EP3728432A1 - Produit renforce comprenant une composition comprenant un compose polysulfuré et pneumatique comprenant ledit produit renforce - Google Patents

Produit renforce comprenant une composition comprenant un compose polysulfuré et pneumatique comprenant ledit produit renforce

Info

Publication number
EP3728432A1
EP3728432A1 EP18836486.3A EP18836486A EP3728432A1 EP 3728432 A1 EP3728432 A1 EP 3728432A1 EP 18836486 A EP18836486 A EP 18836486A EP 3728432 A1 EP3728432 A1 EP 3728432A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reinforced product
product according
composition
phr
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18836486.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Anne-Frédérique SALIT
Sophie GANDER
Anne-Lise THUILLIEZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of EP3728432A1 publication Critical patent/EP3728432A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/37—Thiols
    • C08K5/372—Sulfides, e.g. R-(S)x-R'
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0041—Compositions of the carcass layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/45—Heterocyclic compounds having sulfur in the ring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C2001/0066—Compositions of the belt layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C08K5/18—Amines; Quaternary ammonium compounds with aromatically bound amino groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/39—Thiocarbamic acids; Derivatives thereof, e.g. dithiocarbamates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/45—Heterocyclic compounds having sulfur in the ring
    • C08K5/46—Heterocyclic compounds having sulfur in the ring with oxygen or nitrogen in the ring
    • C08K5/47—Thiazoles

Definitions

  • reinforced products or reinforced semi-finished products
  • reinforcement elements or "reinforcements”, metal or textile sheathed with a thermoplastic polymeric composition, said sheathed reinforcements being embedded in a composition of rubber.
  • These reinforced products or reinforced semi-finished products can be used in particular for reinforcing finished articles of rubber such as for example tires for motor vehicles.
  • These reinforced products or reinforced semi-finished products can be used in particular in the carcass reinforcement of the tires, the crown, and in the protection of the reinforcement reinforcement of the crown, also called belts. (“belts”) of these tires.
  • a tire with a radial carcass reinforcement in known manner, comprises a tread, two inextensible beads, two flanks connecting the beads to the tread and a belt circumferentially disposed between the carcass reinforcement and the tread, this belt and the carcass reinforcement being constituted by various plies (or "layers") of rubber reinforced by reinforcing elements or reinforcements such as cords or monofilaments, of the metal or textile type.
  • a tire belt generally consists of at least two superposed belt plies, sometimes called “working” or “crossed” plies, whose reinforcements, textile or metal are arranged substantially parallel to each other at the same time. interior of a web, but crossed from one web to another, that is to say inclined, symmetrically or otherwise, with respect to the median circumferential plane, of an angle which is generally between 10 ° and 45 ° depending on the type of tire considered.
  • Each of these two crossed plies consists of a rubber matrix or "coating gum” or sometimes “calendering gum” coating the reinforcements.
  • the crossed plies may be supplemented by various other plies or layers of auxiliary rubber, of varying widths depending on the case, with or without reinforcements;
  • examples of simple rubber cushions include so-called "protection” plies intended to protect the rest of the belt from external aggression, perforations, or so-called “hooping” plies comprising reinforcements oriented substantially along the circumferential direction (so-called “zero degree” plies), whether radially external or internal with respect to the crossed plies.
  • reinforcement is generally used in the form of steel cords or textile cords. ”) consisting of thin wires assembled together by wiring or twisting.
  • these steel cables or textiles must meet a very large number of technical criteria, sometimes contradictory, such as high compression endurance, high tensile, wear and corrosion resistance, high adhesion to the surrounding rubber, and be able to maintain such performance at a very high level for as long as possible.
  • the adhesion between the cables, in particular metal and the surrounding rubber is therefore a key property for the effectiveness of the reinforced semi-finishes.
  • State of the art is known of coating compositions comprising a diene elastomer, in particular natural rubber, a reinforcing filler, and a very specific vulcanization system for these compositions.
  • This vulcanization system usually comprises sulfur and zinc oxide at high levels, low rate stearic acid, a so-called slow vulcanization accelerator and a vulcanization retarder.
  • the presence of a high level of sulfur has the advantage of allowing the consumption of a portion of this sulfur for the sulphidation of metal cables, especially brass, and the crosslinking of the elastomeric matrix by vulcanization.
  • This specific vulcanization system if it makes it possible to obtain a satisfactory adhesion between the cable and the surrounding rubber composition, constitutes a strong constraint during the manufacture of semi-finished products.
  • the processability, the cooking time or the elongation modulus can be impacted, causing implementation difficulties, an extended preparation time and therefore a greater cost of the reinforced semi-finished products.
  • this specific vulcanization system causes a certain sensitivity to thermooxidation, resulting in a change of mixtures over time, which can lead to cracking of the mixtures.
  • a coating gum based on at least one diene elastomer, a reinforcing filler and a sulfur vulcanization system in which the ratio of the amounts, in phr (parts by weight per hundred parts by weight elastomer), sulfur and reinforcing filler is less than 0.08.
  • the amount of sulfur is 1.6 phr and the amount of carbon black is 47 phr. It is interesting for the manufacturers to have coating gum compositions that can be crosslinked at high temperature, in order to save time in the manufacturing process, without penalizing the adhesion of the coating gum to the reinforcement, such as a sheathed wire, embedded in this coating gum.
  • a reinforced product used in particular for the reinforcement of a finished article of rubber, comprising one or more wire (s) of reinforcement, textile (s) or metal (S), said one or more yarn (s) being covered with a sheath comprising a thermoplastic polymeric composition, the sheathed yarn (s) being themselves embedded in a so-called rubber compound coating composition, characterized in that said coating gum is a composition based on at least one diene elastomer, a reinforcing filler and a polyisulfide compound of general formula (I)
  • a and B together form a covalent bond, or A represents a hydrogen atom and B represents a hydrogen atom or a group -SR I -ZR 2 -SH,
  • n is a number greater than or equal to 1
  • p is a number greater than or equal to 1
  • Z represents a covalent bond or a heteroatom selected from -O-, -Si-, - (S) m - and -N (H) -, wherein m is a number greater than or equal to 1,
  • R1 and R2 represent, independently of one another, identical or different linear or branched divalent hydrocarbon groups having from 1 to 18 carbon atoms.
  • a and B together form a covalent bond it is meant that the sulfur atoms adjacent to A and B respectively are connected directly by a covalent bond.
  • the polysulfurized compound of general formula (I) is cyclic.
  • This invention allows a high temperature crosslinking, and therefore an accelerated production of reinforced products (or semi-finished reinforced), without reducing the adhesion of the coating gum to the reinforcement, such as a sheathed wire, embedded in this coating gum.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which R1 and R2 represent linear divalent hydrocarbon groups.
  • R1 and R2 represent an alkylene radical having from 1 to 18 carbon atoms. carbon, preferably from 2 to 10 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 are identical radicals.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which n represents a number in a range from 1 to 8, preferably from 1 to 6, more preferably from 1 to 3.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which p represents a number in a range from 1 to 30, preferably from 1 to 15, more preferably from 1 to 3.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above wherein A and B together form a covalent bond.
  • A represents a hydrogen atom and B represents a hydrogen atom or a -S-R1-Z-R2-SH group, preferably B represents a -S-R1-Z-R2-SH group.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above wherein Z represents a covalent bond or a heteroatom selected from the group consisting of -Si, - (S) m- and -N (H) -.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which m is a number in a range from 1 to 8, preferably from 1 to 6.
  • m is a number included in a range ranging from 1 to 3, preferably from 1 to 2.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which Z represents a covalent bond.
  • Z represents a radical - (S) m-.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which A and B together form a covalent bond, R1 and R2 are C1-C7 alkylenes, Z is a covalent bond or a group -S- or - SS-, n represents 1 or 3 and p represents 1.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which A is a hydrogen atom, B represents a group -S-R1-Z-R2-SH; Wherein R 1 and R 2 are C 1 -C 7 alkylenes, Z being a bond or a group -S- or -SS-, where n is 1 or 3 and p is a number within a range of 1 to 30.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the polysulfurized compound of general formula (I) is present in the composition of the coating gum at a rate in a range from 0, From 5 to 10 phr, preferably from 0.5 to 5 phr, and more preferably from 0.5 to 3 phr.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above wherein the composition of the coating gum comprises a vulcanization accelerator selected from the group consisting of thiazoles, sulfenamides, guanidines, amines, aldehyde amines, dithiophosphates, xanthates, thiurams, dithiocarbamates and mixtures thereof.
  • a vulcanization accelerator selected from the group consisting of thiazoles, sulfenamides, guanidines, amines, aldehyde amines, dithiophosphates, xanthates, thiurams, dithiocarbamates and mixtures thereof.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the composition of the coating gum comprises a complementary vulcanization accelerator, different from the preceding accelerator, described above, chosen from the group consisting of diphenyl guanidine (DPG), triphenyl guanidine (TPG), diorthotolyl guanidine (DOTG), o-tolylbiguanide (OTBG), benzothiazole disulfide (MBTS), tetramethylthiuram disulfide (TMTD), disulfide tetrabenzylthiuram (TBzTD), zinc dibenzyldithiocarbamate (ZBEC), zinc N, N'-dimethylcarbamodithioates (ZDMC), zinc N, N'-diethylcarbamodithioates (ZDEC), zinc N, N'-dibutylcarbamodithioates (ZDBC), zinc N, N'-dibenzylcarbamodithioates (ZDPG),
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the composition of the coating gum does not comprise a vulcanization retarder.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the composition of the coating gum does not comprise elemental sulfur or comprises less than 1 phr, preferably less than 0.5 phr. .
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the composition of the coating gum does not comprise a cobalt salt.
  • the composition of the coating gum does not comprise an adhesion promoter.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the diene elastomer of the composition of the coating gum predominantly comprises an elastomer chosen from the group consisting of natural rubber, synthetic polyisoprene or mixture of these.
  • the composition of the The coating gum comprises from 60 to 100 phr, preferably from 70 to 100 phr of an elastomer selected from the group consisting of natural rubber, synthetic polyisoprene or a mixture thereof. More preferably, the composition of the coating gum comprises from 80 to 100 phr, preferably from 90 to 100 phr, of an elastomer chosen from the group consisting of natural rubber, synthetic polyisoprene or a mixture of these.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the composition of the coating gum comprises from 20 to 80 phr, preferably from 30 to 70 phr, of reinforcing filler.
  • the composition of the coating gum comprises from 35 to 60 phr, preferably from 40 to 55 phr, of reinforcing filler.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above wherein the composition of the coating gum comprises carbon black as the majority filler.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the reinforcement son or son are metal son.
  • the invention relates to a reinforced product as defined above in which the sheathed yarn (s) is coated with an adhesive, preferably a Resorcinol-F oraldehyde-based adhesive. Latex.
  • the invention also relates to a tire comprising a reinforced product as defined above, preferably at least in a web chosen from the reinforcement plies of the crown and the carcass plies.
  • the invention relates in particular to tires intended to equip tourism-type motor vehicles, SUVs ("Sport Utility Vehicles"), two wheels (in particular bicycles, motorcycles), planes, such as industrial vehicles chosen from light trucks, "Heavy goods vehicles” means metros, buses, road transport vehicles (trucks, tractors, trailers), off-the-road vehicles such as agricultural or civil engineering machinery, other transport vehicles or handling.
  • SUVs Sport Utility Vehicles
  • the reinforced product of the invention can be used for the manufacture of rubber belts or for conveyor belts such as conveyor belts.
  • pce (usually “phr” in English) means parts by weight per hundred parts of elastomer or rubber (of the total elastomers if several elastomers are present).
  • any range of values designated by the expression "between a and b" represents the range of values from more than a to less than b (i.e. terminals a and b excluded) while any range of values designated by the term “from a to b” means the range from a to b (i.e., including the strict limits a and b).
  • the reinforced product of the invention also known as "reinforced semi-finished", "composite reinforcement” is thus a sheathed reinforcement, that is to say covered with a sheath, then embedded in a so-called coating composition, in rubber, raw or cooked (crosslinked). It has the essential characteristic of comprising at least one (that is to say one or more) reinforcing wire (s), textile (s) or metal (s), and a specific composition called cladding layer or sheath, which covers, individually wraps said wire or collectively several wires, forming a sheathed reinforcement.
  • This sheathed reinforcement is then itself embedded in a rubber composition, called coating composition or coating gum.
  • coating composition or coating gum The structure of this reinforced product of the invention is described in detail below.
  • composition based on is meant a composition comprising the mixture and / or the reaction product in situ of the various basic constituents used, some of these constituents being able to react and / or being intended to react with one another, at least partially, during the various phases of manufacture of the composition, or during subsequent firing, modifying the composition as it was initially prepared.
  • the compositions as implemented for the invention may be different in the uncrosslinked state and in the crosslinked state.
  • a majority compound in the sense of the present invention, it is understood that this compound is predominant among the compounds of the same type in the composition, that is to say that it is the one which represents the largest amount by mass among the compounds of the same type.
  • a majority polymer is the polymer representing the largest mass relative to the total mass of the polymers in the composition.
  • a so-called majority charge is that representing the largest mass among the charges of the composition.
  • a "minor" compound is a compound that does not represent the largest mass fraction among compounds of the same type.
  • the term "reinforcing thread” is generally understood to mean any elongate element of great length relative to its cross section, whatever the shape of the latter, for example circular, oblong, rectangular or square. , or even flat, this wire may be rectilinear as non-rectilinear, for example twisted or corrugated. When it is circular in shape, its diameter is preferably less than 5 mm, more preferably in a range of 0.1 to 2 mm.
  • This reinforcement yarn may take any known form, it may be for example an elementary monofilament of large diameter (for example and preferably equal to or greater than 50 mh), an elementary ribbon, a film, a multifilament fiber (consisting of a plurality of elementary filaments of small diameter, typically less than 30 mhi), a textile twist formed of several fibers twisted together, a textile or metal cable formed of several fibers or monofilaments Wired or twisted together, or an assembly, a row of threads comprising several of these monofilaments, fibers, twisted or ropes grouped together.
  • the filament reinforcement useful for the needs of the invention may therefore be in the form of a single reinforcing thread, covered in its sheath, to form a sheathed unitary composite yarn embedded in the composition of the invention. specific coating of the invention.
  • the filament reinforcement useful for the purposes of the invention may also be in the form of several reinforcing threads (monofilaments, ribbons, films, fibers, twists or cables) grouped together, for example aligned according to a main direction, rectilinear or not. These reinforcing threads are then collectively covered in their sheath and then embedded in the specific coating composition of the invention, to constitute a reinforced product according to the invention, for example a band, strip, a composite rubber fabric of various shapes. such as those usually encountered in the tire structure.
  • a reinforced product according to the invention for example a band, strip, a composite rubber fabric of various shapes. such as those usually encountered in the tire structure.
  • reinforced products in accordance with the invention mention will be made in particular of the fabrics constituting the carcass reinforcement plies, the crown protection plies, the hooping crest plies or the working crown plies present in the belts. tires.
  • the reinforcing wire is a metal reinforcing wire.
  • metal is meant by definition a wire (or monofilament) consisting predominantly (that is to say, for more than 50% of its mass) or integrally (for 100% of its mass) of a metallic material.
  • Each monofilament is preferably made of steel, more preferably of pearlitic (or ferrito-pearlitic) carbon steel hereinafter referred to as "carbon steel", or else of stainless steel (by definition, steel comprising at least 11% chromium and at least minus 50% iron).
  • carbon steel its carbon content (% by weight of steel) is preferably between 0.2% and 0.9%.
  • NT Normal Tensile
  • HT High Tensile
  • Rm tensile strength
  • the reinforcing yarn is a textile yarn, consisting of a synthetic or natural polymeric material, or even a mineral material.
  • reinforcing yarns made of polyvinyl alcohol (PVA), aliphatic polyamide (eg polyamides 4-6, 6, 6-6, 11 or 12), aromatic polyamide (or “aramid”), polyamide-imide, polyimide, polyester (eg PET, PEN), aromatic polyester, polyethylene, polypropylene, polyketone, cellulose, rayon, viscose, polyphenylene benzobisoxazole (PBO), glass, carbon or ceramic.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • aliphatic polyamide eg polyamides 4-6, 6, 6-6, 11 or 12
  • aromatic polyamide or "aramid”
  • polyamide-imide polyimide
  • polyester eg PET, PEN
  • aromatic polyester polyethylene, polypropylene, polyketone, cellulose, rayon, viscose, polyphenylene benzobisoxazole (PBO),
  • the wire reinforcement described below includes a sheath, also called sheathing layer.
  • sheath also called sheathing layer.
  • This type of sheath is well known to those skilled in the art.
  • the sheath comprises a thermoplastic polymeric composition.
  • the sheath comprises a single layer of the thermoplastic polymeric composition.
  • the sheath comprises several layers, at least one of which comprises a thermoplastic polymeric composition.
  • thermoplastic polymeric composition a composition comprising at least one polymer having the properties of a thermoplastic polymer.
  • the composition may optionally further include other thermoplastic polymers, elastomers and other non-polymeric components.
  • thermoplastic polymers that are useful in the preparation of the sheath, a thermoplastic polymer preferably selected from the group consisting of polyamides, polyesters and polyimides, more particularly from the group consisting of aliphatic polyamides, and preferably a thermoplastic polymer, will be selected for example and the polyesters.
  • polyesters that may be mentioned for example are PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PBN (polybutylene naphthalate), PPT (polypropylene terephthalate), PPN (polypropylene naphthalate).
  • aliphatic polyamides that may be mentioned in particular are polyamides 4-6, 6, 6-6, 11 or 12.
  • This thermoplastic polymer is preferably an aliphatic polyamide, more preferably a polyamide 6, 6-6 or a polyamide 11.
  • the elastomers that can be used in the thermoplastic composition of the sheath may preferably be of two types: styrenic thermoplastic elastomers and functionalized diene elastomers. These two types of elastomers are described below.
  • Styrenic thermoplastic elastomers are thermoplastic elastomers in the form of styrene-based block copolymers. Of intermediate structure between thermoplastic polymers and elastomers, they consist in a known manner of rigid polystyrene blocks connected by flexible elastomer blocks, for example polybutadiene, polyisoprene or poly (ethylene / butylene).
  • TPS copolymers are generally characterized by the presence of two glass transition peaks, the first peak (the lowest temperature, negative) being relative to the elastomer block of the TPS copolymer, the second peak (highest temperature, positive, typically around 80 ° C or more) being relative to the thermoplastic portion (styrene blocks) of the TPS copolymer.
  • These TPS elastomers are often triblock elastomers with two rigid segments connected by a flexible segment. The rigid and flexible segments can be arranged linearly, star or connected.
  • These TPS elastomers may also be diblock elastomers with a single rigid segment connected to a flexible segment.
  • each of these segments or blocks contains at least more than 5, usually more than 10 base units (e.g., styrene units and isoprene units for a styrene / isoprene / styrene block copolymer).
  • base units e.g., styrene units and isoprene units for a styrene / isoprene / styrene block copolymer.
  • random diene copolymer elastomers such as for example SIR (styrene-isoprene copolymers) or SBR (styrene-butadiene copolymers) which, in a well-known manner, have no thermoplastic character .
  • the TPS useful for preparing the sheath is preferably unsaturated.
  • unsaturated TPS elastomer is defined by definition and well known a TPS elastomer which is provided with ethylenic unsaturations, that is to say which has carbon-carbon double bonds (conjugated or not); conversely, a TPS elastomer said saturated is of course a TPS elastomer which is free of such double bonds.
  • the TPS useful for the preparation of the cladding is functionalized carrying functional groups chosen from epoxide, carboxyl, anhydride or acid ester groups or functional groups.
  • this TPS elastomer is an epoxidized elastomer, that is to say one carrying one or more epoxide groups.
  • the TPS used in the preparation of the sheath is chosen from the group consisting of styrene / butadiene (SB), styrene / isoprene (SI), styrene / butadiene / butylene (SBB), styrene / butadiene / block copolymers.
  • SB styrene / butadiene
  • SI styrene / isoprene
  • SI styrene / butadiene / butylene
  • SBB styrene / butadiene / block copolymers
  • elastomers useful in the preparation of the sheath there will be chosen for example and preferably a functionalized diene elastomer, said elastomer carrying functional groups selected from groups or functions epoxide, carboxyl, anhydride or acid ester.
  • the functional groups are epoxide groups, that is to say that the diene elastomer is an epoxide diene elastomer.
  • poly (p phenylene ether) (or PPE) used for the preparation of the sheath one will choose, for example and preferably a PPE selected from the group consisting of poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene -ether), poly (2,6-dimethyl-2,3,6-trimethyl-1,4-phenylene ether), poly (2,3,6-trimethyl-1,4-phenylene ether) , poly (2,6-diethyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-propyl) -1,4 phenylene ether), poly (2,6-dipropyl-1,4-phenylene ether), poly (2-ethyl-6-propyl-1,4-phenylene ether), poly (2,6-dilauryl) 1,4-phenylene ether), poly (2,6-diphenyl-1,4-phenylene ether), poly (2,6-dip
  • the EPP used is poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) also sometimes referred to as polyphenylene oxide (or abbreviated as "PPO").
  • PPO polyphenylene oxide
  • Examples of such commercially available EPPs or PPOs are, for example, the PEP under the name “Xyron S202" from Asahi Kasei or the “Noryl SA120” EPP from Sabic.
  • the sheath comprising a thermoplastic polymeric composition as described above may be self-adhering, that is to say that its composition may be such that it has a very good adhesion to the composition surrounding rubber without requiring the use of glue.
  • This type of thermoplastic polymer composition as self-adhering sheath is described in the applications WO2010 / 136389, WO2010 / 105975, WO2011 / 012521, WO2011 / 051204, WO2012 / 016757, WO2012 / 038340, WO2012 / 038341, WO2012 / 069346, WO2012 / 104279. , WO2012 / 104280, WO2012 / 104281, WO2013 / 117474 and WO2013 / 117475.
  • the sheath is coated with an adhesion layer (glue) between the sheath and the elastomer matrix.
  • the adhesive used is for example of the RFL type (Resorcinol-Formaldehyde-Latex) or for example, as described in publications WO2013017421, WO2013017422, WO2013017423.
  • the coating composition of the reinforced product of the invention may contain a single diene elastomer or a mixture of several diene elastomers.
  • elastomer or "rubber”, the two terms being considered synonymous
  • the two terms being considered synonymous
  • one (or several) elastomer derived at least in part ie, a homopolymer or a copolymer of monomers dienes (monomers bearing two carbon-carbon double bonds, conjugated or not).
  • the diene elastomers can be classified into two categories: "essentially unsaturated” or “essentially saturated”.
  • the term "essentially unsaturated” is generally understood to mean a diene elastomer derived at least in part from conjugated diene monomers, having a level of units or units of diene origin (conjugated dienes) which is greater than 15% (mol%);
  • diene elastomers such as butyl rubbers or copolymers of dienes and alpha-olefins of the EPDM type do not fall within the above definition and may in particular be described as "essentially saturated” diene elastomers ( low or very low diene origin, always less than 15%).
  • the term “highly unsaturated” diene elastomer is particularly understood to mean a diene elastomer having a content of units of diene origin (conjugated dienes) which is greater than 50%.
  • iene elastomer can be understood more particularly to be used in the compositions according to the invention:
  • diene elastomer any type of diene elastomer
  • the person skilled in the tire art will understand that the present invention is preferably implemented with essentially unsaturated diene elastomers, in particular of the type (a) or (b). ) above.
  • conjugated dienes 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene (or isoprene), 2,3-di (C 1 -C 5) alkyl-1,3-butadienes, such as for example 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2,3-diethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3-ethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3- isopropyl-1,3-butadiene, aryl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2,4-hexadiene.
  • 2,3-di (C 1 -C 5) alkyl-1,3-butadienes such as for example 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2,3-diethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3-ethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3- isopropyl-1,3-butadiene, aryl
  • Suitable vinylaromatic compounds are, for example, styrene, ortho-, meta-, para-methylstyrene, the commercial mixture "vinyl-toluene", para-tert-butylstyrene, methoxystyrenes, chlorostyrenes, vinylmesitylene, divinylbenzene, vinylnaphthalene.
  • the copolymers may contain between 99% and 20% by weight of diene units and between 1% and 80% by weight of vinylaromatic units.
  • the elastomers may have any microstructure which is a function of the polymerization conditions used, in particular the presence or absence of a modifying and / or randomizing agent and the amounts of modifying and / or randomizing agent used.
  • the elastomers can be for example block, statistical, sequenced, microsequenced, and be prepared in dispersion or in solution; they may be coupled and / or starred or functionalized with a coupling agent and / or starring or functionalization.
  • silanol or polysiloxane functional groups having a silanol end as described, for example, in FR 2,740,778, US 6,013,718 and WO 2008/141702
  • alkoxysilane groups as described for example in FR 2,765,882 or US 5,977,238,
  • carboxylic groups as described for example in WO 01/92402 or US 6,815,473, WO 2004/096865 or US 2006/0089445).
  • elastomers such as SBR, BR, NR or IR
  • functionalized elastomers may be used in a blend with each other or with unfunctionalized elastomers.
  • a functionalized silanol or polysiloxane elastomer having a silanol end, in admixture with a coupled and / or stanned tin elastomer may be used, the latter representing a rate of from 5 to 50 %, for example from 25 to 50%.
  • Tg glass transition temperature Tg, measured according to ASTM D3418
  • styrene content between 5% and 60% by weight and more particularly between 20% and 50%, a content (% molar) in -1,2 bonds of the butadiene part of between 4% and 75%, a content (% molar) in trans-1,4 bonds between 10% and 80%, butadiene-isoprene copolymers and in particular those having an isoprene content of between 5% and 90% by weight and a Tg of -40 ° C to At 80 ° C., the isoprene-styrene copolymers and especially those having a styrene content of between 5% and 50% by weight and a Tg between -5 ° C and -60 ° C.
  • butadiene-styrene-isoprene copolymers those having a styrene content of between 5% and 50% by weight and more particularly between 10% and 40%, an isoprene content of between 15% and 60% by weight and more particularly between 20% and 50%, a butadiene content of between 5% and 50% by weight and more particularly between 20% and 40%, a content (mol%) in units - 1,2 of the butadiene part of between 4% and 85%, a content (mol%) in trans units -1,4 of the butadiene part of between 6% and 80% %, a content (mol%) in -1,2 units plus -3,4 of the isoprene part of between 5% and 70% and a content (mol%) in trans units -1,4 of the isoprene part between 10% and 50%, and more generally any butadiene-styrene-isoprene copolymer having a Tg of between -20 ° C and -70 ° C
  • the diene elastomer of the composition is preferably chosen from the group of highly unsaturated diene elastomers consisting of polybutadienes (abbreviated "BR"), synthetic polyisoprenes (IR), natural rubber (NR), copolymers butadiene, isoprene copolymers and mixtures of these elastomers.
  • BR polybutadienes
  • IR synthetic polyisoprenes
  • NR natural rubber
  • copolymers butadiene butadiene
  • isoprene copolymers and mixtures of these elastomers.
  • Such copolymers are more preferably selected from the group consisting of butadiene-styrene copolymers (SBR), isoprene-butadiene copolymers (BIR), isoprene-styrene copolymers (SIR), isoprene-copolymers of butadiene-styrene (SBIR), butadiene-acrylonitrile copolymers (NBR), butadiene-styrene-acrylonitrile copolymers (NSBR) or a mixture of two or more of these compounds.
  • SBR butadiene-styrene copolymers
  • BIR isoprene-butadiene copolymers
  • SIR isoprene-styrene copolymers
  • NBR butadiene-acrylonitrile copolymers
  • NSBR butadiene-styrene-acrylonitrile copolymers
  • an SBR elastomer In the case of an SBR elastomer (ESBR or SSBR), an SBR having an average styrene content, for example between 20% and 35% by weight, or a high styrene content, for example 35 to 35% by weight, is used in particular. 45%, a vinyl ring content of the butadiene part of between 15% and 70%, a content (mol%) of trans 1,4 bonds of between 15% and 75% and a Tg of between -10 ° C. and 55 ° C; such an SBR can be advantageously used in admixture with a BR preferably having more than 90% (mol%) of 1,4 cis bonds.
  • the diene elastomer is a predominantly isoprene elastomer (that is to say whose mass fraction of isoprene elastomer is the largest, compared to the mass fraction of other elastomers).
  • isoprene elastomer is meant in known manner a homopolymer or copolymer of isoprene, in other words a diene elastomer selected from the group consisting of natural rubber (NR) which can be plasticized or peptized, the polyisoprenes of synthesis (IR), the various isoprene copolymers and the mixtures of these elastomers.
  • isoprene copolymers examples include butyl rubber IIR), isoprene-styrene (SIR), isoprene-butadiene (BIR) or isoprene-butadiene-styrene ( SBIR).
  • This isoprene elastomer is preferably natural rubber or a synthetic cis-1,4 polyisoprene; of these synthetic polyisoprenes, polyisoprenes having a level (mol%) of cis-1,4 bonds greater than 90%, more preferably still greater than 98%, are preferably used.
  • the level of isoprene diene elastomer is more than 50 phr (that is to say 50 to 100 phr), more preferably at least 60 phr (i.e. 60 to 100 phr), more preferably at least 70 phr (i.e. 70 to 100 phr). pce), more preferably still at least 80 phr (that is to say 80 to 100 phr) and very preferably at least 90 phr (that is to say 90 to 100 phr). ).
  • the level of isoprene diene elastomer is very preferably 100 phr.
  • the composition according to the invention comprises a reinforcing filler.
  • a reinforcing filler Any type of reinforcing filler known for its ability to reinforce a rubber composition that can be used for the manufacture of tires, for example an organic filler such as carbon black, a reinforcing inorganic filler such as silica, silica, can be used. alumina, or a blend of these two types of filler.
  • Carbon blacks are suitable for all carbon blacks, especially so-called pneumatic grade blacks.
  • the reinforcing carbon blacks of the 100, 200 or 300 series for example the N115, N134, N234, N326, N330, N339, N347 or N375 blacks, or even targeted applications, blacks of higher series (eg N660, N683, N772).
  • the carbon blacks could for example already be incorporated into an isoprene elastomer in the form of a masterbatch (see for example WO 97/36724 or WO 99/16600).
  • organic fillers other than carbon blacks mention may be made of functionalized polyvinyl organic fillers as described in applications WO-A-2006/069792 and WO-A-2006/069793, WO-A-2008/003434. and WO-A-2008/003435.
  • the composition may contain a type of silica or a blend of several silicas.
  • the silica used may be any reinforcing silica known to those skilled in the art, in particular any precipitated or fumed silica having a BET surface and a CTAB specific surface both less than 450 m 2 / g, preferably from 30 to 400 m 2 / g.
  • HDS highly dispersible precipitated silicas
  • compositions may optionally also contain, in addition to the coupling agents, coupling activators, inorganic charge-covering agents or, more generally, processing aid agents that can be used in a known manner, thanks to an improvement in the dispersion of the filler in the rubber matrix and a lowering of the viscosity of the compositions, to improve their ability to use in the green state, these agents, well known to those skilled in the art, being examples of hydrolysable silanes such as alkylalkoxysilanes, polyols, fatty acids, polyethers, primary, secondary or tertiary amines, hydroxylated or hydrolysable polyorganosiloxanes.
  • these agents well known to those skilled in the art, being examples of hydrolysable silanes such as alkylalkoxysilanes, polyols, fatty acids, polyethers, primary, secondary or tertiary amines, hydroxylated or hydrolysable polyorganosiloxanes.
  • polysulfide silanes called “symmetrical” or “asymmetrical” silanes according to their particular structure, are used, as described, for example, in claims WO 03/002648 (or US 2005/016651) and WO 00/002649 (or US 2005/016650).
  • the physical state under which the reinforcing filler is present is indifferent, whether in the form of powder, microbeads, granules, beads or any other suitable densified form.
  • the content of total reinforcing filler is 20 to 80 phr, more preferably 30 to 70 phr, very preferably 35 to 60 phr, better from 40 to 55 pce.
  • the composition could be less effective in rigidity depending on the desired application while above 80 phr of the load, the composition could be less effective in rolling resistance.
  • majority reinforcing filler is meant that which has the highest rate among the reinforcing fillers present in the composition.
  • major reinforcing filler means any reinforcing filler which represents at least 50% by weight of the reinforcing fillers present, preferably more than 50% and more preferably more than 60%.
  • the composition comprises carbon black as a majority filler, in optional cutting with silica, as a minority filler.
  • the level of black is preferably in a range from 20 to 80 phr, preferably from 30 to 70 phr, more preferably from 35 to 60 phr, more preferably from 40 to 55 phr.
  • the silica content is preferably less than 10 phr, and more preferably 0 phr.
  • the composition comprises silica as a majority filler, optionally in the form of carbon black, as a minority filler.
  • the silica content is preferably within a range from 20 to 80 phr, preferably from 30 to 70 phr, more preferably from 35 to 60 phr, more preferably from 40 to 55 phr.
  • the black content is preferably less than 10 phr, and more preferably less than 5 phr.
  • composition of the invention comprises at least one polysulfurized compound of general formula (I)
  • a and B together form a covalent bond, or A represents a hydrogen atom and B represents a hydrogen atom or a group -SR I -ZR 2 -SH,
  • n is a number greater than or equal to 1
  • p is a number greater than or equal to 1
  • Z represents a covalent bond or a heteroatom selected from -O-, -Si-, - (S) m - and -N (H) -, wherein m is a number greater than or equal to 1,
  • R1 and R2 represent, independently of one another, identical or different linear or branched divalent hydrocarbon groups having from 1 to 18 carbon atoms.
  • the polysulfurized compound of general formula (I) may be a crosslinking agent. It can advantageously replace the elemental sulfur usually used in crosslinking. It can also be used in addition to a crosslinking system, as an anti reversion agent.
  • the term "divalent hydrocarbon group” means a group comprising carbon and hydrogen atoms.
  • the hydrocarbon group may optionally be branched, in particular substituted with C 1 -C 6 alkyl groups, with phenyl and / or with benzyl.
  • the hydrocarbon group may also and preferably be linear, that is to say, it is not branched. It can be cyclical too. It can optionally include one or more carbon-carbon double bonds.
  • the radicals R 1 and R 2 which are identical or different, represent an alkylene radical containing from 1 to 18 carbon atoms, preferably from 2 to 10 carbon atoms, more preferably still from 2 to 8 atoms. of carbon.
  • the groups R 1 and R 2 are identical.
  • n represents a number in a range from 1 to 8, preferably from 1 to 6, more preferably from 1 to 3.
  • p represents a number comprised in a range from 1 to 30, preferably from 1 to 15, more preferably from 1 to 3.
  • a and B together form a covalent bond.
  • the polysulfide compound is a cyclic compound.
  • A represents a hydrogen atom and B represents a hydrogen atom or a group -SR I -ZR 2 -SH, and preferably, B represents a group -SR I -ZR 2 - SH.
  • the polysulfide compound is a non-cyclic compound.
  • Z represents a covalent bond or a heteroatom selected from the group consisting of -Si, - (S) m - and -N (H) -.
  • Z represents a covalent bond.
  • Z represents a radical - (S) m - in which m is a number in a range from 1 to 8, preferably from 1 to 6, more preferably from 1 to 3. More preferably, m is in a range from 1 to 2.
  • the polysulfide compounds of general formula (I), including their preferred variants, can be mixtures of compounds of general formula (I) in which case the indices n, p and m are average values. These indices can therefore be integers like fractional numbers. Also, the polysulfide compound may be in the form of a mixture of cyclic and non-cyclic form.
  • Very preferred embodiments are those in which the compound of general formula (I) is such that A and B together form a covalent bond, R1 and R2 are C1-C7 alkylenes, Z being a bond or a group -S or -SS-, n representing 1 or 3 and p representing 1.
  • A is a hydrogen atom
  • B represents a group -SR I -ZR 2 -SH
  • R 1 and R 2 being alkylene in C1-C7
  • Z being a bond or a group -S- or -SS-
  • n representing 1 or 3
  • p representing a number in a range from 1 to 30.
  • the composition has a content of polysulfurized compound of general formula (I) in a range from 0.5 to 10 phr, preferably from 0.5 to 5 phr, and more preferably from 0.5 to 3 phr. .
  • crosslinking system comprising the polysulfide compound described above
  • basic crosslinking system of the invention may be added, incorporated during the first non-productive phase and / or during the productive phase such as described later, various co-crosslinking agents known to those skilled in the art.
  • co-agents may be vulcanization activators, vulcanization accelerators, well known to those skilled in the art.
  • stearic acid derivative As vulcanization activators, mention may be made of zinc oxide and stearic acid derivatives.
  • stearic acid salt As an example of a stearic acid salt that may be used in the context of the present invention, there may be mentioned in particular zinc or magnesium stearate.
  • vulcanization accelerators well known to those skilled in the art, preference will be given to the group consisting of thiazoles, sulfenamides, guanidines, amines, aldehyde-amines, dithiophosphates, xanthates, thiuramides , dithiocarbamates and mixtures thereof.
  • benzothiazyl-2-cyclohexyl sulfenamide (CBS), benzothiazepicyclohexyl sulfenamide (DCBS), benzothiazoyl-2-tert.-butyl sulphenamide (TBBS), 2-mercaptobenzothiazole (MBT) are preferred for the present invention.
  • benzothiazole disulfide MBTS
  • 2-mercaptobenzothiazole zinc salt or sodium salt ZMBT
  • benzothiazyl-2-sulfene morpholide MS
  • DPG guanidine diphenyl
  • TPG guanidine triphenyl
  • DDG diorthotolyl guanidine
  • OTBG o-tolylbiguanide
  • benzothiazole disulfide MBTS
  • TMTD tetramethylthiuram disulfide
  • TBzTD zinc dibenzyldithiocarbamate
  • ZBEC zinc N, N'-dimethylcarbamodithioates
  • ZDMC zinc N, N'-diethylcarbamodithioates
  • ZDBC zinc N, N'-dibenzylcarbamod
  • the coating composition comprises a complementary vulcanization accelerator, different from the preceding accelerator, described above, selected from the group consisting of diphenyl guanidine (DPG), triphenyl guanidine (GPT) , the Diolotolyl guanidine (DOTG), o-tolylbiguanide (OTBG), benzothiazole disulfide (MBTS), tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD), zinc dibenzyldithiocarbamate (ZBEC), zinc N, N'-dimethylcarbamodithioates (ZDMC), zinc N, N'-diethylcarbamodithioates (ZDEC), zinc N, N'-dibutylcarbamodithioates (ZDBC), zinc N, N'-dibenzylcarbamodithioates (ZDBC), zinc isopropylxanthate
  • DPG diphen
  • a vulcanization retarder is used, in order to allow the sulfurization of the reinforcement before the sulfur is consumed by the vulcanization.
  • This retarder is well known to those skilled in the art, for example N-cyclohexylthiophthalimide (abbreviated as "CTP") sold under the name “Vulkalent G” by the company Lanxess, and N- (trichloromethylthio) benzene-sulfonamide marketed under the name "Vulkalent E / C” by Lanxess, or the phthalic anhydride sold under the name "Vulkalent B / C” by Lanxess.
  • no vulcanization retarder is preferably used, thereby simplifying the mixing and decreasing the cost.
  • the coating compositions for the purposes of the invention may contain elemental sulfur, in a manner complementary to the polysulfurized compound. However, preferably to obtain the full benefit of the invention, the coating compositions do not comprise elemental sulfur or comprise less than 1 phr, preferably less than 0.5 phr and more preferably less than 0.2 phr. .
  • the coating composition of the reinforced product according to the invention optionally also includes all or part of the usual additives usually used in elastomer compositions intended in particular for the manufacture of tires, for example pigments, protective agents such as waxes. anti-ozone agents, chemical anti-ozonants, antioxidants, plasticizing agents such as plasticizing oils or hydrocarbon resins well known to those skilled in the art, reinforcing resins, acceptors (for example phenolic novolac resin) or methylene donors (eg HMT or H3M).
  • the coating compositions also comprise an adhesion promoter, for example a cobalt salt.
  • the composition is used for the manufacture of semi-finished products intended to be in contact with one or more metal reinforcing elements, for example metal cables.
  • the cobalt salt allows a durable adhesion of the composition to the metal cables, in particular to their coating comprising for example brass.
  • cobalt salts are relatively expensive.
  • no cobalt salt is used and preferably no adhesion promoter.
  • compositions according to the invention can be used alone or in a blend (i.e., in a mixture) with any other rubber composition that can be used for the manufacture of tires.
  • the invention relates to reinforced products whose coating composition is in the "raw” or non-crosslinked state (ie, before cooking) or in the so-called “cooked” or cross-linked state, or vulcanized (ie, after crosslinking or vulcanization).
  • polysulfide compounds useful for the invention may be prepared by any means known to those skilled in the art.
  • the polysulphide compounds of general formula (I) may in particular be obtained by an oxidative coupling reaction of the alkylthiol precursors, corresponding arylthiols.
  • all the reactions described in the following references make it possible to obtain polysulphide compounds by oxidative coupling.
  • the rubber compositions forming the coating gum are manufactured in suitable mixers, for example using two successive preparation phases according to a general procedure well known to those skilled in the art: a first thermomechanical working or mixing phase (sometimes qualified of "non-productive" phase) at a high temperature, up to a maximum temperature of between l30 ° C and 200 ° C, preferably between l45 ° C and l85 ° C, followed by a second phase of mechanical work (sometimes described as "productive" phase) at a lower temperature, typically below 120 ° C., for example between 60 ° C. and 100 ° C., a finishing phase during which the crosslinking system is incorporated.
  • a first thermomechanical working or mixing phase sometimes qualified of "non-productive" phase
  • a second phase of mechanical work sometimes described as "productive” phase
  • a finishing phase during which the crosslinking system is incorporated.
  • a process which can be used for the manufacture of such rubber compositions comprises, for example, and preferably the following steps: in a mixer, incorporate into the diene elastomer and the reinforcing filler and any other ingredients of the composition except for the crosslinking, by thermomechanically kneading the whole, one or more times, until a maximum temperature of between 130 ° C and 200 ° C is reached;
  • the first (non-productive) phase is carried out in a single thermomechanical step during which all the necessary constituents, the possible coating agents, are introduced into a suitable mixer such as a conventional internal mixer. or other complementary additives and other additives, with the exception of the crosslinking system.
  • a suitable mixer such as a conventional internal mixer. or other complementary additives and other additives, with the exception of the crosslinking system.
  • the low temperature crosslinking system is then incorporated, generally in an external mixer such as a roll mill; the whole is then mixed (productive phase) for a few minutes, for example between 5 and 15 min.
  • the final composition thus obtained is then calendered, for example in the form of a sheet or a plate, in particular for a characterization in the laboratory, or else calendered or extruded in the form of a sheet or a usable rubber profile.
  • a sheathed reinforcement that is to say, one (or more) thread (s) reinforcement, textile (s) or metal (s) said son or son being covered in a sheath, as previously described.
  • the crosslinking (or cooking) is conducted in a known manner at a temperature generally between 130 ° C. and 200 ° C., for a sufficient time which may vary, for example, between 5 and 90 min, depending in particular on the cooking temperature, the system adopted crosslinking and crosslinking kinetics of the composition under consideration.
  • Figure 1 attached represents a tire according to a first embodiment of the invention and designated by the general reference 10.
  • the tire 10 is substantially of revolution about an axis substantially parallel to the axial direction.
  • the tire 10 is here intended for a passenger vehicle or a heavy vehicle such as a truck.
  • the tire 10 has an apex 12 comprising a crown reinforcement 14 comprising a working reinforcement 15 comprising two working plies 16, 18 of reinforcing elements and a frettage reinforcement 17 comprising a hooping ply 19.
  • the crown reinforcement 14 is surmounted by a tread 20.
  • the hooping reinforcement 17, here the hooping web 19, is radially interposed between the working reinforcement 15 and the tread 20.
  • flanks 22 extend the vertex 12 radially inwards.
  • the tire 10 further comprises two beads 24 radially inner to the flanks 22 and each having an annular reinforcement structure 26, in this case a bead wire 28, surmounted by a mass of tamping rubber 30, and a carcass reinforcement. radial 32.
  • the crown reinforcement 14 is radially interposed between the carcass reinforcement 32 and the tread 20.
  • Each flank 22 connects each bead 24 to the top 14.
  • the carcass reinforcement 32 preferably comprises a single carcass ply 34 of radial textile reinforcement elements.
  • the carcass reinforcement 32 is anchored to each of the beads 24 by a turn around the rod 28 so as to form in each bead 24 a forward strand 38 extending from the beads 24 through the flanks 22 to the vertex 12 , and a return strand 40, the radially outer end 42 of the return strand 40 being radially outside the annular reinforcing structure 26.
  • the carcass reinforcement 32 thus extends from the beads 24 through the flanks 22 to the crown 12. In this embodiment, the carcass reinforcement 32 also extends axially through the top 12.
  • Each working ply 16, 18 forms a reinforced product 21 according to the invention comprising reinforcing elements 44 forming an angle ranging from 15 ° and 40 °, preferably from 20 ° to 30 ° and here equal to 26 ° with the circumferential direction of the tire 10.
  • the reinforcing elements 44 are crossed with one working ply with respect to the other.
  • the hooping web 19 comprises reinforcing textile reinforcing elements forming an angle at most equal to 10 °, preferably ranging from 5 ° to 10 ° with the circumferential direction of the tire 10.
  • the textile reinforcing elements shrink sleeves are twists made of a heat-shrinkable material, here polyamide 66, each twist consisting of two yarns of 140 tex which have been twisted together (on direct wirer) at 250 revolutions / meter, whose diameter is equal to about 0, 66 mm.
  • the thermal contraction CT of each shrinkable textile reinforcing element is about 7%.
  • the working plies 16, 18, frettage 19 and carcass 34 comprise an elastomer matrix 23 in which are embedded the reinforcing elements of the corresponding ply.
  • the rubber compositions of the elastomeric matrices 23 of the working plies 16, 18, shrinkwrap 19 and carcass plies 34 may be conventional compositions for the coating of reinforcement elements conventionally comprising a diene elastomer, for example natural rubber, a reinforcing filler, for example carbon black and / or silica, a crosslinking system, for example a vulcanization system, preferably comprising sulfur, stearic acid and zinc oxide and optionally an accelerator and / or a vulcanization retarder and / or various additives.
  • At least one of the plies comprising a reinforced product comprises a reinforced product according to the invention.
  • this web comprises a specific coating composition 23 of the invention, that is to say a composition as defined above and hereinafter for the purposes of the invention.
  • FIGS 2 to 5 show various embodiments of the invention, that is to say various arrangements of reinforced products 21 according to the invention.
  • the reinforcing elements (one or more threads) 44 of the reinforced product 21 are arranged side by side in a main direction.
  • the reinforcing elements 44 extend parallel to each other.
  • Each reinforcing element 44 comprises at least one wire element 46.
  • Each reinforcing element 44 also comprises at least one sheath 48 coating the wire element 46 and comprising at least one layer 50 of a thermoplastic polymeric composition.
  • the sheathed reinforcement 44 is embedded in a coating composition 23.
  • the sheath 48 comprises a single layer 50 of the thermoplastic polymeric composition which may comprise a thermoplastic polymer, a functionalized diene elastomer, a poly (p-phenylene ether) or a mixture of these materials.
  • the thermoplastic polymeric composition comprises a thermoplastic polymer, for example polyamide 66.
  • the thermoplastic polymeric composition may comprise a functionalized diene elastomer, for example a styrenic thermoplastic comprising an epoxide, carbonyl, anhydride or ester function and / or a poly- p-phenylene ether.
  • the sheath 48 is coated with a layer of adhesion adhesive (not shown) between the sheath 48 and the elastomer matrix 23.
  • the sheathed reinforcement 44 is in the form of 3 cables individually covered with a sheath, and embedded together in the coating composition in Figure 2; in the form of 3 groups of cables, each group of cables being covered with a sheath, the three groups of cables, sheathed, being embedded in the coating composition in FIG.
  • the reinforced product of the invention described above can especially be used for the manufacture of any finished article or semi-finished rubber product, in particular for the reinforcement of pneumatic tires of all types of vehicles, in particular passenger vehicles or industrial vehicles such as Heavy weights.
  • this reinforced product of the invention can be in various forms, in a unitary form (with a single reinforcing thread) or in the form of a sheet, strip, band or block of rubber in which are incorporated, for example by calendering, several textile reinforcement son (s) and / or metal (s).
  • the definitive adhesion between the sheathed wire reinforcement and the coating rubber can be obtained after the firing, preferably under pressure, of the finished article for which the wire reinforcement of the invention is intended.
  • the 1,8-dithiacyclotetradecane 1,8-disulfide is synthesized according to the scheme below and according to the following synthesis protocol:
  • the solvents are evaporated under reduced pressure (70 mbar, 36 ° C.).
  • the expected product is treated with MTBE (350 mL) and washed 3 times with water (50 mL).
  • the organic phase is dried with sodium sulphate and then concentrated under reduced pressure (35 mbar, 36 ° C.).
  • the solid is treated twice with acetone (twice for 250 ml): after stirring for 3 hours at room temperature, the precipitate is filtered and washed on the filter with acetone (twice per 25 ml). After drying, the product is treated with MB TE (200 ml) with stirring for 3 hours at room temperature, then the residual solid is filtered and washed with MTBE (twice in 15 ml) and finally dried for 10 - 15 hours at room temperature. room. A white solid (20.09 g, 85% yield) with a melting point of 62 ° C. is obtained. The molar purity is greater than 94% (1 H NMR).
  • 1,2,3,4-Tetrathiecane is synthesized according to the reaction scheme below and according to the following synthesis protocol:
  • the molar purity is greater than 98 mol%. (1H NMR).
  • the mixed polysulfide compound 3 is synthesized according to the reaction scheme below and the following synthesis protocol:
  • the white solid obtained is filtered, washed with petroleum ether (twice for 25 mL) and dried at room temperature under atmospheric pressure. The product is then taken up in chloroform (6 ml of the solvent to 1 g of product) and is heated at 50 ° C. (bath temperature) for 3 hours. An insoluble fraction and a soluble fraction are obtained.
  • the compound is thus obtained in the form of a mixture of the cyclic form (insoluble fraction) and of the open form (soluble fraction).
  • the proportion of the reactants is such that the value of the index n is centered on 3.
  • the insoluble fraction (cyclic form) is filtered and washed on the filter with chloroform (50 ml) and dried at room temperature under atmospheric pressure. At the end of this treatment, a white polymer product (9.8 g) is obtained. This product being insoluble in the usual solvents, it has not been characterized.
  • the soluble fraction (open form) is in turn concentrated and analyzed by NMR (see NMR characterization below). The product obtained contains oligomers in which the index p has a value in the range from 12 to 23.
  • the NMR data are as follows: The chemical shifts in 1 H and 13 C for patterns 1, 2, 3 and 4 are approximate since they change according to the number of sulfur (S) n.
  • rubber compositions have been prepared in accordance with the invention, the formulations of which are given in Table 1; the rate of the different products is expressed in phr (parts by weight per hundred parts by weight of elastomer).
  • the reinforcing filler carbon black
  • the elastomer were successively introduced into an internal mixer, the initial batch temperature of which was approximately 50 ° C. diene, as well as the various other ingredients with the exception of the crosslinking system; the mixer was thus filled to about 70% (% by volume).
  • Theromechanical work was then carried out in one step of about 3 to 5 minutes, until a maximum temperature of "falling" of 160 ° C. was reached.
  • the mixture thus obtained was recovered, cooled, and sulfur and a sulfenamide accelerator were incorporated on an external mixer (homo-finisher) at 40 ° C, mixing the whole (productive phase) for a few minutes. .
  • the composition thus obtained was then calendered in the form of plates that can be used as coating gum for the sheathed wire reinforcements according to the invention.
  • compositions according to the invention C1 to C5 were compared with two control compositions (T1 and T2) of similar formulation-prepared identically, of which only the crosslinking system differs.
  • Table 1 The compositions according to the invention C1 to C5 were compared with two control compositions (T1 and T2) of similar formulation-prepared identically, of which only the crosslinking system differs.
  • Zinc dibenzyldithiocarbamate (CAS No.14726-36-4) ("ZBEC” from Anvis France Decize).
  • the measured properties are the modules of the compositions, as determined by tensile tests. These tests make it possible to determine the elastic stress and the properties at break. They are carried out in accordance with the French standard NF T 46-002 of September 1988.
  • the elongations at break (in%) are measured in second elongation (i.e. after an accommodation cycle).
  • the measurements of elongation at break (denoted AR) are carried out under the normal conditions of temperature (23 ⁇ 2 ° C.) and hygrometry (50 ⁇ 5% relative humidity), according to the French standard NF T 40- 101 (December 1979), and also at 100 ° C.
  • the nominal secant moduli (or apparent stresses, in MPa, related to deformation, without unit) at 10%, 100% or 300% elongation (denoted MA10, MA100 and MA300) and the true stresses at break (in MPa) can also be measured.
  • compositions T1 and T2 (controls) and C1 to C5 (in accordance with the invention) presented in Table 2 below were combined with a brass-coated metal reinforcement consisting of 3 steel wires with 0.7% carbon, 18/100 e millimeters in diameter with an assembly pitch of 5 mm, the brass comprising 63% copper.
  • the reinforcement is sheathed, the sheath is 6-6 polyamide about 0.1 mm thick on average for a cable diameter sheathed about 0.53 mm, and covered with an RFL glue.
  • compositions C1 to C5 in accordance with the invention, have a lower decrease in adhesion after firing at 190 ° C. compared to adhesion after firing at 150 ° C. , thus saving time in the manufacturing process, without penalizing the adhesion of the coating gum to the reinforcement.
  • compositions in accordance with the invention have the additional advantage of having higher elongation at break properties than those of controls T1 and T2.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

L'invention concerne un produit renforcé, utilisable notamment pour le renforcement d'un article fini en caoutchouc, comportant un ou plusieurs fil(s) de renforcement, textile(s) ou métallique(s), ledit ou lesdits fil(s) étant recouverts d'une gaine comprenant une composition polymérique thermoplastique, le(s) fil(s) gainé(s) étant eux-mêmes noyé(s) dans une composition de caoutchouc dite gomme d'enrobage, caractérisé en ce que cette gomme d'enrobage est une composition à base d'au moins un élastomère diénique, une charge renforçante et un composé polysulfuré de formule générale (I) dans laquelle A et B forment ensemble une liaison covalente, ou alors A représente un atome d'hydrogène et B représente un atome d'hydrogène ou un groupement -S-R1-Z-R2-SH; n est un nombre supérieur ou égal à1; p est un nombre supérieur ou égal à 1; Z représente une liaison covalente ou un hétéroatome choisi parmi -O-, -Si-, -(S)m- et -N(H)-, dans lequel m est un nombre supérieur ou égal à 1; et R1 et R2 représentent indépendamment l'un de l'autre des groupements identiques ou différents, hydrocarbonés divalents linéaires ou ramifiés, comportant de 1 à 18 atomes de carbone.

Description

PRODUIT RENFORCE COMPRENANT UNE COMPOSITION COMPRENANT UN COMPOSE POLY SULFURÉ ET PNEUMATIQUE COMPRENANT LEDIT PRODUIT
RENFORCE
Le domaine de la présente invention est celui des produits renforcés (ou produits semi-fini renforcés) comprenant des éléments de renforcement ou « renforts », métalliques ou textiles, gainés d’une composition polymérique thermoplastique, lesdits renforts gainés étant noyés dans une composition de caoutchouc. Ces produits renforcés ou produits semi-finis renforcés sont utilisables notamment pour renforcer des articles finis en caoutchouc tels que par exemple des pneumatiques pour véhicules automobiles.
Ces produits renforcés ou produits semi-finis renforcés peuvent être utilisés en particulier dans les armatures de carcasse (" carcass ") des pneumatiques, le sommet {"crown"), ainsi qu'à la protection des armatures de renforcement du sommet encore appelées ceintures (" belts ") de ces pneumatiques.
Un pneumatique à armature de carcasse radiale, de manière connue, comporte une bande de roulement, deux bourrelets inextensibles, deux flancs reliant les bourrelets à la bande de roulement et une ceinture disposée circonférentiellement entre l’armature de carcasse et la bande de roulement, cette ceinture et l’armature de carcasse étant constituées de diverses nappes (ou "couches”) de caoutchouc renforcées par des éléments de renforcement ou renforts tels que des câblés ou des monofilaments, du type métalliques ou textiles.
Plus précisément, une ceinture de pneumatique est généralement constituée d'au moins deux nappes de ceinture superposées, dites parfois nappes "de travail" ou nappes "croisées", dont les renforts, textiles ou métalliques sont disposés pratiquement parallèles les uns aux autres à l'intérieur d'une nappe, mais croisés d'une nappe à l'autre, c’est-à-dire inclinés, symétriquement ou non, par rapport au plan circonférentiel médian, d’un angle qui est généralement compris entre 10° et 45° selon le type de pneu considéré. Chacune de ces deux nappes croisées est constituée d'une matrice de caoutchouc ou "gomme d’enrobage" ou encore parfois "gomme de calandrage" enrobant les renforts. Dans la ceinture, les nappes croisées peuvent être complétées par diverses autres nappes ou couches de caoutchouc auxiliaires, de largeurs variables selon les cas, comportant ou non des renforts ; on citera à titre d'exemple de simples coussins de gomme, des nappes dites "de protection" chargées de protéger le reste de la ceinture des agressions externes, des perforations, ou encore des nappes dites "de frettage" comportant des renforts orientés sensiblement selon la direction circonférentielle (nappes dites "à zéro degré"), qu'elles soient radialement externes ou internes par rapport aux nappes croisées. Pour le renforcement des ceintures ci-dessus, en particulier de leurs nappes croisées, nappes de protection ou nappes de frettage, on utilise généralement des renforts sous forme de câbles d'acier (" Steel cords") ou des câblés textiles (" textile cords") constitués de fils fins assemblés entre eux par câblage ou retordage.
Pour remplir efficacement leur fonction de renforcement des ceintures de pneumatiques radiaux, soumises comme on le sait à des contraintes très importantes lors du roulage des pneumatiques, ces câbles d'acier ou textiles doivent satisfaire à un très grand nombre de critères techniques, parfois contradictoires, tels qu'une haute endurance en compression, une résistance élevée à la traction, à l’usure et à la corrosion, une forte adhésion au caoutchouc environnant, et être capables de maintenir ces performances à un niveau très élevé aussi longtemps que possible.
L’adhésion entre les câbles, notamment métalliques et le caoutchouc environnant est donc une propriété clé pour l’efficacité des semi-finis renforcés. On connaît de l’état de la technique des compositions d’enrobage comprenant un élastomère diénique, notamment du caoutchouc naturel, une charge renforçante, et un système de vulcanisation bien spécifique pour ces compositions. Ce système de vulcanisation comprend usuellement du soufre et de l’oxyde de zinc à des taux élevés, de l’acide stéarique à faible taux, un accélérateur de vulcanisation dit lent et un retardateur de vulcanisation.
La présence d’un taux élevé de soufre présente l’avantage de permettre la consommation d’une partie de ce soufre pour la sulfuration des câbles métalliques, notamment laitonnés, et la réticulation de la matrice élastomérique par vulcanisation.
Ce système de vulcanisation spécifique, s’il permet d’obtenir une adhésion satisfaisante entre le câble et la composition de caoutchouc environnante, constitue une forte contrainte lors de la fabrication des semi-finis. Notamment, la processabilité, le temps de cuisson ou le module en allongement peuvent être impactés, provoquant des difficultés de mise en œuvre, un temps de préparation allongé et donc un coût plus important des semi-finis renforcés. De plus, ce système de vulcanisation spécifique entraîne une certaine sensibilité à la thermo -oxydation, entraînant une évolution des mélanges dans le temps, pouvant conduire à une fissuration des mélanges.
Afin de répondre aux inconvénients des systèmes d’enrobage conventionnels, il a été proposé dans le document WO2016/058942 une gomme d’enrobage à base d’au moins un élastomère diénique, une charge renforçante et un système de vulcanisation au soufre, dans lequel le rapport des quantités, en pce (parties en poids pour cent parties en poids l’ élastomère), de soufre et de charge renforçante est inférieur à 0,08. Par exemple dans les compositions décrites, la quantité de soufre est de 1,6 pce et la quantité de noir de carbone est de 47 pce. Il est intéressant pour les manufacturiers de disposer de compositions de gomme d’enrobage susceptibles d’être réticulées à haute température, afin de gagner du temps dans le procédé de fabrication, sans pénaliser l’adhésion de la gomme d’enrobage au renfort, tel qu’un fil gainé, noyé dans cette gomme d’enrobage.
Dans ce contexte, les demanderesses ont à présent découvert la présente invention, qui concerne un produit renforcé, utilisable notamment pour le renforcement d'un article fini en caoutchouc, comportant un ou plusieurs fil(s) de renforcement, textile(s) ou métallique(s), ledit ou lesdits fil(s) étant recouverts d’une gaine comprenant une composition polymérique thermoplastique, le(s) fil(s) gainé(s) étant eux-mêmes noyé(s) dans une composition de caoutchouc dite gomme d’enrobage, caractérisé en ce que cette gomme d’enrobage est une composition à base d’au moins un élastomère diénique, une charge renforçante et un composé poly sulfuré de formule générale (I)
dans laquelle :
A et B forment ensemble une liaison covalente, ou alors A représente un atome d’hydrogène et B représente un atome d’hydrogène ou un groupement -S-RI-Z-R2-SH,
n est un nombre supérieur ou égal àl ,
p est un nombre supérieur ou égal à 1 ,
Z représente une liaison covalente ou un hétéroatome choisi parmi -O-, -Si-, -(S)m- et -N(H)- , dans lequel m est un nombre supérieur ou égal à 1 ,
et Rl et R2 représentent indépendamment l’un de l’autre des groupements identiques ou différents, hydrocarbonés divalents linéaires ou ramifiés, comportant de 1 à 18 atomes de carbone.
Par l’expression A et B forment ensemble une liaison covalente, on entend que les atomes de soufre adjacents respectivement à A et B sont reliés directement par une liaison covalente. Dans ce cas le composé polysulfuré de formule générale (I) est cyclique.
Cette invention permet une réticulation à haute température, et donc une production accélérée des produits renforcés (ou semi-finis renforcés), sans diminution de l’adhésion de la gomme d’enrobage au renfort, tel qu’un fil gainé, noyé dans cette gomme d’enrobage.
De manière préférentielle, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel Rl et R2 représentent des groupements hydrocarbonés divalents linéaires. De préférence, Rl et R2 représentent un radical alkylène comportant de 1 à 18 atomes de carbone, de préférence de 2 à 10 atomes de carbone. Selon un mode préféré pour l’invention, Rl et R2 sont des radicaux identiques.
De manière préférentielle également, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci- dessus dans lequel n représente un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 8, de préférence de 1 à 6, plus préférentiellement de 1 à 3.
De préférence, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel p représente un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 30, de préférence de 1 à 15, plus préférentiellement de 1 à 3.
De préférence également, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel A et B forment ensemble une liaison covalente. Alternativement et préférentiellement également, A représente un atome d’hydrogène et B représente un atome d’hydrogène ou un groupement -S-R1-Z-R2-SH, de préférence B représente un groupement -S-R1-Z-R2-SH.
Préférentiellement, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel Z représente une liaison covalente ou un hétéroatome choisi dans le groupe constitué par -Si-, -(S)m- et -N(H)-.
Préférentiellement également, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel m est un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 8, de préférence de 1 à 6. De préférence, m est un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 3, de préférence de 1 à 2.
De préférence, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel Z représente une liaison covalente. Alternativement et de préférence également, Z représente un radical -(S)m-.
Préférentiellement, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel A et B forment ensemble une liaison covalente, Rl et R2 sont des alkylènes en C1-C7, Z est une liaison covalente ou un groupement -S- ou -S-S-, n représente 1 ou 3 et p représente 1.
Alternativement et préférentiellement également, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel A est un atome d’hydrogène, B représente un groupement -S-R1-Z-R2-SH ; Rl et R2 étant des alkylènes en C1-C7, Z étant une liaison ou un groupement -S- ou -S-S-, n représentant 1 ou 3 et p représentant un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 30. De manière préférentielle, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel le composé polysulfuré de formule générale (I) est présent dans la composition de la gomme d’enrobage à un taux compris dans un domaine allant de 0,5 à 10 pce, de préférence allant de 0,5 à 5 pce, et plus préférentiellement de 0,5 à 3 pce.
De préférence, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend un accélérateur de vulcanisation choisi dans le groupe constitué par les thiazoles, les sulfénamides, les guanidines, les amines, les aldéhyde- amines, les dithiophosphates, les xanthates, les thiurames, les dithiocarbamates et leurs mélanges.
De préférence également, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend un accélérateur de vulcanisation complémentaire, différent de l’accélérateur précédent, décrit ci-dessus, choisi dans le groupe constitué par la diphényle guanidine (DPG), la triphényle guanidine (TPG), la diorthotolyl guanidine (DOTG), la o-tolylbiguanide (OTBG), le disulfure de benzothiazole (MBTS), le disuflure de tetraméthylthiurame (TMTD), le disulfure de tetrabenzylthiurame (TBzTD), le dibenzyldithiocarbamate de zinc (ZBEC), le zinc N,N’- dimethylcarbamodithioates (ZDMC), le zinc N,N’-diethylcarbamodithioates (ZDEC), le zinc N,N’-dibutylcarbamodithioates (ZDBC), le zinc N,N’-dibenzylcarbamodithioates (ZDBC), le zinc isopropylxanthate (ZIX), et leurs mélanges. De manière très préférée, l’accélérateur de vulcanisation complémentaire, est le dibenzyldithiocarbamate de zinc (ZBEC).
De manière préférentielle, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel la composition de la gomme d’enrobage ne comprend pas de retardateur de vulcanisation.
Egalement de manière préférentielle, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci- dessus dans lequel la composition de la gomme d’enrobage ne comprend pas de soufre élémentaire ou en comprennent moins de 1 pce, de préférence moins de 0,5 pce.
De manière préférentielle également, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci- dessus dans lequel, la composition de la gomme d’enrobage ne comprend pas de sel de cobalt. Préférentiellement, la composition de la gomme d’enrobage ne comprend pas de promoteur d’adhésion.
Préférentiellement, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel l’élastomère diénique de la composition de la gomme d’enrobage comprend majoritairement un élastomère choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, le polyisoprène de synthèse ou un mélange de ces derniers. De préférence, la composition de la gomme d’enrobage comprend de 60 à 100 pce, de préférence de 70 à 100 pce d’un élastomère choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, le polyisoprène de synthèse ou un mélange de ces derniers. Plus préférentiellement, la composition de la gomme d’enrobage comprend de 80 à 100 pce, de préférence de 90 à 100 pce d’un élastomère choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, le polyisoprène de synthèse ou un mélange de ces derniers.
De préférence, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend de 20 à 80 pce, de préférence de 30 à 70 pce, de charge renforçante. Préférentiellement, la composition de la gomme d’enrobage comprend de 35 à 60 pce, de préférence de 40 à 55 pce, de charge renforçante.
De préférence également, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend du noir de carbone comme charge majoritaire.
De manière préférentielle, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci-dessus dans lequel le ou les fils de renforcement sont des fils métalliques.
De manière préférentielle également, l’invention concerne un produit renforcé tel que défini ci- dessus dans lequel le(s) fil(s) gainé(s) est revêtu d’une colle, de préférence d’une colle Résorcinol-F ormaldéhyde-Latex .
L’invention concerne également un pneumatique comprenant un produit renforcé tel que défini ci-dessus, de préférence au moins dans une nappe choisie parmi les nappes de renforcement du sommet et les nappes de carcasse.
Parmi ces pneumatiques, l’invention concerne notamment des pneumatiques destinés à équiper des véhicules à moteur de type tourisme, SUV {"Sport Utility Vehicles "), deux roues (notamment vélos, motos), avions, comme des véhicules industriels choisis parmi camionnettes, "Poids-lourd" c’est-à-dire métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route tels qu'engins agricoles ou de génie civil, autres véhicules de transport ou de manutention. Egalement, le produit renforcé de l’invention peut être utilisé pour la fabrication de courroies de caoutchouc ou encore pour des bandes transporteuses telles que des tapis roulants.
L’invention ainsi que ses avantages seront aisément compris à la lumière de la description et des exemples de réalisation qui suivent, ainsi que des figures relatives à ces exemples qui schématisent : en coupe radiale, un bandage pneumatique à armature de carcasse radiale conforme à l'invention, incorporant dans sa ceinture ou dans sa carcasse un produit renforcé selon l’invention (Fig. 1)
en coupe transversale, un exemple d'un produit renforcé selon l'invention, sous forme de 3 câbles individuellement recouverts d’une gaine, et noyés ensemble dans la composition d’enrobage (Fig. 2) ;
en coupe transversale, un autre exemple d'un produit renforcé conforme à l'invention, sous forme de 3 groupes de câbles, chaque groupe de câbles étant recouvert d’une gaine, les trois groupes de câbles, gainés, étant noyés dans la composition d’enrobage (Fig. 3) ; en coupe transversale, un autre exemple d'un produit renforcé conforme à l'invention, sous forme d'une bandelette de 3 câbles recouverts d’une même gaine et noyés dans la composition d’enrobage (Fig. 4) ;
en coupe transversale, un autre exemple d'un produit renforcé conforme à l'invention, sous forme d'une bandelette de 3 groupes de câbles recouverts d’une même gaine et noyés dans la composition d’enrobage (Fig. 5).
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Dans la présente description, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) indiqués sont des % en masse.
L'abréviation "pce" (usuellement "phr" en anglais) signifie parties en poids pour cent parties d'élastomère ou caoutchouc (du total des élastomères si plusieurs élastomères sont présents).
D’autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l’expression "entre a et b" représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c’est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "de a à b" signifie le domaine de valeurs allant de a jusqu'à b (c’est-à-dire incluant les bornes strictes a et b).
Le produit renforcé de l’invention dit aussi « semi-fini renforcé », « renfort composite » est donc un renfort gainé, c’est-à-dire recouvert d’une gaine, puis noyé dans une composition dite d’enrobage, en caoutchouc, à l'état cru ou cuit (réticulé). Il a pour caractéristique essentielle de comporter au moins un (c’est-à-dire un ou plusieurs) fil(s) de renforcement, textile(s) ou métallique(s), ainsi qu'une composition spécifique dite couche de gainage ou gaine, qui recouvre, enrobe individuellement ledit fil ou collectivement plusieurs fils, formant un renfort gainé. Ce renfort gainé est ensuite lui-même noyé dans une composition de caoutchouc, dite composition d’enrobage ou gomme d’enrobage. La structure de ce produit renforcé de l’invention est décrite en détail ci-après. Par l'expression «composition à base de» il faut entendre une composition comportant le mélange et/ou le produit de réaction in situ des différents constituants de base utilisés, certains de ces constituants pouvant réagir et/ou étant destinés à réagir entre eux, au moins partiellement, lors des différentes phases de fabrication de la composition, ou lors de la cuisson ultérieure, modifiant la composition telle qu’elle est préparée au départ. Ainsi les compositions telles que mises en œuvre pour l’invention peuvent être différentes à l’état non réticulé et à l’état réticulé.
Lorsqu’on fait référence à un composé « majoritaire », on entend au sens de la présente invention, que ce composé est majoritaire parmi les composés du même type dans la composition, c’est-à-dire que c’est celui qui représente la plus grande quantité en masse parmi les composés du même type. Ainsi, par exemple, un polymère majoritaire est le polymère représentant la plus grande masse par rapport à la masse totale des polymères dans la composition. De la même manière, une charge dite majoritaire est celle représentant la plus grande masse parmi les charges de la composition. A titre d’exemple, dans un système comprenant un seul polymère, celui-ci est majoritaire au sens de la présente invention ; et dans un système comprenant deux polymères, le polymère majoritaire représente plus de la moitié de la masse des polymères. Au contraire, un composé « minoritaire » est un composé qui ne représente pas la fraction massique la plus grande parmi les composés du même type.
1 - Renfort gainé
Fil de renforcement
Dans la présente demande, on entend de manière générale par fil de renforcement (" reinforcing thread") tout élément longiligne de grande longueur relativement à sa section transversale, quelle que soit la forme de cette dernière, par exemple circulaire, oblongue, rectangulaire ou carrée, ou même plate, ce fil pouvant être rectiligne comme non rectiligne, par exemple torsadé, ou ondulé. Lorsqu'il est de forme circulaire, son diamètre est de préférence inférieur à 5 mm, plus préférentiellement compris dans un domaine de 0,1 à 2 mm.
Ce fil de renforcement peut prendre toute forme connue, il peut s'agir par exemple d'un monofilament élémentaire de diamètre important (par exemple et de préférence égal ou supérieur à 50 mhi), d’un ruban élémentaire, d’un film, d’une fibre multifilamentaire (constituée d’une pluralité de filaments élémentaires de faible diamètre, typiquement inférieur à 30 mhi), d'un retors textile formé de plusieurs fibres retordues ensemble, d'un câble textile ou métallique formé de plusieurs fibres ou monofilaments câblés ou retordus ensemble, ou encore d'un assemblage, une rangée de fils comportant plusieurs de ces monofilaments, fibres, retors ou câbles regroupés ensemble. Dans la présente demande, on entend de manière générale par renfort fïlaire ou renfort gainé, un ou plusieurs fil(s) de renforcement recouvert(s) d’une gaine.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le renfort fïlaire utile aux besoins de l'invention peut donc se présenter sous la forme d’un seul fil de renforcement, recouvert dans sa gaine, pour constituer un fil composite unitaire gainé, noyé dans la composition d’enrobage spécifique de l’invention.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel, le renfort fïlaire utile aux besoins de l'invention peut aussi se présenter sous la forme de plusieurs fils de renforcement (monofilaments, rubans, films, fibres, retors ou câbles) regroupés ensemble, par exemple alignés selon une direction principale, rectiligne ou pas. Ces fils de renforcement sont alors collectivement recouverts dans leur gaine puis noyés dans la composition d’enrobage spécifique de l’invention, pour constituer un produit renforcé selon l’invention, par exemple une bande, bandelette, un tissu composite en caoutchouc de diverses formes telle que ceux usuellement rencontrées dans la structure des pneumatiques. A titre d’exemples préférentiels de produit renforcés conformes à l’invention, on citera particulièrement les tissus constituant les nappes d’armature de carcasse, les nappes sommet de protection, les nappes sommet de frettage ou les nappes sommet de travail présentes dans les ceintures des pneumatiques.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le fil de renforcement est un fil de renforcement métallique.
Par métallique, on entend par définition un fil (ou monofilament) constitué majoritairement (c’est-à-dire pour plus de 50% de sa masse) ou intégralement (pour 100% de sa masse) d’un matériau métallique. Chaque monofilament est préférentiellement en acier, plus préférentiellement en acier perlitique (ou ferrito-perlitique) au carbone désigné ci-après par "acier au carbone", ou encore en acier inoxydable (par définition, acier comportant au moins 11% de chrome et au moins 50% de fer). Lorsqu'un acier au carbone est utilisé, sa teneur en carbone (% en poids d'acier) est de préférence comprise entre 0,2% et 0,9%. On utilise de préférence un acier du type Steel cord à résistance normale (dit "NT" pour " Normal Tensile ") ou à haute résistance (dit "HT" pour " High Tensile ") dont la résistance en traction (Rm) est de préférence supérieure à 2000 MPa, plus préférentiellement supérieure à 2500 MPa et inférieure à 3000 MPa (mesure effectuée en traction selon la norme ISO 6892 de 1984). L'acier peut être revêtu d'une couche adhésive telle que du laiton ou du zinc.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel, le fil de renforcement est un fil textile, constitué d’une matière polymérique synthétique ou naturelle, voire d’une matière minérale. A titre d’exemples, on peut citer notamment les fils de renforcement en alcool polyvinylique (PVA), polyamide aliphatique (e.g. polyamides 4-6, 6, 6-6, 11 ou 12), polyamide aromatique (ou "aramide"), polyamide-imide, polyimide, polyester (e.g. PET, PEN), polyester aromatique, polyéthylène, polypropylène, polycétone, cellulose, rayonne, viscose, polyphénylène benzobisoxazole (PBO), verre, carbone ou encore céramique.
Gaine
Le renfort fïlaire décrit ci-dessous comprend une gaine, également appelée couche de gainage. Ce type de gaine est bien connu de l’homme du métier. Pour les besoins de l’invention, la gaine comprend une composition polymérique thermoplastique. Dans un mode de réalisation, la gaine comprend une unique couche de la composition polymérique thermoplastique. En variante, la gaine comprend plusieurs couches, au moins l’une d’entre elles comprenant une composition polymérique thermoplastique.
Par composition polymérique thermoplastique, on entend une composition comprenant au moins un polymère ayant les propriétés d’un polymère thermoplastique. La composition peut éventuellement comprendre, en complément, d’autres polymères thermoplastiques, des élastomères et d’autres composants non polymériques.
Parmi les polymères thermoplastiques utiles à la préparation de la gaine, on choisira par exemple et de manière préférentielle un polymère thermoplastique choisi préférentiellement dans le groupe constitué par les polyamides, les polyesters et les polyimides, plus particulièrement dans le groupe constitué par les polyamides aliphatiques et les polyesters. Parmi les polyesters, on peut citer par exemple les PET (polyéthylène téréphthalate), PEN (polyéthylène naphthalate), PBT (polybutylène téréphthalate), PBN (polybutylène naphthalate), PPT (polypropylène téréphthalate), PPN (polypropylène naphthalate). Parmi les polyamides aliphatiques, on peut citer notamment les polyamides 4-6, 6, 6-6, 11 ou 12. Ce polymère thermoplastique est préférentiellement un polyamide aliphatique, plus préférentiellement un polyamide 6, 6-6 ou un polyamide 11.
Les élastomères pouvant être utilisés dans la composition thermoplastique de la gaine peuvent être préférentiellement de deux types : les élastomères thermoplastiques styréniques et les élastomères diéniques fonctionnalisés. Ces deux types d’ élastomères sont décrits ci-dessous.
Les élastomères thermoplastiques styréniques (en abrégé "TPS") sont des élastomères thermoplastiques se présentant sous la forme de copolymères blocs à base de styrène. De structure intermédiaire entre polymères thermoplastiques et élastomères, ils sont constitués de manière connue de séquences rigides polystyrène reliées par des séquences souples élastomère, par exemple polybutadiène, polyisoprène ou poly(éthylène/butylène). C'est la raison pour laquelle, de manière connue, les copolymères TPS se caractérisent généralement par la présence de deux pics de transition vitreuse, le premier pic (température la plus basse, négative) étant relatif à la séquence élastomère du copolymère TPS, le second pic (température la plus haute, positive, typiquement aux alentours de 80°C ou plus) étant relatif à la partie thermoplastique (blocs styrène) du copolymère TPS. Ces élastomères TPS sont souvent des élastomères triblocs avec deux segments rigides reliés par un segment souple. Les segments rigides et souples peuvent être disposés linéairement, en étoile ou branchés. Ces élastomères TPS peuvent être aussi des élastomères diblocs avec un seul segment rigide relié à un segment souple. Typiquement, chacun de ces segments ou blocs contient au minimum plus de 5, généralement plus de 10 unités de base (par exemple unités styrène et unités isoprène pour un copolymère blocs styrène/ isoprène/ styrène). En cela, bien entendu, ils ne doivent pas être confondus avec des élastomères copolymères diéniques statistiques tels que par exemple des caoutchoucs SIR (copolymères styrène-isoprène) ou SBR (copolymères styrène- butadiène) qui de manière bien connue n’ont aucun caractère thermoplastique.
Le TPS utile à la préparation de la gaine, est de préférence insaturé. Par élastomère TPS insaturé, on entend par définition et de manière bien connue un élastomère TPS qui est pourvu d'insaturations éthyléniques, c’est-à-dire qui comporte des doubles liaisons carbone-carbone (conjuguées ou non) ; réciproquement, un élastomère TPS dit saturé est bien entendu un élastomère TPS qui est dépourvu de telles doubles liaisons.
De préférence également, le TPS utile à la préparation de la gaine, est fonctionnalisé, porteur de groupes fonctionnels choisis parmi les groupes ou fonctions époxyde, carboxyle, anhydride ou ester d’acide. Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel, cet élastomère TPS est un élastomère époxydé, c’est-à-dire porteur d'un ou plusieurs groupes époxydes.
De préférence, le TPS utile à la préparation de la gaine, est choisi dans le groupe constitué par les copolymères blocs styrène/ butadiène (SB), styrène/ isoprène (SI), styrène/ butadiène/ butylène (SBB), styrène/ butadiène/ isoprène (SBI), styrène/ butadiène/ styrène (SBS), styrène/ butadiène/ butylène/ styrène (SBBS), styrène/ isoprène/ styrène (SIS), styrène/ butadiène/ isoprène/ styrène (SBIS) et les mélanges de ces copolymères. De nombreux élastomères TPS sont disponibles dans le commerce. Comme exemple de SBS insaturé et époxydé, on peut citer le "Epoffiend" connu et disponible commercialement auprès de la société Daicel.
Parmi les élastomères utiles à la préparation de la gaine, on choisira par exemple et de manière préférentielle un élastomère diénique fonctionnalisé, ledit élastomère étant porteur de groupes fonctionnels choisis parmi les groupes ou fonctions époxyde, carboxyle, anhydride ou ester d'acide. Préférentiellement, les groupes fonctionnels sont des groupes époxydes, c’est-à-dire que l'élastomère diénique est un élastomère diénique époxydé. Parmi les poly (p phénylène éther) (ou PPE) utiles à la préparation de la gaine, on choisira par exemple et de manière préférentielle un PPE choisi dans le groupe constitué par les poly(2,6- diméthyl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2,6-diméthyl-co-2,3 ,6-triméthyl- 1 ,4-phénylène-éther), poly-(2,3 ,6-triméthyl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2,6-diéthyl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2- méthyl-6-éthyl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2-méthyl-6-propyl- 1 ,4-phénylène-éther), poly-(2,6- dipropyl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2-éthyl-6-propyl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2,6-dilauryl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2,6-diphényl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2,6-diméthoxy- 1 ,4- phénylène-éther), poly( 1 ,6-diéthoxy- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2-méthoxy-6-éthoxy- 1 ,4- phénylène-éther), poly(2-éthyl-6-stéaryloxy- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2,6-dichloro- 1 ,4- phénylène-éther), poly(2-méthyl-6-phényl- 1 ,4-phénylène-éther), poly(2-éthoxy- 1 ,4-phénylène- éther), poly(2-chloro-l,4-phénylène-éther), poly(2,6-dibromo-l,4-phénylène-éther), poly(3- bromo-2,6-diméthyl-l,4-phénylène-éther), leurs copolymères respectifs, et les mélanges de ces homopolymères ou copolymères. Selon un mode de réalisation particulier et préférentiel, le PPE utilisé est le poly(2,6-diméthyl-l,4-phénylène-éther) également dénommé parfois polyphénylène oxyde (ou, en abrégé, "PPO"). De tels PPE ou PPO commercialement disponibles sont par exemple les PPE de dénomination "Xyron S202" de la société Asahi Kasei, ou les PPE de dénomination "Noryl SA120" de la société Sabic.
De préférence, selon sa composition précise, la gaine comprenant une composition polymérique thermoplastique telle que décrite ci-dessus peut être auto adhérente, c’est-à-dire que sa composition peut être telle qu’elle présente une très bonne adhésion à la composition de caoutchouc environnante, sans nécessiter l’utilisation d’une colle. Ce type de composition polymérique thermoplastique comme gaine auto adhérente est décrit dans les demandes WO2010/136389, W02010/105975, WO2011/012521, WO2011/051204, WO2012/016757, W02012/038340, WO2012/038341, WO2012/069346, WO2012/104279, W02012/104280, WO2012/104281 , WO2013/117474 et WO2013/117475.
Alternativement et avantageusement également, la gaine est revêtue d’une couche d’adhésion (colle) entre la gaine et la matrice d’élastomère. La colle utilisée est par exemple du type RFL (Résorcinol-Formaldéhyde-Latex) ou par exemple, telle que décrite dans les publications W02013017421, WO2013017422, WO2013017423.
2 - Composition d’enrobage Elastomère diénique
La composition d’enrobage du produit renforcé de l’invention peut contenir un seul élastomère diénique ou un mélange de plusieurs élastomères diéniques.
Par élastomère (ou « caoutchouc », les deux termes étant considérés comme synonymes) du type "diénique", on rappelle ici que doit être compris de manière connue un (on entend un ou plusieurs) élastomère issu au moins en partie (i.e., un homopolymère ou un copolymère) de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non).
Les élastomères diéniques peuvent être classés dans deux catégories : "essentiellement insaturés" ou "essentiellement saturés". On entend en général par "essentiellement insaturé", un élastomère diénique issu au moins en partie de monomères diènes conjugués, ayant un taux de motifs ou unités d'origine diénique (diènes conjugués) qui est supérieur à 15% (% en moles) ; c'est ainsi que des élastomères diéniques tels que les caoutchoucs butyle ou les copolymères de diènes et d’alpha-oléfines type EPDM n’entrent pas dans la définition précédente et peuvent être notamment qualifiés d’élastomères diéniques "essentiellement saturés" (taux de motifs d'origine diénique faible ou très faible, toujours inférieur à 15%). Dans la catégorie des élastomères diéniques "essentiellement insaturés", on entend en particulier par élastomère diénique "fortement insaturé" un élastomère diénique ayant un taux de motifs d'origine diénique (diènes conjugués) qui est supérieur à 50%.
Ces définitions étant données, on entend plus particulièrement par élastomère diénique susceptible d'être utilisé dans les compositions selon l'invention:
(a) tout homopolymère pouvant être obtenu par polymérisation d’un monomère diène conjugué ayant de 4 à 12 atomes de carbone;
(b) tout copolymère obtenu par copolymérisation d'un ou plusieurs diènes conjugués entre eux ou avec un ou plusieurs composés vinyle aromatique ayant de 8 à 20 atomes de carbone;
(c) un copolymère ternaire obtenu par copolymérisation d’éthylène, d’une a-oléfïne ayant 3 à 6 atomes de carbone avec un monomère diène non conjugué ayant de 6 à 12 atomes de carbone, comme par exemple les élastomères obtenus à partir d’éthylène, de propylène avec un monomère diène non conjugué du type précité tel que notamment l’hexadiène-l,4, l’éthylidène norbomène, le dicyclopentadiène;
(d) un copolymère d'isobutène et d'isoprène (caoutchouc butyle), ainsi que les versions halogénées, en particulier chlorées ou bromées, de ce type de copolymère.
Bien qu'elle s'applique à tout type d'élastomère diénique, l'homme du métier du pneumatique comprendra que la présente invention est de préférence mise en œuvre avec des élastomères diéniques essentiellement insaturés, en particulier du type (a) ou (b) ci-dessus.
A titre de diènes conjugués conviennent notamment le butadiène-l,3, le 2-méthyl-l,3- butadiène (ou isoprène), les 2,3-di(alkyle en Cl-C5)-l,3-butadiènes tels que par exemple le 2,3-diméthyl-l,3-butadiène, le 2,3-diéthyl-l,3-butadiène, le 2-méthyl-3-éthyl-l,3-butadiène, le 2-méthyl-3-isopropyl-l,3-butadiène, l’aryl-l,3-butadiène, le l,3-pentadiène, le 2,4-hexadiène. A titre de composés vinylaromatiques conviennent par exemple le styrène, l’ortho-, méta-, para-méthylstyrène, le mélange commercial "vinyle-toluène", le para-tertiobutylstyrène, les méthoxystyrènes, les chlorostyrènes, le vinylmésitylène, le divinylbenzène, le vinylnaphtalène.
Les copolymères peuvent contenir entre 99% et 20% en poids d'unités diéniques et entre 1% et 80% en poids d'unités vinylaromatiques. Les élastomères peuvent avoir toute microstructure qui est fonction des conditions de polymérisation utilisées, notamment de la présence ou non d’un agent modifiant et/ou randomisant et des quantités d’agent modifiant et/ou randomisant employées. Les élastomères peuvent être par exemple à blocs, statistiques, séquencés, microséquencés, et être préparés en dispersion ou en solution ; ils peuvent être couplés et/ou étoilés ou encore fonctionnalisés avec un agent de couplage et/ou d'étoilage ou de fonctionnalisation. Pour un couplage à du noir de carbone, on peut citer par exemple des groupes fonctionnels comprenant une liaison C-Sn ou des groupes fonctionnels aminés tels que aminobenzophénone par exemple ; pour un couplage à une charge inorganique renforçante telle que silice, on peut citer par exemple des groupes fonctionnels silanol ou polysiloxane ayant une extrémité silanol (tels que décrits par exemple dans FR 2 740 778, US 6 013 718 et WO 2008/141702), des groupes alkoxysilane (tels que décrits par exemple dans FR 2 765 882 ou US 5 977 238), des groupes carboxyliques (tels que décrits par exemple dans WO 01/92402 ou US 6 815 473, WO 2004/096865 ou US 2006/0089445) ou encore des groupes polyéthers (tels que décrits par exemple dans EP 1 127 909, US 6 503 973, WO 2009/000750 et WO 2009/000752). Comme autres exemples d'élastomères fonctionnalisés, on peut citer également des élastomères (tels que SBR, BR, NR ou IR) du type époxydés. Ces élastomères fonctionnalisés peuvent être utilisés en coupage entre eux ou avec des élastomères non fonctionnalisés. Par exemple, on peut utiliser un élastomère fonctionnalisé silanol ou polysiloxane ayant une extrémité silanol, en mélange avec un élastomère couplé et/ou étoilé à l’étain (décrit dans WO 11/042507), ce dernier représentant un taux compris de 5 à 50%, par exemple de 25 à 50%.
Conviennent les polybutadiènes et en particulier ceux ayant une teneur (% molaire) en unités - 1,2 comprise entre 4% et 80% ou ceux ayant une teneur (% molaire) en cis-l,4 supérieure à 80%, les polyisoprènes, les copolymères de butadiène-styrène et en particulier ceux ayant une Tg (température de transition vitreuse Tg, mesurée selon ASTM D3418) comprise entre 0°C et -70°C et plus particulièrement entre -l0°C et -60°C, une teneur en styrène comprise entre 5% et 60% en poids et plus particulièrement entre 20% et 50%, une teneur (% molaire) en liaisons -1,2 de la partie butadiénique comprise entre 4% et 75%, une teneur (% molaire) en liaisons trans-l,4 comprise entre 10% et 80%, les copolymères de butadiène-isoprène et notamment ceux ayant une teneur en isoprène comprise entre 5% et 90% en poids et une Tg de -40°C à -80°C, les copolymères isoprène-styrène et notamment ceux ayant une teneur en styrène comprise entre 5% et 50% en poids et une Tg comprise entre -5°C et -60°C. Dans le cas des copolymères de butadiène-styrène-isoprène conviennent notamment ceux ayant une teneur en styrène comprise entre 5% et 50% en poids et plus particulièrement comprise entre 10% et 40%, une teneur en isoprène comprise entre 15% et 60% en poids et plus particulièrement entre 20% et 50%, une teneur en butadiène comprise entre 5% et 50% en poids et plus particulièrement comprise entre 20% et 40%, une teneur (% molaire) en unités - 1,2 de la partie butadiénique comprise entre 4% et 85%, une teneur (% molaire) en unités trans -1,4 de la partie butadiénique comprise entre 6% et 80%, une teneur (% molaire) en unités -1,2 plus -3,4 de la partie isoprénique comprise entre 5% et 70% et une teneur (% molaire) en unités trans -1,4 de la partie isoprénique comprise entre 10% et 50%, et plus généralement tout copolymère butadiène-styrène-isoprène ayant une Tg comprise entre -20°C et -70°C.
En résumé, l'élastomère diénique de la composition est choisi préférentiellement dans le groupe des élastomères diéniques fortement insaturés constitué par les polybutadiènes (en abrégé "BR"), les polyisoprènes (IR) de synthèse, le caoutchouc naturel (NR), les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène et les mélanges de ces élastomères. De tels copolymères sont plus préférentiellement choisis dans le groupe constitué par les copolymères de butadiène-styrène (SBR), les copolymères d’isoprène-butadiène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR), les copolymères d’isoprène-butadiène-styrène (SBIR), les copolymères de butadiène-acrylonitrile (NBR), les copolymères de butadiène-styrène- acrylonitrile (NSBR) ou un mélange de deux ou plus de ces composés. Dans le cas d'un élastomère SBR (ESBR ou SSBR), on utilise notamment un SBR ayant une teneur en styrène moyenne, par exemple comprise entre 20% et 35% en poids, ou une teneur en styrène élevée, par exemple de 35 à 45%, une teneur en liaisons vinyliques de la partie butadiénique comprise entre 15% et 70%, une teneur (% molaire) en liaisons trans 1,4 comprise entre 15% et 75% et une Tg comprise entre -l0°C et -55°C ; un tel SBR peut être avantageusement utilisé en mélange avec un BR possédant de préférence plus de 90% (% molaire) de liaisons cis 1,4.
Selon un mode de réalisation préférentiel particulier, l’élastomère diénique est un élastomère majoritairement isoprénique (c'est-à-dire dont la fraction massique d’élastomère isoprénique est la plus grande, comparée à la fraction massique des autres élastomères). Par "élastomère isoprénique", on entend de manière connue un homopolymère ou un copolymère d'isoprène, en d'autres termes un élastomère diénique choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel (NR) qui peut être plastifié ou peptisé, les polyisoprènes de synthèse (IR), les différents copolymères d'isoprène et les mélanges de ces élastomères. Parmi les copolymères d'isoprène, on citera en particulier les copolymères d'isobutène-isoprène (caoutchouc butyle IIR), d'isoprène-styrène (SIR), d'isoprène-butadiène (BIR) ou d'isoprène-butadiène-styrène (SBIR). Cet élastomère isoprénique est de préférence du caoutchouc naturel ou un polyisoprène cis 1,4 de synthèse; parmi ces polyisoprènes de synthèse, sont utilisés de préférence des polyisoprènes ayant un taux (% molaire) de liaisons cis 1,4 supérieur à 90%, plus préférentiellement encore supérieur à 98%. Préférentiellement selon ce mode de réalisation, le taux d’élastomère diénique isoprénique est de plus de 50 pce (c’est-à-dire de 50 à 100 pce), plus préférentiellement d’au moins 60 pce (c’est-à-dire de 60 à 100 pce), de manière plus préférentielle d’au moins 70 pce (c’est-à-dire de 70 à 100 pce), plus préférentiellement encore d’au moins 80 pce (c’est-à-dire de 80 à 100 pce) et de manière très préférentielle d’au moins 90 pce (c’est-à-dire de 90 à 100 pce). En particulier selon ce mode de réalisation, le taux d’élastomère diénique isoprénique est très préférentiellement de 100 pce.
Charge renforçante
La composition selon l’invention comprend une charge renforçante. On peut utiliser tout type de charge renforçante connue pour ses capacités à renforcer une composition de caoutchouc utilisable pour la fabrication de pneumatiques, par exemple une charge organique tel que du noir de carbone, une charge inorganique renforçante telle que de la silice, de l’alumine, ou encore un coupage de ces deux types de charge.
Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs dits de grade pneumatique. Parmi ces derniers, on citera plus particulièrement les noirs de carbone renforçants des séries 100, 200 ou 300 (grades ASTM), comme par exemple les noirs N115, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, ou encore, selon les applications visées, les noirs de séries plus élevées (par exemple N660, N683, N772). Les noirs de carbone pourraient être par exemple déjà incorporés à un élastomère isoprénique sous la forme d'un masterbatch (voir par exemple demandes WO 97/36724 ou WO 99/16600).
Comme exemples de charges organiques autres que des noirs de carbone, on peut citer les charges organiques de polyvinyle fonctionnalisé telles que décrites dans les demandes WO-A- 2006/069792, WO-A-2006/069793, WO-A-2008/003434 et WO-A-2008/003435.
La composition peut contenir un type de silice ou un coupage de plusieurs silices. La silice utilisée peut être toute silice renforçante connue de l'homme du métier, notamment toute silice précipitée ou pyrogénée présentant une surface BET ainsi qu’une surface spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m2/g, de préférence de 30 à 400 m2/g. A titres de silices précipitées hautement dispersibles (dites "HDS"), on citera par exemple les silices « Ultrasil 7000 » et « Ultrasil 7005 » de la société Evonik, les silices « Zeosil » 1165MP, 1135MP et 1115MP de la société Rhodia, la silice « Hi-Sil EZ150G » de la société PPG, les silices « Zeopol » 8715, 8745 et 8755 de la Société Huber, des silices précipitées traitées telles que par exemple les silices "dopées" à l’aluminium décrites dans la demande EP-A-0735088 ou les silices à haute surface spécifique telles que décrites dans la demande WO 03/16837.
L'homme du métier comprendra qu'à titre de charge équivalente de la silice décrite précédemment, pourrait être utilisée une charge renforçante d'une autre nature, notamment organique, dès lors que cette charge renforçante serait recouverte d’une couche de silice, ou bien comporterait à sa surface des sites fonctionnels, notamment hydroxyles, nécessitant l'utilisation d'un agent de couplage pour établir la liaison entre la charge et l'élastomère.
Ces compositions peuvent optionnellement également contenir, en complément des agents de couplage, des activateurs de couplage, des agents de recouvrement des charges inorganiques ou plus généralement des agents d’aide à la mise en œuvre susceptibles de manière connue, grâce à une amélioration de la dispersion de la charge dans la matrice de caoutchouc et à un abaissement de la viscosité des compositions, d’améliorer leur faculté de mise en œuvre à l'état cru, ces agents, bien connus de l’homme de l’art, étant par exemple des silanes hydrolysables tels que des alkylalkoxysilanes, des polyols, des acides gras, des polyéthers, des amines primaires, secondaires ou tertiaires, des polyorganosiloxanes hydroxylés ou hydrolysables. On utilise notamment des silanes polysulfurés, dits "symétriques" ou "asymétriques" selon leur structure particulière, tels que décrits par exemple dans les demandes W003/002648 (ou US 2005/016651) et W003/002649 (ou US 2005/016650).
L’état physique sous lequel se présente la charge renforçante est indifférent, que ce soit sous forme de poudre, de microperles, de granulés, de billes ou toute autre forme densifiée appropriée.
De manière préférentielle, le taux de charge renforçante totale (noir de carbone et/ou charge inorganique renforçante telle que silice) est de 20 à 80 pce, plus préférentiellement de 30 à 70 pce, de manière très préférentielle, de 35 à 60 pce, mieux de 40 à 55 pce. En dessous de 20 pce de charge, la composition pourrait être moins performante en rigidité en fonction de l’application souhaitée tandis qu’au-dessus de 80 pce de charge, la composition pourrait être moins performante en résistance au roulement.
Par charge renforçante majoritaire, on entend celle qui présente le plus fort taux parmi les charges renforçantes présentes dans la composition. Notamment, on entend par charge renforçante majoritaire toute charge renforçante qui représente au moins 50% en poids des charges renforçantes présentes, préférentiellement plus de 50% et plus préférentiellement plus de 60%.
Selon un mode de réalisation, la composition comprend du noir de carbone comme charge majoritaire, en coupage éventuel avec de la silice, comme charge minoritaire. Dans ce cas, le taux de noir est préférentiellement compris dans un domaine allant de 20 à 80 pce, de préférence de 30 à 70 pce, plus préférentiellement de 35 à 60 pce, mieux de 40 à 55 pce. Dans ce mode de réalisation, le taux de silice est préférentiellement inférieur à 10 pce, et plus préférentiellement de 0 pce. Selon un autre mode de réalisation, la composition comprend de la silice comme charge majoritaire, en coupage éventuel avec du noir de carbone, comme charge minoritaire. Dans ce cas, le taux de silice est préférentiellement compris dans un domaine allant de 20 à 80 pce, de préférence de 30 à 70 pce, plus préférentiellement de 35 à 60 pce, mieux de 40 à 55 pce. Dans ce mode de réalisation, le taux de noir est préférentiellement inférieur à 10 pce, et plus préférentiellement inférieur à 5 pce.
Système de réticulation
Comme vu précédemment, la composition de l’invention comprend au moins un composé polysulfuré de formule générale (I)
dans laquelle :
A et B forment ensemble une liaison covalente, ou alors A représente un atome d’hydrogène et B représente un atome d’hydrogène ou un groupement -S-RI-Z-R2-SH,
n est un nombre supérieur ou égal àl ,
p est un nombre supérieur ou égal à 1 ,
Z représente une liaison covalente ou un hétéroatome choisi parmi -O-, -Si-, -(S)m- et -N(H)- , dans lequel m est un nombre supérieur ou égal à 1 ,
et Rl et R2 représentent indépendamment l’un de l’autre des groupements identiques ou différents, hydrocarbonés divalents linéaires ou ramifiés, comportant de 1 à 18 atomes de carbone.
Le composé polysulfuré de formule générale (I) peut être un agent de réticulation. Il peut avantageusement remplacer le soufre élémentaire utilisé usuellement en réticulation. Il peut également être utilisé en complément d’un système de réticulation, comme agent anti réversion.
Par « groupement hydrocarboné divalent », on entend au sens de la présente invention un groupement comprenant des atomes de carbone et d’hydrogène. Le groupement hydrocarboné peut être éventuellement ramifié, notamment substitué par des groupements alkyles en C1-C6, par le phényle et/ou par le benzyle. Le groupement hydrocarboné peut également et préférentiellement être linéaire, c’est-à-dire qu’il n’est pas ramifié. Il peut être aussi cyclique. Il peut éventuellement comprendre une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone. Préférentiellement dans la formule générale (I), les radicaux Rl et R2, identiques ou différents, représentent un radical alkylène comportant de 1 à 18 atomes de carbone, de préférence de 2 à 10 atomes de carbone, plus préférentiellement encore de 2 à 8 atomes de carbone. Selon un mode préférentiel, les groupements Rl et R2 sont identiques.
De préférence, n représente un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 8, de préférence de 1 à 6, plus préférentiellement de 1 à 3.
Préférentiellement p représente un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 30, de préférence de 1 à 15, plus préférentiellement de 1 à 3.
Selon un mode de réalisation préférentiel, A et B forment ensemble une liaison covalente. Dans ce mode de réalisation, le composé polysulfuré est un composé cyclique.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel, A représente un atome d’hydrogène et B représente un atome d’hydrogène ou un groupement -S-RI-Z-R2-SH, et de préférence, B représente un groupement -S-RI-Z-R2-SH. Dans ce mode de réalisation, le composé polysulfuré est un composé non cyclique.
Préférentiellement, Z représente une liaison covalente ou un hétéroatome choisi dans le groupe constitué par -Si-, -(S)m- et -N(H)-. De préférence, Z représente une liaison covalente. De préférence également, Z représente un radical -(S)m- dans lequel m est un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 8, de préférence de 1 à 6, plus préférentiellement de 1 à 3. De manière plus préférentielle, m est compris dans un domaine allant de 1 à 2.
Les composés polysulfurés de formule générale (I), y compris leurs variantes préférées, peuvent être des mélange de composés de formule générale (I) auquel cas les indices n, p et m sont des valeurs moyennes. Ces indices peuvent donc être des nombres entiers comme des nombres fractionnaires. Egalement, le composé polysulfuré peut se présenter sous forme d’un mélange de forme cyclique et non cyclique.
Des modes de réalisations très préférentiels sont ceux dans lequel le composé de formule générale (I) est tel que A et B forment ensemble une liaison covalente, Rl et R2 sont des alkylènes en C1-C7, Z étant une liaison ou un groupement -S- ou -S-S-, n représentant 1 ou 3 et p représentant 1.
D’autres modes de réalisations très préférentiels sont ceux dans lequel le composé de formule générale (I) est tel que A est un atome d’hydrogène, B représente un groupement -S-RI-Z-R2-SH, Rl et R2 étant des alkylènes en C1-C7, Z étant une liaison ou un groupement -S- ou -S-S-, n représentant 1 ou 3 et p représentant un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 30.
Préférentiellement, la composition présente un taux de composé polysulfuré de formule générale (I) compris dans un domaine allant de 0,5 à 10 pce, de préférence allant de 0,5 à 5 pce, et plus préférentiellement de 0,5 à 3 pce.
Dans le système de réticulation comprenant le composé polysulfuré décrit ci-dessus, système de réticulation de base de l’invention, peuvent venir s’ajouter, incorporés au cours de la première phase non-productive et/ou au cours de la phase productive telles que décrites ultérieurement, divers co-agents de réticulation connus de l’homme du métier.
Ces co-agents, optionnels, peuvent être des activateurs de vulcanisation, des accélérateurs de vulcanisation, bien connus de l’homme du métier.
A titre d’activateurs de vulcanisation, on peut citer l'oxyde de zinc et les dérivés d’acide stéarique. On entend par « dérivé d’acide stéarique », de l’acide stéarique ou un sel d’acide stéarique, tous deux étant bien connus de l’homme du métier. A titre d’exemple de sel d’acide stéarique utilisable dans le cadre de la présente invention, on peut citer notamment le stéarate de zinc ou de magnésium.
A titre d’accélérateurs de vulcanisation bien connus de l’homme du métier, on choisira de préférence dans le groupe constitué par les thiazoles, les sulfénamides, les guanidines, les amines, les aldéhyde-amines, les dithiophosphates, les xanthates, les thiurames, les dithiocarbamates et leurs mélanges. En particulier, on préfère pour la présente invention, le benzothiazyl-2-cyclohexyl sulfénamide (CBS), le benzothiazyldicyclohexy-l sulfénamide (DCBS), le benzothiazoyl-2-tert.-butyl sulfénamide (TBBS), le 2-mercaptobenzothiazole (MBT), le disulfure de benzothiazole (MBTS), le sel de zinc ou de sodium de 2- mercaptobenzothiazole (ZMBT), le morpholide de benzothiazyl-2-sulfène (MBS), la diphényle guanidine (DPG), la triphényle guanidine (TPG), la diorthotolyl guanidine (DOTG), la o- tolylbiguanide (OTBG), le disulfure de benzothiazole (MBTS), le disuflure de tetraméthylthiurame (TMTD), le disulfure de tetrabenzylthiurame (TBzTD), le dibenzyldithiocarbamate de zinc (ZBEC), le zinc N,N’-dimethylcarbamodithioates (ZDMC), le zinc N,N’-diethylcarbamodithioates (ZDEC), le zinc N,N’-dibutylcarbamodithioates (ZDBC), le zinc N,N’-dibenzylcarbamodithioates (ZDBC), le zinc isopropylxanthate (ZIX) et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition d’enrobage comprend un accélérateur de vulcanisation complémentaire, différent de l’accélérateur précédent, décrit ci-dessus, choisi dans le groupe constitué par la diphényle guanidine (DPG), la triphényle guanidine (TPG), la diorthotolyl guanidine (DOTG), la o-tolylbiguanide (OTBG), le disulfure de benzothiazole (MBTS), le disuflure de tetraméthylthiurame (TMTD), le disulfure de tetrabenzylthiurame (TBzTD), le dibenzyldithiocarbamate de zinc (ZBEC), le zinc N,N’- dimethylcarbamodithioates (ZDMC), le zinc N,N’-diethylcarbamodithioates (ZDEC), le zinc N,N’-dibutylcarbamodithioates (ZDBC), le zinc N,N’-dibenzylcarbamodithioates (ZDBC), le zinc isopropylxanthate (ZIX), et leurs mélanges. De manière très préférée, l’accélérateur de vulcanisation complémentaire, est le dibenzyldithiocarbamate de zinc (ZBEC).
L’homme du métier sait ajuster le taux de ces co-agents, activateurs et accélérateurs notamment de réticulation dans la composition de l’invention en fonction des différents constituants de cette composition et en fonction de l’utilisation de la composition.
Egalement à titre de co-agent de réticulation, de manière usuelle dans les compositions d’enrobage, un retardateur de vulcanisation est utilisé, afin de permettre la sulfuration du renfort avant que le soufre ne soit consommé par la vulcanisation. Ce retardateur est bien connu de l’homme du métier, on citera par exemple le N-cyclohexylthiophtalimide (en abrégé « CTP ») commercialisé sous la dénomination « Vulkalent G » par la société Lanxess, le N- (trichlorométhylthio)benzène-sulfonamide commercialisé sous dénomination « Vulkalent E/C » par Lanxess, ou encore l'anhydride phtalique commercialisé sous dénomination « Vulkalent B/C » par Lanxess. Dans la composition d’enrobage du produit renforcé de l’invention, on n’utilise de préférence aucun retardateur de vulcanisation, simplifiant ainsi le mélange et diminuant le coût.
Les compositions d’enrobage pour les besoins de l’invention peuvent contenir du soufre élémentaire, de manière complémentaire au composé polysulfuré. Cependant de manière préférentielle pour tirer tout le bénéfice de l’invention, les compositions d’enrobage ne comprennent pas de soufre élémentaire ou en comprennent moins de 1 pce, de préférence moins de 0,5 pce et plus préférentiellement moins de 0,2 pce.
Autres additifs
La composition d’enrobage du produit renforcé selon l’invention comporte optionnellement également tout ou partie des additifs usuels habituellement utilisés dans les compositions d'élastomères destinées notamment à la fabrication de pneumatiques, comme par exemple des pigments, des agents de protection tels que cires anti-ozone, anti-ozonants chimiques, anti oxydants, des agents plastifiants tels que les huiles plastifiantes ou les résines hydrocarbonées bien connues de l’homme de l’art, des résines renforçantes, des accepteurs (par exemple résine phénolique novolaque) ou des donneurs de méthylène (par exemple HMT ou H3M). Usuellement, les compositions d’enrobage comprennent également un promoteur d’adhésion, par exemple un sel de cobalt. En effet, la composition est utilisée pour la fabrication de produits semi-finis destinés à être au contact d’un ou plusieurs éléments de renfort métallique, par exemple des câbles métalliques. Le sel de cobalt permet une adhésion durable de la composition aux câbles métalliques, notamment à leur revêtement comprenant par exemple du laiton. Toutefois, de tels sels de cobalt sont relativement chers. De plus, on souhaite autant que possible limiter la quantité à employer de ces sels pour réduire leur impact environnemental. Dans la composition d’enrobage du produit renforcé de l’invention, on n’utilise de préférence aucun sel de cobalt et de préférence aucun promoteur d’adhésion.
Bien entendu, les compositions conformes à l'invention peuvent être utilisées seules ou en coupage (i.e., en mélange) avec toute autre composition de caoutchouc utilisable pour la fabrication de pneumatiques.
Il va de soi que l'invention concerne les produits renforcés dont la composition d’enrobage est à l'état dit "cru" ou non réticulé (i.e., avant cuisson) ou à l'état dit "cuit" ou réticulé, ou encore vulcanisé (i.e., après réticulation ou vulcanisation).
Préparation des composés polysulfurés de la composition d’enrobage
Les composés polysulfurés utiles pour l’invention, s’ils ne sont pas disponibles dans le commerce, peuvent être préparés par tout moyen connu de l’homme de l’art.
Par exemple, on peut utiliser un procédé comprenant de manière générale une étape de réaction d’un composé soufré avec un composé formule (II) selon le schéma réactionnel suivant
La définition des groupements Rl et R2 de la formule générale (I) s’applique également aux groupements de la formule générale (II).
Par exemple, les composés polysulfurés de formule générale (I) peuvent notamment être obtenus par une réaction de couplage oxydant des précurseurs alkylthiols, arylthiols correspondants. Notamment, toutes les réactions décrites dans les références suivantes permettent d’obtenir des composés polysulfurés par couplage oxydant. R. Hunter, M. Caira, N. Stellenboom, J. Org. Chem., 2006, 71, 8268-8271. R. Hunter, M. Caira, N. Stellenboom, J. Org. Chem., 2006, 71, 8268-8271. S. Antoniow, D. Witt, Synthesis, 2007, 363-366. M. Szymelfejnik, S. Demkowicz, J. Rachon, D. Witt, Synthesis, 2007, 3528-3534. M. Bao, M. Shimizu, Tetrahedron, 2003, 59, 9655-9659. C. K. Maurya, A. Mazumder, A. Kumar, P. K. Gupta, Synlett, 2016, 27, 409-411. . Kirihara, Y. Asai, S. Ogawa, T. Noguchi, A. Hatano, Y. Hirai, Synthesis, 2007, 3286-3289. A. Khazaei, M. A. Zolfigol, A. Rostami, Synthesis, 2004, 2959-2961.
Fabrication de la composition d’enrobage
Les compositions de caoutchouc formant la gomme d’enrobage sont fabriquées dans des mélangeurs appropriés, en utilisant par exemple deux phases de préparation successives selon une procédure générale bien connue de l'homme du métier : une première phase de travail ou malaxage thermomécanique (parfois qualifiée de phase "non-productive") à haute température, jusqu'à une température maximale comprise entre l30°C et 200°C, de préférence entre l45°C et l85°C, suivie d’une seconde phase de travail mécanique (parfois qualifiée de phase "productive") à plus basse température, typiquement inférieure à l20°C, par exemple entre 60°C et l00°C, phase de finition au cours de laquelle est incorporé le système de réticulation.
Un procédé utilisable pour la fabrication de telles compositions de caoutchouc comporte par exemple et de préférence les étapes suivantes : dans un mélangeur, incorporer à l'élastomère diénique et la charge renforçante et les éventuels autres ingrédients de la composition à l’exception du système de réticulation, en malaxant thermomécaniquement le tout, en une ou plusieurs fois, jusqu'à atteindre une température maximale comprise entre l30°C et 200°C ;
refroidir l'ensemble à une température inférieure à l00°C ;
incorporer ensuite le système de réticulation ;
malaxer le tout jusqu'à une température maximale inférieure à l20°C ; extruder ou calandrer la composition de caoutchouc ainsi obtenue.
A titre d’exemple, la première phase (non-productive) est conduite en une seule étape thermomécanique au cours de laquelle on introduit, dans un mélangeur approprié tel qu’un mélangeur interne usuel, tous les constituants nécessaires, les éventuels agents de recouvrement ou de mise en œuvre complémentaires et autres additifs divers, à l’exception du système de réticulation. Après refroidissement du mélange ainsi obtenu au cours de la première phase non-productive, on incorpore alors le système de réticulation à basse température, généralement dans un mélangeur externe tel qu'un mélangeur à cylindres ; le tout est alors mélangé (phase productive) pendant quelques minutes, par exemple entre 5 et 15 min. La composition finale ainsi obtenue est ensuite calandrée par exemple sous la forme d'une feuille ou d'une plaque, notamment pour une caractérisation au laboratoire, ou encore calandrée ou extrudée sous la forme d’une feuille ou d’un profilé de caoutchouc utilisable directement comme gomme d’enrobage d’un renfort gainé, c’est-à-dire d’un (ou plusieurs) fil(s) de renforcement, textile(s) ou métallique(s) ledit ou lesdits fils étant recouverts dans une gaine, comme décrit précédemment.
La réticulation (ou cuisson) est conduite de manière connue à une température généralement comprise entre l30°C et 200°C, pendant un temps suffisant qui peut varier par exemple entre 5 et 90 min en fonction notamment de la température de cuisson, du système de réticulation adopté et de la cinétique de réticulation de la composition considérée.
3 - EXEMPLES DE REAL1SAT1QN DE L’lNVENTlON
3.1 - Exemples de produits renforcés conformes à l'invention
La figure 1 annexée représente un pneumatique conforme à un premier mode de réalisation de l’invention et désigné par la référence générale 10. Le pneumatique 10 est sensiblement de révolution autour d’un axe sensiblement parallèle à la direction axiale. Le pneumatique 10 est ici destiné à un véhicule de tourisme ou un véhicule poids lourd tel qu’un camion.
Le pneumatique 10 comporte un sommet 12 comprenant une armature de sommet 14 comprenant une armature de travail 15 comprenant deux nappes de travail 16, 18 d'éléments de renfort et une armature 17 de frettage comprenant une nappe de frettage 19. L’armature de sommet 14 est surmontée d'une bande de roulement 20. L’armature de frettage 17, ici la nappe de frettage 19, est radialement intercalée entre l’armature de travail 15 et la bande de roulement 20.
Deux flancs 22 prolongent le sommet 12 radialement vers l'intérieur. Le pneumatique 10 comporte en outre deux bourrelets 24 radialement intérieurs aux flancs 22 et comportant chacun une structure annulaire de renfort 26, en l’occurrence une tringle 28, surmontée d’un masse de gomme 30 de bourrage, ainsi qu’une armature de carcasse radiale 32. L’armature de sommet 14 est radialement intercalée entre l’armature de carcasse 32 et la bande de roulement 20. Chaque flanc 22 relie chaque bourrelet 24 au sommet 14.
L’armature de carcasse 32 comporte de préférence une seule nappe de carcasse 34 d’éléments de renfort textiles radiaux. L’armature de carcasse 32 est ancrée à chacun des bourrelets 24 par un retournement autour de la tringle 28 de manière à former dans chaque bourrelet 24 un brin aller 38 s'étendant depuis les bourrelets 24 à travers les flancs 22 jusque dans le sommet 12, et un brin retour 40, l’extrémité radialement extérieure 42 du brin retour 40 étant radialement à l’extérieur de la structure annulaire de renfort 26. L'armature de carcasse 32 s'étend ainsi depuis les bourrelets 24 à travers les flancs 22 jusque dans le sommet 12. Dans ce mode de réalisation, l’armature de carcasse 32 s’étend également axialement au travers du sommet 12.
Chaque nappe de travail 16, 18 forme un produit renforcé 21 selon l’invention comprenant des éléments de renfort 44 formant un angle allant de 15° et 40°, de préférence allant de 20° à 30° et ici égal à 26° avec la direction circonférentielle du pneumatique 10. Les éléments de renfort 44 sont croisés d’une nappe de travail par rapport à l’autre.
La nappe de frettage 19 comprend des éléments de renfort textiles de frettage formant un angle au plus égal à 10°, de préférence allant de 5° à 10° avec la direction circonférentielle du pneumatique 10. En l’espèce, les éléments de renfort textiles de frettage sont des retors réalisés dans un matériau thermorétractile, ici en polyamide 66, chaque retors consistant en deux filés de 140 tex qui ont été retordus ensemble (sur câbleuse directe) à 250 tours/mètre, dont le diamètre est égal à environ 0,66 mm. La contraction thermique CT de chaque élément de renfort textile de frettage est égale à environ 7%.
Les nappes de travail 16, 18, de frettage 19 et de carcasse 34 comprennent une matrice d'élastomère 23 dans laquelle sont noyés les éléments de renfort de la nappe correspondante. Les compositions de caoutchouc des matrices d'élastomère 23 des nappes de travail 16, 18, de frettage 19 et de carcasse 34 peuvent être des compositions conventionnelles pour l’enrobage d’éléments de renfort comprenant de façon classique un élastomère diénique, par exemple du caoutchouc naturel, une charge renforçante, par exemple du noir de carbone et/ou de la silice, un système de réticulation, par exemple un système de vulcanisation, de préférence comprenant du soufre, de l’acide stéarique et de l’oxyde de zinc, et éventuellement un accélérateur et/ou un retardateur de vulcanisation et/ou divers additifs. Au moins l’une des nappes comprenant un produit renforcé comprend un produit renforcé selon l’invention. A ce titre, cette nappe comprend une composition d’enrobage 23 spécifique de l’invention, c’est-à- dire une composition telle que définie ci-avant et ci-après pour les besoins de l’invention.
Les figures 2 à 5 représentent divers modes de réalisation de l’invention, c’est-à-dire divers agencements de produits renforcés 21 selon l’invention. Les éléments de renfort (un ou plusieurs fils) 44 du produit renforcé 21 sont agencés côte à côte selon une direction principale. Les éléments de renfort 44 s’étendent parallèlement les uns aux autres. Chaque élément de renfort 44 comprend au moins un élément filaire 46. Chaque élément de renfort 44 comprend également au moins une gaine 48 revêtant l’élément filaire 46 et comprenant au moins une couche 50 d’une composition polymérique thermoplastique. Le renfort gainé 44 est noyé dans une composition d’enrobage 23. La gaine 48 comprend une unique couche 50 de la composition polymérique thermoplastique qui peut comprendre un polymère thermoplastique, un élastomère diénique fonctionnalisé, un poly (p-phénylène éther) ou un mélange de ces matériaux. Ici la composition polymérique thermoplastique comprend un polymère thermoplastique, par exemple du polyamide 66. Optionnellement, la composition polymérique thermoplastique pourra comprendre un élastomère diénique fonctionnalisé, par exemple un thermoplastique styrénique comprenant une fonction époxide, carbonyl, anhydride ou ester et/ou un poly-p-phénylène ether. La gaine 48 est revêtue d’une couche d’une colle d’adhésion (non représentée) entre la gaine 48 et la matrice d’ élastomère 23.
La différence entre les modes de réalisations présentés dans les figures 2 à 5 réside dans l’arrangement et/ou le nombre des câbles dans la gaine pour former le renfort gainé 44 utile au produit renforcé 21 de l’invention. Ainsi, le renfort gainé 44 est sous forme de 3 câbles individuellement recouverts d’une gaine, et noyés ensemble dans la composition d’enrobage dans la figure 2 ; sous forme de 3 groupes de câbles, chaque groupe de câbles étant recouvert d’une gaine, les trois groupes de câbles, gainés, étant noyés dans la composition d’enrobage dans la figure 3 ; sous forme d'une bandelette de 3 câbles, ici chacun constitué d’un monofilament, recouverts d’une même gaine et noyés dans la composition d’enrobage dans la figure 4 ; sous forme d'une bandelette de 3 groupes de câbles recouverts d’une même gaine et noyés dans la composition d’enrobage dans la figure 5.
3.2 - Utilisation du produit renforcé en pneumatique
Le produit renforcé de l’invention précédemment décrit est notamment utilisable pour la fabrication de tout article fini ou produit semi-fini en caoutchouc, en particulier pour le renforcement de bandages pneumatiques de tous types de véhicules, en particulier véhicules tourisme ou véhicules industriels tels que Poids-lourd.
Comme déjà indiqué précédemment, ce produit renforcé de l'invention peut se présenter sous des formes variées, sous une forme unitaire (avec un seul fil de renforcement) ou encore sous la forme d’une nappe, bande, bandelete ou d’un bloc de caoutchouc dans lesquels sont incorporés, par exemple par calandrage, plusieurs fils de renforcement textile(s) et/ou métallique(s). L’adhésion définitive entre le renfort filaire gainé et la gomme d’enrobage peut être obtenue à l'issue de la cuisson, de préférence sous pression, de l'article fini auquel est destiné le renfort filaire de l’invention.
3.3 - Exemple de composés polysulfurés
La préparation des composés polysulfurés 1 à 4 tels qu’utilisés dans les exemples de composition est décrite ci-dessous. Synthèse du composé polysulfuré 1 : 1.8 dithiacvclotctradccanc- 1 ,8-disulfurc
Le l,8-dithiacyclotetradecane l,8-disulfide est synthétisé selon le schéma ci-dessous et selon le protocole de synthèse suivant :
A une solution d’hydrosulfure de sodium (111,3 g, 1,35 mol, monohydrate, 90% de pureté technique) dans du méthanol (440 mL) à 39°C, est ajoutée, pendant 1 heure, une solution de l,6-dichlorohexane (70,0 g, 0,452 mol) dans du méthanol (200 mL). La réaction est exothermique : la température du milieu réactionnel atteint 60°C. Le mélange obtenu est porté au reflux pendant 4 heures.
Après un retour à température ambiante, le précipité est filtré et lavé par MTBE (250 mL) (MTBE = Méthyle ter-butyle éther). Les solvants sont évaporés sous pression réduite (70 mbar, 36°C). Le produit attendu est traité par MTBE (350 mL) et lavé 3 fois à l’eau (50 mL). La phase organique est séchée par le sulfate de sodium et ensuite est concentrée sous pression réduite (35 mbar, 36°C).
Après distillation sous pression réduite (fraction à 84-87°C sous 5-6 mbar) une huile est obtenue (13,94 g, rendement de 21%). On obtient du l,6-hexanedithiol dont la pureté molaire est supérieure à 97 % mol. (RMN 1 H).
A une solution de l,6-hexanedithiol (24,0 g, 0,160 mol) synthétisé ci-dessus dans l’éther de méthyle-tert-butyle MTBE (390 mL), est ajouté, par portion, une solution d’iode (42,55 g, 0,167 mol) et d’iodure de potassium (59,64 g, 0,359 mol) dans l’eau (400 mL) pendant 20-25 minutes. Après 7 heures d’agitation à température ambiante, le bicarbonate de soude (pour une neutralisation) et l’hydrogénosulfite de sodium (NaHS03, pour une décoloration environ 1 ,5g) sont ajoutés. Le précipité formé (produit attendu) est filtré et lavé par l’eau (200 mL). Le solide est traité 2 fois par l’acétone (2 fois par 250 mL) : après 3 heures d’agitation à température ambiante, le précipité est filtré et lavé sur le filtre par l’acétone (deux fois par 25 mL). Après séchage, le produit est traité par MB TE (200 mL) sous agitation pendant 3 heures à température ambiante, puis le solide résiduel est filtré et lavé par MTBE (2 fois par 15 mL) et enfin séché pendant 10 - 15 heures à température ambiante. Un solide blanc (20,09 g, rendement 85%) de point de fusion 62 °C est obtenu. La pureté molaire est supérieure à 94 % (RMN ' H).
Synthèse du composé polysulfuré 2 : 1 ,2,3,4-tétrathiécane
Le l,2,3,4-tétrathiécane est synthétisé selon le schéma réactionnel ci-dessous et selon le protocole de synthèse suivant :
A une solution de l,6-hexanedithiol (8,0 g, 0,053 mol) dans l’éther éthylique (150 ml) à -3°C (température bain), est ajoutée pendant 60 minutes, goutte à goutte, une solution de S2Cl2 (7,19 g, 0.053 mmol) dans l’éther éthylique (80 ml). La température du milieu réactionnel est ramenée à température ambiante (à 23°C) sur 1,5 heures. Puis, le milieu est chauffé 1,5 heures à 30°C (température bain). Le précipité formé est filtré puis solubilisé dans le dichlorométhane (200 ml) à 40°C. Le dichlorométhane est évaporé sous pression réduite (1-2 mbar, 35-40°C). Après séchage du produit pendant 6 heures sous vide (1-2 mbar, 40°C), une huile très visqueuse est obtenue (8,61 g, rendement de 77%).
La pureté molaire est supérieure à 98 % mol. (RMN 1H).
La distribution des x est suivante : 0,3% pour x=2; 1,2 % pour x=3; 98,5% pour x >4
Synthèse du composé polysulfuré 3 : 4; 7 pentathiocane en mélange
Le composé polysulfuré 3 en mélange est synthétisé selon le schéma réactionnel ci-dessous et le protocole de synthèse suivant :
Une solution de 2,2'-thiodiéthanethiol (10 g, 0.0648 mol, 1 es., Aldrich, pureté commerciale) dans de l’éther diéthylique (400 mL) est refroidi jusqu’à 0-2°C (température bain). La solution de S2Cl2 (8.93 g, 0.0661 mol, 1.02 eq.) dans l’éther diéthylique anhydre (200 mL) est ajouté goutte à goutte pendant 1 heure. Progressivement le mélange réactionnel devient trouble et puis un solide blanc se forme. Après l’addition de l’ensemble des réactifs, le mélange réactionnel est agité à température ambiante pendant 1 heure et finalement le mélange est porté au reflux pendant 2 heures. Ensuite, après retour à ~25°C, le solide blanc obtenu est filtré, lavé par de l’éther de pétrole (2 fois par 25 mL) et séché à température ambiante sous pression atmosphérique. Le produit est ensuite repris dans le chloroforme (6 mL du solvant pour 1 g-de produit) et est chauffé à 50°C (température bain) pendant 3 heures. On obtient une fraction insoluble et une fraction soluble.
Le composé est donc obtenu sous forme d’un mélange de la forme cyclique (fraction insoluble) et de la forme ouverte (fraction soluble). La proportion des réactifs est telle que la valeur de l’indice n est centrée sur 3.
La fraction insoluble (forme cyclique) est filtrée et lavée sur le filtre par le chloroforme (50 mL) et séchée à température ambiant sous pression atmosphérique. A la fin de ce traitement, un produit blanc polymère (9.8g) est obtenu. Ce produit étant insoluble dans les solvants usuels, il n’a pas été caractérisé. La fraction soluble (forme ouverte) est quant à elle concentrée et analysée par RMN (voir caractérisation RMN ci-dessous). Le produit obtenu contient des oligomères dans lesquels l’indice p a une valeur comprise dans le domaine allant de 12 à 23.
Les données RMN sont les suivantes : Les déplacements chimiques en 1 H et 13C pour les motifs 1, 2, 3 et 4 sont approximatifs étant donné qu’ils évoluent selon le nombre de soufre (S)n.
Synthèse du composé polvsulfuré 4 : 1 ,2,5-trithiépane
Le l,2,5-trithiépane est synthétisé selon le schéma réactionnel ci-dessous et le protocole de synthèse suivant :
Dans un tricol de 2 L équipé d’un agitateur mécanique, est ajouté de la triéthylamine (20,2g, 0,20 mol; 2 eq.) et du chloroforme (500 mL). A ce milieu réactionnel, est ajouté une solution 2,2'-thiodiéthanethiol (15, 4g, 0,10 mol; 1 eq., Aldrich, pureté commerciale) dans le chloroforme (250 mL) par une première ampoule de coulée. Par une seconde ampoule est additionnée en parallèle une solution d’iode (25,1 g, 0,10 mol; 1 eq.) dans le chloroforme (800 mL). Ces deux solutions sont ajoutées au milieu réactionnel goutte à goutte séparément et simultanément pendant 4 heures pour maintenir la couleur jaune du mélange réactionnel. Au terme des 4 heures, un excès de solution d’iode peut être additionné pour garantir une conversion totale et maintenir une couleur jaune ou orangée du milieu réactionnel. Ce mélange est alors agité pendant 10 minutes. Le mélange réactionnel est ensuite extrait par 50 mL d’eau avec quelques cristaux de Na2S203 pour réduire l’iode en excès. La phase organique est ensuite lavée par une solution aqueuse d’acide chlorhydrique (10 mL d’acide concentrée dans 500 mL de l’eau) et finalement par de l’eau (2 fois 500 mL). Enfin, la solution organique est séparée et séchée par Na2S04 anhydre. Après la filtration, le chloroforme est évaporé sous pression réduite (température bain = 40°C, jusqu’à 4 mbar). Le produit final (huile jaune) (15, 2g, rendement de 99,8%) est alors obtenu avec une pureté molaire supérieure à 95 % mol. (RMN 1H).
3.4 - Exemple de compositions d’enrobage
Pour les besoins de ces essais, des compositions de caoutchouc ont été préparées conformément à l'invention, dont les formulations sont données dans le tableau 1 ; le taux des différents produits est exprimé en pce (parties en poids pour cent parties en poids d’élastomère).
Pour la fabrication de ces compositions, on a procédé de la manière suivante: on a introduit dans un mélangeur interne, dont la température initiale de cuve était d'environ 50°C, successivement la charge renforçante (noir de carbone), l’élastomère diénique, ainsi que les divers autres ingrédients à l’exception du système de réticulation ; le mélangeur était ainsi rempli à environ 70% (% en volume). On a conduit alors un travail thermomécanique (phase non-productive) en une étape d'environ 3 à 5 min, jusqu'à atteindre une température maximale de "tombée" de l60°C. On a récupéré le mélange ainsi obtenu, on l'a refroidi puis on a incorporé du soufre et un accélérateur de type sulfénamide sur un mélangeur externe (homo- finisseur) à 40°C, en mélangeant le tout (phase productive) pendant quelques minutes. La composition ainsi obtenue a été ensuite calandrée sous la forme de plaques utilisables comme gomme d’enrobage pour les renforts filaires gainés selon l'invention.
Les compositions conformes à l’invention Cl à C5 ont été comparées à deux compositions témoin (Tl et T2) de formulation similaire-préparées de manière identique, dont seul le système de réticulation diffère. Tableau 1
(1) Caoutchouc naturel
(2) Noir de carbone de grade ASTM N335 (société Cabot) ; (3) Composés polysulfurés 1 à 4 tels que présentés plus haut au chapitre 3.3 ;
(4) Oxyde de zinc de grade industriel - société Umicore ;
(5) Stéarine « Pristerene 4931 » de la société Uniqema ;
(6) N-(l,3-diméthylbutyl)-N’-phényl-p-phénylènediamine (Santoflex 6-PPD) de la société Flexsys ;
(7) N-ter-butyl-2-benzothiazyle sulfenamide ("Santocure TBBS" de la société Flexsys);
(8) dibenzyldithiocarbamate de zinc (CAS No.14726-36-4) (« ZBEC » de la société Anvis France Decize).
Les propriétés de ces différentes compositions ont été évaluées et sont présentées dans le tableau 2 ci-dessous.
Essais de traction
Les propriétés mesurées sont les modules des compositions, tels qu’ils sont déterminés lors d’essais de traction. Ces essais permettent de déterminer les contraintes d'élasticité et les propriétés à la rupture. Ils sont effectués conformément à la norme française NF T 46-002 de septembre 1988. On mesure en seconde élongation (i.e. après un cycle d'accommodation) les allongements à la rupture (en %). Les mesures d’allongement à la rupture (notés AR) sont effectuées dans les conditions normales de température (23±2°C) et d'hygrométrie (50+5% d’humidité relative), selon la norme française NF T 40-101 (décembre 1979), et également à l00°C. Les modules sécants nominaux (ou contraintes apparentes, en MPa, rapportées à la déformation, sans unité) à 10 %, 100% ou à 300% d'allongement (notés MA10, MA100 et MA300) et les contraintes vraies à la rupture (en MPa) peuvent également être mesurées.
Tests d’adhésion de la composition d’enrobage au renfort fïlaire
Pour tester l’adhésion de la composition d’enrobage sur un renfort fïlaire, on a réalisé une mesure selon la norme ASTM D2229.
Les compositions Tl et T2 (témoins) et Cl à C5 (conformes à l’invention) présentées au tableau 2 ci-dessous ont été associées à un renfort métallique laitonné constitué de 3 fils d’acier à 0,7 % de carbone, de 18/100e millimètres de diamètre avec un pas d’assemblage de 5 mm, le laiton comprenant 63% de cuivre. Le renfort est gainé, la gaine est en polyamide 6-6 d’environ 0,1 mm d’épaisseur en moyenne pour un diamètre de câble gainé d’environ 0,53 mm, et recouverte d’une colle RFL.
Ces associations ont été testées quant à l’adhésion de la composition d’enrobage au renfort, après cuisson de l’ensemble à l50°C et cuisson à l90°C. L’adhésion est évaluée par la mesure de la force d’arrachement du renfort hors de la gomme d’enrobage, cuite à l50°C dans un premier essai et cuite à l90°C dans un second essai. On peut ainsi calculer la variation de l’adhésion entre la gomme d’enrobage et le renfort après une cuisson à l90°C par rapport à une cuisson à l50°C. Résultats
Tableau 2
nm : non mesuré
Les résultats donnés dans le tableau 2 indiquent notamment que les compositions Cl à C5, conformes à l’invention, présentent une moindre diminution de l’adhésion après une cuisson à l90°C par rapport à l’adhésion après une cuisson à l50°C, permettant ainsi de gagner du temps dans le procédé de fabrication, sans pénaliser l’adhésion de la gomme d’enrobage au renfort.
On peut noter par ailleurs que les compositions conformes à l’invention présentent l’avantage supplémentaire de présenter des propriétés d’allongement à la rupture supérieures à celles des témoins Tl et T2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Produit renforcé, utilisable notamment pour le renforcement d'un article fini en caoutchouc, comportant un ou plusieurs fil(s) de renforcement, textile(s) ou métallique(s), ledit ou lesdits fil(s) étant recouverts d’une gaine comprenant une composition polymérique thermoplastique, le(s) fil(s) gainé(s) étant eux-mêmes noyé(s) dans une composition de caoutchouc dite gomme d’enrobage, caractérisé en ce que cette gomme d’enrobage est une composition à base d’au moins un élastomère diénique, une charge renforçante et un composé polysulfuré de formule générale (I)
dans laquelle :
A et B forment ensemble une liaison covalente, ou alors A représente un atome d’hydrogène et B représente un atome d’hydrogène ou un groupement -S-RI-Z-R2-SH, n est un nombre supérieur ou égal àl ,
p est un nombre supérieur ou égal à 1 ,
Z représente une liaison covalente ou un hétéroatome choisi dans le groupe constitué par -O-, -Si-, -(S)m- et -N(H)- , dans lequel m est un nombre supérieur ou égal à 1, et Rl et R2 représentent indépendamment l’un de l’autre des groupements identiques ou différents, hydrocarbonés divalents linéaires ou ramifiés, comportant de 1 à 18 atomes de carbone.
2. Produit renforcé selon la revendication 1 dans lequel Rl et R2 représentent des groupements hydrocarbonés divalents linéaires.
3. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel Rl et R2 représentent un radical alkylène comportant de 1 à 18 atomes de carbone, de préférence de 2 à 10 atomes de carbone.
4. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel Rl et R2 sont des radicaux identiques.
5. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel n représente un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 8, de préférence de 1 à 6, plus préférentiellement de 1 à 3.
6. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel p représente un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 30, de préférence de 1 à 15, plus préférentiellement de 1 à 3.
7. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel A et B forment ensemble une liaison covalente.
8. Produit renforcé selon l’une des revendications 1 à 6 dans lequel A représente un atome d’hydrogène et B représente un atome d’hydrogène ou un groupement -S-RI-Z-R2-SH.
9. Produit renforcé selon la revendication 8 dans lequel A représente un atome d’hydrogène et B représente un groupement -S-RI-Z-R2-SH.
10. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel Z représente une liaison covalente ou un hétéroatome choisi dans le groupe constitué par -Si-, -(S)m- et N(H)-.
11. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel m est un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 8, de préférence de 1 à 6.
12. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel m est un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 3, de préférence de 1 à 2.
13. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel Z représente une liaison covalente.
14. Produit renforcé selon l’une des revendications 1 à 12 dans lequel Z représente un radical -(S)m-
15. Produit renforcé selon l’une des revendications 1 à 7 ou 10 à 12, dans lequel A et B forment ensemble une liaison covalente, Rl et R2 sont des alkylènes en C1-C7, Z est une liaison covalente ou un groupement -S- ou -S-S-, n représente 1 ou 3 et p représente 1.
16. Produit renforcé selon l’une des revendications 1 à 6 ou 8 à 12, dans lequel A est un atome d’hydrogène, B représente un groupement -S-RI-Z-R2-SH , Rl et R2 étant des alkylènes en C1-C7, Z étant une liaison ou un groupement -S- ou -S-S-, n représentant 1 ou 3 et p représentant un nombre compris dans un domaine allant de 1 à 30.
17. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel le composé polysulfuré de formule générale (I) est présent dans la composition de la gomme d’enrobage à un taux compris dans un domaine allant de 0,5 à 10 pce, de préférence allant de 0,5 à 5 pce, et plus préférentiellement de 0,5 à 3 pce.
18. Produit renforcé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend un accélérateur de vulcanisation choisi dans le groupe constitué par les thiazoles, les sulfénamides, les guanidines, les amines, les aldéhyde-amines, les dithiophosphates, les xanthates, les thiurames, les dithiocarbamates et leurs mélanges.
19. Produit renforcé selon la revendication précédente dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend un accélérateur de vulcanisation complémentaire, différent de l’accélérateur de la revendication précédente, choisi dans le groupe constitué par la diphényle guanidine (DPG), la triphényle guanidine (TPG), la diorthotolyl guanidine (DOTG), la o-tolylbiguanide (OTBG), le disulfure de benzothiazole (MBTS), le disuflure de tetraméthylthiurame (TMTD), le disulfure de tetrabenzylthiurame (TBzTD), le dibenzyldithiocarbamate de zinc (ZBEC), le zinc N, N’- dimethylcarbamodithioates (ZDMC), le zinc N,N’-diethylcarbamodithioates (ZDEC), le zinc N,N’-dibutylcarbamodithioates (ZDBC), le zinc N,N’-dibenzylcarbamodithioates (ZDBC), le zinc isopropylxanthate (ZIX), et leurs mélanges.
20. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la composition de la gomme d’enrobage ne comprend pas de retardateur de vulcanisation.
21. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la composition de la gomme d’enrobage ne comprend pas de soufre élémentaire ou en comprend moins de 1 pce, de préférence moins de 0,5 pce.
22. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la composition de la gomme d’enrobage ne comprend pas de sel de cobalt.
23. Produit renforcé selon la revendication précédente dans lequel la composition de la gomme d’enrobage ne comprend pas de promoteur d’adhésion.
24. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’élastomère diénique de la composition de la gomme d’enrobage comprend majoritairement un élastomère choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, le polyisoprène de synthèse ou un mélange de ces derniers.
25. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend de 60 à 100 pce, de préférence de 70 à 100 pce d’un élastomère choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, le polyisoprène de synthèse ou un mélange de ces derniers.
26. Produit renforcé selon la revendication précédente dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend de 80 à 100 pce, de préférence de 90 à 100 pce d’un élastomère choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, le polyisoprène de synthèse ou un mélange de ces derniers.
27. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend de 20 à 80 pce, de préférence de 30 à 70 pce, de charge renforçante.
28. Produit renforcé selon la revendication précédente dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend de 35 à 60 pce, de préférence de 40 à 55 pce, de charge renforçante.
29. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend du noir de carbone comme charge majoritaire.
30. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la composition de la gomme d’enrobage comprend de la silice comme charge majoritaire.
31. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le ou les fils de renforcement sont des fils métalliques.
32. Produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le(s) fil(s) gainé(s) est revêtu d’une colle, de préférence d’une colle Résorcinol- Formaldéhyde-Latex.
33. Pneumatique comprenant un produit renforcé selon l’une quelconque des revendications précédentes, de préférence au moins dans une nappe choisie parmi les nappes de renforcement du sommet et les nappes de carcasse.
EP18836486.3A 2017-12-19 2018-12-18 Produit renforce comprenant une composition comprenant un compose polysulfuré et pneumatique comprenant ledit produit renforce Pending EP3728432A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1762443 2017-12-19
PCT/FR2018/053370 WO2019122686A1 (fr) 2017-12-19 2018-12-18 Produit renforce comprenant une composition comprenant un compose polysulfuré et pneumatique comprenant ledit produit renforce

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3728432A1 true EP3728432A1 (fr) 2020-10-28

Family

ID=61224131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18836486.3A Pending EP3728432A1 (fr) 2017-12-19 2018-12-18 Produit renforce comprenant une composition comprenant un compose polysulfuré et pneumatique comprenant ledit produit renforce

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3728432A1 (fr)
WO (1) WO2019122686A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113980371A (zh) * 2021-11-17 2022-01-28 山东新宝龙工业科技有限公司 一种不粘辊阻燃钢丝绳芯胶及其制备方法和应用
US20250108663A1 (en) * 2023-09-29 2025-04-03 The Goodyear Tire & Rubber Company High mileage rubber composition for a radial medium truck (rmt) tire tread

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2732351B1 (fr) 1995-03-29 1998-08-21 Michelin & Cie Composition de caoutchouc pour enveloppe de pneumatique renfermant de la silice dopee aluminium a titre de charge renforcante
FR2740778A1 (fr) 1995-11-07 1997-05-09 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de silice et de polymere dienique fonctionalise ayant une fonction silanol terminale
BR9708412A (pt) 1996-04-01 2000-10-24 Cabot Corp Aparelho, método e compostos de elastÈmero novos
FR2765882B1 (fr) 1997-07-11 1999-09-03 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de noir de carbone ayant de la silice fixee a sa surface et de polymere dienique fonctionnalise alcoxysilane
CN100473684C (zh) 1997-09-30 2009-04-01 卡伯特公司 弹性体复合共混料及其制备方法
CA2311437A1 (fr) * 1999-08-17 2001-02-17 Marc Jules Alexis Henoumont Pneu dont l'element caoutchouc comporte un compose de polysulfide liquide
DE60109224T2 (de) 2000-02-24 2006-01-19 Société de Technologie Michelin Vulkanisierbare Kautschukmischung zur Herstellung eines Luftreifens und Luft- reifens und Luftreifen, der eine solche Zusammensetzung enthält.
EP1204702B1 (fr) 2000-05-26 2012-04-25 Société de Technologie Michelin Composition de caoutchouc utilisable comme bande de roulement de pneumatique
JP4536375B2 (ja) 2001-06-28 2010-09-01 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン 極めて低い比表面積のシリカで強化されたタイヤトレッド
WO2003002648A1 (fr) 2001-06-28 2003-01-09 Societe De Technologie Michelin Bande de roulement pour pneumatique renforcee d'une silice a basse surface specifique
SE519792C2 (sv) 2001-08-17 2003-04-08 Volvo Lastvagnar Ab Metod för estimering av massan hos ett fordon vilket framförs på en väg med en varierande lutning samt metod för estimering av lutningen av den väg där ett fordon framförs
FR2854404B1 (fr) 2003-04-29 2005-07-01 Michelin Soc Tech Procede d'obtention d'un elastomere greffe a groupes fonctionnels le long de la chaine et compositions de caoutchouc
KR101006016B1 (ko) * 2003-10-14 2011-01-06 요코하마 고무 가부시키가이샤 환상 폴리설파이드를 가황제로서 함유하는 고무 조성물 및이를 사용하는 공기 주입 타이어
FR2880349B1 (fr) 2004-12-31 2009-03-06 Michelin Soc Tech Nanoparticules de polyvinylaromatique fonctionnalise
FR2880354B1 (fr) 2004-12-31 2007-03-02 Michelin Soc Tech Composition elastomerique renforcee d'une charge de polyvinylaromatique fonctionnalise
FR2903416B1 (fr) 2006-07-06 2008-09-05 Michelin Soc Tech Composition elastomerique renforcee d'une charge de polymere vinylique non aromatique fonctionnalise
FR2903411B1 (fr) 2006-07-06 2012-11-02 Soc Tech Michelin Nanoparticules de polymere vinylique fonctionnalise
FR2915202B1 (fr) 2007-04-18 2009-07-17 Michelin Soc Tech Elastomere dienique couple monomodal possedant une fonction silanol en milieu de chaine, son procede d'obtention et composition de caoutchouc le contenant.
FR2918065B1 (fr) 2007-06-28 2011-04-15 Michelin Soc Tech Procede de preparation d'un copolymere dienique a bloc polyether, composition de caoutchouc renforcee et enveloppe de pneumatique.
FR2918064B1 (fr) 2007-06-28 2010-11-05 Michelin Soc Tech Procede de preparation d'un copolymere dienique a bloc polyether, composition de caoutchouc renforcee et enveloppe de pneumatique.
FR2943269B1 (fr) 2009-03-20 2011-04-22 Michelin Soc Tech Renfort composite auto-adherent
FR2945826B1 (fr) 2009-05-25 2011-12-02 Michelin Soc Tech Renfort composite auto-adherent
FR2948598B1 (fr) 2009-07-31 2011-08-19 Michelin Soc Tech Renfort composite
FR2951178B1 (fr) 2009-10-08 2012-08-17 Michelin Soc Tech Elastomere dienique fonctionnalise et composition de caoutchouc le contenant.
FR2952076B1 (fr) 2009-10-29 2011-12-02 Michelin Soc Tech Renfort composite
FR2963579B1 (fr) 2010-08-05 2013-04-26 Michelin Soc Tech Renfort composite
FR2965209B1 (fr) 2010-09-23 2014-04-18 Michelin Soc Tech Renfort composite auto-adherent
FR2965208B1 (fr) 2010-09-23 2012-10-12 Michelin Soc Tech Renfort composite
FR2967604B1 (fr) 2010-11-22 2012-12-14 Michelin Soc Tech Renfort composite auto-adherent
FR2971266B1 (fr) 2011-02-03 2014-06-27 Soc Tech Michelin Materiau textile pourvu d'une colle thermoplastique
FR2971188B1 (fr) 2011-02-03 2013-03-08 Michelin Soc Tech Renfort composite gaine d'une couche de polymere auto-adherente au caoutchouc
FR2971187B1 (fr) 2011-02-03 2013-03-08 Michelin Soc Tech Renfort composite gaine d'une couche de polymere auto-adherente au caoutchouc
FR2978769B1 (fr) 2011-08-04 2013-09-27 Michelin Soc Tech Composition adhesive aqueuse a base de polyaldehyde et de polyphenol
FR2978771B1 (fr) 2011-08-04 2013-09-27 Michelin Soc Tech Composition adhesive aqueuse a base de polyaldehyde et 2,2', 4,4'-tetrahydroxydiphenyl sulfide
FR2978770B1 (fr) 2011-08-04 2013-09-27 Michelin Soc Tech Composition adhesive aqueuse a base de polyaldehyde et phloroglucinol
FR2986456B1 (fr) 2012-02-08 2014-03-07 Michelin & Cie Renfort composite gaine d'une couche de polymere auto-adherente au caoutchouc
FR2986455B1 (fr) 2012-02-08 2014-10-31 Michelin & Cie Renfort composite gaine d'une couche de polymere auto-adherente au caoutchouc
FR3027025B1 (fr) 2014-10-13 2016-12-09 Michelin & Cie Produit renforce comprenant une composition a faible taux de soufre et pneumatique comprenant ledit produit renforce

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019122686A1 (fr) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3206890B1 (fr) Produit renforce comprenant une composition a faible taux de soufre et pneumatique comprenant ledit produit renforce
EP3207080B1 (fr) Produit renforce comprenant une composition comprenant un systeme oxyde metallique et derive d'acide stearique equilibre et pneumatique comprenant ledit produit renforce
EP3206889B1 (fr) Produit renforce comprenant une composition a faible taux de soufre et pneumatique comprenant ledit produit renforce
EP3352998B1 (fr) Utilisation d'un dérivé de polyphénol aromatique estérifié pour la fabrication d'une résine phénol-aldéhyde de renforcement d'une composition de caoutchouc
EP3532304B1 (fr) Composition de caoutchouc comprenant une charge renforcante specifique
EP2576894B1 (fr) Renfort filaire composite pour pneumatique, enrobe d'un caoutchouc a propriete de barriere a l'eau amelioree
EP3206891B1 (fr) Produit renforce comprenant une composition comprenant un accelerateur de vulcanisation rapide et pneumatique comprenant ledit produit renforce
EP3532305B1 (fr) Composition de caoutchouc comprenant une charge renforcante specifique
EP3532306B1 (fr) Composition de caoutchouc comprenant une charge renforcante specifique
EP3352997B1 (fr) Utilisation d'un dérivé de polyphénol aromatique silylé pour la fabrication d'une résine phénol-aldéhyde de renforcement d'une composition de caoutchouc
EP2279085B1 (fr) Pneumatique ayant une gomme de bordure de nappe faiblement hysteretique
EP3352996A1 (fr) Composition de caoutchouc à haute rigidité à base d'un dérivé de polyphénol aromatique
EP3728432A1 (fr) Produit renforce comprenant une composition comprenant un compose polysulfuré et pneumatique comprenant ledit produit renforce
EP3898788B1 (fr) Produit renforce comprenant une composition comportant un compose polysulfuré
FR3079843A1 (fr) Pneumatique avec bourrelets comprenant une composition de caoutchouc specifique
EP3853043B1 (fr) Pneumatique avec bourrelets comprenant une composition de caoutchouc specifique
WO2020128261A1 (fr) Produit renforce comprenant une composition comportant un compose polysulfuré
FR3041647A1 (fr) Composition de caoutchouc a haute rigidite a base d'un derive de polyphenol aromatique
EP3774388A1 (fr) Composition de caoutchouc comprenant une charge renforçante a faible surface specifique
FR3041642A1 (fr) Compose silyle pour eviter la reticulation precoce d'une resine phenol aldehyde
FR3041633A1 (fr) Compose esterifie pour eviter la reticulation precoce d'une resine phenol aldehyde

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200720

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20230329