BR102017024849A2 - Elastômero de estireno/butadieno estendido com óleo de soja fracamente insaturado e pneumático com componente - Google Patents

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Abstract

elastômero de estireno/butadieno estendido com óleo de soja fracamente insaturado e pneumático com componente. a invenção relaciona-se a um elastômero de estireno/butadieno estendido com um óleo de soja especializado composto de um óleo de soja contendo baixa insaturação. o óleo de soja especializado é um óleo de soja de triglicerídeos vegetais contendo uma elevada concentração de éster de ácido oléico e, dessa forma, um óleo de soja de baixa insaturação. a invenção refere-se à preparação de borracha de estireno/butadieno estendida com tal óleo de soja especializado, a uma composição de borracha preparada e a pneumáticos com um componente da mesma. tal borracha de estireno/butadieno é composta de um elastômero de estireno/butadieno preparado por polimerização de solução de solvente orgânico.

Description

[001]A presente invenção refere-se a borracha de estireno/butadieno estendida com um óleo de soja de baixa insaturação. O óleo de soja contém um elevado teor de éster de ácido oléico, e, dessa forma, é um óleo de soja fracamente insaturado. A invenção refere-se à preparação de borracha de estireno/butadieno estendida com tal óleo de soja especializado, a uma composição de borracha preparada e a pneumáticos com um componente da mesma. Tal borracha de estireno/butadieno é composta de um elastômero de estireno/butadieno preparado por polimerização de solução de solvente orgânico.
Antecedentes da Invenção [002]Os elastômeros de copolímero de estireno/butadieno às vezes são estendidos com óleos de processamento de borracha à base de petróleo, particularmente os elastômeros que possuem alta viscosidade, a saber, uma viscosidade de Mooney alta (ML1 +4)(100°C).
[003]O termo “estendido” é utilizado para descrever a pré-combinação do óleo de processamento de borracha à base de petróleo com um cimento de baixa viscosidade composto de borracha de estireno/butadieno (SSBR) e um solvente orgânico resultante da polimerização de uma combinação de estireno e monômeros de 1,3-butadieno em uma solução de solvente a partir da qual é recuperado um compósito composto da borracha de estireno/butadieno e óleo de processamento à base de petróleo. O compósito é combinado com vários ingredientes de composição de borracha para preparar uma composição de borracha.
[004]Tal extensão de borracha pré-combinação, à base de cimento de borracha, é particularmente valiosa para estender borrachas de alta viscosidade (alta viscosidade de Mooney), tal como, por exemplo, um SSBR de alta viscosidade, o que
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2/25 normalmente seria difícil de combina com o óleo de processamento de petróleo devido à sua alta viscosidade.
[005]É importante apreciar que tal “extensão” à base de pré-combinação de baixa viscosidade da borracha (por exemplo, SSBR) é muito diferente de simplesmente combinar o óleo de processamento de petróleo com borracha sólida em um misturador de borracha.
[006]Como indicado, para viabilizar o processamento razoável dos elastômeros SSBR de alta viscosidade, tais elastômeros SSBR de alta viscosidade são algumas vezes combinados com óleo de petróleo na instalação de fabricação de SSBR por mistura do óleo à base de petróleo com o cimento de solvente de baixa viscosidade do produto SSBR de alta viscosidade do estireno de polimerização e dos monômeros de 1,3-butadieno antes da recuperação do elastômero SSBR de alta viscosidade a partir do cimento. Tal cimento pode algumas vezes ser chamado de polimerizado.
[007]O compósito resultante do SSBR de alta viscosidade e do óleo de petróleo é então recuperado a partir do cimento. O compósito de borracha é de uma viscosidade significativamente inferior do que a borracha de alta viscosidade e é mais fácil de processar no equipamento de processamento de borracha. O compósito de borracha, portanto, pode ser usado para preparar composições de borracha por combinação com ingredientes apropriados.
[008]Exemplos de tais óleos de processamento de borracha à base de petróleo incluem, por exemplo, óleos aromáticos, naftênicos e parafínicos, em especial misturas dos mesmos.
[009]Em um aspecto, tal extensão dos elastômeros à base de précombinação, particularmente dos elastômeros de alta viscosidade, foi ensinada e/ou praticada com óleos de triglicerídeos vegetais, tal como óleo de soja.
[010]O óleo de soja é um óleo de triglicerídeos vegetais composto de ésteres
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3/25 de triglicerídeos saturados, monoinsaturados e poliinsaturados mistos de ácidos graxos.
[011]Compreende-se que o óleo de soja convencional é composto de ésteres de triglicerídeos saturados, monoinsaturados e poliinsaturados mistos de ácidos graxos. Entende-se que o teor de ésteres insaturados do óleo de soja seja convencionalmente composto de um teor de ésteres de triglicerídeos monoinsaturados mínimo em uma forma de éster à base de ácido oléico (por exemplo, cerca de 20 a cerca de 35 por cento dos componentes de ésteres de ácidos graxos insaturados do óleo de soja), e, portanto, a maior parte dos ésteres insaturados do óleo de soja sendo composta de cerca de 70 a cerca de 80 por cento de ésteres poli-insaturados contendo primariamente éster de ácido linoléico difuncional e éster de ácido linolênico trifuncional.
[012]Deseja-se avaliar a extensão por óleo de soja do SSBR com um óleo de soja especializado contendo um componente de éster de ácido oléico monoinsaturado significativamente aumentado do óleo de soja à base de triglicerídeos, e, dessa forma, um teor de insaturação significativamente reduzido do óleo de soja. Tal óleo de soja especializado deverá ser obtido como um óleo vegetal natural obtido a partir de uma planta de soja híbrida.
[013]Em uma concretização, pelo menos aproximadamente 65, como alternativa, cerca de 75 à cerca de 95 por cento dos ésteres de ácidos graxos insaturados do óleo de soja especializado é composto de éster de ácido oléico monoinsaturado (em que a combinação de ácidos graxos saturados e insaturados é composta de cerca de 65 à cerca de 90 por cento dos ésteres de ácido oléico monoinsaturado) e com o restante dos ésteres de ácidos graxos insaturados sendo composto de ésteres de ácidos graxos poliinsaturados.
[014]Para tal avaliação, é importante apreciar que o óleo de soja especializado à base de ésteres de triglicerídeos se diferencia quimicamente dos óleos à ba
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4/25 se de petróleo (hidrocarbonetos), no sentido de que tal óleo de soja especializado contém um grau significativo de monoinsaturação (a partir do éster de ácido oléico) e claramente não é um óleo à base de petróleo linear ou aromático.
[015]Portanto, o óleo de soja especializado à base de triglicerídeos contém um teor muito alto do componente de éster de ácidos graxos oléicos monoinsaturados dos ésteres de triglicerídeos e um teor pequeno de ésteres de ácido linoléico diinsaturado e do componente de éster de ácido linoléico triinsaturado do triglicerídeo. Além disso, considera-se que tal teor de monoinsaturação elevado do componente de éster de ácidos graxos do óleo de soja especializado à base de éster de triglicerídeos não esteja presente em um óleo de soja mais convencional.
[016]O desafio de estender o elastômero SSBR com o óleo de soja especializado em vez do óleo de soja mais convencional para preparar um compósito do mesmo e, em seguida, preparar uma composição de borracha contendo tal compósito deverá ser avaliado, com os resultados sendo desconhecidos até que tal avaliação seja realizada.
[017]Na prática, a composição química do óleo de soja pode ser determinada, por exemplo, por análise por cromatografia gasosa (GC) de acordo com a ASTM D5974. Para a análise por cromatografia gasosa (análise GC), os triglicerídeos do óleo de soja são convertidos em ésteres metílicos de ácidos graxos por refluxo em um azeótropo de metanol-tolueno ácido antes da análise GC. A análise por cromatografia gasosa dos ésteres metílicos de ácidos graxos pode demonstrar o alto grau de monoinsaturação do óleo de soja especializado à base de ésteres de triglicerídeos.
[018]Historicamente, um óleo vegetal, tal como, por exemplo, óleo de soja, tem sido utilizado para mistura com várias composições de borracha pela adição livre de óleo à composição de borracha em vez da extensão por óleo de soja do elastômero em seu ponto de fabricação. Por exemplo, sem a intenção de ser restriti
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5/25 vo, consulte as Patentes U.S. No 7,919,553, 8,100,157 e 8,022,136.
[019]No entanto, como indicado, é desejado avaliar o uso do óleo de soja especializado para estender os elastômeros de copolímero de estireno/butadieno preparados por polimerização em solução de solvente orgânico (SSBR), particularmente um SSBR de alta viscosidade.
[020]Na descrição da presente invenção, os termos composições de borracha “compostas e “compostos”, quando utilizados, referem-se a composições de borracha que foram formadas, ou combinadas, com ingredientes de composição de borracha apropriados. Os termos borracha” e “elastômero” podem ser usados de forma intercambiável, salvo indicação em contrário. As quantidades de materiais são geralmente expressas em partes de material por 100 partes de borracha por peso (phr).
Sumário e Prática da Invenção [021]A invenção está direcionada à extensão de um elastômero de estireno/butadieno (SSBR) com um óleo vegetal de soja de triglicerídeos especializado em seu cimento de polimerização contendo solvente, e, dessa forma, antes da recuperação do SSBR a partir de seu cimento. O cimento é o produto da polimerização do estireno e dos monômeros de 1,3-butadieno em uma solução de solvente.
[022]O método envolve preparar uma borracha de estireno/butadieno estendida com óleo de soja (SSBR) composta da combinação de um óleo de triglicerídeos de soja especializado com um cimento composto de solvente orgânico e borracha de estireno/butadieno e recuperação de um compósito a partir do dito cimento composto de óleo de soja especializado e SSBR, em que o óleo de soja é composto de ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados e em que os ditos ésteres de ácidos graxos insaturados são compostos de pelo menos 65 por cento, como alternativa cerca de 75 a cerca de 95 por cento, de éster de ácido oléico monoinsaturado com o restante dos ésteres insaturados sendo compostos de ésteres de ácido poliinsaturaPetição 870170089485, de 21/11/2017, pág. 60/84
6/25 do compostos primariamente de éster de ácido linoléico e éster de ácido linolênico.
[023]De acordo com a presente invenção, um método de preparação de um elastômero de estireno/butadieno preparado por polimerização em solução orgânica estendida com óleo vegetal de triglicerídeos compreendendo, com base em partes por peso por 100 partes por peso de elastômero (phr):
[024]iniciar anionicamente a polimerização dos monômeros compostos de estireno e 1,3-butadieno em uma solução de solvente orgânico para formar um elastômero de estireno/butadieno sintético (SSBR) contido em um cimento composto do dito SSBR e do solvente;
[025]terminar a dita polimerização dos ditos monômeros no dito cimento;
[026]combinar de cerca de 5 à cerca de 60, como alternativa, de cerca de 10 a cerca de 40 phr de óleo de soja especializado com o dito cimento, e [027]recuperar o dito SSBR como um compósito composto do dito SSBR e do dito óleo vegetal de triglicerídeos;
[028]em que o dito óleo de soja especializado é um óleo de triglicerídeos vegetais composto de ésteres de triglicerídeos saturados, monoinsaturados e poliinsaturados mistos de ácidos graxos tendo seu teor de éster de ácidos graxos insaturados composto de pelo menos 65 por cento, como alternativa, de cerca de 75 à cerca de 95 por cento, de ácido oléico monoinsaturado com o restante dos ésteres insaturados composto de ésteres de ácido poliinsaturado contendo primariamente éster de ácido linoléico diinsaturado e éster de ácido linolênico triinsaturado.
[029]Em uma concretização, o dito óleo de soja especializado com alto teor de ésteres à base de ácido oléico contém um mínimo de cerca de 1 por cento, e geralmente em uma faixa de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5 por cento de éster de ácido linolênico triinsaturado.
[030]Em uma concretização, o dito óleo de soja especializado é exclusivo do óleo de soja contendo amido plasticizado.
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7/25 [031]Além disso, de acordo com a presente invenção, um compósito de um SSBR estendida com óleo de soja especializado é proporcionado.
[032]Em uma concretização, tal SSBR é proporcionado como um SSBR acoplada a estanho ou silício.
[033]Em uma concretização, tal SSBR é proporcionado como SSBR funcionalizada contendo pelo menos um grupo funcional reativo com grupos hidroxila em uma sílica precipitada (por exemplo, pelo menos um de grupos amina, silóxi, tiol e carboxila).
[034]Além disso, de acordo com a presente invenção, uma composição de borracha contendo um SSBR estendido com óleo de soja especializado é proporcionada.
[035]Ainda de acordo com a presente invenção, é proporcionada uma composição de borracha contendo o dito SSBR estendida com óleo de soja especializado que adicionalmente contém um aditivo para a composição de borracha composta de pelo menos um de um óleo vegetal de triglicerídeos e um óleo à base de petróleo (além do óleo de soja especializado contido no SSBR estendido com óleo de soja especializado). Tal óleo de triglicerídeos e/ou óleo à base de petróleo adicional é, portanto, adicionado à própria composição de borracha. Representantes de tais óleos de triglicerídeos vegetais adicionais podem ser compostos, por exemplo, de pelo menos um dentre óleo de soja, óleo de girassol, óleo de milho, óleo de colza, óleo de canola e óleo de soja adicional possuem um teor de ésteres de ácido oléico de, por exemplo, em uma faixa de cerca de 15 à cerca de 30 por cento.
[036]Em uma concretização, entende-se que o óleo de soja especializado não inclui e é diferente de outros óleos de triglicerídeos vegetais, até mesmo óleos de triglicerídeos vegetais que poderiam ter um elevado teor de ésteres de ácido oléico monoinsaturado devido a outras inconsistências que eles possam ter em relação ao óleo de soja especializado.
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8/25 [037]Ainda de acordo com a presente invenção, é proporcionado um artigo de fabricação, tal como, por exemplo, um pneumático, possuindo um componente composto de tal composição de borracha.
[038]Na prática, as polimerizações aniônicas empregadas na produção de tal SSBR na solução de solvente orgânico são tipicamente iniciadas pela adição de um iniciador organolítio a um meio de polimerização em solução orgânica que contém o estireno e monômeros de 1,3-butadieno. Tais polimerizações são tipicamente realizadas utilizando técnicas de polimerização contínua ou em batelada. Em tais polimerizações contínuas, adicionam-se continuamente monômeros e iniciador ao meio de polimerização em solvente orgânico com o elastômero de estireno/butadieno borrachoso sintetizado (SSBR) sendo continuamente retirado em sua solução de solvente orgânico como um cimento do mesmo. Tais polimerizações contínuas são tipicamente realizadas em um sistema de reator múltiplo.
[039]Métodos de polimerização adequados são conhecidos na técnica, por exemplo, e sem intenção de limitação, como revelado em uma ou mais das Patentes U.S. No 4,843,120; 5,137,998; 5,047,483; 5,272,220; 5,239,009; 5,061,765; 5,405,927; 5,654,384; 5,620,939; 5,627,237; 5,677,402; 6,103,842; e 6,559,240; todas as quais são incorporadas integralmente neste a título de referência.
[040]Tal polimerização iniciada aniônica tipicamente envolve o uso de um composto de metal organoalcalino, geralmente um composto de organo monolítio, como iniciador. A primeira etapa do processo geralmente envolve colocar a combinação de estireno e monômero(s) de 1,3-butadieno a serem polimerizados em contato com o composto de organo monolítio (iniciador) na presença de um diluente inerte, ou solvente, formando assim um composto de polímero vivo com a estrutura simplificada A-Li. Os monômeros podem ser um hidrocarboneto aromático vinílico, tal como o estireno, e um dieno conjugado, tal como o 1,3-butadieno. O estireno é o hidrocarboneto aromático vinílico preferido e o dieno preferido é 1,3-butadieno.
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9/25 [041]O diluente inerte, ou solvente, pode ser um hidrocarboneto aromático ou naftênico, por exemplo, benzeno ou ciclohexano, que pode ser modificado pela presença de um alceno ou alcano, tais como pentenos ou pentanos. Exemplos específicos de outros diluentes adequados podem incluir n-pentano, hexano, tal como, por exemplo, n-hexano, isoctano, ciclohexano, tolueno, benzeno, xileno, entre outros. Os compostos de organomonolítio (iniciadores) que são reagidos com o aditivo polimerizável nesta invenção são representados pela fórmula a RLi, em que R é um radical alifático, cicloalifático ou aromático, ou combinações dos mesmos, de preferência contendo de 2 a 20 átomos de carbono por molécula. Exemplos desses compostos de organomonolítio incluem etillítio, n-popillítio, isopropillítio, n-butillítio, secbutillítio, terc-octillítio, n-decillítio, n-eicosilítio, fenillítio, 2-naftillítio, 4-butilfenillítio, 4tolillítio, 4-fenilbutillítio, ciclohexillítio, 3,5-di-n-heptilciclohexillítio, 4-ciclopentilbutillítio, entre outros. Os compostos de alquillítio são preferidos para emprego de acordo com a presente invenção, especialmente aqueles em que o grupo alquila contém de 3 a 10 átomos de carbono. Um iniciador especialmente preferido é n-butillítio.
[042]A quantidade de iniciador de organolítio para efetuar a polimerização iniciada anionicamente irá variar com o(s) monômero(s) sendo polimerizada e com o peso molecular que é desejado para o polímero sendo sintetizado. No entanto, geralmente, de 0,01 a 1 phm (partes por 100 partes por peso de monômero) de um iniciador de organolítio será geralmente utilizado. Em muitos casos, será utilizado de 0,01 a 0,1 phm de um iniciador de organolítio, sendo geralmente mais desejável utilizar 0,025 a 0,07 phm do iniciador de organolítio.
[043]A temperatura de polimerização utilizada pode variar ao longo de uma faixa ampla, tal como, por exemplo, de cerca de -20oC a cerca de 180oC. No entanto, geralmente uma temperatura de polimerização dentro de uma faixa de cerca de 30oC a cerca de 125oC será desejada. Geralmente, é tipicamente desejado que a temperatura de polimerização esteja dentro de uma faixa estreita de cerca de 45oC a
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10/25 cerca de 100oC ou dentro de uma faixa de cerca de 60°C a cerca de 85°C. A pressão usada para a reação de polimerização, quando aplicável, será normalmente suficiente para manter uma fase substancialmente líquida sob as condições da reação de polimerização.
[044]As SSBRs preparadas na solução orgânica pela polimerização iniciada anionicamente podem ser estanho ou silício acoplado a um agente de acoplamento adequado, tal como, por exemplo, um haleto de estanho ou um haleto de silício, para melhorar as propriedades físicas desejadas por meio do aumento do seu peso molecular com um aumento usual em sua viscosidade (por exemplo, viscosidade de Mooney do SSBR não-curado). Observou-se que os polímeros de estireno/butadieno acoplados a estanho melhoram o desgaste do pneumático e reduzem a resistência à rolagem do pneumático quando usados em borrachas de banda de rodagem de pneumáticos. Tais SSBRs acopladas a estanho são tipicamente produzidas por acoplamento do SSBR com um agente de acoplamento de estanho na ou próximo do fim da polimerização usada na sintetização do SSBR. No processo de acoplamento, as extremidades de cadeia do polímero vivo reagem com o agente de acoplamento de estanho, dessa forma acoplando o SSBR. Por exemplo, até quatro extremidades de cadeia viva podem reagir com tetrahaletos de estanho, tal como tetracloreto de estanho, dessa forma acoplando as cadeias poliméricas umas às outras.
[045]A eficiência de acoplamento do agente de acoplamento de estanho depende de diversos fatores, tal como a quantidade de extremidades de cadeia viva para acoplamento e a quantidade e tipo de modificador polar, caso haja, empregado na polimerização. Por exemplo, os agentes de acoplamento de estanho geralmente não são tão eficazes na presença de modificadores polares. No entanto, modificadores polares, tal como tetrametiletilenodiamina, são frequentemente usados para aumentar a temperatura de transição vítrea da borracha para propriedades aprimoradas, tais como características de tração aprimoradas nos compostos de banda de
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11/25 rodagem de pneumáticos. As reações de acoplamento que são realizadas na presença de modificadores polares tipicamente possuem uma eficiência de acoplamento de cerca de 50 a 60 por cento nos processos em batelada.
[046]Nos casos em que o SSBR será usado em composições de borracha que são carregadas primariamente com reforço de negro-de-fumo, o agente de acoplamento para preparação do elastômero pode ser um haleto de estanho. O haleto de estanho normalmente será um tetrahaleto de estanho, tal como tetracloreto de estanho, tetrabrometo de estanho, tetrafluoreto de estanho ou tetraiodeto de estanho. No entanto, trihaletos de estanho mono-alquílico também podem opcionalmente ser usados. Os polímeros acoplados com trihaletos de estanho mono-alquílico possuem um máximo de três braços. Isto, sem dúvida, contrasta com as SSBRs acopladas com tetrahaletos de estanho, que possuem um máximo de quatro braços. Para induzir um nível maior de ramificação, os tetrahaletos de estanho são normalmente preferidos. Como uma regra geral, o tetracloreto de estanho é geralmente o mais preferido.
[047]Nos casos em que o SSBR será usado em composições que são carregadas com altos níveis de sílica, o agente de acoplamento para preparação do SSBR pode ser um haleto de silício. Os agentes de acoplamento de silício que podem ser usados normalmente serão tetrahaletos de silício, tal como tetracloreto de silício, tetrabrometo de silício, tetrafluoreto de silício ou tetraiodeto de silício. No entanto, trihaletos de silício mono-alquílico também podem opcionalmente ser usados. As SSBRs acopladas com trihaletos de silício possuem um máximo de três braços. Isto, sem dúvida, contrasta com as SSBRs acopladas com tetrahaletos de silício durante sua fabricação, que possuem um máximo de quatro braços. Para induzir um nível maior de ramificação, se desejado, do SSBR durante sua fabricação, tetrahaletos de silício são normalmente preferidos. Em geral, o tetracloreto de silício é geralmente o mais desejável dos agentes de acoplamento de silício para tal finalidade.
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12/25 [048]Em uma concretização, vários solventes orgânicos podem ser usados para o meio de polimerização, os quais são relativamente inertes para a reação de polimerização, tal como, por exemplo, o n-pentano, n-hexano, isooctano, ciclohexano, tolueno, benzeno, xileno, mencionados anteriormente, entre outros (excluindose, obviamente, meios líquidos contendo emulsificantes à base d'água). A remoção de solvente do polimerizado, ou cimento, pode ser realizada utilizando um ou mais dos métodos como conhecido na técnica, incluindo, mas não se limitado a precipitação, separação por arraste a vapor, filtração, centrifugação, secagem, entre outros.
[049]O compósito recuperado de SSBR estendida com óleo de soja especializado pode ser composto (combinado) em uma composição de borracha vulcanizável (vulcanizável com enxofre) que pode, e geralmente irá, incluir outros elastômeros, particularmente elastômeros à base de dieno curável por enxofre, como é bem conhecidos pelos familiarizados com tal técnica. A expressão “borracha curável por enxofre” ou elastômero, tal como “elastômeros à base de dieno”, pretende incluir tanto borracha natural como suas várias formas puras e reaproveitadas, bem como várias borrachas sintéticas incluindo o SSBR usado na prática da presente invenção.
[050]Ainda de acordo com a presente invenção, é proporcionada uma composição de borracha composta da dito SSBR estendido com óleo de soja especializado.
[051]Ainda de acordo com a presente invenção, é proporcionada uma composição de borracha composta de, baseado em partes por peso por 100 partes por peso de borracha (phr):
[052]elastômeros à base de dieno conjugado compostos de:
[053]cerca de 50 a cerca de 100, alternativamente de cerca de 50 a cerca de 80 phr do SSBR, que é estendido com óleo de soja especializado (o componente de SSBR do SSBR estendido com óleo de soja especializado de acordo com a presente invenção), e, de forma correspondente,
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13/25 [054]de cerca de zero a cerca de 50, alternativamente, de cerca de 20 a cerca de 50 phr de pelo menos um elastômero adicional composto de pelo menos um dos polímeros de pelo menos um de isopreno e 1,3-butadieno e copolímeros de estireno e pelo menos um de isopreno e 1,3-butadieno (em adição a, e, portanto, diferente do dito SSBR estendido com óleo de triglicerídeos);
[055]cerca de 40 a cerca de 110, alternativamente, de cerca de 50 a cerca de 80 phr de carga de reforço composta de:
[056]sílica sintética amorfa (por exemplo, sílica precipitada), ou [057]negro-de-fumo de reforço de borracha, ou [058]combinação de sílica precipitada e negro-de-fumo de reforço de borracha contendo, por exemplo, cerca de 20 a cerca de 99 por cento em peso de sílica precipitada, alternativamente, de cerca de 55 a cerca de 90 por cento em peso de sílica precipitada para carga de reforço rica em sílica e, alternativamente, de cerca de 20 a cerca de 45 por cento em peso de sílica precipitada para uma carga de reforço rica em negro-de-fumo);
[059]agente de acoplamento de sílica (para a dita sílica precipitada, em que a dita carga de reforço contém sílica precipitada) possuindo uma porção reativa com grupos hidroxila (por exemplo, grupos silanol) na dita sílica precipitada e outra porção diferente interativa com ligações duplas carbono-carbono dos ditos elastômeros à base de dieno conjugado (incluindo o dito SSBR).
[060]Ainda de acordo com a presente invenção, é proporcionado um pneumático que contém pelo menos um componente composto da dita composição de borracha.
[061]Exemplos representantes das ditas borrachas adicionais, ou elastômeros, são, por exemplo, cis 1,4-poliisopreno, cis 1,4-polibutadieno, isopreno/butadieno, estireno/isopreno, estireno/butadieno e elastômeros de estireno/isopreno/butadieno. Exemplos adicionais de elastômeros que podem ser usados
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14/25 incluem borracha de 3,4-poliisopreno, borracha carboxilada, elastômeros com ramificação em estrela acoplados a sílicio e acoplados a estanho. Borrachas ou elastômeros geralmente desejados incluem cis 1,4-polibutadieno, borracha de estireno/butadieno e borracha de cis 1,4-poliisopreno.
[062]Tais sílicas precipitadas podem, por exemplo, ser caracterizadas por terem uma área de superfície BET, conforme medida usando gás de nitrogênio, na faixa de, por exemplo, cerca de 40 a cerca de 600, e mais geralmente, em uma faixa de cerca de 50 a cerca de 300 metros quadrados por grama. O método BET de medição da área de superfície poderia ser descrito, por exemplo, no Journal of the American Chemical Society, Volume 60, bem como na ASTM D3037.
[063]Tais sílicas precipitadas podem também, por exemplo, ser caracterizadas por terem um valor de absorção de dibutilftalato (DBP), por exemplo, em uma faixa de cerca de 100 a cerca de 400, e, mais geralmente, de cerca de 150 a cerca de 300 cc/100g.
[064]Várias sílicas precipitadas comercialmente disponíveis podem ser usadas, tal como, somente para fins de exemplo aqui e sem limitação, sílicas comercializadas pela PPG Industries sob a marca registrada Hi-Sil com as designações 210, 243, etc; as sílicas disponibilizadas pela Rhodia, com, por exemplo, designações de Z1165MP e Z165GR, as sílicas disponibilizadas pela Evonic com, por exemplo, as designações VN2 e VN3, e sílicas precipitadas tratadas quimicamente (préhidrofobizada), tal como, por exemplo, Agilon® 400 da PPG.
[065]Exemplos representativos de negros-de-fumo de reforço de borracha incluem, sem qualquer intenção de limitação, o que possuem as designações ASTM de N110, N121, N220, N231, N234, N242, N293, N299, N315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 e N991. Tais negros-defumo de reforço de borracha podem possuir absorções de iodo que variam de, por
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15/25 exemplo, 9 a 145 g/kg e números DBP que variam de 34 a 150 cc/100 g.
[066]Outras cargas podem ser usadas na composição de borracha vulcanizável, incluindo, sem a isto se restringir, cargas particuladas incluindo polietileno de altíssimo peso molecular (UHMWPE), géis poliméricos particulados reticulados tais como os revelados nas Patentes U.S No 6,242,534; 6,207,757; 6,133,364; 6,372,857; 5,395,891; ou 6,127,488, e carga compósita de amido plasticizado, tal como o revelado na Patente U.S. No 5,672,639 Uma ou mais outras cargas podem ser usadas em uma quantidade que varia de 1 a 20 phr.
[067]Pode ser desejado que a composição de borracha contendo sílica precipitada contenha um agente de acoplamento de sílica para a sílica composto de, por exemplo, [068]polissulfeto de bis(3-trialcoxisililalquil) contendo uma média na faixa de cerca de 2 a cerca de 4 átomos de enxofre em sua ponte de conexão, ou [069]um organoalcoximercaptosilano, ou [070]combinações dos mesmos.
[071]Um representante de tal bis(3-trialcoxisililalquil) polissulfeto é composto de bis(3-trietoxisililpropil) polissulfeto.
[072]É prontamente compreendido pelos versados na técnica que a composição de borracha vulcanizável seria composta por métodos geralmente conhecidos na técnica de composição de borracha, tal como, por exemplo, mistura de vários elastômeros vulcanizáveis por enxofre adicionais com o dito compósito de SSBR e vários materiais aditivos geralmente utilizados tal como, por exemplo, enxofre e curativos doadores de enxofre, auxiliares de cura de vulcanização por enxofre, tais como ativadores e retardadores e aditivos de processamento, resinas, incluindo resinas de pegajosidade e plastificantes, óleos de processamento à base de petróleo ou derivados de petróleo, bem como triglicerídeos, além do dito SSBR estendido com triglicerídeos, cargas, tais como cargas de reforço de borracha, pigmentos, ácidos gra
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16/25 xos, óxido de zinco, ceras, antioxidantes e antiozonantes e agentes peptizantes. Como conhecido pelos versados na técnica, dependendo do uso pretendido para o material vulcanizado por enxofre e vulcanizável por enxofre (borrachas), os aditivos mencionados acima são selecionados e normalmente utilizados em concentrações convencionais. Exemplos representativos de doadores de enxofre incluem enxofre elementar (enxofre livre), um dissulfeto de amina, polisulfeto polimérico e adutos de olefina e enxofre. Geralmente, deseja-se que o agente de vulcanização por enxofre seja enxofre elementar. O agente de vulcanização por enxofre pode ser usado em uma quantidade variando, por exemplo, de cerca de 0,5 a cerca de 8 phr, com uma faixa de 1,5 a 6 phr sendo geralmente preferida. Quantidades típicas de resinas promotoras de pegajosidade, se utilizadas, podem compreender, por exemplo, cerca de 0,5 a cerca de 10 phr, geralmente cerca de 1 a cerca de 5 phr. Quantidades típicas de auxiliares de processamento compreendem cerca de 1 a cerca de 50 phr. Óleos de processamento adicionais, se desejados, podem ser adicionados durante a formação na composição de borracha vulcanizável além do óleo de soja especializado de extensão contido no SSBR estendido por óleo de soja especializado. Os óleos adicionais à base de petróleo ou derivados de petróleo podem incluir, por exemplo, óleos aromáticos, parafínicos, naftênicos e de baixo PCA, tal como MEW, TDAE e óleos naftênicos pesados, embora de baixo PCA, poderiam ser preferidos. Quantidades típicas de antioxidantes podem compreender, por exemplo, cerca de 1 a cerca de 5 phr. Antioxidantes representativos podem ser, por exemplo, difenil-pfenilenodiamina e outros, tal como, por exemplo, os revelados em The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), Páginas 344 a 346. Quantidades típicas de antiozonantes podem compreender, por exemplo, cerca de 1 a cerca de 5 phr. Concentrações típicas de ácidos graxos, se utilizados, que podem incluir ácido esteárico, compreendem aproximadamente 0,5 a aproximadamente 3 phr. Quantidades típicas de óxido de zinco podem compreender, por exemplo, cerca de 2 a cerca de 5 phr. Quantida
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17/25 des típicas de ceras compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Normalmente, utilizam-se ceras microcristalinas. Quantidades típicas dos agentes peptizantes, quando utilizados, podem ser usadas em quantidades de, por exemplo, cerca de 0,1 a cerca de 1 phr. Agentes peptizantes típicos podem ser, por exemplo, pentaclorotiofenol e dissulfeto de dibenzamidodifenila.
[073]Utilizam-se aceleradores de vulcanização por enxofre para controlar o tempo e/ou temperatura necessária para a vulcanização e para aprimorar as propriedades do produto vulcanizado. Em uma concretização, pode-se usar um único sistema acelerador, isto é, acelerador primário. O(s) acelerador(es) primário(s) podem ser usados em concentrações totais que variam, por exemplo, de cerca de 0,5 à cerca de 4, algumas vezes de preferência cerca de 0,8 à cerca de 1,5 phr. Em outra concretização, combinações de um acelerador primário e um acelerador secundário poderiam ser usadas, com o acelerador secundário sendo usado em quantidades menores, tal como, por exemplo, de cerca de 0,05 a cerca de 3 phr, de modo a ativar e melhorar as propriedades do produto vulcanizado. Espera-se que as combinações desses aceleradores produzam um efeito sinérgico sobre as propriedades finais e que sejam bem melhores do que as produzidas pelo uso de apenas um acelerador. Além disso, podem-se usar aceleradores de ação retardada que não são afetados pelas temperaturas normais de processamento, mas que produzem uma cura satisfatória a temperaturas de vulcanização típicas. Também poderiam ser usados retardadores de vulcanização. Tipos de aceleradores adequados que podem ser usados na presente invenção são aminas, dissulfetos, guanidinas, tioureias, tiazóis, tiurans, sulfenamidas, ditiocarbamatos e xantatos. Geralmente, de preferência, o acelerador primário é uma sulfenamida. Caso seja utilizado um segundo acelerador, o acelerador secundário geralmente é, de preferência, uma guanidina, tal como, por exemplo, uma difenilguanidina, um ditiocarbamato ou um composto de tiuram.
[074]A mistura da composição de borracha vulcanizável pode ser realizada por
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18/25 métodos conhecidos pelos versados na técnica de mistura de borracha. Por exemplo, os ingredientes geralmente são misturados em pelo menos dois estágios, a saber, pelo menos um estágio não-produtivo seguido de um estágio de mistura produtivo. Os curativos finais incluindo agentes vulcanizantes de enxofre geralmente são misturados no estágio final, que é convencionalmente chamado d estágio de mistura “produtiva”, em que a mistura normalmente ocorre a uma temperatura, ou temperatura final, menor do que a(s) temperatura(s) de mistura comparado ao(s) estágio(s) de mistura nãoprodutiva. Os termos estágios de mistura “não-produtiva e produtiva são bem conhecidos pelos versados na técnica de mistura de borracha. A composição de borracha pode ser sujeita a uma etapa de mistura termomecânica. A etapa de mistura termomecânica geralmente compreende uma operação mecânica em uma misturadora ou extrusora por um período de tempo adequado de modo a produzir uma temperatura de borracha entre 140o e 190oC. A duração apropriada da operação termomecânica varia em função das condições de operação e do volume e natureza dos componentes. Por exemplo, a operação termomecânica pode ser de 1 a 20 minutos.
[075]A composição de borracha vulcanizável contendo o SSBR estendido com óleo de triglicerídeos pode ser incorporada em uma variedade de componentes de borracha de um artigo de fabricação, tal como, por exemplo, um pneumático. Por exemplo, o componente de borracha para o pneumático pode ser uma banda de rodagem (incluindo um ou mais de uma capa da banda de rodagem e base da banda de rodagem), flancos, enchimento do talão, tela antifricção, inserto dos flancos, revestimento de arame ou o revestimento interno.
[076]A vulcanização do pneumático da presente invenção geralmente é realizada a temperaturas convencionais em uma faixa de, por exemplo, de cerca de 140oC a 200oC. Geralmente, deseja-se que a vulcanização seja realizada a temperaturas que variam de cerca de 150oC a 180oC. Qualquer um dos processos de vulcanização usuais pode ser usado, tal como aquecimento em uma prensa ou molde,
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19/25 aquecimento com vapor superaquecido ou ar quente. Tais pneumáticos podem ser construídos, formados, moldados e curados por vários métodos que são conhecidos e que serão facilmente identificáveis pelos versados na técnica.
[077]Os exemplos a seguir são apresentados com a finalidade de ilustrar e não de limitar a presente invenção. Todas as partes e porcentagens são partes por peso, geralmente partes por peso por 100 partes por peso de borracha (phr), salvo indicação em contrário.
EXEMPLO I [078]Neste exemplo, o efeito de estender um estireno polimerizado aniônico em solução orgânica e monômeros de 1,3-butadieno (SSBR) com um óleo de soja de triglicerídeos vegetais como um óleo de soja especializado contendo um componente de éster de ácido oléico monoinsaturado monoinsaturado de teor elevado é avaliado e comparado com um óleo de soja mais convencional contendo um teor de componente de éster de ácido oléico significativamente inferior.
[079]Experimentos foram realizados para avaliar o efeito de empregar o óleo de soja especializado para extensão de um SSBR. Pelo termo “extensão” ou “estendido”, significa que o óleo de soja é adicionado e misturado com um cimento de solvente de polimerização de baixa viscosidade do óleo de soja, após o que o compósito do elastômero SSBR e do óleo de soja é recuperado do cimento. O compósito é então combinado com ingredientes de composição de borracha para preparar a composição de borracha. Isto é diferente de simplesmente misturar o SSBR e o óleo de soja com ingredientes de composição de borracha em um misturador de borracha para preparar a composição de borracha.
[080]A amostra de borracha de controle A continha o SSBR estendido por um óleo de soja mais convencional. (óleo de soja pré-combinado com o cimento SSBR para formar um compósito do mesmo).
[081]A amostra de borracha experimental B continha o SSBR estendido pelo
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20/25 óleo de soja especializado. (óleo de soja pré-combinado com o cimento SSBR para formar um compósito do mesmo).
[082]As amostras de borracha foram preparadas misturando-se os elastômeros com cargas de reforço como negro-de-fumo de reforço de borracha sem sílica precipitada juntos em um primeiro estágio de mistura não-produtivo (NP1) em um misturador de borracha interno por cerca de 4 minutos a uma temperatura de cerca de 160oC. A mistura resultante foi subsequentemente misturada em um segundo estágio de mistura não-produtivo sequencial (NP2) em um misturador de borracha interno a uma temperatura de aproximadamente 160°C sem nenhum ingrediente adicional adicionado. A composição de borracha foi subsequentemente misturada em um estágio de mistura produtivo (P) em um misturador de borracha interno com um pacote de cura por enxofre, a saber, enxofre e acelerador(es) de cura por enxofre, por aproximadamente 2 minutos a uma temperatura de aproximadamente 115°C. A composição de borracha é removida do seu misturador interno após cada etapa de mistura e resfriada a menos de 40°C entre cada estágio de mistura nãoprodutivo individual e antes do estágio de mistura produtivo final.
[083]A formulação básica para a Amostra de borracha de controle A usando SSBR estendida com óleo de soja convencional e para a Amostra de borracha experimental B usando SSBR estendida com óleo de soja especializado é apresentada na Tabela 1 a seguir, expressa em partes por peso por 100 partes de borracha (phr), salvo indicação em contrário.
Tabela 1
Estágio de Mistura Não-Produtivo (NP) Partes por peso (phr)
SSBR1 estendida com óleo de soja convencional 110 ou 0 (80 SSBR, 30 óleo de soja)*
SSBR2 estendida com óleo de soja especializado 110 ou 0 (80 SSBR, 30 óleo de soja)*
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21/25
Elastômero3 de cis 1,4-polibutadieno
Negro-de-fumo4
Cera, microcristalina
Óxido de zinco
Ácido graxo5
Antioxidante
Estágio de Mistura Produtivo (P)
Enxofre
Acelerador(es) de cura por enxofre6
Antioxidante
1,5
1,4
2,4
0,7 *80 partes por peso de SSBR, 30 partes por peso de extensão de óleo de soja convencional **80 partes por peso de SSBR, 30 partes por peso de extensão de óleo de soja especializado 1Compósito de borracha de estireno/butadieno preparado por polimerização em solução (SSBR) contendo um Tg de aproximadamente -18°C, 30 por cento de estireno ligado, 41 por cento de teor de vinila para sua porção butadieno e, para este exemplo, estendido com (dessa forma contendo) 37,5 partes de óleo de soja convencional por 100 partes de SSBR. O óleo de soja convencional foi um óleo de triglicerídeos derivado de planta de soja da Cargill Dressings, composto de ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados com uma porção menor de seus ésteres de ácidos graxos insaturados sendo ésteres de ácidos graxos oléicos monoinsaturados compostos de aproximadamente 32 por cento de éster de ácido oléico, cerca de 68 por cento de ésteres de ácidos graxos poliinsaturados, tal como, por exemplo, éster de ácido linoléico e éster de ácido linolênico. Os ésteres de ácidos graxos saturados podem ser, por exemplo, ésteres de ácido palmítico e esteárico.
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22/25 2Compósito de borracha de estireno/butadieno preparado por polimerização em solução (SSBR) contendo um Tg de aproximadamente -18°C, aproximadamente 30 por cento de estireno ligado, 41 por cento de teor de vinila para sua porção butadieno e, para este exemplo, estendido com (dessa forma contendo) 37,5 partes de óleo de soja especializado por 100 partes de SSBR. O óleo de soja especializado foi um óleo de soja obtido como óleo de soja Plenish® da DuPont como uma combinação de ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados com os ésteres de ácidos graxos insaturados contendo um teor de ésteres de ácido oléico de monoinsaturação de cerca de 89 por cento, um teor de éster de ácido linoléico de diinsaturação de cerca de 8 por cento e um teor de ésteres de ácido linolênico de triinsaturação de cerca de 3 por cento.
3 borracha de Cis 1,4-polibutadieno como BUD1207™ da The Goodyear Tire & Rubber Company 4 negro-de-fumo de reforço de borracha N330, identificação da ASTM 5Primariamente composto de ácidos esteáricos, palmíticos e oléicos 6Sulfenamida e aceleradores de difenilguanidina [084]A Tabela 2 a seguir ilustra o comportamento de cura e várias propriedades físicas das composições de borracha baseado na receita básica da Tabela 1 e relatado aqui como uma Amostra de borracha de controle A e Amostra de borracha experimental B. Quando as amostras de borracha curadas são examinadas, tal como para a tensão-deformação, recuperação elástica a quente e valores de dureza, as amostras de borracha foram curadas por cerca de 14 minutos a uma temperatura de cerca de 160oC.
Tabela 2
Amostras
Materiais (phr) Controle A Experimental B
SSBR estendida com óleo de soja convencional 110 (80 SSBR) 0
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23/25
SSBR estendida com óleo de soja especializado 0
110 (80 SSBR)
Borracha de cis 1,4-polibutadieno
20
Propriedades
RPA1 (100°C), Módulo de Armazenamento G', Processamento de Borracha Preditivo MPa
Módulo de armazenamento não-curado G', deformação de 15%,0,83 Hertz (kPa)
273 277
Rigidez (maior é melhor para desempenho preditivo da borracha da banda de roda gem) (11 Hertz (kPa))
Módulo de armazenamento curado G', deformação de 1%
Módulo de armazenamento curado G', deformação de 10%
Módulo de armazenamento curado G', deformação de 15%
2590 2735
1286 1378
1140 1224
Indicação de Histerese (menor é melhor para redução de histerese preditiva)
Tan delta à deformação de 1%
Tan delta à deformação de 10%
Tan delta à deformação de 15%
0,23 0,21
0,24 0,23
0,23 0,22
Valor de recuperação elástica da borracha curada, (%), 23°C 30 31
Valor de recuperação elástica da borracha curada, (%), 100°C 54 57 (um valor de recuperação elástica superior é melhor para redução de histerese preditiva) 1Instrumento Analisador de Processamento de Borracha (RPA) [085]Na Tabela 2, observa-se que a Amostra de borracha Experimental B contendo o compósito do SSBR estendido com óleo de soja especializado contém um teor de componente de ésteres de ácido oléico elevado (70 por cento), dessa
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24/25 forma sendo de uma insaturação significativamente baixa, produziu uma composição de borracha de um valor de rigidez (valor G' do módulo de armazenamento de borracha curada) de, por exemplo, a uma deformação de 15 por cento, 1224 kPa, o que foi um aumento benéfico do valor de rigidez (módulo G') comparado com um valor de 1440 kPa para a Composição de borracha controle A contendo o compósito do SSBR estendido com o óleo de soja mais convencional contendo um teor baixo de componente de éster de ácido oléico, dessa forma sendo um óleo de soja de insaturação significativamente superior.
[086]Na Tabela 2, também é visto que a Amostra de borracha experimental B contendo o óleo de soja especializado de baixa insaturação produziu uma composição de borracha com um valor tan delta de 0,22, por exemplo, a uma deformação de 15 por cento, o que foi uma redução benéfica a partir de um valor de 0,23 para a Composição de borracha de controle A contendo óleo de soja convencional de insaturação significativamente superior. Portanto, a composição de borracha da Amostra de borracha experimental B foi de uma histerese preditiva beneficamente inferior à composição de borracha da Amostra de borracha de controle A que, por sua vez, foi de uma geração de calor interna preditiva beneficamente inferior para a composição de borracha (Amostra de borracha experimental B) durante seu uso dinâmico (serviço) e preditivo de uma resistência à rolagem beneficamente inferior (economias de energia maiores) para um pneumático com banda de rodagem de tal composição de borracha.
[087]Conclui-se que, embora o mecanismo possa não ser totalmente entendido, foi feita uma descoberta benéfica e significativa para extensão com óleo de soja do SSBR com um óleo de soja especializado de alto teor de éster de ácido oléico (89 por cento de seu teor de ácidos graxos insaturados) em comparação com um óleo de soja mais convencional possuindo um teor de éster de ácido oléico significativamente inferior (aproximadamente 30 por cento) de seu éster de ácidos graxos
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25/25 insaturados. Tal descoberta pode ser o resultado do alto teor de éster de ácido oléico da porção de éster insaturado do óleo de soja especializado e/ou do teor de insaturação consequentemente inferior da porção de éster insaturado do óleo de soja especializado.
[088]Embora certas concretizações e detalhes representativos tenham sido demonstrados com o fim de ilustrar a presente invenção, transparecerá para os versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser realizadas nelas sem divergir do âmbito da presente invenção.

Claims (9)

1. Método de preparação de um elastômero de estireno/butadieno preparado por polimerização de solução orgânica estendido com óleo vegetal de triglicerídeos, em que o dito método é CARACTERIZADO por ser compreendido de, baseado em partes por peso por 100 partes por peso de elastômero (phr):
(A) iniciar anionicamente a polimerização dos monômeros compostos de estireno e 1,3-butadieno em uma solução de solvente orgânico para formar um elastômero de estireno/butadieno sintético (SSBR) contido em um cimento composto do dito SSBR e do dito solvente;
(B) terminar a dita polimerização dos ditos monômeros no dito cimento;
(C) combinar de 5 a 60 phr do óleo de soja especializado com o dito cimento, e (D) recuperar o dita SSBR como um compósito composto do dito SSBR e do dito óleo de soja especializado, em que o dito óleo de soja especializado é um óleo de triglicerídeos vegetais composto de ésteres de triglicerídeos saturados, monoinsaturados e poliinsaturados mistos de ácidos graxos tendo seu teor de ésteres insaturados composto de 75 a 95 por cento de ácido oléico monoinsaturado.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito SSBR é um SSBR acoplado a estanho ou silício.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito SSBR é um SSBR funcionalizado contendo pelo menos um grupo funcional composto de pelo menos um dos grupos amina, silóxi, carboxila e hidroxila.
4. Compósito, CARACTERIZADO por ser composto de borracha de estireno/butadieno estendida com óleo de soja especializado preparado de acordo com a reivindicação 1.
5. Composição de borracha, CARACTERIZADA por conter um compósito de
Petição 870170089485, de 21/11/2017, pág. 81/84
2/3 borracha de estireno/butadieno preparado de acordo com a reivindicação 1.
6. Composição de borracha, CARACTERIZADA por ser preparada de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita composição de borracha contém pelo menos um óleo de triglicerídeos vegetais adicional composto de pelo menos um dentre óleo de girassol, óleo de colza, óleo de milho, óleo de canola e óleo de soja adicional, em que o éster insaturado do dito óleo de soja adicional possui um teor de éster de ácido oléico monoinsaturado em uma faixa de 15 a 30 por cento.
7. Pneumático, CARACTERIZADO por possuir um componente composto de uma composição de borracha preparada de acordo com a reivindicação 1.
8. Pneumático possuindo um componente composto de uma composição de borracha, CARACTERIZADO por ser composto da composição de borracha da reivindicação 5, em que a dita composição de borracha é composta de:
(A) elastômeros à base de dieno conjugado compostos de:
(1) de 50 a 100 phr de compósito de SSBR estendido com óleo de soja especializado preparado de acordo com a reivindicação 1, e, de forma correspondente (2) de zero a 50 phr de pelo menos um elastômero adicional composto de pelo menos um dos polímeros de pelo menos um dentre isopreno e 1,3-butadieno e copolímeros de estireno e pelo menos um dentre isopreno e 1,3-butadieno;
(B) de 40 a 110 phr de carga de reforço composta de:
(1) sílica sintética amorfa (por exemplo, sílica precipitada), ou (2) negro-de-fumo de reforço de borracha, ou (3) combinação de sílica precipitada e negro-de-fumo de reforço de borracha;
(C) agente de acoplamento de sílica para a dita sílica precipitada, em que a dita carga de reforço contém sílica precipitada possuindo uma porção reativa com grupos hidroxila na dita sílica precipitada e outra porção diferente interativa com ligações duplas carbono-carbono dos ditos elastômeros à base de dieno conjugado.
Petição 870170089485, de 21/11/2017, pág. 82/84
3/3
9. Pneumático, CARACTERIZADO por possuir um componente composto da composição de borracha preparada de acordo com a reivindicação 1, em que o dito óleo de soja especializado é um óleo de triglicerídeos vegetais composto de ésteres de triglicerídeos saturados, monoinsaturados e poliinsaturados mistos de ácidos graxos com seu teor de éster insaturado composto de 75 a 95 por cento de ácido oléico monoinsaturado, em que a dita combinação de ácidos graxos saturados e insaturados é composta de 65 a 90 por cento de éster de ácido oléico monoinsaturado, com o restante dos ésteres de ácidos graxos insaturados sendo composto de ésteres de ácidos graxos poliinsaturados.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190225778A1 (en) * 2018-01-22 2019-07-25 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread containing vegetable oil extended high tg styrene/butadiene elastomer and traction resin
BR112021011558A2 (pt) 2018-12-20 2021-08-31 Total Marketing Services Composição de borracha para aplicações de pneu, uso de um ácido derivado a partir de fontes renováveis, banda de rodagem de pneu e pneu
CN110387072A (zh) * 2019-07-18 2019-10-29 赛轮集团股份有限公司 一种轮胎胎面胶及其炼胶方法
KR102212802B1 (ko) * 2019-10-16 2021-02-09 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
US20230108559A1 (en) * 2020-10-12 2023-04-06 Lg Chem, Ltd. Oil-extended modified conjugated diene-based polymer, method for preparing same and rubber composition comprising same
US20220371365A1 (en) * 2021-05-19 2022-11-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Plasticizer system and rubber composition for pneumatic tire
KR20240135768A (ko) * 2022-01-27 2024-09-12 제트에스 엘라스토머 가부시키가이샤 유전 공액 디엔계 중합체, 고무 조성물, 고무 가교물, 및 타이어

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4843120A (en) 1986-09-29 1989-06-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition
US5047483A (en) 1988-06-29 1991-09-10 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire with tread of styrene, isoprene, butadiene rubber
US5061765A (en) 1990-10-22 1991-10-29 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for the synthesis of a high vinyl isoprene-butadiene copolymer
CA2035229A1 (en) 1990-10-22 1992-04-23 Wen-Liang Hsu Process for preparing a rubbery terpolymer of styrene, isoprene and butadiene
US5239009A (en) 1991-10-16 1993-08-24 The Goodyear Tire & Rubber Company High performance segmented elastomer
DE4220563A1 (de) 1992-06-24 1994-01-13 Bayer Ag Kautschukmischungen enthaltend Polybutadien-Gel
US5272220A (en) 1992-09-14 1993-12-21 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for preparing styrene-isoprene-butadiene rubber
US5405927A (en) 1993-09-22 1995-04-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Isoprene-butadiene rubber
US5677402A (en) 1995-09-22 1997-10-14 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for preparing 3,4-polyisoprene rubber
US5534592A (en) 1995-09-22 1996-07-09 The Goodyear Tire & Rubber Company High performance blend for tire treads
US5672639A (en) 1996-03-12 1997-09-30 The Goodyear Tire & Rubber Company Starch composite reinforced rubber composition and tire with at least one component thereof
AR006830A1 (es) * 1996-04-26 1999-09-29 Du Pont Aceite de soja con alta estabilidad oxidativa
US5627237A (en) 1996-05-06 1997-05-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire tread containing 3.4-polyisoprene rubber
DE19701488A1 (de) 1997-01-17 1998-07-23 Bayer Ag SBR-Kautschukgele enthaltende Kautschukmischungen
EP0877034A1 (en) 1997-05-05 1998-11-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Random trans SBR with low vinyl microstructure
DE19834802A1 (de) 1998-08-01 2000-02-03 Continental Ag Kautschukmischung
DE19834803A1 (de) 1998-08-01 2000-02-03 Continental Ag Kautschukmischung
DE19834804A1 (de) 1998-08-01 2000-02-03 Continental Ag Kautschukmischung
DE19942620A1 (de) 1999-09-07 2001-03-08 Bayer Ag Mikrogelhaltige Kautschukmischungen mit verkappten bifunktionellen Mercaptanen und hieraus hergestellte Vulkanisate
US6559240B2 (en) 2000-11-22 2003-05-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for tin/silicon coupling functionalized rubbers
JP5208361B2 (ja) 2005-10-28 2013-06-12 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
US7989555B2 (en) 2007-05-21 2011-08-02 Global Agritech, Inc. Glycerol derivatives and methods of making same
JP4581116B2 (ja) 2007-09-10 2010-11-17 住友ゴム工業株式会社 加硫ゴム組成物、空気入りタイヤおよびこれらの製造方法
JP2010111773A (ja) 2008-11-06 2010-05-20 Sumitomo Rubber Ind Ltd ベーストレッド用ゴム組成物及びタイヤ
US20130289183A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 Michael Lester Kerns Triglyceride containing solution polymerization prepared styrene/butadiene elastomer and tire with component
US10179479B2 (en) 2015-05-19 2019-01-15 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Plant oil-containing rubber compositions, tread thereof and race tires containing the tread

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