BRPI0821815B1

BRPI0821815B1 - Parede lateral de pneu contendo sílica e pneus

Info

Publication number: BRPI0821815B1
Application number: BRPI0821815-3A
Authority: BR
Inventors: David Abdallah; Joseph M. Lanzarotta
Original assignee: Bridgestone Americas Tire Operations, Llc
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2019-08-20
Also published as: BRPI0821815A2; CN101952362B; MX2010007178A; US20090171002A1; US7732522B2; CA2710859C; CN101952362A; WO2009086453A2; CA2710859A1; EP2231768A2; JP5438026B2; US20100197847A1; EP2231768B1; JP2011508812A; WO2009086453A3; CR11530A; US8372910B2

Abstract

compostos de parede lateral preta contendo sílica e pneu compreendendo os mesmos.trata-se de compostos de parede lateral preta contendo sílica de histerese reduzida que possuem propriedades de tenacidade aprimoradas e métodos de preparação dos mesmos.trata-se também de pneus que compreendem os compostos de parede lateral preta preparados de acordo com as presentes modalidades.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PAREDE LATERAL DE PNEU CONTENDO SÍLICA E PNEUS.

REFERÊNCIA REMISSIVA AOS PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOS [001] Este pedido reivindica a prioridade de Pedido de Patente Provisório No. U.S. 61/017.280, depositado em 28 de dezembro de 2007, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES [002] A presente invenção refere-se às composições de borracha de paredes laterais de pneus que incluem tipicamente vários elastômeros e podem ser reforçadas, entre outras coisas, com negro de fumo. O negro de fumo confere tais propriedades benéficas como resistência à abrasão e condutividade elétrica. Para algumas aplicações, entretanto, pode ser desejado reduzir o teor de negro de fumo da parede lateral de modo a reduzir a histerese da parede lateral. A histerese de uma composição de borracha é uma medida da tendência da composição de borracha de gerar calor interno sob condições de serviço. Histerese é um termo para energia térmica expendida em um material, como, por exemplo, uma composição de borracha curada, por trabalho aplicado. Uma camada de borracha de parede lateral de pneu com índice de histerese inferior promove menor resistência ao rolamento, menor desenvolvimento de calor do respectivo pneu, ou ambos. Tipicamente, um baixo tan δ e um aumento no valor de ressalto da composição de borracha são indicativos de histerese reduzida da composição de borracha. Tan δ é uma medida do desenvolvimento de calor da composição de borracha.

[003] Embora um baixo índice de histerese possa ser uma qualidade desejada em composições de parede lateral de pneu, o teor de negro de fumo reduzido pode resultar em um módulo de composto inPetição 870190036830, de 17/04/2019, pág. 4/29

2/19 ferior.

[004] As presentes modalidades se referem a compostos de parede lateral preta contendo sílica de histerese reduzida que possuem propriedades de tenacidade aumentadas e métodos de preparação dos mesmos. Os pneus que compreendem os compostos de parede lateral preta preparados de acordo com as presentes modalidades também são fornecidos.

SUMÁRIO [005] Em uma modalidade, proporciona-se uma composição para uso em uma parede lateral de pneu, sendo que a composição compreende baseada em 100 partes em peso de borracha (phr):

(A) elastômeros compreendidos de:

(1) de cerca de 35 a cerca de 45 phr de borracha natural contendo cis-1,4-poliisopreno; e (2) de cerca de 55 a cerca de 65 phr de borracha contendo cis-polibutadieno;

(B) de cerca de 32 a cerca de 60 phr de carga de reforço compreendidos de:

(1) de cerca de 30 a cerca de 50 phr de negro de fumo; e (2) de cerca de 2 a menos de 10 phr de sílica; e (C) de cerca de 0,4 a cerca de 1,2 phr de um agente de acoplamento de silano, onde a quantidade do agente de acoplamento de silano é de cerca de 8% a cerca de 24% em peso da sílica.

[006] Em outra modalidade, proporciona-se um pneu que compreende um componente de parede lateral de pneu vulcanizado, compreendendo: aproximadamente 100 partes em peso de ao menos uma borracha de componente de pneu; cerca de 40 partes em peso de negro de fumo por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu; de cerca de 2 a cerca de 5 partes em peso da sílica amorfa hidratada por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu;

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3/19 de cerca de 0,4 a cerca de 0,6 parte em peso de bis-[3-(trialcoxisilil)propil]-polissulfeto por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu, onde a quantidade de bis-[3-(trialcoxisilil)-propil]polissulfeto é de cerca de 8% a cerca de 24% em peso da sílica amorfa hidratada; de cerca de 1,0 a cerca de 1,2 parte em peso de N-ciclohexil-2-benzotiazol sulfonamida ou N-terc-butil-2-benzotiazol sulfonamida e por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu; e de cerca de 2 a cerca de 2,7 partes em peso de agente vulcanizante de enxofre por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu.

[007] Ainda em outra modalidade, proporciona-se uma composição de borracha à base de elastômero, compreendendo: elastômeros; negro de fumo; sílica com um pH maior que cerca de 6,5; e um agente de acoplamento de silano, presente em uma quantidade de cerca de 8% a cerca de 24% em peso da sílica, onde o negro de fumo e a sílica estão presentes em uma quantidade agregada de menos ou igual a 45 partes em peso por 100 partes em peso dos elastômeros.

[008] Ainda em outra modalidade, proporciona-se um método de preparação de uma composição de componente de parede lateral de pneu de alta tenacidade e baixo tan δ, sendo que o método compreende: adicionar a uma composição de borracha: negro de fumo em uma quantidade de cerca de 40 partes em peso de borracha; sílica amorfa hidratada em uma quantidade de cerca de 2 a cerca de 5 partes em peso de borracha; e um agente de acoplamento de silano em uma quantidade de cerca de 8% a cerca de 24% em peso da sílica amorfa hidratada; e curar a composição de borracha. A cura pode compreender curar com um agente vulcanizante de enxofre e um acelerador de benzotiazol, onde a quantidade do acelerador de benzotiazol pode ser de cerca de 30% a cerca de 60% em peso do agente vulcanizante de enxofre.

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DESCRIÇÃO DETALHADA [009] As composições exemplificativas compreendem geralmente elastômeros, cargas de reforço, e um agente de acoplamento de silano. As composições podem ser curadas utilizando um agente vulcanizante de enxofre e vários auxiliares de processamento, inclusive aceleradores.

[0010] Como usado aqui, phr se refere a partes em peso de um ingrediente por 100 partes em peso de borracha.

[0011] Os termos borracha e elastômero são usados de maneira intercambiável.

Elastômeros Exemplificativos [0012] Qualquer elastômero de composição de borracha convencionalmente usado é potencialmente adequado para composições exemplificativas. Exemplos não limitativos de elastômeros potencialmente úteis na composição exemplificativa incluem os seguintes, individualmente bem como em combinação, de acordo com as propriedades viscoelásticas finais desejadas do composto de borracha: borracha natural, borracha de poliisopreno, borracha de estireno butadieno, borracha de polibutadieno, borrachas de butila, borrachas de halobutila, borrachas de etileno propileno, polietileno reticulado, neoprenos, borrachas de nitrila, borrachas de polietileno clorado, borrachas de silicone, borrachas especiais resistentes ao calor & óleo, outras borrachas especiais, e borrachas termoplásticas, e tais termos são empregados em The Vanderbilt Rubber Handbook, Thirteenth Edition, (1990). Esses elastômeros podem conter uma variedade de grupos funcionais, inclusive, porém sem caráter limitativo, grupos funcionais contendo estanho, silício, e amina.

[0013] As razões (geralmente expressas como somando até 100 partes) de tais misturas poliméricas podem variar além da faixa mais ampla possível de acordo com as propriedades viscoelásticas finais

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5/19 desejadas do composto de borracha polimerizada. Um versado na técnica, sem experimentação indevida, pode determinar facilmente quais elastômeros e quais quantidades relativas são apropriadas para uma faixa de propriedade viscoelásticas desejada resultante.

[0014] Em uma modalidade, a composição pode incluir borracha natural contendo cis-1,4-poliisopreno na quantidade de cerca de 35 a cerca de 45 phr e borracha contendo cis-1,4-butadieno na quantidade de cerca de 55 a cerca de 65 phr. Em uma modalidade, a borracha contendo cis-1,4-butadieno pode ser catalisada por neodímio ou catalisada por níquel.

[0015] Em uma modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de um poliaquileno terminado com hidroxila líquida, um copolímero halogenado de isobutileno e pmetilestireno, ou ambos. Em outra modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de borracha à base de EPDM. Em outra modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de copolímeros halogenados de isoolefina e para-alquielstireno. Em outra modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de borracha de estirenobutadieno, inclusive borracha de estireno-butadieno com alto teor de trans. Em outra modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de elastômero de polibutadieno com alto teor de vinila.

Cargas de Reforço Exemplificativas [0016] As composições exemplificativas são compostas com cargas de reforço, inclusive negro de fumo e sílica. Os elastômeros podem ser compostos com todas as formas de negro de fumo. O negro de fumo pode estar presente em quantidades que variam de cerca de 30 a cerca de 50 phr, ou de cerca de 30 a cerca de 45 phr, ou de cerca de 30 a cerca de 40 phr. O negro de fumo pode incluir qualquer negro

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6/19 de fumo comercialmente produzido e comumente disponível. O negro de fumo pode possuir uma área superficial (EMSA) de ao menos cerca de 20 m²/g.

[0017] Os negros de fumo adequados podem ser, por exemplo, negros de fumo de fornalha, negros de fumo de canal, e negros de fumo de lamparina. Mais especificamente, exemplos de negros de fumo úteis podem incluir negros de fumo de fornalha de superabrasão (SAF), negros de fumo de fornalha alta abrasão (HAF), negros de fumo de fornalha de extrusão rápida (FEF), negros de fumo de fornalha finos (FF), negros de fumo de superabrasão intermediária (ISAF), negros de fumo de fornalha de semirreforço (SRF), negros de fumo de canal de processamento intermediário, negros de fumo de canal de processamento severo, e negros de fumo de canal de condução. Outros negros de fumo adequados podem incluir negros de fumo de acetileno. Os negros de fumo representativos podem incluir, por exemplo, SR730, SR630, SR530, SR511, SR401, SR315, SR310, SR303, SR301, SR155, SR140, N774, N772, N762, N660, N650, N550, N358, N351, N347, N343, N339, N330, N326, N299, N234, N231, N220, N135, N134, N121, N120, e N110. Os negros de fumo podem estar sob a forma peletizada ou de uma massa floculenta não peletizada. Em uma modalidade, o negro de fumo é um negro de fumo série N550, ou um negro de fumo série N660. Em uma modalidade, o negro de fumo possui um número de iodo de 60 ou menos, ou 50 ou menos, ou 45 ou menos.

[0018] Exemplos de cargas de reforço à base de sílica adequados incluem, porém sem caráter limitativo, sílica amorfa hidratada, sílica amorfa precipitada, sílica úmida (ácido silícico hidratado), sílica seca (ácido silícico anidroso), sílica defumada, silicato de cálcio, e similares. Outras cargas adequadas incluem silicato de alumínio, silicato de magnésio, e similares. A área superficial das sílicas pode ser de cerca

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7/19 de 32 m²/g a cerca de 400 m²/g. O pH da carga de sílica pode ser geralmente de cerca de 5,5 a cerca de 7 ou um pouco maior.

[0019] A sílica pode ser empregada em uma quantidade de cerca de 2 a cerca de 15 phr, ou de cerca de 2 a cerca de 10 phr, ou de cerca de 2 a cerca de 5 phr, ou cerca de 2 a menos que 5 phr. Algumas sílicas comercialmente disponíveis que podem ser usadas incluem, porém sem caráter limitativo, Hi-Sil® 190G, Hi-Sil® 210, Hi-Sil® 215, HiSil® 233, Hi-Sil® 243, e similares, produzidas junto à PPG Industries (Pittsburgh, PA). Inúmeros graus comerciais úteis de sílicas diferentes também estão disponíveis junto à Degussa Corporation (Piscataway, NJ) (por exemplo, VN2, VN3), Rhone Poulenc (por exemplo, Zeosil® 1165 IVIP), e J M Huber Corporation (Edison, NI). Em uma modalidade, a sílica é pré-tratada com um agente de acoplamento de silano.

[0020] Em uma modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de reforço de argila. Em outra modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de amina, imida, e antidegradantes fenólicos. Em outra modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de agregados de sílica precipitada, pré-hidrofobizada e particulada. Em outra modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de um compósito à base de amido/plastificante. Em outra modalidade, as composições e métodos exemplificativos podem ser exclusivos de ácido ditiopropiônico, ácido benzoico, e ácido salicílico.

Agentes de acoplamento de silano Exemplificativos [0021] Agentes de acoplamento de sílica podem ser usados para ligar quimicamente a sílica à borracha. De modo geral, qualquer tipo convencional de agente de acoplamento de sílica pode ser usado, como aqueles que possuem um silano e um componente constituinte ou porção que pode reagir com a borracha, particularmente uma borracha

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8/19 vulcanizável de enxofre. O agente de acoplamento atua, desse modo, como uma ponte de conexão entre a sílica e a borracha. O grupo reativo de borracha de um agente de acoplamento de silano inclui grupos mercapto, polissulfeto, amino, vinila, e epóxi. Exemplos de agentes de acoplamento de sílica adequados incluem N-β-(aminoetil)-γ-amino propil trimetóxi silano, γ-amino propil trietóxi silano, bis (β-hidróxi etil)γ-amino propil trietóxi silano, β-(3,4-epóxi ciclo-hexil)etil trimetóxi silano, γ-glicidóxi propil trimetóxi silano, γ-metacrilóxi propil trimetóxi silano, vinil triclorosilano, vinil trietóxi silano, e vinil tris^-metóxietil) silano. Em geral, os agentes de acoplamento de silano podem conter um componente à base de polissulfeto, ou estrutura, como, por exemplo, um polissulfeto bis(3-alcoxisililalquil) onde os radicais alquila do grupo alcóxi são selecionados a partir de radicais metila e etila, o radical alquila da porção de silano é selecionado a partir de radicais etila, propila, e butila, e a ponte polissulfídica contém: (a) de 2 a 6, e uma média de 2,1 a 2,8, átomos de enxofre; ou (b) de 2 a 8, e uma média de 3,5 a 4,5, átomos de enxofre. Um exemplo representativo de tal agente de acoplamento é bis-(3-trietóxi silil propil)-polissulfeto que possui: (a) de 2 a 6, e uma média de 2,1 a 2,8, átomos de enxofre em sua ponte polissulfídica; ou (b) de 2 a 8, e uma média de 3,5 a 4,5, átomos de enxofre em sua ponte polissulfídica. Os agentes de acoplamento exemplificativos incluem bis(3-trietóxi silil propil)-tetrassulfeto, também conhecido como Si69®, fabricado por DeGussa AG, e bis(3-trietóxi silil propil)dissulfeto. Outros agentes de acoplamento adicionais incluem 3octanoiltio-1-propiltrietóxi silano e organosilanos mercapto-funcional. Os agentes de acoplamento de silano adequados adicionais são apresentados em EP 0 857 752 B1, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

[0022] A quantidade do agente de acoplamento de sílica pode variar, porém geralmente é de cerca de 8% a cerca de 24%, ou de cerca

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9/19 de 10% a cerca de 24%, em peso com base no peso total da sílica.

Componentes de Composição de Borracha Exemplificativos [0023] A composição de borracha pode ser composta ao, por exemplo, misturar as várias borrachas constituintes vulcanizáveis de enxofre com vários materiais aditivos comumente usados como, por exemplo, auxiliares de cura como enxofre, retardadores, e aceleradores, aditivos de processamento, como óleos, resinas inclusive resinas acentuadoras de pegajosidade, sílicas, e plastificantes, cargas, pigmentos, ácido graxo, óxido de zinco, ceras, antioxidantes e antiozonantes, agentes peptizantes, e materiais de reforço como, por exemplo, negro de fumo.

[0024] Uma quantidade de auxiliares de processamento pode ser de cerca de zero a cerca de 10 phr. Tais auxiliares de processamento podem incluir, por exemplo, óleos de processamento aromáticos, naftênicos, e/ou parafínicos. Quantidades típicas de antioxidantes podem compreender de cerca de 1 a cerca de 5 phr. Os antioxidantes representativos podem ser, por exemplo, difenil-p-fenilenodiamina, TMQ, e outros como, por exemplo, aqueles descritos em Vanderbilt Borracha Handbook (1978), páginas 344-346. Quantidades típicas de antiozonantes, como N-(1,3-dimetil butil)-N'-fenil-1,4-benzeno diamina (6PPD), podem compreender de cerca de 1 a 5 phr. Quantidades típicas de ácidos graxos, se usados, que podem incluir ácido esteárico, podem compreender de cerca de 0,5 a cerca de 3 phr. Quantidades típicas de óxido de zinco podem compreender de cerca de 1 a cerca de 5 phr. Quantidades típicas de ceras podem compreender de cerca de 1 a cerca de 5 phr. Geralmente ceras microcristalinas são usadas. Quantidades típicas de peptizadores podem compreender de cerca de 0,1 a cerca de 1 phr. Os peptizadores típicos podem ser, por exemplo, dissulfeto de pentaclorotiofenol e dibenzamidodifenil. Os auxiliares de processo, como resina fenólica (cerca de 2 phr) e resina HC alifática

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C5 (cerca de 5 phr) (acentuadores de pegajosidade) também podem ser úteis.

[0025] A vulcanização é conduzida na presença de um agente vulcanizante de enxofre. Exemplos de agentes vulcanizantes de enxofre adequados incluem enxofre elementar (enxofre livre) ou agentes vulcanizantes doadores de enxofre, por exemplo, um dissulfeto de amina, polissulfeto polimérico, ou aductos de enxofre e olefina. Os agentes vulcanizantes de enxofre podem ser usados em uma quantidade que varia de cerca de 0,5 a cerca de 8 phr.

[0026] Os aceleradores são usados para controlar o tempo e/ou temperatura exigida para vulcanização e para aprimorar as propriedades do vulcanizante. Em uma modalidade, um único sistema de acelerador pode ser usado, ou seja, um acelerador primário. Um acelerador primário é usado em quantidades totais que variam de cerca de 0,5 a cerca de 4 phr. Em outra modalidade, combinações de um acelerador primário e um acelerador secundário devem ser usadas com o acelerador secundário sendo usado em quantidades menores (de cerca de 0,05 a cerca de 3 phr) para ativar e aprimorar as propriedades do vulcanizante. Ademais, aceleradores de ação retardada que podem ser usados não são afetados por temperaturas de processamento normais, porém produzem uma cura satisfatória em temperaturas de vulcanização normais. Os retardadores de vulcanização também devem ser usados. Tipos adequados de aceleradores que podem ser usados são aminas, dissulfetos, guanidinas, tioureias, tiuramas, sulfonamidas, ditiocarbamatos, xantatos, e sulfenamidas. O acelerador primário também pode ser um tiazol, como um acelerador à base de benzotiazol. Os aceleradores à base de benzotiazol exemplificativos podem incluir N-ciclo-hexil-2-benzotiazol sulfonamida (CBS), N-terc-butil-2benzotiazol sulfenamida (TBBS), 4-oxidietileno-2-benzotiazol sulfenamida (OBTS), N3N’-diciclo-hexil-2-benzotiazol sulfenamida (OCBS), 2

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11/19 mercaptobenzotiazol (MBT), e dissulfeto de dibenzotiazol (MBTS), e podem estar presentes em uma quantidade de cerca de 0,8 a cerca de 1,2 parte em peso por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu. Em uma modalidade, a quantidade do acelerador à base de benzotiazol pode ser de cerca de 30% a cerca de 60% em peso do agente vulcanizante de enxofre.

[0027] Em uma modalidade exemplificativa, proporciona-se uma composição para uso em uma parede lateral de pneu, sendo que a composição compreende baseada em 100 partes em peso de borracha (phr):

(A) elastômeros compreendidos de:

(B) de cerca de 32 a cerca de 60 phr de carga de reforço compreendida de:

(1) de cerca de 30 a cerca de 50 phr de negro de fumo; e (2) de cerca de 2 a menos que 10 phr de sílica; e (C) de cerca de 0,4 a cerca de 1,2 phr de um agente de acoplamento de silano, onde a quantidade do agente de acoplamento de silano é de cerca de 8% a cerca de 24% em peso da sílica.

[0028] A composição pode compreender adicionalmente de cerca de 0,5 a cerca de 4 phr de um agente vulcanizante de enxofre e de cerca de 0,8 a cerca de 1,2 phr de um acelerador à base de benzotiazol, onde a quantidade do acelerador à base de benzotiazol pode ser de cerca de 30% a cerca de 60% em peso do agente vulcanizante de enxofre. Em uma modalidade, o agente vulcanizante de enxofre pode estar presente em uma quantidade de cerca de 2 a cerca de 2,7 phr e o acelerador à base de benzotiazol pode estar presente na quantidade

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12/19 de cerca de 1,0 a cerca de 1,2 phr.

[0029] Em uma modalidade, a borracha natural contendo cis-1,4poliisopreno está presente na quantidade de cerca de 35 phr e a borracha contendo cis-1,4-butadieno está presente na quantidade de cerca de 65 phr. Em outra modalidade, a borracha contendo cis-1,4butadieno pode ser catalisada por neodímio ou catalisada por níquel. Em uma modalidade, o negro de fumo está presente na quantidade de cerca de 40 phr e a sílica amorfa hidratada está presente na quantidade de cerca de 2 a cerca de 5 phr. Em uma modalidade, o benzotiazol é selecionado a partir de um ou mais entre N-ciclo-hexil-2-benzotiazol sulfonamida e N-terc-butil-2-benzotiazol sulfenamida. Em uma modalidade, o agente de acoplamento de silano é bis-[3-(trietóxi silil)-propil]dissulfeto. Em uma modalidade, a sílica amorfa hidratada possui um pH maior que cerca de 6. Em outra modalidade, a soma dos componentes que compreendem a carga de reforço é menor ou igual a 45 phr. Em uma modalidade, o negro de fumo possui um valor de iodo de cerca de 43 e um valor de dibutilftalato de cerca de 121. Em uma modalidade, a sílica amorfa hidratada possui uma área superficial de BET de cerca de 200 m²/g. Um pneu também é fornecido, sendo que o pneu possui ao menos uma porção de uma parede lateral como a composição exemplificativa.

[0030] Em outra modalidade, proporciona-se um pneu, sendo que o pneu compreende um componente de parede lateral de pneu vulcanizado, compreendendo: aproximadamente 100 partes em peso de ao menos uma borracha de componente de pneu; cerca de 40 partes em peso de negro de fumo por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu; de cerca de 2 a cerca de 5 partes em peso de sílica amorfa hidratada por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu; de cerca de 0,4 a cerca de 0,6 parte em peso de bis-[3(trialcóxi silil)-propil]-polissulfeto por 100 partes em peso da borracha

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13/19 de componente de pneu, onde a quantidade do bis-[3-(trialcóxi silil)propil]-polissulfeto é de cerca de 8% a cerca de 24% em peso da sílica amorfa hidratada; de cerca de 1,0 a cerca de 1,2 parte em peso de Nciclo-hexil-2-benzotiazol sulfonamida ou N-terc-butil-2-benzotiazol sulfenamida por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu; e de cerca de 2 a cerca de 2,7 partes em peso de agente vulcanizante de enxofre por 100 partes em peso da borracha de componente de pneu.

[0031] Em uma modalidade alternativa, proporciona-se uma composição de borracha à base de elastômero, compreendendo: elastômeros; negro de fumo; sílica amorfa hidratada com um pH maior que cerca de 6; e um agente de acoplamento de silano, presente em uma quantidade de cerca de 8% a cerca de 24% em peso da sílica amorfa hidratada, onde o negro de fumo e a sílica amorfa hidratada estão presentes em uma quantidade combinada menor ou igual a 45 partes em peso por 100 partes em peso dos elastômeros. A composição também pode incluir um agente vulcanizante de enxofre e um acelerador à base de benzotiazol. O acelerador à base de benzotiazol pode estar presente em uma quantidade de cerca de 30% a cerca de 60% em peso do agente vulcanizante de enxofre. Um pneu também é proporcionado com ao menos uma porção de uma parede lateral como a composição exemplificativa.

[0032] Também proporciona-se um método para preparar uma composição de componente de parede lateral de pneu de alta tenacidade com baixo índice de tan δ, sendo que o método compreende: adicionar a uma composição de borracha: negro de fumo em uma quantidade de cerca de 40 partes em peso borracha; sílica amorfa hidratada em uma quantidade de cerca de 2 a cerca de 5 partes em peso borracha; e um agente de acoplamento de silano em uma quantidade de cerca de 8% a cerca de 24% em peso da sílica amorfa hidraPetição 870190036830, de 17/04/2019, pág. 16/29

14/19 tada; e curar a composição de borracha. No método exemplificativo, a cura pode compreender curar com um agente vulcanizante de enxofre e um acelerador à base de benzotiazol, onde a quantidade do acelerador à base de benzotiazol pode ser de cerca de 30% a cerca de 60% em peso do agente vulcanizante de enxofre.

EXEMPLOS

Exemplos 1-4 e Exemplos Comparativos A e B [0033] Os compostos de borracha contendo quantidades e razões variadas de sílica e agente de acoplamento de silano foram comparados com os compostos de borracha sem tais componentes.

[0034] Os Exemplos Comparativos A e B são representativos de composições de parede lateral carregadas com negro de fumo. Mais especificamente, o Exemplo Comparativo A é uma amostra de controle, com um teor de negro de fumo relativamente alto (55 phr) e sem sílica ou agente de acoplamento de silano. O Exemplo Comparativo B é uma segunda amostra de controle, com um teor de negro de fumo igual ao dos Exemplos 1-4 (40 phr), porém sem sílica ou agente de acoplamento de silano. Os Exemplos 1-4 são versões modificadas de Exemplos Comparativos A e B, cada um contendo de 5 a 15 phr de sílica e de 0,4 a 1,2 phr de agente de acoplamento de silano.

[0035] As composições foram misturadas em dois estágios. Para o primeiro estágio de mistura não produtivo, os ingredientes foram misturados durante aproximadamente 120 segundos a uma temperatura de cerca de 155°C. A composição de borracha resultante foi misturada com curativos e aceleradores à base de enxofre a uma temperatura máxima de 77°C durante cerca de 145 segundos em um estágio de mistura produtivo final.

[0036] A Tabela 1 contém as formulações para cada um dos

Exemplos Comparativos A e B e Exemplos 1-4.

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TABELA 1
Materiais	Comp. A	Comp. B	Ex. 1	Ex. 2	Ex. 3	Ex. 4
Masterbatch
Borracha Natural	35	35	35	35	35	35
Nd-BR		65	65	65	65	65
Ni-BR	65
Negro de Fumo N550	55	40	40	40	40	40
Auxiliares de processamento	10,5	10,5	10,5	10,5	10,5	10,5
Ácido esteárico	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Antidegradantes	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5
Óxido de zinco	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
Resinas acentuadoras de pegajosidade	7	7	7	7	7	7
Sílica			5	5	10	15
Bis-[3-(trietóxi silil)-propil]dissulfeto			0,4	0,6	0,8	1,2
Final
Curativos	2,9	3,1	3,1	3,1	3,1	3,1

[0037] As amostras de cada um desses compostos foram vulcanizadas a uma temperatura de cerca de 149°C durante cerca de 40 minutos. As propriedades físicas selecionadas para as composições de borracha vulcanizada resultantes são mostradas na Tabela 2. Os valoPetição 870190036830, de 17/04/2019, pág. 18/29

16/19 res de tan δ foram obtidos por um testador viscoelástico utilizando um espécime que possui uma largura de 4,7 mm e uma distância de mandril a mandril de 10 mm (comprimento de espécime entre os mandris). O testador viscoelástico colocado em uma tensão inicial sobre o espécime de 150 pm, e foi operado a uma frequência de 52 Hz e 1% de tensão. As propriedades de tração, como módulo, ruptura por tração, e alongamento em ruptura foram obtidas utilizando o procedimento padrão descrito em ASTM-D412.

TABELA 2
Propriedade Física	Comp. A	Comp. B	Ex. 1	Ex. 2	Ex. 3	Ex. 4
Tan δ @ 60°C 1 %	0,162	0,087	0,101	0,096	0,099	0,098

Estresse/Tensão M100 @ RT (Mpa)	1,6	1,5	1,5	1,6	1,6	1,6
M300 @ RT (Mpa)	7,1	6,1	6,1	6,6	6,8	6,8
M100 @ 100°C (Mpa)	1,6	1,7	1,6	1,6	1,7	1,7
M300 @ 100°C (Mpa)	5,7		5,7	5,7	5,8	6,1
TB @ RT (Mpa)	13,8	10,0	13,4	13,2	13,7	14,0
EB @ RT (%)	506	418	530	492	501	494
TBrt x EBrt	6962	4173	7121	6495	6875	6898
TB @ 100°C (Mpa)	8,8	5,3	6,9	7,0	7,6	7,7
EB @ 100°C (%)	448	282	354	357	379	371
TB100°c x EB100°c	3928	1502	2452	2501	2899	2854

% de Ressalto Zwick RT	58,7	71,2	67,8	67,8	67,7	68,2
66°C	64,0	75,8	73,0	72,8	73,2	73,4

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100°C	67,0	78,0	75,4	75,4	75,4	75,6

Durômetro Shore A RT	49,5	50,1	50,3	50,0	50,6	50,5
66°C	47,7	49,1	48,6	48,8	49,2	49,1
100°C	47,6	50,1	50,0	49,8	50,2	50,4

Reômetro ML (Lbs Polegadas)	1,33	1,07	1,22	1,21	1,23	1,28
MH (Lbs Polegadas)	9,66	11,26	10,98	11,18	11,34	11,43
Ts1	2,84	3,02	2,75	2,70	2,62	2,67
Ts2	3,28	3,48	3,24	3,17	3,06	3,08
t10 (min)	2,71	3,03	2,72	2,70	2,63	2,67
t50 (min)	3,96	4,05	3,86	3,78	3,66	3,67
t90 (min)	6,38	5,79	5,83	5,57	5,44	5,44
Tan δ @ ML	0,669	0,785	0,779	0,777	0,764	0,742
Tan δ @ MH	0,059	0,020	0,027	0,027	0,026	0,026

[0038] Como pode ser observado a partir dos dados contidos na Tabela 2, as propriedades físicas do composto de parede lateral preta são afetadas pela presença e quantidades relativas de sílica e agente de acoplamento de silano. Foi previsivelmente identificado que o Exemplo Comparativo A possui um valor tan δ relativamente alto, indicando uma histerese relativamente alta. Foi previsivelmente identificado que o Exemplo Comparativo B possui histerese reduzida, porém também possui características de tenacidade reduzidas. Cada um dos Exemplos 1-4 exibe a redução esperada no valor tan δ em comparação com o Exemplo Comparativo A, indicando uma histerese reduzida.

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Cada um dos Exemplos 1-4 também mostrou propriedades de tenacidade aumentadas sobre o Exemplo Comparativo B.

[0039] Naturalmente, não é possível descrever cada combinação concebível de componentes ou metodologias para propósitos de descrever as composições, métodos, e assim por diante, descritos aqui. As vantagens e modificações adicionais serão facilmente avaliadas pelos versados na técnica. Portanto, a invenção, em seus aspectos mais amplos, não se limita aos detalhes específicos e exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Consequentemente, desvios podem ser feitos a partir de tais detalhes sem que se abandone o espírito ou escopo do conceito inventivo geral dos requerentes. Um versado na técnica irá identificar facilmente que a otimização ou manipulação de qualquer uma dessas variáveis pode ou irá exigir ou tornar possível a manipulação de uma ou mais dessas variáveis, e que qualquer tal otimização ou manipulação está dentro do espírito e escopo das presentes modalidades.

[0040] Todavia, as faixas e parâmetros numéricos que são apresentados no amplo escopo da invenção são aproximações, os valores numéricos que são apresentados nos exemplos específicos são relatados da forma mais precisa possível. Qualquer valor numérico, entretanto, contém inerentemente alguns erros necessariamente resultantes do desvio-padrão encontrada em suas respectivas medidas de teste.

[0041] Ademais, embora as composições, métodos, e assim por diante sejam ilustradas por exemplos descritivos, e embora os exemplos sejam descritos em detalhes consideráveis, não é a intenção do requerente restringir, ou de alguma forma, limitar o escopo das reivindicações em anexo a tais detalhes. Assim, esse pedido pretende incluir alterações, modificações e variações que estão dentro do escopo das reivindicações em anexo. A descrição anterior não pretende limitar o escopo da invenção. De preferência, o escopo da invenção deve ser

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19/19 determinado pelas reivindicações em anexo e seus equivalentes.

[0042] Por fim, até o ponto em que o termo inclui ou incluindo é empregado na descrição detalhada ou nas reivindicações, pretende-se que esse seja inclusivo de maneira similar ao termo compreendendo, visto que o termo é interpretado quando empregado como uma palavra transicional em uma reivindicação. Ademais, até o ponto em que o termo ou é empregado nas reivindicações (por exemplo, A ou B) pretende significar A ou B ou ambos. Quando os requerentes pretenderem indicar somente A ou B, porém não ambos, então o termo somente A ou B, porém não ambos será empregado. Similarmente, quando os requerentes pretenderem indicar um e somente um entre A, B, ou C, os requerentes irão empregar a frase um e somente um. Assim, o uso do termo ou aqui é o uso inclusivo, e não o uso exclusivo. Veja, Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2d. Ed. 1995).

Claims

reivindicações

1. Parede lateral de pneu, caracterizada pelo fato de que compreende, com base em 100 partes em peso de borracha (phr):

(A) elastômeros compreendidos por:

(1) de 35 a 45 phr de borracha natural contendo cis-1,4poliisopreno; e (2) de 55 a 65 phr de borracha contendo cis-polibutadieno;

(B) de 32 a 60 phr de carga de reforço compreendida por:

(1) de 30 phr a 50 phr de negro de fumo; e (2) de 2 a menos de 10 phr de sílica; e (C) de 0,4 a 1,2 phr de um agente de acoplamento de silano, em que a quantidade do agente de acoplamento de silano é de 8% a 24% em peso da sílica.
2. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os elastômeros contêm ainda de 0,5 a 4 phr de um agente vulcanizante de enxofre e de 0,8 a 1,2 phr de um acelerador à base de benzotiazol, em que a quantidade do acelerador à base de benzotiazol é de 30% a 60% em peso do agente vulcanizante de enxofre.
3. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o agente vulcanizante de enxofre está presente em uma quantidade de 2 a 2,7 phr, e o acelerador à base de benzotiazol está presente na quantidade de 1,0 a 1,2 phr.
4. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a borracha natural contendo cis-1,4poliisopreno está presente na quantidade de 35 phr e a borracha contendo cis-polibutadieno está presente na quantidade de 65 phr.
5. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a borracha contendo cis-polibutadieno é catalisada por neodímio.

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6. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a sílica está presente na quantidade de 2 a 5 phr.
7. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o negro de fumo está presente na quantidade de 30 a 45 phr.
8. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o negro de fumo está presente na quantidade de 30 a 40 phr.
9. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o negro de fumo é selecionado a partir de pelo menos um dentre negro de fumo série N550 ou N660.
10. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o agente de acoplamento de silano compreende bis-[3-(trietóxissilil)-propil]-dissulfeto.
11. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a carga de reforço está presente em uma quantidade menor ou igual a 45 phr.
12. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o negro de fumo possui um valor de iodo menor que 50.
13. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a sílica possui uma área superficial de BET de 200 m²/g.
14. Parede lateral de pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a quantidade do agente de acoplamento de silano é de 10% a 24% em peso da sílica.
15. Pneu, caracterizado pelo fato de que contém a parede lateral como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.