WO2009062735A1 - Tyre rubber composition containing polynorbornene and a liquid plasticiser - Google Patents

Tyre rubber composition containing polynorbornene and a liquid plasticiser Download PDF

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WO2009062735A1
WO2009062735A1 PCT/EP2008/009654 EP2008009654W WO2009062735A1 WO 2009062735 A1 WO2009062735 A1 WO 2009062735A1 EP 2008009654 W EP2008009654 W EP 2008009654W WO 2009062735 A1 WO2009062735 A1 WO 2009062735A1
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WO
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rubber composition
composition according
phr
sbr
polynorbornene
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/009654
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French (fr)
Inventor
Didier Vasseur
Garance Lopitaux
Original Assignee
Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016Plasticisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • C08K5/101Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0807Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
    • C08L23/0815Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins
    • C08L23/0823Copolymers of ethene with aliphatic cyclic olefins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L65/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to rubber compositions intended in particular for the manufacture of tires or semi-finished products for tires; it relates more particularly to the rubber compositions that can be used in the treads of these tires.
  • a tire tread must obey in a known manner to a large number of technical requirements, often antithetical, among which a low rolling resistance, a high wear resistance, as well as a high grip on dry and wet roads. .
  • the combined improvement of the properties of adhesion and rolling resistance remains a constant concern of tire designers.
  • a first object of the invention relates to a rubber composition, said composition being based on at least:
  • SBR styrene-butadiene copolymer
  • liquid plasticizer called "low Tg", whose Tg is less than -20 ° C., chosen from the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulphonates and mixtures of these compounds.
  • the invention also relates to a method for preparing a rubber composition according to the invention, this method comprises the following steps:
  • the invention also relates to the use of this rubber composition for the manufacture of tires or semi-finished products for tires, in particular tire treads, that these are intended for the manufacture of new tires such as retreading used tires.
  • the invention also relates to tires or semi-finished products for tires comprising a rubber composition according to the invention.
  • the tires according to the invention are particularly intended for passenger vehicles such as two-wheeled vehicles (motorcycle, bicycle), industrial vehicles chosen from light trucks, "heavy goods vehicles” - ie, metro, buses, road transport vehicles (trucks tractors, trailers), off-the-road vehicles, agricultural or engineering machinery, aircraft, other transport or handling vehicles.
  • passenger vehicles such as two-wheeled vehicles (motorcycle, bicycle), industrial vehicles chosen from light trucks, "heavy goods vehicles” - ie, metro, buses, road transport vehicles (trucks tractors, trailers), off-the-road vehicles, agricultural or engineering machinery, aircraft, other transport or handling vehicles.
  • the rubber compositions are characterized, before and after firing, as indicated below.
  • the Shore A hardness of the compositions after curing is assessed according to ASTM D 2240-86.
  • the rolling resistance of tires is measured on a steering wheel according to ISO 87-67 (1992). A value greater than that of the control, arbitrarily set at 100, indicates an improved result, that is to say a rolling resistance lower than that of the control tire.
  • the tires are mounted on a motor vehicle equipped with an ABS braking system and the distance necessary to go from 50 km / h to 10 km / h is measured during a sudden braking on wet ground (bituminous concrete).
  • the grip of the tires is also evaluated by measuring the braking distances in the "two-wheel locked" braking mode.
  • the braking distance is measured from a speed of 40 km / h to a speed of 0 km / h on wet ground.
  • the rubber composition according to the invention usable especially for the manufacture of a tire or a tire tread, is based on at least:
  • styrene-butadiene copolymer called "high Tg", whose glass transition temperature (Tg) is greater than -40 ° C .; a polynorbornene; a reinforcing filler; a liquid plasticizer called "low Tg” whose Tg is less than - 20 0 C, selected from the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulfonates and mixtures of these compounds.
  • composition-based is meant a composition comprising the mixture and / or the reaction product of the various constituents used, some of these basic constituents being capable of or intended to react with one another, less in part, during the various phases of manufacture of the composition, in particular during its crosslinking or vulcanization.
  • 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 rubber composition according to the invention has the essential characteristic of comprising, as diene elastomer, a styrene-butadiene copolymer (SBR) whose glass transition temperature (Tg) is greater than -40 ° C., referred to herein as after "SBR high Tg” or "SBR high Tg", said temperature being measured (by DSC, according to ASTM D3418 - 1999) on elastomer in the dry state (ie, without extension oil).
  • SBR glass transition temperature
  • a high Tg SBR having a styrene content of between 5% and 50% by weight and more particularly between 20% and 40%, a 1,2-butadiene content of the butadiene part of between 4% and 65% is used. %, a trans-1,4 bond content of between 20% and 80%.
  • the rubber composition comprises between 40 and 95 phr, in particular between 60 and 90 phr, of SBR with a high Tg.
  • the high SBR Tg has a Tg preferably between -40 0 C and 0 0 C, especially between -30 ° C and 0 ° C, and more preferably between -30 0 C and - 5 ° C, for example between
  • elastomer or “diene” rubber it is to be understood in a known manner (one or more elastomers) are understood to come from at least a part (ie a homopolymer or a copolymer) of monomers dienes (monomers bearing two carbon-carbon double bonds, conjugated or not).
  • the optional additional diene elastomer is preferably selected from the group consisting of polybutadienes (BR), synthetic polyisoprenes (IR), natural rubber (NR), butadiene copolymers, isoprene copolymers (other than IR) and mixtures of these elastomers.
  • Such copolymers are more preferably selected from the group consisting of isoprene-butadiene copolymers (BIR), isoprene-styrene copolymers (SIR), isoprene-butadiene-styrene copolymers (SBIR).
  • Suitable polybutadienes and in particular those having a content (mol%) in units -1.2 of between 4% and 80% or those having a content (mol%) of cis-1,4 greater than 80%, polyisoprenes, copolymers of butadiene-isoprene and in particular those having an isoprene content of between 5% and 90% by weight and a Tg of -40 ° C. to -80 ° C., the isoprene-styrene copolymers and in particular those having a styrene content between 5% and 50% by weight and a Tg between -25 ° C and -50 ° C.
  • butadiene-styrene-isoprene copolymers are especially suitable 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 p butadiene part between 4% and 85%, a content (mol%) in trans-1,4 units of the butadiene part of between 6% and 80%, a content (mol%) in units -1,2 plus -3 , 4 of the isoprenic part of between 5% and 70% and a content (mol%) in trans-1,4 units of the isoprene part of between 10% and 50%, and more generally any butadiene-styrene-isoprene copolymer having a Tg between -20 ° C. and -70 ° C
  • a second essential characteristic of the composition according to the invention is to comprise as a second elastomer, a polynorbornene.
  • polynorbornene elastomers are known, they have been described as well as their method of preparation for example in the patent application EP 1 006 134. They have also been described in rubber compositions for tire treads (see for example documents U.S. Patents 4,946,887 or US 2005/0080190).
  • norbornene monomer or bicyclo [2.2.1] hept-2-ene
  • Diels-Alder type addition of ethylene with a cycloolefin is polymerized by a mechanism of ring opening to give a linear polymer with a repeating unit containing a 5 atom ring and a double bond.
  • Suitable cycloolefin monomers include substituted and unsubstituted norbornenes, dicyclopentadienes, dihydrodicyclopentadienes, dicylopentadiene trimers, tetracyclododecenes, hexacycloheptadecenes, ethylidenynorbornenes and vinylnorbornenes.
  • Substituents on the cycloolefin monomers include hydrogen, alkyl, alkenyl, and aryl groups, with 1 to 20 carbon atoms and saturated and unsaturated cyclic groups with 3 to 12 carbon atoms that can be formed with a or more, preferably 2 rings of carbon atoms.
  • the polynorbornene preferably has a glass transition temperature greater than 0 ° C. It preferably has a high average molecular weight M w, typically ranging for example from several thousand to several million.
  • the polynorbornene is preferably used at a level of between 5 and 40 phr. Below 5 phr, the targeted effect may be insufficient while beyond 40 phr, there is a risk of excessive stiffening of the matrix. For these reasons, the level of polynorbornene is more preferably between 10 and 30 phr, in particular in a range of 10 to 20 phr,
  • Another essential feature of the rubber composition of the invention is that it comprises a so-called "low Tg" liquid plasticizer whose Tg is less than -20 ° C., preferably less than -40 ° C., and which is chosen from the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulfonates and mixtures of these compounds.
  • said low Tg liquid plasticizer is selected from the group consisting of esters, phosphates and mixtures of these compounds.
  • Preferred phosphates are those containing from 12 to 30 carbon atoms. Examples of these compounds are trioctyl phosphate (especially tri-2-ethylhexyl phosphate), 2-ethylhexyl diphenyl phosphate, tricresyl phosphate, dodecyldiphenyl phosphate, tri-butoxyethyl phosphate and cresyl diphenyl phosphate.
  • liquid plasticizer at low Tg use is made, for example, of a tri- or pyromellitate-type ester having the formula
  • radicals R which may be identical or different, represent any hydrocarbon radical (or chain) (e) having 1 to 30 carbon atoms (and which may comprise a heteroatom chosen in particular from S, O and N);
  • R ' represents hydrogen (case of a trimellitate) or the group COOR (case of a pyromellitate).
  • the radicals R represent a linear, branched or cyclic alkyl group containing from 1 to 20, even more preferably from 1 to 15 carbon atoms.
  • R radicals comprising from 15 carbon atoms, there may be mentioned, for example, methyl, ethyl, butoxyethyl, butoxyethoxyethyl, propyl, propenyl, butyl, isobutyl, dibutyl, diisobutyl, benzylbutyl, heptyl and hexyl radicals.
  • a trimellitate of formula (II) is more particularly used:
  • radicals R identical or different, represent a hydrocarbon radical having 1 to 15 carbon atoms.
  • trimellitates are commercially available.
  • TOTM trioctyl trimellitate or tri-2-ethylhexyl-1-trimetate
  • a low-level liquid plasticizer may be used, for example, a phthalate diester corresponding to formula (III):
  • radicals R which may be identical or different, represent any hydrocarbon radical (or chain) (e) having from 1 to 30 carbon atoms (and which may comprise a heteroatom chosen in particular from S, O and N).
  • the radicals R of formula (III) represent a linear, branched or cyclic alkyl group containing from 1 to 20, even more preferably from 1 to 15 carbon atoms.
  • preferred radicals R are dimethyl, diethyl, butoxyethoxyethyl, dibutyl, di-isobutyl, benzylbutyl, di-isoheptyl, dicyclohexyl, ethylhexyl or diethylhexyl, dibenzyl phthalates, dioctyl, di-isooctyl, butyloctyl, benzyloctyl, di-isononyl, ethylnonyl, di-isodecyl, octyldecyl, di-isotridecyl, di-undecyl, nonyl and undecyl, dodecyl and undecyl.
  • a 1,2-cyclohexane dicarboxylate diester having the formula (IV):
  • radicals R which may be identical or different, represent a hydrocarbon radical (or chain) chosen from the group consisting of alkyls, linear, branched or cyclic, containing from 1 to 30 carbon atoms, and aryls, aralkyls or alkaryls containing from 6 to 30 carbon atoms (this hydrocarbon radical may comprise a heteroatom chosen especially from S, O and N).
  • the radicals R represent a linear, branched or cyclic alkyl group containing from 1 to 20, in particular from 1 to 15 carbon atoms.
  • R radicals containing from 1 to 15 carbon atoms which are identical or different in formula (I) above, mention may be made, for example, of methyl, ethyl, butoxyethyl, ethoxyethyl, propyl and propenyl radicals.
  • a diester is preferably used whose radicals R, which are identical or different, contain from 8 to 11 carbon atoms, in particular 9 or 10 carbon atoms, particularly 1,2-cyclohexane dicarboxylate diisononyl, of formula (V):
  • a low-carbon liquid plasticizer used a carboxylic acid diester of formula (VI):
  • n is in a range from 1 to 15 and the radicals R, which are identical or different, represent any hydrocarbon radical (or chain) (e) having from 1 to 30 carbon atoms (and which may comprise a chosen heteroatom, in particular among S, O and
  • n is in a range from 3 to 10 and the radicals R represent a linear, branched or cyclic alkyl group having from 4 to 15 carbon atoms.
  • radicals R represent a linear, branched or cyclic alkyl group having from 4 to 15 carbon atoms.
  • P10-2046 PCT for example, butoxyethyl, butoxyethoxyethyl, butyl, isobutyl, dibutyl, diisobutyl, benzylbutyl, heptyl, 2-ethylhexyl, benzyloctyl, dioctyl, diisooctyl, isononyl, isodecyl, diisodecyl, tridecyl and octyldecyl.
  • m varies from 1 to 30, more preferably from 4 to 15, in particular from 7 to 13.
  • glycerol triester is also meant a mixture of triesters.
  • This triester is preferably constituted mainly (for more than 50%, more preferably for more than 80% by weight) of an unsaturated fatty acid in that is to say selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and mixtures of these acids. More preferably, whether of synthetic or natural origin (for example vegetable oils of sunflower or rapeseed), the fatty acid used is more than 50% by weight, more preferably still more than 80% by weight. % by weight of oleic acid.
  • Such high oleic acid triesters are well known and have been described, for example, in application WO 02/088238, as plasticizers in tire treads.
  • liquid plasticizer at low Tg according to the particular conditions of embodiment of the invention. It is preferably between 5 and 80 phr. Below the minimum indicated, the technical effect may be insufficient, while beyond 80 pce it is exposed to a decrease in tire adhesion
  • the diester content is more preferably between 5 and 40 phr, more preferably between 5 and 20 phr.
  • the liquid plasticizer at low Tg previously described has a Tg preferably between -120 ° C. and -70 ° C., more preferably between -110 ° C. and -80 ° C.
  • compositions of the invention may also contain plasticizers other than liquid plasticizers with low Tg previously defined, such as for example non-aromatic or very weakly aromatic plasticizing agents, for example chosen from the group consisting of naphthenic oils. , paraffinic, MES oils, TDAE oils, hydrocarbon plasticizing resins and mixtures of such compounds.
  • plasticizers other than liquid plasticizers with low Tg previously defined, such as for example non-aromatic or very weakly aromatic plasticizing agents, for example chosen from the group consisting of naphthenic oils. , paraffinic, MES oils, TDAE oils, hydrocarbon plasticizing resins and mixtures of such compounds.
  • the prior diester plasticizer is used as a second plasticizer, a hydrocarbon resin whose Tg is greater than 0 ° C, preferably greater than + 20 ° C.
  • the term "resin” is reserved herein by definition to a compound which is solid on the one hand at room temperature (23 ° C.) (as opposed to a plasticizer compound).
  • liquid such as an oil
  • liquid on the other hand compatible (that is to say miscible with the rate used, typically greater than 5 phr) with the rubber composition for which it is intended, so as to act as a real diluent.
  • Hydrocarbon resins are polymers well known to those skilled in the art, miscible by nature in diene (s) elastomer compositions (s) when they are further qualified as “plasticizers". They have been described, for example, in the book “Hydrocarbon Resins” by R. Mildenberg, M. Zander and G. Collin (New York, VCH, 1997, ISBN 3-527-28617-9), chapter 5 of which is devoted their applications, in particular pneumatic rubber (5.5 “Rubber Tires and Mechanical Goods”). They may be aliphatic, aromatic or aliphatic / aromatic type that is to say based on aliphatic and / or aromatic monomers. They may be natural or synthetic, whether or not based on petroleum (if so, also known as petroleum resins). They are preferably exclusively hydrocarbon-based, that is to say they contain only carbon and hydrogen atoms.
  • the plasticizing hydrocarbon resin has at least one of the following characteristics:
  • Tg greater than 20 ° C., more preferably greater than 30 ° C.
  • P 10-2046 PCT a number-average molecular weight (Mn) of between 400 and 2000 g / mol, more preferentially between 500 and 1500 g / mol; a polymolecularity index (Ip) of less than 3, more preferably less than 2
  • this plasticizing hydrocarbon resin has all of the above preferred characteristics.
  • the macrostructure (Mw, Mn and Ip) of the hydrocarbon resin is determined by steric exclusion chromatography (SEC): solvent tetrahydrofuran; temperature 35 ° C; concentration 1 g / 1; flow rate 1 ml / min; filtered solution on 0.45 ⁇ m porosity filter before injection; Moore calibration with polystyrene standards; set of 3 columns
  • the plasticizing hydrocarbon resin is chosen from the group consisting of homopolymer or copolymer resins of cyclopentadiene (abbreviated as CPD) or dicyclopentadiene (abbreviated as DCPD), terpene homopolymer or copolymer resins, C5 homopolymer or copolymer resins, and mixtures of these resins.
  • CPD cyclopentadiene
  • DCPD dicyclopentadiene
  • terpene homopolymer or copolymer resins C5 homopolymer or copolymer resins, and mixtures of these resins.
  • copolymer resins are preferably used those selected from the group consisting of copolymer resins (D) CPD / vinylaromatic, copolymer resins (D) CPD / terpene, copolymer resins (D) CPD / cut C5, terpene / vinylaromatic copolymer resins, C5 / vinylaromatic cut copolymer resins, and mixtures of these resins.
  • pene here combines in a known manner the alpha-pinene, beta-pinene and limonene monomers; preferably, a limonene monomer is used which is present in a known manner in the form of three possible isomers: L-limonene (laevorotatory enantiomer), D-limonene (dextrorotatory enantiomer), or the dipentene, racemic of the dextrorotatory and levorotatory enantiomers. .
  • Suitable vinylaromatic monomers are, for example, styrene, phenol, alpha-methylstyrene, ortho-, meta-, para-methylstyrene, vinyl-toluene, para-tertiarybutylstyrene, methoxystyrenes, chlorostyrones, vinylmesitylene, divinylbenzene, vinylnaphthalene, any vinyl aromatic monomer from a C 9 cut (or more generally from a C 8 to Ci 0).
  • the vinylaromatic monomer is styrene or a vinylaromatic monomer resulting from a C 9 cut (or more generally from a
  • the vinylaromatic monomer is the minor monomer, expressed as a mole fraction, in the copolymer under consideration.
  • the plasticizing hydrocarbon resin is chosen from the group consisting of homopolymer resins (D) CPD, copolymer resins (D) CPD / styrene, polylimonene resins, copolymer resins limonene / styrene, limonene / D (CPD) copolymer resins, C5 / styrene cut copolymer resins, C5 / C9 cut copolymer resins, and mixtures of these resins.
  • C 5 / vinylaromatic copolymer resins in particular C 5 / styrene or C 5 / C 9 cuts: by Neville Chemical Company under the names "Super Nevtac 78", “Super Nevtac 85” or “Super Nevtac 99", by Goodyear Chemicals under the name “Wingtack Extra”, by Kolon under the names “Hikorez Tl 095" and “Hikorez Tl 100”, by Exxon under the names "Escorez 2101" and "ECR 373”; such resins have been described in more detail in WO 2006/061064;
  • Terpene / vinylaromatic copolymer resins such as limonene / styrene copolymer or terpene / phenol copolymer: by the company DRT under the name “Dercolyte TS 105", by ARIZONA Chemical Company under the names “ZTl 15LT” and “ZT5100”) or "Sylvares TP "; such resins have been described in more detail in WO 2007/017060.
  • the content of hydrocarbon resin is preferably between 5 and 60 phr. Below the minimum indicated, the technical effect may be insufficient, whereas beyond 60 pce the stickiness of the compositions in the green state, on the mixing tools, can in some cases become unacceptable. industrial point of view. For these reasons, the level of hydrocarbon resin is more preferably between 5 and 50 phr, more preferably between 10 and 40 phr.
  • P10-2046 PCT As for the overall rate of plasticizer system according to the invention, comprising in combination the low liquid plasticizer Tg and the hydrocarbon resin, it is preferably between 10 and 100 phr, more preferably between 20 and 80 phr (in particular between 20 and 80 phr). 50 phr).
  • any type of reinforcing filler known for its ability to reinforce a rubber composition that can be used for manufacturing tires for example an organic filler such as carbon black, a reinforcing inorganic filler such as silica, or a cutting of these two types of filler, including a cut of carbon black and silica.
  • Suitable carbon blacks are all carbon blacks, especially blacks of the HAF, ISAF, SAF type conventionally used in tires (so-called pneumatic grade blacks). Among these, mention will be made more particularly of reinforcing carbon blacks of the 100, 200 or 300 series (ASTM grades), such as, for example, Nl 15 blacks,
  • organic fillers other than carbon blacks
  • any inorganic or mineral filler (regardless of its color and origin (natural or synthetic), also called “white” filler, “clear” filler or “non-blackfiller” as opposed to carbon black, capable of reinforcing on its own, without any other means than an intermediate coupling agent, a rubber composition intended for the manufacture of tires, in other words capable of replacing, in its reinforcing function, a conventional carbon black of pneumatic grade, such a charge is generally characterized, in known manner, by the presence of hydroxyl groups (-OH) on its surface.
  • -OH hydroxyl groups
  • the physical state in which the reinforcing inorganic filler is present is indifferent whether in the form of powder, microbeads, granules, beads or any other suitable densified form.
  • reinforcing inorganic filler we also mean by reinforcing inorganic filler
  • Suitable reinforcing inorganic fillers are mineral fillers of the siliceous type, in particular silica (SiO 2), or of the aluminous type, in particular alumina (Al 2 O 3).
  • 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 area both less than 450 m 2 / g, preferably from 30 to 400 m 2 / boy Wut.
  • HDS highly dispersible precipitated silicas
  • the silicas Ultrasil 7000 and Ultrasil 7005 from the company Degussa
  • the silicas Zeosil 1165MP, 1135MP and 1115MP from the company Rhodia
  • the silica Hi-SiI EZ1 50G from PPG
  • the Zeopol 8715, 8745 and 8755 silicas of the Huber Company the high surface area silicas as described in the application WO 03/16837.
  • the reinforcing inorganic filler used in particular if it is silica, preferably has a BET surface area of between 45 and 400. m 2 / g, more preferably between 60 and 300 m / g.
  • the total reinforcing filler content (carbon black and / or reinforcing inorganic filler such as silica) is between 20 and 200 phr, more preferably between 30 and 150 phr, the optimum being in a known manner different according to particular applications targeted: the level of reinforcement expected on a bicycle tire, for example, is of course less than that required on a tire capable of running at high speed in a sustained manner, for example a motorcycle tire, a tire for a passenger vehicle or for commercial vehicles such as heavy goods vehicles.
  • a reinforcing filler comprising between 30 and 150 phr, more preferably between 50 and 120 phr of inorganic filler, particularly of silica, and optionally carbon black; the carbon black, when present, is preferably used at a level of less than 20 phr, more preferably less than 10 phr (for example between 0.1 and 10 phr).
  • an at least bifunctional coupling agent is used in known manner to ensure a sufficient chemical and / or physical connection between the inorganic filler ( surface of its particles) and the diene elastomer, in particular organosilanes or bifunctional polyorganosiloxanes.
  • polysulfide silanes called “symmetrical” or “asymmetrical” silanes according to their particular structure, are used, as described for example in the applications WO03 / 002648 (or US 2005/016651) and WO03 / 002649 (or US 2005/016650).
  • polysulphide silanes known as "symmetrical" silanes having the following general formula (VIII) are suitable, but not limited to, below:
  • x is an integer of 2 to 8 (preferably 2 to 5);
  • - A is a divalent hydrocarbon radical (preferably alkylene groups Ci-Ci 8 or arylene groups C 2 -C 6, particularly alkylene Ci-Ci 0, in particular C 1 -C 4, particularly propylene );
  • the radicals R 1 substituted or unsubstituted, which are identical to or different from each other, represent a Ci-Ci 8 alkyl, C 5 -C 8 cycloalkyl or C 6 -C 18 aryl group (preferably C 1 -C 8 alkyl groups); -C 6 , cyclohexyl or phenyl, especially C 1 -C 4 alkyl groups, more particularly methyl and / or ethyl).
  • radicals R 2 substituted or unsubstituted, identical or different, represent an alkoxy group or Ci-Ci 8 cycloalkoxy, C 5 -C 8 I (preferably a group selected from alkoxyls and C 8 cycloalkoxyls C 5 -C 8 , more preferably still a group selected from C 1 -C 4 alkoxyls, in particular methoxyl and ethoxyl).
  • silane polysulfides are more particularly the bis (mono, trisulfide or tetrasulfide) of bis (alkoxyl (Ci-C 4) -alkyl (C
  • bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide abbreviated to TESPT, of formula [(C 2 H 5 O) 3 Si (CH 2 ) 3 S 2 ] 2 or bis-disulfide ( triethoxysilylpropyl), abbreviated TESPD, of formula [(C 2 H 5 O) 3 Si (CH 2 ) 3 S] 2 .
  • POS polyorganosiloxanes
  • the content of coupling agent is preferably between 4 and 12 phr, more preferably between 3 and 8 phr.
  • the rubber compositions in accordance with the invention also comprise all or part of the usual additives usually used in elastomer compositions intended for the manufacture of tires, in particular treads, such as, for example, pigments, protective agents such as anti-ozone waxes, chemical antiozonants, antioxidants, anti-fatigue agents, reinforcing resins, acceptors (for example phenolic novolac resin) or methylene donors (for example HMT or H3M), a crosslinking system based on either sulfur, or sulfur and / or peroxide and / or bismaleimide donors, vulcanization accelerators, vulcanization activators.
  • additives usually used in elastomer compositions intended for the manufacture of tires, in particular treads, such as, for example, pigments, protective agents such as anti-ozone waxes, chemical antiozonants, antioxidants, anti-fatigue agents, reinforcing resins, acceptors (for example phenolic novolac resin) or methylene donors (for example HMT or H
  • compositions may also contain, in addition to the coupling agents, coupling activators, inorganic charge-covering agents or, more generally, processing aids that can be used in a known manner, thanks to an improvement in the dispersion. of the load in the rubber matrix and to a
  • these agents being, for example, hydrolysable silanes such as alkylalkoxysilanes, polyols, polyethers, primary, secondary or tertiary amines, hydroxylated or hydrolyzable polyorganosiloxanes.
  • hydrolysable silanes such as alkylalkoxysilanes, polyols, polyethers, primary, secondary or tertiary amines, hydroxylated or hydrolyzable polyorganosiloxanes.
  • compositions are manufactured in appropriate mixers, using two successive preparation phases well known to those skilled in the art: a first phase of work or thermomechanical mixing (so-called “non-productive” phase) at high temperature, up to a maximum of maximum temperature between 110 ° C and 190 ° C, preferably between 130 0 C and 18O 0 C, followed by a second phase of mechanical work (so-called “productive” phase) to a lower temperature, typically less than 110 0 C, for example between 40 0 C and 100 0 C, finishing phase during which is incorporated the crosslinking system.
  • a first phase of work or thermomechanical mixing at high temperature, up to a maximum of maximum temperature between 110 ° C and 190 ° C, preferably between 130 0 C and 18O 0 C
  • a second phase of mechanical work so-called “productive” phase
  • the process according to the invention for preparing a rubber composition comprises the following steps:
  • non-productive to incorporate in an SBR elastomer of Tg greater than -40 ° C., during a first step (called “non-productive"), at least one polynorbornene and a liquid plasticizer whose Tg is less than -20 ° C.
  • thermomechanically kneading the whole for example in one or more times, until a maximum temperature of between 0 ° C 0 ° C and 19O 0 C; - Cool all at a temperature below 100 0 C; then incorporate, during a second step (called "productive"), a crosslinking system; - mix everything up to a maximum temperature below 110 0 C.
  • the non-productive phase is carried out in a single thermomechanical step during which, in a suitable mixer such as a conventional internal mixer, all the necessary basic constituents (SBR, polynorbornene, liquid plasticizer, other diene elastomer if appropriate, reinforcing filler and coupling agent in the case of an inorganic filler), then in a second step, for example after one to two minutes of mixing, the other additives, optional agents load recovery or additional implementation, with the exception of the crosslinking system.
  • the total mixing time in this non-productive phase is preferably between 1 and 15 minutes.
  • P10-2046 PCT After cooling the mixture thus obtained, it is then incorporated in an external mixer such as a roll mill, maintained at low temperature (for example between 40 0 C and 100 ° C), the crosslinking system. The whole is then mixed (productive phase) for a few minutes, for example between 2 and 15 min.
  • an external mixer such as a roll mill, maintained at low temperature (for example between 40 0 C and 100 ° C), the crosslinking system.
  • the whole is then mixed (productive phase) for a few minutes, for example between 2 and 15 min.
  • the actual crosslinking system is preferably based on sulfur and a primary vulcanization accelerator, in particular a sulfenamide type accelerator.
  • a primary vulcanization accelerator in particular a sulfenamide type accelerator.
  • various known secondary accelerators or vulcanization activators such as zinc oxide, stearic acid, guanidine derivatives (especially diphenylguanidine), etc.
  • the sulfur content is preferably between 0.5 and 3.0 phr, that of the primary accelerator is preferably between 0.5 and 5.0 phr.
  • accelerator any compound capable of acting as a vulcanization accelerator for diene elastomers in the presence of sulfur, especially thiazole type accelerators and their derivatives, thiuram type accelerators, zinc dithiocarbamates.
  • accelerators are more preferably selected from the group consisting of 2-mercaptobenzothiazyl disulfide (abbreviated "MBTS”), N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (abbreviated “CBS”), N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (abbreviated “DCBS”), N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide (abbreviated “TBBS”), N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenimide (abbreviated “TBSI”), zinc dibenzyldithiocarbamate (in abbreviated "ZBEC”) and mixtures of these compounds.
  • MBTS 2-mercaptobenzothiazyl disulfide
  • CBS N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide
  • DCBS N-dicyclohex
  • the final composition thus obtained can then be calendered, for example in the form of a sheet, a plate especially for a characterization in the laboratory, or extruded, for example to form a rubber profile used for the manufacture of a semi-finished tire product, such as treads, webs or other webs, underlays, various rubber blocks, whether or not reinforced with textile or metal reinforcements, for forming a part of the tire structure.
  • SBR at high Tg has a Tg of between -40 ° C. and 0 ° C. the SBR content at high Tg is between 40 and 95 phr; polynorbornene has a Tg greater than 0 0 C; the amount of polynorbornene is between 5 and 40 phr;
  • the liquid plasticizer has a Tg lower than -40 ° C .; the amount of liquid plasticizer is between 5 and 80 phr, the hydrocarbon resin has a Tg greater than 0 0 C; the amount of hydrocarbon resin is between 5 and 60 phr.
  • the invention relates to tires, tire treads and rubber compositions previously described both in the green (i.e., before firing) and the fired (i.e. after crosslinking or vulcanization).
  • the mixture thus obtained is recovered, cooled, and sulfur and a sulfenamide type accelerator are incorporated on a mixer (homo-finisher) at 30 ° C., mixing the whole (productive phase) for a suitable time (for example between 5 hours). and 12 min).
  • compositions thus obtained are then calendered either in the form of plates (thickness of 2 to 3 mm) or thin sheets of rubber for the measurement of their physical or mechanical properties, or extruded in the form of treads of passenger tires.
  • Test 1 Rubber compositions reinforced with carbon black
  • This first test demonstrates the improvement, in terms of wet grip and rolling resistance, provided by a tread according to the invention, compared to two control treads.
  • Control composition C-1.1 is a reference composition for those skilled in the art, conventionally used to manufacture treads for passenger car tires, reinforced with carbon black; it is based on a copolymer of styrene-butadiene (high Tg) and polybutadiene.
  • composition of the invention C-1.2 additionally contains, relative to the composition C-1.1, a polynorbornene and a liquid plasticizer at low Tg.
  • the control composition C-1.3 differs only from the composition of the invention C-1.2 by the use of an SBR elastomer which is not a high Tg SBR (that is to say with a Tg is not more than - 40 0 C); it also contains polynorbornene and liquid plasticizer at low Tg.
  • compositions were tested as tire treads for passenger vehicles, dimensions 195 / 65R15, on a RENAULT brand passenger vehicle model LAGUNA, as indicated in paragraph 1-3 above.
  • composition of the invention comprises silica as main reinforcing filler.
  • the compositions tested are shown in Table 3.
  • composition of the invention C-2.2 does not modify the rigidity (Shore hardness) of the composition or its mechanical properties significantly, compared to the control composition C-2.1 .
  • composition C-2.2 A comparison of the composition of the invention C-2.2 and the control composition C-2.3 (as a reminder, being distinguished from that of the invention only by the use of a SBR elastomer at lower Tg), demonstrates just as clearly as the improved property compromise provided by the invention is totally lost when the SBR at high Tg (composition C-2.2) is replaced by a SBR at lower Tg (composition C-2.3): it is then noted that the measured tire rolling properties then substantially cover the initial values (base 100) observed on the reference control composition (C-2.1), or even are lower than these with respect to adhesion.
  • total aromatic oil (including SBR and polynorbornene extension oil);
  • trioctyl phosphate tri-2-ethylhexyl phosphate
  • total aromatic oil (including SBR and polynorbornene extension oil);

Abstract

The invention relates to a rubber composition containing at least: a styrene-butadiene (SBR) copolymer having a glass transition temperature (Tg) above - 40 °C; a polynorbornene; a reinforcing filler; and a liquid plasticiser having a glass transition temperature (Tg) below - 20 °C, selected from the group containing ethers, esters, phosphates, sulphonates and mixtures of said compounds. The invention also relates to the use of one such composition for the production of a tyre tread having an improved trade-off between wet surface grip and rolling resistance.

Description

COMPOSITION DE CAOUTCHOUC POUR PNEUMATIQUE A BASE DE POLYNORBORNENE ET D'UN PLASTIFIANT LIQUIDE PNEUMATIC RUBBER COMPOSITION BASED ON POLYNORBORNENE AND A LIQUID PLASTICIZER
La présente invention se rapporte aux compositions de caoutchoucs destinées notamment à la fabrication de pneumatiques ou de produits semi-finis pour pneumatiques ; elle est plus particulièrement relative aux compositions de caoutchouc utilisables dans les bandes de roulement de ces pneumatiques.The present invention relates to rubber compositions intended in particular for the manufacture of tires or semi-finished products for tires; it relates more particularly to the rubber compositions that can be used in the treads of these tires.
Une bande de roulement de pneumatique doit obéir de manière connue à un grand nombre d'exigences techniques, souvent antinomiques, parmi lesquelles une faible résistance au roulement, une résistance élevée à l'usure, ainsi qu'une adhérence élevée sur route sèche comme mouillée. L'amélioration combinée des propriétés d'adhérence et de résistance au roulement reste une préoccupation constante des concepteurs de pneumatiques.A tire tread must obey in a known manner to a large number of technical requirements, often antithetical, among which a low rolling resistance, a high wear resistance, as well as a high grip on dry and wet roads. . The combined improvement of the properties of adhesion and rolling resistance remains a constant concern of tire designers.
De manière inattendue, les Demanderesses ont découvert lors de leurs recherches une composition de caoutchouc nouvelle, à base d'un copolymère de styrène-butadiène spécifique, d'un polynorbornène et d'un plastifiant liquide, qui permet d'obtenir des pneumatiques présentant une adhérence sur sol humide et une résistance au roulement toutes deux améliorées, sans pénalisation du comportement.Unexpectedly, the Applicants discovered during their research a new rubber composition, based on a specific styrene-butadiene copolymer, a polynorbornene and a liquid plasticizer, which makes it possible to obtain tires having a improved wet grip and rolling resistance, without penalizing the behavior.
Ainsi un premier objet de l'invention concerne une composition de caoutchouc, la dite composition étant à base d'au moins :Thus a first object of the invention relates to a rubber composition, said composition being based on at least:
- un copolymère de styrène-butadiène (SBR) dit « à haute Tg », dont la température de transition vitreuse (Tg) est supérieure à - 40 0C ; un polynorbornène ; une charge renforçante ;a styrene-butadiene copolymer (SBR) called "high Tg", whose glass transition temperature (Tg) is greater than -40 ° C .; a polynorbornene; a reinforcing filler;
- un plastifiant liquide dit « à basse Tg », dont la Tg est inférieure à - 20 °C, choisi dans le groupe constitué par les éthers, les esters, les phosphates, les sulfonates et les mélanges de ces composés.a liquid plasticizer called "low Tg", whose Tg is less than -20 ° C., chosen from the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulphonates and mixtures of these compounds.
L'invention a aussi pour objet un procédé pour préparer une composition de caoutchouc conforme à l'invention, ce procédé comporte les étapes suivantes :The invention also relates to a method for preparing a rubber composition according to the invention, this method comprises the following steps:
- incorporer à un élastomère SBR de Tg supérieure à -400C, au cours d'une première étape (dite "non-productive"), au moins un polynorbornène et un plastifiant liquide dont la Tg est inférieure à -200C choisi dans le groupe constitué par les éthers, les esters, les phosphates, les sulfonates et les mélanges de ces composés, en malaxant- Incorporate an SBR elastomer of Tg greater than -40 0 C, during a first step (called "non-productive"), at least one polynorbornene and a liquid plasticizer whose Tg is less than -20 0 C selected in the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulphonates and mixtures of these compounds, by mixing
P 10-2046 PCT thermomécaniquement le tout jusqu'à atteindre une température maximale comprise entre 1 10°C et 190°C ; refroidir l'ensemble à une température inférieure à 100°C ; incorporer ensuite, au cours d'une seconde étape (dite "productive"), un système de réticulation ; malaxer le tout jusqu'à une température maximale inférieure à HO0C.P 10-2046 PCT thermomechanically all until reaching a maximum temperature between 1 10 ° C and 190 ° C; cool the assembly to a temperature below 100 ° C; then incorporate, during a second step (called "productive"), a crosslinking system; knead everything to a maximum temperature below HO 0 C.
L'invention a également pour objet l'utilisation de cette composition de caoutchouc pour la fabrication de pneumatiques ou de produits semi-finis pour pneumatiques, en particulier de bandes de roulement de pneumatique, que ces dernières soient destinées à la fabrication de pneumatiques neufs comme au rechapage de pneumatiques usagés.The invention also relates to the use of this rubber composition for the manufacture of tires or semi-finished products for tires, in particular tire treads, that these are intended for the manufacture of new tires such as retreading used tires.
L'invention a également pour objet les pneumatiques ou produits semi-finis pour pneumatiques comportant une composition de caoutchouc conforme à l'invention.The invention also relates to tires or semi-finished products for tires comprising a rubber composition according to the invention.
Les pneumatiques conformes à l'invention sont notamment destinés à des véhicules tourisme comme à des véhicules deux roues (moto, vélo), véhicules industriels choisis parmi camionnettes, "Poids-lourd" - i.e., métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route, engins agricoles ou de génie civil, avions, autres véhicules de transport ou de manutention.The tires according to the invention are particularly intended for passenger vehicles such as two-wheeled vehicles (motorcycle, bicycle), industrial vehicles chosen from light trucks, "heavy goods vehicles" - ie, metro, buses, road transport vehicles (trucks tractors, trailers), off-the-road vehicles, agricultural or engineering machinery, aircraft, other transport or handling vehicles.
L'invention ainsi que ses avantages seront aisément compris à la lumière de la description et des exemples de réalisation qui suivent.The invention as well as its advantages will be readily understood in the light of the description and the following exemplary embodiments.
I - MESURES ET TESTS UTILISESI - MEASUREMENTS AND TESTS USED
Les compositions de caoutchouc sont caractérisées, avant et après cuisson, comme indiqué ci- après.The rubber compositions are characterized, before and after firing, as indicated below.
I- 1. Dureté Shore AI- 1. Shore A hardness
La dureté Shore A des compositions après cuisson est appréciée conformément à la norme ASTM D 2240-86.The Shore A hardness of the compositions after curing is assessed according to ASTM D 2240-86.
1-2. Essais de traction1-2. Traction tests
Ces essais permettent de déterminer les contraintes d'élasticité et les propriétés à la rupture. Sauf indication différente, ils sont effectués conformément à la norme française NF T 46-002These tests make it possible to determine the elastic stress and the properties at break. Unless otherwise indicated, they are carried out in accordance with the French standard NF T 46-002
P10-2046 PCT de septembre 1988. On mesure en seconde élongation (i.e. après un cycle d'accommodation au taux d'extension prévu pour la mesure elle-même) les modules sécants nominaux (ou contraintes apparentes, en MPa) à 10% d'allongement (noté MlO), 100% d'allongement (noté MlOO) et 300% d'allongement (noté M300).. Toutes ces mesures de traction sont effectuées dans les conditions normales de température (23 ± 20C) et d'hygrométrie (50 ± 5% d'humidité relative), selon la norme française NF T 40-101 (décembre 1979).P10-2046 PCT of September 1988. The nominal secant moduli (or apparent stresses, in MPa) at 10% elongation (noted after an accommodation cycle at the expected extension rate for the measurement itself) are measured in second elongation (ie MlO), 100% elongation (denoted MlOO) and 300% elongation (denoted M300). All these tensile measurements are carried out under the normal conditions of temperature (23 ± 20 ° C.) and hygrometry (50 ° C.). ± 5% relative humidity), according to the French standard NF T 40-101 (December 1979).
1-3. Essais en pneumatiques1-3. Tire tests
A) Résistance au roulementA) Rolling resistance
La résistance au roulement des pneumatiques est mesurée sur un volant, selon la méthode ISO 87-67 (1992). Une valeur supérieure à celle du témoin, arbitrairement fixée à 100, indique un résultat amélioré, c'est-à-dire une résistance au roulement plus basse que celle du pneumatique témoin.The rolling resistance of tires is measured on a steering wheel according to ISO 87-67 (1992). A value greater than that of the control, arbitrarily set at 100, indicates an improved result, that is to say a rolling resistance lower than that of the control tire.
B) Freinage sur sol humide, avec un système ABSB) Braking on wet ground with an ABS system
Les pneumatiques sont montés sur un véhicule automobile équipé d'un système de freinage ABS et la distance nécessaire pour passer de 50 km/h à 10 km/h est mesurée lors d'un freinage brutal sur sol arrosé (béton bitumineux). Une valeur supérieure à celle du témoin, arbitrairement fixée à 100, indique un résultat amélioré, c'est-à-dire une distance de freinage plus courte.The tires are mounted on a motor vehicle equipped with an ABS braking system and the distance necessary to go from 50 km / h to 10 km / h is measured during a sudden braking on wet ground (bituminous concrete). A value greater than that of the control, arbitrarily set at 100, indicates an improved result, i.e. a shorter braking distance.
C) Freinage sur sol humide, avec les roues bloquéesC) Braking on wet ground with locked wheels
L'adhérence des pneumatiques est également évaluée par la mesure des distances de freinage en mode de freinage « deux roues bloquées ». La distance de freinage est mesurée en passant d'une vitesse de 40 km/h à une vitesse de 0 km/h sur sol humide. Une valeur supérieure à celle du témoin, arbitrairement fixée à 100, indique un résultat amélioré, c'est-à-dire une distance de freinage plus courte.The grip of the tires is also evaluated by measuring the braking distances in the "two-wheel locked" braking mode. The braking distance is measured from a speed of 40 km / h to a speed of 0 km / h on wet ground. A value greater than that of the control, arbitrarily set at 100, indicates an improved result, i.e. a shorter braking distance.
D) Adhérence sur sol humideD) Adhesion on wet ground
Pour apprécier les performances d'adhérence sur sol humide, on analyse le comportement des pneumatiques montés sur un véhicule automobile déterminé, parcourant sous des conditions de vitesse limite, un circuit fortement virageux et arrosé de manière à maintenir le sol humide. On mesure le temps minimal nécessaire pour parcourir la totalité du circuit ; une valeur supérieure à celle du témoin, arbitrairement fixée à 100, indique un résultat amélioré c'est-à-dire un temps de parcours plus court.To assess wet grip performance, we analyze the behavior of tires mounted on a specific motor vehicle, traveling under conditions of limit speed, a highly virulent circuit and watered so as to keep the soil moist. The minimum time required to travel the entire circuit is measured; a value greater than that of the control, arbitrarily set at 100, indicates an improved result, that is to say a shorter travel time.
P 10-2046 PCT - A -P 10-2046 PCT - AT -
II. CONDITIONS DE REALISATION DE L'INVENTIONII. CONDITIONS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
La composition de caoutchouc selon l'invention, utilisable notamment pour la fabrication d'un pneumatique ou d'une bande de roulement de pneumatique, est à base d'au moins :The rubber composition according to the invention, usable especially for the manufacture of a tire or a tire tread, is based on at least:
- un copolymère de styrène-butadiène (SBR) dit « à haute Tg », dont la température de transition vitreuse (Tg) est supérieure à - 40 0C ; un polynorbornène ; - une charge renforçante ; un plastifiant liquide dit « à basse Tg », dont la Tg est inférieure à - 20 0C, choisi dans le groupe constitué par les éthers, les esters, les phosphates, les sulfonates et les mélanges de ces composés.a styrene-butadiene copolymer (SBR) called "high Tg", whose glass transition temperature (Tg) is greater than -40 ° C .; a polynorbornene; a reinforcing filler; a liquid plasticizer called "low Tg" whose Tg is less than - 20 0 C, selected from the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulfonates and mixtures of these compounds.
Par l'expression composition "à base de", il faut entendre une composition comportant le mélange et/ou le produit de réaction des différents constituants utilisés, certains de ces constituants de base étant susceptibles de, ou destinés à, réagir entre eux, au moins en partie, lors des différentes phases de fabrication de la composition, en particulier au cours de sa réticulation ou vulcanisation.By the term "composition-based" is meant a composition comprising the mixture and / or the reaction product of the various constituents used, some of these basic constituents being capable of or intended to react with one another, less in part, during the various phases of manufacture of the composition, in particular during its crosslinking or vulcanization.
Dans la présente description, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) indiqués sont des % en masse. 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).In the present description, unless expressly indicated otherwise, all the percentages (%) indicated are% by weight. On the other hand, 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).
II.1 - Elastomère SBR à haute TgII.1 - SBR elastomer with high Tg
La composition de caoutchouc selon l'invention a pour caractéristique essentielle de comporter, à titre d'élastomère diénique, un copolymère de styrène-butadiène (SBR) dont la température de transition vitreuse (Tg) est supérieure à -40°C, dénommé ci-après "SBR à haute Tg" ou "SBR haute Tg", ladite température étant mesurée (par DSC, selon ASTM D3418 - 1999) sur elastomère à l'état sec (i.e., sans huile d'extension).The rubber composition according to the invention has the essential characteristic of comprising, as diene elastomer, a styrene-butadiene copolymer (SBR) whose glass transition temperature (Tg) is greater than -40 ° C., referred to herein as after "SBR high Tg" or "SBR high Tg", said temperature being measured (by DSC, according to ASTM D3418 - 1999) on elastomer in the dry state (ie, without extension oil).
On utilise de préférence un SBR haute Tg ayant une teneur en styrène comprise entre 5% et 50% en poids et plus particulièrement entre 20% et 40 %, une teneur en liaisons- 1,2 de la partie butadiénique comprise entre 4% et 65%, une teneur en liaisons trans-1,4 comprise entre 20% et 80%. L'homme du métier sait comment modifier la microstructure d'un elastomère SBR pour ajuster sa Tg.Preferably, a high Tg SBR having a styrene content of between 5% and 50% by weight and more particularly between 20% and 40%, a 1,2-butadiene content of the butadiene part of between 4% and 65% is used. %, a trans-1,4 bond content of between 20% and 80%. Those skilled in the art know how to modify the microstructure of an SBR elastomer to adjust its Tg.
P 10-2046 PCT Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, la composition de caoutchouc comprend entre 40 et 95 pce, en particulier entre 60 et 90 pce, de SBR à haute Tg.P 10-2046 PCT According to one particular embodiment of the invention, the rubber composition comprises between 40 and 95 phr, in particular between 60 and 90 phr, of SBR with a high Tg.
Selon, un autre mode préférentiel de réalisation, le SBR haute Tg présente une Tg préférentiellement comprise entre - 40 0C et 0 0C, notamment comprise entre - 30 °C et 0 °C, et plus préférentiellement comprise entre - 30 0C et - 5 °C, par exemple comprise entreAccording to another preferred embodiment, the high SBR Tg has a Tg preferably between -40 0 C and 0 0 C, especially between -30 ° C and 0 ° C, and more preferably between -30 0 C and - 5 ° C, for example between
- 25 0C et - 5 °C.- 25 0 C and - 5 ° C.
Au SBR haute Tg ci-dessus, peut être ou peuvent être associé(s) un ou plusieurs autre(s) élastomère(s) diénique(s). Par élastomère ou caoutchouc "diénique", 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).At SBR high Tg above, may be or may be associated with one or more other diene elastomer (s). By elastomer or "diene" rubber, it is to be understood in a known manner (one or more elastomers) are understood to come from at least a part (ie a homopolymer or a copolymer) of monomers dienes (monomers bearing two carbon-carbon double bonds, conjugated or not).
L' élastomère diénique éventuel complémentaire est préférentiellement choisi dans le groupe constitué par les polybutadiènes (BR), les polyisoprènes de synthèse (IR), le caoutchouc naturel (NR), les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène (autres que IR) et les mélanges de ces élastomères. De tels copolymères sont plus préférentiellement choisis dans le groupe constitué par les copolymères d'isoprène-butadiène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR), les copolymères d'isoprène-butadiène-styrène (SBIR).The optional additional diene elastomer is preferably selected from the group consisting of polybutadienes (BR), synthetic polyisoprenes (IR), natural rubber (NR), butadiene copolymers, isoprene copolymers (other than IR) and mixtures of these elastomers. Such copolymers are more preferably selected from the group consisting of isoprene-butadiene copolymers (BIR), isoprene-styrene copolymers (SIR), isoprene-butadiene-styrene copolymers (SBIR).
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-1,4 supérieure à 80%, les polyisoprènes, les copolymères de butadiène-isoprène et notamment ceux ayant une teneur en isoprène comprise entre 5% et 90% en poids et une Tg de - 4O0C à - 8O0C, les copolymères isoprène-styrène et notamment ceux ayant une teneur en styrène comprise entre 5% et 50% en poids et une Tg comprise entre - 25°C et - 500C. 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 - 2O0C et - 700C. Au SBR à haute Tg précédemment décrit pourrait être éventuellement ajouté un autre copolymère deSuitable polybutadienes and in particular those having a content (mol%) in units -1.2 of between 4% and 80% or those having a content (mol%) of cis-1,4 greater than 80%, polyisoprenes, copolymers of butadiene-isoprene and in particular those having an isoprene content of between 5% and 90% by weight and a Tg of -40 ° C. to -80 ° C., the isoprene-styrene copolymers and in particular those having a styrene content between 5% and 50% by weight and a Tg between -25 ° C and -50 ° C. In the case of butadiene-styrene-isoprene copolymers are especially suitable 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 p butadiene part between 4% and 85%, a content (mol%) in trans-1,4 units of the butadiene part of between 6% and 80%, a content (mol%) in units -1,2 plus -3 , 4 of the isoprenic part of between 5% and 70% and a content (mol%) in trans-1,4 units of the isoprene part of between 10% and 50%, and more generally any butadiene-styrene-isoprene copolymer having a Tg between -20 ° C. and -70 ° C. The previously described high-Tg SBR could be optionally added to another copolymer of
P 10-2046 PCT butadiène-styrène ayant une Tg inférieure ou égale à -400C, en particulier dans un domaine de - 70 C à - 4O0C.P 10-2046 PCT butadiene-styrene having a Tg less than or equal to -40 ° C., in particular in a range of -70 ° C. to -40 ° C.
II.2 - PolynorbornèneII.2 - Polynorbornene
Une seconde caractéristique essentielle de la composition selon l'invention est de comporter à titre de second élastomère, un polynorbornène.A second essential characteristic of the composition according to the invention is to comprise as a second elastomer, a polynorbornene.
Les élastomères de polynorbornène sont connus, ils ont été décrits ainsi que leur procédé de préparation par exemple dans la demande de brevet EP 1 006 134. Ils ont également été décrits dans des compositions de caoutchouc pour bandes de roulement de pneumatique (voir par exemple documents brevets US 4 946 887 ou US 2005/0080190).The polynorbornene elastomers are known, they have been described as well as their method of preparation for example in the patent application EP 1 006 134. They have also been described in rubber compositions for tire treads (see for example documents U.S. Patents 4,946,887 or US 2005/0080190).
On rappelle que le monomère de norbornène (ou bicyclo[2.2.1]hept-2-ene) est produit par addition de type Diels-Alder de Péthylène avec une cyclooléfïne, est polymérisé par un mécanisme d'ouverture du cycle afin de donner un polymère linéaire avec une unité de répétition contenant un anneau à 5 atomes et une double liaison.It is recalled that the norbornene monomer (or bicyclo [2.2.1] hept-2-ene) is produced by Diels-Alder type addition of ethylene with a cycloolefin, is polymerized by a mechanism of ring opening to give a linear polymer with a repeating unit containing a 5 atom ring and a double bond.
Les monomères de cyclooléfines pouvant convenir incluent les norbornènes substitués et non substitués, les dicyclopentadiènes, les dihydrodicyclopentadiènes, les trimères de dicylopentadiènes, les tétracyclododécènes, les hexacycloheptadecenes, les ethylidenynorbornènes et les vinylnorbornènes. Les substituants sur les monomères de cyclooléfines incluent l'hydrogène, les groupements alkyle, alkenyle, et aryle, avec de 1 à 20 atomes de carbone et des groupes cycliques saturés et insaturés avec de 3 à 12 atomes de carbone qui peuvent être formés avec un ou plusieurs, préférentiel lement 2 anneaux d'atomes de carbone.Suitable cycloolefin monomers include substituted and unsubstituted norbornenes, dicyclopentadienes, dihydrodicyclopentadienes, dicylopentadiene trimers, tetracyclododecenes, hexacycloheptadecenes, ethylidenynorbornenes and vinylnorbornenes. Substituents on the cycloolefin monomers include hydrogen, alkyl, alkenyl, and aryl groups, with 1 to 20 carbon atoms and saturated and unsaturated cyclic groups with 3 to 12 carbon atoms that can be formed with a or more, preferably 2 rings of carbon atoms.
Des polynorbornènes à base par exemple de cyclopentadiene sont disponibles commercialement, par exemple sous une forme étendue à l'huile (e.g. avec 150 parties d'huile naphténique pour 100 parties en poids d'élastomère), notamment vendus par la société Nippon Zéon sous la dénomination « Nosorex 150 NA» (Tg = + 35 0C).Polynorbornenes based for example on cyclopentadiene are commercially available, for example in an extended form with the oil (eg with 150 parts of naphthenic oil per 100 parts by weight of elastomer), in particular sold by the company Nippon Zéon under the denomination "Nosorex 150 NA" (Tg = + 35 0 C).
Le polynorbornène présente de préférence une température de transition vitreuse supérieure à O0C. Il présente préférentiellement une masse moléculaire moyenne en poids Mw élevée, typiquement pouvant varier par exemple de plusieurs milliers à plusieurs millions.The polynorbornene preferably has a glass transition temperature greater than 0 ° C. It preferably has a high average molecular weight M w, typically ranging for example from several thousand to several million.
Le polynorbornène est de préférence utilisé à un taux compris entre 5 et 40 pce. En dessous de 5 pce, l'effet visé peut être insuffisant alors qu'au-delà de 40 pce, on risque une rigidification excessive de la matrice. Pour ces raisons, le taux de polynorbornène est plus préférentiellement compris entre 10 et 30 pce, en particulier dans un domaine de 10 à 20 pce,The polynorbornene is preferably used at a level of between 5 and 40 phr. Below 5 phr, the targeted effect may be insufficient while beyond 40 phr, there is a risk of excessive stiffening of the matrix. For these reasons, the level of polynorbornene is more preferably between 10 and 30 phr, in particular in a range of 10 to 20 phr,
P 10-2046 PCT en particulier lorsque la composition de caoutchouc de l'invention est destinée à une bande de roulement de véhicule de type tourisme.P 10-2046 PCT in particular when the rubber composition of the invention is intended for a tread of a tourism type vehicle.
II.3 - Plastifiant liquide à basse TgII.3 - Liquid plasticizer at low Tg
La composition de caoutchouc de l'invention a pour autre caractéristique essentielle de comporter un plastifiant liquide dit à « basse Tg », dont la Tg est inférieure à - 20 °C, de préférence inférieure à - 40 °C, et qui est choisi dans le groupe constitué par les éthers, les esters, les phosphates, les sulfonates et les mélanges de ces composés.Another essential feature of the rubber composition of the invention is that it comprises a so-called "low Tg" liquid plasticizer whose Tg is less than -20 ° C., preferably less than -40 ° C., and which is chosen from the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulfonates and mixtures of these compounds.
De préférence, le dit plastifiant liquide à basse Tg est choisi dans le groupe constitué par les esters, les phosphates et les mélanges de ces composés.Preferably, said low Tg liquid plasticizer is selected from the group consisting of esters, phosphates and mixtures of these compounds.
Sont particulièrement préférés les composés choisis dans le groupe constitué par les phosphates, les trimellitates, les pyromellitates, les phtalates, les 1 ,2-cyclohexane dicarboxylates, les adipates, les azélaates, les sébacates, les triesters de glycérol et les mélanges de ces composés.Particularly preferred are compounds selected from the group consisting of phosphates, trimellitates, pyromellitates, phthalates, 1,2-cyclohexane dicarboxylates, adipates, azelates, sebacates, glycerol triesters and mixtures thereof. .
Parmi les composés ci-dessus, on citera à titre d'exemples le dibutyle phthalate, dioctyle phthlate, diisononyle phthalate, diisodécyle phthalate, diisotridécyle phthalate, diundécyle phthalate, dioctyle sébacate, dibutyle sébacate, dioctyle adipate, diisodécyle adipate, diisononyle adipate, di(butoxy-éthoxy-éthyle) adipate, tricrésyle phosphate, trixylyle phosphate, trioctyle phosphate, diphényl cresyle phosphate, diphényloctyle phosphate, trichloroéthyl phosphate, butyle stéarate, dioctyle azélate, dibutyle oléate, trioctyle mellilate, dibutylméthylène bisthioglycolate, di-2-éthylhexyle ester thiodiglycolate.Among the above compounds, dibutyl phthalate, dioctyl phthlate, diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, diisotridecyl phthalate, diundecyl phthalate, dioctyl sebacate, dibutyl sebacate, dioctyl adipate, diisodecyl adipate, diisononyl adipate, di butoxy-ethoxy-ethyl) adipate, tricresyl phosphate, trixylyl phosphate, trioctyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate, diphenyloctyl phosphate, trichloroethyl phosphate, butyl stearate, dioctyl azelate, dibutyl oleate, trioctyl mellilate, dibutylmethylene bisthioglycolate, di-2-ethylhexyl ester thiodiglycolate.
Les phosphates préférés sont ceux qui contiennent entre 12 et 30 atomes de carbone. Des exemples de ces composés sont le trioctyle phosphate (spécialement tri-2-éthylhexyle phosphate), 2-éthylhexyle diphényle phosphate, tricrésyle phosphate, dodécyldiphényle phosphate, tri-butoxyéthyle phosphate et crésyl diphényle phosphate.Preferred phosphates are those containing from 12 to 30 carbon atoms. Examples of these compounds are trioctyl phosphate (especially tri-2-ethylhexyl phosphate), 2-ethylhexyl diphenyl phosphate, tricresyl phosphate, dodecyldiphenyl phosphate, tri-butoxyethyl phosphate and cresyl diphenyl phosphate.
De tels phosphates préférentiels sont disponibles commercialement ; à titre d'exemple, on peut citer le trioctyle phosphate commercialisé notamment sous la dénomination "Disflamoll TOF" (Tg = -105°C) par la société Lanxess.Such preferred phosphates are commercially available; by way of example, mention may be made of the trioctyl phosphate marketed in particular under the name "Disflamoll TOF" (Tg = -105 ° C.) by the company Lanxess.
Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, à titre de plastifiant liquide à basse Tg, on utilise par exemple un ester du type tri- ou pyromellitate répondant à la formuleAccording to another particular embodiment of the invention, as liquid plasticizer at low Tg, use is made, for example, of a tri- or pyromellitate-type ester having the formula
(I) :(I):
P 10-2046 PCT
Figure imgf000009_0001
dans laquelle :
P 10-2046 PCT
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in which :
les radicaux R, identiques ou différents, représentent un radical (ou une chaîne) hydrocarboné(e) quelconque ayant 1 à 30 atomes de carbone (et pouvant comporter un hétéroatome choisi notamment parmi S, O et N) ;the radicals R, which may be identical or different, represent any hydrocarbon radical (or chain) (e) having 1 to 30 carbon atoms (and which may comprise a heteroatom chosen in particular from S, O and N);
R' représente l'hydrogène (cas d'un trimellitate) ou le groupement COOR (cas d'un pyromellitate).R 'represents hydrogen (case of a trimellitate) or the group COOR (case of a pyromellitate).
De préférence, les radicaux R représentent un groupe alkyle, linéaire, ramifié ou cyclique, comportant de 1 à 20, encore plus préférentiellement de 1 à 15 atomes de carbone. A titre d'exemples de tels radicaux R préférentiels comportant de là 15 atomes de carbone, on peut citer par exemple les radicaux méthyle, éthyle, butoxyéthyle, butoxyéthoxyéthyle, propyle, propényle, butyle, isobutyle, dibutyle, diisobutyle, benzylbutyle, heptyle, hexyle, éthylhexyle, octyle, isooctyle, benzyloctyle, dioctyle, diisooctyle, nonyle, isononyle, éthylnonyle, isodécyle, diisodécyle, tridécyle, octyldécyle.Preferably, the radicals R represent a linear, branched or cyclic alkyl group containing from 1 to 20, even more preferably from 1 to 15 carbon atoms. By way of examples of such preferred R radicals comprising from 15 carbon atoms, there may be mentioned, for example, methyl, ethyl, butoxyethyl, butoxyethoxyethyl, propyl, propenyl, butyl, isobutyl, dibutyl, diisobutyl, benzylbutyl, heptyl and hexyl radicals. , ethylhexyl, octyl, isooctyl, benzyloctyl, dioctyl, diisooctyl, nonyl, isononyl, ethylnonyl, isodecyl, diisodecyl, tridecyl, octyldecyl.
On utilise plus particulièrement un trimellitate de formule (II) :A trimellitate of formula (II) is more particularly used:
Figure imgf000009_0002
dans laquelle les radicaux R, identiques ou différents, représentent un radical hydrocarboné ayant de 1 à 15 atomes de carbone.
Figure imgf000009_0002
in which the radicals R, identical or different, represent a hydrocarbon radical having 1 to 15 carbon atoms.
De tels trimellitates préférentiels sont disponibles commercialement. On peut citer comme exemples de ces trimellitates de formule (II) les plastifiants de la série "Palatinol", par exemple "TOTM" (R = C8Hn), "TNTM" (R = C9Hi9) ou "79TM-I" (tri-éthyl-nonyl) de la société BASF. On utilise tout particulièrement le "TOTM" (trioctyl trimellitate ou tri-2- éthy lhexy 1-tr ime 11 itate) .Such preferred trimellitates are commercially available. Examples of these trimellitates of formula (II) include the plasticizers of the "Palatinol" series, for example "TOTM" (R = C 8 H n ), "TNTM" (R = C 9 H 9 ) or "79TM" 1- (tri-ethyl-nonyl) from BASF. TOTM (trioctyl trimellitate or tri-2-ethylhexyl-1-trimetate) is especially used.
Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, à titre de plastifiant liquide à basse Tg, on peut utiliser par exemple un diester phtalate répondant à la formule (III) :According to another particular embodiment of the invention, a low-level liquid plasticizer may be used, for example, a phthalate diester corresponding to formula (III):
P 10-2046 PCT P 10-2046 PCT
Figure imgf000010_0001
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dans laquelle les radicaux R, identiques ou différents, représentent un radical (ou une chaîne) hydrocarboné(e) quelconque ayant de 1 à 30 atomes de carbone (et pouvant comporter un hétéroatome choisi notamment parmi S, O et N).in which the radicals R, which may be identical or different, represent any hydrocarbon radical (or chain) (e) having from 1 to 30 carbon atoms (and which may comprise a heteroatom chosen in particular from S, O and N).
De préférence, les radicaux R de la formule (III) représentent un groupe alkyle, linéaire, ramifié ou cyclique, comportant de 1 à 20, encore plus préférentiellement de 1 à 15 atomes de carbone. A de tels radicaux R préférentiels, correspondent par exemple les phtalates de diméthyle, de diéthyle, de butoxyéthoxyéthyle, de dibutyle, de di-isobutyle, de benzylbutyle, de di-isoheptyle, de dicyclohexyle, d'éthylhexyle ou de diéthylhexyle, de dibenzyle, de dioctyle, de di-isooctyle, de butyloctyle, de benzyloctyle, de di-isononyle, d'éthylnonyle, de di-isodécyle, d'octyldécyle, de di-isotridécyle, de di-undécyle, de nonyle et undécyle, de dodécyle et undécyle.Preferably, the radicals R of formula (III) represent a linear, branched or cyclic alkyl group containing from 1 to 20, even more preferably from 1 to 15 carbon atoms. Examples of such preferred radicals R are dimethyl, diethyl, butoxyethoxyethyl, dibutyl, di-isobutyl, benzylbutyl, di-isoheptyl, dicyclohexyl, ethylhexyl or diethylhexyl, dibenzyl phthalates, dioctyl, di-isooctyl, butyloctyl, benzyloctyl, di-isononyl, ethylnonyl, di-isodecyl, octyldecyl, di-isotridecyl, di-undecyl, nonyl and undecyl, dodecyl and undecyl.
On utilise tout préférentiellement un diester phtalate dont les radicaux R, identiques ou différents, comportent de 8 à 11 atomes de carbone, en particulier 9 ou 10 atomes de carbone, notamment ceux choisis dans le groupe constitué par le phtalate de di-isononyle ou "DINP" (R = C9Hi9), le phtalate de di-isodécyle ou "DIDP" (R = CI0H2O et les mélanges de ces composés. De tels diesters phtalates préférentiels sont disponibles commercialement. A titre d'exemples, on peut citer les phtalates de la série Palatinol de BASF (par exemple "Palatinol DINP", "Palatinol DIDP").A phthalate diester is preferably used, the radicals R, which are identical or different, contain from 8 to 11 carbon atoms, in particular 9 or 10 carbon atoms, in particular those chosen from the group consisting of diisononyl phthalate or DINP "(R = C 9 H 9 ), di-isodecyl phthalate or" DIDP "(R = C 10 H 2 O) and mixtures of these compounds, such preferential phthalate diesters are commercially available. mention may be made of phthalates of the Palatinol series from BASF (for example "Palatinol DINP", "Palatinol DIDP").
Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, à titre de plastifiant liquide à basse Tg, on peut utiliser par exemple un diester 1,2-cyclohexane dicarboxylate répondant à la formule (IV) :According to another particular embodiment of the invention, as a low-Tg liquid plasticizer, it is possible to use, for example, a 1,2-cyclohexane dicarboxylate diester having the formula (IV):
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P10-2046 PCT dans laquelle les radicaux R, identiques ou différents, représentent un radical (ou une chaîne) hydrocarboné(e) choisi(e) dans le groupe constitué par les alkyles, linéaires, ramifiés ou cycliques, comportant de 1 à 30 atomes de carbone, et les aryles, aralkyles ou alkaryles comportant de 6 à 30 atomes de carbone (ce radical hydrocarboné pouvant comporter un hétéroatome choisi notamment parmi S, O et N).P10-2046 PCT in which the radicals R, which may be identical or different, represent a hydrocarbon radical (or chain) chosen from the group consisting of alkyls, linear, branched or cyclic, containing from 1 to 30 carbon atoms, and aryls, aralkyls or alkaryls containing from 6 to 30 carbon atoms (this hydrocarbon radical may comprise a heteroatom chosen especially from S, O and N).
Plus préférentiellement, dans la formule (IV) ci-dessus, les radicaux R représentent un groupe alkyle, linéaire, ramifié ou cyclique, comportant de 1 à 20, en particulier de 1 à 15 atomes de carbone. A titre d'exemples de tels radicaux R préférentiels comportant de 1 à 15 atomes de carbone, identiques ou différents dans la formule (I) ci-dessus, on peut citer par exemple les radicaux méthyle, éthyle, butoxyéthyle, éthoxyéthyle, propyle, propényle, butyle, isobutyle, heptyle, isoheptyle, hexyle, cyclohexyle, éthylhexyle, benzyle, octyle, isooctyle, nonyle, isononyle, isodécyle, tridécyle, dodécyle, isotridécyle, undécyle.More preferably, in the formula (IV) above, the radicals R represent a linear, branched or cyclic alkyl group containing from 1 to 20, in particular from 1 to 15 carbon atoms. By way of examples of such preferred R radicals containing from 1 to 15 carbon atoms, which are identical or different in formula (I) above, mention may be made, for example, of methyl, ethyl, butoxyethyl, ethoxyethyl, propyl and propenyl radicals. , butyl, isobutyl, heptyl, isoheptyl, hexyl, cyclohexyl, ethylhexyl, benzyl, octyl, isooctyl, nonyl, isononyl, isodecyl, tridecyl, dodecyl, isotridecyl, undecyl.
On utilise préférentiellement un diester dont les radicaux R, identiques ou différents, comportent de 8 à 11 atomes de carbone, en particulier 9 ou 10 atomes de carbone, particulièrement le diisononyle 1,2-cyclohexane dicarboxylate, de formule (V) :A diester is preferably used whose radicals R, which are identical or different, contain from 8 to 11 carbon atoms, in particular 9 or 10 carbon atoms, particularly 1,2-cyclohexane dicarboxylate diisononyl, of formula (V):
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Un tel composé est connu et disponible commercialement, vendu par la société BASF sous la dénomination "Hexamoll DINCH".Such a compound is known and commercially available, sold by BASF under the name "Hexamoll DINCH".
Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel de l'invention, on utilise à titre de plastifiant liquide à basse Tg un diester d'acide carboxylique répondant à la formule (VI) :According to a particularly preferred embodiment of the invention, a low-carbon liquid plasticizer used a carboxylic acid diester of formula (VI):
R- O - OC - (CH2),, - CO - O - RR - O - OC - (CH 2 ) - CO - O - R
dans laquelle n est compris dans un domaine de 1 à 15 et les radicaux R, identiques ou différents, représentent un radical (ou une chaîne) hydrocarboné(e) quelconque ayant de 1 à 30 atomes de carbone (et pouvant comporter un hétéroatome choisi notamment parmi S, O etin which n is in a range from 1 to 15 and the radicals R, which are identical or different, represent any hydrocarbon radical (or chain) (e) having from 1 to 30 carbon atoms (and which may comprise a chosen heteroatom, in particular among S, O and
N).NOT).
De préférence, n est compris dans un domaine de 3 à 10 et les radicaux R représentent un groupe alkyle, linéaire, ramifié ou cyclique, comportant de 4 à 15 atomes de carbone. A titre d'exemples de tels radicaux R préférentiels comportant de 4 à 15 atomes de carbone, on peutPreferably, n is in a range from 3 to 10 and the radicals R represent a linear, branched or cyclic alkyl group having from 4 to 15 carbon atoms. By way of examples of such preferential radicals R having from 4 to 15 carbon atoms, it is possible to
P10-2046 PCT citer par exemple les radicaux butoxyéthyle, butoxyéthoxyéthyle, butyle, isobutyle, dibutyle, diisobutyle, benzylbutyle, heptyle, 2-éthylhexyle, benzyloctyle, dioctyle, diisooctyle, isononyle, isodécyle, diisodécyle, tridécyle, octyldécyle. On utilise particulièrement un diester de l'acide adipique (ou adipate, n = 4), de l'acide azélaïque (ou azélaate, n = 7) ou de l'acide sébacique (ou sébacate, n = 8), tout particulièrement un diester de l'acide adipique ou adipate (n = 4 dans la formule (VI) ci-dessus).P10-2046 PCT for example, butoxyethyl, butoxyethoxyethyl, butyl, isobutyl, dibutyl, diisobutyl, benzylbutyl, heptyl, 2-ethylhexyl, benzyloctyl, dioctyl, diisooctyl, isononyl, isodecyl, diisodecyl, tridecyl and octyldecyl. A diester of adipic acid (or adipate, n = 4), azelaic acid (or azela- late, n = 7) or sebacic acid (or sebacate, n = 8) is particularly used, especially a diester of adipic acid or adipate (n = 4 in formula (VI) above).
Parmi les adipates ci-dessus de formule (VI), sont plus préférentiellement utilisés ceux répondant à la formule (VII) :Among the above adipates of formula (VI), are more preferably used those corresponding to formula (VII):
H2m+,Cm - O - OC - (CH2)4 - CO - O - CmH2m+,H 2m + C m - O - OC - (CH 2) 4 - CO - OC m H 2m +
dans laquelle m varie de 1 à 30, plus préférentiellement de 4 à 15, en particulier de 7 à 13.in which m varies from 1 to 30, more preferably from 4 to 15, in particular from 7 to 13.
Les adipates préférés de formule (VII) sont l'adipate de di-isooctyle (m = 8), l'adipate de di- isononyle (m = 9), l'adipate de di-isodecyle (m = 10) et l'adipate de di-tridécyle (m = 13). Ces adipates sont disponibles commercialement. A titre d'exemples, on peut citer les plastifiants de la série "Jayflex" commercialisés par la société Exxon Mobil, notamment les adipates "Jayflex DIOA" (m = 8), "Jayflex DINA" (m = 9), "Jayflex DIDA" (m = 10), ou encore "Jayflex DTDA" (m = 13). On peut citer, comme autres exemples de ces adipates de formule (VII), les plastifiants de la série "Adimoll" de BAYER, "Plasthall" de CP HALL ou encore "Diplast" de LONZA.The preferred adipates of formula (VII) are di-isooctyl adipate (m = 8), diisononyl adipate (m = 9), di-isodecyl adipate (m = 10) and di-tridecyl adipate (m = 13). These adipates are commercially available. By way of examples, mention may be made of the plasticizers of the "Jayflex" series marketed by the company Exxon Mobil, in particular the adipates "Jayflex DIOA" (m = 8), "Jayflex DINA" (m = 9), "Jayflex DIDA "(m = 10), or" Jayflex DTDA "(m = 13). Other examples of these adipates of formula (VII) include the plasticizers of the "Adimoll" series from BAYER, "Plasthall" from CP HALL or "Diplast" from LONZA.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, on peut utiliser à titre de plastifiant liquide basse Tg un triester de glycérol. Par triester de glycérol, on entend également un mélange de triesters. Ce triester est de préférence constitué majoritairement (pour plus de 50 %, plus préférentiellement pour plus de 80 % en poids) d'un acide gras insaturé en
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c'est-à-dire choisi dans le groupe constitué par l'acide oléique, l'acide linoléique, l'acide linolénique et les mélanges de ces acides. Plus préférentiellement, qu'il soit d'origine synthétique ou naturelle (cas par exemple d' huiles végétales de tournesol ou de colza), l'acide gras utilisé est constitué pour plus de 50% en poids, plus préférentiellement encore pour plus de 80% en poids d'acide oléique. De tels triesters (trioléates) à fort taux d'acide oléique sont bien connus, ils ont été décrits par exemple dans la demande WO 02/088238, à titre d'agents plastifiants dans des bandes de roulement pour pneumatiques.
According to another preferred embodiment of the invention, it is possible to use as a low liquid plasticizer Tg a glycerol triester. By glycerol triester is also meant a mixture of triesters. This triester is preferably constituted mainly (for more than 50%, more preferably for more than 80% by weight) of an unsaturated fatty acid in
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that is to say selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and mixtures of these acids. More preferably, whether of synthetic or natural origin (for example vegetable oils of sunflower or rapeseed), the fatty acid used is more than 50% by weight, more preferably still more than 80% by weight. % by weight of oleic acid. Such high oleic acid triesters (trioleates) are well known and have been described, for example, in application WO 02/088238, as plasticizers in tire treads.
L'homme du métier saura ajuster le taux de plastifiant liquide à basse Tg en fonction des conditions particulières de réalisation de l'invention. Il est préférentiellement compris entre 5 et 80 pce. En dessous du minimum indiqué, l'effet technique visé peut s'avérer insuffisant, alors qu'au-delà de 80 pce on s'expose à une diminution d'adhérence des pneumatiquesThose skilled in the art will be able to adjust the level of liquid plasticizer at low Tg according to the particular conditions of embodiment of the invention. It is preferably between 5 and 80 phr. Below the minimum indicated, the technical effect may be insufficient, while beyond 80 pce it is exposed to a decrease in tire adhesion
P 10-2046 PCT lorsque les compositions de l'invention sont utilisées dans les bandes de roulement de ces pneumatiques. Pour ces raisons, le taux de diester est plus préférentiellement compris entre 5 et 40 pce, encore plus préférentiellement compris entre 5 et 20 pce.P 10-2046 PCT when the compositions of the invention are used in the treads of these tires. For these reasons, the diester content is more preferably between 5 and 40 phr, more preferably between 5 and 20 phr.
Le plastifiant liquide à basse Tg précédemment décrit présente une Tg comprise préférentiellement entre -120 0C et -70 0C, plus préférentiellement entre -110 0C et -80 0C.The liquid plasticizer at low Tg previously described has a Tg preferably between -120 ° C. and -70 ° C., more preferably between -110 ° C. and -80 ° C.
Bien entendu, ces compositions de l'invention peuvent également contenir des agents plastifiants autres que les plastifiants liquides à basse Tg précédemment définis, comme par exemple des agents plastifiants non aromatiques ou très faiblement aromatiques, par exemple choisis dans le groupe constitué par les huiles naphténiques, paraffiniques, huiles MES, huiles TDAE, les résines plastifiantes hydrocarbonées et les mélanges de tels composés.Of course, these compositions of the invention may also contain plasticizers other than liquid plasticizers with low Tg previously defined, such as for example non-aromatic or very weakly aromatic plasticizing agents, for example chosen from the group consisting of naphthenic oils. , paraffinic, MES oils, TDAE oils, hydrocarbon plasticizing resins and mixtures of such compounds.
Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel de l'invention, on associe au plastifiant diester précédent, à titre de second plastifiant, une résine hydrocarbonée dont la Tg est supérieure à 0°C, de préférence supérieure à + 2O0C.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the prior diester plasticizer is used as a second plasticizer, a hydrocarbon resin whose Tg is greater than 0 ° C, preferably greater than + 20 ° C.
De manière connue de l'homme du métier, la dénomination "résine " est réservée dans la présente demande, par définition, à un composé qui est d'une part solide à température ambiante (230C) (par opposition à un composé plastifiant liquide tel qu'une huile), d'autre part compatible (c'est-à-dire miscible au taux utilisé, typiquement supérieur à 5 pce) avec la composition de caoutchouc à laquelle il est destiné, de manière à agir comme un véritable agent diluant.In a manner known to those skilled in the art, the term "resin" is reserved herein by definition to a compound which is solid on the one hand at room temperature (23 ° C.) (as opposed to a plasticizer compound). liquid such as an oil), on the other hand compatible (that is to say miscible with the rate used, typically greater than 5 phr) with the rubber composition for which it is intended, so as to act as a real diluent.
Les résines hydrocarbonées sont des polymères bien connus de l'homme du métier, miscibles par nature dans les compositions d'élastomère(s) diénique(s) lorsqu'elles sont qualifiées en outre de "plastifiantes". Elles ont été décrites par exemple dans l'ouvrage intitulé "Hydrocarbon Resins" de R. Mildenberg, M. Zander et G. Collin (New York, VCH, 1997, ISBN 3-527-28617-9) dont le chapitre 5 est consacré à leurs applications, notamment en caoutchouterie pneumatique (5.5. "Rubber Tires and Mechanical Goods"). Elles peuvent être aliphatiques, aromatiques ou encore du type aliphatique/aromatique c'est-à-dire à base de monomères aliphatiques et/ou aromatiques. Elles peuvent être naturelles ou synthétiques, à base ou non de pétrole (si tel est le cas, connues aussi sous le nom de résines de pétrole). Elles sont préférentiellement exclusivement hydrocarbonées, c'est-à-dire qu'elles ne comportent que des atomes de carbone et d'hydrogène.Hydrocarbon resins are polymers well known to those skilled in the art, miscible by nature in diene (s) elastomer compositions (s) when they are further qualified as "plasticizers". They have been described, for example, in the book "Hydrocarbon Resins" by R. Mildenberg, M. Zander and G. Collin (New York, VCH, 1997, ISBN 3-527-28617-9), chapter 5 of which is devoted their applications, in particular pneumatic rubber (5.5 "Rubber Tires and Mechanical Goods"). They may be aliphatic, aromatic or aliphatic / aromatic type that is to say based on aliphatic and / or aromatic monomers. They may be natural or synthetic, whether or not based on petroleum (if so, also known as petroleum resins). They are preferably exclusively hydrocarbon-based, that is to say they contain only carbon and hydrogen atoms.
De préférence, la résine plastifiante hydrocarbonée présente au moins une quelconque des caractéristiques suivantes :Preferably, the plasticizing hydrocarbon resin has at least one of the following characteristics:
- une Tg supérieure à 200C, plus préférentiellement supérieure à 3O0C ;a Tg greater than 20 ° C., more preferably greater than 30 ° C.;
P 10-2046 PCT une masse moléculaire moyenne en nombre (Mn) comprise entre 400 et 2000 g/mol, plus préférentiellement entre 500 et 1500 g/mol ; un indice de polymolécularité (Ip) inférieur à 3, plus préférentiellement inférieur à 2P 10-2046 PCT a number-average molecular weight (Mn) of between 400 and 2000 g / mol, more preferentially between 500 and 1500 g / mol; a polymolecularity index (Ip) of less than 3, more preferably less than 2
(rappel : Ip = Mw/Mn avec Mw masse moléculaire moyenne en poids).(recall: Ip = Mw / Mn with Mw weight average molecular weight).
Plus préférentiellement, cette résine plastifiante hydrocarbonée présente l'ensemble des caractéristiques préférentielles ci-dessus.More preferably, this plasticizing hydrocarbon resin has all of the above preferred characteristics.
La macrostructure (Mw, Mn et Ip) de la résine hydrocarbonée est déterminée par chromatographie d'exclusion stérique (SEC) : solvant tétrahydrofurane ; température 35°C ; concentration 1 g/1 ; débit 1 ml/min ; solution filtrée sur filtre de porosité 0,45 μm avant injection ; étalonnage de Moore avec des étalons de polystyrène ; jeu de 3 colonnesThe macrostructure (Mw, Mn and Ip) of the hydrocarbon resin is determined by steric exclusion chromatography (SEC): solvent tetrahydrofuran; temperature 35 ° C; concentration 1 g / 1; flow rate 1 ml / min; filtered solution on 0.45 μm porosity filter before injection; Moore calibration with polystyrene standards; set of 3 columns
"WATERS" en série ("STYRAGEL" HR4E, HRl et HR0.5) ; détection par réfractomètre différentiel ("WATERS 2410") et son logiciel d'exploitation associé ("WATERS EMPOWER")."WATERS" in series ("STYRAGEL" HR4E, HR1 and HR0.5); differential refractometer detection ("WATERS 2410") and its associated operating software ("WATERS EMPOWER").
Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel, la résine plastifiante hydrocarbonée est choisie dans le groupe constitué par les résines d'homopolymère ou copolymère de cyclopentadiène (en abrégé CPD) ou dicyclopentadiène (en abrégé DCPD), les résines d'homopolymère ou copolymère terpène, les résines d'homopolymère ou copolymère de coupe C5, et les mélanges de ces résines.According to a particularly preferred embodiment, the plasticizing hydrocarbon resin is chosen from the group consisting of homopolymer or copolymer resins of cyclopentadiene (abbreviated as CPD) or dicyclopentadiene (abbreviated as DCPD), terpene homopolymer or copolymer resins, C5 homopolymer or copolymer resins, and mixtures of these resins.
Parmi les résines de copolymères ci-dessus sont préférentiellement utilisées celles choisies dans le groupe constitué par les résines de copolymère (D)CPD/ vinylaromatique, les résines de copolymère (D)CPD/ terpène, les résines de copolymère (D)CPD/ coupe C5, les résines de copolymère terpène/ vinylaromatique, les résines de copolymère coupe C5/ vinylaromatique, et les mélanges de ces résines.Among the above copolymer resins are preferably used those selected from the group consisting of copolymer resins (D) CPD / vinylaromatic, copolymer resins (D) CPD / terpene, copolymer resins (D) CPD / cut C5, terpene / vinylaromatic copolymer resins, C5 / vinylaromatic cut copolymer resins, and mixtures of these resins.
Le terme "terpène" regroupe ici de manière connue les monomères alpha-pinène, beta-pinène et limonène ; préférentiellement est utilisé un monomère limonène, composé se présentant de manière connue sous la forme de trois isomères possibles : le L-limonène (énantiomère lévogyre), le D-limonène (énantiomère dextrogyre), ou bien le dipentène, racémique des énantiomères dextrogyre et lévogyre.The term "terpene" here combines in a known manner the alpha-pinene, beta-pinene and limonene monomers; preferably, a limonene monomer is used which is present in a known manner in the form of three possible isomers: L-limonene (laevorotatory enantiomer), D-limonene (dextrorotatory enantiomer), or the dipentene, racemic of the dextrorotatory and levorotatory enantiomers. .
A titre de monomère vinylaromatique conviennent par exemple le styrène, le phénol, l'alpha- méthylstyrène, l'ortho-, meta-, para-méthylstyrène, le vinyle-toluène, le para- tertiobutylstyrène, les méthoxystyrènes, les chlorosty rênes, le vinylmésitylène, le divinylbenzène, le vinylnaphtalène, tout monomère vinylaromatique issu d'une coupe C9 (ou plus généralement d'une coupe C8 à Ci0). De préférence, le monomère vinylaromatique est du styrène ou un monomère vinylaromatique issu d'une coupe C9 (ou plus généralement d'uneSuitable vinylaromatic monomers are, for example, styrene, phenol, alpha-methylstyrene, ortho-, meta-, para-methylstyrene, vinyl-toluene, para-tertiarybutylstyrene, methoxystyrenes, chlorostyrones, vinylmesitylene, divinylbenzene, vinylnaphthalene, any vinyl aromatic monomer from a C 9 cut (or more generally from a C 8 to Ci 0). Preferably, the vinylaromatic monomer is styrene or a vinylaromatic monomer resulting from a C 9 cut (or more generally from a
P 10-2046 PCT coupe C8 à Cio). De préférence, le monomère vinylaromatique est le monomère minoritaire, exprimé en fraction molaire, dans le copolymère considéré.P 10-2046 PCT C 8 to C 10 cut). Preferably, the vinylaromatic monomer is the minor monomer, expressed as a mole fraction, in the copolymer under consideration.
Selon un mode de réalisation plus particulièrement préférentiel, la résine plastifiante hydrocarbonée est choisie dans le groupe constitué par les résines d'homopolymère (D)CPD, les résines de copolymère (D)CPD/ styrène, les résines de polylimonène, les résines de copolymère limonène/ styrène, les résines de copolymère limonène/ D(CPD), les résines de copolymère coupe C5/ styrène, les résines de copolymère coupe C5/ coupe C9, et les mélanges de ces résines.According to a more particularly preferred embodiment, the plasticizing hydrocarbon resin is chosen from the group consisting of homopolymer resins (D) CPD, copolymer resins (D) CPD / styrene, polylimonene resins, copolymer resins limonene / styrene, limonene / D (CPD) copolymer resins, C5 / styrene cut copolymer resins, C5 / C9 cut copolymer resins, and mixtures of these resins.
Les résines préférentielles ci-dessus sont bien connues de l'homme du métier et disponibles commercialement, par exemple vendues en ce qui concerne les :The preferred resins above are well known to those skilled in the art and commercially available, for example sold with regard to:
• résines polylimonène : par la société DRT sous la dénomination "Dercolyte L 120" (Mn=625 g/mol ; Mw=IOlO g/mol ; Ip= 1,6 ; Tg=72°C) ou par la société ARIZONA sous la dénomination "Sylvagum TR7125C" (Mn=630 g/mol ; Mw=950 g/mol ; Ip=I, 5 ; Tg=70°C) ; de telles résines ont été décrites plus en détail dans la demande WO 2005/087859;Polylimonene resins: by the company DRT under the name "Dercolyte L 120" (Mn = 625 g / mol, Mw = 100 g / mol, Ip = 1.6, Tg = 72 ° C.) or by the company ARIZONA under the name "Sylvagum TR7125C" (Mn = 630 g / mol, Mw = 950 g / mol, Ip = 1.5, Tg = 70 ° C); such resins have been described in more detail in WO 2005/087859;
• résines de copolymère coupe C5/ vinylaromatique, notamment coupe C5/ styrène ou coupe C5/ coupe C9 : par Neville Chemical Company sous les dénominations "Super Nevtac 78", "Super Nevtac 85" ou "Super Nevtac 99", par Goodyear Chemicals sous dénomination "Wingtack Extra", par Kolon sous dénominations "Hikorez Tl 095" et "Hikorez Tl 100", par Exxon sous dénominations "Escorez 2101 " et "ECR 373" ; de telles résines ont été décrites plus en détail dans la demande WO 2006/061064;C 5 / vinylaromatic copolymer resins, in particular C 5 / styrene or C 5 / C 9 cuts: by Neville Chemical Company under the names "Super Nevtac 78", "Super Nevtac 85" or "Super Nevtac 99", by Goodyear Chemicals under the name "Wingtack Extra", by Kolon under the names "Hikorez Tl 095" and "Hikorez Tl 100", by Exxon under the names "Escorez 2101" and "ECR 373"; such resins have been described in more detail in WO 2006/061064;
• résines de copolymère terpène/vinylaromatique, tel que copolymère limonène/ styrène ou copolymère terpène/ phénol : par la société DRT sous dénomination "Dercolyte TS 105", par ARIZONA Chemical Company sous dénominations "ZTl 15LT" et "ZT5100") ou "Sylvares TP" ; de telles résines ont été décrites plus en détail dans la demande WO 2007/017060.Terpene / vinylaromatic copolymer resins, such as limonene / styrene copolymer or terpene / phenol copolymer: by the company DRT under the name "Dercolyte TS 105", by ARIZONA Chemical Company under the names "ZTl 15LT" and "ZT5100") or "Sylvares TP "; such resins have been described in more detail in WO 2007/017060.
Le taux de résine hydrocarbonée est préférentiellement compris entre 5 et 60 pce. En dessous du minimum indiqué, l'effet technique visé peut s'avérer insuffisant, alors qu'au-delà de 60 pce le pouvoir collant des compositions à l'état cru, sur les outils de mélangeage, peut dans certains cas devenir rédhibitoire du point de vue industriel. Pour ces raisons, le taux de résine hydrocarbonée est plus préférentiellement compris entre 5 et 50 pce, encore plus préférentiellement compris entre 10 et 40 pce.The content of hydrocarbon resin is preferably between 5 and 60 phr. Below the minimum indicated, the technical effect may be insufficient, whereas beyond 60 pce the stickiness of the compositions in the green state, on the mixing tools, can in some cases become unacceptable. industrial point of view. For these reasons, the level of hydrocarbon resin is more preferably between 5 and 50 phr, more preferably between 10 and 40 phr.
P10-2046 PCT Quant au taux global de système plastifiant selon l'invention, comportant en combinaison le plastifiant liquide basse Tg et la résine hydrocarbonée, il est préférentiel lement compris entre 10 et 100 pce, plus préférentiellement compris entre 20 et 80 pce (en particulier entre 20 et 50 pce).P10-2046 PCT As for the overall rate of plasticizer system according to the invention, comprising in combination the low liquid plasticizer Tg and the hydrocarbon resin, it is preferably between 10 and 100 phr, more preferably between 20 and 80 phr (in particular between 20 and 80 phr). 50 phr).
II .4 - Charge renforçanteII .4 - Reinforcing filler
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, ou encore un coupage de ces deux types de charge, notamment un coupage de noir de carbone et de silice.Any type of reinforcing filler known for its ability to reinforce a rubber composition that can be used for manufacturing tires, for example an organic filler such as carbon black, a reinforcing inorganic filler such as silica, or a cutting of these two types of filler, including a cut of carbon black and silica.
Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs du type HAF, ISAF, SAF conventionnellement utilisés dans les pneumatiques (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 Nl 15,Suitable carbon blacks are all carbon blacks, especially blacks of the HAF, ISAF, SAF type conventionally used in tires (so-called pneumatic grade blacks). Among these, mention will be made more particularly of reinforcing carbon blacks of the 100, 200 or 300 series (ASTM grades), such as, for example, Nl 15 blacks,
N 134, 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).No. 134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, or, depending on the intended applications, blacks of higher series (for example 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).
Comme exemples de charges organiques autres que des noirs de carbone, on peut citer les charges organiques de polyvinylaromatique fonctionnalisé telles que décrites dans les demandes WO-A-2006/069792 et WO-A-2006/069793.As examples of organic fillers other than carbon blacks, mention may be made of the organic functionalized polyvinylaromatic fillers as described in applications WO-A-2006/069792 and WO-A-2006/069793.
Par "charge inorganique renforçante", doit être entendu dans la présente demande, par définition, toute charge inorganique ou minérale (quelles que soient sa couleur et son origine (naturelle ou de synthèse), encore appelée charge "blanche", charge "claire" voire "charge non noire" ("non-blackfiller") par opposition au noir de carbone, capable de renforcer à elle seule, sans autre moyen qu'un agent de couplage intermédiaire, une composition de caoutchouc destinée à la fabrication de pneumatiques, en d'autres termes apte à remplacer, dans sa fonction de renforcement, un noir de carbone conventionnel de grade pneumatique ; une telle charge se caractérise généralement, de manière connue, par la présence de groupes hydroxyle (-OH) à sa surface.By "reinforcing inorganic filler" is meant in this application, by definition, any inorganic or mineral filler (regardless of its color and origin (natural or synthetic), also called "white" filler, "clear" filler or "non-blackfiller" as opposed to carbon black, capable of reinforcing on its own, without any other means than an intermediate coupling agent, a rubber composition intended for the manufacture of tires, in other words capable of replacing, in its reinforcing function, a conventional carbon black of pneumatic grade, such a charge is generally characterized, in known manner, by the presence of hydroxyl groups (-OH) on its surface.
L'état physique sous lequel se présente la charge inorganique renforçante est indifférent, que ce soit sous forme de poudre, de microperles, de granulés, de billes ou toute autre forme densifiée appropriée. Bien entendu on entend également par charge inorganique renforçanteThe physical state in which the reinforcing inorganic filler is present is indifferent whether in the form of powder, microbeads, granules, beads or any other suitable densified form. Of course we also mean by reinforcing inorganic filler
P 10-2046 PCT des mélanges de différentes charges inorganiques renforçantes, en particulier de charges siliceuses et/ou alumineuses hautement dispersibles telles que décrites ci-après.P 10-2046 PCT mixtures of different reinforcing inorganic fillers, in particular highly dispersible siliceous and / or aluminous fillers as described below.
Comme charges inorganiques renforçantes conviennent notamment des charges minérales du type siliceuse, en particulier de la silice (Siθ2), ou du type alumineuse, en particulier de l'alumine (AI2O3). 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 m /g, de préférence de 30 à 400 m /g. A titres de silices précipitées hautement dispersibles (dites "HDS"), on citera par exemple les silices Ultrasil 7000 et Ultrasil 7005 de la société Degussa, les silices Zeosil 1165MP, 1135MP et 1115MP de la société Rhodia, la silice Hi-SiI EZl 50G de la société PPG, les silices Zeopol 8715, 8745 et 8755 de la Société Huber, les silices à haute surface spécifique telles que décrites dans la demande WO 03/16837.Suitable reinforcing inorganic fillers are mineral fillers of the siliceous type, in particular silica (SiO 2), or of the aluminous type, in particular alumina (Al 2 O 3). 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 area both less than 450 m 2 / g, preferably from 30 to 400 m 2 / boy Wut. As highly dispersible precipitated silicas (so-called "HDS"), there may be mentioned, for example, the silicas Ultrasil 7000 and Ultrasil 7005 from the company Degussa, the silicas Zeosil 1165MP, 1135MP and 1115MP from the company Rhodia, the silica Hi-SiI EZ1 50G from PPG, the Zeopol 8715, 8745 and 8755 silicas of the Huber Company, the high surface area silicas as described in the application WO 03/16837.
Lorsque les compositions de l'invention sont destinées à des bandes de roulement de pneumatique à faible résistance au roulement, la charge inorganique renforçante utilisée, en particulier s'il s'agit de silice, a de préférence une surface BET comprise entre 45 et 400 m2/g, plus préférentiellement comprise entre 60 et 300 m /g.When the compositions of the invention are intended for tire treads with a low rolling resistance, the reinforcing inorganic filler used, in particular if it is silica, preferably has a BET surface area of between 45 and 400. m 2 / g, more preferably between 60 and 300 m / g.
De manière préférentielle, le taux de charge renforçante totale (noir de carbone et/ou charge inorganique renforçante telle que silice) est compris entre 20 et 200 pce, plus préférentiellement entre 30 et 150 pce, l'optimum étant de manière connue différent selon les applications particulières visées : le niveau de renforcement attendu sur un pneumatique vélo, par exemple, est bien sûr inférieur à celui exigé sur un pneumatique apte à rouler à grande vitesse de manière soutenue, par exemple un pneu moto, un pneu pour véhicule de tourisme ou pour véhicule utilitaire tel que Poids lourd.Preferably, the total reinforcing filler content (carbon black and / or reinforcing inorganic filler such as silica) is between 20 and 200 phr, more preferably between 30 and 150 phr, the optimum being in a known manner different according to particular applications targeted: the level of reinforcement expected on a bicycle tire, for example, is of course less than that required on a tire capable of running at high speed in a sustained manner, for example a motorcycle tire, a tire for a passenger vehicle or for commercial vehicles such as heavy goods vehicles.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on utilise une charge renforçante comportant entre 30 et 150 pce, plus préférentiellement entre 50 et 120 pce de charge inorganique, particulièrement de silice, et optionnellement du noir de carbone ; le noir de carbone, lorsqu'il est présent, est utilisé de préférence à un taux inférieur à 20 pce, plus préférentiellement inférieur à 10 pce (par exemple entre 0,1 et 10 pce).According to a preferred embodiment of the invention, use is made of a reinforcing filler comprising between 30 and 150 phr, more preferably between 50 and 120 phr of inorganic filler, particularly of silica, and optionally carbon black; the carbon black, when present, is preferably used at a level of less than 20 phr, more preferably less than 10 phr (for example between 0.1 and 10 phr).
Pour coupler la charge inorganique renforçante à l'élastomère diénique, on utilise de manière connue un agent de couplage (ou agent de liaison) au moins bifonctionnel destiné à assurer une connexion suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre Ia charge inorganique (surface de ses particules) et l'élastomère diénique, en particulier des organosilanes ou des polyorganosiloxanes bifonctionnels.In order to couple the reinforcing inorganic filler to the diene elastomer, an at least bifunctional coupling agent (or bonding agent) is used in known manner to ensure a sufficient chemical and / or physical connection between the inorganic filler ( surface of its particles) and the diene elastomer, in particular organosilanes or bifunctional polyorganosiloxanes.
P 10-2046 PCT On utilise notamment des silanes polysulfurés, dits "symétriques" ou "asymétriques" selon leur structure particulière, tels que décrits par exemple dans les demandes WO03/002648 (ou US 2005/016651) et WO03/002649 (ou US 2005/016650).P 10-2046 PCT In particular, polysulfide silanes, called "symmetrical" or "asymmetrical" silanes according to their particular structure, are used, as described for example in the applications WO03 / 002648 (or US 2005/016651) and WO03 / 002649 (or US 2005/016650).
Conviennent en particulier, sans que la définition ci-après soit limitative, des silanes polysulfurés dits "symétriques" répondant à la formule générale (VIII) suivante:In particular, polysulphide silanes known as "symmetrical" silanes having the following general formula (VIII) are suitable, but not limited to, below:
(VIII) Z - A - Sx - A - Z , dans laquelle:(VIII) Z - A - S x - A - Z, wherein:
- x est un entier de 2 à 8 (de préférence de 2 à 5) ;x is an integer of 2 to 8 (preferably 2 to 5);
- A est un radical hydrocarboné divalent (de préférence des groupements alkylène en Ci-Ci8 ou des groupements arylène en C6-Ci2, plus particulièrement des alkylènes en Ci-Ci0, notamment en C1-C4, en particulier le propylène) ;- A is a divalent hydrocarbon radical (preferably alkylene groups Ci-Ci 8 or arylene groups C 2 -C 6, particularly alkylene Ci-Ci 0, in particular C 1 -C 4, particularly propylene );
- Z répond à l'une des formules ci-après:Z is one of the following formulas:
R1 R1 R2R1 R1 R2
— Si— R1 ; — Si— R2 ; — Si— R2 , R2 R2 R2- Si- R1; - Si- R2; - Si- R2, R2 R2 R2
dans lesquelles:in which:
- les radicaux R1, substitués ou non substitués, identiques ou différents entre eux, représentent un groupe alkyle en Ci-Ci8, cycloalkyle en C5-Ci8 ou aryle en C6-Ci8 (de préférence des groupes alkyle en Cj-C6, cyclohexyle ou phényle, notamment des groupes alkyle en C]-C4, plus particulièrement le méthyle et/ou l'éthyle).the radicals R 1 , substituted or unsubstituted, which are identical to or different from each other, represent a Ci-Ci 8 alkyl, C 5 -C 8 cycloalkyl or C 6 -C 18 aryl group (preferably C 1 -C 8 alkyl groups); -C 6 , cyclohexyl or phenyl, especially C 1 -C 4 alkyl groups, more particularly methyl and / or ethyl).
- les radicaux R2, substitués ou non substitués, identiques ou différents entre eux, représentent un groupe alkoxyle en Ci-Ci8 ou cycloalkoxyle en C5-CI 8 (de préférence un groupe choisi parmi alkoxyles en Ci-C8 et cycloalkoxyles en C5-C8, plus préférentiellement encore un groupe choisi parmi alkoxyles en C1-C4, en particulier méthoxyle et éthoxyle).- the radicals R 2, substituted or unsubstituted, identical or different, represent an alkoxy group or Ci-Ci 8 cycloalkoxy, C 5 -C 8 I (preferably a group selected from alkoxyls and C 8 cycloalkoxyls C 5 -C 8 , more preferably still a group selected from C 1 -C 4 alkoxyls, in particular methoxyl and ethoxyl).
Dans le cas d'un mélange d'alkoxysilanes polysulfurés répondant à la formule (VIII) ci- dessus, notamment des mélanges usuels disponibles commercialement, la valeur moyenne des "x" est un nombre fractionnaire de préférence compris entre 2 et 5, plus préférentiellement proche de 4. Mais l'invention peut être aussi avantageusement mise en œuvre par exemple avec des alkoxysilanes disulfurés (x = 2).In the case of a mixture of polysulfurized alkoxysilanes corresponding to formula (VIII) above, in particular common commercially available mixtures, the average value of "x" is a fractional number preferably between 2 and 5, more preferably close to 4. But the invention can also be advantageously implemented for example with disulfide alkoxysilanes (x = 2).
A titre d'exemples de silanes polysulfurés, on citera plus particulièrement les polysulfurés (notamment disulfurés, trisulfures ou tétrasulfures) de bis-(alkoxyl(Ci-C4)-alkyl(C|-C4)silyl- alkyl(Ci-C4)), comme par exemple les polysulfurés de bis(3-triméthoxysilylpropyl) ou deAs examples of silane polysulfides, are more particularly the bis (mono, trisulfide or tetrasulfide) of bis (alkoxyl (Ci-C 4) -alkyl (C | -C4) alkyl silyl (Ci-C 4 )), such as polysulfides of bis (3-trimethoxysilylpropyl) or
P 10-2046 PCT bis(3-triéthoxysilylpropyl). Parmi ces composés, on utilise en particulier le tétrasulfure de bis(3-triéthoxysilylpropyl), en abrégé TESPT, de formule [(C2H5O)3Si(CH2)3S2]2 ou le disulfure de bis-(triéthoxysilylpropyle), en abrégé TESPD, de formule [(C2H5O)3Si(CH2)3S]2. On citera également à titre d'exemples préférentiels les polysulfures (notamment disulfures, trisulfures ou tétrasulfures) de bis-(monoalkoxyl(Ci-C4)-dialkyl(Ci-C4)silylpropyl), plus particulièrement le tétrasulfure de bis-monoéthoxydiméthylsilylpropyl tel que décrit dans la demande de brevet WO 02/083782 (ou US 2004/132880).P 10-2046 PCT bis (3-triethoxysilylpropyl). Among these compounds, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, abbreviated to TESPT, of formula [(C 2 H 5 O) 3 Si (CH 2 ) 3 S 2 ] 2 or bis-disulfide ( triethoxysilylpropyl), abbreviated TESPD, of formula [(C 2 H 5 O) 3 Si (CH 2 ) 3 S] 2 . Mention may also be made, by way of preferred examples, of polysulfides (in particular disulphides, trisulphides or tetrasulfides) of bis- (C 1 -C 4 monoalkoxyl) -dialkyl (C 1 -C 4) silylpropyl), more particularly bis-monoethoxydimethylsilylpropyl tetrasulfide, as described above. in the patent application WO 02/083782 (or US 2004/132880).
A titre d'agent de couplage autre qu'alkoxysilane polysulfuré, on citera notamment des POS (polyorganosiloxanes) bifonctionnels ou encore des polysulfures d'hydroxysilane (R2 = OH dans la formule VIII ci-dessus) tels que décrits dans les demandes de brevet WO 02/30939 (ou US 6,774,255) et WO 02/31041 (ou US 2004/051210), ou encore des silanes ou POS porteurs de groupements fonctionnels azo-dicarbonyle, tels que décrits par exemple dans les demandes de brevet WO 2006/125532, WO 2006/125533, WO 2006/125534.As coupling agent other than polysulfurized alkoxysilane, there may be mentioned in particular bifunctional POS (polyorganosiloxanes) or hydroxysilane polysulfides (R 2 = OH in formula VIII above) as described in patent applications. WO 02/30939 (or US 6,774,255) and WO 02/31041 (or US 2004/051210), or alternatively silanes or POS bearing azo-dicarbonyl functional groups, as described for example in patent applications WO 2006/125532. , WO 2006/125533, WO 2006/125534.
Dans les compositions de caoutchouc conformes à l'invention, la teneur en agent de couplage est préférentiellement comprise entre 4 et 12 pce, plus préférentiellement entre 3 et 8 pce.In the rubber compositions according to the invention, the content of coupling agent is preferably between 4 and 12 phr, more preferably between 3 and 8 phr.
L'homme du métier comprendra qu'à titre de charge équivalente de la charge inorganique renforçante décrite dans le présent paragraphe, pourrait être utilisée une charge renforçante d'une autre nature, notamment organique, dès lors que cette charge renforçante serait recouverte d'une couche inorganique telle que 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.Those skilled in the art will understand that, as the equivalent filler of the reinforcing inorganic filler described in this paragraph, it would be possible to use a reinforcing filler of another nature, in particular an organic filler, since this reinforcing filler would be covered with a filler. inorganic layer such as silica, or would comprise on its surface functional sites, especially hydroxyl, requiring the use of a coupling agent to establish the bond between the filler and the elastomer.
II-5. Additifs diversII-5. Various additives
Les compositions de caoutchouc conformes à l'invention comportent également tout ou partie des additifs usuels habituellement utilisés dans les compositions d'élastomères destinées à la fabrication de pneumatiques, notamment de bandes de roulement, comme par exemple des pigments, des agents de protection tels que cires anti-ozone, anti-ozonants chimiques, antioxydants, des agents anti-fatigue, des résines renforçantes, des accepteurs (par exemple résine phénolique novolaque) ou des donneurs de méthylène (par exemple HMT ou H3M), un système de réticulation à base soit de soufre, soit de donneurs de soufre et/ou de peroxyde et/ou de bismaléimides, des accélérateurs de vulcanisation, des activateurs de vulcanisation.The rubber compositions in accordance with the invention also comprise all or part of the usual additives usually used in elastomer compositions intended for the manufacture of tires, in particular treads, such as, for example, pigments, protective agents such as anti-ozone waxes, chemical antiozonants, antioxidants, anti-fatigue agents, reinforcing resins, acceptors (for example phenolic novolac resin) or methylene donors (for example HMT or H3M), a crosslinking system based on either sulfur, or sulfur and / or peroxide and / or bismaleimide donors, vulcanization accelerators, vulcanization activators.
Ces compositions peuvent 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 unThese compositions may also contain, in addition to the coupling agents, coupling activators, inorganic charge-covering agents or, more generally, processing aids that can be used in a known manner, thanks to an improvement in the dispersion. of the load in the rubber matrix and to a
P10-2046 PCT abaissement de la viscosité des compositions, d'améliorer leur faculté de mise en œuvre à l'état cru, ces agents étant par exemple des silanes hydrolysables tels que des alkylalkoxysilanes, des polyols, des polyéthers, des aminés primaires, secondaires ou tertiaires, des polyorganosiloxanes hydroxylés ou hydrolysables.P10-2046 PCT lowering the viscosity of the compositions, to improve their ability to implement in the green state, these agents being, for example, hydrolysable silanes such as alkylalkoxysilanes, polyols, polyethers, primary, secondary or tertiary amines, hydroxylated or hydrolyzable polyorganosiloxanes.
II-6. Préparation des compositions de caoutchoucII-6. Preparation of rubber compositions
Les compositions sont fabriquées dans des mélangeurs appropriés, en utilisant deux phases de préparation successives bien connues de l'homme du métier : une première phase de travail ou malaxage thermomécanique (phase dite "non-productive") à haute température, jusqu'à une température maximale comprise entre 110°C et 19O0C, de préférence entre 1300C et 18O0C, suivie d'une seconde phase de travail mécanique (phase dite "productive") jusqu'à une plus basse température, typiquement inférieure à 1100C, par exemple entre 400C et 1000C, phase de finition au cours de laquelle est incorporé le système de réticulation.The compositions are manufactured in appropriate mixers, using two successive preparation phases well known to those skilled in the art: a first phase of work or thermomechanical mixing (so-called "non-productive" phase) at high temperature, up to a maximum of maximum temperature between 110 ° C and 190 ° C, preferably between 130 0 C and 18O 0 C, followed by a second phase of mechanical work (so-called "productive" phase) to a lower temperature, typically less than 110 0 C, for example between 40 0 C and 100 0 C, finishing phase during which is incorporated the crosslinking system.
Le procédé conforme à l'invention pour préparer une composition de caoutchouc comporte les étapes suivantes :The process according to the invention for preparing a rubber composition comprises the following steps:
incorporer à un élastomère SBR de Tg supérieure à - 400C, au cours d'une première étape (dite "non-productive"), au moins un polynorbornène et un plastifiant liquide dont la Tg est inférieure à - 200C choisi dans le groupe constitué par les éthers, les esters, les phosphates, les sulfonates et les mélanges de ces composés, en malaxant thermomécaniquement le tout (par exemple en une ou plusieurs fois), jusqu'à atteindre une température maximale comprise entre HO0C et 19O0C ; - refroidir l'ensemble à une température inférieure à 1000C ; incorporer ensuite, au cours d'une seconde étape (dite "productive"), un système de réticulation ; - malaxer le tout jusqu'à une température maximale inférieure à 1100C.to incorporate in an SBR elastomer of Tg greater than -40 ° C., during a first step (called "non-productive"), at least one polynorbornene and a liquid plasticizer whose Tg is less than -20 ° C. chosen in the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulphonates and mixtures of these compounds, by thermomechanically kneading the whole (for example in one or more times), until a maximum temperature of between 0 ° C 0 ° C and 19O 0 C; - Cool all at a temperature below 100 0 C; then incorporate, during a second step (called "productive"), a crosslinking system; - mix everything up to a maximum temperature below 110 0 C.
A titre d'exemple, la 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, dans un premier temps tous les constituants de base nécessaires (SBR, polynorbornène, plastifiant liquide, autre élastomère diénique le cas échéant, charge renforçante et agent de couplage dans le cas d'une charge inorganique), puis dans un deuxième temps, par exemple après une à deux minutes de malaxage, les autres additifs, éventuels agents de recouvrement de la charge ou de mise en œuvre complémentaires, à l'exception du système de réticulation. La durée totale du malaxage, dans cette phase non-productive, est de préférence comprise entre 1 et 15 min.By way of example, the non-productive phase is carried out in a single thermomechanical step during which, in a suitable mixer such as a conventional internal mixer, all the necessary basic constituents (SBR, polynorbornene, liquid plasticizer, other diene elastomer if appropriate, reinforcing filler and coupling agent in the case of an inorganic filler), then in a second step, for example after one to two minutes of mixing, the other additives, optional agents load recovery or additional implementation, with the exception of the crosslinking system. The total mixing time in this non-productive phase is preferably between 1 and 15 minutes.
P10-2046 PCT Après refroidissement du mélange ainsi obtenu, on incorpore alors dans un mélangeur externe tel qu'un mélangeur à cylindres, maintenu à basse température (par exemple entre 400C et 100°C), le système de réticulation. L'ensemble est alors mélangé (phase productive) pendant quelques minutes, par exemple entre 2 et 15 min.P10-2046 PCT After cooling the mixture thus obtained, it is then incorporated in an external mixer such as a roll mill, maintained at low temperature (for example between 40 0 C and 100 ° C), the crosslinking system. The whole is then mixed (productive phase) for a few minutes, for example between 2 and 15 min.
Le système de réticulation proprement dit est préférentiellement à base de soufre et d'un accélérateur primaire de vulcanisation, en particulier d'un accélérateur du type sulfénamide. A ce système de vulcanisation viennent s'ajouter, incorporés au cours de la première phase non-productrice et/ou au cours de la phase productive, divers accélérateurs secondaires ou activateurs de vulcanisation connus tels qu'oxyde de zinc, acide stéarique, dérivés guanidiques (en particulier diphénylguanidine), etc. Le taux de soufre est de préférence compris entre 0,5 et 3,0 pce, celui de l'accélérateur primaire est de préférence compris entre 0,5 et 5,0 pce.The actual crosslinking system is preferably based on sulfur and a primary vulcanization accelerator, in particular a sulfenamide type accelerator. To this vulcanization system are added, incorporated during the first non-producing phase and / or during the production phase, various known secondary accelerators or vulcanization activators such as zinc oxide, stearic acid, guanidine derivatives (especially diphenylguanidine), etc. The sulfur content is preferably between 0.5 and 3.0 phr, that of the primary accelerator is preferably between 0.5 and 5.0 phr.
On peut utiliser comme accélérateur (primaire ou secondaire) tout composé susceptible d'agir comme accélérateur de vulcanisation des élastomères diéniques en présence de soufre, notamment des accélérateurs du type thiazoles ainsi que leurs dérivés, des accélérateurs de type thiurames, dithiocarbamates de zinc. Ces accélérateurs sont plus préférentiellement choisis dans le groupe constitué par le disulfure de 2-mercaptobenzothiazyle (en abrégé "MBTS"), N-cyclohexyl-2-benzothiazyle sulfénamide (en abrégé "CBS"), N,N-dicyclohexyl- 2-benzothiazyle sulfénamide (en abrégé "DCBS"), N-ter-butyl-2-benzothiazyle sulfénamide (en abrégé "TBBS"), N-ter-butyl-2-benzothiazyle sulfénimide (en abrégé "TBSI"), dibenzyldithiocarbamate de zinc (en abrégé "ZBEC") et les mélanges de ces composés. De préférence, on utilise un accélérateur primaire du type sulfénamide.It is possible to use as accelerator (primary or secondary) any compound capable of acting as a vulcanization accelerator for diene elastomers in the presence of sulfur, especially thiazole type accelerators and their derivatives, thiuram type accelerators, zinc dithiocarbamates. These accelerators are more preferably selected from the group consisting of 2-mercaptobenzothiazyl disulfide (abbreviated "MBTS"), N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (abbreviated "CBS"), N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (abbreviated "DCBS"), N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide (abbreviated "TBBS"), N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenimide (abbreviated "TBSI"), zinc dibenzyldithiocarbamate (in abbreviated "ZBEC") and mixtures of these compounds. Preferably, a primary accelerator of the sulfenamide type is used.
La composition finale ainsi obtenue peut ensuite être calandrée, par exemple sous la forme d'une feuille, d'une plaque notamment pour une caractérisation au laboratoire, ou encore extrudée, par exemple pour former un profilé de caoutchouc utilisé pour la fabrication d'un produit semi-fini pour pneumatique, tel que bandes de roulement, nappes ou autres bandes, sous-couches, divers blocs de caoutchouc, renforcés ou non de renforts textiles ou métalliques, destinés à former une partie de la structure du pneumatique.The final composition thus obtained can then be calendered, for example in the form of a sheet, a plate especially for a characterization in the laboratory, or extruded, for example to form a rubber profile used for the manufacture of a semi-finished tire product, such as treads, webs or other webs, underlays, various rubber blocks, whether or not reinforced with textile or metal reinforcements, for forming a part of the tire structure.
Dans le procédé conforme à l'invention, conformément aux indications précédentes données pour les compositions de caoutchouc, on a de préférence au moins une caractéristique, plus préférentiellement l'ensemble des caractéristiques suivantes qui est vérifié :In the process according to the invention, in accordance with the preceding indications given for rubber compositions, at least one characteristic, more preferably all of the following characteristics which is verified:
- le SBR à haute Tg a une Tg comprise entre - 40 0C et 0 0C; la teneur en SBR à haute Tg est comprise entre 40 et 95 pce ; le polynorbornène présente une Tg supérieure à 0 0C ; - la quantité de polynorbornène est comprise entre 5 et 40 pce ;SBR at high Tg has a Tg of between -40 ° C. and 0 ° C. the SBR content at high Tg is between 40 and 95 phr; polynorbornene has a Tg greater than 0 0 C; the amount of polynorbornene is between 5 and 40 phr;
P 10-2046 PCT - le plastifiant liquide présente une Tg inférieure à - 40°C ; la quantité de plastifiant liquide est comprise entre 5 et 80 pce , la résine hydrocarbonée présente une Tg supérieure à 0 0C ; la quantité de résine hydrocarbonée est comprise entre 5 et 60 pce.P 10-2046 PCT the liquid plasticizer has a Tg lower than -40 ° C .; the amount of liquid plasticizer is between 5 and 80 phr, the hydrocarbon resin has a Tg greater than 0 0 C; the amount of hydrocarbon resin is between 5 and 60 phr.
L'invention concerne les pneumatiques, les bandes de roulement de pneumatiques et les compositions de caoutchouc précédemment décrits tant à l'état cru (c'est à dire, avant cuisson) qu'à l'état cuit (c'est à dire., après réticulation ou vulcanisation).The invention relates to tires, tire treads and rubber compositions previously described both in the green (i.e., before firing) and the fired (i.e. after crosslinking or vulcanization).
III. EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTIONIII. EXAMPLES OF CARRYING OUT THE INVENTION
IH-I. Préparation des compositionsIH-I. Preparation of compositions
On procède pour les essais qui suivent de la manière suivante : on introduit dans un mélangeur interne, rempli à 70 % et dont la température initiale de cuve est d'environ 60 0C, successivement la charge inorganique renforçante (silice), l'agent de couplage, l'agent plastifiant, l'élastomère diénique ainsi que les divers autres ingrédients à l'exception du système de vulcanisation. On conduit alors un travail thermomécanique (phase non- productive) en une étape, qui dure au total environ 3 à 4 minutes, jusqu'à atteindre une température maximale de "tombée" de 165°C.The following tests are carried out as follows: an internal mixer, filled to 70% and whose initial tank temperature is approximately 60 ° C., is introduced successively into the reinforcing inorganic filler (silica), the agent coupling agent, the plasticizer, the diene elastomer and the various other ingredients with the exception of the vulcanization system. Thermomechanical work (non-productive phase) is then carried out in one step, which lasts a total of about 3 to 4 minutes, until a maximum temperature of "fall" of 165 ° C is reached.
On récupère le mélange ainsi obtenu, on le refroidit puis on incorpore du soufre et un accélérateur type sulfénamide sur un mélangeur (homo-finisseur) à 30 °C, en mélangeant Ie tout (phase productive) pendant un temps approprié (par exemple entre 5 et 12 min).The mixture thus obtained is recovered, cooled, and sulfur and a sulfenamide type accelerator are incorporated on a mixer (homo-finisher) at 30 ° C., mixing the whole (productive phase) for a suitable time (for example between 5 hours). and 12 min).
Les compositions ainsi obtenues sont ensuite calandrées soit sous la forme de plaques (épaisseur de 2 à 3 mm) ou feuilles fines de caoutchouc pour la mesure de leurs propriétés physiques ou mécaniques, soit extradées sous la forme de bandes de roulement de pneumatiques tourisme.The compositions thus obtained are then calendered either in the form of plates (thickness of 2 to 3 mm) or thin sheets of rubber for the measurement of their physical or mechanical properties, or extruded in the form of treads of passenger tires.
IH-2. Essais en pneumatiquesIH-2. Tire tests
Essai 1 : compositions de caoutchouc renforcées de noir de carboneTest 1: Rubber compositions reinforced with carbon black
Ce premier essai démontre l'amélioration, en termes d'adhérence sur sol humide et de résistance au roulement, apportée par une bande de roulement conforme à l'invention, comparativement à deux bandes de roulement témoins.This first test demonstrates the improvement, in terms of wet grip and rolling resistance, provided by a tread according to the invention, compared to two control treads.
P 10-2046 PCT Pour cela, trois compositions de caoutchouc ont été préparées comme indiqué précédemment, une conforme à l'invention (notée ci-après C-1.2) et deux non conformes (notées ci-après C-P 10-2046 PCT For this, three rubber compositions were prepared as indicated above, one according to the invention (noted below C-1.2) and two non-compliant (noted below C-
1.1 et C-1.3). Ces trois compositions utilisent du noir de carbone à titre de charge renforçante (voir tableau 1).1.1 and C-1.3). These three compositions use carbon black as a reinforcing filler (see Table 1).
La composition témoin C-1.1 est une composition de référence pour l'homme du métier, conventionnellement utilisée pour fabriquer des bandes de roulement pour des pneumatiques de véhicules de tourisme, renforcées de noir de carbone ; elle est à base de copolymère de styrène-butadiène (à haute Tg) et de polybutadiène.Control composition C-1.1 is a reference composition for those skilled in the art, conventionally used to manufacture treads for passenger car tires, reinforced with carbon black; it is based on a copolymer of styrene-butadiene (high Tg) and polybutadiene.
La composition de l'invention C- 1.2 contient en plus, par rapport à la composition C- 1.1, un polynorbornène et un plastifiant liquide à basse Tg.The composition of the invention C-1.2 additionally contains, relative to the composition C-1.1, a polynorbornene and a liquid plasticizer at low Tg.
La composition C-1.3 témoin, se distingue uniquement de la composition de l'invention C- 1.2 par l'utilisation d'un élastomère SBR qui n'est pas un SBR à haute Tg (c'est-à-dire dont la Tg n'est pas supérieure à - 40 0C) ; elle contient également le polynorbornène et le plastifiant liquide à basse Tg.The control composition C-1.3 differs only from the composition of the invention C-1.2 by the use of an SBR elastomer which is not a high Tg SBR (that is to say with a Tg is not more than - 40 0 C); it also contains polynorbornene and liquid plasticizer at low Tg.
Ces trois compositions ont été testées comme bandes de roulement de pneumatiques pour véhicule de tourisme, de dimensions 195/65R15, sur un véhicule tourisme de marque RENAULT, modèle LAGUNA, comme indiqué au paragraphe 1-3 qui précède.These three compositions were tested as tire treads for passenger vehicles, dimensions 195 / 65R15, on a RENAULT brand passenger vehicle model LAGUNA, as indicated in paragraph 1-3 above.
Leurs formulations (en pce ou parties en poids pour cent parties d'élastomère, donc y compris polynorbornène), leurs propriétés mécaniques ainsi que les résultats des tests de roulage des pneumatiques ont été résumés dans les tableaux 1 et 2 annexés.Their formulations (in phr or parts by weight per hundred parts of elastomer, thus including polynorbornene), their mechanical properties as well as the results of the tire rolling tests have been summarized in the attached Tables 1 and 2.
On note dans un premier temps que, comparativement à la composition témoin C- 1.1, l'ajout de polynorbornène et de plastifiant liquide de basse Tg dans la composition de l'invention C-It is noted initially that, compared to the control composition C-1.1, the addition of polynorbornene and liquid plasticizer low Tg in the composition of the invention C-
1.2 ne modifie pas la rigidité (dureté Shore) ni, pour l'essentiel, les propriétés mécaniques en extension.1.2 does not modify the rigidity (Shore hardness) nor, essentially, the mechanical properties in extension.
Ce n'est que lors du roulage des pneumatiques que, de manière inattendue, l'on constate une amélioration très sensible tant de la résistance au roulement que de l'adhérence sur sol humide pour la composition de l'invention, comme attesté très clairement par les résultats du tableau 2 (gains de 5%, 16% et 8% sur les trois critères testés). Il faut bien entendu en conclure que cette amélioration est obtenue grâce à l'ajout du polynorbornène et du plastifiant liquide à basse Tg dans la composition de l'invention.It is only during the running of the tires that, unexpectedly, there is a very significant improvement in both the rolling resistance and the adhesion on wet ground for the composition of the invention, as attested very clearly. by the results in Table 2 (gains of 5%, 16% and 8% on the three criteria tested). It must of course be concluded that this improvement is achieved by the addition of polynorbornene and liquid plasticizer low Tg in the composition of the invention.
Une comparaison, dans un deuxième temps, de la composition de l'invention C- 1.2 et de la composition C-1.3 non conforme à l'invention (pour rappel, ne se distinguant de celle deA comparison, in a second step, of the composition of the invention C-1.2 and the composition C-1.3 not according to the invention (as a reminder, not distinguishable from that of
P10-2046 PCT l'invention que par l'emploi d'un élastomère SBR à plus basse Tg), démontre tout aussi clairement que le compromis de propriétés amélioré apporté par l'invention est totalement perdu lorsque le SBR à haute Tg (composition C- 1.2) est remplacé par un SBR à plus basse Tg (composition C- 1.3) : on note alors que les propriétés mesurées lors du roulage des pneumatiques recouvrent alors pratiquement les valeurs initiales (base 100) observées sur la composition témoin de référence (C-1.1), voire sont même inférieures à ces dernières en ce qui concerne l'adhérence.P10-2046 PCT the invention that by the use of a SBR elastomer at lower Tg), just as clearly demonstrates that the improved property compromise provided by the invention is totally lost when the SBR at high Tg (composition C-1.2) is replaced by a lower Tg SBR (composition C-1.3): it is then noted that the properties measured during the rolling of the tires then substantially cover the initial values (base 100) observed on the reference control composition (C-1.1), even are even inferior to these in terms of adhesion.
En résumé, les résultats de ce premier essai démontrent que l'emploi combiné du SBR à haute Tg, du polynorbornène et du plastifiant liquide à basse Tg, dans la composition de caoutchouc de l'invention, permet d'améliorer de manière notable le compromis résistance au roulement et adhérence sur sol humide des bandes de roulement de pneumatiques.In summary, the results of this first test demonstrate that the combined use of high Tg SBR, polynorbornene and low Tg liquid plasticizer in the rubber composition of the invention significantly improves the compromise. rolling resistance and wet grip of tire treads.
Essai 2 : compositions de caoutchouc renforcées de siliceTest 2: Silica Reinforced Rubber Compositions
Ce second essai confirme l'amélioration apportée par l'invention dans le cas où la composition de l'invention comporte de la silice à titre de charge renforçante principale. Les compositions testées figurent dans le tableau 3.This second test confirms the improvement provided by the invention in the case where the composition of the invention comprises silica as main reinforcing filler. The compositions tested are shown in Table 3.
Les mesures des propriétés des compositions de caoutchoucs et les résultats des tests de roulage des pneumatiques réalisés avec ces compositions sont répertoriés dans le tableau 4.Measurements of the properties of the rubber compositions and the results of tire rolling tests performed with these compositions are listed in Table 4.
L'ajout de polynorbornène et de plastifiant liquide de basse Tg dans la composition de l'invention C-2.2 ne modifie pas la rigidité (dureté Shore) de la composition ni ses propriétés mécaniques de manière notable, comparativement à la composition témoin C-2.1.The addition of polynorbornene and low Tg liquid plasticizer in the composition of the invention C-2.2 does not modify the rigidity (Shore hardness) of the composition or its mechanical properties significantly, compared to the control composition C-2.1 .
Par contre, le roulage des pneumatiques révèle une nouvelle fois une amélioration sensible de la résistance au roulement et de l'adhérence sur sol humide de la composition de l'invention C-2.2 comparativement au témoin C-2.1, avec notamment un gain de 12% en ce qui concerne le test d'adhérence sur sol humide décrit au paragraphe I-3-D.On the other hand, the rolling of the tires once again reveals a significant improvement in the rolling resistance and the adhesion on wet ground of the composition of the invention C-2.2 compared to the control C-2.1, with in particular a gain of 12 % for the wet grip test described in paragraph I-3-D.
Une comparaison de la composition de l'invention C-2.2 et de la composition C-2.3 témoin (pour rappel, ne se distinguant de celle de l'invention que par l'emploi d'un élastomère SBR à plus basse Tg), démontre tout aussi clairement que le compromis de propriétés amélioré apporté par l'invention est totalement perdu lorsque le SBR à haute Tg (composition C-2.2) est remplacé par un SBR à plus basse Tg (composition C-2.3) : on note alors que les propriétés mesurées lors du roulage des pneumatiques recouvrent alors pratiquement les valeurs initiales (base 100) observées sur la composition témoin de référence (C-2.1), voire sont même inférieurs à ces dernières en ce qui concerne l'adhérence.A comparison of the composition of the invention C-2.2 and the control composition C-2.3 (as a reminder, being distinguished from that of the invention only by the use of a SBR elastomer at lower Tg), demonstrates just as clearly as the improved property compromise provided by the invention is totally lost when the SBR at high Tg (composition C-2.2) is replaced by a SBR at lower Tg (composition C-2.3): it is then noted that the measured tire rolling properties then substantially cover the initial values (base 100) observed on the reference control composition (C-2.1), or even are lower than these with respect to adhesion.
P 10-2046 PCT En conclusion, les résultats de ce deuxième essai confirment ceux du premier essai, à savoir que la composition de caoutchouc de l'invention permet d'améliorer de manière notable le compromis résistance au roulement et adhérence sur sol humide des bandes de roulement de pneumatiques, sans changer la rigidité de la matrice (ce qui est attesté par les valeurs de dureté Shore) c'est-à-dire sans pénalisation du comportement.P 10-2046 PCT In conclusion, the results of this second test confirm those of the first test, namely that the rubber composition of the invention makes it possible to significantly improve the compromise of rolling resistance and adhesion on wet ground of treads of tires, without changing the rigidity of the matrix (which is attested by the Shore hardness values), that is to say without penalizing the behavior.
P 10-2046 PCT Tableau 1P 10-2046 PCT Table 1
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(I) SBR solution (taux exprimé en SBR sec) ; 25% de styrène, 58 % de motifs polybutadiène 1-2 et 2% de motifs polybutadiène 1-4 trans (Tg = - 210C) ; (2) SBR solution (taux exprimé en SBR sec) ; 25% de styrène, 24 % de motifs polybutadiène(I) SBR solution (rate expressed as dry SBR); 25% of styrene, 58% of 1-2 polybutadiene units and 2% of trans-polybutadiene 1-4 units (Tg = -21 ° C.); (2) SBR solution (rate expressed as dry SBR); 25% styrene, 24% polybutadiene units
1-2 et 48% de motifs polybutadiène 1-4 trans (Tg = - 45°C)1-2 and 48% of polybutadiene 1-4 trans units (Tg = -45 ° C)
(3) BR avec 4,3% de 1-2 ; 2,7% de trans ; 93% de cis 1-4 (Tg = - 1060C) ;(3) BR with 4.3% of 1-2; 2.7% trans; 93% cis 1-4 (Tg = -106 0 C);
(4) polynorbornène (état sec) "Norsorex 150NA" de la société Nippon Zéon (Tg = + 35°C) (soit 37,5 pce de polynorbornène étendu à l'huile) ; (5) noir de carbone N234 (grade ASTM) ;(4) polynorbornene (dry state) "Norsorex 150NA" from the company Nippon Zéon (Tg = + 35 ° C.) (ie 37.5 phr of polynorbornene extended to the oil); (5) N234 carbon black (ASTM grade);
(6) huile aromatique totale (y compris huile d'extension du SBR et du polynorbornène) ;(6) total aromatic oil (including SBR and polynorbornene extension oil);
(7) trioctyle phosphate (tri-2-éthylhexyle phosphate) ("Disflamoll TOF" de Lanxess (Tg = -1050C)) ;(7) trioctyl phosphate (tri-2-ethylhexyl phosphate) (Lanxess "Disflamoll TOF" (Tg = -105 ° C.));
(8) stéarine ( "Pristerene" de la société Uniquema); (9) oxyde de zinc (grade industriel - société Umicore) ;(8) stearin ("Pristerene" from the company Uniquema); (9) zinc oxide (industrial grade - Umicore company);
(10) N-1 ,3-diméthy lbutyl-N-phénylparaphénylènediamine (Santoflex 6-PPD de la société Flexsys) ;(10) N-1,3-dimethylbutyl-N-phenylparaphenylenediamine (Santoflex 6-PPD from Flexsys);
(I I) N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfénamide (Santocure CBS de la société Flexsys).(I 1) N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (Santocure CBS from Flexsys).
Tableau 2Table 2
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P 10-2046 PCT Tableau 3P 10-2046 PCT Table 3
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(I) SBR solution (taux exprimé en SBR sec) ; 25% de styrène, 58 % de motifs polybutadiène 1-2 et 22% de motifs polybutadiène 1-4 trans (Tg = - 210C) ; (2) SBR solution (taux exprimé en SBR sec) ; 25% de styrène, 24 % de motifs polybutadiène(I) SBR solution (rate expressed as dry SBR); 25% of styrene, 58% of 1-2 polybutadiene units and 22% of polybutadiene 1-4 trans units (Tg = -21 ° C.); (2) SBR solution (rate expressed as dry SBR); 25% styrene, 24% polybutadiene units
1-2 et 48% de motifs polybutadiène 1-4 trans (Tg = - 450C) ;1-2 and 48% of polybutadiene groups 1-4 trans (Tg = -45 0 C);
(3) BR avec 4,3% de 1-2 ; 2,7% de trans ; 93% de cis 1-4 (Tg = - 1060C) ;(3) BR with 4.3% of 1-2; 2.7% trans; 93% cis 1-4 (Tg = -106 0 C);
(4) polynorbornène (état sec) "Norsorex 150NA" de la société Nippon Zéon (Tg = + 35°C) (soit 37,5 pce de polynorbornène étendu à l'huile) ; (5) noir de carbone N234 (grade ASTM) ;(4) polynorbornene (dry state) "Norsorex 150NA" from the company Nippon Zéon (Tg = + 35 ° C.) (ie 37.5 phr of polynorbornene extended to the oil); (5) N234 carbon black (ASTM grade);
(6) silice "Zeosil 1165MP" de la société Rhodia, type "HDS" ;(6) "Zeosil 1165MP" silica from Rhodia, type "HDS";
(7) agent de couplage TESPT ("Si69" de la société Degussa) ;(7) coupling agent TESPT ("Si69" from Degussa);
(8) huile aromatique totale (y compris huile d'extension du SBR et du polynorbornène) ;(8) total aromatic oil (including SBR and polynorbornene extension oil);
(9) trioctyle phosphate (tri-2-éthylhexyle phosphate) ("Disflamoll TOF" de Lanxess (Tg = -1050C)) ;(9) trioctyl phosphate (tri-2-ethylhexyl phosphate) (Lanxess "Disflamoll TOF" (Tg = -105 ° C.));
(10) diphénylguanidine (Perkacit DPG de la société Flexsys) ;(10) diphenylguanidine (Perkacit DPG from Flexsys);
(I I) stéarine ( "Pristerene" de la société Uniquema);(I I) stearin ("Pristerene" from the company Uniquema);
(12) oxyde de zinc (grade industriel - société Umicore) ;(12) zinc oxide (industrial grade - Umicore company);
(13) N-l,3-diméthylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine (Santoflex 6-PPD de la société Flexsys) ;(13) N-1,3-dimethylbutyl-N-phenylparaphenylenediamine (Santoflex 6-PPD from Flexsys);
(14) N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfénamide (Santocure CBS de la société Flexsys).(14) N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (Santocure CBS from Flexsys).
P 10-2046 PCT Tableau 4P 10-2046 PCT Table 4
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P10-2046 PCT P10-2046 PCT

Claims

REVENDICATIONS
1 - Composition de caoutchouc à base d'au moins :1 - Rubber composition based on at least:
un copolymère de styrène-butadiène (SBR) dit « à haute Tg », dont la température de transition vitreuse (Tg) est supérieure à - 40 0C ; un polynorbornène ; - une charge renforçante ;a styrene-butadiene copolymer (SBR) called "high Tg", whose glass transition temperature (Tg) is greater than -40 ° C .; a polynorbornene; a reinforcing filler;
- un plastifiant liquide dit « à basse Tg », dont la Tg est inférieure à - 20 0C, choisi dans le groupe constitué par les éthers, les esters, les phosphates, les sulfonates et les mélanges de ces composés.a so-called "low Tg" liquid plasticizer, whose Tg is less than -20 ° C., chosen from the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulphonates and mixtures of these compounds.
2 - Composition de caoutchouc selon la revendication 1, dans laquelle la teneur en SBR à haute Tg est comprise entre 40 et 95 pce.2 - rubber composition according to claim 1, wherein the high Tg SBR content is between 40 and 95 phr.
3 - Composition de caoutchouc selon la revendication 2, dans laquelle la teneur en SBR à haute Tg est comprise entre 60 et 90 pce.3 - rubber composition according to claim 2, wherein the high Tg SBR content is between 60 and 90 phr.
4 - Composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la Tg du SBR est comprise entre -40 °C et 0 °C.The rubber composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the Tg of SBR is from -40 ° C to 0 ° C.
5 - Composition de caoutchouc selon la revendication 4, dans laquelle la Tg du SBR à haute Tg est comprise entre -30°C et 0°C.The rubber composition according to claim 4, wherein the Tg of SBR at high Tg is -30 ° C to 0 ° C.
6 - Composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le taux de polynorbornène est compris entre 5 et 40 pce.6 - The rubber composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the polynorbornene level is between 5 and 40 phr.
7 - Composition de caoutchouc selon la revendication 6 dans laquelle le taux de polynorbornène est compris entre 10 et 30 pce.7 - rubber composition according to claim 6 wherein the polynorbornene content is between 10 and 30 phr.
8 - Composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la charge renforçante comporte du noir de carbone et/ou de la silice.8 - The rubber composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the reinforcing filler comprises carbon black and / or silica.
9 - Composition de coutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle la quantité de charge renforçante est comprise entre 20 et 200 pce.9 - The composition of chuck according to any one of claims 1 to 8, wherein the amount of reinforcing filler is between 20 and 200 phr.
10 - Composition de caoutchouc selon la revendication 9, dans laquelle la quantité de charge renforçante est comprise entre 30 et 150 pce.10 - The rubber composition according to claim 9, wherein the amount of reinforcing filler is between 30 and 150 phr.
P10-2046 PCT 11 - Composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle le plastifiant liquide à basse Tg présente une Tg inférieure à - 40 0C.P10-2046 PCT 11 - The rubber composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the liquid plasticizer low Tg has a Tg less than - 40 0 C.
12 - Composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1, dans laquelle le plastifiant liquide à basse Tg est choisi dans le groupe constitué par les esters, les phosphates et les mélanges de ces composés.12. A rubber composition according to any one of claims 1 to 11, wherein the low Tg liquid plasticizer is selected from the group consisting of esters, phosphates and mixtures thereof.
13 - Composition de caoutchouc selon la revendication 12, dans laquelle le plastifiant liquide à basse Tg est choisi dans le groupe constitué par les phosphates, les trimellitates, les pyromellitates, les phtalates, les 1 ,2-cyclohexane dicarboxylates, les adipates, les azélaates, les sébacates, les triesters de glycérol et les mélanges de ces composés.13 - rubber composition according to claim 12, wherein the liquid plasticizer low Tg is selected from the group consisting of phosphates, trimellitates, pyromellitates, phthalates, 1,2-cyclohexane dicarboxylates, adipates, azelates sebacates, triesters of glycerol and mixtures of these compounds.
14 - Composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle le taux de plastifiant liquide à basse Tg est compris entre 5 et 80 pce.14 - rubber composition according to any one of claims 1 to 13, wherein the level of liquid plasticizer low Tg is between 5 and 80 phr.
15 - Composition de caoutchouc selon la revendication 14 dans laquelle le taux de plastifiant liquide à basse Tg est compris entre 5 et 40 pce.15. The rubber composition as claimed in claim 14, in which the level of liquid plasticizer at low Tg is between 5 and 40 phr.
16 - Composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, comportant une résine hydrocarbonée dont la Tg est supérieure à 0 °C.16 - A rubber composition according to any one of claims 1 to 15, comprising a hydrocarbon resin whose Tg is greater than 0 ° C.
17 - Composition de caoutchouc selon la revendication 16, dans laquelle la résine hydrocarbonée est choisie dans le groupe constitué par les résines d'homopolymères ou copolymère de cyclopentadiène (en abrégé CPD) ou dicyclopentadiène (en abrégé DCPD), les résines d'homopolymère ou copolymère terpène, les résines d'homopolymères ou copolymère de coupe C5, et les mélanges de ces résines.The rubber composition according to claim 16, wherein the hydrocarbon resin is selected from the group consisting of homopolymer resins or copolymer of cyclopentadiene (abbreviated as CPD) or dicyclopentadiene (abbreviated DCPD), homopolymer resins or terpene copolymer, homopolymer resins or C5 cutting copolymer, and mixtures of these resins.
18 - Composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, dans laquelle la quantité de résine hydrocarbonée est comprise entre 5 et 60 pce.18. The rubber composition as claimed in claim 16, in which the amount of hydrocarbon resin is between 5 and 60 phr.
19 - Procédé pour préparer une composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :19 - Process for preparing a rubber composition according to any one of claims 1 to 18, characterized in that it comprises the following steps:
- incorporer à un élastomère SBR de Tg supérieure à -400C, au cours d'une première étape (dite "non-productive"), au moins un polynorbornène et un plastifiant liquide dont la Tg est inférieure à -2O0C choisi dans le groupe constitué par les éthers, les esters, les phosphates, les sulfonates et les mélanges de ces composés, en malaxant thermomécaniquement le tout jusqu'à atteindre une température maximale comprise entre HO0C et 19O0C ;- Incorporate into an SBR elastomer of Tg greater than -40 0 C, during a first step (called "non-productive"), at least one polynorbornene and a liquid plasticizer whose Tg is less than -2O 0 C selected in the group consisting of ethers, esters, phosphates, sulphonates and mixtures of these compounds, thermomechanically kneading the whole until a maximum temperature between 0 ° C and 190 ° C;
P 10-2046 PCT refroidir l'ensemble à une température inférieure à 1000C ; incorporer ensuite, au cours d'une seconde étape (dite "productive"), un système de réticulation ; malaxer le tout jusqu'à une température maximale inférieure à 1 100C.P 10-2046 PCT cool the assembly to a temperature below 100 0 C; then incorporate, during a second step (called "productive"), a crosslinking system; knead everything to a maximum temperature below 1 10 0 C.
20 - Pneumatique comportant une composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 18.Tire comprising a rubber composition according to any one of claims 1 to 18.
21 - Bande de roulement de pneumatique comportant une composition de caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 1 à 18.Tire tread comprising a rubber composition according to any one of claims 1 to 18.
22 - Utilisation de la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 18 pour la fabrication de pneumatiques ou de produits semi-finis pour pneumatiques.22 - Use of the composition according to any one of claims 1 to 18 for the manufacture of tires or semi-finished products for tires.
P 10-2046 PCT P 10-2046 PCT
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