BR112013006262B1

BR112013006262B1 - compósito de elastômero com carga contendo sílica e métodos para produzir os mesmos

Info

Publication number: BR112013006262B1
Application number: BR112013006262A
Authority: BR
Inventors: prakash Anand; H Rumpf Frederick; D Morris Michael
Original assignee: Cabot Corp
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2020-02-04
Also published as: AU2011302142B2; MY170723A; DE112011103093T5; CN103221463B; DE112011103093B4; CA2811004C; ITTO20110827A1; BR112013006262A2; TWI472561B; JP2013537257A; NL2007418A; GB201304495D0; US8791177B2; PL404377A1; AU2011302142A1; AR082996A1; US9096735B2; FR2964661A1; TW201224016A; WO2012037244A1

Abstract

compósito de elastômero com carga contendo sílica e métodos para produzir os mesmos. um compósito de elastômero com carga contendo sílica é descrito, juntamente com métodos para fazer o mesmo. as vantagens obtidas com o compósito de elastômero e os métodos são descritos mais adiante.

Description

COMPÓSITO DE ELASTÔMERO COM CARGA CONTENDO SÍLICA E MÉTODOS PARA PRODUZIR OS MESMOS

Este pedido reivindica o benefício nos termos do item 35 USC § 119 (e) do Pedido de Patente Provisório do EUA No. 61/383.182, depositado em 15 de setembro de 2010, o qual está incorporado em sua totalidade por referência neste documento.

A presente invenção refere-se aos compósitos de elastômeros e, em particular, aos compósitos de elastômeros com carga(s) contendo sílica e também se refere a métodos para produzir compósitos de elastômeros com carga(s) contendo sílica e artigos feitos a partir do compósito de elastômero os que contenham o compósito de elastômero.

Numerosos produtos de importância comercial são formados a partir de composições de elastômeros, nos quais a que carga em partículas é dispersa em qualquer um dos vários elastômeros sintéticos, borracha natural ou misturas de elastômeros. O Negro de Fumo, por exemplo, é amplamente utilizado como agente de reforço em borracha natural e em outros elastômeros. É comum produzir uma batelada mestre, isto é, uma pré-mistura de carga, elastômero e vários aditivos opcionais, tais como o óleo expansor. A batelada mestre de negro de fumo é preparada com diferentes classes de negro de fumo comercialmente disponíveis, que variam em ambas as áreas de superfície por unidade de peso e na estrutura, que descreve a dimensão e complexidade dos agregados de negro de fumo formados pela fusão das partículas de negro de fumo primárias uma com a outra. Diversos produtos de importância comercial são formados a partir de tais composições de elastômeros de carga

2/88 particulada de negro de fumo dispersa em borracha natural. Tais produtos incluem, por exemplo, pneus de veículos em que diferentes composições de elastômeros podem ser utilizadas para a área de banda de rodagem, bandas laterais, escuma de arame e carcaça. Outros produtos incluem, por exemplo, buchas de montagem de motores, correias transportadoras, limpa pára-brisas e similares.

A boa dispersão de negro de fumo em compostos de borracha natural foi reconhecida durante determinado tempo como um dos objetivos mais importantes para atingir boa qualidade e desempenho consistente do produto, e um esforço considerável tem sido dedicado ao desenvolvimento de procedimentos para a avaliação da qualidade de dispersão na borracha. As operações de mistura têm um impacto direto sobre a eficiência da mistura e na dispersão macro. Em geral, a melhor dispersão macro de negro de fumo é alcançada em uma batelada mestre misturada a seco com mais tempo de mistura e maior intensidade de mistura. Infelizmente, no entanto, alcançar melhor dispersão macro através de maior tempo de mistura e maior intensidade de mistura degradam o elastômero no qual o negro de fumo está sendo disperso. Isto é especialmente problemático no caso da borracha natural, que é altamente susceptível à degradação mecânica / térmica. A mistura de maior tempo e intensiva, utilizando técnicas de mistura e aparelhos conhecidos, tais como um misturador interno, reduz o peso molecular da composição da batelada mestre da borracha natural. Dessa forma, a dispersão macro aprimorado do negro de fumo na borracha natural é conhecida por ser atingida com redução geralmente indesejada, correspondente no peso

3/88 molecular da borracha.

Além de técnicas de mistura a seco, é fato conhecido que a alimentação contínua de látex e uma suspensão de negro de fumo a um tanque de coagulação agitada. Tais técnicas de mistura úmida são freqüentemente utilizadas com elastômero sintético, tal como a borracha estireno butadieno (SBR). 0 tanque de coagulação contém um coagulante tal como um sal ou uma solução de ácido aquosa, tipicamente com um pH de cerca de 2,5 a 4. O látex e a suspensão de negro de fumo são misturados e coagulados no tanque de coagulação em pequenas esferas (tipicamente de alguns milímetros de diâmetro) referidas como grânulos úmidos. O grânulo e efluente do ácido são separados tipicamente por meio de uma peneira vibratória ou similar. O grânulo é então despejado em um segundo tanque de agitação onde é lavado para se obter um pH neutro ou quase neutro. Em seguida, o grânulo é submetido adicionalmente a uma peneira vibratória adicional e às etapas da secagem e similar. Variações a este método têm sido sugeridas para a coagulação de elastômeros naturais e sintéticos. Na Patente norte-americana No. 4.029.633 de Hagopian et al. , de propriedade comum, um processo contínuo para a preparação da batelada mestre de elastômero é descrito. Uma suspensão aquosa de negro de fumo é preparada e misturada com um látex de elastômero natural ou sintético. Esta mistura é submetida a uma operação de formação de creme, assim chamada, opcionalmente usando qualquer um dos vários agentes de formação de creme conhecidos. Após a formação de creme da mistura de negro de fumo/látex, ela é submetida a uma etapa de coagulação. Especificamente, a mistura de

4/88 negro de fumo/látex em forma de crema é introduzida como um fluxo coerente único para o núcleo de um fluxo de líquido de coagulação. O fluxo sólido da mistura de negro de fumo/látex em forma de creme é submetido ao cisalhamento e atomização através do fluxo de líquido coagulante antes da coagulação, sendo então transferido para uma zona de reação adequada para a conclusão da coagulação. Após a etapa de coagulação, o grânulo é separado do soro do produto residual, lavado e seco. Um processo um tanto semelhante é descrito na Patente norte-americana No. 3.048.559 de Heller et al. Uma suspensão de negro de fumo é continuamente misturada com um fluxo de elastômero natural ou sintético ou látex. Os dois fluxos são misturados sob condições descritas como envolvendo turbulência hidráulica violenta e impactante. Tal como no caso da patente de Hagopian mencionado acima, o fluxo combinado da suspensão de negro de fumo e látex de elastômero é subsequentemente coagulado pela adição de um ácido ou uma solução coagulante salina.

Existe uma variedade de métodos para a produção de batelada mestre. Em um método, descrito na Patente norteamerica No. 6.048.923, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência, um fluxo contínuo de um primeiro fluido, incluindo um látex de elastômero é alimentado a zona de mistura de um reator de coágulos. Um fluxo contínuo de um segundo fluido, incluindo uma suspensão de negro de fumo é alimentada sob pressão a zona de mistura para formar uma mistura com o látex de elastômero. A mistura dos dois fluidos é suficientemente energética para substancialmente coagular completamente o látex de elastômero com o negro de fumo, antes do final da descarga do reator de coágulos.

5/88

Conforme descrito na Patente norte-americana No. 6.929.783, o coágulo pode então ser alimentado a uma extrusora de desidratação. Para algumas aplicações, é desejável empregar misturas de elastômeros para aperfeiçoar as propriedades mecânicas da batelada mestre e/ou de um produto de borracha vulcanizada da batelada mestre. Misturas de elastômeros podem ser produzidas através de mistura a seco de dois polímeros em conjunto. Alternativamente, as misturas podem ser produzidas através de co-coagulação de uma mistura de látices de elastômero (ver, por exemplo, Patente norteamericana No. 4.271.213) ou através da recuperação de uma mistura de polímeros a partir de uma mistura de um látex de elastômero e uma solução que contém um segundo polímero (ver, por exemplo, Patente norte-americana No. 5.753.742).

A Patente norte-americana No. 6.521.691 descreve um método de batelada mestre úmida em que duas emulsões de polímero e uma suspensão de carga podem ser combinadas e, em seguida, coaguladas para formar uma batelada mestre. Similarmente, a Patente norte-americana 6.800.126 descreve que os agregados de negro de fumo podem ser misturados com um óleo e um látex de elastômero de baixo peso molecular para formar uma pré-mistura, na qual a pré-mistura pode ser combinada com uma emulsão de um elastômero baseado em dieno. Um compôsito de elastômero e o negro de fumo são então recuperados a partir da mistura. A Patente norteamericana No. 4.578.411 descreve um método no qual um látex de elastômero, uma solução de elastômero e uma carga são combinados, posteriormente, um compósito dos dois elastômeros com a carga é recuperado. No entanto, todas estas referências descrevem a combinação da carga com o

6/88 elastômero e a coagulação do látex como etapas de processamento separadas. Entre estas duas fases do processo, a carga pode flocular na emulsão em detrimento da sua distribuição uniforme no compósito final.

Composições de elastômero contendo silica ou partículas contendo regiões de silica ou fases foram realizadas. Por exemplo, a Patente norte-americana No. 6.028.137 (e patentes relacionadas) descreve compostos elastoméricos que incluem um elastômero e um negro de fumo tratado com silício e, opcionalmente, um agente de acoplamento. As espécies contendo negro de fumo tratado com silício são um agregado, em que amostras contendo silício são distribuídas através de pelo menos uma porção do agregado de negro de fumo e formam uma parte intrínseca do negro de fumo. A patente '137 e patentes relacionadas geralmente estão relacionadas com o uso dos carbonos negros tratados com silício para formar bateladas mestres de mistura seca. O uso de carbonos negros tratados com silício mostrou-se promissor no que diz respeito ao seu uso em compostos elastoméricos, porém as melhorias adicionais no desempenho em artigos formados a partir de compostos elastoméricos foram desejados.

Quando negro de fumo tratado com silício (bem como outras cargas contendo silica) foi usado em um processo de batelada mestre úmido, incluindo o uso de um reator de coágulo, era esperado que o uso de negro de fumo tratado com silício promovería as vantagens alcançadas com carbonos negros tratados com silício, conforme explicado nas patentes anteriores. Foi descoberto, no entanto, que as vantagens esperadas não foram alcançadas. Por exemplo, o

7/88 desgaste da banda de rodagem para compósitos elastoméricos formados usando o negro de fumo tratado com silício não foi o mesmo que o uso de uma carga de negro de fumo, tal como um negro de fumo N134 ou N234, mesmo quando o processo de coagulação da mistura úmida da Patente norte-americana No. 6.075.084 foi utilizado. Isto foi desconcertante porque era comumente acreditado que o uso de um reator de coágulo de mistura úmida e a mistura de um primeiro fluido de látex de elastômero com um segundo fluido de carbono tratado com silício sob pressão conduziría às mesmas vantagens obtidas utilizando este processo que eram alcançadas quando foi usado. Nesses estudos, foram usados aditivos na formação do compósito de elastômero, o que inclua um agente de acoplamento para melhorar a interação do negro de fumo tratado com silício com o elastômero e um antioxidante para minimizar a degradação oxidativa do elastômero durante o processamento e armazenamento.

Por conseguinte, existe a necessidade de contornar os problemas na produção de compósitos de elastômero que têm uma carga de silica em um processo de batelada mestre úmido, tal como aquele que faz uso de um reator de coágulo, de modo a alcançar as propriedades benéficas que são normalmente obtidas utilizando processos de batelada mestre úmidos, tais como os que utilizam um reator de coágulo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma característica da presente invenção é proporcionar métodos para a produção de compósitos de elastômero utilizando um processo de batelada mestre úmido que permite o uso de uma carga contendo silica, agente de acoplamento e, pelo menos um aditivo adicional, tal como um

8/88 antioxidante, e ainda assim atingir as propriedades de desempenho desejáveis.

Outras características e vantagens da presente invenção serão apresentadas em parte na descrição que se segue, e em parte serão evidentes a partir da descrição, ou poderão ser alcançadas pela prática da presente invenção. Os objetivos e outras vantagens da presente invenção serão realizados e atingidos por meio dos elementos e combinações particularmente indicados na descrição e nas reivindicações em anexo.

Para alcançar essas e outras vantagens e, de acordo com os propósitos da presente invenção, como concretizado e amplamente descrito aqui, a presente invenção refere-se ao posicionamento controlado e seletivo ou à introdução de um agente de acoplamento e de um aditivo adicional, tal como um antioxidante, em um processo de batelada mestre úmido que forma um compósito de elastômero.

Por exemplo, a presente invenção refere-se a um método de produção de um compósito de elastômero em um processo de mistura úmida. O método inclui, mas não está limitada, a combinação de um primeiro fluido compreendendo látex de elastômero com um segundo fluido compreendendo carga particulada contendo sílica em uma zona de mistura de um reator de coágulo. Para os fins da presente invenção, é necessário ser compreendido que o reator de coágulo não significa que uma reação química esteja necessariamente ocorrendo no reator de coágulo. O reator de coágulo inclui uma câmara (câmara de mistura, por exemplo) em que o primeiro fluido e o segundo fluido são combinados ou misturados juntos, de tal modo que látex é coagulado. Na

9/88 presente aplicação, a câmara ou câmara de mistura é, por vezes, referida como a zona de mistura do reator de coágulo. O método inclui ainda, mas não está limitado, a introdução de pelo menos um agente de acoplamento e a introdução de pelo menos um aditivo adicional, tal como um antioxidante, durante o método para produzir o compósito de elastômero, de tal modo que a carga contendo silica entre em contato com o agente de acoplamento antes que a carga contendo silica entre em contato com o aditivo adicional.

Além disso, a presente invenção refere-se a um método de produção de compósito de elastômero, que inclui, mas não está limitado, alimentação de um fluxo contínuo de um primeiro fluido incluindo látex de elastômero a um reator de coágulo; e alimentação de um fluxo contínuo de um segundo fluido incluindo carga particulada contendo silica sob pressão ao reator de coágulo para formar uma mistura com o látex de elastômero. De preferência, a carga particulada contendo silica é eficaz para coagular o látex de elastômero. Também, de preferência, a alimentação do segundo fluido em relação ao primeiro fluido dentro do reator de coágulo é suficientemente energética para coagular, pelo menos, uma parte do látex de elastômero com a carga particulada contendo silica no reator de coágulo. 0 método inclui ainda, mas não está limitada, a introdução de, pelo menos, um agente de acoplamento e introdução de, pelo menos, um aditivo adicional, como um antioxidante, tal que a carga particulada contendo silica comunique-se com o agente de acoplamento antes da carga de silica entrar em contato com o aditivo adicional.

Além disso, a presente invenção refere-se a um método

10/88 de produção de um compósito de elastômero num processo de mistura úmida usando uma única etapa de adição de látex. O método inclui, mas não está limitada, uma combinação de um primeiro fluido compreendendo látex de elastômero com um segundo fluido compreendendo uma carga particulada contendo silica em uma zona de mistura. O método inclui ainda, mas não está limitada, a introdução de, pelo menos, um agente de acoplamento e introdução de, pelo menos, um aditivo adicional, como um antioxidante, durante o método de produção do compósito de elastômero, em que o agente de acoplamento e o aditivo adicional são adicionados em ao mesmo tempo, aproximadamente, durante o método, e em que o látex de elastômero é introduzido como uma adição de etapa única.

A presente invenção também refere-se a um método de produção de um compósito de elastômero utilizando um reator de coágulo ou zona do reator e uma adição de única etapa de látex. O método inclui, mas não está limitado, uma alimentação de fluxo contínuo de um primeiro fluido que compreende látex de elastômero a um reator de coágulo; e alimentação de um fluxo contínuo de um segundo fluido que compreende carga particulada contendo silica sob pressão ao reator de coágulo para formar uma mistura com o látex de elastômero. De preferência, a carga particulada contendo silica é eficaz para coagular o látex de elastômero. Também, de preferência, a alimentação do segundo fluido em relação ao primeiro fluido dentro do reator de coágulo é suficientemente energética para coagular, pelo menos, uma parte do látex de elastômero com a carga particulada contendo de silica no reator de

11/88 coágulo. O método inclui ainda, mas não está limitada, a introdução de pelo menos um agente de acoplamento e introdução de, pelo menos, um aditivo adicional, como um antioxidante, no método que forma o compósito de elastômero, em que o agente de acoplamento e o aditivo adicional são introduzidos de forma simultânea e em que o látex de elastômero é introduzido como uma adição em etapa única.

Além disso, a presente invenção refere-se a um método de produção de um compósito de elastômero em um processo de mistura úmida e usando uma adição de várias etapas do látex. O método inclui, mas não está limitado, a combinação de um primeiro fluido que compreende látex de elastômero com um segundo fluido que compreende carga particulada contendo silica em uma zona de mistura. O método inclui ainda, mas não está limitada, a introdução de, pelo menos, um agente de acoplamento e introdução de, pelo menos, um aditivo adicional, como um antioxidante, durante o método que forma o compósito de elastômero, em que o agente de acoplamento e o aditivo adicional são adicionados de forma simultânea durante o método, e em que o látex de elastômero é introduzido como uma adição em várias etapas.

Além disso, a presente invenção refere-se a um método de produção de um compósito de elastômero que inclui, mas não está limitado, alimentação de fluxo contínuo de um primeiro fluido que compreende látex de elastômero a um reator de coágulo; e alimentação de um fluxo contínuo de um segundo fluido que compreende a carga particulada contendo silica sob pressão ao reator de coágulo para formar uma mistura com o látex de elastômero. De

12/88 preferência, a carga particulada contendo sílica é eficaz para coagular o látex de elastômero. Também, de preferência, alimentação do segundo fluido contra ao primeiro fluido dentro do reator de coágulo é suficientemente energética para coagular, pelo menos, uma parte do látex de elastômero com a carga particulada contendo sílica no reator de coágulo. O método inclui ainda, mas não está limitada, a introdução de, pelo menos, um agente de acoplamento e introdução de, pelo menos, um aditivo adicional, como um antioxidante, no método para produzir o compósito de elastômero, em que o agente de acoplamento e o aditivo adicional são introduzidos de forma simultânea e em que o látex de elastômero é introduzido como uma adição em várias etapas.

A presente invenção refere-se ainda aos compósitos de elastômeros formados a partir de qualquer um ou mais dos processos da presente invenção. A presente invenção referese a artigos que são fabricados a partir de, ou incluem, o(s) composto(s) de elastômero(s) da presente invenção.

Também, a presente invenção refere-se a um compósito de elastômero possuindo pelo menos um elastômero, negro de fumo tratado com silício, pelo menos um agente de acoplamento e pelo menos um aditivo adicional, como um antioxidante. De preferência, o elastômero é borracha natural ou inclui de borracha natural. O negro de fumo tratado com silício pode estar presente em uma quantidade compreendida entre cerca de 40 a 60 per ou outros valores. Quando seco por aquecimento numa prensa aquecida fixado em 150° C, durante um tempo determinado por um reômetro de borracha convencional (isto é, T90 + 10% de T90, em que T90

13/88 é o tempo para alcançar a vulcanização de 90%), o composite de elastômero tem uma tan delta, medido a 60° C, inferior a 0,130. Por exemplo, a tan delta pode ser, no máximo, 0,120, 0,110, ou no máximo 0,100.

A presente invenção, adicionalmente, refere-se a um compósito de elastômero possuindo pelo menos um elastômero, pelo menos uma carga particulada contendo silica, pelo menos um agente de acoplamento e pelo menos um aditivo adicional, como um antioxidante. De preferência, o látex de elastômero é, ou inclui, látex de borracha natural. A carga contendo silica pode estar presente em uma quantidade de cerca de 40-90 per (ou outros valores) . O compósito de elastômero tem T300/ T100: tan delta (tan delta medido a 60° C) na proporção de 47 para 70, por exemplo, de 50 a 55, de 55-60, de 60-65, ou de 65 a 70.

A presente invenção refere-se ainda a um compósito de elastômero possuindo pelo menos um elastômero, pelo menos um carga particulada contendo silica, pelo menos um agente de acoplamento e pelo menos um aditivo adicional, como um antioxidante. A carga contendo silica pode estar presente em uma quantidade de cerca de 10-90 per (ou outros valores). Quando o aditivo adicional é um antioxidante, o compósito de elastômero, tal como é produzido, tem um nível de antioxidante livre de pelo menos 70% em massa do antioxidante presente no composto, por exemplo, de 75% a 90%, de 80% a 95 %, ou de 85% para 99%.

Deve entendido que tanto a descrição geral anterior como a descrição detalhada seguinte são apenas exemplificativas e explicativas e destinam-se a proporcionar uma explicação adicional da presente invenção,

14/88 tal como reivindicada.

Os desenhos anexos, os quais são incorporados e constituem uma parte deste pedido, ilustram vários aspectos da presente invenção e, juntos com a descrição, servem para explicar os princípios da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

FIG. 1 é uma ilustração esquemática de gráfico de fluxo das etapas do processo que podem ser utilizados nos processos da presente invenção.

FIG la é um diagrama esquemático de um exemplo de um aparelho para a preparação de batelada mestre de elastômero da presente invenção.

FIG. 2 é uma ilustração esquemática do gráfico de fluxo de um exemplo de um aparelho e um método para a preparação de batelada mestre de elastômero da presente invenção ;

FIG. 3 é um fluxograma esquemático de uma parte de uma modalidade alternativa da linha de produção de batelada mestre da FIG. 2, que mostra o misturador contínuo da FIG. 2 na seção.

FIG. 4 é um gráfico que representa as interações modelo do negro de fumo tratado com silício ou negro de fumo com o agente de acoplamento e aditivos antioxidantes.

FIG. 5 é um gráfico que representa as interações modelo de carga de silica com o agente de acoplamento e aditivos antioxidantes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a introdução seletiva ou estratégica de pelo menos um agente de acoplamento e pelo menos um aditivo adicional, tal como um antioxidante, em

15/88 uma formulação do compósito de elastômero, que inclui pelo menos uma carga contendo silica e, pelo menos, um látex de elastômero. Sem a introdução seletiva ou estratégica de pelo menos um agente de acoplamento e pelo menos um aditivo adicional, como um antioxidante, o uso da carga contendo silica em um processo de batelada mestre úmida, tal como um utilizando um reator ou outra câmara de coagulação ou câmara de mistura de um aparelho para a realização de um processo de coagulação de mistura úmida, não seria possível atingir as propriedades benéficas que devem ser realizadas com tais processos. Além disso, com a presente invenção e a introdução seletiva e estratégica de pelo menos um agente de acoplamento e pelo menos um aditivo adicional, como por exemplo, pelo menos, um antioxidante, em um processo de batelada mestre úmido que inclui pelo menos uma carga contendo silica e pelo menos um látex de elastômero, é possível obter as propriedades ainda mais aprimoradas do que o esperado com tais processos e, por conseguinte, alcançar as propriedades de desempenho anteriormente não alcançáveis utilizando essa tecnologia.

Para fins da presente invenção, um aditivo adicional, tal como aqui utilizado é o aditivo adicionado ao látex de elastômero e não um elastômero ou carga. O aditivo adicional seria uma adição à carga(s) presente e elastômeros presentes. Por exemplo, o aditivo adicional pode ser um ou mais antioxidantes. O aditivo adicional pode ser um ou mais inibidores de degradação. Em alternativa, o aditivo adicional pode ser agentes de processamento e/ou expansores e similares, que competiríam com o agente de acoplamento e, assim, evitariam que o

16/88 agente de acoplamento se ligasse a carga. Nos detalhes abaixo, um exemplo de um aditivo adicional é mencionado, isto é, um antioxidante, mas deve-se ser entendido que o mesmo é apenas para fins exemplificativos.

Mais especificamente, foi descoberto com a presente invenção que, ao produzir um compósito de elastômero através de um processo de batelada mestre úmido, usando ao menos um antioxidante, ao menos um agente de acoplamento e uma carga de silica, se ao antioxidante é permitido contato, ligação ou reação com a carga de silica na ausência do agente de acoplamento, isso podería levar a uma diminuição nas propriedades de desempenho do compósito de elastômero. Sem a intenção de vínculo com qualquer teoria em particular, acredita-se que, se ao antioxidante for permitido contato com a carga de silica sem qualquer competição do agente de acoplamento, o antioxidante teria a capacidade de evitar que o agente de acoplamento se ligue nos locais de reação da carga de silica e, assim, evitar substancialmente as vantagens alcançadas com um agente de ligação, em associação com a carga contendo silica.

Com a presente invenção, essencialmente duas abordagens são descritas em relação a esta constatação. Em primeiro lugar, um compósito de elastômero pode ser produzido em uma mistura úmida ou processo de batelada mestre úmido, em que um primeiro fluido, incluindo pelo menos o látex de elastômero, é misturado com um segundo fluido que contém, pelo menos, uma carga particulada contendo silica, para formar um compósito de elastômero, em que o agente de acoplamento é introduzido de modo tal que a carga de silica entre em contato com o agente de

17/88 acoplamento antes que a carga de sílica entre em contato com o antioxidante. Por meio deste processo, isto permite ao agente de acoplamento prender, reagir ou estar em contato de outra forma com a carga contendo sílica sem qualquer concorrência do antioxidante e, por isso, todas as vantagens da interaçao da carga contendo sílica com agente de acoplamento podem ser alcançadas. Este método pode ser considerado uma adição sequencial ou um processo sequencial que diz respeito ao agente de acoplamento e ao antioxidante.

A segunda abordagem envolve a realização de um compósito de elastômero numa mistura úmida ou processo de batelada mestre úmido, em que um primeiro fluido contendo, pelo menos um látex de elastômero, é combinado com um segundo fluido, contendo pelo menos uma carga, para formar um compósito de elastômero e, pelo menos, um agente de acoplamento e, pelo menos, um antioxidante são introduzidos neste método de tal modo que o agente de acoplamento e o antioxidante são adicionados simultaneamente. Nesta abordagem, o agente de acoplamento tem algum potencial de competição com a presença do antioxidante, mas estando igualmente presente ou quase igualmente presente com o antioxidante, o agente de acoplamento tem a capacidade de interagir com a carga contendo sílica para alcançar as vantagens de desempenhos desejáveis com o processamento de mistura úmida. A interferência de ter o antioxidante na presença do agente de acoplamento é muito menor do que ter um antioxidante introduzido anteriormente e entrando em contato com a carga contendo sílica sem qualquer competição de um agente de acoplamento.

18/88

No que se refere à carga contendo silício, um ou mais tipos de carga contendo silica pode ser usado em qualquer um dos processos da presente invenção. Como aqui descrito, o segundo fluido contém ou inclui a carga(s) particulada contendo silica. O segundo fluido pode ser introduzido numa base contínua, numa base semicontínua ou numa base de batelada. O segundo fluido pode ser introduzido através de uma entrada ou de um ponto de injeção ou por meio de mais de uma entrada ou ponto de injeção para fins de quaisquer uns dos processos da presente invenção.

Para os fins da presente invenção, a carga contendo silica inclui qualquer carga que contenha um teor em silica de, pelo menos, 0,1% em peso, baseado na percentagem em peso da carga. A carga contendo silica pode conter uma porcentagem de peso de silica de, pelo menos, 0,3% em peso, de pelo menos 0,5% em peso, de pelo menos 1% em peso, de pelo menos 5% em peso, de pelo menos 7,5% em peso, de pelo menos 10% em peso, de pelo menos 15% em peso, de pelo menos 17,5% em peso, de pelo menos 20% em peso, de pelo menos 25% em peso, de pelo menos 30% em peso, de pelo menos 35% em peso, de pelo menos 40% em peso, de pelo menos 50% em peso, de pelo menos 60 % em peso, de pelo menos 70% em peso, de pelo menos 80% em peso, de pelo menos 90% em peso ou de 0,1% em peso a 100% em peso, de 2% em peso a 100% em peso, de 5% em peso a 99% em peso, de 10% em peso a 90% em peso, de 15% em peso a 90% em peso, de 15% em peso a 50% em peso, de 15% em peso a 35% em peso, ou inferior do que ou igual a 50% em peso e quaisquer outras percentagens em peso, todas as percentagens em peso são baseadas no peso total da carga contendo silica. A carga contendo silica pode ser ou

19/88 incluir silica precipitada, silica fumê, negro de fumo coberta de silica, e/ou de negro de fumo tratado com silício. Qualquer uma das cargas contendo silica pode ser quimicamente funcionalizada, tal como ter grupos químicos ligados quanto grupos orgânicos ligados. Qualquer combinação de cargas contendo silica pode ser usada. Além disso, a carga(s) contendo silica pode ser usada em combinação com, como uma opção, qualquer carga não contendo silica, como o negro de fumo.

No negro de fumo tratado com silício, um silício contendo espécies, tais como um óxido ou carboneto de silício, é distribuído através de pelo menos uma porção do agregado de negro de fumo como uma parte intrínseca do negro de fumo. Os negros de fumo convencionais existem na forma de agregados, em que cada agregado consiste em uma única fase, que é o carbono. Esta fase pode existir na forma de um cristalito de grafite e/ou carbono amorfo e geralmente é uma mistura das duas formas. Agregados de negro de fumo podem ser modificados pelo depósito de espécies contendo silício, tais como silica, sobre pelo menos uma porção da superfície dos agregados do negro de fumo. O resultado pode ser descrito como negros de fumo cobertos por silício.

Os materiais aqui descritos como negros de fumo tratados com silício não são agregados de negro de fumo que tenham sido revestidos ou modificados de outra forma, mas, na verdade, representam um tipo diferente de agregado que possui duas fases. Uma fase é de carbono, que ainda estará presente como cristalito de grafite e/ou carbono amorfo, enquanto que a segunda fase é de silica (e

20/88 possivelmente espécies contendo silício). Assim, a fase de espécies contendo silício é uma parte intrínseca do agregado; que é distribuído ao longo de, pelo menos, uma porção do agregado. Uma variedade de negros de fumo tratados com silício está disponível da Cabot Corporation sob o nome Ecoblack (TM) . Será observado que os agregados de fases múltiplas são bastante diferentes dos negros de fumo revestidos de silica mencionados acima, que consistem de agregados de negro de fumo de fase única, previamente formados, possuindo espécies contendo silício depositado na sua superfície. Tais negros de fumo podem ter a superfície tratada, a fim de colocar uma funcionalidade de silica na superfície do agregado do negro de fumo, tal como descrito em, por exemplo, Patente Norte-Americana No. 6.929.783.

O negro de fumo tratado com silício pode incluir regiões contendo silício, principalmente na superfície do agregado do negro de fumo, mas ainda ser parte do negro de fumo e/ou o negro de fumo tratado com silício pode incluir regiões contendo silício distribuído ao longo do agregado do negro de fumo. O negro de fumo tratado com silício pode ser oxidado. O negro de fumo tratado com silício pode conter de cerca de 0,1% a 50% de silício por peso, baseado no peso do negro de fumo tratado com silício. Estas quantidades podem ser de cerca de 0,5% em peso a 25% em peso, de cerca de 1% em peso a 15% em peso de silício, de cerca de 2% em peso a 10% em peso, de cerca de 3% em peso a 8% em peso, de cerca de 4% em peso a 5% em peso ou cerca de 6% em peso, todos baseados no peso do negro de fumo tratado com silício.

Um versado na técnica reconhecerá que, separadamente

21/88 do teor de silício do negro de fumo tratado com silício, a superfície da partícula pode também ter diferentes quantidades de silica e negro de fumo. Por exemplo, a área da superfície do negro de fumo tratado com silício pode incluir de cerca de 5% a 95% de silica, por exemplo, de cerca de 10% a 90%, de cerca de 15% a 80%, de cerca de 20% até 70%, de cerca de 25% a 60%, de cerca de 30% a 50%, ou de cerca de 35% a 40%, por exemplo, até cerca de 20%, ou mais, até cerca de 30% de silica. A quantidade de silica na superfície pode ser determinada pela diferença entre as áreas de superfície das partículas como medida pelo índice de iodo (ASTM D-1510) e a adsorção de nitrogênio (isto é, BET, ASTM D6556).

A suspensão de carga particulada (o segundo fluido) pode ser produzida de acordo com qualquer técnica conhecida dos versados na técnica. Num método exemplar, empregando carga contendo silica, tal como grânulos, a carga pode ser combinada com água e a mistura resultante é passada através de uma fresa coloidal, moedor de tubo, para formar um fluido de dispersão. Este fluido é então passado para um homogeneizador que dispersa mais finamente a carga no líquido transportador de modo a formar a suspensão. Homogeneizadores exemplares incluem, mas não estão limitados, o sistema Microfluidizer (R) comercialmente disponível pela Microfluidics International Corporation (Newton, Massachusetts, EUA). Também são adequados os homogeneizadores tais como os modelos de MS 18, MS4 5 e série de homogeneizadores MCI 20 disponíveis pela Divisão de Homogeneizador APV de APV Gaulin, Inc. (Wilmington, Massachusetts, EUA). Outros homogeneizadores adequados

22/88 estão comercialmente disponíveis e serão evidentes para os versados na técnica, tendo em conta o benefício da presente descrição. A pressão ótima de funcionamento através do homogeneizador pode depender do aparelho atual, da 5 composição da carga e do teor da carga. Como um exemplo, o homogeneizador pode ser operado a uma pressão de cerca de 10 psi a 5000 psi ou mais elevada, por exemplo, cerca de 10 psi a 1000 psi, a cerca de 1000 psi a 1700 psi, a cerca de 1700 psi a 2200 psi, a cerca de 2200 psi a 2700 psi, a 10 cerca de 2700 psi a 3300 psi, a cerca de 3300 psi a 3800 psi, a cerca de 3800 psi a 4300 psi, ou cerca de 4300 psi a 5000 psi. Dependendo do método de batelada mestre úmido empregue, um alto teor de carga pode ser usado para reduzir a tarefa de remover o excesso de água ou outro 15 transportador. No método de batelada mestre úmido preferido aqui, cerca de 5-30 percentagem em peso da carga podem ser utilizados, por exemplo, de cerca de 5 a 9 percentagem em peso, de cerca de 9 a 12 percentagem em peso, de cerca de 12 a 16 percentagem em peso, de cerca de 16 a 20 2 0 percentagem em peso, de cerca de 2 0 a 24 percentagem em peso, de cerca de 24 a 27 percentagem em peso, ou cerca de 2 7 a 3 0 percentagem em peso, com base na percentagem em peso da batelada mestre. Os versados na técnica irão reconhecer, dado o benefício da presente descrição, que o 25 teor da carga (em percentagem em peso) da suspensão deve ser coordenado com outras variáveis do processo durante o processo de batelada mestre úmido para atingir um teor de carga desejado (em phr) no produto final.

A suspensão pode ser utilizada na produção de batelada 30 mestre imediatamente após ser preparada. Condutos de fluido

23/88 que transportam a suspensão e quaisquer tanques de retenção opcionais e similares podem estabelecer ou manter as condições na qual substancialmente preservam a dispersão da carga na suspensão. Isto é, a reaglomeração substancial ou sedimentação da carga particulada na suspensão deve ser evitada ou reduzida na medida do razoavelmente prático.

Como usado aqui, o termo agregado refere-se à menor unidade dispersivel da carga. Por exemplo, os agregados de negro de fumo são compostos de partículas primárias de negro de fumo e, geralmente, não podem ser quebrados em pedaços menores por forças mecânicas. Como usado aqui, o termo aglomerado refere-se a uma pluralidade de agregados em contato físico entre si e mantidos juntos por forças físicas. Estes aglomerados podem ser divididos por forças mecânicas em unidades menores ou partículas; as unidades menores podem ser agregadas, aglomerados menores ou ambos.

No que se refere ao primeiro fluido, que contém pelo menos um látex de elastômero, o primeiro fluido pode conter um ou mais látices de elastômeros. Fluidos de látex de elastômero adequados incluem tanto látices de elastômeros naturais e sintéticos e misturas de látex. O látex deve ser apropriado para o processo selecionado de batelada mestre úmido e para o objetivo pretendido ou para aplicação do produto final da borracha. Isso estará dentro da capacidade dos versados na técnica de selecionar látex de elastômero adequado ou uma mistura adequada de látices de elastômeros para uso nos métodos e aparelhos revelados aqui, tendo em conta o benefício desta descrição. Elastômeros exemplares incluem, mas não estão limitados, borrachas, polímeros (por

24/88 exemplo, homopolímeros, copolímeros e/ou terpolímeros) de 1,3-butadieno, estireno, isopreno, isobutileno, 2,3dialquil-1,3-butadieno, em que o alquilo pode ser metilo, etilo, propilo, etc, acrilonitrilo, etileno, propileno e similares. O elastômero pode ter uma temperatura de transição vítrea (Tg), medida por calorimetria de varredura diferencial (DSC) , variando de cerca de -120° C até 0o C. Os exemplos incluem, mas não estão limitados, borracha de estireno-butadieno (SBR), borracha natural e seus derivados tais como borracha clorada, polibutadieno, poli-isopreno, poli (estireno-co-butadieno) e os derivados extendidos de óleo de qualquer um deles. Misturas de quaisquer dos anteriores também podem ser usadas. O látex pode estar em um líquido transportador aquoso. Borrachas sintéticas particulares adequadas incluem: copolímeros de cerca de 10 até 70 percentagem em peso de estireno e de cerca de 90 até 30 percentagem em peso de butadieno, tal como um copolímero de 19 partes de estireno e 81 partes de butadieno, um copolímero de 30 partes de estireno e 70 partes de butadieno, um copolímero de 43 partes de estireno e 57 partes de butadieno e um copolímero de 50 partes de estireno e 50 partes de butadieno; polímeros e copolímeros de dienos conjugados, tais como polibutadieno, poliisopreno, policloropreno e similares, e copolímeros de tais conjugados dienos com um grupo etilênico contendo monômero copolimerizável com o mesmo, tal como o estireno, estireno de metilo, cloroestireno, acrilonitrilo, 2-vinil-piridina, 5-metil-2-vinilpiridina, 5-etil-2-vinilpiridina, 2-metil-5vinilpiridina, acrilatos substituídos por alilo, vinil cetona, metil isopropenil de cetona, metil vinilo também,

25/88 ácidos carboxílicos de alfametileno e os seus ésteres e amidas, tais como ácido acrílico e ácido de amida dialcilacrílico. Também adequados para usar aqui são os copolímeros de etileno e de outras olefinas alfa elevadas, tais como propileno, 1-buteno e 1-penteno. Conforme observado mais abaixo, as composições de borracha podem conter, em adição aos elastômeros e à carga e ao agente de acoplamento, vários auxiliares de processamento, extensores de petróleo, antidegradantes e/ou outros aditivos.

Látices de borracha natural exemplares incluem, mas não está limitada ao campo de látex, látex concentrado (produzido, por exemplo, por centrifugação, evaporação ou formação de creme), escuma de látex (por exemplo, o sobrenadante remanescente após a produção de látex concentrado por centrifugação) e misturas de quaisquer dois ou mais destes em qualquer proporção. O látex deve ser apropriado para o processo de batelada mestre úmido selecionado e para o objetivo pretendido ou aplicação do produto final de borracha. 0 látex é fornecido tipicamente em um líquido transportador aquoso. A seleção de um látex adequado ou mistura de látices estará dentro da capacidade dos versados na técnica, tendo em conta o benefício da presente descrição e o conhecimento dos critérios de seleção, geralmente bem reconhecidos na indústria.

Compósitos de elastômero podem ser preparados com uma carga de enchimento de, pelo menos, cerca de 4 0 phr, pelo menos cerca de 50 phr, pelo menos cerca de 55 phr, pelo menos cerca de 60 phr, pelo menos cerca de 65 phr ou pelo menos, cerca de 70 phr de negro de fumo, por exemplo, de

26/88 cerca de 4 0 até 70 phr, de cerca de 50 a 7 5 phr, de cerca de 55 a 80 phr, de 60 a 85 phr, de 65 a 90 phr, de 7 0 a 90 phr, de 4 0 até 60 phr, entre 50 e 65 phr, de 55 a 80 phr, de cerca de 60 a 90 phr, de cerca de 65 a 8 0 phr ou de cerca de 70 até 80 phr.

No que diz respeito ao agente de acoplamento, um ou mais agentes de acoplamento são usados em qualquer um dos processos da presente invenção. O agente de acoplamento pode ser ou incluir um ou mais agentes de acoplamento de silano, um ou mais agentes de acoplamento de zirconato, um ou mais agentes de acoplamento de titanato, um ou mais agentes de acoplamento de nitro ou qualquer combinação dos mesmos. O agente de acoplamento pode ser ou incluir bis (3trietoxisililpropil) tetrasulfano (por exemplo, Si 69 da Evonik Industries, Struktol SCA98 da Companhia Struktol), bis (3-trietoxisililpropil) disulfano (por exemplo, Si 75 e 266 da Si Evonik Industries, Struktol SCA985 da Companhia Struktol), 3 - tiocianatopropil-trietoxi-silano (por exemplo, Si 264 da Evonik Industries), gama-mercaptopropiltrimetóxi-silano (por exemplo, VP Si 163 da Evonik Industries, Struktol SCA989 da Companhia Struktol), gamamercaptopropil-trietoxi silano (por exemplo, VP Si 263 da Evonik Industries), zircônio dineoalkanolatodi (3-mercapto) propionato-O, N,N'-bis(2-metil-2-nitropropil)-11,6-diaminohexano e/ou agentes de acoplamento que são quimicamente semelhantes ou que têm um ou mais dos mesmos grupos químicos. Exemplos adicionais específicos de agentes de acoplamento, por nomes comerciais, incluem, mas não estão limitados, VP Si 363 da Evonik Industries. O agente de acoplamento pode estar presente em qualquer quantidade no

27/88 compósito de elastômero. Por exemplo, o agente de acoplamento pode estar presente no compósito de elastômero numa quantidade de, pelo menos, 0,2 partes por cem partes de sílica (em massa) na carga contendo sílica, de cerca de 0,2 a 60 partes por cem de sílica na carga contendo sílica, de cerca de 1 a 3 0 partes por cem de sílica na carga contendo sílica, de cerca de 2 a 15 partes por cem de sílica na carga contendo sílica , ou a partir de cerca de 5 a 10 partes por cem de sílica na carga contendo sílica. Como uma opção, o agente de acoplamento pode ser utilizado numa quantidade de cerca de 7 * 10'⁷ mol / m2 de sílica e cerca de 1,2 * IO'⁷ mol/m2 de sílica, por exemplo, cerca de 9 * IO'⁷ mol/m2 e cerca de 9,5*10'⁷ mol/m2 de sílica, por exemplo, cerca de 9,3 * IO’⁷ mol/m2 de sílica.

No que se refere ao antioxidante, um ou mais antioxidantes podem ser usados em qualquer um dos processos da presente invenção. O antioxidante (um exemplo de um inibidor da degradação) pode ser um antioxidante do tipo amina, antioxidante do tipo fenol, antioxidante do tipo imidazol, do tipo de metal de sal de carbamato, do tipo de para-fenileno-diamina(s) e/ou dihidrotrimetilquinolina(s), antioxidante de quinina polimerizada e/ou de cera e/ou outros antioxidantes usados nas formulações de elastômero. Os exemplos específicos incluem, mas não estão limitados, N-(1,3-dimetil-butil)-N¹-fenil-p-fenilenodiamina (PPD6, por exemplo, antigene 6C, disponível a partir de Sumitomo Chemical Co., Ltd. e 6C NOCLAC disponível a partir de Ouchi Shinko Chemical industrial Co., Ltd.), Ozonon 6C da Seiko Chemical Co., Ltd., 1,2-dihidro-2 ,2,4-trimetil-quinolina polimerizada (TMQ, por exemplo resina Agerite D disponível

28/88 a partir de RT Vanderbilt) , butil-hidroxitolueno (BHT), e butil-hidroxianisol (BHA), e similares. Outros antioxidantes representantes podem ser, por exemplo, difenil-p-fenilenodiamina e outros, tais como, por exemplo, os descritos na The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), páginas 344-346, que é incorporado na sua totalidade por referência aqui. Um antioxidante e um antiozonato são coletivamente inibidores de degradação. Estes inibidores de degradação ilustrativamente incluem uma funcionalidade química, tal como uma amina, um fenol, um imidazol, uma cera, um sal de metal de um imidazol e as combinações destes. Os inibidores operativos específicos de degradação aqui ilustrados incluem N-isopropil-N'-fenil-pfenilenodiamina, N-(1-metil-heptil)-Ν'-fenil-pfenilenodiamina, 6-etoxi-2,2,4-trimetil-1, ,2-di-, N, Ν'difenil-p-fenilenodiamina, difenilamina octylated, 4,4 ' bis (a, a'-dimetil-benzil) difenilamina, 4,4'dicumilodifenilamina, 2,5-diterc-butil-hidroquinona, 2,2 'metileno-bis (4-metil-6-tert-butilfenol), 2,2' metilenobis (4-metil-6-metilciclohexilfenol), 4,4 '-tio-bis (3-metil-6tert-butilfenol) , 4,4 '-butilideno-bis (3-metil-6-tertbutilfenol) , tris (nonilato de fenilo), fosfito de tris(2,4-di-t-butilfenil) fosfito, o 2-mercaptobenzimidazol, e zinco de 2-mercaptobenzimidazol. Um exemplo inclui, pelo menos, uma amina e um imidazol. Opcionalmente, uma quinolina polimerizada pode ser usada. As quantidades relativas de antioxidantes podem incluir 0,5 a 3 partes de amina, 0,5 a 2,5 partes de imidazol e 0,5 a 1,5 partes de quinolina polimerizada opcional. A amina de inibição da degradação pode ser 4,4'-bis-(alfa-dimetilbenzil)

29/88 difenilamina, o imidazole pode ser zinco 2mercaptotoluimidazol e a quinolina polimerizada pode ser 1,2-di-hidro-2,2,4-trimetil-quinolina polimerizada. Em geral, os inibidores de degradação (por exemplo, ο antioxidante (s) ) são tipicamente presente de 0,1 a 2 0 partes em peso por 100 partes em peso do polímero ou do sistema de borracha (phr). Quantidades típicas de antioxidantes podem incluir, por exemplo, cerca de 1 até 5 phr.

Em geral, a presente invenção refere-se à produção de um compósito de elastômero usando um processo de mistura úmida, na qual pode também ser conhecida como um processo de batelada mestre úmido. O processo de mistura úmida ou processo de batelada úmido pode produzir o que é conhecido como um grânulo de batelada mestre. Como afirmado anteriormente, a presente invenção diz respeito a um processo de mistura úmida ou processo de batelada mestre úmido em que, pelo menos, um dos látices de elastômero é combinado com um fluido contendo pelo menos carga contendo silica e a combinação destes dois fluidos pode ocorrer em uma zona de mistura ou numa câmara de qualquer tipo e, além disso, o processo envolve a introdução de, pelo menos, um agente de acoplamento e introdução de, pelo menos, um antioxidante no processo. O processo pode incluir a combinação de um primeiro fluido contendo, pelo menos, um látex de elastômero com um segundo fluido contendo, pelo menos, uma carga particulada contendo silica e fazendo com que o látex de elastômero coagule, formando, desse modo, uma batelada mestre, tal como um grânulo de batelada mestre. O agente de acoplamento e o antioxidante são

30/88 incorporados no método de produção da batelada mestre úmido ou grânulo de batelada mestre ou composite de elastômero em uma ou mais etapas, onde pelo menos uma carga contendo silica e, pelo menos, um antioxidante podem ser incorporados no composite de elastômero, e em que a carga contendo silica contate o agente de acoplamento antes que a carga contendo silica contate o antioxidante.

Em alternativa (como um processo diferente), ou como uma etapa adicional (ao processo acima), o agente de acoplamento e o antioxidante podem ser adicionados simultaneamente.

Em qualquer processo aqui descrito, o látex de elastômero pode ser introduzido como uma adição em única etapa ou pode ser introduzido em duas ou mais etapas, tais como a adição em várias etapas.

O grânulo de batelada mestre pode ser produzido usando qualquer processo de batelada mestre úmido, incluindo os discutidos abaixo, e processos tais como os descritos, por exemplo, Patentes Norte-Americanas Nos. 5.763.388; 6.048.923; 6.841.606; 6.646.028, 7, 101, 922; 3.335.200, e 3.403.121 e outros processos de batelada mestre úmidos conhecidos dos versados na técnica. Em geral, um fluido de látex de elastômero e uma suspensão particulada são combinados e o látex de elastômero é forçado a coagular para formar um grânulo de batelada mestre. O grânulo de batelada mestre pode ser desidratado para formar um coágulo desidratado.

Um exemplo particular de um processo de mistura úmida ou um processo de batelada mestre úmido para produzir um composite de elastômero ou grânulo de batelada mestre

31/88 inclui a alimentação de um fluxo contínuo de um primeiro fluido que contém, pelo menos, látex de elastômero, por exemplo, por meio da alimentação de látex 903 (Figura la), a um reator de coágulo (por exemplo, uma zona de mistura de um reator de coágulo, por exemplo, zona de mistura 901 de reator de coágulo 900 (figura la)). O método inclui ainda a alimentação de um fluxo contínuo de um segundo fluido contendo, pelo menos, uma carga contendo silica (por exemplo, uma carga particulada contendo silica), que é geralmente alimentado sob pressão, por exemplo, através de uma ou mais suspensões tipo 902 ao reator de coágulo para formar uma mistura com o látex de elastômero. A carga particulada é eficaz para coagular o látex de elastômero e a alimentação do segundo fluido contra o primeiro fluido no reator de coágulo é suficientemente energética para coagular, pelo menos, uma porção do látex de elastômero com a carga particulada contendo silica no reator de coágulo. A alimentação do segundo fluido contra o primeiro fluido é geralmente suficientemente enérgica para coagular totalmente ou substancialmente o látex de elastômero com a carga particulada contendo silica no reator coágulo. 0 método inclui ainda a introdução de, pelo menos, um agente de acoplamento e a introdução de, pelo menos, um antioxidante tal que a carga particulada contendo silica contate o agente de acoplamento antes que a carga contendo silica contate o antioxidante.

Como um método alternativo ou, em adição ao método acima, o método para fazer o compósito de elastômero ou grânulo de batelada mestre pode envolver a introdução do agente de acoplamento e do antioxidante simultaneamente ou

32/88 quase simultaneamente. O látex de elastômero como uma opção, pode ser introduzido tanto como uma adição em única etapa como uma adição em duas etapas, ou como duas ou mais adições de etapas (por exemplo, a adição de várias etapas).

No que diz respeito ao agente de acoplamento, o agente de acoplamento pode ser introduzido no primeiro fluido em qualquer ponto antes do reator de coágulo ou zona de mistura. O agente de acoplamento pode ser introduzido ao segundo fluido em qualquer ponto antes do reator de coágulo ou da zona de mistura. O agente de acoplamento pode ser introduzido ao segundo fluido em qualquer ponto antes do reator de coágulo ou zona de mistura e o antioxidante pode ser introduzido no primeiro fluido em qualquer ponto antes do reator de coágulo ou zona de mistura. O agente de acoplamento pode ser introduzido no reator de coágulo ou zona de mistura, desde que a agente de acoplamento entre em contato com a carga contendo silica antes que a carga contendo silica entre em contato com o antioxidante e/ou o agente de acoplamento entre em contato com a carga contendo silica aproximadamente ao mesmo tempo em que a carga contendo silica entre em contato com antioxidante.

O agente de acoplamento pode ser introduzido à mistura na zona de mistura (por exemplo, através de alimentação 904 na Figura la) , ou depois de sair da zona de mistura, por exemplo, na parte difusora 905, ou após descarga do compósito de elastômero a partir do reator de coágulo, por exemplo, um reator de coágulo 900.

Como indicado, em geral, qualquer um dos processos da presente invenção pode compreender uma descarga de fluxo substancialmente contínuo de um compósito de elastômero a

33/88 partir do reator de coágulo ou zona de coagulação ou câmara ou zona de mistura. Qualquer um dos processos da presente invenção pode ainda incluir a realização de uma ou mais etapas de pós-processamento depois que o composite de elastômero sai do reator de coágulo. 0 agente de acoplamento pode ser introduzido em qualquer um ou mais das seguintes etapas de pós-processamento e/ou o antioxidante pode ser introduzido em qualquer um ou mais das etapas de pós-processamento. Como uma opção, qualquer mistura a seco subsequente do compósito de elastômero com elastômero adicional ou de outros ingredientes pode ser alcançada de modo a formar uma mistura de compósito de elastômero.

Como um exemplo, em qualquer método de produção de um compósito de elastômero utilizando um reator de coágulo (ou de qualquer zona ou câmara de coagulação), o método pode ainda incluir um ou mais das etapas a seguir:

depois de sair da zona de coagulação, uma ou mais etapas de desidratação podem ser usadas para desidratara água da mistura para se obter uma mistura desidratada;

depois de sair da zona de coagulação, o compósito de elastômero, que pode ser coagulado, pode ser misturado ou combinado uma ou mais vezes para se obter uma mistura composta;

depois de sair da zona de coagulação, o látex de elastômero, que pode ser coagulado neste ponto, pode ser submetido a uma ou mais etapas de moagem para se obter uma mistura moída;

depois de sair da zona de coagulação, o compósito de elastômero, que pode ser coagulado, pode ser granulado uma ou mais vezes e/ou adicionalmente misturados uma ou mais

34/88 vezes;

depois de sair da zona de coagulação, o compósito de elastômero, que pode ser coagulado, pode ser prensado para se obter um produto ou mistura prensados; a mistura prensada ou produto pode separadas para formar uma mistura granulada.

Como um exemplo adicional, na presente invenção, a seguinte sequência de etapas pode ocorrer e cada etapa pode ser repetida (com as mesmas configurações ou diferentes) tantas forem às vezes:

- desidratar a mistura (por exemplo, o compósito de elastômero que sai da zona de coagulação) , para se obter uma mistura desidratada;

- mistura ou composição da mistura desidratada para se obter uma mistura composta;

- moagem da mistura composta para se obter uma mistura moída (por exemplo, trem de lâmina);

- granulação da mistura ou a mistura moída;

- opcionalmente prensar a mistura depois da granulação ou misturar para se obter uma mistura prensada;

- opcionalmente separar a mistura prensada e misturar.

Em qualquer um dos processos da presente invenção, o agente de acoplamento pode ser introduzido em qualquer uma das etapas (ou em múltiplas etapas ou locais), desde que o agente de acoplamento tenha uma oportunidade de se dispersar no compósito de elastômero e desde que o agente de acoplamento seja inicialmente introduzido antes de e/ ou cerca do mesmo tempo que o antioxidante. Por exemplo, o agente de acoplamento pode ser introduzido imediatamente antes e/ou durante a etapa de desidratação. O agente de

35/88 acoplamento pode ser introduzido imediatamente antes e/ou durante a etapa da mistura ou composição (por exemplo, uma etapa de mistura contínua que tritura a mistura ou mistura a mistura de tal modo que novas superfícies sejam geradas ou expostas, tal que água adicional possa ser removida da mistura). O agente de acoplamento pode ser introduzido imediatamente antes e/ou durante a etapa de moagem (por exemplo, uma ou mais etapas de moagem, tais como uma etapa de trem de lâmina) . 0 agente de acoplamento pode ser introduzido imediatamente antes e /ou durante uma etapa de mistura ou granulação. O antioxidante pode ser introduzido imediatamente antes e/ou durante uma etapa de desidratação. O antioxidante pode ser introduzido imediatamente antes e/ou durante a etapa de mistura ou de composição (por exemplo, uma etapa de mistura contínua que tritura a mistura ou mistura a mistura de tal modo que novas superfícies sejam geradas ou expostas, tal que água adicional possa ser removida da mistura). O antioxidante pode ser introduzido imediatamente antes e/ou durante a etapa da etapa de moagem (por exemplo, uma ou mais etapas de moagem, tais como uma etapa de trem de lâmina) . 0 antioxidante pode ser introduzido imediatamente antes e /ou durante uma etapa de mistura ou granulação. O antioxidante pode ser introduzido imediatamente antes e/ou durante uma etapa de prensagem. Em um processo em que a separação da mistura ocorre, o antioxidante pode ser introduzido imediatamente antes e/ou durante a separação da mistura prensada e/ou introduzido imediatamente antes e/ou durante qualquer mistura subsequente. Em um processo em que o antioxidante é adicionado a uma fase líquida durante o

36/88 processo de mistura úmida, o antioxidante pode ser adicionado como uma dispersão em água. Tal dispersão pode ser estabilizada por agentes tensoativos conhecidos pelos versados na técnica, por exemplo, agentes dispersantes do tipo de ácido graxo. Uma dispersão antioxidante exemplificativa é a Aquanox, uma dispersão de 50% em água de TMQ (2,2,4-trimetil-l,2-di-hidroquinolina) da Aquaspersions Ltd. (Halifax, West Yorkshire, Inglaterra).

Em qualquer uma das etapas de pós-processamento descritas aqui, tal como indicado, o agente de acoplamento e o antioxidante podem ser introduzidos aproximadamente ao mesmo tempo. Para os fins da presente invenção, aproximadamente ao mesmo tempo significa que o agente de acoplamento e antioxidante são introduzidos na mesma zona ou no mesmo (ou quase o mesmo) local físico do processo. No entanto, a introdução do agente de acoplamento e antioxidante não necessita de ser introduzida no mesmo ponto de injeção. A introdução do agente de acoplamento e antioxidante pode ocorrer através do mesmo ponto de injeção ou por meio de pontos de injeção diferentes. A introdução do agente de acoplamento e antioxidante pode ocorrer como uma única formulação combinada (ou líquido), ou como formulações separadas (ou líquidos). Um exemplo mais específico do processo em que o agente de acoplamento e antioxidante são introduzidos aproximadamente ao mesmo tempo seria onde o agente de ligação é introduzido no reator de coágulo e o antioxidante também é introduzido no mesmo reator de coágulo, por exemplo, com diferença de 1 segundo, ou menos, de um ao outro. Em outro exemplo, o agente de acoplamento e o antioxidante são introduzidos em

37/88 uma ou mais das etapas de pós-processamento, tais como desidratação ou fresagem, com a diferença de 1 minuto, ou menos, de uma para a outra, como, por exemplo, dentro de 30 segundos ou menos, de uma para a outra, tal como 10 segundos ou menos de uma para a outra, ou tal como 1 segundo ou menos, de uma para a outra. Estes tempos se aplicariam a qualquer ponto de inserção em qualquer processo para efeitos da realização da introdução do agente de acoplamento e antioxidante praticamente ao mesmo tempo.

Ê ainda entendido que o termo introduzido imediatamente antes de significa que o agente de acoplamento e /ou antioxidante é introduzido em um ponto ou ponto de injeção imediatamente anterior a uma etapa de processamento. Por exemplo, se o agente de acoplamento for introduzido pouco antes da etapa de mistura ou da etapa de composição, isso significa que nenhuma outra etapa ocorre entre a introdução do agente de acoplamento e a etapa da mistura ou de composição.

Em qualquer processo da presente invenção, deverá para ser entendido que o agente de acoplamento pode ser introduzido em uma ou mais etapas e/ou o antioxidante pode ser introduzido em uma ou mais etapas. A introdução do agente de acoplamento e /ou antioxidante pode ser feita de modo contínuo, semicontínuo, ou em batelada. Deve ainda ser entendido que, enquanto os processos da presente invenção referem-se a introdução de pelo menos um agente de acoplamento antes de e/ ou em cerca do mesmo tempo que o antioxidante, contra a carga contendo silica, , uma vez que esta regra tenha sido atendida, ou como uma opção,

38/88 qualquer introdução subsequente opcional de qualquer agente de acoplamento adicional e/ou antioxidante adicional pode ser feita em qualquer ordem de adição, mesmo na medida em que o antioxidante seja adicionado antes de qualquer outra introdução de agente de acoplamento. Além disso, deve ser entendido que a introdução do agente de acoplamento pode ocorrer em um ponto de injeção ou de múltiplos pontos de injeção e/ou a introdução de antioxidante pode ocorrer em um ou mais pontos de injeção. Qualquer combinação é possível. Por exemplo, o agente de acoplamento pode ser adicionado antes e/ ou aproximadamente ao mesmo tempo que o antioxidante, no que diz respeito no contato da carga contendo sílica, porém o processo pode ainda incluir a introdução adicional de antioxidante, em qualquer fase do processo que ocorre após a introdução inicial do agente de acoplamento e antioxidante.

A Fig. 1 apresenta um exemplo, usando um diagrama de bloco de várias etapas, que podem ocorrer na formação do compósito da presente invenção. Conforme mostrado na Fig. 1, a suspensão da carga contendo sílica (segundo fluido) 800 é introduzida no difusor ou reator de coágulo 805 e o fluido contendo o látex (primeiro fluido) 802 são introduzidos também no difusor ou reator de coágulo 805. Como uma opção, o compósito de elastômero (por exemplo, grânulo de elastômero) sai do difusor ou reator de coágulo 805 e pode entrar em uma zona de desidratação 810; pode, opcionalmente, entrar em um misturador/produtor de compostos contínuo 815; pode, opcionalmente, entrar em um laminador (por exemplo, laminador aberto, também chamado de trem de lâminas) 82 0, pode ser submetido à fresagem

39/88 extra adicional 825 (condições iguais ou diferentes como o laminador 820) (tal como uma mesma ou maior fonte de energia); pode ser submetido a uma mistura opcional através do misturador 83 0, e/ou pode ser granulado utilizando um granulador 835, e em seguida, pode, opcionalmente, ser prensado utilizando uma prensa 840, e pode, opcionalmente, ser decomposto através do uso de um misturador adicional 85 0. Conforme mostrado na Fig. 1, ponto de injeção (ou adição) A e de injeção (ou adição) B são indicados em todo o processo. Deve-ser entendido que cada um destes pontos de injeção (adição), em que A se refere a injeção ou adição de um agente de acoplamento e B refere-se a injeção ou adição de um aditivo adicional, como um antioxidante, são exemplares de pontos de injeção (adição) , e um ou mais desses pontos podem ser usados para a A e/ou B. Qualquer combinação de pontos de injeção (ou adição) e qualquer um número qualquer pontos de injeção (ou adição) podem ser usados, desde que um agente de acoplamento primeiramente faça contato com a carga contendo silica antes e/ou aproximadamente ao mesmo tempo em que o aditivo adicional, conforme um antioxidante, entra em contato com a carga contendo silica.

Mais detalhes sobre o processo utilizando um reator de coágulo e outras etapas de pós-processamento são descritos abaixo e podem ser usados em qualquer um dos processos da presente invenção.

O grânulo da batelada mestre pode ser produzido em um processo de fluxo contínuo que envolve uma mistura de látex de elastômero e fluidos de carga particular contendo silica a níveis de turbulência e condições de controle de fluxo

40/88 suficientes para atingir a coagulação, mesmo sem o uso de agentes coagulantes tradicionais. Tais métodos estão descritos, por exemplo, na Patente norte-americana No. 6.048.923. Em resumo, um método exemplificative para a preparação de um grânulo de batelada mestre envolve a alimentação simultânea de uma suspensão ou carga de um fluido de látex de borracha ou outro fluido apropriado de elastômero para uma zona de mistura de um reator de coágulo. Uma zona de coágulo se estende a partir da zona de mistura, de preferência aumentando progressivamente na área de secção transversal na direção a jusante a partir de uma extremidade de entrada para uma extremidade de descarga. A suspensão é alimentada à zona de mistura, preferencialmente como um jato de fluido injetado em uma velocidade contínua, elevada, por exemplo, 60-100 m/s, enquanto o fluido de látex de borracha natural (e/ou outro látex) de borracha natural é alimentado a uma velocidade relativamente baixa. A alta velocidade, taxa de fluxo e concentração de partículas, por exemplo, 10-17 por cento em peso da suspensão da carga são suficientes para provocar mistura e cisalhamento elevado do fluido de látex, turbulência do fluxo da mistura dentro, de pelo menos, uma porção a montante da zona de coágulo, e de maneira substancialmente completa, coagular o látex de elastômero antes da extremidade de descarga. A coagulação substancialmente completa pode então ser obtida sem a necessidade de um ácido ou de um agente de coagulação de sal, entretanto tal agente pode ser opcionalmente usado neste ponto.

Após a coagulação substancialmente completa do látex de elastômero e do fluido de partículas, os grânulos da

41/88 batelada mestre, sob a forma de vermes ou glóbulos são formados e descarregados a partir da extremidade de descarga do reator de coágulo, como um fluxo substancialmente constante simultaneamente com a alimentação em curso do látex e os fluxos de suspensão de

carga na	zona	de mistura	do reator	de	coágulo.
Notavelmente	/ o	fluxo tipo	tampão e	as	condições
atmosféricas	ou	quase atmosféricas na	extremidade de

descarga do reator de coágulo, são altamente vantajosos para facilitar o controle e a coleta do produto de compósito de elastômero, tal como para as etapas de processo adicionais imediatas ou subsequentes. 0 grânulo da batelada mestre é criado e em seguida transformado em um produto extrudido desejado, por exemplo, tendo cerca de 7085% de conteúdo água. Após a formulação, pode ser passado para um aparelho de produtor de compostos/secagem.

Como apenas um exemplo, nas FIGS. 2 e 3, o grânulo da batelada mestre é passado do reator de coágulo 14 através de meios de transporte 101, que podem ser uma simples queda de gravidade ou outro aparelho simples e adequado, para uma extrusora de desidratação 40. Extrusoras de desidratação adequadas são bem conhecidas e estão comercialmente disponíveis de, por exemplo, a French Oil Mill Machinery Co. (Piqua, Ohio, EUA) . A água é descarregada a partir da extrusora de desidratação 40 através da corrente de efluente 43.

A extrusora de desidratação pode levar o grânulo de batelada mestre de, por exemplo, cerca de 70-85% de teor de água para aproximadamente 1% a 20% de teor de água, por exemplo, desde cerca de 1% a cerca de 3% de teor de água,

42/88 de cerca de 3%, a cerca de 5% de teor de água, de cerca de 4% a cerca de 6% de teor de água, de cerca de 5% a cerca de 10% de teor de água, de cerca de 10% a cerca de 15% de teor de água, de cerca de 13% a cerca de 17% de teor água, ou de cerca de 15% a cerca de 20% de teor de água. A extrusora de desidratação pode ser usada e reduz o teor de água de um produto de extrusão de borracha a cerca de 15%, ou outras quantidades. O teor de água ideal pode variar de acordo com o elastômero usado, do tipo de carga, e dos dispositivos empregados para a trituração do coágulo desidratado. Independentemente do método de batelada mestre úmido empregado, o grânulo da batelada mestre pode ser desidratado a um teor de água desejado, após o qual o coágulo desidratado resultante é adicionalmente triturado ao mesmo tempo em que seco até um nível de umidade desejado (por exemplo, desde cerca de 0,5% a cerca de 3%, por exemplo, de cerca de 0,5% a cerca de 1%, de cerca de 1% a cerca de 3%, cerca de 2% a cerca de 3%, ou de cerca de 1% a cerca de 2%, todas as porcentagem em peso com base no peso total do coágulo). A energia mecânica transmitida ao material pode proporcionar uma melhoria nas propriedades da borracha. Por exemplo, o coágulo desidratado pode ser trabalhado mecanicamente com um ou mais dentre os seguinte: misturador contínuo, um misturador interno, extrusora de parafuso duplo, extrusora de parafuso único, ou trem de lâminas. Esta etapa opcional de mistura após a etapa de coagulação (por exemplo, a jusante do reator de coágulo) pode ter a capacidade de triturar a mistura e/ou gerar área superfície ou expor superfície que pode permitir a remoção de água (pelo menos uma parte da mesma) , que pode estar

43/88 presente na mistura. Dispositivos de trituração adequados são bem conhecidos e estão disponíveis comercialmente, incluindo, por exemplo, um Misturador Contínuo Unimix e máquina MVX (Mistura, Ventilação, Extrusão) da Farrel Corporation of Ansonia, Connecticut, um misturador longo e contínuo da Pomini, Inc., um Misturador Contínuo Pomini, extrusoras de entrelaçamentos de corrotação de rotor duplo, extrusoras de não entrelaçamento de corrotação de rotor duplo, misturadores Banbury, misturadores Brabender, misturadores do tipo entrelaçamento interno, misturadores de amassar internos, extrusoras de produção de compostos contínuas, extrusora de fresagem biaxial produzida pela Kobe Steel, Ltd. e o Misturador Contínuo da Kobe. Aparelho de trituração alternativo adequado para uso com o presente será familiar para os versados na técnica.

Uma vez que o coágulo desidratado é processado em um aparelho específico, o aparelho transmite energia ao material. Sem ser limitado por qualquer teoria particular, acredita-se que o atrito gerado durante a trituração mecânica aqueça o coágulo desidratado. Parte deste calor é dissipada pelo aquecimento e vaporização da umidade no coágulo desidratado. Sem a pretensão de se ater a qualquer teoria particular, acredita-se que praticamente toda a água removida do coágulo desidratado através da trituração é removida através do aquecimento da água, evaporando-a, e não a apertando do coágulo. Assim, dependendo da forma como ocorre a trituração de um aparelho particular, o teor de umidade ideal para o coágulo desidratado irá variar. A temperatura do coágulo desidratado dentro de um aparelho pode aumentar para um nível determinado, ser mantida a um

44/88 nível em particular, ou ambos. A temperatura deve ser suficientemente alta para vaporizar rapidamente a água que fica exposta à atmosfera no interior do aparelho, mas não tão alta capaz de queimar a borracha. O coágulo desidratado pode atingir uma temperatura de cerca de 130°C a cerca de 180°C, tal como de cerca de 140°C a cerca de 160°C, especialmente quando o agente de acoplamento é adicionado, antes ou durante a trituração. 0 agente de acoplamento pode incluir uma pequena quantidade de enxofre, e a temperatura deve ser mantida a um nível suficientemente baixo para evitar que a reticulação da borracha durante a trituração.

Como uma opção, pelo menos, cerca de 0,9 MJ/kg, por exemplo, pelo menos cerca de 1,3 MJ/kg, pelo menos, cerca de 1,7 MJ/kg, pelo menos cerca de 2 MJ/kg, pelo menos, cerca de 2,3 MJ/kg, ou pelo menos cerca de 2,6 MJ/kg de energia pode ser transmitida ao material. Cerca de 3 MJ/kg a cerca de 4 MJ/kg de energia pode ser transmitida ao material. A quantidade ideal de energia depende do aparelho a ser utilizado, da temperatura do coágulo desidratado durante o processamento, da estrutura da carga e carregamento, e do teor de água coágulo desidratado.

Opcionalmente, os aditivos podem ser combinados com o coágulo desidratado no misturador mecânico. Especificamente, os aditivos, tais como cargas (que podem ser iguais, ou diferentes da carga usada no reator de coágulo desidrato; cargas exemplares incluem silica e óxido de zinco, com o óxido de zinco também agindo como um agente de cura), outros elastômeros, ou outras bateladas mestre adicionais, antiozonantes, plastificantes, auxiliares de processamento (por exemplo, ácido esteárico, o qual pode

45/88 também ser usado como um agente de cura, os polímeros líquidos, óleos, ceras, e similares), resinas, retardadores de chama, óleos expansores, lubrificantes e um mistura de qualquer um deles, podem ser adicionados no misturador mecânico. Elastômeros adicionais podem ser combinados com o coágulo desidratado para produzir misturas de elastômeros. Elastômeros exemplares incluem, mas não estão limitados a, borrachas e polímeros (por exemplo, homopolímeros, copolímeros e/ou terpolímeros) de 1,3-butadieno, estireno, isopreno, isobutileno, 2,3-dialquil-l,3-butadieno, em que o alquilo pode ser metilo, etilo, propilo, etc, acrilonitrilo, etileno, propileno, e similares. Métodos de produção de misturas de bateladas mestre são descritos nas nossas Patentes Norte Americanas No. 7.105.595, 6.365.663, e 6.075.084

A FIG. 3 ilustra esquematicamente um subsistema 58 para a introdução de aditivos secos através do conduíte 171 e da porta de alimentação 102 para o produtor de compostos contínuo 100. Ê também ilustrado esquematicamente na FIG. 3 um subsistema 59 para introduzir aditivos líquidos através do conduíte 172 e da porta de alimentação 109 para os produtos de compostos contínuo 100. Os conduítes 171 e 172 podem ser, por exemplo, tubos, correias de transporte, ou outros aparelhos adequados para o transporte de material a partir do subsistema respectivo para o produtor de compostos 100. Deve ser observado que qualquer combinação de elastômeros, aditivos e bateladas mestres adicionais podem ser adicionadas ao coágulo desidratado no produtor de compostos contínuo 100.

Nas FIGS. 2 e 3, o coágulo pode ser alimentado a

46/88 partir da extrusora de desidratação 40 através do transporte ou da simples queda de gravidade ou de outro aparelho adequado 41 para a alimentação de porta 102 formada em uma câmara de processamento alongada 104 do produtor de compostos 100. A porta de alimentação 102 pode ser uma tremonha de alimentação, que facilita uma queda de gravidade da do coagulo desidratado da extrusora de desidratação 40. A porta de alimentação 102 pode também ser alimentada através de um meio de transporte tal como uma correia transportadora, conduíte, tubo, ou qualquer outro aparelho adequado para o transporte de batelada mestre de elastômero. A câmara de processamento 104 pode ser contida dentro do alojamento 105 do produtor de compostos 100. Rotores alongados 106 estão em paralelos um ao outro e orientados axialmente na câmara de processamento 104. Os rotores 106 são acionados pelo motor 108 através de engrenagem redutora 110 e dos mancais 112. Os rotores 106 são adaptados de acordo com os modelos conhecidos para o material de processamento a axialmente através da câmara de processamento alongada 104. Como visto na FIG. 3, rotores múltiplos 106 são axialmente orientados na câmara de

I processamento 104. Os rotores 106 são preferencialmente segmentados, com diferentes segmentos, tendo opcionalmente configurações de rosca ou de parafuso diferentes. A câmara de processamento 104 pode abrigar dois rotores 106 com diferentes perfis. Os rotores adequados 106, tendo diferentes perfis incluem, por exemplo, os números do modelo de rotor 7 e 15 da Farrel Corporation de Ansonia Conn. Um versado na técnica reconhecerá que as combinações alternativas de rotor podem ser adequadas para composições

47/88 de bateladas mestre de elastômeros particulares, dependendo da composição do elastômero, da composição da carga da morfologia da carga, do carregamento, e outras características da batelada mestre. Os rotores 106 podem conter um mecanismo de fluido ou outro aparelho que pode ser controlado pela temperatura para proporcionar aquecimento e/ou arrefecimento ao coágulo desidratado à medida que passa através do produtor de compostos 100.

Como visto na FIG. 3, cada rotor 106 tem um primeiro segmento 116 e um segundo segmento 118. As partes da câmara de processamento que contêm os primeiro e segundo segmentos, por exemplo, tremonha 104a e 104b da câmara de mistura, podem ser aquecidos ou resfriados de forma independente. O primeiro segmento 116, de cada rotor pode ser um parafuso de alimentação e o segundo segmento 118 tem um perfil selecionado para fornecer a trituração ao coágulo desidratado, conforme o coágulo' desidratado passa através da câmara de processamento 104, rotores trituram o material, assim misturando e secando o coágulo desitrado. A porta 109 é fornecida na câmara de processamento 104 para a adição de aditivos líquidos. Os materiais secos podem ser adicionados ao coágulo desidratado através da porta de alimentação 102. O Respiradouro 111 é fornecido em uma câmara de processamento 104 para permitir que a umidade saia, conforme o coágulo desidratado seco. O coágulo desidratado sai da câmara de processamento 104 através do orifício de descarga 114. A temperatura do coágulo desidratado pode ser controlada através do fornecimento do líquido de arrefecimento de temperatura apropriada, ou de água de aquecimento para a câmara de processamento 104 ou

48/88 rotores. O teor de umidade pode ser obtido pela desidratação ao nível desejado, ou ela desidratação do grânulo da batelada mestre a um maior teor de umidade e, em seguida, reduzindo ainda mais o teor de umidade através do aquecimento do coágulo desidratado resultante deixando a água evaporar do coágulo desidratado em temperatura ambiente, ou por outros métodos conhecidos pelos versado na técnica. 0 coágulo desidratado pode ser então triturado em um misturador interno a um nível de umidade desejado, ou até que uma fonte de energia mecânica seja alcançada. O coágulo pode ser triturado até ele atinja uma temperatura predeterminada, deixado a arrefecer, e em seguida colocado de volta ao misturador interno mais uma ou mais vezes para transmitir energia adicional ao material. Exemplos de temperaturas incluem desde 140°C a cerca de 165°C, por exemplo, de cerca de 145°C a cerca de 160°C, ou desde 150°C a cerca 155°C. O coágulo desidratado pode ser laminado em um trem de lâmina após cada trituração ao no misturador interno. Alternativa ou adicionalmente, o coágulo desidratado que tenha sido triturado em um misturador Banbury pode ser ainda triturado em uma fresa aberta.

Como uma opção, a extrusora de desidratação, tanto remove a umidade do grânulo da batelada mestre quanto tritura o material. À medida que a extrusora de desidratação é usada para remover uma maior fração de umidade do grânulo da batelada mestre, ela tritura o material. Por exemplo, a extrusora de desidratação pode ser usada triturar o material enquanto leva o teor de umidade entre cerca de 1% em peso a cerca de 3% em peso. Este material pode então ser ainda mais triturado em uma fresa

49/88 aberta ou outro dispositivo para reduzir o teor de umidade ainda mais. Por exemplo, o compósito de elastômero seco pode ter um teor de umidade de 0,5% em peso ou menos.

Como uma opção, o coágulo triturado é alimentado a um moinho aberto. Nas Figuras 2 e 3, o coágulo triturado pode ser descarregado do produtor de compostos contínuo, como um comprimento do material extrudido e pode ser cortado em comprimentos menores antes de entrar em uma fresa aberta 120. 0 coágulo triturado pode opcionalmente ser alimentado a uma fresa aberta 120 através do transportador 119. O transportador 119 pode ser uma correia transportadora, conduíte, tubo, ou outro meio apropriado para transporte do coágulo triturado de um produtor de compostos 100 para uma fresa aberta 120. A fresa aberta 120 inclui um par de roletes 122, que podem, opcionalmente, ser aquecidos ou resfriados para proporcionar um funcionamento maior da fresa aberta 120. Outros parâmetros de funcionamento da fresa aberta 120 incluem a distância do espaçamento entre os roletes, a altura do banco, isto é, o reservatório do material no espaço entre e no topo dos roletes, e a velocidade de cada rolete. A velocidade de cada rolete e a temperatura do fluido usado para arrefecer cada rolete pode ser controlada independentemente para cada rolete. A distância do espaçamento pode ser de cerca de 5 mm a cerca de 10 mm ou de cerca de 6 mm a cerca de 8 mm. A velocidade do rolete pode ser de cerca de 15-19 rpm, e os rolete podem rodar em direção um ao outro no que diz respeito ao lado da entrada da fresa. A razão de atrito, a razão entre a velocidade do rolete de coleção, por exemplo, o rolete no qual o coágulo triturado coleta, a parte de trás do rolete

50/88 pode ser desde cerca de 0,9 a cerca de 1,1. 0 fluido utilizado para arrefecer os roletes pode ser de cerca de 35°C a cerca de 90°C, por exemplo, de cerca de 45°C até cerca de 60°C, cerca de 55°C a cerca de 75°C, ou cerca de 70°C a cerca de 80°C. Além de controlar o funcionamento da fresa aberta para proporcionar um nível desejado de trituração e dessecação ao coágulo triturado, é também desejável que a saída do fresa aberta 120 deva coletar no rolete de coleta, como uma folha lisa. Sem estar vinculado a qualquer teoria particular, entende-se que as temperaturas mais frias do rolete facilitem este objetivo. A fresa aberta 120 pode reduzir a temperatura do coágulo triturado para aproximadamente 110-140 °C. O tempo de residência do na fresa é determinado, em parte, pela velocidade do rolete, da distância do espaçamento e da quantidade de trituração ao e secagem desejada e pode ser de cerca de 10-20 minutos para o material que tenha sido triturada em uma FCM.

Um versado na técnica reconhecerá que diferentes combinações de dispositivos podem ser usadas para fornecer trituração ao e dessecação dos materiais de bateladas mestre úmidas. Dependendo de quais dispositivos são utilizados, pode ser desejável operá-los sob condições diferentes do que as descritas acima para conferir diferentes quantidades de trabalho e dessecação à batelada mestre. Além disso, pode ser desejável empregar mais do que um tipo específico de dispositivo, por exemplo, uma fresa aberta ou misturador interno, em série ou para passar o coágulo triturado através de um determinado dispositivo mais de uma vez. Por exemplo, o coágulo triturado pode ser

51/88 passado através de fresa aberta duas ou três ou mais vezes ou passado através de duas ou três ou mais fresas abertas em série. Neste último caso, pode ser desejável operar cada fresa aberta sob diferentes condições de operação, por exemplo, velocidade, temperatura, energia de entrada diferente (por exemplo, mais elevada), etc. O coágulo triturado pode ser passado através de uma, duas, ou três fresas abertas após ser triturado em um misturador interno.

Como uma opção, o compósito de elastômero pode ser usado ou produzido para uso p em várias partes de um pneu, por exemplo, pneus, bandas de rodagem, bandas laterais, escumas de aço, e borracha de amortecimento para pneus recauchutados. Alternativamente ou em adição, o compósito de elastômero pode ser usado para esteiras e amortecedores de esteiras para equipamentos de propulsão por esteiras, tais como tratores, etc. Equipamentos de mineração, tais como peneiras, revestimentos de equipamentos de mineração, correias transportadoras, revestimentos, revestimentos de calhas, revestimentos de bombas de suspensão, componentes de bombas de lama, tais como impulsores, sedes de válvulas, corpos de válvulas, hubs de pistão, bielas e êmbolos, impulsores para várias aplicações, tais como mistura de suspensões e impulsores de bomba de suspensão, revestimentos de fresas de moagem, ciclones e hidrociclones, e juntas de expansão, equipamentos marítimos, tais como revestimentos para bombas (por exemplo, bombas de dragagem e bombas de motor de popa), mangueiras (por exemplo, mangueiras de dragagem e mangueiras do motor de popa), e equipamentos de outras espécies marítimas, vedações de eixo marítimas, petróleo,

52/88 aeroespacial e outras aplicações, eixos propulsores, revestimentos para tubulações de transporte, por exemplo, areias betuminosas e/ou areias de alcatrão, e outras aplicações em que a resistência à abrasão é desejada. O compósito vulcanizado pode ser usado em roletes, carnes, eixos, tubos, buchas de talão para veículos, ou outras aplicações em que a resistência à abrasão é desejada.

Técnicas de composição tradicional podem ser usadas para combinar agentes de vulcanização e outros aditivos conhecidos na técnica, incluindo os aditivos discutidos acima, com dependendo do uso pretendido.

A presente invenção também se refere a um compósito de elastômero formado por qualquer um ou mais métodos aqui descritos da presente invenção.

A presente invenção também se refere a um compósito de elastômero contendo pelo menos um elastômero, pelo menos um negro de fumo tratado com silício, pelo menos um agente de acoplamento, e pelo menos um aditivo adicional, tal como pelo menos um antioxidante. 0 elastômero pode ser de borracha(s) natural ou de borracha(s) sintética ou pode ser qualquer combinação de ambos. A carga contendo silica pode estar presente em uma quantidade de 40-60 phr (ou outros valores). Quando curado por aquecimento em uma prensa aquecida fixada em 150°C, durante um tempo determinado por um reômetro de borracha convencional (isto é, T90 + 10% de T90, em que T90 é o tempo para alcançar a vulcanização de 90%), pode ter uma tan delta, dimensionada a 60°C, inferior a 0,130, tal como de cerca de 0,050-0,120, de 0,60-0,110, ou de 0,055-0,100. Alternativa ou adicionalmente, o compósito de elastômero pode ter uma

53/88 razão T300/T100: tan delta (tan delta medida a 60°C) de 47-70, por exemplo, de 50-65 de 55-60 60-70.

Na presente invenção, um compósito de elastômero pode ser produzido com uma delta tan muito baixa, o que é uma característica importante para determinar o desempenho de um compósito de elastômero, especialmente quando formado em pneus ou partes de um pneu. A tensão de tração das amostras vulcanizadas (T300 e T100) foi medida de acordo com a norma ASTM D-412. A Tan delta 60°C foi determinada usando uma varredura de deformação dinâmica, entre 0,01% e 60% a 10 Hz e 60°C. Tan 5max foi tomada como o valor máximo de tan delta dentro desta faixa de deformações. A recuperação foi medida de acordo com a norma ASTM D7121. A presente invenção também se refere a um compósito de elastômero tendo pelo menos um elastômero, pelo menos uma carga particulada contendo silica, pelo menos, um agente de acoplamento, e pelo menos um aditivo adicional, tal pelo menos um antioxidante. O elastômero pode ser de borracha(s) natural ou de borracha(s) sintética ou pode ser qualquer combinação de ambos. A carga contendo silica pode estar presente em uma quantidade de 40-90 phr (ou outros valores) . O compósito de elastômero pode ter uma razão T300/T100: tan delta (tan delta medido a 60°C) de 47-70, por exemplo, de 50 a 65, de 55-60 ou, por exemplo, de 6070. 0 compósito de elastômero pode apresentar uma razão de T300/T100 que é significativamente mais elevada, por exemplo, pelo menos, 4% maior ou de 4% a 15%, por exemplo, de 4% a 7% superior, de 7% a 10% superior, de 10% a 15% superior, ou ainda mais alto, do que para um compósito de elastômero similar preparado com o aditivo adicional, por

54/88 exemplo, antioxidante, adicionado antes do agente de acoplamento (composite de elastômero comparativo) e/ou uma Tan 5max tan que é pelo menos 2,5%, inferior, por exemplo, de 2,5% a 30% inferior, por exemplo, de 2,5% a 5% inferior, 5% a 10% inferior, de 10% a 15% inferior, 15% a 20% inferior, 20% a 25% inferior, 25% a 30% inferior, ou mesmo mais baixo, do que para o compósito de elastômero comparativo e uma razão de T300/T100: tan 5 max que é significativamente superior, por exemplo, pelo menos, 4% superior, por exemplo, de 4% a 45% superior, por exemplo, de 4% a 10% superior, de 10% a 20% superior, de 20% a 30% superior, de 30% a 40% superior, de 40% a 45% superior, ou ainda mais superior, do que para o compósito de elastômero comparativo. Como um exemplo, a carga contendo silica (por exemplo, o negro de fumo tratado com silício) pode ter 50% em peso ou menos, como parte da carga contendo silica.

Em vez de mais uma ou mais das propriedades de desempenho descritas imediatamente acima, ou em adição a uma ou mais destas propriedades, os compósitos de elastômero da presente invenção pode ter um nível de antioxidante livre de pelo menos 70%, em massa do antioxidante presente no compósito, por exemplo, de 75% a 90%, de 80% a 95%, de 85% a 99%, em que essas determinações são feitas para o compósito de elastômero, conforme produzido. 0 nível de antioxidante livre é medido dentro de 24 horas após a adição de antioxidante ao compósito ou materiais usados para produzir o compósito, e mais preferivelmente, dentro de 12 horas após a adição ou dentro de 6 horas após a adição.

A presente invenção inclui os seguintes

55/88 aspectos/modalidades/características em qualquer ordem e/ou em qualquer combinação:

1. A presente invenção refere-se a um método de produção de um compósito de elastômero, compreendendo:

alimentar um fluxo contínuo de um primeiro fluido compreendendo látex de elastômero para um reator de coágulo;

alimentar um fluxo contínuo de um segundo fluido que compreende carga contendo silica em partículas sob pressão para o reator de coágulo para formar uma mistura com o látex de elastômero, a alimentação do segundo fluido contra o primeiro fluido dentro do reator de coágulo ser suficientemente enérgica para coagular pelo menos uma parte do látex de elastômero, conforme o látex de elastômero é

misturado com a carga contendo silica	em	partículas	no
reator de coágulo;
e compreendendo ainda a introdução	de	pelo menos	um
agente de acoplamento e a introdução	de	pelo menos	um

aditivo adicional, de tal modo que a carga contendo silica em partículas entre em contato com o agente de acoplamento antes que a carga contendo silica entre em contato com o aditivo adicional.

2. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento é introduzido ao segundo fluido em qualquer ponto antes da alimentação do segundo fluido para o reator de coágulo.

3. Método de acordo com qualquer modalidade/ característica / aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento é introduzido ao segundo fluido em

56/88 qualquer ponto antes do reator de coágulo e o aditivo adicional é introduzido ao primeiro fluido em qualquer ponto antes que a reator de coágulo.

4. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento é introduzido na mistura no reator de coágulo.

5. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento é introduzido na mistura depois da saída da mistura do reator de coágulo.

6. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, compreendendo ainda a realização de uma ou mais das etapas de processamento após a saída do compósito de de elastômero do reator de coágulo.

7. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que as etapas de processamento compreendem pelo menos um dos itens seguintes:

a) desidratação da mistura para obter uma mistura desidratada;

b) misturar ou formar um composto da mistura desidratada para obter uma mistura de compostos,

c) moer a mistura de compostos para obter uma mistura moída;

d) granular ou misturar a mistura moída;

e) prensar a mistura depois da granulação ou misturar para obter uma mistura prensada; e/ou f) opcionalmente, decompor a mistura prensada e misturar.

57/88

8. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento é introduzido imediatamente antes e/ou durante uma ou mais das etapas a) a f).

· Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que a carga contendo silica é negro de fumo tratado com silica, negro de fumo revestido de silica, silica precipitada, silica fumada, ou quaisquer combinações destes.

10· Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o látex de elastômero é látex de borracha natural, látex de borracha sintética, ou combinações dos mesmos.

11. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo compreende ainda um antioxidante.

42. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, compreendendo ainda descarregar um fluxo substancialmente contínuo do compósito de elastômero do reator de coágulo.

13. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo adicional é um antioxidante.

14. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo adicional é introduzido na mistura em uma ou mais das etapas de pós-processamento.

· Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior,

58/88 compreendendo ainda mistura a seco do compósito de elastômero com elastômero adicional para formar uma mistura de compósito de elastômero.

16. Método de produção de um compósito de elastômero, compreendendo:

alimentar um fluxo contínuo do primeiro fluido que compreende látex de elastômero para um reator de coágulo;

alimentar um fluxo contínuo de um segundo fluido que compreende carga contendo sílica em partículas sob pressão para o reator de coágulo para formar uma mistura com o látex de elastômero, a alimentação do segundo fluido contra o primeiro fluido dentro do da mistura do reator de coágulo sendo suficientemente enérgica para coagular pelo menos uma parte do látex de elastômero, conforme o látex de elastômero é misturado com a carga contendo sílica em partículas no coágulo de reator;

e compreendendo ainda a introdução de pelo menos um agente de acoplamento e a introdução de pelo menos um aditivo adicional no método, em que o agente de acoplamento, o aditivo adicional são introduzidos em aproximadamente o mesmo tempo e em que o látex de elastômero é introduzido como uma adição em fase única.

17. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento e aditivo adicional são introduzidos para ao segundo fluido, em qualquer ponto antes da alimentação do segundo fluido para o reator de coágulo.

18. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior,

59/88 em que o agente de acoplamento e aditivo adicional são introduzidos no primeiro fluido em qualquer ponto antes do reator de coágulo.

19. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento e aditivo adicional são introduzidos na mistura no reator de coágulo.

20. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento e aditivo adicional são introduzidos na mistura depois da saída da mistura do reator de coágulo.

21. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, compreendendo ainda a realização de uma ou mais das etapas de pós-processamento depois da saída do compósito de elastômero do reator de coágulo.

22. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que as etapas de pós-processamento compreendem pelo menos um dos itens seguintes:

a) desidratação da mistura para obter uma mistura desidratada;

b) misturar ou formar composto da mistura desidratada obter uma mistura prensada de compostos,

c) moer a mistura de compostos para obter uma mistura moída;

d) granular ou misturar a mistura moída;

e) prensar a mistura depois da granulação ou mistura para obter uma mistura prensada; e

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f) opcionalmente, decompor a mistura prensada e misturar.

23. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento é introduzido imediatamente antes e/ou durante uma ou mais das etapas a) a f).

24. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que a carga contendo silica é negro de fumo tratado com silica, negro de fumo revestido de silica, silica precipitada, silica fumada, ou quaisquer combinações destes.

25. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o látex de elastômero é látex de borracha natural, látex de borracha sintética, ou combinações dos mesmos.

26. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo compreende ainda um antioxidante.

27. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, compreendendo ainda descarregar um fluxo substancialmente contínuo do compósito de elastômero do reator de coágulo.

28. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo adicional é um antioxidante.

29. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo adicional é introduzido na mistura em uma ou mais etapas de pós-processamento.

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30. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, compreendendo ainda mistura a seco do compósito de elastômero com elastômero adicional para formar uma mistura do compósito de elastômero.

31. Método de produção de um compósito de elastômero, compreendendo:

alimentar um fluxo contínuo do segundo fluido de carga contendo silica em partículas sob pressão para o reator de coágulo para formar uma mistura com o látex de elastômero, a alimentação do segundo fluido contra o primeiro fluido dentro da zona de mistura sendo suficientemente enérgica para coagular, pelo menos, uma parte do látex de elastômero, conforme o látex de elastômero é misturado com a carga contendo silica em partículas no reator de coágulo;

e compreendendo ainda a introdução de pelo menos um agente de acoplamento e a introdução de pelo menos um ^a<^it-ivo adicional no método, em que o agente de acoplamento e o aditivo adicional são introduzidos em aproximadamente o mesmo tempo e em que o látex de elastômero é introduzido como uma adição em várias fases;

32. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento e aditivo adicional são introduzidos ao segundo fluido, em qualquer ponto antes da alimentaçao do segundo fluido ao reator de coágulo.

33. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior,

62/88 em que o agente de acoplamento e aditivo adicional são introduzidos no primeiro fluido, em qualquer ponto antes do reator de coágulo.

34. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento e aditivo adicional são introduzidos na mistura no reator de coágulo.

35. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento e aditivo adicional são introduzidos na mistura depois da saída da mistura do reator de coágulo.

36. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, compreendendo ainda a realização de uma ou mais etapas de pós-processamento depois da saída do compósito de elastômero do reator de coágulo.

37. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que as etapas de pós-processamento compreendem pelo menos um dos itens seguintes:

a) desidratação da mistura para obter uma mistura desidratada;

b) misturar ou formar compostos da mistura desidratada para obter uma mistura composta; c) moer mistura composta para obter uma mistura moída;

d) granular ou misturar a mistura moída;

e) prensar a mistura após a granulação ou misturar para obter uma mistura prensada; e f) opcionalmente, decompor a mistura prensada e misturar.

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38. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o agente de acoplamento é introduzido imediatamente antes e/ou durante uma ou mais das etapas a) a f).

39. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que a carga contendo silica é negro de fumo tratado com silica, negro de fumo revestido de silica, silica precipitada, silica fumada, ou quaisquer combinações 10 destes.

40. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o látex de elastômero, é látex de borracha natural, látex de borracha sintética, ou combinações dos mesmos.

41. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo compreende ainda um antioxidante. 42. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, compreendendo ainda descarregar um fluxo substancialmente contínuo do compósito de elastômero compósito de elastômero do reator de coágulo.

43. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo adicional é um antioxidante.

44. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o aditivo adicional é introduzido na mistura em uma ou mais etapas de pós-processamento

45. Método de acordo com qualquer

64/88 modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, compreendendo ainda mistura a seco ao compósito de elastômero para formar uma mistura de compósito de elastômero.

46. Compósito de elastômero formado pelo método como definido com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior

47. Um compósito de elastômero curado compreendendo pelo menos um elastômero, pelo menos um negro de fumo tratado com silício, pelo menos um agente de acoplamento, e pelo menos um aditivo adicional, em que o elastômero é de borracha natural, e negro de fumo é tratado com silício está presente em uma quantidade de cerca de 40-60 phr, e em que, quando o compósito de elastômero curado possui uma tan delta, medida a 60°C, inferior a 0,130.

48. Elastômero curado como definido em qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o referido pelo menos um aditivo compreende ainda pelo menos um antioxidante.

49. Compósito de elastômero curado de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o referido negro de fumo tratado com silício contém 50% em peso ou menos de silica com base no peso do referido negro de fumo tratado com silício.

50. Compósito de elastômeto curado compreendendo pelo menos uma carga particulada contendo silica, em que o agente de acoplamento, e pelo menos um aditivo adicional, em que o elastômero é de borracha natural, e a carga contendo silica está presente em uma quantidade de cerca de 40-90 phr, e em que o compósito de elastômero

65/88 curado tenha uma razão de T300/T100: tan delta (tan delta medida a 60°C) entre 47-70.

51. Compósito de elastômero curado de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o referido aditivo adicional compreende pelo menos um antioxidante.

52. Compósito de elastômero curado de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que a referida carga contendo silica contêm 50% em peso ou menos, com base no peso da referida carga contendo silica.

53. Compósito de elastômero compreendendo pelo menos um elastômero, pelo mesmo uma carga particulada contendo silica, pelo menos acoplamento, e pelo menos um aditivo adicional, e a carga particulada contendo silica em uma quantidade de cerca de 10-90 phr, e em que o compósito de elastômero, tal como produzido, tem um nível de antioxidante livre de pelo menos 70% em massa do antioxidante presente no compósito de elastômero.

54. Compósito de elastômero modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que o referido aditivo compreende ainda um antioxidante.

55. Compósito de elastômero curado de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que a referida carga contendo silica contém 50% em peso ou menos de silica, com base no peso da referida carga contendo silica.

56. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que as etapas de pós-processamento compreendem, pelo

66/88 menos, fresagem do compósito de elastômero.

57. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que a fresagem é conduzida durante um tempo suficiente para proporcionar pelo menos cerca de 0,7 MJ/kg de energia específica ao compósito de elastômero.

58. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que as etapas de pós-processamento compreendem, pelo menos, fresagem do compósito de elastômero.

59. Método de acordo com qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou posterior, em que a fresagem é conduzida durante um tempo suficiente para proporcionar pelo menos cerca de 0,7 MJ/kg de energia específica ao compósito de elastômero.

θθ· Método de acordo com qualquer modalidade/caracteristica/aspecto precedente ou posterior, em que as etapas de pós-processamento compreender pelo menos a fresagem do compósito de elastômero.

61· Método de acordo com qualquer modalidade/caracteristica/aspecto precedente ou posterior, em que a fresagem é conduzida durante um tempo suficiente para proporcionar pelo menos cerca de 0,7 MJ/kg energia específica para o compósito de elastômero.

A presente invenção pode incluir qualquer combinação destas características diferentes ou modalidades acima e/ou abaixo, conforme estabelecido em quaisquer sentenças e/ou parágrafos aqui. Qualquer combinação das características aqui descritas é considerada parte da presente invenção e nao se destinam a limitação no que diz respeito às

67/88 características combináveis.

Salvo indicaçao em contrário, todas as proporções de materiais descritas aqui como uma percentagem estão em percentagem em peso.

A presente invenção será adicionalmente esclarecida pelos exemplos seguintes, que se destinam a ser apenas de natureza exemplificativa.

EXEMPLOS

Exemplos 1-14

Nos seguintes exemplos teóricos (Exemplos 1-14), bateladas mestre úmidas coaguladas são produzidas através impacto de um fluxo de látex de borracha natural com um fluxo de velocidade relativamente elevado (75 m/ s) de uma suspensão de carga contendo silica (a saber, ECOBLACK (TM ) carga CRX-2125 da Cabot Corporation a 12% em peso) na zona de mistura de um reator de coágulo. O grânulo de batelada mestre coagulado, no qual contém entre 70 e 85% de água em peso, é então desidratado (DW) para cerca de 10-20% de água em peso, utilizando uma extrusora de desidratação (French Oil Machinery Company Mill, Piqua, Ohio). Na extrusora, o grânulo de batelada mestre é comprimido, a água extraída do grânulo é ejetada através de uma fenda do tambor da extrusora. O coágulo desidratado resultante é deixado cair em um produtor de compostos contínuo (Farrel misturador contínuo (FCM), Farrel Corporation) onde é triturado e seco. O teor de umidade da batelada mestre triturada resultante do FCM é de cerca de 1-2% em peso. A batelada mestre triturada é ainda triturada e arrefecida numa fresa aberta para formar um compósito de elastômero seco. Em cada exemplo, agente de acoplamento, bis68/88 (trietoxisililpropil) tetrasulfureto (TESPT, Si-69, disponível da Evonik Industries, Essen, Alemanha), (Si69) é adicionado numa concentração de cerca de 2,0% do peso da carga e um antioxidante, tanto N-(1,3-dimetil5 butil)-N'-fenil-p-fenilenodiamina (6PPD, Flexsys, St.

Louis, MO) (6PPD, todos os exemplos, exceto 1, la, 12a, Exemplo Comparativo Β), ou 2,2,4-trimetil-l,2dihidroquinona (TMQ; Exemplos 12a e Exemplo Comparativo B: Resina Agerite D, RT Vanderbilt, Exemplos 1 e la: Aquanox dispersão TMQ,

Aquaspersions) é adicionado numa concentração de cerca de 1,0% do peso da borracha (phr). A posição (localização e ordem), em que estes duas substâncias químicas foram adicionadas no processo é dada para cada exemplo na Tabela 3 abaixo. Na Tabela 3, Banbury indica que, cerca de 24 horas após a batelada mestre triturada emergir do trem de lâminas, o antioxidante é misturado com o compósito de elastômero seco numa concentração de 1,0% do peso da borracha (phr), usando um misturador Banbury. O tempo de mistura é de cerca de 1 minuto. Em uma versão de cada

0 exemplo, o tempo de permanência no trem de lâminas é tal que o compósito vivência cerca de 0,7 MJ/kg de energia específica. Em outra versão, o tempo de permanência é dobrado de tal modo que a energia específica é de cerca de 1,4 MJ/kg.

O compósito de elastômero seco é composto e vulcanizado, em preparação para o teste mecânico. O compósito de elastômero seco é misturado em um misturador de Banbury utilizando a formulação apresentada na Tabela 1 e o procedimento da composição dada na Tabela 2, abaixo. A vulcanização é realizada numa prensa aquecida fixada em

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150°C durante um tempo determinado por um reômetro de borracha convencional (isto é, T90 + 10% T90, em que T90 é o tempo para alcançar a vulcanização de 90%).

Os resultados do teste de desempenho da borracha previstos estão indicados na Tabela 3 abaixo. A tensão de tração das amostras vulcanizadas (T300 e T100) é medida de acordo com a norma ASTM D-412. Propriedades dinâmicomecânicas são determinadas usando uma varredura de deformação dinâmica entre 0,01% e 60% a 10 Hz e 60° C. A Tan max é tomada como o valor máximo de tan [delta] dentro deste intervalo de tensões. A ' +' indica que a proporção de T300/T100 é significativamente mais elevada do que o Exemplo Comparativo A e/ou que a tan max é significativamente mais baixo do que o exemplo comparativo e que a proporção de T300/T100: tan max é mais elevada do que o exemplo comparativo. A ' + +' na Tabela 3 indica uma melhoria mais acentuada nas mesmas propriedades e um + + + indica que maior melhoria nas propriedades.

Exemplo 15

A batelada mestre úmida foi produzida pelo impacto de um fluxo de látex de borracha natural com um fluxo de velocidade relativamente elevado (75 m /s) de uma suspensão de carga contendo sílica (a saber, ECOBLACK (TM) carga CRX2125 de Cabot Corporation a 12% por peso) . O grânulo de batelada mestre coagulado, que continha cerca de 80% de água em peso, foi então desidratado (DW) para cerca de 15% de água em peso, utilizando uma extrusora de desidratação (French Oil Machinery Company Mill, Piqua, Ohio). Na extrusora, o grânulo da batelada mestre foi comprimido e a agua extraída do grânulo foi ejetada através de uma fenda

70/88 do tambor da extrusora. 0 coágulo desidratado foi deixado em um produtor de compostos contínuo (Farrel Continuous Mixer (FCM), Farrel Corporation) para trituração e secagem.

Um antioxidante, 6PPD, foi adicionado ao FCM, a uma taxa tal que a concentração resultante na batelada mestre triturada resultante foi de 1,0 phr. O teor de umidade da batelada mestre triturada que saiu do FCM foi de cerca de

1-2%. A batelada mestre triturada foi, ainda, triturada e arrefecida numa fresa aberta durante tempo suficiente para fornecer cerca de 0,7 MJ/kg de energia específica a batelada mestre, formando um compósito de elastômero seco. 0 compósito de elastômero seco foi resfriado e armazenado à temperatura ambiente. 0 compósito de elastômero seco foi combinado num misturador Banbury utilizando a mesma formulação da Tabela 1, exceto que o agente de acoplamento Si-69 foi adicionado numa concentração de 2% em peso da carga e 2,5 phr de Calight POR Oil (RE Carroll, Inc., Trenton, NJ) foi também adicionado. O procedimento da composição dado na Tabela 2 foi seguido. A vulcanização foi realizada numa prensa aquecida fixada em 150° C durante um tempo determinado por um reômetro de borracha convencional (isto é, T90 + 10% de T90, onde T90 é o tempo para alcançar a vulcanização de 90%) . Os resultados do teste de desempenho da borracha estão indicados na Tabela

Exemplo 16

A batelada mestre foi produzida pelo impacto de um fluxo de látex de borracha natural com um fluxo de velocidade relativamente elevado (75 m/s) de uma suspensão de carga contendo silica (a saber, ECOBLACK (TM) carga CRX2125 de Cabot Corporation, a uma concentração de 12% em peso) na zona de mistura de um reator de coágulo. A batelada mestre triturada que continha cerca de 80% de água em peso foi então desidratada (DW) para cerca de 15% de água em peso utilizando uma extrusora de desidratação (French Oil Machinery Company Mill, Piqua, Ohio). Na extrusora, o grânulo da batelada mestre foi comprimido e a água extraída do grânulo foi ejetada através de uma fenda do tambor da extrusora. O coágulo desidratado foi deixado em um produtor de compostos contínuo para trituração e secagem (Farrel Continuous Mixer (FCM), Farrel Corporation). Um agente de acoplamento, Si-69, foi adicionado ao FCM a uma taxa tal que a concentração na batelada mestre triturada resultante era de cerca de 2% do peso da carga. O teor de umidade da batelada mestre triturada que sai do FCM foi de cerca de 1-2%. A batelada mestre triturada foi ainda triturada e arrefecida numa fresa aberta durante tempo suficiente para fornecer cerca de 1,4 MJ/kg de energia específica para a batelada mestre, formando um compósito de elastômero seco. O compósito de elastômero seco foi resfriado e armazenado à temperatura ambiente. Cerca de 24 horas após a batelada mestre triturada ter emergido do trem de lâminas, um antioxidante, o 6PPD, foi misturado ao compósito de elastômero seco numa concentração de 1,0% do peso da borracha (phr) usando um misturador Banbury. 0 tempo de mistura foi de cerca de 1 minuto. A batelada mestre resultante foi combinada num misturador Banbury utilizando a formulação apresentada na Tabela 1, exceto que 2.5 phr de óleo Calight RPO (RE Carroll, Inc., Trenton, NJ) foi adicionado juntamente com

72/88 os outros aditivos e o procedimento da composição dada na tabela 2. A vulcanização foi realizada numa prensa aquecida fixada em 15° C durante um tempo determinado por um reômetro de borracha convencional (isto é, T90 + 10%, onde T90 é o tempo para alcançar a vulcanização de 90%) . Os resultados dos testes de desempenho da borracha estão indicados na Tabela 4.

Tabela 1

Ingrediente	Partes em Peso
Batelada Mestre	Suficiente para produzir 100 partes de borracha
6PPD (antioxidante t)	0,5
ZnO	5,0
Ácido esteárico	3,0
Resina de Agerita D	1,5
À prova de luz melhorado sd	1,5
TBBS	1,4
Enxofre	1,2

Tabela 2

	Fasel	Fase 2
Fator de preenchimento	0,75	0,65
Velocidade do Rotor	70 rpm	60 rpm
Pressão Ram	2,8 bar	2,8 bar
Temperatura da água de resfriamento	50°C	50°C
Sequência de mistura	Tempo 0 — adição de batelada mestre 0,5 mm— adiçao de menores 2 min - despejo	Tempo 0 — adição de produtos da da fase 1 e curativos
1 min-despejo
Fresa aberta	Quatro cortes transversais e dois roletes de extremidades	Quatro cortes transversais e dois roletes de extremidade; laminação para a espessura requerida para teste

Tabela 3

Exemplo	Posição de	Posição de	Desempenho da	Desempenho da
Número	adição	adição 6-PPD	borracha com	borracha com
	Si-69		energia de	energia de
			0.7 MJ/kg do trem	1.4 MJ/kg do trem

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1 *	Suspensão	Suspensão	+	+ +
la *	Suspensão	Suspensão
2	Suspensão	Látex	-1-1-	+++
3	Suspensão	FCM	-H-	—
4	Suspensão	Trem de lâminas	-H-	—
5	Suspensão	Banbury	+ +	+ + +
6	Bloco	Bloco	+	+ +
7	Bloco misturador	FCM	+ +	+ + +
8	Bloco misturador	Trem de lâminas	+ +	+ + +
9	Bloco	Banbury	+ +	+ + +
10	FCM	FCM	+	+ +
11	FCM	Trem de lâminas	+ +	+ + +
12	FCM	Banburys	++	I II
12a	FCM	Banbury	+ +	+ + +
13	Trem de	Trem de	+	+ +
14	Trem de lâminas	Banbury	-H-	I II
Comparativo A	Durante	FCM	N/A	N/A
Comparativo Β	Durante	FCM	N/A	N/A

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O Exemplo 1 é uma adição simultânea de si-69 e da dispersão Aquanox TMQ na suspensão e o Exemplo la é uma adição seqüencial - primeiro a dispersão Aquanox TMQ e, em seguida, Si-69 na suspensão.

Exemplo 17 - Adsorção de 6PPD na Carga Particulada

Uma mistura de 75 g de negro de fumo tratado com silício (ECOBLACK carga CRX2125, Cabot Corporation), 200 g de água e 500 g de etanol foi preparada e agitada à temperatura ambiente. O pH foi ajustado para 9,4 com solução de hidróxido de amônio e, em seguida, 1,86 g de tetrasulfureto bis-(trietoxisililpropil) (TESPT, Si-69, disponível da Evonik Industries, Essen, Alemanha) foi adicionado à mistura. A mistura foi aquecida a 60° C, agitada durante 30 minutos a 60° Ce foi arrefecida. Metade do material foi seco num evaporador rotativo (CRX2125/SÍ69). O restante foi filtrado, lavado três vezes com etanol e seco (CRX2125/SÍ69 de lavagem).

A adsorção de N-(1,3-dimetil-butil)-Ν'-fenil-pfenilenodiamina (6PPD, Flexsys, St. Louis, MO) foi medida por quatro materiais: N234 negro de fumo Vulcan 7H, Cabot Corporation), os dois negros de fumo tratados com silício Si-69 descritos acima e negro de fumo tratado com silício CRX 2125 que não tinha sido tratado com Si-69. As amostras foram preparadas com 2g de carga , 10 g de esqualeno (Sigma Aldrich) e quantidades variáveis de 6PPD. Para o negro de fumo N234, as amostras foram preparadas com 0,02 g, 0,05 g e 0,10 g de 6PPD. Para os negros de fumo tratados com silícios, as amostras foram preparadas com 0,01 g, 0,02 g, 0,05 g e 0,10 g de 6PPD. As amostras foram agitadas durante a noite à temperatura ambiente e em seguida centrifugadas.

75/88

O sobrenadante foi analisado quanto ao teor de 6PPD por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR). A quantidade adsorvida de 6PPD (A) por quantidade de carga dada como percentagem em peso é:

A = (lOOXo-X)*(Ws+Y)/Wf onde Ws representa o peso do esqualeno,

Wf é o peso da carga,

Xo é a razão entre o peso total de 6PPD da amostra em relação à soma do peso de esqualeno e o peso total de 6PPD na amostra,

X é a quantidade de 6PPD no sobrenadante, expressada como percentagem em peso, e

Y é o peso total de 6PPD na amostra.

A percentagem em peso de 6PPD no sobrenadante, no que diz respeito ao total de 6PPD e esqualeno no sobrenadante (isto é, 6PPD livre), é representada em relação ao total de 6PPD como uma percentagem em peso do 6PPD e esqualeno no sobrenadante na FIG. 4. Na FIG. 4, A é o negro de fumo N234 (isto é, VULCAN 7H) , o 0 é negro de fumo modificado com silício por apenas um antioxidante (isto é, carga CRX 2121 com 6PPD) , ο X é negro de fumo modificado por silício, pré-tratado com o agente de acoplamento (isto é, carga CRX 2125 pré-tratada com Si 69), e o [Delta] é negro de fumo modificado com silício pré-tratado com um agente de acoplamento e lavado (isto é, carga CRX 2125 pré-tratado com Si 69 e lavada).

Os resultados mostram que a molécula antioxidante tem uma afinidade muito forte com a carga contendo silica em comparação com uma superfície de negro de fumo equivalente. A curva mostrada para o negro de fumo V7H (N234) é maior

76/88 entre as cargas, indicando que a menor quantidade de antioxidante foi ligada a carga e, consequentemente, o máximo permaneceu na fase de polímero esqualeno. Isto indica que o antioxidante tem fraca afinidade pelo negro de fumo em relação ao negro de fumo tratado com silício ou o negro de fumo tratado com silício com o agente de acoplamento Si-69. O antioxidante apresenta mais forte afinidade com as partículas não tratadas de negro de fumo tratadas com silício. Isto sugere que o antioxidante pode ocupar os sítios de silica ativos na superfície da carga e manter-se ligado a carga, ao invés de estar presente na fase de polímero para prender os radicais livres. De acordo com estes resultados, uma desvantagem adicional estaria presente em compósitos de elastômeros que incorporam tais cargas contendo silica porque a competição com o antioxidante nos sítios de silica na superfície da carga reduz a quantidade de agente de acoplamento que está ligado à superfície da carga, o que é necessário para a uma forte interação entre os sítios de silica na carga e no polímero.

Exemplo 18 - Adsorção do antioxidante (6PPD) na Carga Particulada de Silica

Uma mistura de 75 g de silica precipitada (Zeosil carga 1165, Rhodia Silica), 200 g de água e 500 g de etanol foi preparada e agitada à temperatura ambiente. O pH foi ajustado para 9,4 com solução de hidróxido de amônio e, em seguida, 6 g tetrasulfureto bis-(trietoxisililpropil) (TESPT, Si, disponível da Evonik Industries, Essen, Alemanha) foi adicionado à mistura. A mistura foi aquecida a 60° C, agitada durante a noite a 60° Ce foi arrefecida.

77/88

Metade do material foi seco num evaporador rotativo (Silica/Si69). O restante foi filtrado, lavado três vezes com etanol e seco (lavagem Silica/Si69).

Adsorção de N-(1,3-dimetil-butil)-Ν'-fenil-pfenilenodiamina (6PPD, Flexsys, St. Louis, MO) foi medida por quatro materiais: silica não tratada (A), os duas silicas tratadas com Si-69 descritas acima (B - rotovapped, C - filtrado e lavado) e uma mistura de 50/50 (com base na massa) da mistura de negro de fumo N234 (negro de fumo Vulcan 7H, Cabot Corporation) com as três silicas descritas acima (D, E, e F , respectivamente) . As amostras foram preparadas com 2 g da carga, 10 g de esqualeno (Sigma Aldrich) e 0,01 g, 0,02 g, 0,05 g, ou 0,10 g de 6PPD. As amostras foram agitadas durante a noite à temperatura ambiente e, em seguida, centrifugadas. O sobrenadante foi analisado quanto ao teor de 6PPD por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR). A quantidade adsorvida do 6PPD por quantidade de carga dada como percentagem em peso é conforme descrito no Exemplo 17.

A percentagem em peso de 6PPD no sobrenadante no que diz respeito ao total de 6PPD e esqualeno no sobrenadante (isto é, 6PPD livre) é representada em relação ao total de 6PPD como uma percentagem em peso do 6PPD e esqualeno no sobrenadante na Figura 5 (A - diamante, B - quadrado; C triângulo; D - X, E -X, F - círculo) . Os resultados são consistentes com os resultados no Exemplo 17 para o negro de fumo tratado com silica. A quantidade de 6PPD adsorvida na carga é maior (ou seja, menos 6PPD livre) para as amostras de silica pura do que para as misturas de sílica/negro de fumo, de acordo com a observação de que

78/88 menos antioxidante foi adsorvido do que no negro de fumo do que negro de fumo tratado com silica. Além disso, o antioxidante mostrou maior afinidade por silica não tratada, quer em mistura com negro de fumo ou por conta própria. Os resultados mostram que, tanto para o negro de fumo tratado com silica, quanto para misturas de silica e negro de fumo, contatando a carga contendo silica com um agente de acoplamento antes de contatar com o antioxidante pode melhorar a interação entre a silica e o polímero, melhorando a proporção de agente de acoplamento no compósito que está ligado à silica e a proporção de antioxidante que é livre na fase de polímero.

Exemplos 19-32

Nos seguintes exemplos teóricos (Exemplos 19-32), bateladas mestres úmidas coaguladas são produzidas pelo impacto de um fluxo de látex de borracha natural com um fluxo de velocidade relativamente mais elevado (75 m /s) de uma suspensão da carga de silica (isto é, a carga de silica Zeosil 1165 precipitada, Rhodia a 12% em peso) na zona de mistura de um reator de coágulo. Uma corrente de 10% de ácido acético (por volume) é também bombeada para a zona de mistura a uma velocidade suficiente para o grânulo de negro de fumo coagulado tenha um pH de cerca de 4. O grânulo de batelada mestre coagulado, no qual contém entre 70 e 85% de água em peso, é então desidratado (DW) para cerca de 10-20% de água em peso utilizando uma extrusora de desidratação (French Oil Machinery Company Mill, Piqua, Ohio). Na extrusora, o grânulo de batelada mestre é comprimido e a água extraída do grânulo é ejetada através de uma fenda do tambor da extrusora. 0 coágulo desidratado resultante é

79/88 deixado cair em um produtor de compostos contínuo (Farrel Continuous Mixer (FCM), Farrel Corporation) onde é triturado e seco. O teor de umidade da batelada mestre triturada resultante do FCM é de cerca de 1-2% em peso. A batelada mestre triturada é ainda triturada e arrefecida numa fresa aberta para formar um compósito de elastômero seco. Em cada exemplo, o agente de acoplamento, o bis(trietoxisililpropil) tetrasulfureto (TESPT, Si, disponível da Evonik Industries, Essen, Alemanha), (Si-69) é adicionado a uma concentração de cerca de 2,0% do peso de carga e, exceto quando indicado, o antioxidante N-(l,3dimetil-butil)-Ν'-fenil-p-fenilenodiamina (6PPD, Flexsys, St. Louis, MO) (6PPD) é adicionado a uma concentração de cerca de 1,0% do peso de borracha (phr). Por exemplo, 30a, dispersão Aquanoz TMQ da Aquaspersions (Halifax, UK) é utilizada a uma concentração de cerca de 1,0 phr de TMQ. A posição (localização e ordem) em que estas duas substâncias químicas forem adicionadas no processo é dada para cada exemplo na Tabela 5 abaixo. Na Tabela 5, Banbury indica que, cerca de 24 horas após o surgimento da batelada mestre triturada do trem de lâminas, o antioxidante é misturado com o compósito de elastômero seco a uma concentração de 1,0% do peso de borracha (phr), utilizando um misturador Banbury. O tempo de mistura é de cerca de 1 minuto. Em uma versão de cada exemplo, o tempo de permanência no trem de lâminas é tal que os compósitos vivenciam cerca de 0,7 MJ/kg de energia específica. Em outra versão, o tempo de permanência é dobrado de tal modo que a energia específica é de cerca de 1,4 MJ/kg.

Compósito de elastômero seco é combinado e vulcanizado

80/88 na preparação para o teste mecânico. Compósito de elastômero seco é misturado em um misturador de Banbury utilizando a formulação apresentada na Tabela 1 e o processo de composição dado na Tabela 2, acima. A vulcanização realiza-se numa prensa aquecida fixada em 150° C durante um tempo determinado por um reômetro de borracha convencional (isto é, T90 + 10% de T90, em que T90 é o tempo para alcançar a vulcanização de 90%).

Resultados de teste de desempenho da borracha previstos estão indicados a seguir na Tabela 5. A tensão de tração das amostras vulcanizadas (T300 e T100) é medida de acordo com a norma ASTM D-412. Propriedades dinâmicomecânicas são determinadas utilizando uma varredura de deformação dinâmica entre 0,01% e 60% a 10 Hz e 60 oC. A Tan max é tomada como o valor máximo de tan [delta] dentro deste intervalo de tensões. A '+' indica que a proporção de T300/T100 é significativamente mais elevada do que um exemplo teórico comparativo no qual seria o mesmo que o Exemplo Comparativo A, mas onde a silica foi utilizada e/ou que a tan max é significativamente mais baixa do que este exemplo comparativo e que a razão de T300/T100: tan max é mais elevada do que o exemplo comparativo. A '+ +' na Tabela 5 indica uma melhoria mais acentuada nas mesmas propriedades, e um + + + indica a maior melhoria nas propriedades.

Tabela 5

81/88

19 *	Suspensão	Suspensão	+	+ +
19a *	Suspensão	Suspensão
20	Suspensão	Látex	+ +	+++
21	Suspensão	FCM	+ +	+++
22	Suspensão	Trem de lâminas	+ +	—
23	Suspensão	Banbury	++	—
24	Bloco	Bloco	+	++
25	Bloco misturador	FCM	+ +	-1—H-
26	Bloco misturador	Trem de lâminas	+ +	-H-+
27	Bloco misturador	Banbury	+ +	+ + +
28	FCM	FCM	+	++
29	FCM	Trem de lâminas	+ +	+++
30	FCM	Banbury	-H-	—
30a	FCM	Banbury	++	I II
31	Trem de	Trem de lâminas	+	++
32	Trem de	Banbury	-H-	—

Exemplo 19 é uma adição simultânea de Si-69 e da dispersão Aquanox TQM na suspensão e Exemplo 19a é uma adição seqüencial - a dispersão Aquanox TQM primeiro e, em

82/88 seguida, Si-69 na suspensão; em ambos os casos a concentração final do antioxidante é de cerca de 1 phr

Exemplos 33-45

Nos exemplos que se seguem (Exemplos 34-43), bateladas mestre coqaguladas foram produzidas pelo impacto de um fluxo de látex de borracha natural com um fluxo de velocidade relativamente mais elevada (75 m/s) de uma suspensão da carga contendo sílica (a saber, (ECOBLACK (TM) carga CRX--2125 de Cabot Corporation) na zona de mistura de um reator de coágulo. O grânulo de batelada mestre coagulado continha entre 70 e 85% de água em peso, foi então desidratado (DW) para cerca de 10-20% em peso de água utilizando uma extrusora de desidratação (French Oil Machinery Company Mill, Piqua, Ohio). Na extrusora, o grânulo de batelada mestre foi comprimido e a água extraída do grânulo foi ejetada através de uma fenda do tambor da extrusora. O coágulo desidratado resultante foi deixado em um produtor de compostos contínuo (Farrel Continuous Mixer (FCM), Farrel Corporation) onde foi triturado e seco. O teor de umidade da batelada mestre triturada resultante do FCM foi de cerca de 1-2% em peso. A batelada mestre triturada foi ainda triturada e arrefecida numa fresa aberta para formar um compósito de elastômero seco. O agente de acoplamento, o bis-(trietoxisililpropil) tetrasulfureto (TESPT, Si, disponível da Evonik Industries, Essen, Alemanha), (Si-69) foi adicionado a uma concentração de cerca de 2,0% do peso da carga e o antioxidante N-(1,3-dimetil-butil)-Ν'-fenil-pfenilenodiamina (6PPD, Flexsys, St. Louis, MO) (6PPD) foi adicionado na concentração indicada com base no peso de

83/88 borracha (phr). A posição (localização e ordem) em que estas duas substâncias químicas forem adicionadas no processo é dada para cada exemplo na Tabela 7 abaixo. Na Tabela 7, Banbury indica que, cerca de 24 horas após o 5 surgimento da batelada mestre triturada do trem de lâminas, o antioxidante foi misturado com o compósito de elastômero a uma concentração de 1,0% do peso de borracha (phr) utilizando um misturador Banbury. O tempo de mistura foi de cerca de 1 minuto. Nos exemplos 33-38 e 41-44, o 10 tempo de permanência no trem de lâminas era tal que o compósito vivência cerca de 0,7 MJ/kg de energia específica. Nos exemplos 39 e 40, o tempo de permanência foi dobrado de tal modo que a energia específica foi de cerca de 1,4 MJ/kg

O Exemplo 33 na Tabela 7 é um exemplo comparativo, em que nenhum agente de acoplamento foi adicionado durante o processo de batelada mestre úmido. Em vez disso, o agente de acoplamento foi adicionado durante a fase de composição, tal como indicado na Tabela 7. Os exemplos 44 e 45 são 20 igualmente comparativos, no qual uma mistura seca de batelada mestre (por exemplo, uma mistura de borracha natural coagulada e carga seca) foi utilizada ao invés de uma batelada mestre úmida. Os exemplos 44 e 4 5 usam os mesmos ingredientes que no que diz respeito ao agente de acoplamento, a borracha e um antioxidante tal como na Tabela 1, com exceção que a mistura era uma mistura seca e a carga estava presente a 51 phr. O procedimento de mistura e composição é apresentado na Tabela 6 abaixo.

Tabela 6

Estágio 1

Estágio 2

Estágio 3

84/88

Fator de	0,75	0,75	0,65
Rotor Speed	80 rpm	80 rpm	60 rpm
Pressão Ram	2,8 bar	2,8 bar	2,8 bar
Temperatura da	50°C	50°C	50°C
Sequência de	Tempo 0 — adicionar	Tempo 0 — adicionar	Tempo 0 —
Mistura	borrachaO.5 min—	produto do estágio	adicionar produto
	adicionar 2/3 de carga e	10.5 min — adicionar	do estágio 2 e
Fresa Aberta	Quatro cortes	Quatro cortes	Quatro cortes
	transversais e dois	transversais e dois	transversais e
	roletes de	roletes de	dois roletes de

O compósito de elastômero seco foi combinado e vulcanizado na preparação para o teste mecânico. Compósito de elastômero seco para os Exemplos 33-43 foi misturado num misturador Banbury utilizando a formulação apresentada na

Tabela 1 e o processo de composição dado na Tabela 2. Compósitos misturados e secos para os Exemplos 44 e 4 5 foram usados como compostos. A vulcanização foi realizada numa prensa aquecida fixada em 150° C durante um tempo determinado por um reômetro convencional de borracha (isto é, T90 + 10% de T90, T90, onde é o tempo para alcançar a vulcanização de 90%).

Os resultados dos testes de desempenho da borracha são apresentados abaixo na Tabela 7. A tensão de tração das amostras vulcanizadas (T300 e T100) foi medida de acordo 15 com a norma ASTM D-412. Propriedades dinâmico-mecânicas foram determinadas usando um varredura de deformação dinâmica entre 0,01% e 60% a 10 Hz e 60 oC. A Tan max foi considerada como o valor máximo de tan max [delta] dentro

85/88 deste intervalo de tensões

86/88

Tabela

45*

n/a

nJ

1 a seca

<0

m

58.1

0.126

44*

n/a

<ΰ 'β

n/a

Mistur

3.05

16.29

m

59.2

0.126

η τ*

Suspensã

Banbury

in Ο

κ

úmida

. 11

18.27

CO

CM

124

CM TF

pensão

No

o

in

θ

sstre

m

O

ω P ω

2 tf

*3* cn

in

00

10

0 ?ίΰ

CM

H

in

Íd

O

5

Suspens

Banbur

rH

in ο

ο

Bate

2.89

CM

u>

60.4

0.141

40

FCM

rd

in

ο

2.85

CN

6.04

σ> CM <0

00 o

<n

FCM

No

O

in

ο

Fresagei

2.58

16.62

6.44

00 CM 10

0.122

CO cn

FCM

Banbury

rH

0.5

ο

tm ida

Fresagem

£

18.72

6.22

CM Co

0.109

ín

FCM

Banbury

CM

0.5

ο

Mestre ú

CO CM

16.97

6.10

8’09

0.134

to

FCM

Banbury

H

in o

Η

Batelada

CM

16.23

5.99

61.0

O

LT)

FCM

No

o

in

Ο

2.75

17.05

6.20

62.6

0.128

?)

FCM

Banbury

H

in

ο

2.75

16.59

6.03

61.6

O

♦ m

No

FCM

rH

in o

CM

Batelada

ω

3.06

18.02

5.89

60.5

o o

Exemploe

SÍ69 adicionado em

6-PPD adicionado em

6-PPD a ser adicionado

Si69 a ser adicionado

Notas de mistura

Notas adicionais

100 % mod. (MPa)

300% mod. (MPa)

M300/M100

Recuperação (%)

max tan delta 60C

87/88

Exemplos Comparativos

88/88

Requerentes incorporam especificamente incorporar todo o conteúdo de todas as referências citadas nesta descrição. Além disso, quando uma quantidade, concentração, outro valor ou parâmetro são dados como uma faixa, uma faixa preferida, uma lista de valores superiores preferidos e valores inferiores preferíveis, esta deve ser entendida como especificamente descrevendo todas as faixars formadas por qualquer par de qualquer limite de faixa superior ou valor preferido a limite de faixa inferior ou valor preferido, independentemente se as faixas são descritas separadamente. Quando uma faixa de valores numéricos são recitados no presente documento, a menos que indicado de outra forma, a faixa tem a intenção de incluir os parâmetros do mesmo e todos os números inteiros e frações dentro da faixa. Não é pretendido que o escopo da invenção seja limitado aos valores específicos recitados na definição de uma faixa.

Outras modalidades da presente invenção serão evidentes para os versados na técnica com a consideração do presente relatório descritivo e da prática da presente invenção aqui descrita. A intenção é que o presente relatório descritivo e os exemplos sejam considerados como exemplares apenas, com o verdadeiro escopo e espírito da invenção indicados pelas reivindicações anexas e equivalentes das mesmas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de produção de um compósito de elastômero caracterizado pelo fato de que compreende:

alimentar um fluxo contínuo de um primeiro fluido compreendendo látex de elastômero a uma zona de mistura de um reator de coágulo;

alimentar um fluxo contínuo de um segundo fluido que compreende carga contendo sílica particulada contendo sob pressão para a zona de mistura do reator de coágulo para formar uma mistura com o látex de elastômero, a alimentação do segundo fluido contra o primeiro fluido dentro do reator de coágulo sendo suficientemente enérgica para coagular, pelo menos, uma parte do látex de elastômero, na medida em que o látex de elastômero é misturado com a carga contendo sílica particulada no reator coágulo;e que compreende ainda a introdução de pelo menos um agente de acoplamento e introdução de pelo menos um aditivo adicional, de tal modo que

A) a carga contendo sílica particulada primeiro contata o agente de acoplamento antes da carga contendo sílica

contatar o aditivo adicional, e em que o agente de acoplamento é introduzido na zona de mistura ou após a mistura sair da zona de mistura, ou B) a carga de particulado contata o agente do

acoplamento antes da carga de particulado contatar o aditivo adicional, e em que a carga contendo sílica particulada é selecionada de negro de fumo tratado com sílica, negro de fumo revestido com sílica, ou uma mistura de ambos, ou

C) o agente de acoplamento e o aditivo adicional são introduzidos em aproximadamente ao mesmo tempo e em que o

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2/5 látex de elastômero é introduzido como uma adição em fase única, ou uma adição de multifase.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na opção B) o agente de acoplamento é introduzido no segundo fluido em qualquer ponto antes da alimentação do segundo fluido para o reator de coágulo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, nas opção B) o agente de acoplamento é introduzido no segundo fluido em qualquer ponto

antes do reator de coágulo e o aditivo adicional é introduzido no primeiro fluido em qualquer ponto antes do reator de coágulo. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de acoplamento é introduzido na mistura após a mistura sair do reator de coágulo. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a realização

de uma ou mais etapas de processamento após o compósito de elastômero sair do reator de coágulo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as etapas de processamento compreendem pelo menos um dos seguintes:

a) desidratar a mistura para se obter uma mistura desidratada;

b) misturar a mistura ou composição desidratada para obter uma mistura combinada;

c) moer a mistura de composto para se obter uma mistura moída;

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3/5

d) granular ou misturar a mistura moída;

e) prensar a mistura após a granulação ou mistura para obter uma mistura prensada; e

f) opcionalmente, decompor a mistura prensada e misturar.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o agente de acoplamento é introduzido imediatamente antes e / ou durante uma ou mais das etapas a) a f).

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo adicional compreende ou é um antioxidante.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda descarregar um fluxo substancialmente contínuo do compósito de elastômero a partir do reator de coágulo.

10. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o aditivo adicional é introduzido em uma ou mais etapas de pós-processamento.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda misturar a seco o compósito de elastômero com o elastômero adicional para formar uma mistura de compósito de elastômero

12. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as etapas de pós-processamento compreendem, pelo menos, a moagem de laminação do compósito elastômero.

13. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a moagem de laminação é conduzida durante um tempo suficiente para proporcionar pelo

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4/5 menos cerca de 0,7 MJ/kg de energia específica para o compósito de elastômero.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato em que o látex de elastômero é opcionalmente látex de borracha natural , látex de borracha sintética, ou combinações dos mesmos . 15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado de que na opção (A) ou (C) o material de enchimento contendo sílica é preto de carbono tratado com silicone, preto de carbono revestido com sílica, sílica precipitada, sílica precipitada ou i gualquer combinação dos mesmos. 16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na opção (C) o agente de

acoplamento e o aditivo adicional são introduzidos no segundo líquido a qualquer momento antes de alimentar o segundo líquido no reator de coágulo.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na opção (C) o agente de acoplamento e o aditivo adicional são introduzidos no primeiro fluido em qualquer ponto antes da introdução no reator de coágulo.

18. Compósito de elastômero caracterizado pelo fato de que é formado pelo método de qualquer uma das reivindicações 1 a 17.

19. Compósito de elastômero de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um elastômero, pelo menos uma carga de particulado contendo sílica, , pelo menos um agente de acoplamento, e pelo menos um aditivo adicional, em que

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5/5 o compósito de elastômero é curado, o elastômero é de borracha natural e a carga contendo sílica está presente em uma quantidade de cerca de 40 e 90phr, e em que o compósito de elastômero curado tem uma razão de T300/T100:tan delta (tan delta medido a 60°C) de 47 a 70.

20. Compósito elastômero, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o referido pelo menos um aditivo compreende adicionalmente pelo menos um antioxidante.

21. Compósito de elastômero, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a referida carga contendo sílica contém 50% em peso ou menos de sílica, com base no peso da referida carga contendo sílica.

22. Pneu caracterizado pelo fato de que compreende o compósito de elastômero conforme definido em qualquer uma das reivindicações 18 a 21.

23. Bucha de montagem do motor caracterizada pelo fato de que compreende o compósito de elastômero conforme definido em qualquer das reivindicações 18 a 21.

24. Forro para um moinho de trituração ou bomba de suspensão caracterizado pelo fato de que compreende o compósito de elastômero conforme definido em qualquer umadas reivindicações 18 a 21.