão, 11 Mais baixo é me- 0,11 0,12 Hertz) lhor Propriedades preditivas de desgaste da banda de rodagem de pneu, resistência à abrasão Abrasão de Grosh, alta, mg/kg (taxa Mais baixo é me- 472 632 de abrasão) lhor Crescimento de trincas (Ensaio de fadiga por flexão)1, 4h, 95 °C (min/mm) Original 15 10 Mais alto é melhor Envelhecida (7 dias a 70 °C no ar) 14 8 Mais alto é melhor Condutividade elétrica Resistividade de volume (ohm.cm)1 8,0 x 4,2 x 105 103 1Resistividade de volume de acordo com ASTM D257.

[095] Para consideração da resistividade elétrica, tanto a combinação de mis-turas-mãe (MB-1 mais MB-2) como a Amostra B de borracha do Exemplo I continham 35 phr de negro de fumo reforçador de borracha. No entanto, neste Exemplo II, a combinação de misturas-mãe foi fornecida com a primeira fase de borracha dominante e, portanto, contínua de polibutadieno contendo 54 phr do negro de fumo reforçador de borracha com a segunda fase de borracha de poliisopreno contendo o reforço da sílica dispersa na fase.

[096] A partir da Tabela 5, vê-se que a resistividade elétrica da combinação de misturas-mãe proporcionou uma resistividade elétrica que era substancialmente menor (8,5 x 103 ohm.cm) que a resistividade elétrica da Amostra B de borracha do Exemplo I (4,2 x 105 ohm.cm).

[097] Conclui-se, portanto, que um caminho de menor resistência elétrica (menor resistividade elétrica) foi proporcionado através da fase dominante (contínua) de borracha de polibutadieno da combinação de misturas-mãe.

[098] Conclui-se ainda que, a resistividade significativamente reduzida da combinação de misturas-mãe, quando comparada à Amostra B de borracha do Exemplo I, verifica a presença da combinação da fase contínua de borracha de polibutadieno contendo o negro de fumo reforçador de borracha e a fase dispersa de borracha de poliisopreno contendo a sílica precipitada.

[099] Vê-se a partir da Tabela 5 que as propriedades a seguir da combinação mista em fases de misturas-mãe deste Exemplo II (MB-1 mais MB-2), quando comparada à mistura sequencial da Amostra B de borracha do Exemplo I, foram semelhantes, indicando, assim, pouca vantagem em se empregar a combinação de mistu-ras-mãe. (A) Valores semelhantes de G’ não curado de 0,29 e 0,25 indicando processamento similar da borracha; (B) Propriedades semelhantes de G’ curado de 1,5 e 1,4 (10 por cento de tensão) e 1 e 1 (50 por cento de tensão), indicando propriedades semelhantes de rigidez; (C) Os mesmos valores de ressalto a quente de 63 e 63 indicando a mesma histerese; e (D) Valores semelhantes de tan delta de 0,12 e 0,11 também indicando uma histerese similar.

[0100] No entanto, vê-se também que as propriedades a seguir da borracha melhoraram significativamente pelo emprego da combinação de misturas-mãe (MB-1 mais MB -2) na qual o óxido de zinco e o ácido graxo foram adicionados seletivamente à combinação da primeira mistura-mãe de polibutadieno e carga de reforço de negro de fumo: (A) Aumento significativo na resistência à abrasão no sentido de diminuição na taxa de abrasão de 632 para 472; e (B) Aumento significativo na durabilidade no sentido de redução da propagação do crescimento de trincas (aumento em minutos por milímetro de comprimento do crescimento de trincas) de 10 para 15 minutos, para amostra de borracha original, e de 8 para 14 minutos para a envelhecida.

[0101] Portanto, conclui-se que a combinação de misturas-mãe na qual o óxido de zinco e o ácido graxo foram adicionados seletivamente à primeira mistura-mãe de polibutadieno e carga de reforço de negro de fumo possibilitou preparar uma composição de borracha com redução melhorada na taxa de abrasão e resistência melhorada na propagação do crescimento do corte enquanto mantendo substancialmente a rigidez (propriedade física G’) e a histerese (propriedades de ressalto a quente e de tan delta similares), como também seria quando comparada à Amostra A de borracha do Exemplo I, permitindo assim predizer uma resistência benéfica à geração de calor interno durante o serviço do pneu para um pneu com banda de rodagem de tal composição de borracha constituída pela combinação de misturas-mãe (MB-1 e MB-2). EXEMPLO III - Mistura de misturas-mãe de composições de borracha [0102] Duas misturas-mãe separadas de composições de borracha foram preparadas de maneira semelhante ao Exemplo II.

[0103] Uma primeira mistura-mãe (MB-1A) preparada compreendia uma mistura de borracha de cis 1,4-polibutadieno e negro de fumo reforçador de borracha como a carga de reforço, semelhante à MB-1 do Exemplo II.

[0104] Uma segunda mistura-mãe (MB-2A) preparada compreendia uma mistura de borracha de cis,4-poliisopreno e sílica precipitada em dispersão como carga de reforço, semelhante à MB-2 do Exemplo II.

[0105] No entanto, ao contrário do Exemplo II, para este Exemplo III, o óxido de zinco e o ácido graxo foram adicionados à segunda mistura-mãe (MB-2A) que compreendia o cis 1,4-poliisopreno e o reforço por sílica em vez da primeira mistura-mãe (MB-1A) constituída pelo cis 1,4-polibutadieno e reforço de negro de fumo.

[0106] A Tabela 6 a seguir ilustra a formulação geral para a primeira mistura-mãe (MB-1A) e a segunda mistura-mãe (MB-2A) e para a combinação das misturas-mãe (que era a mesma formulação que para a Amostra B de borracha do Exemplo I), onde partes são em peso (phr) a menos que indicado de outra forma.

[0107] A Tabela 6 mostra que o óxido de zinco e o ácido graxo foram adicionados à segunda mistura-mãe de borracha natural/sílica, MB-2A, em vez de à primeira mistura-mãe de polibutadieno/negro de fumo, MB-1A (portanto, ao contrário do Exemplo II).

Tabela 6 Materiais MB-1A MB-2A MB-1A + MB-2A

Etapa(s) de mistura não produtiva Borracha de cis 1,4-polibutadieno A 65 0 65 Borracha natural 0 35 35 Negro de fumo (N121) 54 0 35 Sílica precipitada 0 16 16 Agente de acoplamento de sílica (acoplador) 0 1,3 1,3 Ácido graxo 0 2 2 Óxido de zinco 0 2 2 Etapa de mistura produtiva - quando da mistura das misturas-mãe Enxofre 0 0 1,1 Acelerador(es) de cura com enxofre 0 0 1,5 [0108]Várias propriedades de borracha curada e não curada da combinação de misturas-mãe, a saber, a combinação de MB-1A e MB-2B, bem como propriedades da combinação de MB-1 e MB-2 relatadas no Exemplo II p são relatadas na Tabela 7 a seguir.

Tabela 7 Combinações de misturas-mãe MB-1A + MB-1 + MB- Propriedades MB2A 2 Processamento Módulo de armazenamento não cura- Mais baixo é medo, G’ em 15% de tensão, 100 °C e 0,22 0,25 lhor 0,83 Hertz (KPa) Propriedades da borracha Propriedades preditivas de manuseio da banda de rodagem de pneu, módulo de armazenamento curado (G’)1 a 100 9C, 11 Hertz (KPa)1 10% de tensão (KPa) 1,33 1,44 Mais alto é melhor 50% de tensão (KPa) 0,98 1 Mais alto é melhor Propriedades preditivas de resistência à rolagem (Histerese) da banda de rodagem de pneu Ressalto (100 °C) 61 63 Mais alto é melhor Tan delta (100 °C, 10% de tensão, 11 Mais baixo é me- 0,13 0,11 Hertz) lhor Propriedades preditivas de desgaste da banda de rodagem de pneu, resistência à abrasão Abrasão de Grosh, alta, mg/kg (taxa Mais baixo é me- 562 472 de abrasão) lhor Crescimento de trincas (Ensaio de fadiga por flexão)1, 4h, 95 °C (min/mm) Original Mais alto é me- 11 15 lhor Envelhecida (7 dias a 70 °C no ar) Mais alto é me- 10 14 lhor [0109] Vê-se, a partir da Tabela 7, que as propriedades a seguir da combinação mista em fases de misturas-mãe deste Exemplo III, a saber, MB-1A e MB-2A, quando comparada à combinação mista em fases de misturas-mãe do Exemplo II, a saber, MB-1 e MB-2, foram semelhantes indicando pouca vantagem em se empregar uma adição de óxido de zinco e ácido graxo à segunda mistura-mãe (MB-2A) contendo o poliisopreno e carga de reforço de sílica. (A) Valores semelhantes de G’ não curado de 0,22 e 0,25 indicando processamento semelhante da borracha; (B) Propriedades semelhantes de G’ curado de 1,33 e 1,44 (10 por cento de tensão) e 0,98 e 1 (50 por cento de tensão) indicando propriedades similares de rigidez; (C) Valores semelhantes de ressalto a quente de 61 e 63 indicando histerese similar; e (D) Valores delta semelhantes de 0,13 e 0,11 indicando uma histerese similar.

[0110] No entanto, vê-se também que as propriedades seguintes da borracha melhoraram significativamente empregando uma adição do óxido de zinco e do ácido graxo à borracha de poliisopreno com o reforço de sílica da segunda mistura-mãe (MB-2A): (A) Diminuição significativa na taxa de abrasão de 562 para 472; e (B) Redução significativa da taxa de propagação do crescimento de trincas (aumento em minutos por milímetro de comprimento do crescimento de trincas) de REIVINDICAÇÕES

Claims (10)

1. Método para preparar uma composição de borracha curável por enxofre, constituída por elastômeros à base de dienos com carga de reforço compreendendo uma combinação de negro de fumo reforçador de borracha e sílica precipitada, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: (A) preparar uma primeira mistura-mãe constituída por borracha de cis 1,4-polibutadieno e de 35 a 70 phr de carga de reforço compreendendo negro de fumo reforçador de borracha, (B) preparar uma segunda mistura-mãe constituída por borracha natural de cis 1,4-poliisopreno e de 15 a 50 phr de carga de reforço compreendendo sílica precipitada, e (C) combinar as referidas misturas-mãe: (1) junto, seguido pela adição de curativos de enxofre compreendendo enxofre e acelerador(es) da vulcanização com enxofre, ou (2) junto com curativos de enxofre compreendendo enxofre e acelerador(es) da vulcanização com enxofre; em que um agente de acoplamento de sílica (acoplador de sílica) é misturado com: (a) a segunda mistura-mãe ou (b) a combinação de misturas-mãe para acoplar a sílica precipitada ao elas-tômero à base de dienos(s), em que o agente de acoplamento de sílica contém uma porção reativa com grupos hidroxila na referida sílica precipitada e outra porção diferente interativa com o referido elastômero à base de dienos(s), em que a composição de borracha constituída por misturas-mãe combinadas contém de 55 a 70 phr da referida borracha de cis 1,4-polibutadieno e de 45 a 30 phr da referida borracha natural de cis 1,4-poliisopreno; em que a composição de borracha constituída por misturas-mãe combinadas contém uma carga de reforço compreendendo de 25 a 40 phr do referido negro de fumo reforçador de borracha e de 5 a 25 phr da referida sílica precipitada, totalizando de 40 a 65 phr da referida carga de reforço, em que a referida primeira mistura-mãe contém ainda óxido de zinco e a referida segunda mistura-mãe é substancialmente exclusiva de óxido de zinco, em que a referida primeira mistura-mãe contém ainda ácido graxo adicionado e a referida segunda mistura-mãe é substancialmente exclusiva de ácido graxo adicionado.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido cis 1,4-polibutadieno é um cis 1,4-polibutadieno especializado dotado de um microestrutura constituída por 96 a 99 por cento de unidades cis 1,4-isoméricas, uma massa molecular numérica média (Mn) em uma faixa de 150.000 a 200.000 e um índice de heterogeneidade (Mw/Mn) em uma faixa de 1,5/1 a 2/1, em que o referido cis 1,4-polibutadieno especializado é preparado por catáli-se com neodímio do monômero de 1,3-butdieno.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas misturas-mãe são combinadas junto, seguida pela mistura subsequente destas com curativos de enxofre compreendendo enxofre e acelerador(es) da vulcanização com enxofre.

4. Método de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas misturas-mãe são misturadas junto com curativos de enxofre compreendendo enxofre e acelerador(es) da vulcanização com enxofre.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido agente de acoplamento é misturado com a referida segunda mistura-mãe.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido agente de acoplamento é misturado com a referida combinação de misturas-mãe.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma quantidade mínima de borracha adicional à base de dieno é adicionada a pelo menos à referida segunda mistura-mãe ou à combinação da primeira e segunda misturas-mãe, em que a referida borracha adicional à base de dieno é constituída por pelo menos uma entre: borracha sintética de cis 1,4-poliisopreno, borracha de cis 1,4-polibutadieno e borracha de estireno/butadieno.

8. Composição de borracha, CARACTERIZADA pelo fato de ser preparada pelo método de acordo com a reivindicação 1, compreendendo uma combinação de uma fase de borracha de cis 1,4-polibutadieno, contendo o referido negro de fumo reforçador de borracha, e uma fase dispersa de borracha natural de cis 1,4-poliisopreno contendo a referida sílica precipitada dentro da referida fase de polibutadieno, em que a referida fase de borracha de cis 1,4-polibutadieno contém de 35 a 70 phr de negro de fumo reforçador de borracha pelo qual proporcional um caminho de menor resistência elétrica através da referida composição de borracha.

9. Pneu, CARACTERIZADO pelo fato de conter um componente compreendendo uma composição de borracha curada com enxofre de acordo com a reivindicação 8.

10. Pneu de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido componente uma banda de rodagem de pneu.