BR102017027728A2

BR102017027728A2 - composição de borracha e pneumático

Info

Publication number: BR102017027728A2
Application number: BR102017027728A
Authority: BR
Inventors: Forciniti Leandro; Peter Klinkenberg Maurice; Harry Sandstrom Paul; Diane Martter Teresa; James Busch Warren; Jiang Yingying
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-10-30
Also published as: JP2018135503A; CN108219215A; US20180171114A1; BR102017027728B1; EP3339364B1; EP3339364A1

Abstract

é revelada uma composição de borracha vulcanizável que compreende: (a) um elastômero à base de dieno, (b) de 10 a 60 partes em peso, por 100 partes em peso de elastômero (phr), de um negro de fumo oxidado; e (c) de 0,1 a 0,5 phr de uma amina polimérica compreendendo uma funcionalidade amina primária.

Description

(54) Título: COMPOSIÇÃO DE BORRACHA E PNEUMÁTICO (51) Int. Cl.: B60C 1/00; C08L 7/00; C08L 9/00 (30) Prioridade Unionista: 21/12/2016 US 15/386.003 (73) Titular(es): THE GOODYEAR TIRE & RUBBER COMPANY (72) Inventor(es): YINGYING JIANG; MAURICE PETER KLINKENBERG; LEANDRO FORCINITI; WARREN JAMES BUSCH; PAUL HARRY SANDSTROM; TERESA DIANE MARTTER (85) Data do Início da Fase Nacional:

21/12/2017 (57) Resumo: É revelada uma composição de borracha vulcanizável que compreende: (A) um elastômero à base de dieno, (B) de 10 a 60 partes em peso, por 100 partes em peso de elastômero (phr), de um negro de fumo oxidado; e (C) de 0,1 a 0,5 phr de uma amina polimérica compreendendo uma funcionalidade amina primária.

1/16

COMPOSIÇÃO DE BORRACHA E PNEUMÁTICO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [001] É bastante desejável que os pneus tenham boa resistência ao deslizamento no molhado, baixa resistência ao rolamento e boas características de desgaste. Tradicionalmente, tem sido muito difícil melhorar as características de desgaste de um pneu sem sacrificar sua resistência à derrapagem no molhado e as características de tração. Estas propriedades dependem, em grande parte, das propriedades viscoelásticas dinâmicas das borrachas utilizadas na fabricação do pneu.

[002] A fim de reduzir a resistência ao rolamento e melhorar as características de desgaste da faixa de rodagem dos pneus, as borrachas que têm um alto rebote têm sido tradicionalmente utilizadas na fabricação de compostos de borracha da faixa de rodagem de pneus. Por outro lado, para aumentar a resistência ao deslizamento no molhado de um pneu, as borrachas que passaram por uma grande perda de energia foram utilizadas, geralmente, na banda de rodagem do pneu. Para equilibrar essas duas propriedades viscoelasticamente inconsistentes, as misturas de vários tipos de borracha sintética e natural são normalmente utilizadas em bandas de rodagem de pneus. Por exemplo, várias misturas de borracha de estireno-butadieno e borracha de polibutadieno são normalmente utilizadas como um material de borracha para bandas de rodagem de pneus de automóveis.

SUMARIO DA INVENÇÃO [003] A presente invenção é dirigida, de modo específico, a uma composição de borracha vulcanizável compreendendo:

(A) um elastômero à base de dieno, (B) de 10 a 60 partes em peso, por 100 partes em peso de elastômero (phr), de um negro de fumo oxidado; e (C) de 0,1 a 0,5 phr de uma amina polimérica compreendendo uma

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2/16 funcionalidade amina primária.

[004] A invenção é dirigida ainda a um pneu que compreende a composição de borracha.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [005] É revelada uma composição de borracha vulcanizável compreendendo:

(A) um elastômero à base de dieno, (B) de 10 a 60 partes em peso, por 100 partes em peso de elastômero (phr), de um negro de fumo oxidado; e (C) de 0,1 a 0,5 phr de uma amina polimérica compreendendo uma funcionalidade amina primária.

[006] É ainda divulgado um pneu que compreende a composição de borracha. A composição de borracha pode incluir uma ou mais borrachas ou elastômeros contendo insaturação olefínica. As frases borracha ou elastômero contendo insaturação olefínica ou elastômero à base de dieno destinam-se a incluir, tanto a borracha natural como as suas várias formas brutas e de recuperação, bem como várias borrachas sintéticas. Na descrição desta invenção, os termos borracha e elastômero podem ser utilizados de forma intercambiável, a menos que seja prescrito de outra forma. Os termos composição de borracha, borracha composta e composto de borracha são utilizados de forma intercambiável para se referir à borracha que foi combinada ou misturada com vários ingredientes e materiais e esses termos são bem conhecidos por aqueles que se qualificam na mistura ou técnica de composição da borracha. Polímeros sintéticos representativos são os produtos de homopolimerização do butadieno e seus homólogos e derivados, por exemplo, metilbutadieno, dimetilbutadieno e pentadieno, bem como copolímeros, tais como os formados a partir de butadieno ou seus homólogos ou derivados com outros monómeros insaturados. Entre estes últimos, estão os acetilenos, por exemplo, vinil acetileno; olefinas, por exemplo, isobutileno,

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3/16 que copolimeriza com isopreno para formar borracha butílica; compostos de vinila, por exemplo, ácido acrílico, acrilonitrila (que polimerizam com butadieno para formar NBR), ácido metacrílico e estireno, o último composto que polimeriza com butadieno para formar SBR, bem como ésteres de vinila e vários aldeídos, cetonas e éteres insaturados, por exemplo , acroleína, metilisopropenil cetona e éter viniletilico. Os exemplos específicos de borrachas sintéticas incluem neopreno (policloropreno), polibutadieno (incluindo cis-1,4-polibutadieno), poliisopreno (incluindo cis 1,4poliisopreno), borracha de butila, borracha de halobutila tal como borracha de clorobutila ou borracha de bromobutila, borracha de estireno / isopreno / butadieno , copolímeros de 1,3 butadieno ou isopreno com monómeros tais como estireno, acrilonitrila e metacrilato de metila, bem como terpolímeros de etileno / propileno, também conhecidos como monómero de etileno / propileno / dieno (EPDM) e, em particular, terpolímeros de etileno / propileno / diciclopentadieno. Exemplos adicionais de borrachas que podem ser utilizadas incluem polímeros polimerizados em solução (SBR, BR, IR, IBR e SIBR) funcionalizados com grupos tais como amina incluindo aminas primárias, secundárias e terciárias, alcoxi incluindo monoalcoxi, dialcoxi e trialcoxi, silila, tióis, tioéster, tioéter, sulfanil, mercapto, sulfureto e suas combinações. Tais polímeros polimerizados em solução funcionalizados podem ser funcionalizados nas extremidades da cadeia de polímero, por exemplo, por meio de iniciadores ou terminadores funcionais, ou dentro das cadeias de polímero, por exemplo, por meio de monômeros funcionais, ou uma combinação de funcionalização na cadeia e na extremidade da cadeia. Exemplos específicos de polímeros polimerizados em solução funcionais adequados incluem os descritos na patente US 7 342 070 dotados de funcionalidade amina e alcoxisilila, e aqueles descritos nos documentos US 8.217.103 e US.8.699.409, dotados de funcionalidade alcoxisililo e sulfureto (isto é, tioéter). Tal funcionalidade tiol inclui funcionalidade tiol ou sulfanila resultante da clivagem de grupos contendo enxofre durante o

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4/16 processamento do composto, como por exemplo a partir de tioésteres e tioéteres. A borracha ou elastômeros preferidos são o poliisopreno (natural ou sintético), o polibutadieno e SBR e suas versões funcionalizadas.

[007] Estão também incluídos os polímeros ramificados em estrela acoplados a silício e a estanho.

[008] Num aspecto, a borracha é de preferência pelo menos duas borrachas à base de dieno. Por exemplo, é preferida uma combinação de duas ou mais borrachas, tais como borracha cis 1,4-poliisopreno (natural ou sintética, embora natural seja preferida), borracha de 3,4-poliisopreno, borracha de estireno / isopreno / butadieno, polimerização em emulsão e polimerização em solução derivada de borrachas de estireno / butadieno, borrachas cis-1,4-polibutadieno e copolímeros de butadieno / acrilonitrila preparados por polimerização em emulsão.

[009] Num aspecto desta invenção, pode ser utilizado um estireno / butadieno derivado de polimerização em emulsão (E-SBR) com um teor de estireno relativamente convencional de cerca de 20 a cerca de 28 por cento de estireno ligado ou, para algumas aplicações, um E-SBR com um meio para teor de estireno ligado relativamente elevado, ou seja, um teor de estireno ligado de cerca de 30 a cerca de 45 por cento.

[010] Por E-SBR, preparada por polimerização em emulsão entende-se que estireno e 1,3 butadieno são copolimerizados como uma emulsão aquosa, sendo bem conhecidos dos especialistas nessa técnica. O teor de estireno ligado pode variar, por exemplo, de cerca de 5 a cerca de 50 por cento. Em um aspecto, o ESBR também pode conter acrilonitrila para formar uma borracha de terpolímero, como E-SBAR, em quantidades, por exemplo, de cerca de 2 a cerca de 30 por cento em peso de acrilonitrila ligada no terpolímero.

[011] A polimerização em solução preparada de borrachas de copolímero de estireno / butadieno / acrilonitrila contendo cerca de 2 a cerca de 40 por cento em

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5/16 peso de acrilonitrila ligado no copolímero são também contempladas como borrachas à base de dieno para utilização nesta invenção.

[012] SBR (S-SBR) preparada por polimerização em solução, tem tipicamente, um teor de estireno ligado numa faixa de cerca de 5 a cerca de 50, de preferência cerca de 9 a cerca de 36 por cento. A S-SBR pode ser convenientemente preparada, por exemplo, por catalisação de organo-lítio na presença de um solvente de hidrocarboneto orgânico.

[013] Numa concretização, pode ser utilizada a borracha cis 1,4polibutadieno (BR). Essa BR pode ser preparada, por exemplo, por polimerização em solução orgânica de 1,3-butadieno. O BR pode ser convenientemente caracterizado, por exemplo, por ter pelo menos um teor de cis 1,4 de 90 por cento.

[014] A borracha natural cis-1,4-poliisopreno e cis-1,4-poliisopreno são bem conhecidos daqueles dotados de habilidade na técnica da borracha.

[015] O termo phr, tal como aqui utilizado, e de acordo com a prática convencional, refere-se a partes em peso de um respectivo material por 100 partes em peso de borracha ou elastômero.

[016] A composição de borracha inclui ainda um negro de fumo oxidado. O negro de fumo oxidado adequado inclui um negro de fumo tratado na superfície, tratado por oxidação, oxidação, seguida de tratamento com uma base ou cloração seguida por tratamento com uma base, que proporciona um negro de fumo com grupos funcionais superficiais compostos por oxigênio, básicos ou uma combinação de oxigénio e grupos funcionais básicos, a funcionalização que representa uma funcionalidade de ácido carboxílico (-COOH) ou hidróxido (-OH). Os negros de fumo oxidados adequados podem ser produzidos segundo os ensinamentos das Patentes dos EUA Nos. 6.120.594; 6.471.933; ou publicação dos EUA 2013/0046064.

[017] Numa concretização, o negro de fumo oxidado é um negro de fumo N234 oxidado como descrito acima.

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6/16 [018] Numa concretização, a composição de borracha inclui de 10 a 60 phr de negro de fumo oxidado.

[019] A composição de borracha inclui ainda uma amina polimérica, em que a amina polimérica possui uma funcionalidade amina primária. As aminas poliméricas adequadas incluem, mas não estão limitadas a, polietilenoimina, polipropilenoimina e polioxialquileno aminas.

[020] Numa concretização, a amina polimérica é uma polietilenoimina. Numa concretização, a polietilenoimina tem um peso molecular médio de 800 a 2000000, de preferência 1000 a 20000, mais preferencialmente 2000 a 4000. Polietilenoiminas adequadas estão disponíveis comercialmente como Lupasol® de BASF.

[021] Numa concretização, a amina polimérica é uma polioxialquileno amina. A polioxialquileno amina pode incluir uma polioxialquileno monoamina, diamina, triamina ou suas combinações. Estes compostos são definidos por um grupo amino ligado a um terminal de uma cadeia central de poliéter e, assim, são considerados poliéter aminas. O grupo amino é um grupo amino primário. Dependendo se a polioxialquileno amina é uma mono-, di- ou triamina, cada composto pode conter, respectivamente, um, dois ou três grupos amino, por exemplo,. grupos amino primários, sendo cada grupo ligado ao terminal de uma estrutura central de poliéter. Consequentemente, uma ou mais cadeias de poliéter podem ser necessárias para acomodar o número de grupos amino terminais. A descrição adicional de polioxialquileno aminas e sua utilização está apresentada na patente dos Estados Unidos 7.714.051, incorporada em sua totalidade ao presente, a título de referencia. Polioxialquileno aminas adequadas incluem polioxialquileno mono-, di-, e triaminas comercialmente disponíveis de Huntsman Chemical of The Woodlands, Tex e comercializada sob a marca JEFFAMINE®.

[022] A amina polimérica pode ser utilizada numa quantidade que varia de 0,1 a 0,5 phr. Numa concretização, a amina polimérica é utilizada numa quantidade

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7/16 que varia de 0,2 a 0,4 phr. Numa concretização, a amina polimérica é utilizada numa quantidade que varia de 0,3 a 0,4 phr.

[023] A composição de borracha pode incluir um ácido carboxílico aromático ou anidrido de ácido aromático. Os ácidos carboxílicos aromáticos adequados incluem, mas não estão limitados a, ácido benzóico e ácidos hidroxibenzoicos, tais como ácido 2-hidroxibenzóico (ácido salicílico), ácido 3-hidroxibenzóico e ácido 4hidroxibenzóico, suas versões substituídas e semelhantes. Os anidridos de ácidos aromáticos adequados incluem anidrido ftálico, anidrido benzóico, suas versões substituídas e semelhantes.

[024] Numa concretização, o ácido carboxílico aromático ou o anidrido de ácido aromático podem ser utilizados numa quantidade maior do que a utilizada para a amina polimérica. Numa concretização, a proporção em peso de ácido carboxílico aromático ou anidrido de ácido aromático para a amina polimérica fica numa faixa de 1:2 a 2:1, isto é, 0,5 a 2 partes em peso por 1 parte em peso da amina polimérica.

[025] A composição de borracha também pode incluir até 70 phr de óleo de processamento. O óleo de processamento pode ser incluído na composição de borracha como óleo extensível tipicamente usado para esticar os elastômeros. O óleo de processamento também pode ser incluído na composição de borracha por adição do óleo diretamente durante a composição da borracha. O óleo de processamento utilizado pode incluir, tanto o óleo de alongamento presente nos elastômeros e o óleo de processo adicionado durante a composição. Os óleos de processo adequados incluem vários óleos como os que são conhecidos na técnica, incluindo óleos vegetais aromáticos, parafínicos, naftênicos e óleos com baixo PCA, tais como MES, TDAE, SRAE e óleos naftênicos pesados. Os óleos com baixo PCA adequados incluem aqueles com um conteúdo aromático policíclico inferior a 3 por cento em peso, conforme determinado pelo método IP346. Os procedimentos para o método IP346 podem ser encontrados em Standard Methods for Analysis & Testing

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8/16 of Petroleum and Related Products and British Standard 2000 Parts, 62^â edição, publicado pelo Institute of Petroleum, Reino Unido.

[026] A composição de borracha pode incluir até 30 phr de sílica.

[027] Os pigmentos siliciosos normalmente utilizados que podem ser utilizados no composto de borracha incluem pigmentos siliciosos pirogênicos e pigmentos siliciosos precipitados (sílica). Numa concretização, é utilizada sílica precipitada. Os pigmentos siliciosos convencionais utilizados nesta invenção são sílicas precipitadas tais como, por exemplo, as obtidas pela acidificação de um silicato solúvel, por exemplo, silicato de sódio.

[028] Tais sílicas convencionais podem ser caracterizadas, por exemplo, por terem uma área de superfície BET, medida por meio de nitrogênio gasoso. Numa concretização, a área de superfície BET pode estar na faixa de cerca de 40 a cerca de 600 metros quadrados por grama. Noutra concretização, a área de superfície BET pode estar numa faixa de cerca de 80 a cerca de 300 metros quadrados por grama. O método BET de medição da área superficial está descrito no Journal of the American Chemical Society, Volume 60, página 304 (1930).

[029] A sílica convencional também pode ser caracterizada por ter um valor de absorção de dibutílftalato (DBP) na faixa de cerca de 100 a cerca de 400, alternativamente, cerca de 150 a cerca de 300.

[030] Pode esperar-se que a sílica convencional tenha um tamanho de partícula final médio, por exemplo, na faixa de 0,01 a 0,05 mícron, conforme determinado pelo microscópio eletrônico, embora as partículas de sílica possam ser ainda menores ou possivelmente maiores.

[031] Podem ser utilizadas várias sílicas comercialmente disponíveis, tais como, por exemplo, aqui e sem limitação, sílica comercialmente disponível de PPG Industries sob a marca comercial Hi-Sil com indicações 210, 243, etc .; Sílicas disponíveis da Rhodia, por exemplo, com indicações Z1165MP e Z165GR e sílicas

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9/16 disponíveis da Degussa AG , por exemplo, com indicações VN2 e VN3, etc. Também podem ser utilizadas sílica pré-tratada ou pré-reagida com organossilanos, como Agilon® 400 e similares do PPG.

[032] Os negros de fumo geralmente utilizados (isto é, não oxidados) podem ser utilizados como uma carga convencional numa quantidade de até 30 phr. Exemplos representativos de tais negros de fumo incluem N110, N120, N121, N134, 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. Estes negros de fumo têm absorções de iodo variando de 9 a 145 g / kg e número DPB variando de 34 a 150 cm³ /100 g.

[033] Numa concretização, a composição de borracha pode conter um composto convencional de organossilício contendo enxofre. Numa concretização, os compostos de organossilício contendo enxofre são os polissulfuretos de bis(trialcoxisililalquila), incluindo polissulfuretos de 3,3'-bis(trimetoxi ou trietoxi sililpropila). Numa concretização, os compostos de organossilício contendo enxofre são dissulfureto de 3,3'-bis(trietoxisililpropila) e/ou tetrassulfureto. de 3,3'bis(trietoxisililpropila) [034] Em outra forma de realização, os compostos de organossilício contendo enxofre adequados incluem compostos revelados na Patente U.S. N° 6.608.125. Numa concretização, os compostos de organossilício que contêm enxofre incluem 3-(octanoiltio)-1-propiltrietoxissilano, CH3 (CH2)6 C (= O) -S-CH2CH2CH2Si (OCH2CH3)3, que está disponível comercialmente como NXT™ de Momentive Performance Materials.

[035] Noutra concretização, compostos de organossilício que contêm enxofre adequados incluem os descritos na Publicação de Patente U.S. No. 2003/0130535. Numa concretização, o composto de organossilício contendo enxofre é Si-363 da Degussa.

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10/16 [036] A quantidade do composto de organossilício contendo enxofre numa composição de borracha irá variar de acordo com o nível de outros aditivos que são utilizados. De um modo geral, a quantidade do composto irá variar de 0,5 a 20 phr. Numa concretização, a quantidade irá variar de 1 a 10 phr.

[037] Pode ser facilmente entendido por aqueles com experiência na técnica que a composição de borracha seria composta por métodos geralmente conhecidos na técnica de composição de borracha, tais como a mistura das várias borrachas constituintes vulcanizáveis com enxofre com vários materiais aditivos de uso comum tais como, por exemplo, doadores de enxofre, auxiliares de cura, tais como ativadores e retardadores e aditivos de processamento, tais como óleos, resinas, incluindo resinas pegajosas e plastificantes, enchimentos, pigmentos, ácidos graxos, óxidos de zinco, ceras, antioxidantes e antiozonizantes e agentes de peptização. Conforme conhecido dos especialistas na técnica, dependendo do uso pretendido do material vulcanizável ao enxofre e vulcanizado ao enxofre (borrachas), os aditivos mencionados acima são selecionados e comumente utilizados em quantidades convencionais. Exemplos representativos de dadores de enxofre incluem o enxofre elementar (enxofre livre), um dissulfureto de amina, polissulfureto polimérico e adutos de olefina de enxofre. Numa concretização, o agente de vulcanização do enxofre é o enxofre elementar. O agente de vulcanização do enxofre pode ser utilizado numa quantidade que varia de 0,5 a 8 phr, alternativamente com uma faixa de 1,5 a 6 phr. Quantidades típicas de resinas de adesividade, se utilizadas, compreendem cerca de 0,5 a cerca de 10 phr, normalmente de cerca de 1 a cerca de 5 phr. Quantidades típicas de auxiliares de processamento compreendem cerca de 1 a cerca de 50 phr. Quantidades típicas de antioxidantes compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Os antioxidantes representativos podem ser, por exemplo, difenilp-fenilenodiamina e outros, tais como, por exemplo, os descritos em The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), Páginas 344 a 346. As quantidades típicas de

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11/16 antiozonizantes compreendem cerca de 1 a 5 phr. Quantidades típicas de ácidos graxos, se utilizados, que podem incluir ácido esteárico compreendem cerca de 0,5 a cerca de 3 phr. As quantidades típicas de óxido de zinco compreendem cerca de 2 a cerca de 5 phr. Quantidades típicas de ceras compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Geralmente são utilizadas ceras microcristalinas. Quantidades típicas de peptizantes compreendem cerca de 0,1 a cerca de 1 phr. Os peptizantes típicos podem ser, por exemplo, pentaclorotiofenol e dissulfureto de dibenzamidodifenila.

[038] Os aceleradores são usados para controlar o tempo e / ou a temperatura requeridos para a vulcanização e para melhorar as propriedades do vulcanizado. Numa concretização, um único sistema de aceleração pode ser utilizado, isto é, acelerador primário. O(s) acelerador(es) primário(s) podem ser utilizados em quantidades totais que variam de cerca de 0,5 a cerca de 4, alternativamente cerca de 0,8 a cerca de 1,5, phr. Noutra concretização, as combinações de um acelerador primário e um secundário podem ser usadas com o acelerador secundário sendo usado em quantidades menores, tais como de cerca de 0,05 a cerca de 3 phr, para ativar e melhorar as propriedades do vulcanizado. Poder-se esperar que, as combinações destes aceleradores produzam um efeito sinérgico nas propriedades finais e são um pouco melhores do que as produzidas pelo uso de qualquer acelerador sozinho. Além disso, podem ser utilizados aceleradores de ação retardada que não são afetados por temperaturas de processamento normais, mas produzem uma cura satisfatória em temperaturas comuns de vulcanização. Os retardadores de vulcanização também podem ser usados. Tipos adequados de aceleradores que podem ser utilizados na presente invenção são aminas, dissulfuretos, guanidinas, tioureias, tiazois, tiuramas, sulfenamidas, ditiocarbamatos e xantatos. Numa concretização, o acelerador primário é uma sulfenamida. Se um segundo acelerador for usado, o acelerador secundário pode ser um composto de guanidina, ditiocarbamato ou tiuram.

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12/16 [039] A mistura da composição de borracha pode ser realizada por métodos conhecidos por aqueles que têm habilidade na técnica de mistura de borracha. Por exemplo, os ingredientes são tipicamente misturados em pelo menos dois estágios, ou seja, pelo menos um estágio não produtivo seguido por uma fase de mistura produtiva. Os agentes de cura finais, incluindo os agentes de vulcanização do enxofre, são tipicamente misturados na fase final, que é convencionalmente denominada fase de mistura produtiva, na qual a mistura ocorre tipicamente a uma temperatura ou temperatura máxima inferior à temperatura de mistura dos estágios de mistura não produtivos. Os termos estágio de mistura não produtivo e produtivo são bem conhecidos dos versados na técnica da mistura de borracha. A composição de borracha pode ser submetida a uma etapa de misturação termomecânica. A etapa de misturação termomecânica compreende, geralmente, uma operação mecânica numa misturadora ou extrusora durante um período de tempo adequado para produzir uma temperatura da borracha entre 140°C e 190°C. e a duração adequada da operação termomecânica varia como uma função das condições operacionais, e do volume e da natureza dos componentes. Por exemplo, a operação termomecânica pode ficar entre 1 a 20 minutos.

[040] A composição de borracha pode ser incorporada em uma serie de componentes de borracha do pneu. Por exemplo, o componente de borracha pode ser uma faixa de rodagem (incluindo o envoltório da faixa de rodagem e a base da faixa de rodagem), a parede lateral, o ápice, o forro, a inserção da parede lateral, o revestimento de arame ou o revestimento interno. Numa concretização, o componente é uma banda de rodagem.

[041] O pneumático da presente invenção pode ser um pneu de corrida, pneu de passageiro, pneu de avião, pneu de agricultura, terraplenagem, pneu de rodovias, pneu de caminhão e similares. Numa concretização, o pneu é um pneu de passageiro ou de caminhão. O pneu também pode ser radial ou de polarização.

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13/16 [042] A vulcanização do pneu da presente invenção é geralmente realizada a temperaturas convencionais que variam de cerca de 100° C a 200° C. Numa concretização, a vulcanização é conduzida a temperaturas variando de cerca de 110° C a 180° C. Qualquer um dos processos habituais de vulcanização pode ser usado, como aquecimento em uma prensa ou molde, aquecimento com vapor superaquecido ou ar quente. Tais pneus podem ser construídos, moldados, curados por vários métodos que são conhecidos e serão facilmente evidentes por aqueles que têm habilidade em tal técnica.

[043] Esta invenção é ilustrada pelos seguintes exemplos que são meramente ilustrativos e não devem ser considerados como limitativos do âmbito da invenção ou da maneira em que pode ser praticada. Salvo indicação específica em contrário, as partes e as porcentagens são indicadas por peso.

Exemplo 1.

[044] Neste exemplo, é ilustrado o efeito da composição de uma amina polimérica e um negro de fumo oxidado com uma borracha de dieno.

[045] Os compostos de borracha foram misturados em um misturador de laboratório em um processo de mistura de múltiplas etapas seguindo a receita indicada nas Tabelas 1 e 2 (todas as quantidades em phr). A polietilenoimina (PEI) foi adicionada numa primeira etapa de mistura não produtiva. Uma quantidade igual em peso de ácido salicílico (isto é, ácido salicílico / polietilonimina = 1) foi adicionada a todos os compostos durante uma segunda etapa de mistura não produtiva.

[046] Os compostos misturados foram testados quanto à resistência viscoelástica, resistência ao rolamento e às propriedades de desgaste com os resultados apresentados na Tabela 3.

[047] As propriedades viscoelásticas foram determinadas usando o Flexsys Rubber Process Analyzer (RPA) 2000. Uma descrição do RPA 2000, sua capacidade, preparação de amostras, testes e testes secundários podem ser

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14/16 encontrados nessas referências. H A Pawlowski e J S Dick, Rubber World, junho de 1992; J S Dick e H A Pawlowski, Rubber World, janeiro de 1997; e J S Dick e J A Pawlowski, Rubber & Plastics News, 26 de abril e 10 de maio de 1993.

[048] O rebote a 100°C foi utilizado como um indicador de resistência ao rolamento. O rebote foi medido usando um testador de rebote Zwick de acordo com ASTM D1054.

[049] O desgaste por atrito DIN foi utilizado como indicador de resistência ao desgaste. Os dados de desgaste foram medidos de acordo com o procedimento de teste de resistência à abrasão DIN 53516 ou ASTM D5963 usando uma unidade de abrasão de tambor Zwick, modelo 6102 com força de 2.5 Newtons. Os padrões DIN são padrões de teste alemães.

TABELA 1
Borracha natural	100
negro de fumo	variável conforme a Tabela 2
Polietilenoimina	variável conforme a Tabela 2
Sílica	9
Óxido de zinco	3
Ácidos graxos	3
Silano¹	2
Antidegradante	1
Enxofre	0,9
Sulfenamida	1,15
¹ 50% em peso de polissulfureto de silano em negro de fumo

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TABELA 2

Amostra No.	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Tipo	Comp Comp Cont	Cont	Cont	Cont	Inv	Inv	Inv
Negro de fumo¹	0	0	43	0	0	0	0	0	0
Negro de fumo²	43	0	0	29	15	0	0	0	0
Negro de fumo³	0	43	0	0	0	0	0	0	0
Negro de fumo oxidado⁴	0	0	0	14	28	43	43	43	43
Polietileneimina⁵	0	0	0	0	0	0	0.1	0.3	0.4
Ácido salicílico	0	0	0	0	0	0	0.1	0.3	0.4

tipo ¹ N121 tipo ² N120 tipo ³ N234 tipo ⁴ N234 , oxidado como CD2125XZ de Aditya Birla ⁵ Lupasol da BASF

Tabela 3

Amostra No. 1	2	3	4	5	6	7	8	9
RPA a 100 °C
G' (0.83Hz @ 15%) 0.134	0.158	0.162	0.156	0.175	0.168	0.255	0.269	0.245
G' (1Hz @ 1%)	1.96	2.1	2.13	1.65	1.44	1.15	1.265	1.387	1.228
G' (1 Hz @ 50%)	0.81	0.82	0.85	0.78	0.75	0.68	0.784	0.84	0.787
DTan (1 Hz @10%) 0.135	0.143	0.139	0.117	0.105	0.093	0.086	0.084	0.077
Rasgão Instron¹ Original Força média, N Envelhecido²	334	328	309	355	412	474	339	307	347
Força média, N	329	337	314	365	437	511	358	371	368
Abrasão DIN Perda relativa, mm	³ 133	129	128	138	149	173	142	135	131
Rebote Zwick Rebote 100°C	59	58	58	63	63	65	67	67	69

¹ Curado 32 min a 150 °C ² 7 dias a 70°C ao Ar [050] Conforme observado na Tabela 3, o negro de fumo oxidado combinado com polietilenoimina demonstrou histerese melhorada refletida no alto rebote a quente e baixo delta Tan, indicando uma resistência melhorada ao rolamento. A resistência ao rasgão e à abrasão do composto foram mantidas, em comparação com os negros de fumo padrão.

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16/16 [051] Embora certas concretizações e detalhes representativos tenham sido mostrados com a finalidade de ilustrar a presente invenção, será evidente para os especialistas nesta técnica que podem ser feitas várias alterações e modificações na mesma sem se afastar do escopo da presente invenção.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

Composição de borracha vulcanizável CARACTERIZADA pelo fato de compreender:

(A) um elastômero a base de dieno, (B) de 10 a 60 partes em peso, por 100 partes em peso de elastômero (phr), de um negro de fumo oxidado compreendendo na sua superfície pelo menos um grupo funcional selecionado de ácido carboxílico (-COOH) e hidróxido (-OH); e (C) de 0,1 a 0,5 phr de uma amina polimérica compreendendo uma funcionalidade de amina primária.
2. Composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato da quantidade de amina polimérica variar de 0,2 a 0,4 phr.
3. Composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA por compreender ainda, de 0,5 a 2 partes em peso de um ácido carboxílico aromático ou anidrido de ácido aromático, por 1 parte em peso da amina polimérica.
4. Composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato do elastômero à base de dieno compreender pelo menos um elastômero selecionado do grupo que consiste em poliisopreno (natural ou sintético), polibutadieno e borracha de estireno-butadieno.
5. Composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato do elastômero à base de dieno compreender um elastômero polimérico em solução funcionalizado com pelo menos um grupo funcional selecionado do grupo que consiste em amina primária, amina secundária e aminas terciárias, monoalcoxi, dialcoxi, trialcoxi silila, tiol, tioéster, tioéter, sulfanila, mercapto, sulfureto e suas combinações.
6. Composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 1,

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CARACTERIZADA pelo fato do elastômero à base de dieno compreender polibutadieno e uma borracha de estireno-butadieno funcionalizada com pelo menos um grupo funcional selecionado do grupo que consiste em aminas primárias, aminas secundárias, aminas terciárias, monoalcoxi, dialcoxi, trialcoxi, silila, tióis, tioésteres e tioéteres.
7. Composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato da amina polimérica ser uma polietilenoimina ou uma polioxialquileno amina.
8. Composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato do ácido carboxílico aromático ou o anidrido de ácido aromático ser selecionado do grupo que consiste em ácido benzóico, ácido salicílico, ácido 3-hidroxibenzóico, ácido 4-hidroxibenzóico, anidrido ftálico e anidrido benzóico.
9. Composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de compreender ainda, de 0,5 a 20 phr de um composto de organossilício contendo enxofre.
10. Pneumático, CARACTERIZADO pela composição de borracha vulcanizável de acordo com a reivindicação 1.

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