BR102020002025A2

BR102020002025A2 - Pneu pneumático

Info

Publication number: BR102020002025A2
Application number: BR102020002025-0A
Authority: BR
Inventors: Jérôme Joel Daniel Delville; Christian Jean-Marie Kaes; Pascal Patrick Steiner; Carlo Kanz
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Company
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2020-09-24
Also published as: EP3689637B1; CN111499942B; JP2020125474A; CN111499942A; JP7451193B2; EP3689637A1; US10626254B1

Abstract

trata-se de um pneumático que compreende uma composição de borracha vulcanizável, a composição de borracha vulcanizável que compreende: de 75 a 85 phr de uma borracha de estireno-butadieno com um teor de estireno ligado de 30 a 50% em peso, um teor de vinila 1,2 de 10 a 30% em peso, com base no peso da borracha, e uma tg que varia de -40 °c a -20 °c; de 0 a 25 phr de borracha natural ou poli-isopreno sintético; de 0 a 20 phr de cis-1,4- polibutadieno com tg de -110ºc a -90ºc; de 100 a 150 phr de sílica; de 20 a 40 phr de uma resina combinada que compreende uma resina de politerpeno, uma resina de formaldeído de alquilfenol e um ácido de resina; de 30 a 60 phr de óleo; e de 5 a 25 phr de um composto orgânico de silício que contém enxofre.

Description

PNEU PNEUMÁTICO

Fundamentos da Invenção

[001] É altamente desejável que os pneus tenham boa resistência à derrapagem, baixa resistência ao rolamento e boas características de desgaste. Tradicionalmente, é muito difícil melhorar as características de desgaste de um pneu sem sacrificar sua resistência à derrapagem e as características de tração. Essas 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 de melhorar as características de desgaste de banda de rodagem do pneu, as borrachas que têm uma elevada recuperação, tradicionalmente, têm sido utilizadas na preparação de compostos de borracha da banda de rodagem do pneu. Por outro lado, para aumentar a resistência à derrapagem de um pneu, em geral, são utilizadas borrachas que sofrem uma grande perda de energia na banda de rodagem do pneu. A fim de equilibrar essas duas propriedades viscoelasticamente inconsistentes, as misturas de vários tipos de borracha sintética e natural são normalmente utilizadas em bandas de pneu. Por exemplo, várias misturas de borracha de estireno-butadieno e borracha de polibutadieno são comumente usadas como um material de borracha para a banda de rodagem de pneu de automóveis.

Sumário da invenção

[003] Esta invenção refere-se a um pneu que tem uma banda de rodagem que compreende uma composição de borracha vulcanizável que compreende, expressa como partes em peso por 100 partes em peso de elastômero (phr);
de 75 a 85 phr de uma borracha de estireno-butadieno que tem um teor de estireno ligado de 30 a 50% em peso, um teor de vinila de 1,2 de 10 a 30% em peso com base no peso da borracha e Tg variando de -40 °C a -20 °C;
de 0 a 25 phr de borracha natural ou poliisopreno sintético;
de 0 a 20 phr de cis-1,4-polibutadieno com Tg de -110°C a -90°C;
de 100 a 150 phr de sílica;
de 20 a 40 phr de uma resina combinada que compreende uma resina de politerpeno, uma resina de formaldeído de alquilfenol e um ácido resínico;
de 30 a 60 phr de óleo;
de 5 a 25 phr de um composto orgânico de silício que contém enxofre.

Descrição da invenção

[004] A invenção é direcionada a um pneumático com uma banda de rodagem que compreende uma composição de borracha vulcanizável que compreende, expressa em partes em peso por 100 partes em peso de elastômero (phr); de 75 a 85 phr de uma borracha de estireno-butadieno que tem um teor de estireno ligado de 30 a 50% em peso, um teor de vinila de 1,2 de 10 a 30% em peso com base no peso da borracha e Tg variando de -40 °C a -20 °C; de 0 a 25 phr de borracha natural ou poli-isopreno sintético; de 0 a 20 phr de cis-1,4- polibutadieno com Tg de -110°C a -90°C; de 100 a 150 phr de sílica; de 20 a 40 phr de uma resina combinada que compreende uma resina de politerpeno, uma resina de formaldeído de alquilfenol e um ácido resínico; de 30 a 60 phr de óleo; de 5 a 25 phr de um composto orgânico de silício que contém enxofre. Em várias modalidades, a composição de borracha de íon vulcanizado pode ter os seguintes componentes:

[005] A frase "borracha ou elastômero contendo insaturação olefínica" deve incluir tanto a borracha natural quanto suas diversas formas brutas e de recuperação, bem como várias borrachas sintéticas. Na descrição dessa invenção, os termos "borracha" e "elastômero" podem ser usados de forma intercambiável, a menos que de outro modo prescrito. Os termos "composição de borracha", "borracha composta" e "composto de borracha" são usados de forma intercambiável para se referir à borracha que foi misturada ou misturada com vários ingredientes e materiais, e esses termos são bem conhecidos dos versados na mistura de borracha ou técnica de composição de borracha.

[006] Um componente da composição de borracha é 75 a 85 phr de borracha de estireno-butadieno, em que a borracha de estireno-butadieno é de i) uma borracha de estireno-butadieno de solução polimerizada com um teor de estireno ligado de 30 a 50 por cento em peso, um teor de vinila de 1,2 de 10 a 40% em peso, com base no peso da borracha, e Tg de cerca de -40 °C a cerca de -20 °C.

[007] Como borracha de estireno-butadieno, as borrachas de poliestireno-butadieno polimerizadas em solução adequada podem ser feitas, por exemplo, por catalização de organo-lítio na presença de um solvente de hidrocarboneto orgânico. As polimerizações utilizadas na fabricação dos polímeros de borracha são tipicamente iniciadas ao adicionar um iniciador de organo-lítio a um meio de polimerização orgânico que contém os monômeros. Tais polimerizações são tipicamente realizadas com o uso de técnicas de polimerização contínua. Em tais polimerizações contínuas, monômeros e iniciador são continuamente adicionados ao meio de polimerização orgânico com o polímero de borracha sintetizado sendo continuamente retirado. Tais polimerizações contínuas são tipicamente conduzidas em um sistema de múltiplos reatores. Os métodos de polimerização adequados são conhecidos na técnica, por exemplo, como divulgado nas Patentes U.S. N° 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.

[008] Como borracha de estireno-butadieno, as borrachas de estireno-butadieno polimerizadas em solução adequada estão disponíveis comercialmente, como SE-SLR® 6430 da Trinseo e similares. Essa borracha de estireno-butadieno polimerizada em solução pode ser acoplada a estanho ou silicone, como é conhecido na técnica. Em uma modalidade, SSBR adequada pode ser pelo menos parcialmente acoplada com silício.

[009] Outro componente da composição de borracha é de cerca de 0 a cerca de 25 phr de borracha natural ou poliisopreno sintético. Em uma modalidade, a composição de borracha compreende de 15 a 25 phr de borracha natural ou poliisopreno sintético. Em uma modalidade, a composição de borracha compreende de 5 a 15 phr de borracha natural ou poliisopreno sintético.

[010] Outro componente da composição de borracha é de 0 a cerca de 20 phr de cis-1,4-polibutadieno, também conhecidos como borracha de polibutadieno ou polibutadieno (BR). Em uma modalidade, a composição de borracha compreende de 5 a 15 phr de cis-1,4-polibutadieno. As borrachas de polibutadieno adequadas podem ser preparadas, por exemplo, por polimerização em solução orgânica de 1,3-butadieno usando lítio ou catalisadores de neodímio. A BR pode ser convenientemente caracterizada, por exemplo, por possuir pelo menos 90% de teor de cis 1,4 e uma temperatura de transição vítrea Tg em uma faixa de -90 a -110 °C. As borrachas de polibutadieno adequadas estão disponíveis comercialmente, como Budene® 1223 da Goodyear e similares.

[011] Uma referência à temperatura de transição vítrea, ou Tg, de uma composição de elastômero ou elastômero, quando aqui referida, representa a(s) temperatura(s) de transição vítrea da respectiva composição de elastômero ou elastômero em seu estado não curado ou possivelmente um estado curado no caso de uma composição de elastômero. Uma Tg pode ser adequadamente determinada como um ponto médio de pico por um calorímetro de varredura diferencial (DSC) a uma taxa de temperatura de aumento de 10°C por minuto.

[012] A composição de borracha também pode incluir de 30 a 60 phr de óleo de processamento. O óleo de processamento pode ser incluído na composição de borracha como óleo de extensão normalmente usado para estender os elastômeros. O óleo de processamento também pode ser incluído na composição da borracha por adição direta do óleo durante a composição da borracha. O óleo de processamento usado pode incluir óleo de extensão presente nos elastômeros e óleo de processo adicionado durante a composição. Em uma modalidade, a composição de borracha inclui um óleo de baixo PCA. Os óleos de baixo PCA adequados incluem, entre outros, solvatos de extração suaves (MES), extratos aromáticos destilados tratados (TDAE), extrato aromático residual (RAE), SRAE e óleos naftênicos pesados, como são conhecidos na técnica; vide, por exemplo, as patentes U.S. N° 5.504.135; 6.103.808; 6.399.697; 6.410.816; 6.248.929; 6.146.520; os pedidos publicados U.S. 2001/00023307; 2002/0000280; 2002/0045697; 2001/0007049; EP0839891; JP2002097369; ES2122917.

[013] Os óleos de baixo PCA adequados incluem aqueles com um teor aromático policíclico inferior a 3% em peso, conforme determinado pelo método IP346. Os procedimentos para o método IP346 podem ser encontrados nos métodos-padrão para análise e teste de petróleo e produtos relacionados e British Standard 2000 Parts, 2003, 62a edição, publicada pelo Institute of Petroleum, Reino Unido.

[014] Outros óleos também podem ser utilizados, incluindo óleos aromáticos, parafínicos, naftênicos e vegetais.

[015] As resinas podem ser usadas na composição de borracha e estão, em geral, presentes em uma quantidade que varia de cerca de 20 a cerca de 4 phr. As resinas adequadas incluem resinas de alphametilestireno, resinas do tipo cumarona, incluindo resinas de cumarona-indeno e misturas de resinas de cumarona, óleos naftênicos, resinas de fenol e rosinas. Outras resinas adequadas incluem resinas de fenol-terpeno, como resinas de fenol-acetileno, resinas de fenol-formaldeído, resinas de alquil-fenol-formaldeído, resinas de terpeno-fenol, resinas de politerpeno e resinas de xileno-formaldeído. Outras resinas adequadas incluem resinas de hidrocarbonetos de petróleo tais como resinas sintéticas de politerpenos; resinas de hidrocarbonetos aromáticos; resinas resultantes da polimerização de estireno e alfametil estireno; resinas de hidrocarbonetos alifáticos; resinas de hidrocarbonetos alifáticos cíclicos, tais como resinas de diciclopentadieno; resinas de petróleo aromáticas alifáticas; resinas de hidrocarbonetos hidrogenados; resinas aderentes a hidrocarbonetos; resinas de petróleo alifáticas alicíclicas; derivados de resina; e resinas terpenas. Em uma modalidade, a resina é selecionada a partir de resinas de hidrocarbonetos sintetizadas por polimerização catiônica de estireno e alfametil estireno e resinas de cumarona-indeno.

[016] Em uma modalidade, a resina compreende uma combinação de resina de politerpeno, resina de alquil fenol-formaldeído e ácido resínico. Em uma modalidade, a resina compreende de 20 a 30 phr de resina de politerpeno, de 1 a 10 phr de resina de formaldeído de alquilfenol e de 1 a 5 phr de ácido resínico.

[017] As resinas de politerpenos adequadas podem ser compostas por, por exemplo, polímeros de pelo menos um de limoneno, alfa-pineno e beta-pineno e com um ponto de amolecimento em uma faixa de cerca de 60 °C a cerca de 160 °C. Em uma modalidade, a resina de politerpeno é Dercólito de resina A115 da DRT, que compreende um homopolímero de alfa pineno com um ponto de amolecimento de 115 C (método de teste ASTM E2858T).

[018] Os representantes de várias resinas de alquilfenol/formaldeído são, por exemplo, as resinas nas quais o alquilfenol é, por exemplo, composto de octilfenol terciário ou butilfenol terciário, como, por exemplo, um produto de formaldeído e alquilfenol. Acredita-se que o octilfenol terciário seja o alquilfenol mais comum para essas resinas adesivas de borracha de alquilfenol/formaldeído. A resina SP-1068 a partir de grupo SI é aqui considerada como sendo uma resina típica como uma resina de alquilfenol/formaldeído não reativa (resina de octil fenol/formaldeído para-terciário formada como um produto da reação de octilfenol para-terciário e formaldeído).

[019] Os ácidos resínico adequados para o uso nas composições de borracha ricas em sílica incluem ácido resínico de goma, ácido resínico de madeira e ácido resínico de óleo alto e suas formas hidrogenadas e desproporcionais, que são bem conhecidas dos versados na técnica. Por exemplo, consulte "Rosin and Rosin Derivatives", encontrado na Enciclopédia de Tecnologia Química, Segunda Edição, 1968, páginas 475 a 508.

[020] As resinas derivadas de ácidos resínico e derivativos podem ser utilizadas. A resina de goma e a resina de madeira têm praticamente a mesma composição, embora a quantidade dos vários isômeros possa variar. Elas normalmente contêm cerca de 10% em peso de materiais neutros, 53% em peso de ácidos de resina contendo duas ligações duplas, 13% em peso de ácidos de resina contendo uma ligação dupla, 16% em peso de ácidos de resina completamente saturados e 2% de ácido desidroabiético que contém um anel aromático, mas sem insaturação. Também estão presentes cerca de 6% dos ácidos oxidados. Representativos dos ácidos di-insaturados incluem ácido abiético, ácido levopimárico e ácido neoabiético. Representantes dos ácidos monossaturados incluem ácido dextropimaárico e ácido di-hidroabiético. Um ácido resínico saturado representativo é o ácido tetra-hidroabiético.

[021] A composição de borracha vulcanizável pode incluir de cerca de 100 até cerca de 150 phr de sílica. Os pigmentos siliciosos comumente empregados que podem ser utilizados no composto de borracha incluem pigmentos siliciosos pirogênicos e precipitados convencionais (sílica), embora as sílicas precipitadas sejam preferidas. Os pigmentos siliciosos convencionais utilizados, de preferência, nessa invenção são as sílicas precipitadas tais como, por exemplo, aquelas obtidas pela acidificação de um silicato solúvel, por exemplo, silicato de sódio.

[022] Tais sílicas convencionais podem ser caracterizadas, por exemplo, por ter uma área de superfície BET, medida com o uso de gás nitrogênio, de preferência, na faixa de cerca de 40 a cerca de 600, e mais geralmente, na faixa de cerca de 50 a cerca de 300 metros quadrados por grama. O método BET de medição da área superficial é descrito no Journal of the American Chemical Society, Volume 60, Página 304 (1930).

[023] A sílica convencional também pode ser tipicamente caracterizada por ter um valor de absorção de dibutilftalato (DBP) em uma faixa de cerca de 100 a cerca de 400 e, mais usualmente, de cerca de 150 a cerca de 300.

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

[025] Várias sílicas disponíveis comercialmente podem ser usadas, como, por exemplo, apenas aqui, e sem limitação, sílicas comercialmente disponíveis na PPG Industries sob a marca comercial Hi Sil com as designações 210, 243, 315 etc.; sílicas disponíveis na Rhodia, com, por exemplo, designações de Z1165MP e Z165GR e sílicas disponíveis na Degussa AG com, por exemplo, designações VN2 e VN3, etc.

[026] A sílica precipitada pré-hidrofobada pode ser usada. Por pré-hidrofobado, entende-se que a sílica é pré-tratada, ou seja, a sílica precipitada pré-hidrofobada é hidrofobada antes de sua adição à composição de borracha por tratamento com pelo menos um silano. Os silanos adequados incluem, mas não estão limitados a, alquilsilanos, alcoxissilanos, polissulfetos de organoalcoxissilila e organomercaptoalcoxissilanos. Alternativamente, a sílica precipitada pode ser pré-tratada com um agente de acoplamento de sílica que compreende, por exemplo, um alcoxiorganomercaptosilano ou a combinação de alcoxissilano e alcoxiorganomercaptosilano antes de misturar a sílica pré-tratada com a borracha em vez de reagir a sílica precipitada com o acoplamento de sílica agente in situ dentro da borracha. Por exemplo, vide a patente U.S. N° 7.214.731. Para várias sílicas precipitadas pré-tratadas, ver, por exemplo, as patentes U.S. N° 4.704.414, 6.123.762 e 6.573.324. A sílica pré-tratada ou pré-hidrofobada adequada está disponível comercialmente, por exemplo, como Agilon 400 da PPG.

[027] Os negros de fumo adequados podem ser usados em uma faixa de 1 a 20 phr. Os exemplos representativos de tais negros de fumo incluem N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, M332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 e N991. Os negros de fumo adequados têm absorções de iodo que variam de 9 a 220 g/kg e o número de absorção de óleo DBP que varia de 34 a 150 cm3/100 g. Em uma modalidade, o negro de fumo tem uma absorção de iodo variando de 130 a 210 g/kg de acordo com ASTM-D1510 e um número de absorção de óleo DBP variando de 110 a 140 cc/100 g de acordo com ASTM D-2414.

[028] Em uma modalidade, a composição de borracha para uso no piso do pneu pode conter um composto orgânico de silício que contém enxofre convencional. Os exemplos de compostos orgânicos de silício que contêm enxofre adequados são da fórmula:
Z -- Alk - Sn -- Alk - Z
em que Z é selecionado do grupo que consiste em

em que R1 é um grupo alquila de 1 a 4 átomos de carbono, ciclo-hexila ou fenila; R2 representa alcóxi de 1 a 8 átomos de carbono, ou cicloalcóxi com 5 a 8 átomos de carbono; Alk é um hidrocarboneto divalente de 1 a 18 átomos de carbono e n é um número inteiro de 2 a 8.

[029] Os exemplos específicos de compostos orgânicos de silício que contêm enxofre que podem ser utilizados de acordo com a presente invenção incluem: 3,3'-bis(trimetoxisililpropil) dissulfeto, 3,3’-bis (trietoxisililpropil) dissulfeto, 3,3'-bis(trietoxisililpropil) tetrassulfeto, 3,3'-bis(trietoxisililpropil) octassulfeto, 3,3'-bis(trimetoxisililpropil) tetrassulfeto, 2,2'-bis(trietoxisililetil) tetrassulfeto, 3,3'-bis(trimetoxisililpropil) trisulfeto, 3,3'-bis(trietoxisililpropil) trisulfeto, 3,3'-bis(tributoxisililpropil) dissulfeto, 3,3'-bis(trimetoxisililpropil) hexassulfeto, 3,3'-bis(trimetoxisililpropil) octassulfeto, 3,3'-bis(trioctoxisililpropil) tetrassulfeto, 3,3'-bis(tri-hexoxisililpropil) dissulfeto, 3,3'-bis(tri-2"-etil-hexoxisililpropil) trisulfeto, 3,3'-bis(tri-iso-octoxisililpropil) tetrassulfeto, 3,3'-bis(tri-t-butoxisililpropil) dissulfeto, 2,2'-bis(metóxi dietóxi silil etil) tetrassulfeto, 2,2'-bis(tripropoxisililetil) pentassulfeto, 3,3'-bis(triciclonexoxisililpropil) tetrassulfeto, 3,3'-bis(triciclopentoxisililpropil) trisulfeto, 2,2'-bis(tri-2"-metilciclo-hexoxisililetil) tetrassulfeto, bis(trimetoxisililmetil) tetrassulfeto, 3-metóxi etóxi propoxisilil 3'-dietoxibutoxi-sililpropiltetrassulfeto, 2,2'-bis(dimetil metoxisililetil) dissulfeto, 2,2'-bis(dimetil sec.butoxisililetil) trisulfeto, 3,3'-bis(metil butiletoxisililpropil) tetrassulfeto, 3,3'-bis(di t-butilmetoxisililpropil) tetrassulfeto, 2,2'-bis(fenil metil metoxisililetil) trisulfeto, 3,3'-bis(difenil isopropoxisililpropil) tetrassulfeto, 3,3'-bis(difenil ciclo-hexoxisililpropil) dissulfeto, 3,3'-bis(dimetil etilmercaptosililpropil) tetrassulfeto, 2,2'-bis(metil dimetoxisililetil) trisulfeto, 2,2'-bis(metil etoxipropoxisililetil) tetrassulfeto, 3,3'-bis(dietil metoxisililproi tetrassulfeto, 3,3'-bis(etil di-sec. butoxisililpropil) dissulfeto, 3,3'-bis(propil dietoxisililprot dissulfeto, 3,3'-bis(butil dimetoxisililpropil) trisulfeto, 3,3'-bis(fenil dimetoxisililproi tetrassulfeto, 3-fenil etoxibutoxisilil 3'-trimetoxisililpropil tetrassulfeto, 4, bis(trimetoxisililbutil) tetrassulfeto, 6,6'-bis(trietoxisililhexyl) tetrassulfeto, 12,1 bis(triisopropoxisilil dodecil) dissulfeto, 18,18'-bis(trimetoxisililoctadecil) tetrassulfe 18,18'-bis(tripropoxisililoctadecenil) tetrassulfeto, 4,4'-bis(trimetoxisilil-buten-2 tetrassulfeto, 4,4'-bis(trimetoxisililciclo-hexileno) tetrassulfe 5,5'-bis(dimetoximetilsililpentil) trisulfeto, 3,3'-bis(trimetoxisilil-2-metilpropil) tetrassulfe 3,3'-bis(dimetoxifenilsilil-2-metilpropil) dissulfeto.

[030] Em uma modalidade, os compostos orgânicos de silício que contêm enxo são os 3,3'-bis(trimetóxi or trietóxi sililpropil) sulfetos. Em uma modalidade, os compost orgânicos de silício que contêm enxofre são 3,3'-bis(trietoxisililpropil) dissulfeto 3,3'-bis(trietoxisililpropil) tetrassulfeto. Portanto, quanto à fórmula I, Z pode ser

em que R2 é um alcóxi com 2 a 4 átomos de carbono, em alternativa, 2 átomos de carbono; alk é um hidrocarboneto divalente de 2 a 4 átomos de carbono, alternativamente, com 3 átomos de carbono; e n é um número inteiro de 2 a 5, alternativamente, 2 ou 4.

[031] Em outra modalidade, os compostos orgânicos de silício que contêm enxofre adequados incluem os compostos divulgados na Patente U.S. N° 6.608.125. Conforme divulgado na Patente U.S. N° 6.608.125, esses compostos orgânicos de silício que contêm enxofre têm a fórmula G-C(==O)-S-CH2CH2CH2SiX3, em que cada X é um grupo RO— selecionado de maneira independente, em que cada R é selecionado de maneira independente a partir do grupo que consiste em hidrogênio, alquila que pode ou não pode conter insaturação, grupos alquenila, grupos arila e grupos aralquila, tais porções além de hidrogênio que têm de 1 a 18 átomos de carbono, e G é uma alquila monovalente de 6 a 8 átomos de carbono. Em uma modalidade, os compostos orgânicos de silício que contêm enxofre incluem 3-(octanoiltio)-1-propiltrietoxissilano, CH3(CH2)6C(=O)-S-CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3, disponível comercialmente como NXT® da GE Silicones.

[032] Em uma modalidade, o composto orgânico de silício que contém enxofre é uma combinação de 3, 3'-bis(trietoxipropilsilil) tetrassulfeto e 3-(octanoiltio)-1-propiltrietoxissilano.

[033] A quantidade do composto orgânico de silício que contêm enxofre em uma composição de borracha variará dependendo do nível de outros aditivos que são utilizados. De um modo geral, a quantidade do composto variará de 5 a 25 phr.

[034] É facilmente entendido por aqueles versados na técnica que a composição de borracha seria composta por métodos, em geral, conhecidos na técnica de composição de borracha, como a mistura de várias borrachas constituintes vulcanizáveis por enxofre com vários materiais aditivos comumente usados, como, por exemplo, doadores de enxofre, auxiliares de cura, como ativadores e retardadores e aditivos de processamento, como óleos, resinas, incluindo resinas adesivas e plastificantes, cargas, pigmentos, ácidos graxos, óxido de zinco, ceras, antioxidantes e antiozonantes e agentes peptizantes. Como é do conhecimento dos versados na técnica, dependendo do uso pretendido do material vulcanizável e vulcanizado com enxofre (borrachas), os aditivos mencionados acima são selecionados e comumente usados em quantidades convencionais. Os exemplos representativos de doadores de enxofre incluem enxofre elementar (enxofre livre), um dissulfeto de amina, polissulfeto polimérico e adutos de olefina de enxofre. Em uma modalidade, o agente vulcanizante de enxofre é enxofre elementar. O agente vulcanizante de enxofre pode ser utilizado em uma quantidade que varia de 0,5 a 8 phr, alternativamente com uma faixa de 1,5 a 6 phr. As quantidades típicas de resinas adesivas, se usadas, compreendem cerca de 0,5 a cerca de 10 phr, em geral, cerca de 1 a cerca de 5 phr. As quantidades típicas de auxiliares de processamento compreendem cerca de 1 a cerca de 50 phr. As quantidades típicas de antioxidantes compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Os antioxidantes representativos podem ser, por exemplo, difenil -p- fenilenodiamina e outros, tais como, por exemplo, os apresentados em The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), páginas 344 através de 346. As quantidades típicas de antiozonantes compreendem cerca de 1 a 5 phr. As quantidades típicas de ácidos graxos, se usados, 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. As quantidades típicas de ceras compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Frequentemente, as ceras microcristalinas são usadas. As quantidades típicas de peptizadores compreendem cerca de 0,1 a cerca de 1 phr. Os peptizadores típicos podem ser, por exemplo, pentaclorotiofenol e dissulfeto de dibenzamidodifenil.

[035] Os aceleradores são usados para controlar o tempo e/ou a temperatura necessária para a vulcanização e melhorar as propriedades do vulcanizado. Em uma modalidade, um único sistema acelerador pode ser usado, isto é, acelerador primário. O(s) acelerador(s) primário(s) pode(m) ser utilizado(s) em quantidades totais variando de cerca de 0,5 a cerca de 4, em alternativa, cerca de 0,8 a cerca de 1,5, phr. Em outra modalidade, as combinações de um acelerador primário e um secundário podem ser usadas com o acelerador secundário sendo usado em quantidades menores, como de cerca de 0,05 a cerca de 3 phr, a fim de ativar e melhorar as propriedades do vulcanizado. Pode-se esperar que as combinações desses aceleradores produzam um efeito sinérgico nas propriedades finais e sejam um pouco melhores do que as produzidas pelo uso de qualquer um dos aceleradores. Além disso, podem ser utilizados aceleradores de ação retardada que não são afetados pelas temperaturas normais de processamento, mas produzem uma cura satisfatória a temperaturas comuns de vulcanização. Os retardadores de vulcanização também podem ser usados. Os tipos adequados de aceleradores que podem ser utilizados na presente invenção são aminas, dissulfuretos, guanidinas, tioureias, tiazoles, tiocarbamoílos, sulfenamidas, ditiocarbamatos e xantatos. Em uma modalidade, o acelerador primário é uma sulfenamida. Se for utilizado um segundo acelerador, o acelerador secundário pode ser um composto de guanidina, ditiocarbamato ou tiuram.

[036] Outros curativos podem ser utilizados, incluindo, entre outros, 0,5 a 5 phr de 1,6-bis(N,N' dibenziltiocarbamoilditio)-hexano disponível como Vulcuren da Lanxess.

[037] A mistura da composição de borracha pode ser realizada por métodos conhecidos dos especialistas na técnica de mistura de borracha. Por exemplo, os ingredientes são tipicamente misturados em pelo menos dois estágios, a saber, pelo menos um estágio não produtivo seguido por um estágio de mistura produtiva. Os curativos finais, incluindo agentes vulcanizantes de enxofre, são tipicamente misturados no estágio final, que é convencionalmente chamado de estágio "produtivo", no qual a mistura ocorre tipicamente a uma temperatura ou temperatura final mais baixa que a(s) temperatura(s) de mistura que o(s) estágio (s) de mistura não produtivo(s) anterior(s). Os termos estágios de mistura "não produtivos" e "produtivos" são bem conhecidos dos versados na técnica de mistura de borracha. A composição de borracha pode ser submetida a uma etapa de mistura termomecânica. A etapa de mistura termomecânica compreende, em geral, um trabalho mecânico em um misturador ou extrusora durante um período de tempo adequado a fim de produzir uma temperatura de borracha entre 140 °C e 190 °C. A duração adequada da termomecânica de trabalho varia como uma função das condições de operação e volume e natureza dos componentes. Por exemplo, o trabalho termomecânico pode ser de 1 a 20 minutos.

[038] A composição de borracha pode ser incorporada em uma variedade de componentes de borracha do pneu. Por exemplo, o componente de borracha pode ser um piso (incluindo tampa e base do piso), parede lateral, ápice, forra, inserto da parede lateral, revestimento de arame ou revestimento interno. Em uma modalidade, o composto é um piso.

[039] O pneumático da presente invenção pode ser um pneu de corrida, pneu de passageiro, pneu de avião, agrícola, escavador de terra, de estrada, pneu de caminhão e similares. Em uma modalidade, o pneu é um pneu de passageiro ou caminhão. O pneu também pode ser radial ou inclinado.

[040] A vulcanização do pneu da presente invenção é, em geral, realizada em temperaturas convencionais que variam de cerca de 100 °C a 200 °C. Em uma modalidade, a vulcanização é conduzida a temperaturas que variam desde cerca de 110 °C a 180 °C. Qualquer um dos processos usuais de vulcanização podem ser utilizados, como aquecimento em uma prensa ou molde, aquecimento com vapor superaquecido ou ar quente. Esses pneus podem ser construídos, modelados, moldados e curados por vários métodos que são conhecidos e serão facilmente evidentes para os versados na técnica.

[041] Os exemplos a seguir são apresentados com o objetivo de ilustrar e não limitar a presente invenção. Todas as partes são partes em peso, a menos que seja especificamente identificado de outra forma.

Exemplo 1

[042] Nesse exemplo, os compostos de borracha de acordo com a invenção são ilustrados. Três compostos de borracha foram misturados em um procedimento de mistura de várias etapas com o uso das receitas da Tabela 1, com todas as quantidades indicadas em phr. Os compostos foram, em seguida fabricados como pneus e testados para vários indicadores de desempenho, dados como índices na Tabela 2, sendo desejáveis valores mais altos. Como visto na Tabela 2, as amostras 1 e 2 da invenção mostraram uma melhora significativa na frenagem em piso molhado e na resistência ao rolamento e desgaste de banda versus controle.

1 SE SLR6430 SSBR, 40% de estireno, 14% de vinila, Tg(OE) = -34 °C, estendido com 37,5 phr de óleo TDAE, da Trinseo, administrado sem óleo 2TUFDENE E680 SSBR, 34% de estireno, 38% de vinila, Tg(OE) = -25 °C, estendido com 37,5 phr de óleo SRAE, da Asahi Chemical, administrado sem óleo. 3Budeno 1223 da Goodyear Tire & Rubber Chemical 4Óleo da extensão de elastômeros e óleo TDAE adicionado livremente 5Sílica precipitada, área de superfície do nitrogênio BET = 210 m2/g 6Sílica precipitada, área de superfície do nitrogênio BET = 160 m2/g 7Dissulfureto de bis(trietoxissililpropil) 8 3-(octanoiltio)-1-propiltrietoxissilano como NXT 9 Bis(trietoxisililpropil) tetrassulfureto, 50% em peso em negro de fumo N330 10Resina de octil fenol/formaldeído como SP1068 do Grupo SI 11Resina alfa-pineno com ponto de amolecimento 112-118 C, como Dercólito A-115 da DRT 12Resina de copolímero de estireno/alfametilestireno com Tg = +39 C, conforme Sylvatraxx 4401 da Arizona Chemical 13Resina de gomas como Ultrablend 1000 14p-tipos de fenilenodiamina e di-hidroquinolina 15Sulfenamida, guanidina e 1,6-bis(N,N'dibenziltiocarbamoillditio)-hexano

Claims

Pneu pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de que tem uma composição de borracha vulcanizável, a composição de borracha vulcanizável que compreende:
de 75 a 85 phr de uma borracha de estireno-butadieno que tem um teor de estireno ligado de 30 a 50% em peso, um teor de vinila de 1,2 de 10 a 30% em peso com base no peso da borracha e Tg variando de -40 °C a -20 °C;
de 0 a 25 phr de borracha natural ou poli-isopreno sintético;
de 0 a 20 phr de cis-1,4- polibutadieno com Tg de -110°C a -90°C;
de 100 a 150 phr de sílica;
de 20 a 40 phr de uma resina combinada que compreende uma resina de politerpeno, uma resina de formaldeído de alquilfenol e um ácido resínico;
de 30 a 60 phr de óleo;
de 5 a 25 phr de um composto orgânico de silício que contém enxofre.
Pneu pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de borracha compreende de 0,5 a 5 phr de 1,6-bis (N, N' dibenziltiocarbamoilditio)-hexano.
Pneu pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto orgânico de silício que contém enxofre compreende 3-(octanoiltio)-1-propiltrietoxissilano e bis(trietoxisililpropil) tetrassulfureto.
Pneu pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de borracha compreende de 15 a 25 de borracha natural.
Pneu pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de borracha compreende de 5 a 15 phr da borracha natural e 5 a 15 phr do polibutadieno cis-1,4.
Pneu pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a resina de politerpeno é uma resina de alfa pineno.
Pneu pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a resina de alquilfenol formaldeído é uma resina de octilfenol formaldeído.
Pneu pneumático, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a resina combinada compreende de 20 a 30 phr da resina de politerpeno, de 1 a 10 phr da resina de formaldeído de alquilfenol e de 1 a 5 phr do ácido resínico.