BRPI1005567A2

BRPI1005567A2 - pneu com componente contendo nanotubos de carbono

Info

Publication number: BRPI1005567A2
Application number: BRPI1005567-3A
Authority: BR
Inventors: Frank Schmitz; Georges Marcel Victor Thielen; Nicola Constantini; Giorgio Agostini; Isabelle Lea Louise Marie Lambert; Richard Michael D Sidocky; Larry Ashley Gordon; Xiaoping Yang; Bruce Raymond Hahn; Rebecca Lee Dando; John Eugene Varner; Leslie Allen Haller
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2013-04-09
Also published as: CN102101919B; EP2338697A1; EP2338697B1; JP2011126529A; KR20110073307A; EP2514606A1; US20110146859A1; CN102101919A

Abstract

PNEU COM COMPONENTE CONTENDO NANOTUBOS DE CARBONO. A presente invenção está direcionada a um método de conduzir a eietricidade estática em um pneumático, compreendendo as etapas de misturar um composto de borracha compreendendo pelo menos uma borracha à base de dieno, de 60 a 150 ppc de sílica precipitada, menos de 40 ppc de negro de fumo e de 1 a 10 ppc de nanotubos de carbono possuindo um comprimento de pelo menos 5 microns; formando uma banda de rolagem a partir do composto de borracha; e incluindo a banda de rolagem no pneumático; em que a resistividade de volume da banda de rolagem é menor do que 1x10^ 9^ ohm-cm tal como medido pelo método da ASTM D257-98.

Description

"PNEU COM COMPONENTE CONTENDO NANOTUBOS DE CARBONO" Fundamentos da Invenção

Algumas vezes é desejável fornecer um pneu com uma combinação com resistência de rolagem reduzida, ocasionando um aumento da economia de combustível para um veículo associado, bem como uma redução na produção de calor, e consequentemente, uma melhor durabilidade do próprio pneu em relação ao calor.

Para promover tais propriedades desejáveis de um pneu, às vezes é desejável reduzir a natureza histerética de vários componentes da borracha do pneu.

Tal redução da histerese (por exemplo, redução da propriedade física de ressalto na borracha) de várias composições de borracha para os componentes de pneus pode ser realizada, por exemplo, alterando os seus teores de negro de fumo, ou pela redução a quantidade do negro de fumo ou usando negro de fumo de área superficial mais elevada, com aumento concomitante no reforço de sílica.

Contudo, a redução significativa do teor de negro de fumo nos componentes da borracha de um pneu, seja pela simples redução de negro de fumo ou substituindo uma porção significante do reforço de negro de fumo pelo reforço de sílica, promove uma resistência elétrica aumentada, ou uma condutividade elétrica reduzida, de um respectivo componente de pneu, que pode aumentar significativamente a resistência elétrica à passagem da eletricidade estática entre a região to talão do pneu e a superfície rolante de sua banda de rolagem, particularmente se o teor de negro de fumo de uma composição de borracha ficar abaixo do que é conhecido como um ponto de percolação.

Por isso, seria vantajoso ter uma composição de borracha com o teor de negro de fumo reduzido mas com uma resistividade suficientemente baixa para manter a composição acima o seu ponto de percolação. Sumário da Invenção

A presente invenção está direcionada a um método de condução de eletricidade estática em um pneumático, compreendendo as etapas de misturar um composto de borracha compreendendo pelo menos uma borracha à base de dieno, de 60 a 150 ppc de sílica precipitada, menos de 40 ppc de negro de fumo e de 1 a 10 ppc de nanotubos de carbono possuindo um comprimento de pelo menos 5 microns; formando uma banda de rolagem a partir do composto de borracha; e incluindo a banda de rolagem no pneu; em que a resistividade de volume da banda de rolagem é menor do que 1 χ 109 ohm-cm tal como medido pelo método da ASTM D257-98.

A presente invenção também está direcionada a um pneumático compreendendo uma banda de rolagem, a banda de rolagem compreendendo um composto de borracha compreendendo pelo menos uma borracha à base de dieno, de 60 a 150 ppc de sílica precipitada, menos de 40 ppc de negro de fumo e de 1 a 10 ppc de nanotubos de carbono possuindo um comprimento de pelo menos 5 microns; em que a resistividade de volume da banda de rolagem é menor do que 1 χ 109 ohm-cm tal como medido pelo método ASTM D257-98.

Breve Descrição dos Desenhos A FIGURA 1 é um gráfico da resistividade de volume de várias amostras de

borracha.

A FIGURA 2 é um gráfico da resistividade de volume de várias amostras de borracha.

Descrição Detalhada da Invenção É divulgado um método de conduzir a eletricidade estática em um pneumático,

compreendendo as etapas de misturar um composto de borracha compreendendo pelo menos uma borracha à base de dieno, de 60 a 150 ppc de sílica precipitada e de 1 a 10 ppc de nanotubos de carbono possuindo um comprimento de pelo menos 5 microns; formando uma banda de rolagem a partir do composto de borracha; e incluindo a banda de rolagem no pneumático; em que a resistividade de volume da banda de rolagem é menor do que 1 χ 109 ohm-cm tal como medido pelo método ASTM D257-98.

É também divulgado um pneumático compreendendo uma banda de rolagem, a banda de rolagem compreendendo um composto de borracha compreendendo pelo menos uma borracha à base de dieno, de 60 a 150 ppc de sílica precipitada e de 1 a 10 ppc de nanotubos de carbono possuindo um comprimento de pelo menos 5 microns; em que a resistividade de volume da banda de rolagem é menor do que 1 χ 109 ohm-cm tal como medido pelo método ASTM D257-98.

A composição de borracha inclui nanotubos de carbono. Em uma modalidade, os nanotubos de carbono são nanotubos de carbono com uma estrutura aninhada de 3 a 15 paredes. Em uma modalidade, os nanotubos de carbono podem ter e diâmetro externo variando de 5 a 20 nanômetros e um diâmetro interior variando de 2 a 6 nanômetros. Em uma modalidade, os nanotubos de carbono podem ter um comprimento maior do que 1 mícron.

Em uma modalidade, os nanotubos de carbono são produzidos a partir de uma reação catalisada, em fase gasosa contínua de hídrocarbonetos de baixo peso molecular e de alta pureza. Eles são nanotubos de carbono paralelos, com múltiplas paredes. O diâmetro externo do tubo é aproximadamente 10 nanômetros e o comprimento é de mais de microns. Conforme são produzidos, os nanotubos de carbono são entrelaçados em conjunto em aglomerados, mas podem ser dispersados usando várias técnicas como as que são conhecidas na técnica. Em uma modalidade, a composição de borracha inclui de 0,5 a 5 partes em peso, por 100 partes em peso do elastômero (ppc), de nanotubos de carbono. Em uma modalidade, a composição de borracha inclui de 1 a 3 ppc de nanotubos de carbono.

Os nanotubos de carbono de múltiplas paredes adequados estão disponíveis comercialmente pela Bayer como Baytubes® e pela Hyperion Catalysis International como Fibril®.

Os pneumáticos com uma banda de rolagem feita com uma composição de borracha que inclui os nanotubos de carbono mostram a resistividade de volume baixa, indicando boa capacidade de conduzir a eletricidade estática. Em uma modalidade, a composição de borracha e banda tem uma resistividade de volume que é menor do que 1 χ 109 ohm-cm tal como medido pelo método ASTM D257-98. Em uma modalidade, a composição de borracha e banda tem uma resistividade de volume que é menor do que 1 χ 105 ohm-cm tal como medido pelo método ASTM D257-98.

A composição de borracha pode ser usada com borracha ou elastômeros contendo insaturação olefínica. As frases "borracha ou elastômero contendo insaturação olefínica" ou "elastômero à base de dieno" estão destinadas a incluir tanto a borracha natural como a sua várias formas brutas e reformadas bem como as várias borrachas sintéticas. Na descrição da presente invenção, os termos "borracha" e "elastômero" podem ser usados de modo trocável, a menos que de outra maneira seja prescrito. Os termos "composição de borracha", "borracha composta" e "composto de borracha" são usados de modo trocável para se referir à borracha que foi mesclada ou misturada com vários componentes e materiais e tais termos são bem conhecidos daqueles possuindo habilidades em misturas de borracha ou na técnica de composição de borrachas. Os polímeros sintéticos representativos são os produtos de homopolimerização de butadieno e os seus homólogos e derivados, por exemplo, metilbutadieno, dimetilbutadieno e pentadieno bem como copolímeros, tais como os formados de butadieno ou os seus homólogos ou derivados com outros monômeros insaturados. Entre esses últimos estão os acetilenos, por exemplo, vinilacetileno; olefinas, por exemplo, isobutileno, que copolimeriza com o isopreno para formar a borracha butílica; os compostos de vinil, por exemplo, o ácido acrílico, acrilonitrila (que polimeriza com o butadieno para formar NBR), ácido metacrílico e o estireno, esse último composto polimerizando com o butadieno para formar SBR, bem como ésteres de vinila e vários aldeídos, cetonas e éteres insaturados, por exemplo, acroleína, metil isopropenil cetona e éter de viniletila. Os exemplos específicos de borracha sintética incluem o neoprene (policloropreno), polibutadieno (incluindo cis-1,4-polibutadieno), poliisopreno (incluindo cis-1,4-poliisopreno), borracha butílica, borracha halobitílica, tal como borracha clorobutílica ou borracha bromobutílica, borracha de estireno/isopreno/butadieno, copolímeros de 1,3-butadieno ou isopreno com monômeros, tais como estireno, acrilonitrila e metacrilato de metila, bem como terpolímeros de etileno/propileno, também conhecidos como etileno / propileno / monômero de dieno (EPDM), e especialmente, terpolímeros de etileno / propileno / diciclopentadieno. Os exemplos adicionais de borrachas que podem ser usadas incluem os polímeros polimerizados em solução com funcionalização final de alcoxi- silil (SBR, PBR, IBR e SIBR), o polímero ramificado em estrela ligado pelo silício e ligado pelo estanho. A borracha ou elastômeros preferidos são poliisopreno (natural ou sintético), polibutadieno e SBR.

Em um aspecto a borracha é preferivelmente de pelo menos duas borrachas à base de dieno. Por exemplo, uma combinação de duas ou mais borrachas é preferida, tais como borracha de cis-1,4-poliisopreno (natural ou sintético, embora natural seja preferido), borracha de 3,4-poliisopreno, borracha de estireno/isopreno/butadieno, borrachas de estireno/butadieno derivadas da polimerização em emulsão e a polimerização em solução, as borrachas de cis-1,4-polibutadienos e os copolímeros de butadieno/acrilonitrila preparados por polimerização em emulsão. Em um aspecto da presente invenção, um derivado da polimerização em emulsão

de estireno / butadieno (E-SBR) poderia ser usado tendo um teor de estireno relativamente convencional de aproximadamente 20 a aproximadamente 28 por cento de estireno ligado ou, para algumas aplicações, um E-SBR possuindo um teor de estireno ligado de médio à relativamente alto, nominalmente, um teor de estireno ligado de aproximadamente 28 a aproximadamente 45 por cento.

A frase E-SBR preparado por polimerização em emulsão, se quer dizer que o estireno e o 1,3-butadieno são copolimerizados como uma emulsão aquosa. Tais técnicas são bem conhecidas dos versados em tal técnica. O teor de estireno ligado pode variar, por exemplo, de aproximadamente de 5 a aproximadamente 50 por cento. Em um aspecto, o E- SBR também pode conter acrilonitrila para formar uma borracha de terpolímero, como a E- SBAR, em quantidades, por exemplo, de aproximadamente 2 a aproximadamente 30 por cento em peso de acrilonitrila ligada no terpolímero.

As borrachas de copolímero de estireno/butadieno/acrilonitrila preparadas por polimerização em emulsão contendo de aproximadamente 2 a aproximadamente 40 por cento em peso de acrilonitrila ligada no copolímero também são contempladas como borrachas à base de dieno para uso na presente invenção.

A SBR (S-SBR) preparada por polimerização em solução tipicamente possui um teor de estireno ligado em uma faixa de variação de aproximadamente de 5 a aproximadamente 50, preferivelmente de aproximadamente 9 a aproximadamente 36, por cento. A S-SBR pode ser convenientemente preparada, por exemplo, pela catalisação por organolítio na presença de um solvente de hidrocarboneto orgânico. Em uma modalidade, borracha de cis-1,4-polibutadienos (BR) pode ser usada. Tal BR pode ser preparada, por exemplo, pela polimerização em solução orgânica do 1,3- butadieno. A BR pode ser convenientemente caracterizada, por exemplo, tendo pelo menos um teor de 90 por cento de cis-1,4.

O cis-1,4-poliisopreno e a borracha natural de cis-1,4-poliisopreno são bem

conhecidos aos possuindo habilidade na técnica da borracha.

Tal como aqui utilizado e de acordo com a prática convencional, o termo "ppc" se refere a "partes em peso de um respectivo material por 100 partes em peso da borracha, ou elastômero."

A composição de borracha também pode incluir até 70 ppc de óleo de

processamento. O óleo de processamento pode ser incluído na composição de borracha como o óleo de extensão, tipicamente usado para estender elastômeros. O óleo de processamento também pode ser incluído na composição de borracha pela adição do óleo diretamente durante a composição da borracha. O óleo de processamento usado pode incluir tanto o óleo de extensão presente nos elastômeros, como óleo de processamento acrescentado durante a composição. Os óleos de processo adequados incluem vários óleos como são conhecidos na técnica, incluindo óleos aromáticos, parafínicos, naftênicos, vegetais, e óleos de baixo PCA, tais como MES, TDAE, SRAE e óleos naftênicos pesados. Os óleos de baixo PCA adequados incluem aqueles possuindo um teor aromático policíclico menor do que 3 por cento em peso tal como determinado pelo método IP346. Os procedimentos para o método IP346 podem ser encontrados em Standard Methods for Analysis & Testing of Petroleum and Related Products e British Standard 2000 Parts, 2003, 62a edição, publicada pelo Institute of Petroleum, do Reino Unido.

A composição de borracha pode incluir de aproximadamente 60 a aproximadamente 150 ppc de sílica. Em outra modalidade, de 80 a 120 ppc de sílica pode ser usado.

Os pigmentos silicosos comumente empregados que podem ser usados no composto de borracha incluem os pigmentos silicosos (sílica) convencionais pirogênicos e precipitados. Em uma modalidade, é usada a sílica precipitada. Os pigmentos silicosos convencionais empregados nesta invenção são a sílica precipitada tal como, por exemplo, os obtidos pela acidificação de um silicato solúvel, por exemplo, silicato de sódio.

Tal sílica convencional poderia ser caracterizada, por exemplo, tendo uma área de superficial BET, como medido utilizando o gás nitrogênio. Em uma modalidade, a área de superficial BET pode estar em uma faixa de variação de aproximadamente 40 a aproximadamente 600 metros quadrados por grama. Em outra modalidade, a área de superficial BET pode estar em uma faixa de variação de aproximadamente 80 a aproximadamente 300 metros quadrados por grama. O método BET de medir a área superficial é descrito no Journal of the American Chemical Society, Volume 60, Página 304 (1930).

A sílica convencional também pode ser caracterizada tendo um valor de absorção de dibutilftalato (DBP) em uma faixa de variação de aproximadamente 100 a aproximadamente 400, alternativamente de aproximadamente 150 a aproximadamente 300.

Poder-se-ia esperar que a sílica convencional tivesse um tamanho de partícula final médio, por exemplo, na faixa de variação de 0,01 a 0,05 mícrons tal como determinado pelo microscópio de elétrons, embora as partículas de sílica possam ser ainda menores, ou possivelmente maiores, em tamanho. Diversas sílicas comercialmente disponíveis podem ser usadas, tal como, somente

aqui, por exemplo, e sem restrição, sílicas comercialmente disponíveis da PPG Industries sob a marca registrada Hi-Sil com as designações 210, 243, etc.; sílicas disponíveis da Rhodia, com, por exemplo, designações de Z1165MP e Z165GR e sílicas disponíveis da Degussa AG com, por exemplo, as designações VN2 e VN3, etc. Os negros de fumo comumente empregados podem ser usados como um

enchimento convencional. Em uma modalidade, o negro de fumo é usado em uma quantidade menor do que 40 ppc. Em outra modalidade, menos de 20 ppc de negro de fumo são usados. Em outra modalidade, menos de 10 ppc de negro de fumo é usado. Em uma modalidade, a composição de borracha é exclusiva do negro de fumo. Os exemplos representativos de tais negros de fumo incluem N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, N315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 e N991. Estes negros de fumo têm a absorção de iodo variando de 9 a 145 g/kg e o número de DBP variando de 34 a 150 cm3/100 g. Outros enchimentos podem ser usados na composição de borracha incluindo, mas

não limitados a, enchimentos de particulado incluindo alto polietileno de peso molecular extremo (UHMWPE), incluindo de géis de polímero de particulado reticulado mas não limitados aos divulgados nas Patentes dos Estados Unidos N0 6.242.534; 6.207.757; 6.133.364; 6.372.857; 5.395.891; ou 6.127.488, e incluindo enchimento composto de amido plastificado mas não limitado a aquele descrito na Patente dos Estados Unidos N°. 5.672.639. Tais outros enchimentos podem ser usados em uma quantidade variando de 1 a ppc.

Em uma modalidade a composição de borracha pode conter um composto de enxofre convencional contendo um organossilício. Os exemplos de compostos de enxofre adequados contendo organossilício são os de acordo com a fórmula:

Z — Alk — Sn — Alk — Z Em que Z é selecionado do grupo consistindo de R1 R1 R2

I I I

-Si-R1 -Si-R2 -Si-R2

I I I

R2 , R2 e R2

onde R1 é um grupo alquil de 1 a 4 átomos de carbono, cicloexil ou fenil; R2 é um alcoxi de 1 a 8 átomos de carbono, ou cicloalcóxi de 5 a 8 átomos de carbono; Alk é um hidrocarboneto divalente de 1 a 18 átomos de carbono e η é um número inteiro de 2 a 8.

Em uma modalidade, os compostos de enxofre contendo organossilício são os 3,3'- bis (trimetoxi ou trietoxi sililpropil) polisulfito. Em uma modalidade, os compostos de enxofre contendo organossilício são dissulfeto de 3,3'-bis (trietoxissililpropil) e/ou 3,3'-bis (trietoxissililpropil) tetrassuIfeto. Por isso, quanto à fórmula I, Z pode ser R2

I

-Si-R2

R2

onde R2 é um alcoxi de 2 a 4 átomos de carbono, alternativamente 2 átomos de carbono; o alk é um hidrocarboneto divalente de 2 a 4 átomos de carbono, alternativamente com 3 átomos de carbono; e η é um número inteiro de 2 a 5, alternativamente 2 ou 4.

Em outra modalidade, os compostos de enxofre adequado contendo organossilício incluem compostos divulgados na Patente dos Estados Unidos N°. 6.608.125. Em uma modalidade, os compostos de enxofre contendo organossilício incluem 3-(octanoiltio) - 1 propril trietoxissilano, CH3(CH2)6C(=0) -S-CH2CH2CH2Si (OCH2CH3)3, que está disponível comercialmente como NXT® da Momentive Performance Materials.

Em outra modalidade, os compostos de enxofre adequados contendo organossilício incluem os divulgados na Publicação n° 2003/0130535 Patente dos Estados Unidos. Em uma modalidade, o o composto de enxofre contendo organossilício é o Si-363 da Degussa.

A quantidade do composto de enxofre contendo o organossilício em uma composição de borracha variará dependendo do nível de outros aditivos que são usados. Em geral, a quantidade do composto variará de 0,5 a 20 ppc. Em uma modalidade, a quantidade variará de 1 a 10 ppc.

É prontamente entendido por aqueles possuindo habilidade na técnica que a composição de borracha seria composta por métodos geralmente conhecidos na técnica de composição de borracha, tais como mistura de várias borrachas constituintes vulcanizáveis pelo enxofre com vários materiais adicionais comumente usados tal como, por exemplo, doadores de enxofre, auxiliares de cura, tais como ativadores e retardantes e aditivos de processamento, tais como óleos, resinas incluindo resinas de aderência e plastificantes, enchimentos, pigmentos, ácido graxo, oxido de zinco, ceras, antioxidantes e agentes peptizantes e antiozonizantes. Como conhecido aos versados na técnica, dependendo do uso desejável do material vulcanizável por enxofre e do material vulcanizado pelo enxofre (borracha), os aditivos acima mencionados são selecionados e comumente usados em quantidades convencionais. Os exemplos representativos de doadores de enxofre incluem o enxofre elementar (enxofre livre), um dissulfeto de amina, polisulfeto polimérico e adutos de olefina de enxofre. Em uma modalidade, o agente vulcanizante do enxofre é o enxofre elementar. O agente vulcanizante do enxofre pode ser usado em uma quantidade variando de 0,5 a 8 ppc, alternativamente com uma faixa de variação de 1,5 a 6 ppc. Quantidades típicas de resinas aderentes, se usadas, compreendem de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 ppc, normalmente aproximadamente de 1 a aproximadamente 5 ppc. Quantidades típicas de auxiliares de processamento compreendem de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 ppc. As quantidades típicas de antioxidantes compreendem de aproximadamente 11a aproximadamente 5 ppc. Os antioxidantes representativos podem ser, por exemplo, difenil-p-fenilenodiamina e outros, tal como, por exemplo, os divulgados em Vanderbilt Rubber Handbook (1978), as Páginas 344 para 346. As quantidades típicas de antiozonizantes compreendem de aproximadamente 1 a 5 ppc. As quantidades típicas de ácidos graxos, se usados, que pode incluir o ácido esteárico compreendem aproximadamente de 0,5 a aproximadamente 3 ppc. As quantidades típicas de oxido de zinco compreendem de aproximadamente 2 a aproximadamente 5 ppc. As quantidades típicas de ceras compreendem de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 ppc. As ceras muitas vezes microcristalinas são usadas. As quantidades típicas de peptizantes compreendendo aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 ppc. Os peptizantes típicos podem ser, por exemplo, pentaclorotiofenol e dissulfeto de dibenzamidodifenil.

Os aceleradores são usados para controlar o tempo e/ou a temperatura necessária para a vulcanização e melhorar as propriedades do vulcanizado. Em uma modalidade, um único sistema de acelerador pode ser usado, isto é, acelerador primário. Os aceleradores primários podem ser usados em quantidades totais variando de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 4, alternativamente de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,5 ppc. Em outra modalidade, as combinações de um acelerador primário e um acelerador secundário poderiam ser usadas com o acelerador secundário sendo usado em menores quantidades, tal como de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 3 ppc, para ativar e melhorar as propriedades do vulcanizado. Pode ser esperado que as combinações destes aceleradores produzam um efeito sinergístico sobre as propriedades finais que são um pouco melhores do que as produzidas pelo uso de qualquer acelerador sozinho. Além disso, os aceleradores de ação retartada podem ser usados já que não são afetados por temperaturas de processamento normais mas produzem uma cura satisfatória em temperaturas de vulcanização ordinárias. Os retardantes de vulcanização também poderiam ser usados. Os tipos adequados de aceleradores que podem ser usados na presente invenção são aminas, dissulfetos, guanidinas, tiouréias, thiazoles, tiourans, sulfenamidas, ditiocarbamatos e xantatos. Em uma modalidade, o acelerador primário é uma sulfenamida. Se um segundo acelerador for usado, o acelerador secundário pode ser uma guanidina, ditiocarbamato ou composto de tiouram.

A mistura da composição de borracha pode ser realizada por métodos conhecidos daqueles possuindo habilidades na técnica de mistura de borracha. Por exemplo, os ingredientes são tipicamente misturados em pelo menos duas etapas, a saber, pelo menos uma etapa improdutiva seguida de uma etapa de mistura produtiva. Os curativos finais incluindo agentes de vulcanização por enxofre são tipicamente misturados na etapa final que é convencionalmente chamada a etapa de mistura "produtiva" na qual a mistura tipicamente ocorre em uma temperatura, ou temperatura máxima, mais baixa do que a temperatura de mistura da etapa de mistura improdutiva precedente. Os termos etapas de mistura "improdutiva" e "produtiva" são bem conhecidos aos possuindo habilidade na técnica de mistura de borracha. A composição de borracha pode ser submetida a uma etapa de mistura termomecânica. A etapa de mistura termomecânica geralmente compreendendo um trabalho mecânico em um misturador ou extrusora durante um período do tempo adequado para produzir uma temperatura de borracha entre 140°C e 190°C. A duração apropriada do trabalho termomecânico varia como uma função das condições operacionais, e o volume e a natureza dos componentes. Por exemplo, o trabalho termomecânico pode ser de 1 a 20 minutos.

A composição de borracha pode ser incorporada em vários componentes de borracha do pneu. Por exemplo, o componente de borracha pode ser uma banda de rolagem (incluindo a ombreira e a base da banda de rolagem), os flancos, o ápice, a armadura do talão, inserções na parede lateral, lonas da carcaça ou o revestimento interno.

O pneumático da presente invenção pode ser um pneu de corrida, pneu de passageiros, pneu de avião, agrícola, máquina de escavar a terra, de trilhas, pneu de caminhão, e assim por diante. Em uma modalidade, o pneumático é o pneu de caminhão ou um passageiro. O pneu também pode ser um pneu radial ou transversal.

A vulcanização do pneumático da presente invenção é geralmente executada em temperaturas convencionais variando de aproximadamente 100°C a 200°C. Em uma modalidade, a vulcanização é conduzida em temperaturas variando de aproximadamente 1100C a 180°C. Algum dos processos de vulcanização habituais podem ser usado, tais como aquecimento em uma prensa ou molde, que se aquece com vapor superaquecido ou ar quente. Tais pneus podem ser construídos, formados, moldados e curados por vários métodos que são conhecidos e serão prontamente evidentes para aqueles possuindo habilidade em tal técnica.

A invenção também é ilustrada pelo seguinte exemplo não limitante. Exemplo 1

Neste exemplo, é ilustrado o efeito da adição de nanotubos de carbono de múltiplas

paredes a uma composição de borracha contendo negro de fumo. As amostras de borracha foram feitas usando um procedimento de mistura de duas etapas com uma receita básica tal como fornecido na Tabela 1. As quantidades de nanotubos de carbono e negro de fumo foram variadas tal como mostrado na Tabela 2. As amostras foram testadas para a resistividade elétrica seguindo a metodologia

ASTM D 257-98. Os resultados são mostrados na FIGURA 1. Tabela 1

Etapa de Mistura Não Produtiva

Borracha natural 100

Negro de fumo variável segundo a Tabela 2

Antidegradante 1

Óleo de processo 2

Óxido de zinco 5

Ácido esteárico 0,5

Nanotubos de carbono1 variável segundo a Tabela 2

Etapa de Mistura Produtiva

Antidegradante 2,5

Acelerador 1,35

Enxofre 1,75

Retardante 0,1

1: Baytubes® da Bayer

Com referência agora à FIGURA 1, a linha 120 ilustra que a adição de 2,5 a 10 ppc de nanotubos de carbono na composições contendo 20 ppc de negro de fumo (pontos de dados 1 a 5, correspondendo as Amostras 1 a 5) resulta em baixa resistividade de volume com menos de 30 ppc de carregamento de enchimento total. Os resultados semelhantes são ilustrados pela linha 130, com composições contendo 30 ppc de negro de fumo (pontos de dados 6 a 10, correspondendo as Amostras 6 a 10). Pelo contraste e como ilustrado pela linha 140, para composições contendo somente o negro de fumo, a resistividade de volume equivalentemente baixa é realizada só no momento do carregamento total de enchimento até 70 ppc (pontos de dados 11 a 14, correspondendo as Amostras 11 a 14). Tabela 2 N0 Amostra Nanotubos de carbono Negro 1 O (ppc) 20 2 2,5 20 3 5 20 4 7,5 20 10 20 6 O 30 7 2,5 30 8 5 30 9 7,5 30 10 30 11 0 40 12 0 50 13 0 60 14 0 70 Exemplo 2

Neste exemplo, é ilustrado o efeito da adição de nanotubos de carbono de múltiplas paredes a uma composição de borracha contendo negro de fumo e sílica. As amostras de borracha foram feitas usando um procedimento de mistura de vários estágios com uma receita básica tal como fornecido na Tabela 3. As quantidades de negro de fumo, sílica e nanotubos de carbono foram variadas conforme fornecido na Tabela 4.

As amostras foram testadas para a resistividade elétrica seguindo a metodologia ASTM D 257-98. Os resultados são mostrados na FIGURA 2.

Tabela 3

Etapas de Mistura Não Produtivas

Borracha natural Polibutadieno Negro de fumo Sílica

Agente de ligação silano Ceras

Antidegradante Óleo de processo Óxido de zinco Ácido esteárico Nanotubos de Carbono2 Etaoa de Mistura Produtiva

90 10

variável segundo a Tabela 4 variável segundo a Tabela 4 variável segundo a Tabela 4 1,5 1 2 2 2

variável segundo a Tabela 4 Antidegradante 1

Acelerador 1,45

Enxofre 2,4

2: Fibril ® nanotubos de carbono da Hyperion Catalysis International. Tabela 4

Negro de fumo Sílica Silano Nanotubos N0 Amostra ppc % vol ppc ppc ppc % vol 20 8,15 20 3,2 0 0 16 20 8,11 20 3,2 1,23 0,5 17 20 8,07 20 3,2 2,48 1 18 20 8,03 20 3,2 3,74 1,5 19 20 7,99 20 3,2 5,01 2 23 9,14 23 3,68 0 0 21 23 9,09 23 3,68 1,26 0,5 22 23 9,05 23 3,68 2,54 1 23 23 9,00 23 3,68 3,83 1,5 24 23 8,95 23 3,68 5,14 2 26 10,07 26 4,16 0 0 26 26 10,02 26 4,16 1,3 0,5 27 26 9,97 26 4,16 2,61 1 28 26 9,92 26 4,16 3,93 1,5 29 26 9,87 26 4,16 5,27 2

Com referência agora à FIGURA 2, um efeito semelhante sobre a resistividade de volume é observado, como foi observado na FIGURA 1. A linha 150 ilustra que a adição de 0 a 2 por cento em peso de nanotubos de carbono a composições contendo 20 ppc de negro de fumo e 20 ppc de sílica (pontos de dados 15 a 19, correspondendo as Amostras 15 a 19) resulta na baixa resistividade de volume com menos de 10 por cento em volume total de negro de fumo e nanotubos de carbono. Resultados semelhantes são ilustrados pela linha 160, com composições contendo 23 ppc de negro de fumo e 23 ppc de sílica (pontos de dados 20 a 24, correspondendo as Amostras 20 a 24), e para a linha 170, com composições contendo 26 ppc de negro de fumo e 26 ppc de sílica (pontos de dados 25 a 29, correspondendo as Amostras 25 a 29).

Embora certas modalidades representativas e os detalhes tenham sido mostrados com o objetivo de ilustrar a invenção, será aparente para os versados nessa técnica que várias modificações e alterações podem ser feitas na mesma sem fugir do espírito ou do alcance da presente invenção.

Claims

1. Método de conduzir a eletricidade estática em um pneumático, CARACTERIZADO pelas etapas de: misturar um composto de borracha compreendendo pelo menos uma borracha à base de dieno, de 60 a 150 ppc de sílica precipitada, menos de 40 ppc de negro de fumo e de 1 a 10 ppc de nanotubos de carbono possuindo um comprimento de pelo menos 5 mi- crons; formar uma banda de rolagem a partir do composto de borracha; incluir a banda de rolagem no pneu; e em que a resistividade de volume da banda de rolagem é menor do que 1 χ 109 ohm-cm tal como medido pelo método da ASTM D257-98.

2. Método de acordo com a reivindicaçãol, CARACTERIZADO pelo fato de que os nanotubos de carbono têm um comprimento de pelo menos 10 microns.

3. Método de acordo com a reivindicaçãol, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de borracha compreende de 1 a 2,5 ppc de nanotubos.

4. Método de acordo com a reivindicaçãol, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de borracha compreende menos de 20 ppc de negro de fumo.

5. Método de acordo com a reivindicaçãol, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de borracha é exclusivamente de negro de fumo.

6. Pneumático compreendendo uma banda de rolagem, a banda de rolagem com- preendendo um composto de borracha compreendendo pelo menos uma borracha à base de dieno, de 60 a 150 ppc de sílica precipitada, menos de 40 ppc de negro de fumo e de 1 a ppc de nanotubos de carbono possuindo um comprimento de pelo menos 5 microns, CARACTERIZADO pelo fato de que a resistividade de volume da banda de rolagem é me- nor do que 1 χ 109 ohm-cm tal como medido pelo método da ASTM D257-98.

7. Pneumático de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que os nanotubos de carbono têm um comprimento de pelo menos 10 microns.

8. Pneumático de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de borracha compreende de 1 a 2,5 ppc de nanotubos.

9. Pneumático de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de borracha compreende menos de 20 ppc de negro de fumo.

10. Pneumático de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de borracha é exclusivamente de negro de fumo.